普通化学

出版时间：2012-3  出版社：科学出版社  作者：廖家耀 编  页数：285  

内容概要

本书是西南大学化学化工学院普通化学教研组十几年教学经验的总结和教学改革研究的成果。
本书包括分散体系、化学反应基本原理、水溶液中的化学平衡和物质结构四个模块，共12章，介绍了溶液、胶体和乳状液、化学动力学基础、化学热力学基础、化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位离解平衡、氧化还原与电化学基础、原子结构、化学键与分子结构、晶体结构简介相关内容。本书循序渐进地介绍了化学的基础知识和基本理论，强化了胶体和表面化学等相关知识，同时注重化学与工农业生产、生物等各方面的联系，加强了应用方面的介绍，使其具有一定的适用性和选择性。
本书主要适合于高等学校农、林、水产、食品、园林、生命科学等专业以及材料科学、医药学、土木建筑等部分理工科专业使用，也可供其他相关专业的师生及化学爱好者参考；还可作为高等院校非化学专业报考硕士研究生的复习参考书。

书籍目录

前言
绪论
　 0．1化学研究的对象与内容
　 0．2化学的发展与重要作用
　 0．3普通化学课程的性质、任务与学习方法
第一篇　分散体系
　第1章　溶液
　 1．1溶液的组成标度
　 1．2稀溶液的依数性
　 1．3强电解质溶液简介
　 1．4溶液依数性的应用
　 本章小结
　 思考与练习
　第2章　胶体和乳状液
　 2．1胶体
　 2．2表面活性剂及其作用
　 2．3乳状液
　 2．4胶体和乳状液的应用
　 本章小结
　 思考与练习
第二篇　化学反应基本原理
　第3章　化学动力学基础
　 3．1化学反应进度与反应速率
　 3．2浓度对反应速率的影响
　 3．3温度对反应速率的影响
　 3．4催化剂对反应速率的影响
　 3．5反应速率理论简介
　 3．6化学动力学的应用
　 本章小结
　 思考与练习
　……
第三篇　水溶液中的化学平衡
第四篇　物质结构

