登陆注册
49360600000003

第3章 基础化学(3)

浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括成一个原理来表示,这就是勒夏特列原理(或称平衡移动原理)。如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

下面把浓度、压强、温度、催化剂等条件对化学反应速率和化学平衡的影响列表加以比较。

(四)合成氨条件的选择

N2+3H22NH3

这是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应,选择适宜条件,可以加快反应速率,提高氨的产率。在实际生产中一般采用压强20~50MPa、温度500℃左右,使用以铁为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。为什么要采用这些条件呢?在工业生产中,要想提高生产效率,就要综合考虑反应速率、转化率、生产成本等多种因素。对这个反应,增大压强有利于提高转化率,但由于压强增大,不仅需要的动力增大,而且对设备的要求也高,生产成本会增大,因此增大压强是受到限制的。由于温度太低,达到平衡所需要的时间就很长,所以温度不宜太低而且要相当高。加入铁触媒,可以大大缩短达到平衡所需要的时间(选择500℃左右,也因为工业用的催化剂在这个温度活性最大)。在生产中,还常常采用以下措施:①把生成的氨及时从平衡混合物中分离出去;②采用循环操作的方法,不断地向循环气中补充氮气、氢气。

第五节 溶液

物质以分子或离子形态均匀地分散到另一种物质中的过程叫做溶解。例如把一些氯化钠洒在一杯水中,过一会儿,就看不见食盐了,这时我们就说氯化钠溶解在水里了。

溶液。一种或一种以上的物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物叫做溶液。上例中氯化钠溶解在水里就形成氯化钠溶液。溶液各部分的成分、性质都是一样的,这就是它的均一性。条件不变化(水分不蒸发、温度不改变)时,无论放置多长时间,都能够稳定地存在。

溶剂。能溶解其他物质的物质叫做溶剂。溶剂一般是液体。如水是一种最常见的溶剂,上例的氯化钠溶液就是以水为溶剂的。除水以外,还有许多其他物质,如汽油、酒精、四氯化碳等都可以作为溶剂。如果不特殊指明,一般所说的溶液就是指水溶液。

溶质。被溶解在溶剂中的物质叫做溶质。溶质可以是固体、液体、气体。固体、气体溶解于液体时,固体、气体是溶质,液体是溶剂。两种液体互相溶解时,溶质和溶剂是相对而言的,通常把量多的一种叫做溶剂,量少的一种叫做溶质。但当溶液中有水存在时,不论水的量有多少,习惯上都把水看作溶剂。

在生产和实验中,最常用的是水溶液,所以我们主要复习水溶液的有关知识。

(一)饱和溶液和不饱和溶液

在一定温度下,一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液。

饱和溶液和不饱和溶液在条件改变时,可以互相转变。例如,增加溶剂的量或改变温度,可以使饱和溶液变成不饱和溶液。

(二)溶解度

一种物质溶解在另一种物质里的能力叫做溶解性。溶解性的大小跟溶质和溶剂的性质有关。例如,氯化钠很容易溶解在水里,却不容易溶解在汽油里;油脂很难溶解在水里,但很容易溶解在汽油里。

通常用溶解度来定量地表示物质的溶解性。

1.固体的溶解度

在一定温度下,某种物质在100g溶剂里达到饱和时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。如果没有指明溶剂,通常所说的溶解度就是物质在水里的溶解度。

例如,在20℃时,100g水里最多能溶解36g氯化钠,因此在20℃时氯化钠的溶解度是36g。又如,在20℃时,氯酸钾的溶解度是7.4g,这说明在20℃时,100g水里最多能溶解7.4g氯酸钾。

大部分固态物质的溶解度随温度的升高而增大,如氯化铵、硝酸钾等;少数物质的溶解度受温度影响很小,如氯化钠;极少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如熟石灰。

根据物质在水里溶解度的不同,通常把它们分成易溶、可溶、微溶、难溶几类。绝对不溶于水的物质是没有的,但是习惯上把“难溶”称为“不溶”。

2.气体的溶解度

气体的溶解度通常指的是该气体(压强为101kPa)在一定温度下溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积。如果是非标准状况时的气体体积就要换算成标准状况时的体积。

例如在0℃时,1体积水里可以溶解0.049体积的氧气,氧气在0℃时的溶解度就是0.049。又如氧气在20℃时的溶解度是0.031,说明在20℃时1体积水里能够溶解的氧气体积为0.031。

气体的溶解度随温度的升高而减小,例如给冷水加热时,随着温度的升高,原来溶解在水里的空气,在沸腾以前,就有一部分形成气泡冒出。

压强对气体的溶解度影响较大,压强增大,气体的溶解度也增大,压强减小,气体的溶解度也减小。例如,制汽水时,给二氧化碳气体加压,它在水里的溶解度就增大;打开汽水瓶盖时,压强减小,溶解度也减小,溶解在水里的二氧化碳气体就逸出来。

