化工基本知識

第一篇：化工生產(chǎn)基礎知識第一章：化工生產(chǎn)概敘第一節(jié)：化工生產(chǎn)的基本概念化工生產(chǎn)的基本任務是以燃料、礦石、水空氣等天然資源或農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)過一系列化學變化或化學處理為主要生產(chǎn)手段，改變物質(zhì)原來的性質(zhì)狀態(tài)和組成支撐所需的產(chǎn)品。例如：白碳黑的生產(chǎn)?；どa(chǎn)的基本任務：（舉例：白碳黑的生產(chǎn)）。了解（研究）化工生產(chǎn)的基本過程和反應原理。了解（熟知）化工生產(chǎn)的工藝流程和最佳工藝條件。了解（熟知）生產(chǎn)過程中運用的主要設備的構(gòu)造、工作原理及強化生產(chǎn)的方法。硅酸鈉采用干法生產(chǎn)工藝技術，是將石英沙和純堿按工藝要求比例混勻，投入到高溫（1400℃）池窯中，熔融化合成熔融液狀硅酸鈉。1350~1400℃MSiO2+NaCO3=Na2O.mSiO2+CO2↑經(jīng)水淬、蒸球溶化成液體，沉淀過濾得到工藝所需的硅酸鈉，凈化好的液體硅酸納。白碳黑（水合二氧化硅）分子式為SiO2.nH2O工藝技術有濃酸液相沉淀法即（一步法），晶種稀酸沉淀法即二步法。稀酸稀堿沉淀法，稀酸稀堿凝膠法等?；瘜W反應式為：Na2O.mSiO2+nH2SO4→mSiO2.nH2O+Na2SO4mSiO2.nH2O→mSiO2.n‘H2O+（n-n‘）H2O經(jīng)合成反應后：再壓濾、洗滌、制漿、干燥（粉末）得粉末狀產(chǎn)品?；卧僮骷胺诸悾夯どa(chǎn)過程中，除化學反應過程之外，還有多項物理加過程如流體的輸送、沉淀、（過濾）傳熱、蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、粉碎等，這些加工過程均稱化工單元操作。按照各單元所遵循的基本規(guī)律不同，可將幾十種單元操作歸納為如下幾個基本過程。流體動力學過程。如輸送、過濾、離心、沉降、固體流態(tài)化等。熱量傳遞過程。如傳熱、蒸發(fā)等質(zhì)量傳遞過程。如蒸發(fā)、吸收、干燥等熱力學過程。如冷凍、深度冷凍等。機械過程。如固體的粉碎、過篩、物料的攪拌等。化工過程的基本規(guī)律化工生產(chǎn)都可以即將單元操作納入上述幾個化工過程中，并遵循其各自的基本規(guī)律。這些基本過程同時遵循著某些共同的規(guī)律。掌握和運用這些過程的共同規(guī)律，是指導和了解進行生產(chǎn)實踐的方法和手段。物料衡算根據(jù)物質(zhì)守恒定律，在一個穩(wěn)定的化工生產(chǎn)過程中，向系統(tǒng)或設備所投入的物料量必須等于所得產(chǎn)品量及過程損失量和。即：W投=W產(chǎn)+W投式中W投——投入物料量W產(chǎn)——所得的產(chǎn)品量W損——損失的物料量按照這一規(guī)定對總物料或其中某一組分進行的計算，稱為物料衡算。熱量衡算在化工生產(chǎn)過程中除了物質(zhì)發(fā)生變化以外還常伴有能量的變化，在化工設備中所涉及的能量主要表現(xiàn)熱量的變化，所依據(jù)的原則是能量守恒定律。根據(jù)能量守恒定律，對于一個穩(wěn)定的化工生產(chǎn)過程中，向系統(tǒng)或設備輸入的熱量應等于輸出的熱量加上損失的熱量。即：Q入=Q出+Q損式中Q入——輸入的熱量Q出——輸出的熱量Q損——損失的熱量按照這一規(guī)律對系統(tǒng)或設備熱量進行計算，稱為熱量衡算。通過熱量衡算，可以檢查熱量消耗的程度，確定經(jīng)濟合理的熱量消耗方案、熱能綜合利用的途徑和選擇最適宜的生產(chǎn)資料等。過程的平衡關系在化工生產(chǎn)過程中，各單元操作過程都是一定條件下由不平衡向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化，以達到過程的最大限度。出現(xiàn)平衡也是動態(tài)平衡。過程的平衡是在一定條件下建立的，當條件發(fā)生變化，叫平衡被破壞。在新的條件下建立新的平衡為止。在許多化工生產(chǎn)過程中，建立過程的平衡具有重要的實際意義。一個過程在一定條件能否進行，以后進行到什么程度都可以由平衡關系推知。同時還為生產(chǎn)條件的選擇和改進提供依據(jù)。過程的速率：過程的平衡關系只表明一個變化過程的可能性與極限。對于任何一個過程，如果不是處于平衡狀態(tài)，則必然會趨向平衡，而過程進行的快慢確實工程上更為重要的問題。過程的速率是指單位時間里過程進行的變化量。它與過程的推動力成正比，與過程的阻力成反比。例如：流體流動的推動里是位差或者壓力差；熱過程中的推動力是溫度差；吸收過程的推動里是濃度差；它們都是過程進行的動力。推動力相對應的阻力則與過程的性質(zhì)、操作條件、物性有關，提高過程的推動力是提高過程速率的基本方法。第二節(jié)：工原料和化工產(chǎn)品化工原料就性質(zhì)和來源分類，可分為無機原料、有機原料和農(nóng)副產(chǎn)品三大類。無機原料空氣：是包圍地球周圍的大氣，其在地面上的平均高度約300Km，接近地面的空氣密度是1.293g/L，離地面越遠空氣越稀薄，也就是密度越小。成分：干燥空氣中的主要成分（按體積百分數(shù)）有：氧氣（O2）20.99，氮氣（N2）78.03，氬氣（Ar）0.00011氦氣（He）0.94，氖氣（Ne）0.0015，氙氣（Xe）0.000009，二氧化碳（CO2）0.03。其中He、Ne、Ar、Kr、Xe五種氣體在空氣中含量很少叫做稀有氣體，又因為不易發(fā)生化學變化，又叫惰性氣體。空氣是一種無色、無味、無臭的氣體?？諝獾挠猛荆嚎諝庵泻卸喾N化工原料所需的氣體。例如氧氣是一種重要的化工原料。廣泛用于硫酸、硝酸及其他有機產(chǎn)品生產(chǎn)上。氧對煉鋼、金屬切割和焊接、醫(yī)療等都有重要的用途。氮氣也是一種重要的化工原料，用于氨、硝酸、氮肥、炸藥的生產(chǎn)等。氫氣很輕，可充氣球。氖氣可制作紅色氖燈。氬氣可以充填燈泡。氪氣可以充填高級電子表。氙氣可以制作氙燈。水：是地球上分布最廣，最常見，最重要的一種化合物。水的物理性質(zhì)：自然界的水以氣態(tài)（云、水蒸氣）液態(tài)、固態(tài)（冰雪）存在。純凈的水是無色、無味、無臭的透明液體。水在4℃（277k）時密度最大為1000kg/m3。在自然界所有的固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)中，水的比熱最大為（4.187KJ/KG.K），在標準壓力下，純水的凝固點為0℃（273k）；沸點為（373k）水在373k時的蒸發(fā)潛熱為2256KG/KG，水在273K時的凝固熱為330KJ/KG。冰的密度為920KG/m3，所以冰比水輕，水變成冰時體積是增大的。水的化學性質(zhì)：水的熱穩(wěn)定性很大，只有在2730k以上時才開始離解為氫和氧。2730k2H2O======2H2↑+O2↑水進行電解時也可以生成氫和氧，水很容易和其他物質(zhì)反映，如許多金屬和非金屬的氧化物和水化合生成堿和酸，許多鹽類和水生成含結(jié)晶水的化合物。水的用途：水是化學工業(yè)的重要的起始，水可以和許多物質(zhì)參加反應生成基本原來哦和中間原料，還廣泛用作溶劑、洗滌劑、吸收劑、潤滑劑、和氧化還原劑等。水也是目前最常用的加熱。冷卻和冷凍的介質(zhì)。水的凈化處理：目前廣泛采用的有藥劑沉淀法和離子交換法還有電滲析、反滲析處理法。水的循環(huán)使用。A熱風爐、鍋爐水幕除塵B隔膜壓濾機壓榨水C合成反應中部分壓濾原液做底液D壓濾原液作為氯化鋇、硫酸鈉的生產(chǎn)原料鹽：硅酸鈉（水玻璃）是生產(chǎn)白碳黑的主要原料。碳酸鈉：又稱純堿，是生產(chǎn)水玻璃的主要原料。硫酸鈉，生產(chǎn)白碳黑的副產(chǎn)品也是生產(chǎn)硫酸鋇、硫化鈉的原料。硅藻土是水玻璃凈化的助濾劑。黃鐵礦又叫硫鐵礦（FeS2）一般為金黃色晶形立方體。相對密度4.9~5.2，在空氣燃燒中呈蘭色火焰，生成二氧化硫，是制取硫磺和硫酸的重要原料。磷灰石：常見的磷灰石為含氟的磷酸三鈣[Ca5（PO4）3（FCl.OH）]一般為灰白色或淡綠色、呈六方體晶體。相對密度為2.9~3.2。另一種磷灰土是在水中沉積而成的，是制取鱗、磷酸、磷肥和磷酸鹽的重要原料。磷酸可作為硅酸鈉的預處理劑。硫酸鋁：在生產(chǎn)牙膏級產(chǎn)品中，作為稀硫酸的添加劑。鹽的種類極多，其他的與本生產(chǎn)工藝有機原料：煤的用途：煤是植物埋在底下在幾乎沒有空氣的情況下，經(jīng)過煤化而形成的。煤可分為泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤。煤的主要成分是碳，并含有烴及烴的化合物。有機原料的種類品種極多，因與本生產(chǎn)工藝關系不大，不一一列舉。