章节摘录

版权页：第1章溶液分散质粒径小于1nm，组成均匀，性质稳定的分散体系称为溶液，溶液中的分散质称为溶质，分散剂称为溶剂。溶液中溶质可以是一种物质，也可以是几种物质。从广义上讲，溶液分为气态溶液、液态溶液和固态溶液，一般没有特殊注明的均指以水为溶剂的液态溶液。它与日常生活和生产实践有着密切的联系，如农药的使用、组织培养液的配制、土壤的改良、工业废水的净化处理等无不与溶液密切相关，因此，了解和掌握有关溶液的基础知识有着重要的意义。1.1溶液的组成标度一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量称为溶液的组成标度。根据不同的需要，溶液的组成标度可以用不同的方法表示，常见的表示方法有以下几种。1.1.1物质的量浓度单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量称为溶质B的物质的量浓度，在不会产生混淆时，简称为浓度，用符号c（B）或cB表示cB＝n（B）V（1-1）式中，n（B）为溶质B的物质的量，SI单位为mol；V为溶液的体积，SI单位为m3，常用单位为L；c（B）单位为mol•L-1。1.1.2质量摩尔浓度1kg溶剂A中所含溶质B的物质的量称为溶质B的质量摩尔浓度，用符号bB表示bB＝n（B）m（A）（1-2）式中，n（B）为溶质B的物质的量，SI单位为mol；m（A）为溶剂A的质量，SI单位为kg；bB单位为mol•kg-1。由于物质的质量不受温度的影响，所以，溶液的质量摩尔浓度与温度无关。1.1.3物质的量分数溶质B的物质的量与溶液的总的物质的量之比称为溶质B的物质的量分数（或摩尔分数），用符号xB表示xB＝n（B）n（1-3）式中，n（B）为溶质B的物质的量，SI单位为mol；n为溶液总的物质的量，SI单位为mol；xB无单位。对于一个二组分的溶液体系来说，溶质的物质的量分数xB与溶剂的物质的量分数xA分别为xA＝n（A）n（A）+n（B）xB＝n（B）n（A）+n（B）所以xA+xB＝1，若将此关系推广到任何一个多组分体系中，则有Σni＝1xi＝1，式中的xi指体系中任一组分的物质的量分数。1.1.4质量分数溶质B的质量与溶液的总质量之比，称为溶质B的质量分数，用符号wB表示wB＝m（B）m（1-4）式中，m（B）、m为溶质B的质量和溶液的总质量，SI单位为kg；此定义式中溶质和溶液的质量单位一致时，wB无单位，但也可以是mg•g-1、μg•g-1等。质量分数wB在常量分析中也称为质量百分浓度，主要在溶液和固体混合物中使用。1.1.5体积分数溶质B的体积与溶液的总体积之比，称为溶质B的体积分数，用符号φB表示φB＝V（B）V（1-5）式中，V（B）、V为溶质B的体积和溶液的总体积，SI单位为m3，常用单位为L或mL。此定义式中溶质和溶液的体积单位一致时，φB无单位，但也可用μL•mL-1、μL•L-1等。体积分数φB主要用于气体和溶液。1.1.6质量浓度溶质B的质量与溶液的体积之比，称为溶质B的质量浓度，用符号ρB表示ρB＝m（B）V（1-6）式中，m（B）为溶质B的质量，SI单位为kg，常用单位为g、mg；V为溶液的体积，SI单位为m3，常用单位为L、mL；ρB的单位为kg•m-3，也常用g•mL-1、mg•mL-1、μg•mL-1、g•L-1等。质量浓度ρB主要在液体和气体溶液中使用。在某些特定条件下，当溶液浓度极低时，为了表达方便，也可使用ppm、ppb或ppt来表示浓度。ppm表示百万分之一，即10-6；ppb表示十亿分之一，即10-9；ppt表示万亿分之一，即10-12。具体的浓度可以是质量分数、体积分数或质量浓度等，通常表示的是质量分数，即1ppm表示1kg溶液中含溶质1mg，1ppb表示1kg溶液中含溶质1μg，1ppt表示1kg溶液中含溶质1ng。但要注意，根据�中华人民共和国法定计量单位�规定，ppm、ppb和ppt均是非法定单位，只有因行业需要，在一些特定场所使用，特别是在微量分析或痕量分析，如水中污染物或大气污染物的检测，溶质的含量极少时使用。例如，1L含铬废水中含有六价铬2mg，则六价铬的浓度可表示为2ppm。溶液的几种组成标度各有优缺点，在使用时需根据具体要求选用，各种组成标度之间也可以相互换算。