《化学基础》课件

化学基础课程简介化学的重要性与应用化学的重要性化学的应用化学是研究物质组成、结构、性质以及变化规律的科学，是连接物理、生物、材料等多学科的桥梁理解化学原理对于认识自然、改造自然具有重要意义化学研究的对象和内容研究对象研究内容12化学研究的对象包括各种物质化学的研究内容主要包括物质及其相互作用，涉及元素的组的组成、结构、性质和变化规成、化合物的结构、反应的机律通过实验和理论研究，揭理等方面示物质的本质和变化过程研究方法物质的组成元素与化合物元素化合物元素是具有相同质子数的同一类化合物是由两种或两种以上元素原子的总称，是组成物质的基本通过化学键结合形成的纯净物成分目前已知的元素有化合物具有固定的组成和性质，118种，它们按照一定的规律排列在可以通过化学反应分解成更简单元素周期表中的物质混合物混合物是由两种或两种以上物质混合而成，各组分之间没有发生化学反应混合物的组成不固定，性质也不稳定，可以通过物理方法分离原子结构原子核与电子原子核电子能级原子核位于原子中心，电子带负电，围绕原子电子不是随意地围绕原由质子和中子组成质核高速运动电子的质子核运动，而是按照一子带正电，中子不带量很小，可以忽略不定的能级分布在不同的电原子核的质量几乎计电子的运动状态决轨道上电子的能级越集中了整个原子的质定了原子的化学性质高，离原子核越远量元素周期表结构与性质的周期性结构1元素周期表按照原子序数递增的顺序排列，分为周期和族同一周期的元素具有相同的电子层数，同一族的元素具有相似的化学性质性质的周期性2元素的性质随原子序数递增呈现周期性变化，例如原子半径、电负性、金属性和非金属性等周期性变化反映了元素原子结构的内在规律应用3元素周期表是学习和研究化学的重要工具，可以帮助我们预测元素的性质、推断化合物的结构和性质，以及设计新的化学反应化学键离子键、共价键、金属键离子键共价键金属键离子键是带相反电荷的离子之间通过静电共价键是原子之间通过共用电子对形成的金属键是金属原子之间通过自由电子形成作用形成的化学键离子键通常存在于金化学键共价键通常存在于非金属元素之的化学键金属键使金属具有良好的导电属元素和非金属元素之间，例如氯化钠间，例如水₂和甲烷₄性、导热性和延展性H OCH NaCl化学式与化学方程式化学方程式化学方程式是用化学式表示化学反应的2式子，例如氢气在氧气中燃烧的化学方化学式程式为₂₂₂2H+O→2H O化学式是用元素符号表示物质组成的式1子，例如水的化学式为₂，表示一H O个水分子由两个氢原子和一个氧原子组配平成化学方程式需要配平，即反应前后各种原子的种类和数目相等，以符合质量守3恒定律物质的量摩尔的概念物质的量n1表示含有一定数目粒子的集体的一个物理量单位摩尔（）mol摩尔mol2含有阿伏伽德罗常数（约×）个粒子的物质的量

6.02210²³阿伏伽德罗常数NA3任何粒子所含的粒子数，近似值为×⁻1mol

6.02210²³mol¹摩尔是化学中重要的计量单位，用于描述物质的量理解摩尔的概念对于进行化学计算和实验非常重要物质的聚集状态固态、液态、气态固态1具有固定的形状和体积，分子间作用力强，分子排列紧密有序例如冰、铁等液态2具有固定的体积，但形状不固定，分子间作用力较弱，分子排列较无序例如水、酒精等气态3没有固定的形状和体积，分子间作用力很弱，分子排列高度无序例如氧气、氮气等溶液溶解度与浓度溶解度是指在一定温度下，某种物质在克溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