【正文】 ；與水加成，生成醇等。 由于這種結(jié)構(gòu)特征，使得烯烴的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)等比相應(yīng)的烷烴稍低。含有一個(gè) C=C 雙鍵的烯烴，叫單烯烴，它比相應(yīng)的烷烴少 2個(gè) H原子，故烯烴的通式為 CnH2n在烯烴分子中，由于 C=C 雙鍵的存在，不是所有碳原子的價(jià)數(shù)都被飽和了，因此，相對(duì)于烷烴而言，烯烴又叫做不飽和烴。常溫時(shí)，較為穩(wěn)定；在強(qiáng)光照射或加熱條件下，烷烴 燃燒時(shí)生成 CO2和 H20，并產(chǎn)生大量熱量，常用作燃料 (如液化氣、汽油、煤油等 )；在強(qiáng)光照射或加熱條件下，烷烴與鹵素發(fā)生鹵代反應(yīng)生成鹵代烷烴 (其他原子或基團(tuán)也可以取代烷烴分子或烷基中的氫原子，這種反應(yīng)統(tǒng)稱為取代反應(yīng) )，如甲烷分子中的氫原子可依次被氯原子取代，生成氯甲烷 (CH3C1)、二氯甲烷 (CH2C12)、三氯甲烷 (CHCl，俗稱氯仿 )和四氯化碳 (CCl4)。依次含有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè) ?? 碳原子的烷烴分別叫做甲烷 (CH4)、乙烷 (C2H6)、丙 烷 (C3H8)、丁烷 (C4H10)?? 等。烷烴又稱為飽和烴，可用通式 CnH2n+2表示。例如：丙烷 （ 2）烷烴 僅由碳?xì)鋬煞N元素組成的化合物稱為烴，烴是一切有機(jī)化合物的母體。但對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合名冗長(zhǎng)，使用不方便。如：蟻酸 (HCOOH)最早是取螞蟻蒸餾而得； 電石氣 (HC 三 CH，乙炔 )是通過(guò)電石 (碳化鈣 )水化而來(lái) 的 （ 2）普通命名法：制訂一些較簡(jiǎn)單的命名規(guī)則來(lái)對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行命名，按照分子中 碳原子數(shù)目并結(jié)合官能團(tuán)來(lái)命名的。主要官能團(tuán)及原子見下表： 在實(shí)際應(yīng)用中，這兩種分類方法常常交錯(cuò)使用，不能截然分割，因?yàn)橛袡C(jī)化合物基本骨架上可以取代上述各種不同的官能團(tuán)。 （二）有機(jī)化合物的分類 一般采用兩種分類方法。 （ 2）化學(xué)特性 由于共價(jià)鍵的原因，有機(jī)化合物的反應(yīng)不像無(wú)機(jī)化合物離子之間的反應(yīng)一瞬間就可完成，有機(jī)反應(yīng)一般很慢，大都需要加熱、加催化劑才能使反應(yīng)順利進(jìn)行。電解 Na()H或 KOH水溶液的實(shí)質(zhì)是對(duì) H20的電解， Na()H或 KOH 在這里只是起了導(dǎo)電的作用。這樣就發(fā)生了電解。電子從陰極進(jìn)入電解池，從陽(yáng)極離開而回到電源。 （ 3）判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向 E（ ） 電池 0,氧化反應(yīng)（指正向）能自發(fā)進(jìn)行； E（ ） 電池0,不能自發(fā)進(jìn)行，逆反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行； E（ ） 電池 =0，平衡狀態(tài)。dm 3的溶液中氧的電極電位（已知Po2=100kPa） 從以上兩個(gè)例子中可以看到： ① 離子濃度對(duì)電極電位有影響，但在通常情況下影響不大； ② 當(dāng)金屬離子濃度減小時(shí) ，金屬將比較容易失去電子，成為正離子進(jìn)入溶液，使金屬 的電極電位代數(shù)值減?。? ③ 當(dāng)非金屬離子濃度減小時(shí)，非金屬將比較容易得到電子，成為負(fù)離子進(jìn)人溶液，使 非金屬的電極電位代數(shù)值增大。 下面舉兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明如何應(yīng)用能斯特方程式計(jì)算電極電位。 下面我們介紹 298k時(shí)電極電位與濃度的關(guān)系式 —— 能斯特方程式 對(duì)于任一電極反應(yīng)： 式中， EMn+/M— 電 極電位， EMn+/M()— 標(biāo)準(zhǔn)電極電位， n電極反應(yīng)中得失的電子數(shù)， — 還原態(tài)物質(zhì)在水溶液中的相對(duì)濃度，或相對(duì)分壓 — 氧化態(tài)物質(zhì)在水溶液中的相對(duì)濃度，或相對(duì)分壓 從能斯特方程式可知，氧化態(tài)物質(zhì)濃度增大或還原態(tài)物質(zhì)濃度減小，都會(huì)使電極電位值增大。 