【正文】 其余價鍵全部被氫原子所飽和，烷烴是最簡單、最重要的一類有機化合物，它們是一切脂肪族化合物的母體，其它脂肪族化合物都可看做是由烷烴衍生出來的。依次含有一個、兩個、三個、四個 ?? 碳原子的烷烴分別叫做甲烷 (CH4)、乙烷 (C2H6)、丙 烷 (C3H8)、丁烷 (C4H10)?? 等。如丁烷有如下二個異構(gòu)體： 對于直鏈烷烴，甲烷～丁烷是氣體，戊烷～十六烷是液體，十七烷以上為固體。常溫時，較為穩(wěn)定；在強光照射或加熱條件下，烷烴 燃燒時生成 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)。在有機化學(xué)中，通常把有機化合物分子中引入氧或脫去氫的反應(yīng)，叫做氧化反應(yīng) ；反之，脫去氧或引入氫的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)。含有一個 C=C 雙鍵的烯烴，叫單烯烴，它比相應(yīng)的烷烴少 2個 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數(shù)都被飽和了，因此，相對于烷烴而言，烯烴又叫做不飽和烴。 角，其中二個 sp2雜化軌道與氫原子共價鍵合，余下的一個 sp2雜化軌道與另一個碳原子余下的 sp2雜化軌道共價鍵合，各自剩下一個未參與雜化的 p 軌道，其對稱軸垂直于該平面，且相互平行，側(cè)面交蓋形成另一種鍵，叫做兀鍵。 由于這種結(jié)構(gòu)特征，使得烯烴的沸點、熔點等比相應(yīng)的烷烴稍低。且存在幾何異構(gòu)體，如 2一丁烯： 由于雙鍵的存在，較容易發(fā)生加成、聚合、氧化分解等化學(xué)反應(yīng)。 如與氫氣加成，生成烷烴；與鹵素加成，生成連二鹵化物；與水加成，生成醇等。這種由分子間進行的加成反應(yīng)叫做聚合，生成的產(chǎn)物叫做聚合物。如： 上式中，像乙烯、丙烯類的小分 子化合物叫單體。 C三 C三鍵是炔烴的官能團。 乙炔 C2H2(HC三 CH)是最簡單的炔烴，三鍵中的碳原子進行 sp 雜化，是線性分子，兩個碳原子各余下的 2個相互垂直的未參與雜化的 p軌道，側(cè)面交蓋形成 2個相互垂直的丌鍵。 （ 5）芳烴芳香族碳氫化合物叫做芳香烴，簡稱芳烴，包括苯及其衍生物 (只有一個苯環(huán) )、聯(lián)苯 和稠環(huán)芳烴 (兩個或多個苯環(huán)共用兩個相鄰碳原子的烴，如萘 )，而母體是苯。當(dāng)苯環(huán)發(fā)生鹵化反應(yīng)，苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代，生成鹵原子取代苯。高分子化合物是由小分子單體，通過聚合而得到的。如聚乙烯、聚苯乙烯等的合成。如聚酰胺 (尼龍 )，聚酯樹脂等的合成。如聚胺脂等的合成。如酚醛樹脂、密胺醛樹脂等的合成。生成的高分子化合物叫共聚體。 (一 )鋼筋混凝土的大氣腐蝕 (1)混凝土的腐蝕 工業(yè)地區(qū)空氣中，含有一定量的 SO2， H2S， HCl， C02， N0x等氣體，這些酸性氣體對水泥砂漿和混凝土均會產(chǎn)生破壞作用，而以 SO2和 HCl尤為嚴重。 SO2對水泥石的氣相腐蝕，只有在高濕度條件下，才產(chǎn)生明顯的破壞作用。 (2)鋼筋的腐蝕 由于鋼鐵中常含有許多雜質(zhì)，含有這些雜質(zhì)的部位具有與鋼鐵基體不同的電勢，當(dāng)鋼鐵與腐蝕介質(zhì)接觸時便引起了電化學(xué)腐蝕。 (二 )鋼筋混凝土的地下腐蝕 (1)混凝土的腐蝕 處于地下的混凝土的腐蝕，以化學(xué)作用為主，其腐蝕速率取決于有害離子的濃度、種類及土壤或水的酸度等 因素，還取決于混凝土的密實性、厚度及水泥水化物的物理性質(zhì)與 化學(xué)性質(zhì)。 （ 2）鋼筋的腐蝕 加筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土的過早破壞原因較多，其中鋼筋的腐蝕是一個極重要原因，對混凝土的危害更大。腐蝕的原因主要有以下幾種 ： A、大氣中二氧化碳的作用 B、氧與水的作用 C、氯離子的影響 D、直流雜散電流的影響 （三）混凝土外加劑的腐蝕作用 混凝土在現(xiàn)場施工時需要摻入外加劑，如減水劑、早強劑、引氣劑、膨脹劑、緩凝劑和阻銹劑等。但若外加劑摻用不當(dāng)，對混凝土的耐蝕性亦將產(chǎn)生不利的影響。 （ 1）減水劑 加入減水劑會增大水泥水化、凝膠之間的靜電斥力，使水泥粒子互相分散，破壞凝膠體結(jié)構(gòu)，使其中包裹的游離水釋放出來，可有效地增加混合物的流動性，降低混凝土的水灰比，提高密實性和抗?jié)B性。