量浓度是指溶液中溶质的含量，常用的浓度表示方法有质量分数、体积摩尔浓度等100酸、碱、盐概念与性质酸碱盐指在水溶液中能电离出氢离子（⁺）的指在水溶液中能电离出氢氧根离子指由金属离子（或铵根离子）和酸根离子H化合物酸具有酸味，能与碱发生中和反（⁻）的化合物碱具有涩味，能与组成的化合物盐是由酸和碱发生中和反OH应，能使指示剂变色酸发生中和反应，能使指示剂变色应生成的酸碱中和反应中和反应应用酸与碱反应生成盐和水的反应称为中和反应中和反应的实质是中和反应在生产和生活中有着广泛应用，例如用熟石灰改良酸性氢离子和氢氧根离子结合生成水分子土壤，用氢氧化铝治疗胃酸过多等氧化还原反应概念与判断氧化反应还原反应12指物质失去电子（或偏移电指物质得到电子（或偏移电子）的反应，表现为氧化数升子）的反应，表现为氧化数降高低氧化还原反应3指有电子转移（或偏移）的反应，包含氧化反应和还原反应氧化反应和还原反应同时发生，相互依存氧化剂与还原剂氧化剂还原剂口诀在氧化还原反应中，得到电子（或偏在氧化还原反应中，失去电子（或偏氧化剂，得电子，氧化数降低；还原移电子）的物质，其氧化数降低常移电子）的物质，其氧化数升高常剂，失电子，氧化数升高见的氧化剂有氧气、氯气、高锰酸钾见的还原剂有氢气、碳、金属等等化学反应速率影响因素温度浓度催化剂升高温度，反应速率通增大反应物浓度，反应加入催化剂，可以改变常加快温度升高，分速率通常加快浓度增反应速率催化剂通过子运动速率加快，有效大，单位体积内分子数降低反应的活化能来加碰撞几率增加增加，有效碰撞几率增快反应速率加化学平衡概念与影响因素可逆反应1在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应化学平衡2在一定条件下，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，反应体系中各组分的浓度保持不变的状态称为化学平衡状态影响因素3影响化学平衡的因素主要有浓度、温度和压强改变这些因素会使平衡发生移动，直到达到新的平衡状态勒夏特列原理原理内容如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、压强），平衡就向着减弱这种改变的方向移动应用勒夏特列原理可以用来判断改变条件对化学平衡的影响，指导工业生产，提高反应效率注意勒夏特列原理只适用于有气体参与的反应，且压强的改变必须引起气体体积的变化能量变化吸热反应与放热反应吸热反应吸收热量的化学反应反应物的总能量2低于生成物的总能量例如氢氧化钡与氯化铵的反应、多数分解反应等放热反应1释放热量的化学反应反应物的总能量高于生成物的总能量例如燃烧、中和能量守恒反应等化学反应中能量的变化符合能量守恒定律，即能量不会凭空产生，也不会凭空3消失，只会从一种形式转化为另一种形式热化学方程式定义1表示反应热效应的化学方程式既能表明化学反应，又能表明反应中的能量变化书写注意2标明反应条件（通常为℃，），注明各物质的聚集状态（，25101kPa g，，），标明反应热（）l saqΔH的意义ΔH3表示反应的焓变，表示放热反应，表ΔHΔH0ΔH0示吸热反应有机化学概述有机物的特点定义1含有碳元素的化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等少数化合物除外）称为有机物特点2有机物种类繁多，多数可燃，难溶于水，易溶于有机溶剂，反应速率较慢，产物复杂应用3有机物在医药、农业、化工、材料等领域有着广泛应用，是构成生命的重要组成部分烷烃结构与性质熔点°沸点°CC烷烃是由碳和氢两种元素组成的饱和烃，分子中碳原子之间以单键连接烷烃的通式为₂₂，其中为碳原子数烷烃的性质比较稳定，不易发生化学反应CnH