農(nóng)副產(chǎn)品農(nóng)副產(chǎn)品及其小腳料、野生植物和可食用的物料等。可以用來生產(chǎn)各種有機原料。署類、殼類、桿類、油類都是相應有機化工產(chǎn)品的有機原料。因與本生產(chǎn)工藝關聯(lián)不密切，不一一詳述?；ぎa(chǎn)品化工品種繁多，可分為無機化工產(chǎn)品和有機化工產(chǎn)品。無機化工產(chǎn)品有數(shù)千種，有機化工產(chǎn)品有數(shù)萬種?，F(xiàn)只介紹與生產(chǎn)有關的幾種化工產(chǎn)品。純堿（碳酸鈉）分子式Na2CO3，堿性物質(zhì)，是生產(chǎn)水玻璃的主要原料。標準GB210.工業(yè)碳酸鈉；白色細小顆粒，易溶于水，水溶液呈堿性。工業(yè)用碳酸鈉指標指標項目優(yōu)等品一級品總堿量（以Na2CO3計）%≥99.2098.80氯化物（以NaCl計）%≤0.700.90鐵%≤0.0040.0006水不溶物%≤0.040.10燒失量%≤0.81.00堆積密度g/cm3≤0.900.90硫酸純硫酸（H2SO4）是無色油狀液體，凝固點為10.5℃。98.3%的硫酸沸點為338℃，市售的濃硫酸一般含H2SO498%，相對密度為1.84。硫酸是一種難揮發(fā)性的強酸，它的水溶液具有酸的一切通性。此外濃硫酸還有以下特性，氧化性和吸水性，脫水性。濃硫酸的氧化性：不活潑的金屬（如銅、汞）不與稀硫酸反應，但跟濃硫酸共熱時能生成相應的硫酸鹽并放出有刺激性氣味的二氧化硫氣體。如濃硫酸跟銅共熱時，濃硫酸先將銅氧化成氧化銅，然后氧化銅再跟硫酸反應生成硫酸銅?！鰿u+H2SO4（濃）======CuO+SO2↑+H2OCuO+H2SO4======CuSO4+H2O總反應方程式可寫成：△Cu+2H2SO4（濃）======CuSO4+2H2O+SO2↑濃硫酸不僅能氧化金屬，也能氧化一些非金屬和氣態(tài)氧化物。例如：△C+2H2SO4（濃）======CO2↑+2SO2↑+H2O2HBr+H2SO4（濃）======Br2+SO2↑+2H2O冷的濃硫酸能使鐵、鋁表面生成一層致密的極薄的氧化物保護膜，它阻礙了金屬內(nèi)部繼續(xù)與硫酸作用，這種現(xiàn)象叫做金屬的鈍化。所以濃硫酸可以裝在鐵制或鋁制容器中進行儲存或運輸。2)濃硫酸的吸水性濃硫酸可與水結(jié)合形成穩(wěn)定的水合物,H2SO4.H2O、H2SO4.2H2O、H2SO4.4H2O，它與水化合的能力十分強烈，并能吸收空氣中或其他物質(zhì)中的濕存水面形成水合物，同時放出大量的熱。因此在稀釋濃硫酸時，一定要將濃硫酸慢慢倒入水中，并不斷攪拌。如果將水倒入濃硫酸中，由于水的相對密度小，水將浮在硫酸上面，濃硫酸溶解時放出的熱會使溶液的局部溫度驟升，水層立即沸騰，至使硫酸液滴向四周飛濺，就象水滴落入高熱的油鍋一般，很容易造成事故，切記水不能倒進濃硫酸中。濃硫酸吸水性較強，常用做氣體干燥劑。硫酸的脫水性濃硫酸可以奪取某些有機物（如蔗糖、木材、淀粉）中的氫、氧元素而使碳游離出來。例如在蔗糖里加入一些濃硫酸，蔗糖就被濃硫酸“脫水”而變成黑色的碳。濃硫酸C12H11O11======12+11H2O因此，濃硫酸落在皮膚上、衣服上、必須立即用大量水沖洗，否則會造成嚴重的燒傷和腐蝕。硫酸鈉化學式為Na2SO4，俗名元明粉，無色斜方晶體，熔點884℃。常以水合物形式存在，如十水硫酸鈉（Na2SO4·10H2O，俗稱芒硝）。有苦咸味，易溶于水。芒硝加熱到100℃失去結(jié)晶水，或在空氣中迅速風化，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o水白色粉末。用于制硫化鈉（Na2S，其九水合物又稱硫化堿或臭堿）、紙漿、玻璃、水玻璃、瓷釉、洗衣粉、制革等，并用做緩瀉劑和鋇鹽中毒的解毒劑等。（溶解度曲線）壓濾洗滌過程就是利用硫酸鈉在水中溶解度比較大的特點，將硫酸鈉從濾餅中洗滌出來。選用隔膜壓濾機相對普通廂式壓濾機節(jié)能、節(jié)水效果明顯。硫酸鋁硫酸鋁[Al2（SO4）3.18H2O]分子量666.41。物化性質(zhì)無色單斜結(jié)晶。相對密度1.69(17℃)。熔點86.5℃（脫水成為白色粉末狀無水硫酸鋁）。溶于水、酸和堿，不溶于醇。水溶液呈酸性。加熱至770℃時開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。水解后生成氫氧化鋁。工業(yè)品為灰白色片狀、粒狀或塊狀，因含低鐵鹽（FeSO4）而帶有淡綠色，又因低價鐵鹽被氧化而使產(chǎn)品表面發(fā)黃。粗制品為灰白細晶結(jié)構(gòu)多孔狀物，含有微量硫酸，具有酸而當澀的味道。水溶液長時間沸騰可生成堿式硫酸鋁。白碳黑（沉淀二氧化硅）化學式：（SiO2.nH2O）外觀：白色粉末或無定型結(jié)構(gòu)標準：HG/T3061-19999neqISO5794.1：1994表1：沉淀水合二氧化硅的分類類別ABC比表面積m2/g部控≥191161~190136~160內(nèi)控≥191161~190136~160產(chǎn)品的化學、物理性能應符合表2所列的各項技術要求表2：牙膏級沉淀二氧化硅產(chǎn)品的質(zhì)量指標牙膏級沉淀二氧化硅產(chǎn)品的質(zhì)量標準類型指標名稱技術衛(wèi)生指標組合型摩擦型增稠型外觀白色粉末、無結(jié)粒，目測無雜質(zhì)白度（WG）≥96≥96≥96≥96≥96≥96PH值（25℃5%水分散體）6.5-8.57.5-9.05.5-8.06.5-8.57.5-9.05.5-8.0篩下物220目%320目%100≥98100≥98100≥98100≥98100≥98100≥98干燥失重（105℃）%≤8.0≤8.0≤8.0≤8.0≤8.0≤8.0灼燒減量（105℃2h）%≤8.5≤8.0≤10.0≤8.5≤8.0≤10.0吸水量ml/20g22~3417~22>3422~3417~22>34表觀密度g/ml≥0.25≥0.35≤0.25≥0.25≥0.35≤0.25總鹽量（以Na2SO4\NaCl計）%≤0.3≤0.3≤0.3≤0.2≤0.2≤0.2折光指數(shù)N1.440~1.4651.440~1.4651.440~1.4651.440~1.4651.440~1.4651.440~1.465二氧化硅含量（干基）%≥96≥96≥96≥96≥96≥96硫化物無無無無無無還原性硫mg/Kg≤5≤5≤5≤5≤5≤5含鐵量mg/Kg≤300≤300≤300≤200≤200≤200氟相溶性%>90>90>90>90>90>90重金屬（以Pb）計mg/Kg≤20≤20≤20≤20≤20≤20砷mg/Kg≤2≤2≤2≤2≤2≤2汞mg/Kg≤1≤1≤1≤1≤1≤1細菌總數(shù)cfu/g≤150≤150≤150≤150≤150≤150注：1、磨擦型有行業(yè)標準（即國家標準QB/T2346-97）此標準優(yōu)于國家標準。2、本標準優(yōu)于國內(nèi)同行業(yè)的標準。3、食品級、醫(yī)藥級是透明組合型、透明增稠型、透明磨擦型，有待國家相對應的機構(gòu)驗證和認可。第三節(jié)：化學基本概念物質(zhì)物質(zhì)化學研究的對象是物質(zhì)。物質(zhì)是作用于我們感覺器官而引起人們感覺的東西，它占有一定的空間和具有質(zhì)量。物質(zhì)大的可以用肉眼看見，小的肉眼看不見的有原子、電子、光子等。物質(zhì)有不同的存在形式。物質(zhì)以不同的形式在不停止地運動著。地球在運動、機器在轉(zhuǎn)動；巖石在風化而變成粘土；空氣流動而形成了風；植物吸收二氧化碳進行光合作用而結(jié)出豐碩的果實；食品在人體內(nèi)經(jīng)過復雜的變化使人得以生活和工作；石油經(jīng)過加工可以生產(chǎn)出各種重要的產(chǎn)品。所以說，有物質(zhì)存在，必然有物質(zhì)運動。能量物質(zhì)的變化和運動，總是伴隨著各種能量的變換。水加熱產(chǎn)生的高壓蒸汽可以帶動蒸汽機使火車運行；高位的水可以推動水輪機使發(fā)電機發(fā)電；電又可以使馬達運轉(zhuǎn)帶動機器工作；汽油在汽缸內(nèi)燃燒可以使汽車行駛；炸藥的強烈反應產(chǎn)生的氣體可以筑路開礦。能量可以由一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，位能可以轉(zhuǎn)化成動能、電能、機械能；而電能也能轉(zhuǎn)換成動能和機械能；物質(zhì)化學反應時的化學能也可以變成電能、機械能、動能。這些能量的轉(zhuǎn)換，都是物質(zhì)不同的運動形式。各種能量都具有做功的本領。能量可以用不同的形式表現(xiàn)出來。所以說，能量可以定義為做功的本領。物質(zhì)的質(zhì)量和能量守恒定律在科學高度發(fā)展的今天，很多實驗和生產(chǎn)的事實告訴我們，化學反應過程中，只是有一些物質(zhì)變化成另一些物質(zhì)，但變化前后物質(zhì)的量是相等的。