Bài giảng Hóa học đại cương - Trường đại học Kĩ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Chia sẻ: Vu Dung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:168

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa học đại cương cung cấp cho người đọc các kiến thức: Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, nhiệt hóa học, chiều và giới hạn tự diễn biến của quá trình, cân bằng hóa học, động hóa học và xúc tác, đung dịch, các quá trình điện hóa, sự điện phân và ứng dụng, ăn mòn kim loại và phương pháp bảo vệ kim loại. Mời các bạn cùng tham khảo

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học đại cương - Trường đại học Kĩ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Trường đại học kĩ thuật công nghiệp Thái Nguyên Khoa khoa học cơ bản Bộ môn hoá học 1
Chương 1 hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học Chương 2 Nhiệt hoá học Chương 3 Chiều và dới hạn tự diễn biếncủa quá trình Chương 4 Cân bằng hoá học Chương 5 Động hóa học và xúc tác Chương 6 Dung dịch Chương 7 Các quá trình điện hoá Chương 8 Sự điện phân và ứng dụng Chương 9 Ăn mòn kim loại và phương pháp bảo vệ kim loại 2
Tài liệu tham khảo và học tập 1. Cơ sở lý thuyết hóa học – PGS. Nguyễn Hạnh 2. Cơ sở lý thuyết hóa học – PGS. Lê Mậu Quyền 3. Bài tập hoá học đại cương – Dương Văn Đảm 4. Bài tập hóa học đại cương - Trần Hiệp Hải 5. Bài giảng Hóa đại cương – Bộ môn Hóa – Khoa Khoa học cơ bản – ĐHKTCN 3
Tỉ trọng đánh giá điểm - 10% chuyên cần - 10% Thảo luận + bài tập - 20% Giữa kỳ - 60% Thi kết thúc học phần - Hình thức thi: trắc nghiệm - số lượng câu: 40, thời gian: 60phút 4
CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố vào HTTH • Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. • Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng. • Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột. 5
2. Qui luật biến đổi về cấu tạo nguyên tử của các nguyên tố trong cùng chu kỳ, nhóm 2.1. Chu kì • Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. • Bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì được đánh số từ 1 đến 7. Số thứ tự của chu kì trùng với số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì đó. Các chu kì 1, 2, 3 là các chu kì nhỏ. Các chu kì 4, 5, 6, 7 là các chu kì lớn. 6
2.2. Nhóm • Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột. • Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ một số ngoại lệ). • Bảng tuần hoàn có 18 cột được chia thành 8 nhóm A đánh số từ IA đến VIIIA và 8 nhóm B đánh số từ IB đến VIIIB. Riêng nhóm VIIIB gồm 3 cột. 7
3. Quy luật biến đổi về tính chất của các nguyên tố trong chu kỳ, nhóm 3.1. Sự biến đổi một số đại lượng vật lí - Bán kính nguyên tử + Trong một chu kì, tuy các nguyên tố có cùng số lớp electron nhưng khi điện tích hạt nhân tăng, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng cũng tăng theo do đó bán kính nguyên tử tăng dần. + Trong một nhóm A, theo chiều từ trên xuống dưới, số lớp electron tăng dần, bán kính nguyên tử của các nguyên tố tăng theo, mặc dù điện tích hạt nhân tăng nhanh. 8
- Năng lượng ion hóa Năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử là năng lượng tối thiểu cần để tách electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử ở trạng thái cơ bản. + Trong một chu kì theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, lực liên kết giữa hạt nhân và electron lớp ngoài cùng tăng làm cho năng lượng ion hóa nói chung cũng tăng theo. + Trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, khoảng cách giữa electron lớp ngoài cùng đến hạt nhân tăng, lực liên kết giữa electron lớp ngoài cùng và hạt nhân giảm, do đó năng lượng ion hóa nói chung cũng giảm. 9
- Độ âm điện Độ âm điện của một nguyên tử đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử đó khi tạo liên kết hóa học. + Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện của các nguyên tử của các nguyên tố thường tăng dần. + Trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, độ âm điện của các nguyên tố thường giảm dần. 10