n+n烯烃与炔烃结构与性质烯烃炔烃含有碳碳双键的烃类，具有比烷烃更活泼的化学性质，能发生加含有碳碳三键的烃类，具有比烯烃更活泼的化学性质，能发生加成、聚合等反应成、聚合等反应乙炔俗称电石气，可用于焊接芳香烃苯的结构与性质苯的结构苯的性质苯分子是由六个碳原子和六个氢原子组成的环状结构，每个碳原苯具有独特的芳香性，对亲电取代反应具有很高的反应活性，例子都以杂化轨道与其他三个原子成键苯分子中的六个碳碳如硝化反应、卤代反应等苯是一种重要的化工原料，可用于合sp²键长相等，介于单键和双键之间成多种有机化合物醇结构与性质定义性质12含有羟基（）的有机化醇具有一定的极性，能与水形-OH合物称为醇羟基与烷基相连成氢键，因此低级醇能溶于的醇称为饱和醇，与芳香环相水醇能发生氧化反应、酯化连的醇称为酚反应等应用3醇是一种重要的化工原料和溶剂，可用于合成多种有机化合物，例如乙醇、甘油等酚结构与性质定义性质应用羟基（）直接与苯环相连的有机酚具有弱酸性，能与氢氧化钠等强碱酚是一种重要的化工原料，可用于合-OH化合物称为酚最简单的酚是苯酚，反应生成盐酚能发生取代反应，例成多种有机化合物，例如塑料、染俗称石炭酸如硝化反应、卤代反应等料、医药等醚结构与性质定义性质应用氧原子与两个烷基或芳醚的极性较小，不易溶醚是一种常用的溶剂，基相连的有机化合物称于水，易溶于有机溶可用于萃取、溶解等操为醚最简单的醚是乙剂醚的化学性质比较作乙醚曾用作麻醉醚，俗称麻醉醚稳定，不易发生化学反剂，但由于易燃易爆，应现在已较少使用醛结构与性质定义1含有醛基（）的有机化合物称为醛最简单的醛是甲-CHO醛，俗称福尔马林性质2醛具有刺激性气味，能发生氧化反应、加成反应等醛能与银氨溶液或新制氢氧化铜反应，用于检验醛的存在应用3醛是一种重要的化工原料，可用于合成多种有机化合物，例如塑料、染料、医药等酮结构与性质定义性质应用羰基（）与两个烷基或芳基相连的酮的性质与醛相似，但不如醛活泼酮酮是一种常用的溶剂和化工原料，可用C=O有机化合物称为酮最简单的酮是丙不能与银氨溶液或新制氢氧化铜反应，于合成多种有机化合物，例如香料、医酮，俗称二甲基酮可用于区分醛和酮药等羧酸结构与性质性质羧酸具有酸性，能与碱反应生成盐和2水羧酸能发生酯化反应，生成酯和定义水1含有羧基（）的有机化合物称-COOH为羧酸最简单的羧酸是甲酸，俗称蚁应用酸羧酸是一种重要的化工原料和生物分子，可用于合成多种有机化合物，例如3塑料、纤维、医药等酯结构与性质定义羧酸与醇反应生成酯和水的反应称为酯化反应酯是由羧酸分子中的羟基被醇分子中1的烷氧基取代形成的化合物性质2酯具有香味，不易溶于水，易溶于有机溶剂酯能发生水解反应，生成羧酸和醇应用3酯是一种常用的香料和溶剂，可用于合成多种有机化合物，例如香精、塑料、纤维等胺结构与性质定义1氨分子中的一个或多个氢原子被烷基或芳基取代形成的化合物称为胺胺分为伯胺、仲胺和叔胺性质2胺具有碱性，能与酸反应生成盐胺能发生酰化反应，生成酰胺应用3胺是一种重要的化工原料和生物分子，可用于合成多种有机化合物，例如染料、医药、农药等氨基酸结构与性质氨基酸是含有氨基（₂）和羧基（）的有机化合物，是组成蛋白质的基本单位氨基酸能发生聚合反应，形成肽链-NH-COOH蛋白质结构与性质一级结构二