(三)结晶、结晶水合物

1.结晶

溶质从溶液中析出形成晶体的过程叫做结晶。结晶是溶解的逆过程。用降低饱和溶液温度或蒸发溶剂的方法,都可以使溶质从溶液中结晶出来。例如,把热的硫酸铜饱和溶液冷却,可以得到硫酸铜晶体。又如,把海水引到盐滩上,利用日光和风力使水分蒸发,就得到食盐晶体。

2.结晶水合物

许多物质在水溶液里析出形成晶体时,晶体里常常结合一定数目的水分子,这样的水分子叫做结晶水。含有结晶水的物质叫做结晶水合物。

结晶水合物很多,像胆矾(或叫蓝矾CuSO4·5H2O)、石膏(CaSO4·2H2O)、绿矾(FeSO4·7H2O)、明矾(KAl(SO4)2·12H2O)等。有的晶体不含结晶水,像食盐、硝酸钾等晶体里通常就不含结晶水。

把研碎的蓝色硫酸铜晶体慢慢加热,可以看到蓝色的晶体变成白色粉末,同时放出水蒸气。

在白色硫酸铜粉末上滴加几滴水,白色硫酸铜粉末又变成含有结晶水的蓝色晶体:

CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O

上面的现象说明,结晶水合物受热时容易失去结晶水,再遇到水时又可以生成结晶水合物。

3.风化和潮解

有的结晶水合物比较稳定,有的不太稳定。在室温和干燥的空气中,结晶水合物失去一部分或全部结晶水的现象叫做风化。如食用碱块(Na2CO3·10H2O)是无色晶体,把它放在干燥空气中,会逐渐失去结晶水而成为白色粉末。

有些晶体能够吸收空气中的水蒸气在晶体表面逐渐形成溶液,这个现象叫做潮解。

在空气中氯化镁容易潮解,所以含有氯化镁杂质的食盐易吸收空气中的水蒸气,表面变潮湿。

第六节 有机化合物概述

一、有机化合物的特点

有机化合物简称有机物。组成有机化合物的元素是以碳和氢为主,许多有机化合物分子中也常含有氧、氮、硫或卤素等其他元素,所以也常称有机化合物为“碳氢化合物及其衍生物”。有机物与无机物在组成、结构、性质上都有很大的差异。

二、有机化合物的分类

根据分子中组成元素的不同,可以把有机物分为烃(含C、H的化合物)和烃的衍生物(含C、H、O、卤素、N等元素的化合物)。根据分子的结构和官能团的差别,又可把有机物分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯等(见图1.6)。

三、有机化学中的一些基本概念和术语

(一)烃基

烃基是烃分子失去1个氢原子后所剩余的部分,常用“R-”表示。从不同的烃类可得到不同类型的烃基,如甲烷基(CH3-,简称甲基)、乙烯基(CH2CH-)和苯基-。

(二)同系物和同系列

结构相似,在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。

例如甲烷、乙烷、丙烷等互为同系物。

各同系物化学性质相似,物理性质随着分子里碳原子的递增,发生规律性的变化。

(三)烃的衍生物和官能团

烃分子里的氢原子被其他原子或原子团所取代,生成一系列新的有机化合物。这些有机化合物,从结构上说都可以看作是由烃演变而来的,所以叫做烃的衍生物。如乙烷分子里的氢原子被羟基所取代而生成乙醇等。

烃的衍生物中取代氢原子的原子或原子团对衍生物的性质起着决定性的作用,这种决定衍生物的化学特性的原子或原子团就叫做官能团(又名功能团)。羟基(-OH)、醛基(-CHO)、羧基(-COOH)等都是官能团,碳碳双键和碳碳三键也分别是烯烃和炔烃的官能团。

(三)同分异构体和同分异构现象

化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。如正丁烷和异丁烷就是丁烷的两种同分异构体。

四、链烷烃的命名

在各类有机物的命名中,烷烃的命名是基础,应重点掌握。

同类推荐
  • 布克熊之经典精读系列:呐喊·彷徨

    布克熊之经典精读系列:呐喊·彷徨

    《呐喊》和《彷徨》都是鲁迅的短篇小说集。《呐喊》真实地描绘了从辛亥革命到五四运动时期的社会生活,表现出对民族生存浓重的忧患意识和对社会变革的强烈希望。《彷徨》收录了11篇短篇小说,文中深刻剖析了国民性,文笔深沉悲壮,所刻画的丰满的人物形象具有典型的意义。重读鲁迅的文字,还能感受到其中巨大的精神力量,不愧为经典之作。
  • 新课标课外快乐阅读丛书——快乐心灵的母爱故事