這就是物質(zhì)守恒定律。同樣可以證明在能量轉(zhuǎn)化過程中，能量只能相互轉(zhuǎn)化，而不能自生自滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。這就是能量守恒定律。物質(zhì)的變化和性質(zhì)物理變化和物理性質(zhì)物質(zhì)的變化是多種多樣的。例如水加熱變成水蒸汽，而水蒸汽冷凝又變成水；木材加工成家具；鋼錠軋成鋼筋。這些變化只改變了物質(zhì)外部狀態(tài)和形狀，而沒有改變物質(zhì)的組成，更沒有新物質(zhì)的產(chǎn)生，這種變化叫物理變化。物質(zhì)在物理變化時表現(xiàn)出來的性質(zhì)叫物理性質(zhì)。如狀態(tài)、顏色、氣味、密度、沸點、熔點等，都是物質(zhì)的物理性質(zhì)。化學變化和化學性質(zhì)物質(zhì)的另一種變化，不僅物質(zhì)的外形有了改變，物質(zhì)本身的組成也發(fā)生了變化，產(chǎn)生了新的物質(zhì)。例如炭在空氣中燃燒產(chǎn)生了二氧化碳；鐵在潮濕空氣中生銹變成了鐵銹；石灰石煅燒成了石灰石。這些變化都有新物質(zhì)的產(chǎn)生。由一物質(zhì)生成新物質(zhì)的變化叫做化學變化。物質(zhì)在化學變化時所表現(xiàn)出來的性質(zhì)叫做化學性質(zhì)。如化合、分解、氧化和還原等。物理變化和化學變化是物質(zhì)的兩種不同的變化。但在許多情況下它們又常是在一起發(fā)生的。例如點燃蠟燭時，故態(tài)的蠟受熱熔化，這是物理變化；同時它燃燒成水蒸氣和二氧化碳，又是化學變化。一般說來，物質(zhì)發(fā)生物理變化時，不一定有化學變化，但發(fā)生化學變化時，一定有物理變化發(fā)生。物質(zhì)的組成分子自然界的一切東西，都是物質(zhì)組成的，那么物質(zhì)又是由什么組成的呢？把一滴水不斷地分割，它將會變得越來越小。分割到最后，這滴水將變成一個單一的個體，不但我們?nèi)庋劭床灰娝?，甚至在最好的顯微鏡下也看不見。但它還是水，仍保持著水的各種化學性質(zhì)，而若進一步分割，它就將不再是水了。將失去水的所有化學性質(zhì)。這種保持某物質(zhì)一切化學性質(zhì)的最小粒子叫做該物質(zhì)的分子。分子有以下特點。分子很小一滴水里大約就有十五萬億個水分子。分子量雖然很小，但是也有質(zhì)量。例如一個氧分子的質(zhì)量約為5.314×10-23克。分子在不斷地運動例如：濕衣服曬干是水分子運動到空氣的緣故；我們在日常生活中所嗅到的氣味也是分子運動的結(jié)果。分子之間有間隔一般物體的熱膨脹冷縮現(xiàn)象就證明了這一點。當溫度升高時分子間間隙增大，物體體積膨脹，當溫度降低時分子間的間隔變小，物體體積縮小。一般物質(zhì)三態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)）的變化，主要是分子間的間隔大小發(fā)生變化而造成。原子把水通上電流，水就分解成氫氣和氧氣。把食鹽水通上電流，食鹽水就分解放出氫氣和氯氣。我們知道，水是由水分子組成，食鹽水是由氯化鈉分子和水分子組成的，但通上電流后為什么會有氫氣、氧氣和氯氣產(chǎn)生呢？首先可以肯定上面的兩個反應過程是化學變化，因為有新的分子生成。另外也可以看出水分子和氯化鈉分子是可以再分的。他們在化學變化中，又分解出更小的微粒、氫微粒、氧微粒和氯微粒。而這些更小的微粒又重新組合成氫分子、氧分子、和氯分子。物質(zhì)在化學變化過程中，原來的物質(zhì)分子分解成更小的微粒，再經(jīng)過重新組合，變成新物質(zhì)的分子。我們把這些物質(zhì)在化學變化中的最小微粒叫做原子。原子有以下特點。原子很小原子雖然很小，但是也有質(zhì)量。例如一個碳原子的質(zhì)量為1.993×10-22克。原子在不斷運動著化學反應就是原子運動的一種形式。在化學反應中，分子可以分成原子，原子又可以組合成為新的分子。原子是具有復雜結(jié)構(gòu)的微粒。原子是由原子中心帶正電的原子核和核外帶負電的電子組成的，每一個電子帶著一個單位的負電核。每一個電子帶著一個單位的負電荷。原子核帶的正電荷數(shù)和核外電子帶的負電荷數(shù)相等，所以原子不顯電性。但原子在一定條件下，可以得到或失去電子，成為帶有電荷的原子。這種帶有電荷的原子叫離子。失去電子的原子帶正電荷，叫陽離子；得到電子的原子帶負電，叫陰離子。物質(zhì)的分子、原子和離子等微粒統(tǒng)稱為物質(zhì)的結(jié)構(gòu)微粒。原子核有質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子和中子的質(zhì)量很相近（1.67×10-24克），相當于1個碳原子的質(zhì)量的1/12。質(zhì)子帶一個單位正電荷。中子不顯電性。電子的質(zhì)量很?。?.11×10-28克），為質(zhì)子和中子質(zhì)量的1/1840，與原子核的質(zhì)量相比可以忽略不計。所以原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。我們把質(zhì)子、中子、電子等統(tǒng)稱為物質(zhì)的基本粒子。這些粒子之間的關系如下：原子的質(zhì)量數(shù)=原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)+原子核內(nèi)的中子數(shù)原子核電荷數(shù)=原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=原子核外電子數(shù)元素元素是具有相同核電荷數(shù)的同一類原子總稱。原子和元素是兩個不同的概念。元素只代表原子的種類，不涉及該類原子的具體數(shù)量；而講原子時，可以指明原子的數(shù)量。例如氧分子可以說由氧元素組成；也可以說是由兩個氧原子組成。水分子可以說是由氫、氧兩種元素組成；也可以說是由兩個氫原子和一個氧原子組成。但不能說是由兩個氫元素和一個氧元素組成。（元素周期表）原子量、分子量和摩爾原子量原子具有質(zhì)量。如果用克做單位來表示質(zhì)量時，一個氧原子的質(zhì)量是2.657×10-23克，一個氫原子的質(zhì)量是0.1661×10-23克。在實際應用時，往往不需要知道原子的絕對質(zhì)量，而只需要原子的相對質(zhì)量。為此指定一種原子，以它作為不同原子的原子量相互比較的標準。在化學里規(guī)定：把12C的原子量定位12，、任一元素的原子量是該元素的原子相對于12C碳原子的重量。分子量分子量是組成分子的所有原子的原子量總和。所以分子量也是一個相對質(zhì)量。一般由分子式就可以計算出物質(zhì)分子的分子量。單質(zhì)分子量一般金屬、固體非金屬和稀有氣體，都是由一個原子組成一個分子，所以他們的分子量就等于原子量。例如：Cu（銅）的原子量=63.5分子量=63.5C（碳）原子量=12分子量=12He（氦）原子量=4分子量=4另外一些氣體和液體非金屬，都是由兩個或兩個以上的原子組成一個分子，所以他們的分子量等與所有原子的原子量之和。例如：O2（氧氣）原子量=16分子量=16×2=32N2（氦氣）原子量=14分子量=14×2=28O3（臭氧）原子量=16分子量=16×3=48Br（溴氣）原子量=80分子量=80×2=160化合物的分子量化合物分子量等于組成化合物的各個原子的原子量之和。例如：CO2（二氧化碳）分子量=12+16×2=44H2SO4（硫酸）分子量=2+32+16×4=98摩爾物質(zhì)之間的化學反應，都是按照一定數(shù)量的原子或分子的比例來進行的。例如：燃燒燃燒C+O2=======CO22H2+O2======2H2O1分子1分子1分子2分子1分子2分子12克32克44克4克32克36克一個碳分子（即一個碳原子和兩個氧原子）的質(zhì)量為1.994×10-23+2×2.657×10-23=7.308×10-23克，44克二氧化碳含有二氧化碳的分子數(shù)是：12=6.02×1023個1.99410-23同樣可以計算出：4克的氫氣中含有2×6.02×1023個氫分子32克的氧中含有1×6.02×1023個氧分子36克的水中含有2×6.02×1023個水分子由此可知物質(zhì)間進行化學反應時，都是以6.02×1023個分子的倍數(shù)進行反應的。6.02×1023這個數(shù)值被叫做阿佛加德羅常數(shù)，以N表示任何物質(zhì)中，只要含有6.02×1023個微粒（分子、原子、離子、電子等），這種物質(zhì)的量叫做一摩爾。摩爾是化學上一個常用的基本物質(zhì)量的單位，它是以微粒數(shù)量表示物質(zhì)的量。摩爾以mol表示。