主講：蔣靜院系:化學化工學院無機化學其任務主要是了解生物的化學組成、結構及生命過程中各種化學變化。通過研究生物大分子(核酸、蛋白質)的結構、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現象的本質。在分子水平上研究生命現象的科學。運用化學的理論和方法研究生命物質的邊緣學科。生物學的研究越來越離不開化學原理、化學知識和化學分析技術。一、教材

《無機及分析化學》(第4版)

編寫:南京大學《無機及分析化學》編寫組

出版:高等教育出版社于2004年12月出版教學簡介二、主要參考書目1.《無機化學》

武漢大學、吉林大學編，高等教育出版社2.《無機化學》

北師大、華中師大等編，高等教育出版社三、學習內容無機化學主要內容:

兩原理：

化學熱力學原理化學動力學原理

兩結構：原子結構分子結構

四大平衡：酸堿平衡，沉淀溶解平衡氧化還原平衡，配位平衡四、教學安排教學計劃：32學時，2學分。

授課安排：每周5學時，共計6周。課程考核：總成績=期末考試成績（80分）+平時成績（20分）

注：平時成績考察范圍1、上課出勤（缺一次扣2分）2、回答問題3、作業完成情況（包括每章小結、每章習題）

(作業缺一次扣2分)（一）考勤10%（二）作業10%（三）期終考試80%中學大學每節課的內容少，練習多，在課堂上能聽懂掌握每節課的內容多，練習少，在課堂上不能完全聽懂，課后認真看書，做習題學習有老師、家長督促老師課后輔導時間較多，有問題可及時問老師五、怎樣學好無機化學１、大學教學和中學教學不同之處老師課后輔導時間較少，有問題要靠自己多動腦，多與同學討論完全靠自覺2．學習方法積極培養學習的興趣；記憶與理解相互促進；注重閱讀和練習；注重學習科學思維的方法和實驗技能；注重與生物學功能的聯系。第一章氣體和溶液

物質的存在狀態通常有三種：氣態、液態和固態。本章重點介紹氣體和溶液的一些基本規律。1.1對氣體而言，主要掌握理想氣體狀態方程式和道爾頓分壓定律的應用。1.2對溶液而言，主要掌握稀溶液的“依數性”的公式和應用。1.3對膠體溶液而言，主要了解其相關性質。（自學）1.1氣體表征氣體的物理量有：壓強(P);體積(V);溫度(T);物質的量(n)等；PV=nRT對于理想氣體而言，它們遵循以下關系：這些物理量之間是密切相關的。理想氣體狀態方程式一、理想氣體狀態方程式PV=nRT1.各物理量的單位一定要取國際單位制：P單位為Pa（或kPa)；V單位為m3；n單位為mol;

T單位為K；m單位為Kg2、氣體摩爾常數（R）的單位和取值使用注意以下三點：1.1氣體氣體摩爾常數（R）的單位和取值根據阿佛加德羅定律,1mol氣體在標準狀況下的體積為22.4L。R=8.315(Pa·m3·mol-1·K-1)或R=8.315(KPa·L·mol-1·K-1)或R=8.315(J·mol-1·K-1)理想氣體實際氣體分子本身無體積分子本身有體積分子間無作用力分子間有作用力實際不存在在高溫（高于273K)和低壓下（幾個大氣壓）下近似為理想氣體3、運用對象：理想氣體和高溫低壓下的實際氣體強調：在高溫（高于273K)和低壓下（幾個大氣壓）下的實際氣體可以近似為理想氣體理想氣體狀態方程應用：（1）直接計算（2）推論a.求氣體的相對分子量b.求氣體的密度請推導：等溫等壓下密度之比等于分子量之比。若已知P、V、n、T中的三個變量，可求剩余的一個變量。推導：等溫等壓下密度之比等于分子量之比。氣體1：氣體2：由于等溫等壓下，T1=T2;P1=P2例1-1（P2):一學生在實驗中，在73.3kPa和25℃下收集得