3.2. Sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim • Tính kim loại là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường electron để trở thành ion dương. Nguyên tử của nguyên tố nào càng dễ nhường electron thì tính kim loại của nguyên tos đó càng mạnh. • Tính phi kim là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhận thêm electron để trở thành ion âm. Nguyên tử của nguyên tố càng dễ nhận electron, tính phi kim của nguyên tố đó càng mạnh. 11
• Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần. • Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim giảm dần. 3.3. Sự biến đổi tính axit – bazơ của oxi và hidroxit tương ứng • Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của oxit và hidroxit tương ứng giảm dần, đồng thời tính axit tăng dần. • Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hidroxit tương ứng tăng dần, đồng thời tính axit giảm dần. 12
4. Tính chất lí học và hóa học cơ bản của các kim loại phổ biến trong vật liệu 4.1. Tính chất lí học - Tính dẻo - Tính dẫn điện - Tính dẫn nhiệt - Ánh kim 4.2. Tính chất hóa học - Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là tính khử. Nói cách khác, nguyên tử kim loại dễ bị oxi hóa thành ion dương: M  Mn+ + ne 13
CHƯƠNG 2 NHIỆT HÓA HỌC 1. Một số định nghĩa và khái niệm - Nghiên cứu một số định nghĩa và khái niệm cơ bản, khái niệm về nhiệt và công 2. Nguyên lý 1 và áp dụng vào nhiệt hoá học - Các cách phát biểu nguyên lý 1 - Khái niệm nội năng và entanpi - Nhiệt của phản ứng hoá học - Mối quan hệ giữa nhiệt đẳng tích và nhiệt đẳng áp 14
3. Định luật Hess và các hệ quả - Phát biểu định luật và hệ quả - Năng lượng liên kết và hiệu ứng nhiệt 4. Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ - Khái niệm nhiệt dung, nhiệt dung mol đẳng áp và đẳng tích - Định luật Kirrchhoff 15
1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM 1.1. HỆ - Ví dụ: ta cho Fe vào trong ống nghiệm đựng dung dịch HCl.Phản ứng xảy ra là Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 - Hệ là một phần của vũ trụ có giới hạn xác định đang được khảo sát về phương diện trao đổi năng lượng và vật chất. Phần còn lại của vũ trụ là môi trường ngoài đối với hệ. - Ranh giới giữa hệ và môi trường có thể có thực, có thể tưởng tượng. - Hệ có thể trao đổi nhiệt, công, vật chất với môi trường ngoài. 16
- Hệ hở (hệ mở) + Là hệ có thể trao đổi cả năng lượng lẫn vật chất với môi trường ngoài. + Ví dụ: đun sôi một ấm nước, nhiệt được cung cấp vào hệ, hệ mất vật chất ra môi trường ngoài dưới dạng hơi nước. - Hệ kín (hệ đóng) + Là hệ chỉ trao đổi với môi trường ngoài năng lượng nhưng không trao đổi vật chất. + Ví dụ: hệ gồm các hóa chất đang cho phản ứng trong một ống thủy tinh hàn kín. Hệ không mất vật chất nhưng có thể nhận nhiệt vào (nếu phản ứng thu nhiệt) hoặc cung cấp nhiệt (nếu phản ứng tỏa nhiệt). 17
- Hệ cô lập + Là hệ không trao đổi cả năng lượng lẫn vật chất với môi trường ngoài. + Ví dụ: một bình Dewar chứa hóa chất được đậy kín và được bao phủ bằng một lớp cách nhiệt thật dày để cho vật chất và nhiệt lượng không thể trao đổi với môi trường ngoài. - Hệ đoạn nhiệt + Là hệ không có trao đổi nhiệt lượng với môi trường bên ngoài. + Ví dụ: chất khí được đựng trong một xilanh có vỏ cách nhiệt 18
- Hệ đồng thể + Là hệ mà trong đó không tồn tại các bề mặt phân cách, các tính chất của hệ hoặc không thay đổi hoặc thay đổi liên tục từ điểm này đến điểm khác trong hệ. + Ví dụ: axit hoà tan vào nước - Hệ dị thể + Là hệ trong đó có bề mặt phân cách. + Ví dụ: hỗn hợp nước đá và nước lỏng, hỗn hợp muối tan quá bão hoà hoặc muối ít tan trong nước. - Hệ đồng thể có thể là đồng nhất hoặc không đồng nhất. Nếu thành phần và tính chất ở mọi phần của hệ là như nhau thì hệ là đồng nhất. Ngược lại là hệ không đồng nhất. 19
1.2. Trạng thái - Ví dụ: ta xét hệ gồm 1lít nước ở 250C, 1atm - Một hệ có trạng thái xác định khi những thông số xác định những đại lượng của hệ được biết một cách chính xác như T, V, P, KLR... các đại lượng này được gọi là thông số trạng thái của hệ. - Trạng thái của hệ sẽ thay đổi nếu ít nhất có một trong những thông số trạng thái thay đổi. - Chú ý trạng thái ở đây khác với trạng thái tập hợp của vật chất (pha, tướng) là rắn, lỏng, khí. 20