根據(jù)摩爾的定義可以知道：4克氫含有2N氫分子，故1摩爾氫氣=2克；32克氧含有1N氧分子，故1摩爾氧氣=32克；36克水含有2N水分子，故一摩爾水=18克。由此可以的出，1摩爾分子的質(zhì)量，用“克”做單位時，在數(shù)值上等于它的分子量。同理可以推廣到原子，一摩爾原子的質(zhì)量，用“克”做單位時，在數(shù)值上等于它的分子量。例如：1摩爾原子的碳；質(zhì)量為12克；1摩爾原子的硫；質(zhì)量為32克；1摩爾的原子的鐵；質(zhì)量為56克。1摩爾物質(zhì)的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。單位為克/摩爾（g/mol）或千克/摩爾（kg/mol）。物質(zhì)的質(zhì)量（克）物質(zhì)的摩爾數(shù)（mol）=物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（克/摩爾）物質(zhì)的質(zhì)量=物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（克/摩爾）×物質(zhì)的量（摩爾）化合價和物質(zhì)的量一種元素的原子只能與一定個數(shù)的其他元素的原子結(jié)合，而不是與任意個數(shù)的其他元素的原子相結(jié)合。例如：NaClCaCl2AlCl3CCl4HClH2ONH3CH41：11：21：31：41：12：11：31：4在化學里，把與某種元素的原子相結(jié)合（或相當）的氫原子數(shù)目叫做該元素的化合價?；蟽r有正價和負價。離子化合物的化合價離子化合物是由帶正電的陽離子和點負電的陰離子組成，即由離子鍵形成的化合物，在離子化合物中的元素化合價，就是這種元素的一個原子得到或失去的電子數(shù)，如在氯化鈉的分子里，鈉離子帶一個正電荷，他就是+1價；氯離子帶一個負電荷，它就是-1價。氯離子帶一個負電荷，他就是-1價。在離子化合物里元素的正價和負價的代數(shù)和一定等于零。共價化合物的化合價共價化合物是由組成分子的原子之間共用電子對結(jié)合而成的，即由共價鍵形成的化合物。在共價化合物分子里，元素的化合價就是這種元素的一個原子和其他元素的原子共用電子對數(shù)目。其正、負價取決于共用電子對的偏移情況。共用電子對朝向的原子化合價為負價，共用電子對遠離的原子化合價為正價。由于共價化合物分子本身也不顯電性，因此，在共價化合物里元素的正價和負價的代數(shù)和也一定等于零。其他類型的化合價除上述性質(zhì)外，化合價還具有下列的規(guī)律：氫通常是+1價；氧通常時-2價，金屬元素一般是正價；非金屬元素一般是負價，但與氧化合時卻顯正價（氟除外）。例如：H2S中，S為-2價，但在SO2中，S為+4價。在化合物中，元素的化合價不是固定不變的。許多元素在不同的化合物中，可以顯示出不同的化合價。例如：在FeCl3中，鐵為+3價，而在FeCl2中，鐵為+2價。在不同化合物中，顯示出不同化合價的元素叫變價元素。在單質(zhì)分子中，元素的化合價為零。在化合物中，由兩個或兩個以上的原子結(jié)合而成的原子團，在化學反應中通常并不分開，好象一個原子一樣，這種原子團叫做根。根也有化合價。例如SO4-2化合價為-2價。2、物質(zhì)的量物質(zhì)的量是表示物質(zhì)多少的一個物理量，它與物質(zhì)的質(zhì)量不同。物質(zhì)的質(zhì)量是物質(zhì)慣性的量度，而物質(zhì)的量是對許多物質(zhì)存在形態(tài)所具有的另一種屬性進行的量度引入的一個概念。物質(zhì)B的物質(zhì)的量nB物質(zhì)的質(zhì)量mB都是與溫度壓力無關，但nB和mB是對物質(zhì)B的兩種不同屬性進行度量所引入的兩種物理量。物質(zhì)的量以阿佛加得羅常數(shù)的記數(shù)單位來表示指定的基本單元是多少摩爾的一個物理量。NB=NB/L式中NB-物質(zhì)B的粒子數(shù)（如原子、分子、離子）；L-阿佛加德羅常數(shù)摩爾質(zhì)量物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量MB是物質(zhì)B的質(zhì)量m物質(zhì)的量nB。mMB===kg/molnB摩爾質(zhì)量MB是一個物質(zhì)的量nB導出量，在使用摩爾質(zhì)量時必須指明基本單元，基本單元可以是分子、原子、離子等。對同一物質(zhì)，規(guī)定的基本單元不同，其摩爾質(zhì)量也不同。第四節(jié)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素周期律原子結(jié)構(gòu)原子的組成物質(zhì)是由分子組成的，而分子則是由原子和離子等微粒組成的，這些微粒統(tǒng)稱為物質(zhì)的結(jié)構(gòu)微粒。原子由原子核和核外電子組成。原子核又是質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子和中子的質(zhì)量很相近（1.67×10-24g），相當于1個碳原子的質(zhì)量的1/12。質(zhì)子帶一個單位的正電荷。種子不顯電性。電子質(zhì)量很?。?.11×1028g），帶有一個單位負電荷。由于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的電子數(shù)相等，而它們的電量相等，電性相反，所以原子是不顯電性的。又因為電子的質(zhì)量很?。橘|(zhì)子或中子質(zhì)量的1/1840），與原子核的質(zhì)量相比可以忽略不計，所以原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。我們把質(zhì)子、中子、和電子等統(tǒng)稱為物質(zhì)的基本粒子。這些粒子之間的關系如下：原子的質(zhì)量數(shù)=原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)+原子核內(nèi)的中子數(shù)原子核電荷數(shù)=原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=原子核外電子數(shù)電子的運動狀態(tài)原子核外的電子是在極小的空間范圍（約10-10m）作高速運動的（105m/s），所以還不能精確地測定出某一瞬間，某一個電子在核外的確切位置。但是可以用統(tǒng)計的方法計算出這個電子在核外空間最常出現(xiàn)的區(qū)域。電子在核外的運動就好象蜜蜂在花園里采蜜，它一會兒飛到這里，一會兒飛到那里，好象看不出什么運動規(guī)律。但如果我們經(jīng)過常時間多次的觀察，就會發(fā)現(xiàn)蜜蜂在花朵附近出現(xiàn)的機會（又叫幾率）要比遠離花朵的地方大得多。如果用一架照相機給蜜蜂采花運動拍很多照片，我們可以看到在每一張照片上的蜜蜂的位置都不一樣。但把很多張照片（幾千張或幾萬張）重疊在一起時，就可以發(fā)現(xiàn)在花朵周圍蜜蜂出現(xiàn)的幾會最多，形成一團蜜蜂的云霧。如果用一架小型照相機給氫原子拍幾千張、幾萬張，而又把這些照片重疊起來，就會出現(xiàn)如同蜜蜂云霧一樣的圖象。盡管不能測出氫原子核外電子在某一瞬間的確切位置，但是氫核外電子的運動規(guī)律依然可以描繪出來。即在離核越近的地方電子云越密?？茖W上常用電子云的圖形來粗略地描敘核外電子的運動狀態(tài)。“電子云”是一種形象化的比喻，而不是有這么多電子分散在核外形成云霧。原子核外的的電子排列電子在原子核外的“空間”中做高速運動，電子的高速運動有什么特點呢？電子云電子在核外的高速運動和普通物體的高速運動狀態(tài)不一樣，它的運動狀態(tài)是跳躍式的、不連續(xù)的。因此無法確定電子在某一瞬間處于原子核外的空間的哪一點，只能用統(tǒng)計一段時間內(nèi)電子在原子核外某一地區(qū)出現(xiàn)多少的方法來描敘電子的運動情況。電子在原子核外空間各處出現(xiàn)，好象帶負電的云霧，籠罩在原子核周圍，所以我們形象地稱它為“電子云”。通常狀態(tài)下的電子云是球形對稱的。小黑點密的區(qū)域表示電子出現(xiàn)的幾率大，小黑點出現(xiàn)的機會少（注意小黑點并不代表電子的個數(shù)）。（2）電子的分層排布多電子的原子，電子在核外作高速運動時與原子的距離不一樣，有遠有近分層排布。離核近的電子層能量低，離核遠的電子層能量高。為了便于說明問題，把離核最近的、能量最低的叫做第一層；能量稍高、離核較遠的叫做第二層，由里向外依次排列，叫做三、四、五、六、七層，也可以叫做K、L、M、N、O、P、Q層。核外電子排布規(guī)律原子核外電子的分層排布，每個電子內(nèi)的電子數(shù)目不同。各電子層外最多可容納的電子數(shù)目為2n2。其中n是電子層數(shù)，例如：K層n=1，最多可容納電子數(shù)是2×12個；L層n=2，最多可容納2×22個。