（1）物质的量浓度与质量分数的换算若已知溶液的密度d和溶液的质量m，溶质的摩尔质量为M（B）时，该溶液的物质的量浓度与质量分数的关系为cB＝n（B）V＝m（B）/M（B）m/d＝d•m（B）M（B）•m＝dM（B）•wB（2）物质的量浓度与质量摩尔浓度的换算若已知溶液的密度为d，质量为m，则有cB＝n（B）V＝n（B）m/d＝d•n（B）m若该溶液是一个二组分体系，且溶质B的含量较少，则溶液的质量m近似等于溶质的质量m（A），上式可近似为cB≈d•bB，若该溶液是极稀的水溶液，则在数值上cB≈bB。【例1-1】将11.2g乳酸钠（NaC3H5O3）溶于1.0L纯水中配成稀溶液，试计算（1）该溶液物质的量浓度；（2）该溶液的质量摩尔浓度；（3）该溶液的质量分数；（4）该溶液中水和乳酸钠的摩尔分数（已知室温下，水的密度约为1000g•L-1，NaC3H5O3的摩尔质量为112g•mol-1，H2O的摩尔质量为18.0g•mol-1）。解（1）水的密度约为1000g•L-1，溶液的体积约为V＝md＝11.2+1.0×10001000＝1.0112（L）因此溶液物质的量浓度为c（NaC3H5O3）＝n（NaC3H5O3）V＝11.2/1121.0112＝0.098（mol•L-1）（2）溶液的质量摩尔浓度为b（NaC3H5O3）＝n（NaC3H5O3）m（H2O）＝n（NaC3H5O3）V（H2O）•d（H2O）＝11.2/112（1.0×1000）×10-3＝0.10（mol•kg-1）（3）溶液的质量分数为w（NaC3H5O3）＝m（NaC3H5O3）m＝m（NaC3H5O3）m（NaC3H5O3）+m（H2O）＝11.211.2+1.0×1000×100%＝1.1%（4）溶液中乳酸钠的摩尔分数为x（NaC3H5O3）＝n（NaC3H5O3）n（NaC3H5O3）+n（H2O）＝11.2/112（11.2/112）+（1.0×1000/18.0）＝0.0018水的摩尔分数为x（H2O）＝1-0.0018＝0.99821.2稀溶液的依数性溶液具有各种各样的性质，这些性质可分为两类。一类是与溶质的本身性质有关的，如溶液的颜色、密度、酸碱性和导电性等性质。另一类则与溶质本性无关，而是取决于溶液中溶质的独立质点数，即溶液浓度的性质，如溶液的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压等。后一类性质是一般稀溶液所共有的，所以称为稀溶液的通性或稀溶液的依数性。1.2.1液体的蒸气压物质通常以固体、液体和气体三种状态存在，在一定的温度、压力下，物质的三种状态之间可以相互转化。固-液、固-气、液-气之间的转化在化学上称为相变，相变时两相之间的动态平衡称为相平衡。在一定的温度、压力下，液体转变为气体的过程称为液体的气化，蒸发和沸腾是液体气化的两种形式。蒸发是液体表面分子气化的现象，沸腾则是液体内部和表面分子同时气化的现象。蒸气中能量较低的气体分子可以通过撞击液体表面重新回到液体中，这个过程称为气体的液化或凝聚。如果将液体置于敞口容器中，蒸发过程会一直进行到全部液体都转变成气体为止。如果是在密闭容器中进行蒸发，则蒸发有一定的限度。如图1-1所示，一定温度下，在一上部为真空的密闭容器中的液体，蒸发开始时，蒸发的速率最大，凝聚的速率为零。随着蒸发的进行，液面上聚集的气体分子数目逐渐增加，凝聚的速率随之加快，而蒸发速率逐渐减小，当两个速率相等时，体系达到蒸发凝结平衡状态。此时的蒸气具有恒定的压力，这种与液相达平衡时的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。蒸气压的大小代表着液体分子气化的趋势，其大小取决于液体的本性和温度，与液体的量及气相的体积无关。在一定温度下，物质的分子间作用力越大，液体分子气化的趋势越小，蒸气压越小；物质的分子间作用力越小，液体分子气化的趋势越大，蒸气压越大。例如，20℃时水的蒸气压为2.33kPa，乙醚的蒸气压为58.7kPa。常将蒸气压大的物质称为难挥发物质，蒸气压小的物质称为易挥发物质。温度的升高会使分子的热运动加剧，分子的动能增加，液态分子气化的趋势将变大，所以物质的蒸气压随温度的升高而增大。液体的蒸气压与温度的关系可用蒸气压曲线来表示。图1-2是几种液体的蒸气压曲线。曲线上的每一点代表相应液体与蒸气呈平衡状态时的温度和压力。1.2.2溶液的蒸气压下降在一定温度下，任何纯溶剂的饱和蒸气压（p*）都是一个定值。如果向纯溶剂中加入一定量的难挥发的非电解质作溶质，实验证明，该溶液的蒸气压（p）总是比纯溶剂的饱和蒸气压低，如图1-3所示，这种现象称为溶液的蒸气压下降。Δp为溶液的蒸气压下降值。