级结构三级结构蛋白质的一级结构是指氨基酸的排列顺蛋白质的二级结构是指肽链的局部空间结蛋白质的三级结构是指整个肽链的三维空序，由肽键连接构，主要有螺旋和折叠两种形式间结构，由各种化学键和相互作用力维αβ持糖类单糖、二糖、多糖单糖二糖多糖不能水解或再水解成更简单糖类的糖由两个单糖分子通过糖苷键连接形成的由多个单糖分子通过糖苷键连接形成的类例如葡萄糖、果糖等，是生物体的糖类例如蔗糖、麦芽糖等，水解后生高分子糖类例如淀粉、纤维素等，水重要能量来源成两个单糖分子解后生成多个单糖分子脂类脂肪、油、蜡脂肪和油蜡12甘油三酯，由甘油和脂肪酸组高级脂肪酸和高级醇形成的成脂肪在常温下呈固态，油酯，具有防水性，覆盖在植物在常温下呈液态，是生物体的表面，防止水分散失重要能量储存物质磷脂3含有磷酸基团的脂类，是构成生物膜的重要成分合成高分子聚乙烯、聚氯乙烯聚乙烯聚氯乙烯聚合反应PE PVC由乙烯单体聚合而成，具有良好的柔由氯乙烯单体聚合而成，具有良好的由小分子单体聚合成大分子聚合物的韧性、绝缘性和耐腐蚀性，广泛应用耐酸碱性、耐磨性和阻燃性，广泛应反应聚合反应分为加聚反应和缩聚于塑料薄膜、塑料管材、塑料容器用于塑料门窗、塑料地板、电线电缆反应等等天然高分子淀粉、纤维素淀粉纤维素水解由葡萄糖单体聚合而由葡萄糖单体聚合而淀粉和纤维素都能发生成，是植物的主要能量成，是植物细胞壁的主水解反应，生成葡萄储存物质，广泛存在于要成分，具有很高的强糖水解反应需要在酸谷物、薯类等食物中度和韧性，广泛应用于或酶的催化下进行纺织、造纸等领域物质的检验与分离常用方法过滤1用于分离固体和液体混合物例如用滤纸过滤泥沙和水的混合物蒸馏2用于分离沸点不同的液体混合物例如用蒸馏法分离酒精和水的混合物萃取3用于将一种溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中例如用乙醚萃取碘水中的碘滴定实验原理与操作原理仪器操作通过已知浓度的标准溶液与待测溶液反滴定实验常用的仪器有滴定管、锥形滴定实验的操作步骤包括准备、滴定和应，根据反应的化学计量关系，确定待瓶、量筒、移液管等滴定管分为酸式计算滴定过程中需要精确控制滴定管测溶液的浓度滴定管和碱式滴定管的液滴，观察终点现象的测定与应用pH测定方法常用的测定方法有试纸和计pH pH pH2试纸只能粗略测定值，计可以pH pHpH定义精确测定值pH1是溶液酸碱度的量度，值越小，pHpH酸性越强；值越大，碱性越强；pH应用时，溶液呈中性pH=7在生产和生活中有着广泛应用，例如pH土壤酸碱度的调节、水质的监测、食品3的加工等常见元素的性质氢、氧氢H最轻的元素，无色无味气体，可燃，能与氧气反应生成水氢气是一种重要的能源1氧O2无色无味气体，能支持燃烧和呼吸，能与多种元素反应生成氧化物氧气是维持生命的重要元素水H₂O3由氢和氧两种元素组成，是生命之源，具有特殊的物理和化学性质常见元素的性质氮、硫氮N1无色无味气体，化学性质不活泼，是空气的主要成分氮气可用于合成氨、制造化肥硫S2黄色固体，可燃，能与氧气反应生成二氧化硫硫可用于制造硫酸、橡胶硫化二氧化硫SO₂3有刺激性气味的气体，是空气污染物，能形成酸雨常见元素的性质碳、硅熔点°沸点°CC碳和硅都是重要的非金属元素，它们具有多种同素异形体，广泛应用于生产和生活中碳是构成有机物的基础，硅是半导体材料的重要成分常见金属的性质钠、镁钠镁Na