最外層電子數(shù)不超過8個電子（當K層是最外層時，不超過2個）。例如：鉀原子有19個電子，按K2、L8、M8、N1分布，而不是K2、L8、M9。核外電子一般總是最先排在能量最低的電子層里，然后，依次排布在能量逐步升高的電子層里。即排滿了K層；在排L層；排滿了L層，再排M層。以上三條規(guī)律不能規(guī)律地理解，而是相互聯(lián)系的。例如：當M層不是最外層時，最多可容納18個電子，而當最外層是M層時，最多可容納8個電子。原子結(jié)構(gòu)的示意圖。分子結(jié)構(gòu)化學鍵分子是由原子組成的，原子與原子之間存在相互吸引力。相鄰原子之間的相互作用叫化學鍵。原子之間化學鍵的形成主要是由于原子之間外層電子的轉(zhuǎn)移和偏離的結(jié)果。在25度時，氣態(tài)原子形成1mol化學鍵（即6.02×1023個化學鍵）時放出的能量，或者破壞1mol化學鍵所需要的能量，叫做鍵能。單位為KJ.mol-1。鍵能越大，化學鍵越牢固。一般化學鍵的鍵能在125~625KJ.mol-1?；瘜W鍵主要有：離子鍵、共價鍵和金屬鍵等。離子鍵離子鍵的形成任何元素都有把自己的最外層電子變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。惰性氣體性質(zhì)不活潑，幾乎不發(fā)生化學反應，就因為它們原子核最外層結(jié)構(gòu)都呈穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。除氦原子原子核的核外電子為2個外，其他元素都是8個電子。所以元素都有使自己最外電子層具有8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。一般地說，最外層電子數(shù)在4個以下的元素（主要是金屬元素容易失去電子變成8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)），如鈉（Na）原子的電子層最外層只有一個電子，它總是失去一個電子，使原來的次外層變成8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。又如氯（Cl）的電子層最外層有7個電子，它只要奪取1個電子，使原來的最外層變成具有8個電子的穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。原子失去電子后，帶有正電荷的叫陽離子（或正離子），如鈉離子（Na+）。原子得到電子電有負電荷的叫做陰離子（或叫負離子），如氯離子（Cl-）。鈉離子和氯離子之間存在著靜電吸引力，同時兩個離子的核之間以及它們的外層電子之間又有排斥力，在吸引力和排斥力達到平衡時，就形成了氯化鈉分子。正離子和負離子之間通過靜電作用而形成的化學鍵叫做離子鍵。由離子鍵結(jié)合而形成的化合物叫做離子化合物。如氯化鈉等。在化學反應中，一般是原子的最外層電子發(fā)生轉(zhuǎn)移或偏移，在元素符號周圍用“.”、“?！?、或“×”來表示原子最外層的電子。（舉例）共價鍵共價鍵的形成當同種元素的原子相遇時，因為他們的電離能和對電子親和力相同，彼此間不可能有電子的得失。例如氫分子的形成，就不可能有電子的得失，只可能由兩個氫原子個提供一個電子在兩個氫原子之間形成一對共用電子對同時被兩個氫原子核所吸引。也就是每一個氫原子的電子云向另一個原子靠近，使兩個氫原子的電子云互相重疊，增大了兩個原子間的電子云密度，形成一個負電中心，對兩個氫原子核同時產(chǎn)生吸引力，這樣形成了氫分子。原子間通過共用電子對（即電子云重疊）形成的化學鍵叫做共價鍵。近代的科學理論指出：一個原子A與另一個原子B，如果在他們的外層軌道上都有一個未成對的電子，而且這兩個未成對的電子的自旋方向相反。那么當A原子和B原子接近時，這兩個電子就可以配成電子對，它們的電子云在一定程度上重疊而形成共價甲，使體系能量降低，而趨于穩(wěn)定。電子云重疊程度越大，體系能量降低越多，形成的共價鍵越牢固。同樣，兩個氯原子的外層軌道上各有一個未成對電子，如果它們的自旋方向相反，也能形成電子對。同理，氮分子也是這種方式形成共價鍵分子。由1對共用電子對形成的共價鍵叫做單鍵，由2對或3對共用電子對形成的共價鍵分別叫做雙鍵和叁鍵。不僅相同原子可以通過共價鍵形成分子，不同元素的原子也可以通過共價鍵形成分子。例如：氫與氯化合時，氫原子最外層有個一個未成對的電子和氯原子最外層一個未成對的電子，形成氯化氫分子。氫和氧化合時，氧原子的最外層有兩個未成對的電子。它可以和兩個氫原子的電子配成兩個共用電子對，形成水分子。共價鍵的特性共價鍵的飽和性元素的原子最外層具有未成對的電子時，當一個電子與一個自旋方向相反的電子配對形成共價鍵后，就不能再和第二個電子配對。共價鍵的這一特性叫做共價鍵的飽和性。例如：氫原子的一個未成對電子和氫原子的一個自旋相反的未成對電子配對形成氯化氫（HCL）分子后，就不可能再和第二個電子配對形成H2Cl分子。同樣地，也不可能生成HCl2分子。共價鍵的方向性當原子間的未成對的電子云相互重疊時，它們總是盡量地沿著電子內(nèi)蘊密度最大的方向進行重疊的，這就是共價鍵的方向性。氫鍵我們知道水分子（H2O）中的兩個氫原子和一個氧原子是以共價鍵結(jié)合在一起的，整個分子又成夾角為104°30′的折線形。由于氫和氧的電負性茶花子叫大，O-H鍵具有很強的極性，在氫原子這一邊顯示出很強的正電性。而在氧原子周圍的電子云密度加大而顯示出很強的負電性。當兩個水分子接近時，帶正電性的氫原子和帶有負電性的氧原子之間就產(chǎn)生一種較強的靜電吸引作用。這種分子中帶正電性的氫原子和另一個分子中帶負電性較強的原子之間的靜電吸引作用就叫做氫鍵。（畫圖表示）上圖中氫原子和氧原子之間用虛線表示的結(jié)合就是氫鍵。氫鍵可看做是一種較強的分子間的作用力，而不是化學鍵。但它和共價鍵很相似，具有方向性和飽和性。正是由于水分子間存在著氫鍵，對水的物理性質(zhì)產(chǎn)生了極大的影響。如出現(xiàn)了冰能浮在水面上，冰的密度在4℃時為最大等一些反?，F(xiàn)象。金屬晶體內(nèi)部存在著一部分自由電子，它們在金屬晶體內(nèi)部無規(guī)則得運動著，同時金屬晶體內(nèi)部的原子和離子也不停地進行著電子的交換。這種在金屬晶體內(nèi)部由電子交換作用而引起的作用力叫做金屬鍵。金屬鍵與共價鍵不同，金屬原子間沒有電子對形成，自由電子不屬于某一個特定的金屬離子，而為許多金屬離子所共有。它也不具有方向性和飽和性。但由于金屬鍵的存在使得金屬晶體具有較大的密度。元素周期率及元素周期表元素周期率決定元素化學性質(zhì)的主要原因是核外電子（特別是最外層電子）的數(shù)目和排列情況。我們把原子核的核電荷數(shù)叫做原子序數(shù)。如果按原子序數(shù)的遞增順序來排列元素，就看出元素性質(zhì)變化的規(guī)律性。元素及化合物的型號子，都是隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化，這就叫做元素周期率。元素周期表把已發(fā)現(xiàn)的全部元素，按照原子虛數(shù)的遞增順序周期性排成一個總表，就叫做元素周期表。元素周期表是元素周期率的具體表現(xiàn)形式，見元素周期表。周期把具有相同電子層，按照原子序數(shù)遞增順序排列成一橫行的元素稱周期。原子核外電子有7個電子層，所以周期表就有7個周期。沒一個周期以氫或者堿金屬（鋰、鈉、鉀等）開始，以惰性氣體終止。第一周期有兩個元素，是最短周期。第二、三周期各有八個元素，是短周期。第四、五周期各有十八個元素，是長周期。第六周期有三十二個元素，第七周期也應該有三十二個元素，但還沒有完全發(fā)現(xiàn)，是最長周期。此外，在周期表的西方，還有兩個橫行。第一橫行是6周期中的57號元素鑭（La）到71號元素镥（Lu）共十屋種元素，他們的性質(zhì)很相似，統(tǒng)稱為“鑭系元素”，為了遵循型號子相似的元素排在同一個縱列的原則，所以只在表中鑭的位置上注明“鑭系”字樣，把58~71號元素另外排在表的下方。同樣把第7周期的89~103號元素，統(tǒng)稱為“錒系元素”也排在表的下方。但“鑭系”和“錒系”并不是兩個周期。另外在錒系元素中鈾元素后面的元素都是人工核反應制得地放射性元素，通常又叫做超鈾元素。同一周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律如下：化合價元素最高化合價由+1增至+7，這是因為元素原子最外層電子數(shù)由1個增加到7個的緣故。最后一個惰性氣體最外層電子數(shù)為8個已經(jīng)飽和，所以它的化合價為零。金屬性隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬逐漸增強。