采用減水劑的混凝土，施工時應(yīng)加強對混凝土 的振搗。 （ 2）早強劑 通用的早強劑有氯化物系、硫酸鹽系和三乙醇胺系。 （ 3）阻銹劑 現(xiàn)在國內(nèi)僅采用亞硝酸鈉作為鋼筋腐蝕的阻銹劑。 （四）鋼筋混凝土的防護 防護措施： （ 1）混凝土的防護 A、選擇優(yōu)良的水泥、骨料等材料，并適當(dāng)提高水泥的標(biāo)號或增加水泥用量。 D、加厚混凝土保護層 E、鋼筋排列應(yīng)考慮到對控制裂縫有利 F、混凝土的澆灌、修整、養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)都應(yīng)密切注意施工期間要澆水養(yǎng)護，以促進混凝土的水化反應(yīng)，防止干縮開裂，保證高質(zhì)量。 另一種方法是在混凝土結(jié)構(gòu)表面覆蓋一層乳膠改性的水泥灰漿。 B、內(nèi)封閉混凝土 聚合物浸漬的保護和蠟珠體系保護。金屬鍍層主要是鍍鋅層，非金屬涂層以環(huán)氧漆最為有效。例如亞硝酸鈣就是一種有效的緩蝕劑。 以上是這一講的文字部部分，下面我們舉幾個例子。當(dāng)溶液稀釋時，酸度發(fā)性了變化，因而 E MnO4/Mn2+會發(fā)生變化 例 已知 E ()MnO2/Mn2+= E ()Cl2/Cl= 從標(biāo)準(zhǔn)電極電勢看， MnO2不能氧化 Cl，但用 MnO2和濃鹽酸反應(yīng)， 可以生成 Cl2，這是因為（ ） A、兩個 E ()值相差不大 B、酸性增強， E ()MnO2/Mn2+也增加 C、 Cl濃度增加， E ()Cl2/Cl減小 D、以上三個因素都有。 答案： ABD 例 下列關(guān)于有機化合物的描述不正確的是（ ） A、 有機化合物大多數(shù)為共價化合物，極性較小或無極性。 C、 有機物容易燃燒，高溫易分解，易炭化。 答案： D對于同分異構(gòu)現(xiàn)象，分子式相同，但由于原子相互連接的順序和方式不同，經(jīng)們具有的物理 化學(xué)性質(zhì)就不同。 二、本講的重點是： 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、熱力學(xué)能與熱力學(xué)第一定律、焓、化學(xué)平衡特征及平衡常數(shù)表達式、影響化學(xué)平衡的移動的因素。濃度一般用摩爾濃度，時間則根據(jù)反應(yīng)的快慢用秒、分或小時等。這一結(jié)論叫做質(zhì)量作用定律。[A] a 式中 k 是一個比例常數(shù)，叫做反應(yīng)速率常數(shù)，它的物理意義是各反應(yīng)物濃度等于1mol 在反應(yīng)速率方程式中，濃度項的指數(shù)總和 (a+b)叫做反應(yīng)的級數(shù)。 基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子只經(jīng)過一步反應(yīng)就直接轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物分子 (這種由一個基元反應(yīng)組成的反應(yīng)叫做簡單反應(yīng) )。 例如：反應(yīng)： 2NO十 2H2→N 2+2H20 由實驗測得： v=k[H 2] 級數(shù) =3 經(jīng)研究它是由下面兩個連續(xù)的過程進行的。[NO] 2 化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度之間的定量關(guān)系，除適用于氣體反應(yīng)之外，也適用于溶液中的反應(yīng)。因此，在質(zhì)量作用定律表達式中，通常不包括固態(tài)或液態(tài)純物質(zhì)的濃度 (即這些濃度是常數(shù)，可并入速率常數(shù)內(nèi) )例： C(s)+O2(g) →CO 2(g) v=k[O2] （二）溫度和反應(yīng)速率的關(guān)系 —— 阿侖尼烏斯公式 除了 少數(shù)反應(yīng)之外，反應(yīng)速率一般隨溫度的升高而增大，例如：在室溫下， H2和 02作用極慢，以致幾年都觀察不出有反應(yīng)發(fā)生，但如果溫度升高到 6000C，它們立即起反應(yīng)甚至發(fā)生爆炸，這表明，當(dāng)反應(yīng)物濃度一定時，溫度改變，反應(yīng)速率也會隨著改變，升高溫度，反應(yīng)速率一般隨著增大，顯然反應(yīng)速率常數(shù) k一般也增大。