    新课标课外快乐阅读丛书——快乐心灵的母爱故事

    快乐阅读,陶冶心灵,这对于提高广大中小学生的阅读写作能力,培养语文素养,促进终身学习等都具有深远的意义。现代中小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才能有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界的蓝天。
  • 名著名段欣赏(新课程百科知识)

    名著名段欣赏(新课程百科知识)

    本书内容为品读世界名著名段,带领读者进入一个美妙的世界,让大家回味无穷,受益匪浅。
  • 优秀小学生不可不读的精彩演讲词

    优秀小学生不可不读的精彩演讲词

    正是基于这样的想法,我们编写这本《优秀小学生不可不读的精彩演讲词》。这些演讲词都是出于小学生之手,贴近小学生实际,能在小学生之间形成强烈的共鸣。它们虽然没有成人演讲词的那种波澜壮阔,那种撼动人心的华章,但篇篇都是脍炙人口的珍品。通过对本书的阅读,可以帮助小学生学会演讲,领会演讲的美妙。文中的篇篇美文也会给小学生们带来精神的愉悦。学生们徜徉在本书中,在感受美的同时,也会受到灵魂的洗礼、理想的熏陶。本书在编写的过程中,难免有不少欠妥和疏漏之处,敬请各位专家及小读者多批评指正。
  • 培养学生动手能力小丛书:教你制作车辆模型

    培养学生动手能力小丛书:教你制作车辆模型

    《培养学生动手能力小丛书:教你制作车辆模型(最新版)》不仅能丰富青少年朋友课余生活,提升其动手能力,同时也能够让其理解能力和动手能力得到协调发展,从而成为社会主义现代化建设需要的复合型人才。
热门推荐
  • 璀璨星神

    璀璨星神

    公元1600年,原本灵气干涸的地球灵气突然复苏,人们发现自己竟然拥有不可思议的能力,魔法、超能力、还有仙力!与此同时,隐藏在世界各地的妖兽们也纷纷苏醒………………
  • 仙之迹

    仙之迹

    很久很久以前,并没有星系,后人称之为起源纪。宇宙中由五种初始元素组成,分别为冰、水、火、电、暗,五种初始元素,五种元素聚集在五个不同的方位,围着一个晶体旋转,后人称这个晶体为起源之晶。起源之晶的力量日益减弱,五种元素互相融合,诞生了各种星系,万物新生。仙界与魔界战乱不休,心生邪念。邪念聚集成邪灵,邪灵不断挑起两界纷争,邪念越来越多,邪灵暗中吸收邪念,越来越强大。渐渐的超越了两界的顶峰。邪灵残暴无道,欲吞并三界,三界界无人能敌,生灵涂炭。就在这时出现了一位不知出何处来的神灵,牺牲自己用自身灵力封印邪灵,万年之间,灵力之阵日益减弱,邪灵复苏在即……
  • 洪荒大道歌

    洪荒大道歌

    洪荒群像流小说,不会特定以某一主角视角来对洪荒世界进行描写,以多角度多角色来进行,以洪荒故事发展为主脉,其中会出现许多原创人物,不喜请X。
  • 南泽

    南泽

    孤独的个人和聚合的人
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 关于张小姐的青春暗恋

    关于张小姐的青春暗恋

    她喜欢的男孩很优秀,优秀到任何人都比不上,至少张安怡心里是这样想的。
  • 名门盛宠:再见唐先生

    名门盛宠:再见唐先生

    白宛言16岁那年,相依为命的姐姐突然失踪,素未相识的唐子烨在她绝望的时候伸出了手,说:“跟我走。”已经自暴自弃的她握住了那只手,从此成了唐家的一个大麻烦,却也是唐子烨的心尖宠,他将她冲到无法无天,让她更加肆无忌惮的到处闯祸。无论她做了什么,唐子烨到最后依旧会拥她入怀,说:“乖,别闹。”可六年后,当她收敛了叛逆的张狂,打算温柔的去爱他时,那个女人突然出现,他怀中再也没有她的位置……而那句温柔宠溺的“别闹”竟变成了冷冰冰的三个字:“你走吧”
  • 地府官职

    地府官职

    本小说写了神话故事中关于阴间官员的故事。
  • 书立方4-实用祝酒词

    书立方4-实用祝酒词

    高朋满座,一席洋溢热情的祝酒词,不仅能为热烈欢乐的气氛助兴添彩,更能显出说话人的水平;款待贵宾,一番客气周到的祝酒词,既捧得来客高兴,又缓和严肃的气氛;老友重聚,几句声情并茂的祝酒词,可以畅述自我情怀,加深彼此情谊。