這是為在同一周期的元素具有相同的電子層數(shù)，隨著核電荷數(shù)的增大，原子核對核外電子的吸引力增強，失去電子的趨勢減弱，得到電子的趨勢增強，所以從左到右，金屬性減弱，非金屬性增強。最高氧化物的水合物的酸堿性隨著原子序數(shù)的遞增。水合物的堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強。(2)族把具有相同的最外層電子數(shù)目的元素排成一縱行成族周期表中共有18個縱列，分成16個族。除中間第8、9、10三個縱列的元素總稱為第Ⅷ族外，其余每一個縱列為一個族。長周期和短周期共處的縱列叫做主族，表中在族的序數(shù)（習慣用羅馬數(shù)號表示）后面標一個字母“A”。如ⅠA，ⅡA，……ⅦA；單由長周期中不與短周期共處的縱列叫做副族，用字母B表示。如ⅠB，ⅡB等。最右邊一族是惰性氣體，叫做零族。用“0”表示。第五節(jié)化學反應方程式分子式分子式是用元素符號來表示物質(zhì)分子組成的式子。從分子式可以看出物質(zhì)分子是由哪些元素的原子組成，以及各元素的原子數(shù)目和質(zhì)量百分比。如以硫酸分子式H2SO4為例：表示硫酸H2SO4是由H、S、O三種元素組成；表示硫酸分子中含有兩個H原子，一個S原子，四個O原子；表示硫酸分子量為：1×2+32+4×16=98表示硫酸中所含元素的質(zhì)量百分比；H%=（1×2）/98=1/49=2.04%S%=32/98=32.65%O%=4×16/98=64/98=65.3%化學方程式用分子式來表示化學反應的式子叫化學方程式。例如：燃燒C+O2======CO2↑電解2H2O======2H2↑+O2↑從上面的化學方程式中，不僅看出反應物和生成物是什么物質(zhì)，同時也可以看出反應式兩邊個元素的原子個數(shù)相等的，即符合反應前后物質(zhì)總量不變的原則。所以化學方程式表示出參加反應物質(zhì)之間的質(zhì)和量的關系?；瘜W方程式的書寫步驟在等號的左邊寫上反應物的化學式，右邊寫生成物的化學式。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在各化學式前面，配上適當?shù)南禂?shù)，使左右兩邊的每一種元素的原子總數(shù)相等。如果是在特定條件下進行的反應，要在符號上或下注明反應發(fā)生的條件。例如：MnO22KClO3======2KCl+3O2↑△反應發(fā)生的特定條件，如燃燒、加熱（或用“△”表示），催化劑、溫度、壓力等?；瘜W方程式的配平最小公倍數(shù)法這是配平化學方程式最常用的一種方法。例如：MnO2KClO3======KCl+O2↑△首先找出一個在化學方程式左右兩邊各出現(xiàn)一次，而且原子個數(shù)較多，或左右兩邊原子個數(shù)相差較多的元素，如氧元素。再求出該元素在左右兩邊的最小公倍數(shù)。氧元素左邊為3，右邊為2，最小公倍數(shù)為2×3=6。以原子個數(shù)去除最小公倍數(shù)，即為含有該原子的化學式系數(shù)。KClO3系數(shù)=6/3=2O2=6/2=3MnO22KClO3======KCl+3O2↑△最后再推算其他物質(zhì)的化學式的系數(shù)。根據(jù)2KClO3確定右邊KCl的系數(shù)為2。故平衡后的化學方程式為：MnO22KClO3======2KCl+3O2↑△熱化學方程式在化學反應中，除了有物質(zhì)的變化外，還有以熱量的形式表現(xiàn)出來的能量變化。能表明熱量變化的化學方程式叫做熱化學方程式。放出熱量的化學反應叫做熱反應，在化學方程式的右邊用“+”號來表示放熱；吸收熱量的化學反應叫做吸熱反應，在化學方程式的右邊用“-”表示吸熱。由于發(fā)生化學反應而放出或者吸收熱量叫做化學反應的熱效應。化學反應的熱效應，與參加反應物質(zhì)的量、聚集狀態(tài)（固體、液體或氣體）、外界的溫度和壓力有關。所以在書寫熱化學方程式時，要注明參加反應物質(zhì)的量（即化學式的系數(shù)）、聚集狀態(tài)（以g表示氣體、l表示液體，s表示固體），如果不表明溫度和壓力時，均是指25℃，101。325kPa下的熱效應。例如：H2（g）+1/2O2（g）======H2O+241.8kJ2H2（g）+O2（g）=======2H2O+483.6kJH2（g）+1/2O2（g）======H2O（l）+286.2J從上面三個熱化學方程式中，可以清楚看出，參加反應的物質(zhì)的量和聚集狀態(tài)的重要性。生成2molH2O的熱效應恰好是1molH2O的熱效應的二倍。聲成1mol液體H2O的熱效應比生成1mol氣體H2O的熱效應多44.4kJ，這是因為：H2O（g）======H2O（l）+444.4kJ第六節(jié)溶液及相平衡溶液溶液的定義自然界中純凈物質(zhì)極少，絕大多數(shù)物質(zhì)都是混合物，而混合物中最重要的一種是溶液。一種（或幾種）物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成均勻的、穩(wěn)定的混合物叫做溶液。被溶解的物質(zhì)叫做溶質(zhì)。能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)叫做溶劑。固體、氣體叫做溶質(zhì)、液體是溶劑。兩種液體互相溶解時，習慣上把量多的一種叫做溶劑，量少的叫做溶質(zhì)。用水做溶劑的溶液叫做水溶液。用酒精做溶劑的溶液叫做酒精溶液。通常所說溶液如不加說明時，一般指的是水溶液。溶液的分類按物質(zhì)的聚集狀態(tài)可把溶液分為三類：即氣態(tài)溶液（氣體混合物）、液體混合物和故態(tài)溶液（如合金）。本章重點討論液態(tài)溶液。按液態(tài)溶液的導電性能可把液態(tài)溶液分為兩類：即電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液。按液態(tài)溶液的形成過程又可以為三類：即固體溶與液體中的同業(yè)，氣體溶于液體中的溶液和液體溶于液體中的溶液。物質(zhì)的溶解過程溶質(zhì)溶解與溶劑中，常常有溫度和體積的變化。例如當硫酸銨（NH4）2SO4或硝酸鉀（KNO3）溶于水中時，溶液的溫度會明顯下降，而當濃硫酸（H2SO4）或固體氫氧化鈉（NaOH）溶于水中時，則溶液的溫度會明顯上升。又如將等體積的水和酒精混合時，得到溶液的體積比原來兩液體體積之和略小。這就說明物質(zhì)的溶解，并不是溶質(zhì)和溶劑之間的機械混合。物質(zhì)在溶解的時候，首先是溶質(zhì)分子在水分子的作用下，克服溶質(zhì)分子件的相互吸引力，以分子狀態(tài)和離子狀態(tài)擴散到水中去，這是一個物理過程，需要吸收熱量。與此同時,溶質(zhì)分子在不斷的運動，又和水分子相互吸引形成水合分子（或水合離子）并放出熱量。整個溶解過程，有熱量、體積或顏色的變化。因此說溶解不是單純的物理過程，也不是單純的化學過程，而是一種復雜的物理化學過程。如果放出的熱量多于吸收的熱量，則溶液溫度就升高；反之，溶液的溫度則下降。飽和溶液固體在溶解過程中，進入溶劑中的溶質(zhì)分子或離子，也可能被溶質(zhì)表面吸引而回到固體表面上來，或在溶液中互相碰撞重新聚集成固體顆粒，即重新從溶劑中析出，這種過程叫做結(jié)晶。在一定溫度下，單位時間內(nèi)溶質(zhì)溶解的量和結(jié)晶的量相等時，即溶解速度等于結(jié)晶速度。這時未溶解的溶質(zhì)和已溶解溶質(zhì)之間達到的平衡狀態(tài)，叫做溶解平衡，溶解平衡是一個動態(tài)平衡。在一定溫度下達到溶解平衡的溶液，叫做飽和溶液。在一定溫度下，還能繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液，叫做不飽和溶液。如果氣體溶于液體中，在一定溫度下溶解氣體的分子數(shù)和從溶液中跑出來的氣體分子數(shù)是相等時，這時氣體也達到了溶解平衡，這時的溶液也叫氣體的飽和溶液。飽和蒸汽壓飽和蒸汽壓的定義任何液體，其表面分子都有脫離液體表面而飛到空間去的傾向，即汽化。同時所產(chǎn)生的空間分子，由于不停地運動也有形成液體的傾向，即液化。汽化和液化是同時進行的兩個相反的過程。在一定溫度下當飛到空間去的分子數(shù)與形成液體的分子數(shù)相等時，即蒸汽和液體的相對量不再發(fā)生變化，這時蒸汽和液體間建立了動態(tài)平衡。此時液體上方的蒸汽壓力即為該液體在該溫度下的飽和蒸汽壓，有時簡稱蒸汽壓。飽和蒸汽壓與溫度的關系同一溫度，不同液體，飽和蒸汽壓不同。例如在100℃時，水為101.325kPa、苯為1796.19kPa、甲苯為74.08kPa。同一液體，不同溫度，飽和蒸汽壓不同。如水在20℃時為2.33kPa，30℃時為4.23kPa。不同液體在不同溫度時的飽和蒸汽壓，可查閱有關的物理化學手冊。溶解度溶解度的定義由于各種物質(zhì)在不同的，通常是把一定溫度和壓力下，物質(zhì)在一定量的溶劑中，達到溶解平衡時所溶解的量，叫做溶解度。