標(biāo)準(zhǔn)電極電位表 示了各種電極在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧化還原能力的強(qiáng)弱，標(biāo)準(zhǔn)電極電位越負(fù)，表示該電對(duì)中的還原態(tài)物質(zhì)是越強(qiáng)的還原劑，標(biāo)準(zhǔn)電極電位越正，表示電對(duì)中的氧化態(tài)物質(zhì)是越強(qiáng)的氧化劑。例如氫鋅原電池可寫作（ ） Zn| Zn2+||H+|H2（ Pt） (+)，若需要強(qiáng)調(diào)有關(guān)溶液的濃度（或氣態(tài)物質(zhì)的分壓）則應(yīng)在電池符號(hào)中標(biāo)明有關(guān)物質(zhì)的濃度（或 分壓），例如： （ ）（ Pt） H2 (100kPa)| H+ (1mol導(dǎo)體（如 Zn、 Cu 等）總是寫在電池符號(hào)的兩側(cè)。例如銅鋅原電池可寫作：（ ） Zn| ZnSO4||Cu SO4| Cu(+) “|” 表示相界面，是固相與液相或氣相與液相的分界面。這是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)方程式如下： Zn+CuS04=Cu+ZnS()4 或?qū)懗呻x子方程式為 Zn+Cu2+=Zn2++Cu 在銅鋅原電池中，鋅板為負(fù)極，銅板為正極。 原電池作為一種化學(xué)電源，與其他任何電源一樣，它必須具備兩個(gè)電極，一個(gè)電極能向外電路發(fā)出電流，另一個(gè)電極能接受由 外電路流入的電流。只有通過(guò)特殊的裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在兩個(gè)容器中進(jìn)行，才有可能使氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移成為定向的電子流動(dòng)，即形成電流，并利用此電能做功。雖然，在每個(gè)氧化還原反應(yīng)中都發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移。 二、本講的重點(diǎn)及難點(diǎn)是：能斯特方程及其應(yīng)用、有機(jī)化合物的分類及其命名、鋼筋混凝土的腐蝕和防護(hù)措施 三、內(nèi)容講解： 原電池與電極電位 (一 )氧化還原反應(yīng)與原電池 氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中的一大類，這類反應(yīng)的本質(zhì)是在反應(yīng)中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移。 例如： 電子由鋅粒轉(zhuǎn)移到 H2S()4的 H+離子上。但當(dāng)人們把氧化劑與還原劑放在一起發(fā)生反應(yīng)時(shí)，并沒有電流產(chǎn)生。這種能使氧化還原反應(yīng)分開進(jìn)行而產(chǎn)生電流的裝置，稱為原電池。這樣將原電池接人回路中，才能在回路中產(chǎn)生電流。當(dāng)原電池起作用時(shí)，正極上總是發(fā)生還原反應(yīng)： 我們還是以銅鋅原電池為例，看一下原電池的裝置及作用原理。 “||” 表示鹽橋。如果組成電極的物質(zhì)是氣體或者是同一元素的兩種不同價(jià)態(tài)的離子，則需外加惰性電極。dm 3)|| Cu2+ (1mol在使用標(biāo)準(zhǔn)電極電位表時(shí)應(yīng)注意 。反之，電極電位值減小。 例 1. 計(jì)算在 298k時(shí)，鋅浸在 （五）、電極電位的應(yīng)用 電極電位主要有以下幾方面的應(yīng)用： （ 1）計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)：在原電池中，電極電位數(shù)值較大的電極是正極，電極電位代數(shù)值較小的電極為負(fù)極。 電解 直流電通過(guò)電解液 (電解質(zhì)的溶液或熔融液 )，在電極上將發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這種由外加電流迫使化學(xué)反應(yīng)沿著人們希望的方向 (而非自發(fā)方向 )進(jìn)行的電化學(xué)變化過(guò)程叫做電解。在電解池內(nèi)是離子導(dǎo)電，并無(wú)電子流過(guò)。 左圖為電解裝置示意圖。電解水的反應(yīng)為： 電極上放電反應(yīng)的一般規(guī)律是： （ 1）用石墨作電極，電解氯化物、溴化物、碳化物、硫化物時(shí)，在陽(yáng)極一般得到鹵素或硫，電解在位于氫后面的不活潑金屬的鹽溶液時(shí)，在陰極上得到相應(yīng)金屬。多數(shù)有機(jī)物都含有碳、氫元素，因此，有機(jī)物容易燃燒，高溫易分解，易炭化。