Mg银白色金属，质软，化学性质活泼，能与氧气、水等物质发生剧银白色金属，质轻，具有良好的延展性和导热性，能与氧气、酸烈反应钠可用于制造钠灯、合成有机化合物等物质发生反应镁可用于制造镁合金、闪光粉常见金属的性质铝、铁铝铁Al Fe银白色金属，质轻，具有良好的延展性、导电性和耐腐蚀性铝银白色金属，质硬，具有良好的延展性、导电性和导热性，易生可用于制造铝合金、电线电缆、铝箔等锈铁可用于制造钢铁、机械设备、建筑材料等环境保护与化学大气污染水污染12化学工业排放的废气是大气污化学工业排放的废水是水污染染的主要来源例如二氧化的主要来源例如重金属、有硫、氮氧化物、颗粒物等机物、酸碱等土壤污染3化学工业排放的废渣是土壤污染的主要来源例如重金属、农药、塑料等化学与可持续发展绿色化学可持续发展绿色化学是指在化学反应的设化学在可持续发展中发挥着重要计、开发和应用过程中，尽可能作用，例如开发新型能源、研制减少或消除有害物质的使用和产环保材料、治理环境污染等生，实现资源节约、环境友好的目标循环经济通过资源循环利用、废物资源化等方式，实现经济效益和环境效益的双赢化学实验安全须知安全眼镜实验手套急救设备实验时必须佩戴安全眼实验时必须佩戴实验手实验室必须配备急救设镜，防止化学物质溅入套，防止化学物质腐蚀备，例如洗眼器、灭火眼睛皮肤器等实验仪器介绍与使用烧杯1用于溶解、配制溶液和进行简单反应，不能直接加热锥形瓶2用于滴定实验和进行反应，可以加热滴定管3用于精确量取液体，分为酸式滴定管和碱式滴定管实验操作规范规范操作实验操作必须规范，严格按照实验步骤进行，防止发生意外记录数据实验数据必须真实记录，不得随意篡改清理现场实验结束后必须清理实验现场，将废弃物分类处理化学计算常用公式与方法质量分数溶质溶液×，其2w=m/m100%物质的量中为质量分数，溶质为溶质质w m量，溶液为溶液质量m，其中n=m/M=N/NA=V/Vm1为物质的量，为质量，为摩尔质n mM量，为粒子数，为阿伏伽德罗常N NA数，为气体体积，为气体摩尔体体积摩尔浓度V Vm积，其中为体积摩尔浓度，为c=n/V cn3溶质的物质的量，为溶液体积V化学基本概念复习物质的组成1元素、化合物、混合物物质的结构2原子、分子、离子物质的性质3物理性质、化学性质物质的变化4物理变化、化学变化重要化学反应方程式总结燃烧反应1例如₂₂，₂₂₂C+O→CO2H+O→2H O中和反应2例如₂HCl+NaOH→NaCl+H O氧化还原反应3例如₄₄Zn+CuSO→ZnSO+Cu易错点分析与解答概念混淆公式应用错误实验操作不当计算错误审题不清化学学习中容易出现各种错误，例如概念混淆、公式应用错误、实验操作不当等通过分析易错点，可以帮助学生更好地掌握化学知识，提高解题能力学习方法与技巧课前预习课后复习总结归纳课前预习可以帮助你了解课堂内容，提高课后复习可以帮助你巩固所学知识，加深总结归纳可以帮助你理清知识体系，构建听课效率理解知识框架课程总结与展望课程总结课程展望本课程系统介绍了化学的基本概念、原理和方法，涵盖了物质的希望本课程的学习能为学生进一步学习化学及相关学科奠定坚实组成、结构、性质和变化规律等内容的基础，培养科学思维和实验操作能力参考文献与推荐阅读基础化学有机化学12大学出版社，作者大学出版社，作者XX XXXYY YYY无机化学3大学出版社，作者ZZ ZZZ答疑与讨论提出问题积极思考欢迎大家提出学习中遇到的问鼓励大家积极思考，独立解决问题，共同探讨，共同进步题，培养科学思维互相帮助鼓励大家互相帮助，共同克服学习中的困难感谢聆听感谢大家认真聆听本课程，希望本课程的学习能对大家有所帮助祝大家学习进步，生活愉快！。