某種物質(zhì)的溶解度也就是一定溫度和壓力下，飽和溶液中所含溶質(zhì)的量。對固體和液體的溶解度，是指一定溫度下，溶質(zhì)在100克溶劑中達到溶解平衡時所溶解的克數(shù)。如NaCl在20℃時水中的溶解度為35.8克，即NaCl在20℃時100克水中最大溶解能力為35.8克。對氣體的溶解度是指在一定溫度和壓力下，一體積溶劑中所能溶解的氣體體積數(shù)（要換算成標準狀況時的體積數(shù)）。如氧氣在0℃、101.325kPa下在水腫的溶解度0.0489升/1升水，即在0℃、101.325kPa，1升水中最大能溶解氧氣為0.0489升。但仍有時用1000克溶劑中能溶解氣體的克數(shù)表示。自然界沒有絕對不能溶解的物質(zhì)，在常溫下，分句溶解度的大小把固體物質(zhì)分為：易溶解物質(zhì)：溶解度在10克以上的物質(zhì)。2）可溶物質(zhì)：溶解度在1~10克之間的物質(zhì)。3）微溶物質(zhì)：溶解度在0.01克以下的物質(zhì)。影響溶解度的因素：質(zhì)和溶劑的性質(zhì)：溶質(zhì)在溶劑里的溶解度，首先由溶質(zhì)和溶劑的本身決定。同一溶劑中，不同溶質(zhì)的溶解度不同。如在20℃時NaCl在水腫的溶解度為35.8克，而Ca（OH）2（熟石灰）在水中的溶解度為0.165克。這是由于不同溶質(zhì)具有不同的結(jié)構(gòu)而造成溶解度上的差異。不同溶劑中，同一溶質(zhì)的溶解度也不同。如衣服上的油污不容易被水洗去，但容易被汽油洗去，這說明油污在汽油中的溶解度比在水中大。這是不同溶劑分子與溶質(zhì)之間相互作用力的差異造成的。大量的實驗事實告訴我們，極性物質(zhì)容易溶于極性溶劑里；非極性物質(zhì)，容易溶于非極性溶劑里。溫度對溶解度的影響溫度對溶解度的影響可分為兩種情況。固體物質(zhì)的溶解度，大多數(shù)都溫度的升高而增加，如KNO3。也有少數(shù)物質(zhì)的溶解受溫度的影響不大，如NaCl。但有個別物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小，如Ca（OH）2。氣體物質(zhì)的溶解度，一般歲溫度的升高而減小。如氧氣。壓力對溶解度的影響壓力對固體物質(zhì)的溶解度沒有顯著的影響。但氣體的溶解度一般則隨壓力的增加成正比例的關系增大。如汽水是加壓下使二氧化碳溶解于水的液體。當把瓶蓋打開時，由于壓力減小，大量的二氧化碳沖出泡沫。溶解度的計算固體溶解度的計算例1-4，1-5，1-6稀溶液的性質(zhì)溶液有不同的性質(zhì)。例如溶液的顏色、體積的變化等等。但是所有的溶液都具有一些共同的性質(zhì)（即通性），例如溶液與對應的溶劑相比，溶液的蒸汽壓下降，沸點上升，凝固點下降等等。這些型號子對稀溶液來說有個顯著的特點，往往是與溶質(zhì)的性質(zhì)無關，只和溶液中溶質(zhì)的粒子數(shù)（即溶液的濃度）有關。溶液的蒸汽壓的下降如果在液體中溶解任何一種難揮發(fā)的物質(zhì)時，液體的蒸汽壓便下降。例如在20℃時水的蒸汽壓位.33kPa。而114克蔗糖溶于1000克水中的蔗糖水溶液蒸汽壓則為2.31kPa。同一溫度下，純?nèi)軇┑恼羝麎号c溶液的蒸汽壓之差，稱為溶液的蒸汽壓下降。簡略介紹電解質(zhì)溶液電解質(zhì)的電離電解質(zhì)凡是在水溶液里或加熱熔化時能導電的化合物叫做電解質(zhì)，而在水溶液里或加熱熔化時不能導電的化合物叫做非電解質(zhì)。酸、堿、鹽都是電解質(zhì)，而蔗糖、酒精、以及大部分有機化合物均屬非電解質(zhì)。電解質(zhì)在水溶液中或加熱熔化時，為什么能夠?qū)щ娔兀肯旅嬉允雏}和鹽酸為例來說明。食鹽的晶體里含有鈉離子（Na+）和氯離子（Cl-），由于靜電力的作用，它們互相吸引，按一定的規(guī)則緊密地排列著，這些離子不能自由移動，因而干燥的食鹽晶體不能導電。當食鹽在水里溶解時，由于水分子的作用，減弱了鈉離子和氯離子之間的吸引力，使食鹽警惕離解成能自由移動的帶電荷的鈉離子和氯離子，因而食鹽溶液能導電。食鹽晶體受熱熔化時，由于離子運動隨溫度升高而加快，克服了帶不同電荷的鈉離子和氯離子之間的吸引力，產(chǎn)生能自由移動的鈉離子和氯離子，因而食鹽熔融狀態(tài)也能導電。不僅離子化合物在水溶液中或受熱熔化時能發(fā)生電離，許多共價化合物和氯化氫等在水分子的作用下也能產(chǎn)生自由移動的離子。在氯化氫分子中，氯化氫是以極性共價鍵結(jié)合的，共用電子對進一步向氯靠近，最后完全被氯吸引過去，形成被水分子包圍的，能夠自由移動的H+離子和Cl-離子。所以氯化氫的水溶液——鹽酸也能導電。蔗糖、酒精等非電解質(zhì)與電解質(zhì)有著不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它們在水溶液中不能離解或自由移動的離子，而是以單個分子均勻分布于溶液中，整個分子是不帶電的，所以非電解質(zhì)在水溶液中或在熔化狀態(tài)時均不能導電。電解質(zhì)溶解與水或受熱熔化時，離解成自由移動的離子的過程叫做電離。電離過程并不是由于電流的作用而發(fā)生的，而是當電解質(zhì)溶解在水里時就已經(jīng)發(fā)生，由于離子的存在，溶液才能導電。電解質(zhì)的電離可用離子方程式表示：NaCl====Na++Cl-NaOH===Na++OH-H2SO4====2H++SO42-離子可以是帶電的原子，也可以是帶電的原子團（如OH-，SO42-）。離子所帶電荷一般可以根據(jù)它們在化合物中的化合價來判斷。金屬離子帶正電荷，酸根離子帶負電荷，所帶正負電荷數(shù)等于它們的化合價。在電解質(zhì)溶液里，所有陽離子所帶正電荷總數(shù)和所有陰離子所帶負電荷總數(shù)相等，所以整個溶液不顯電性。在水溶液中完全電離的電解質(zhì)稱為強電解質(zhì)；在水溶液中部分電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)。強酸（如HCl、HNO3）；強堿（如KOH、NaOH）和大多數(shù)鹽（如NaCl、KNO3）是強電解質(zhì)；而弱酸（如H2CO3、H2S、HNO2）、弱堿（如NH3.H2O）以及大部分有機酸、有機胺均屬弱電解質(zhì)。弱電解質(zhì)的電離平衡弱電解質(zhì)在水溶液中只有一部分分子電離成相應的離子，而大部分仍然以分子形式存在，例如在醋酸溶液中，醋酸分子遠遠地多于已電離的離子。因為弱電解質(zhì)的分子受極性溶劑分子（水分子）的影響較小，在電離為離子的同時，由于離子的運動，一部分離子發(fā)生碰撞又重新組合成分子，因此弱電解質(zhì)的電離過程是一個可逆過程。當Hac分子電離成H+和Ac-離子的速度與溶液中H+和Ac-相互碰撞結(jié)合成Hac分子的速度相等時，溶液中未電離的分子與電離生成離子的相對比例不再改變，此時電離達到了平衡狀態(tài)，即電離平衡。強電解質(zhì)在水中完全電離，是個不可逆的過程，因而強電解質(zhì)電離時不存在電離平衡。電離平衡是一個動態(tài)平衡。當外界條件改變時，電離平衡也要發(fā)生移動，例如在醋酸溶液中加入少量固體醋酸鈉時，醋酸的電離平衡要向生成Hac分子的方向移動，即溶液中未電離的醋酸分子數(shù)相對地要增加。因為醋酸鈉是強電解質(zhì)，加入到溶液中后即完全電離，使溶液中Ac-離子濃度增加，H+與Ac-離子碰撞機會增加，又有一部分H+和Ac-離子結(jié)合生成了Hac分子，即電離平衡向形成Hac分子的方向移動。如果醋酸溶液中加入少量的NaOH，則醋酸的電離平衡向著電離的方向移動，即又有一部分醋酸離子電離成H+和Hac-離子，溶液中的Hac分子數(shù)相對要減少。因為NaOH也是強電解質(zhì)，在溶液中完全電離而生成大量的OH-離子，溶液中的H+和OH-相互碰撞而結(jié)合成水分子，使溶液中的H+離子濃度減小，H+和Ac-離子碰撞結(jié)合成Hac分子的機會減少。Hac分子電離的多，H+和Ac-離子結(jié)合成Hac分子少，總的結(jié)果，Hac分子相對減少，即電離平衡向著電離方向移動?？傊蹼娊赓|(zhì)的電離平衡是相對的，有條件的，當外界改變時，電離平衡也要發(fā)生移動，重新達到新的平衡。離子反應離子反應電解質(zhì)在水溶液中都能電離出離子，因而電解質(zhì)在溶液中的反應實質(zhì)上是離子之間的餓結(jié)合或交換反應，這種反應就叫離子反應。在盛氯化鈉溶液，氯化銨溶液、鹽酸溶液的三個試管中分別滴加硝酸銀溶液后，馬上可以看到在三個試管中都有白色沉淀產(chǎn)生，所發(fā)生的現(xiàn)象完全相同。這是因為這三個試管都是強電解質(zhì)溶液，在溶液中它們完全電離，而以離子形式存在。