难挥发非电解质稀溶液的蒸气压仍然是溶剂分子蒸发的结果，但这时溶剂分子蒸发与凝结的速度都要受到溶质分子的影响。首先溶剂化分子的形成束缚了高能量的溶剂分子，使溶剂分子逸出液体表面的趋势减小，蒸发速度降低；其次，溶质的加入，减少了单位体积中溶剂分子的相对数目，难挥发非电解质溶质分子的蒸发很少，忽略不计，则单位时间内蒸发的溶剂分子数目相对减少，蒸发速度降低；因此，体系达到相平衡时溶液的蒸气压总是比纯溶剂的饱和蒸气压低，如图1-4所示。法国物理学家拉乌尔（F.M.Roult）对溶液蒸气压进行定量研究后，在1887年总结出拉乌尔定律：在一定的温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压乘以溶剂的摩尔分数，即p＝p*•xA（1-7）对于一个两组分体系来说，由于xA+xB＝1，则xA＝1-xB代入式（1-7）得p＝p*（1-xB）＝p*-p*•xB因此溶液的蒸气压下降为Δp＝p*-p＝p*•xB（1-8）式（1-8）说明在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。在稀溶液中，n（A）冲n（B），所以xB＝n（B）n（A）+n（B）≈n（B）n（A）＝n（B）m（A）/MA＝bB•MA代入式（1-8），有Δp＝p*•xB＝p*•MA•bB在一定温度下，p*•MA是一个常数，用K表示，称为蒸气压下降常数，则Δp＝K•bB（1-9）式（1-9）说明在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶液的质量摩尔浓度成正比，这是拉乌尔定律的又一种表达形式。拉乌尔定律适用于难挥发的非电解质形成的稀溶液，如果溶质是具有挥发性的物质，如乙醇加入水中，虽然与溶液平衡的水的蒸气压要降低，但因乙醇易于蒸发，所以整个溶液的蒸气压不但不降低，反而会升高。如果溶质和溶剂都有挥发性，且溶质和溶剂不相互作用，拉乌尔定律仍然适用，这时溶液蒸气压等于溶质蒸气压与溶剂蒸气压之和。1.2.3溶液的沸点升高液体内部和表面分子同时气化时称为沸腾，此时的温度为液体的沸点。只有液体的蒸气压与外界压力相等时，液体才会沸腾，所以液体的沸点随外界压力的升高而升高，当外界压力一定时，液体有确定的沸点，在外压为一个大气压即101.325kPa时，液体的沸点称为正常沸点，简称沸点。在一定的外压下，由于蒸气压下降，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低，当温度达到纯溶剂的沸点T*b时，溶液的蒸气压未达到外压，不会沸腾。为了使溶液沸腾，只有升高溶液的温度，促使溶剂分子热运动加剧，从而增加溶液的蒸气压直到等于外压，如图1-5所示。所以难挥发非电解质稀溶液的沸点总是高于其纯溶剂的沸点，这种现象称为溶液的沸点升高。根据拉乌尔定律，溶液的质量摩尔浓度越大，其蒸气压下降越多，则沸点升高也越显著，因此溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度之间具有与式（1-9）相类似的关系ΔTb＝Tb-T*b＝Kb•bB（1-10）式中，ΔTb为难挥发非电解质稀溶液的沸点升高值；Kb为溶剂的沸点升高常数，单位为K•kg•mol-1，Kb值的大小只与溶剂有关，而与溶质无关，不同的溶剂有不同的Kb值。表1-1列出了几种常见溶剂的Kb值。难挥发非电解质稀溶液沸腾时逸出的是纯溶剂，由式（1-10）可知，随着沸腾的进行，溶液浓度不断增大，沸点不断升高直到溶液达到饱和，因此溶液没有恒定的沸点。1.2.4溶液的凝固点降低在一定的外压下，纯液体与其固体二者蒸气压相等，固、液两相达成两相平衡状态时的温度称为纯液体的凝固点。液体在101.3kPa大气压下的凝固点称为液体的正常凝固点。例如，水的正常凝固点是273.15K，此时，液态水与冰的蒸气压相等，都是0.6133kPa。溶液凝固点是指溶剂晶体从溶液中开始析出时的温度。此时体系由溶液、溶剂固相和溶剂气相组成，溶液的蒸气压等于溶剂固相的蒸气压。难挥发非电解质稀溶液的凝固点总是比其纯溶剂的凝固点低，这种现象称为溶液的凝固点降低。如图1-6所示，AA′是纯溶剂水的蒸气压曲线，AA″是冰的蒸气压曲线，两曲线相交于A点，此时冰与水的蒸气压相等（ps＝0.6133kPa），冰、水两相共存，对应的温度T*f为水的凝固点（273.15K）。

用户评论 (总计1条)

•   非常非常好，不错就是书角有点变形