一般說來，在氣相反應(yīng)體系中，反應(yīng)物分子間的相互碰撞機會還是比較多的，但并非每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)。因此，只有那些具有足夠能量的反應(yīng)物分子 (或原子 )間的碰撞才有可能引發(fā)反應(yīng)。 根據(jù)氣體分子運動理 論，在任何給定的溫度下，體系中各分子具有的動能是不同的，但分子能量的分布卻有一定的規(guī)律，而且體系中分子具有一定的平均能量，對許多反應(yīng)來說，在通常情況下，大多數(shù)分子的動能不夠大，它們間的碰撞不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而只有少數(shù)能量足夠高的分子才有可能發(fā)生有效碰撞，從而發(fā)生反應(yīng)，這種分子叫做活化分子，通常把活化分子所具有的最低限能量與反應(yīng)物分子平均能量之差稱為活化能 E。如下圖所示， 簡單表示出反應(yīng)體系中的活化能， E1 表示反應(yīng)物分子的平均能量， E2 表示活化分子所具 有的最低限能量， E3表示產(chǎn)物分子的平均能量。 E3E1表示反應(yīng)的熱效應(yīng) Q，圖中表示 Q0(放熱 反應(yīng) )。mol 1之間。 通過上述討論可以說明濃度，溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響： (1) 當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時，單位體積內(nèi)分子總數(shù)增多，活化分子數(shù)相應(yīng)增多，單位時 間內(nèi)有效碰撞次數(shù)也增多，因此，反應(yīng)速率就加快。更重要的是分子的平均能量增加了，使活化分子所占的百分數(shù)大大增加，溫度即使升高不多往往會使活化分子的。 (3)催化劑：是能增加化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的組成，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)。 焓 化學(xué)熱力學(xué)是一門研究在化學(xué)變化和物理變化中伴隨發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換和傳遞的科學(xué)。封閉體系：體系與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，只有能量的交換。 （ 2）．狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)： 狀態(tài)：用來描述這個體系的諸如溫度、壓力、體積、質(zhì)量和組成等物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的總和，當(dāng)這些性質(zhì)都有確定值時，就說體系處于一定的狀態(tài)。 顯然， P、 V、 T、 n、 △u 等都是狀態(tài)函數(shù)，而 Q、 w都不是狀態(tài)函數(shù)與途徑有關(guān)。 （ 3）．過程和途徑： 過程：體系所發(fā)生的狀態(tài)變化叫做熱力 學(xué)過程，簡稱過程。常見的過程： 等溫過程 (T)：在溫度不變的情況下，體系由始態(tài)到終態(tài)進行的過程。 恒容過程 (V)：在體積不變的情況下，體系由始態(tài)到終態(tài)進行的過程。 (二 )熱力學(xué)能與熱力學(xué)第一定律 （ 1）．熱與功： 在化學(xué)反應(yīng)中除了有熱能變化之外，還有其他形式的能量變化。并規(guī)定體系吸收熱量為正值，體系放出熱量為負值，體系對環(huán)境所作的功是正值，環(huán)境對體系所作的功是負值。熱力學(xué)能包括體系內(nèi)各種物質(zhì)的分子平動能，分子間勢能，分子內(nèi)部的轉(zhuǎn)動能和振動能，電子運動能、核能等。 （ 3）．熱力學(xué)第一定律： 人們經(jīng)過長期實踐證明，能量是不 生不變的，但它可以變換形式，這就是能量守恒定律。 如果體系由狀態(tài) (1)變化到狀態(tài) (2)，在此過程中體系從環(huán)境吸熱 Q對環(huán)境作功 W，則根據(jù)能量守恒定律，體系內(nèi)能的變化 △u 為： △ u=u 2一 u1=Qw —— 熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達式。 