一種是按碳的骨架分類，一種是按 官能團(tuán)分類。 （三）有機(jī)化合物的命名 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，常見的命名法有俗名法、普通命名法 (也叫命名法 )及系統(tǒng)命名法。碳原子在十以下的 (包括十 )，分別用甲、 Z、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、葵等天干名稱命名。 （四）有機(jī)化合物 的結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì) 大多數(shù)有機(jī)化合物是由共享電子對(duì)形成的共價(jià)鍵所組成的。烴又可分為三大類，脂肪烴、脂環(huán)烴、芳香烴。烷烴中的碳原子以 sp3雜化軌道與其他四個(gè)原子共價(jià)鍵合，形成四面體結(jié)構(gòu)。 C4以上就有異構(gòu)體存在，且隨碳原子數(shù)目增加，而急刷增加。 只含有一個(gè)碳原子的烷烴叫做甲烷 (CH4)，是天然氣、油田氣、沼氣的主要成分。 乙烯 C2H4(H2C=CH2)是最簡(jiǎn)單的烯烴，雙鍵中的碳原子進(jìn)行 sp2雜化，三個(gè)等性 sp2雜化軌道對(duì)稱的分布在一個(gè)平面內(nèi)，互成 120。在常溫下， C4 以下烯烴是氣體， C5～ C15 的是液體， C16 以上的是固體。 b．聚合反應(yīng)：烯烴中的雙鍵不僅能與許多其他試劑加成，本身也可以加成。 （ 4）炔烴 分子中含有碳碳三鍵 (C 三 C)的烴，叫做炔烴。炔烴的化學(xué)性質(zhì)與烯烴相似，容易發(fā)生加成、聚合、氧化分解等化學(xué)反應(yīng)。如氯苯 （五）高分子化合物 分子量在一萬(wàn)以上的物質(zhì)叫高分子化合物，具有同低分子化合物顯著不同的特性，在機(jī)械性能、電氣性能、熱塑性、熱固性、彈性、吸濕性、染色性等方面有著特別優(yōu)異的性能，而被廣泛用在合成纖維、合成樹脂、工程塑料、合成橡膠等諸多方面。 （ 2）縮聚反應(yīng)：具有兩個(gè)以上官能團(tuán)的單體，通過(guò)縮聚生成高分子的反應(yīng)。 （ 4）加成縮合反應(yīng)：按照加成反應(yīng)和縮合反應(yīng)，反復(fù)進(jìn)行而生成高分子化合物的反應(yīng)。 鋼 筋混凝土的腐蝕和防護(hù) 鋼筋銹蝕是一種常見的破壞現(xiàn)象，是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要破壞類型，可分為大氣腐蝕和地下腐蝕二部分加以討論。而 HCl 則不然，說(shuō)明 HCl對(duì)水 泥石的腐蝕比 SO2 強(qiáng)烈。從環(huán)境因素的腐蝕形式，可分為以下幾種：溶解侵蝕 、膨脹侵蝕、離子交換型侵蝕、其他特殊物質(zhì)的侵蝕。外加劑通常能改善混凝土的施工特性，增加混凝土的早齡期強(qiáng)度，提高混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度等級(jí)。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)普 遍使用的減水劑有引氣型的木質(zhì)素磺酸鹽類和芳香族多環(huán)聚合物磺酸鹽系，以及非引氣型的三聚氰胺甲醛樹脂類。但氯化物早強(qiáng)劑加人混凝土中，由于氯離子會(huì)破壞鋼筋的鈍化膜，導(dǎo)致鋼筋腐蝕；硫酸鹽能破壞混凝土組分，最終導(dǎo)致強(qiáng)度下降，故應(yīng)用時(shí)需慎重。 B、控制合理的水灰比，以提高混凝土的密實(shí)度 C、摻合劑 CaCI2應(yīng)盡量避免使用， 如果必須添加 CaCl2，用量應(yīng)保持最低，最好同時(shí)使用防銹劑。 在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂刷油漆層，也有一定的保護(hù)效果。 D、緩蝕劑 主要用于含氯鹽環(huán)境中，加入混凝土中防止或減緩 CI 離子對(duì)鋼筋的腐蝕作用。 例 用能斯特方程式計(jì)算 MnO4/Mn2+的電極電勢(shì)時(shí)，下列敘述正確的是（ ） A、 Mn2+濃度增大，則 E MnO4/Mn2+增大 B、 H+濃度的變化對(duì) E MnO4/Mn2+值的影響比 Mn2+濃度變化影響大 C、 溶液稀釋 [MnO4]/[ Mn2+]值不變，故 E MnO4/Mn2+不變 D、 [MnO4]濃度減小， E MnO4/Mn2+值增大 答案： B 可知， B 的敘述是正確的。 B、 多數(shù)有機(jī)化合物都含有碳、氫元素。 