250mL某氣體。在分析天平量，得氣體凈質量為0.118g。求這種氣體的相對分子量。解：

例1-2：在1000℃和97kPa壓力下，硫蒸氣的密度是0.5977g

L-1。試求：（1）硫蒸氣的摩爾質量，（2）硫蒸氣的化學式。硫蒸氣的化學式為S2解:（1）只有一種氣體有A和B兩種氣體要計算該氣體壓強：混合氣體的總壓？各組分氣體的分壓？二、道爾頓分壓定律1、道爾頓分壓定律的內容（1）P總=各組分的分壓之和（2）P分=某組分在同一溫度下單獨占有該混合氣體體積時的壓力A和B組成的混合氣體，體積為V混；溫度為T混2.道爾頓分壓定律推論結論：理想氣體狀態方程式不僅適用于單組分的氣體，也適用于混合氣體。推論1：推論2：可見，求A組分的分壓有①③兩種方法，根據題目中的已知條件選用。常見的排水法收集氣體，收集到的是該溫度下的飽和水蒸氣和某氣體的混合物。p總=p氣+

p水蒸氣例1-3（p.3)：在17℃，99.3kPa的氣壓下，用排水集氣法收集氮氣150mL。求在標準狀況下該氣體經干燥后的體積。解：在水面上收集氣體，測出的壓力是飽和水蒸氣壓和氣體壓力之和。

查表1-1，17℃時飽和水蒸氣壓力為1.93kPa例1-4（p.4)：在25℃下，將0.100mol的O2和0.350molH2裝入3.00L的容器中，通電后氧氣和氫氣反應生成水，剩下過量的氫氣。求反應前后氣體的總壓和各組分的分壓。解：反應前根據：2H2+O2=2H2O

通電時0.100molO2只與0.200molH2反應生成0.200molH2O,還剩余0.15molH2。液態水所占體積與容器體積相比可忽略不計，但因此產生的飽和水蒸氣壓卻必須考慮。因此反應后：

例1-5：25℃時，初始壓力相同的5.0L氮和15.0L氧壓縮到體積為10.0L的真空容器中，混合氣體總壓力是150kPa，試求（1）兩種氣體的初始壓力（2）混合氣體中氮和氧的分壓（3）如果把溫度升到210℃，容器的總壓力。解：1.2溶液一、濃度的幾種表示方法（溶質為A；溶劑為B)1.

物質的量濃度(c)

2.摩爾分數（X）推廣：溶質和溶劑的摩爾分數之和=13.質量摩爾濃度（b）分子為溶質的摩爾數(mol);分母為溶劑的質量(kg)稀溶液中，XA、C與b之間的關系：XA=b·MB(MB單位為Kg·mol-1)C=b(C單位為mol·L-1)XA=b·MB的推導過程:XA=b×MB稀溶液中,nA+nB≈nB稀溶液中,m溶液=m溶劑(kg)

ρ溶液=ρ水=1Kg·L-1C≈b

的推導過程:溶液的性質不同于溶劑、溶質，可分為兩類：①由溶質本身引起的：酸堿性、顏色、導電性、密度；②由溶液組成引起的，即溶質與溶劑的粒子數引起的，與溶質的本性無關。各種溶液各有其特性，但有幾種性質是一般稀溶液所共有的。這類性質只與濃度有關，或者是與溶液中的“粒子數”有關，而與溶質的本性無關，Ostwald稱其為“依數性”，即稀溶液的依數性，亦稱為稀溶液的通性。二、稀溶液的通性稀溶液的通性：稀溶液的某些性質，只與濃度有關，而與溶質的本性無關，也稱之為稀溶液的依數性。理解：(1)

溶質為難揮發的物質(2)只限于稀溶液（c≦0.1mol·L-1)(3)某些性質（溶液的蒸氣壓下降;沸點升高;凝固點降低;滲透壓）(4)只與濃度有關，與溶質的本性無關。(5)依數性：依賴于溶質質點數目（即濃度）的性質。(一)、溶液的蒸氣壓下降純水的蒸汽壓(PB*):

當V蒸發=V凝結時，氣相和液相達到平衡，此時水蒸氣所產生的壓強稱為在該溫度下水的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓，用符號PB*表示.

純水的蒸汽壓,只與溫度有關,見表1-1（P4).(溶質為A;溶劑為B)即：P溶液<PB*(純溶劑）

難揮發溶質形成的溶液中，溶劑分子仍然發生蒸發和凝結,當蒸發和凝結達到動態平衡時氣相中水蒸氣分子所產生的壓強為溶液的蒸汽壓.