此式表明：焓不是 “ 體系所包含的熱 ” 而是一項復(fù)合能，即等于體系的內(nèi)能 (u)與 體系的體積能 (pV)的總和，它是體系的一種熱力學(xué)性質(zhì)?！鱒 。因而只能采取一些相對的標(biāo)準(zhǔn)，這樣可方便地計算反應(yīng)的焓變，常把 △ rHm㈠ 稱作標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變， △ rHm㈠ 中， r 表示反應(yīng)， ()表示反應(yīng)時壓力為 100kPa， m表示化學(xué)進度為 1mol。這也是能量守恒 定律的一種表現(xiàn)形式。 任何處于最穩(wěn)定狀態(tài)下的單質(zhì)，其標(biāo)準(zhǔn)生成焓為零： 顯然，根據(jù)蓋斯定律和標(biāo)準(zhǔn)生成焓的定義，可以得出某一反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變。△ fH m㈠ (E)+ d△ fH m㈠ (A)+ bmol 1 解： △ rHm㈠ =∑(△ fH m㈠ )產(chǎn)物 — ∑(△ fH m㈠ )生成物 =2( )+()一 3( ) =這是與這些微粒的排列有序性相反的一個概念?；蛘哒f，熵是體系混亂度的量度。而體系的混亂度是體系本身所處的狀態(tài)的特征之一。因此，熵也和熱力學(xué)能、焓等一樣，具有狀態(tài)函數(shù)的特性，熵也是一種狀態(tài)函數(shù)。它解決了如何通過實驗測求規(guī)定熵的問題。對熱力學(xué)第三定律的一種基本表述為： “ 不能用有限的手續(xù)把一個物體的溫度降到絕對零度 ” 。這里所謂完整晶體是指晶體中的原子或分子都只有一種排列形式。在絕對零度時，純物質(zhì)的完整晶體中，所有的微粒都處于理想的晶格結(jié)點位置上，沒有任何熱運動，是一種理想的完全有序狀態(tài)，自然具有最小的混亂度，所以其熵值為零。 =0，利用熱力學(xué)的方法，熱化學(xué)測量，可以求得純物質(zhì)的完整晶體從絕對零度加熱到某一溫度 T 的過程的熵變 △S(T) ， (真正的完整晶體和絕對零度都是達不到的，實際上用在相當(dāng)接近這一理 想狀態(tài)的條件下得到的實驗結(jié)果外推后，用圖解積分的方法求得的 )。由此可定義： 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下， 1mol純物質(zhì)的規(guī)定熵，即為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵，簡稱物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵。K 1 應(yīng)該注意，任一種穩(wěn)定單質(zhì)的規(guī)定熵和標(biāo)準(zhǔn)熵值都不為零。 (三 )化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變 對于化學(xué)反應(yīng)而言，若反應(yīng)物和產(chǎn)物 都處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則反應(yīng)過程的熵變，即為該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熵變。與反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變的計算相似，化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變，可由生成物與反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)熵求得。 【解】 查表得 Sm()(O2,g)= JK 1 Sm()(O3,g)= JK 1 △ rSm㈠ (298k)=3 Sm()(O2,g)2 Sm()(O3,g)=3 2= JK 1 答 該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變?yōu)?K 1 (四 )熵變和反應(yīng)方向 對于孤立體系而言，在其中發(fā)生的任何反應(yīng)變化必然是自