例 有機(jī)化合物按碳的骨架分類，可分為（ ） A、指肪族化合物和環(huán)狀化合物 B、指肪族化合物和芳香族化合物 C、鏈狀化合物和脂肪族化合物 D、鏈狀化合物和雜環(huán)化合物 答案： A 第二十三講 化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律 一、內(nèi)容提要： 本講主要是講解化學(xué)反應(yīng)速率、焓、熵與熵變、吉布斯自由能、化學(xué)平衡等問(wèn)題。 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素： (一 )濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 質(zhì)量作用定律：對(duì)一些簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度（以方程式中該物質(zhì)的系數(shù)為指數(shù)）的乘積成正比。[B] b— 反應(yīng)速率方程式，又稱作質(zhì)量作用定律表達(dá)式。 注意：上面的關(guān)系式只適用于基元反應(yīng)。[NO] 2[H 2] 。 瑞典化學(xué)家，阿侖尼烏斯 (rhenius)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，提出在給定的溫度變化范圍內(nèi)反應(yīng)速率與溫度之間有下列關(guān)系： (三 )反應(yīng)的活化能和催化劑 發(fā)生反應(yīng)的先決條件是反應(yīng)物分子間的相互碰撞。這種能夠發(fā)生反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。則 E2一 E1 表示反應(yīng)活化能 Ea?？梢灶A(yù)料，反應(yīng)的活化能愈小，反應(yīng)速率愈大。百分?jǐn)?shù)成倍、成十倍地增加，因此 升高溫度常能使反應(yīng)速率迅速地增加。 (一 )基本概念： （ 1）．體系與環(huán)境：在化學(xué)中，把研究的對(duì)象叫做體系，把體系以外的部分叫做環(huán)境敞開體系：體系與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量的交換。 狀態(tài)函數(shù)：用來(lái)描述體系的這些性質(zhì)僅決定于狀態(tài)本身而與變化過(guò)程的具體途徑無(wú) 關(guān)，這些性質(zhì)就是狀態(tài)函數(shù)。過(guò)程開始的狀態(tài)叫做始態(tài)，最后的狀態(tài)叫做終態(tài)，習(xí)慣上把狀態(tài)變化所經(jīng)歷的具體步驟叫做途徑。 絕熱過(guò)程 (Q)：在變化過(guò)程中，體系與環(huán)境之間沒有熱量交換。 （ 2）．熱力學(xué)能： 體系內(nèi)部能量的總和稱為熱力學(xué)能，用符號(hào) u表示。也稱為熱力學(xué)第一定律。 當(dāng)體系的狀態(tài)在恒壓下發(fā)生改變時(shí)，其焓變?yōu)?△H=H 2一 Hl=( u2 +pV2 )一 (u1+pVl)，所以Qp=△H ，即在恒壓過(guò)程中，體系吸收的熱量等于體系中焓的增量，因此， △H 也叫做恒壓條件下的反應(yīng) 熱，它等于體系的內(nèi)能變化與體系所作膨脹功的總和△H=△u+p (2)．蓋斯定律 蓋斯定律：不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成，或者是幾步完成，這一反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同的。對(duì)于任何一個(gè)反應(yīng)： aA+bB=eE+dD 在 298k， 100kPa的標(biāo)準(zhǔn)條件，反 應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變 △ rHm㈠ ，可按下式求得： △ rHm㈠ =（ e△ fH m㈠ (B)） 例 求： 3Fe2O3(s)+H2(g)一 2Fe304(s) +H20(1) 的 △ rHm㈠ 0 △ fH m㈠ (298k)/kJ 熵是人們用來(lái)描述、表征體系混亂度的函數(shù)。指定體系處于指定 狀態(tài)時(shí)，其混亂度也是確定的，而如果體系混亂度改變了，則體系的狀態(tài)也就隨之有相應(yīng)的改變。 熱力學(xué)第三定律有好幾種表述方法，這些表述方法字面上雖然各不相同，但其內(nèi)容實(shí)質(zhì)具有一定的聯(lián)系和等效性。熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容與熵的概念是一致的。 因?yàn)椋?△S(T)=S T— S0，而 S0=0，所以 ST=△S(T) ，即用上述方法測(cè)得的熵變 △S(T) ，就等于在溫度 T 時(shí)，該物質(zhì)的熵值，稱為該物質(zhì)的規(guī)定熵。mol 1。當(dāng)反應(yīng)