溶液的蒸汽壓(P):(注意：由于溶質難揮發，溶液的蒸氣中只含有溶劑分子)實驗證明:在一定溫度下，稀溶液的蒸氣壓與溶劑的摩爾分數成正比。P溶液<P*(純溶劑）溶質為A;溶劑為B(1)可見，稀溶液的蒸氣壓下降(ΔP)與溶液的質量摩爾濃度正比，與溶質的本性無關,稱為拉烏爾定律。稀溶液蒸氣壓的下降量:（由于XA=b·MB）(2)(3)(二)、溶液的沸點升高沸點(Tb):

液體的蒸氣壓等于外界壓時的溫度。如沒有特殊說明，P外=1.01×105Pa時的沸點。純水的沸點：100

℃溶液的沸點：高于純溶劑的沸點。稀溶液的沸點升高示意圖即：Tb(溶液)

>Tb*(純溶劑）實驗表明,稀溶液沸點升高與溶液的質量摩爾濃度成正比.

ΔTb=Tb（溶液）–Tb*(純溶劑）

ΔTb

=Kbb

Kb:沸點升高常數。只與溶劑的本性有關，單位：K·kg·mol-1。常見溶劑的Kb

見表1-2（P8)。(三)、溶液的凝固點降低凝固點(Tf):液相和固相共存時的溫度.從蒸氣壓角度而言,固相的蒸氣壓=液相的蒸氣壓時的溫度.溶液的凝固點（Tf)：需說明：溶液凝固時，只是溶劑凝固了，固相是純冰；溶質還是溶解在溶劑中。純水的凝固點（Tf*)

:常壓下,固液兩相達成平衡時的溫度(0℃);即：Tf(溶液)

<Tf*(純溶劑）因為:在0℃時P水=611Pa=P冰

(冰的固相蒸氣壓見P7).稀溶液的凝固點下降示意圖稀溶液的凝固點降低：

Kf：凝固點降低常數，只與溶劑的本性有關。單位：K·kg·mol-1常見溶劑的Kf

見表1-2（P8)。ΔTf

=Kf

bΔTf=Tf(純溶劑)

-Tf*(溶液)思考題：

答：高于100℃(1)某稀糖水沸騰的溫度稍高或低于100℃？在沸騰的過程中溫度是否保持恒定?(2)某稀糖水凝固的溫度稍高或低于0℃？在凝固的過程中溫度是否保持恒定?

開始有固體出現，此為何物？

答：否

答：低于0℃

答：否

答：純冰凝固點降低的應用2.科學實驗中,保持-5℃,制冷劑可用1.生活中，北方冬天為防止水在水箱、或儀器中結冰，4.測未知道物分子量(例1-4

）3.往冰雪覆蓋的路面上撒鹽以除冰。冰+鹽水混合物往往加甘油等；例1-4.將5.0

g某純凈試樣溶于250g苯中，測得該溶液凝固點為4.51℃

。求該試樣的相對分子質量（純苯的凝固點為5.53℃）。解：（四）滲透壓滲透壓產生示意圖：放置一段時間后結論：水分子從純水向蔗糖溶液滲透。為什么會產生這種滲透現象？把溶劑分子通過半透膜自動向溶液擴散的過程稱為滲透。(1)半透膜：選擇性地讓某些物質通過的膜，如膀胱膜、細胞壁等。半透膜的作用：允許水分子通過，而不讓蔗糖分子通過；從而保證半透膜兩邊溶液的濃度不同。為什么會產生這種滲透現象？（2）滲透現象產生過程蔗糖溶液純水單位體積內水分子數少多水分子開始擴散出去的速率慢快液面升高降低慢快隨著液面變化，水分子擴散出去的速率加快減慢最后兩邊水分子的擴散速率相等，達到滲透平衡?？偨Y：滲透產生的條件：（1）半透膜的存在（2）半透膜兩側的溶液濃度不相等。滲透的結果：縮小膜兩側的濃度差滲透方向：溶劑分子從純溶劑→溶液，或是從稀溶液→濃溶液。（3）滲透壓的計算滲透壓：兩邊的液面靜壓差。用符號π表示，單位：KPa或PaΠV＝nRT或

Π＝bRT

Π＝CRT(因為稀溶液中，C=b)

強調：濃度：mol·L-1或mol·Kg-1；滲透壓π:KPa；R=8.315(KPa·L·mol-1·K-1)例1：將2.00g蔗糖(C1