NaCl===Na++Cl-；NH4Cl===NH4++Cl-；HCl===H++Cl-而硝酸銀溶液中硝酸銀也以離子形式存在，AgNO3===Ag++NO3-，當硝酸銀溶液分別加入到三個試管中后，在每個試管中的溶液都含有四種離子，其中都有Ag+和Cl-存在，而Ag+和Cl-碰撞時立即結(jié)合成AgCl分子從溶液中析出，所以在三個試管中都有白色沉淀生成。三個試管中的反應實質(zhì)均可用下式來表示：Ag++Cl-====AgCl↓其他的離子仍留在溶液中。離子方程式由實際參加反應的離子組成的反應方程式叫做離子方程式。離子方程式不但能揭示出反應的實質(zhì)，而且它代表了溶液中同一類型的反應。例如：Ag++Cl-====AgCl↓表示了可溶性的銀鹽和可溶性的氯化物之間的反應。書寫離子方程式時，把在溶液中完全電離的物質(zhì)寫成離子形式，把難溶物質(zhì)，弱電解質(zhì)和非電解質(zhì)寫成分子形式，而未參加反應的離子則省略不寫出。氫氧化鈉與氯化鐵溶液反應的離子方程式：Fe3++3OH-====Fe（OH）3↓氫氧化鈉和氯化鐵在溶液中完全電離成Na+、OH-和Fe3+、Cl-四中離子，F(xiàn)e3+與OH-離子碰撞生成Fe（OH）3沉淀，而Na+和Cl-仍留在了溶液中，離子方程式則表示不出來。石灰石和鹽酸反應的離子方程式：CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O石灰石主要成分CaCO3是難溶于水的，在離子方程式中寫成分子形式，鹽酸是強電解質(zhì)寫成離子形式，反應中因Cl-離子一直以離子形式留在溶液內(nèi)，則可不表示出來。離子反應完成的條件生成弱電解質(zhì)（水、弱酸、弱堿）例如：鹽酸和氫氧化鈉溶液反應生成弱電解質(zhì)——水：H++OH-====H2O鹽酸和醋酸鈉溶液反應生成弱酸——醋酸：H++CH3COO-====CH3COOH生成難溶物質(zhì)例如：硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液反應生成白色沉淀——硫酸鋇：SO42-+Ba2+====BaSO4↓生成氣體例如：鹽酸和碳酸鈉反應放出CO2氣體。溶液的PH值水的電離純水是很弱的電解質(zhì)，由實驗測定而知水分子電離成H+和OH-離子?？赡鍴2O=====H++OH-25℃時，1升水中有10-7mol的水分子電離成H+和OH-離子，即[H+]=[OH-]=1×10-7mol/L，當水電離達平衡時，[H+][OH-]則——————====K電離[H2O]即KW====K電離．[H2O]===[H+]．[OH-]==10-7×10-7==10-14KW稱作水的離子積常數(shù)，只和溫度有關，與濃度有關。溫度升高，KW值增加。溶液的酸堿性和pH值溶液的酸堿性在所有物質(zhì)的水溶液中，都存在著水的電離平衡問題，都有H+和OH-離子存在。在純水中，水在電離時所產(chǎn)生的H+和OH-離子濃度相等，常溫時都等于10-7mol/L，[H+]===[OH-]的溶液成為中性溶液，純水為中性。如果往水中加入酸時，因酸在水中要電離出H+離子，使溶液中[H+]大于[OH-]，[H+]＞[OH-]的溶液稱為酸性溶液；反之，如在純水中加入堿時，堿在水中電離出[OH-]離子，因而使溶液中的[OH-]大于[H+]，[OH-]＞[H+]的溶液稱為堿性溶液。PH值對于某一未知溶液，是酸性、中性還是堿性，可通過酸堿指示劑來測定。但在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和實際實驗中，僅僅知道溶液是酸性還是堿性是不夠的，還必須測定和控制溶液的酸堿度。為了表示和使用的方便，常用H+離子濃度的負對數(shù)，幾pH值來表示，溶液的酸堿度，用數(shù)學式表示為：PH==-lg[H+]如當[H+]=0.0001M時，溶液的pH=-lg[H+]==-lg0.0001=-lg10-4=-（-4）=4，用pH=4來代替[H+]=0.0001M表示溶液的酸堿度。溶液酸堿性與pH值的關系已知在中性溶液中，[H+]===[OH-]=10-7M，所以中性溶液pH=pOH=7；在酸性溶液中[H+]＞10-7M，[OH-]＜10-7M，所以酸性溶液的pH＜7，pOH＞7；如果某溶液的pH＜7（pOH＞7），則此溶液一定為酸性溶液，而且pH值越小，pOH越大，溶液的酸性越強。在堿性溶液中，[H+]＜10-7M，[OH-]＞10-7M，所以堿性溶液的pH＞7，pOH＜7，的溶液為堿性，pH值越大，pOH值越小，溶液的堿性越強。PH值范圍在1~14之間。鹽類的水解強酸和弱堿生成的鹽和強堿和弱酸生成的鹽與水作用使溶液呈酸性或堿性，這種現(xiàn)象稱為鹽的水解。強酸強堿生成的鹽在溶液中不水解。強堿弱酸鹽的水解強堿弱酸反應所生成的鹽（如NaAc、NaNO2、KCN等）在水中完全電離，如NaAc→Na++Ac，又因水溶液中有H+和OH-離子存在，此時溶液中有部分Ac-離子和H+結(jié)合成弱電解質(zhì)HAc分子，因而破壞了水的電離平衡，使溶液中[OH-]＞[H+]，所以強堿弱酸鹽水溶液均顯堿性。水解方程式：NaAc======Ac-+Na+H2O======H++OH-（可逆）即離子方程式為Ac-+H2O====HAc+OH-（可逆）強酸弱堿鹽的水解強酸弱堿反應所生成的鹽（如NH4Cl、NH4NO3等）在水中電離后，電離所生成的部分正離子，如NH4+離子與水中的OH-離子結(jié)合形成弱電解質(zhì)NH3.H2O的分子，使水的電離平衡被破壞，溶液中[H+]＞[OH-],所以強酸弱堿的水解溶液均顯酸性。水解方程式：NH4NO3====NH4++NO3-H2OH++OH-用離子方程式表示為：NH4++H2ONH3.H2O+H+弱酸弱堿鹽的水解弱酸弱堿反應所產(chǎn)生的鹽（如NH4Ac、HCOONH4、NH4CN等）在水中強烈水解生成相應的弱酸弱堿，例如，NH4+Ac-+H2O=====NH3.H2O+HAc，這類鹽水解后溶液呈酸性、堿性還是中性，這需要根據(jù)組成鹽的弱酸和弱堿的相對強弱來確定，即根據(jù)弱酸的Ka和弱堿的Kb的相對大小來確定。如果Ka＞Kb，則相應的鹽水解后溶液呈酸性。例如甲酸銨的水溶液呈酸性。如果Ka=Kb，則相應的鹽水解后溶液顯中性。例如醋酸銨的水溶液呈中性。如果Ka＜Kb，則相應的鹽水解后溶液顯堿性。例如氰化銨的水溶液呈堿性。多元弱酸強堿鹽的水解多元弱酸強堿鹽（如Na2CO3、NaPO3、Na2S等）溶于水后同樣要進行水解，水解時也是分步進行。例如Na2CO3的水解即分兩步進行：第一步：Na2CO3+H2O2Na++HCO3-+OH-離子方程式為：CO32-+H2OHCO3-+OH-第二步：HCO3-+H2OH2CO3+OH-第一步水解時比第二步要大得多，因此在有第一步水解存在時，可不考慮第二步水解的進行。多元弱酸強堿鹽的水溶液都顯堿性。鹽類的水解反應是個吸熱反應，如升高溫度能促進鹽類水解。例如用堿水（純堿）洗滌油污物品時往往都用熱堿水，就是根據(jù)這個道理。鹽類水解有比較廣泛的應用。如純堿在一些生產(chǎn)中替代燒堿：在滅火器中用硫酸鋁代替硫酸；明礬、氯化鐵用于凈水等都是利用鹽類可以水解的性質(zhì)。相平衡概述相和相數(shù)物質(zhì)有三態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。兩物質(zhì)的三臺之間，又可以互相轉(zhuǎn)變，有時兩態(tài)或三態(tài)還可以并存。在化工生產(chǎn)中的液體的蒸發(fā)、固體的溶解、溶質(zhì)的結(jié)晶等物理化學變化過程，都有物態(tài)變化的問題。而這些過程進行的如何，會直接影響著化工查的質(zhì)和量，所以我們要研究物態(tài)的變化問題。我們在進行科學研究時，必須先選一個研究對象，劃出一定的范圍，有一個邊界和其他物質(zhì)或空間分開，這種認為地選擇出來的研究對象，叫做物系或系統(tǒng)。一個物系中具有相同的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的任何均勻部分都叫做相。這些均勻部分的數(shù)目叫做相數(shù)，用符號P表示。相與相之間有分界面，可以用機械的方法把它們分開。相的存在與它的數(shù)量無關。這里講的相和物態(tài)有不同之處。例如，一杯水，各部分具有相同的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，就整杯水來說，可算作一個物系，它是均勻的，不論水多少，水就是一個相。如果在水中加入冰塊，雖然水和冰的分子式都是H2O，具有相同的化學性質(zhì)，但因物理性質(zhì)不同，水和冰之間又有界面，所以這個物系中水和冰就是兩相。對液體混合物，由于相互間的溶解程度不同，可以是一相（如水和酒精溶成一相）或兩相（水和油形成兩個液層）。對固體的機械混合物，不論固體分散得多么細，有一種固體就算一個相。例如面粉和白糖的混合物，從表面看都是白色的，但它們的物理和化學性質(zhì)不同，仔細觀察時，顆粒之間仍有界面，所以應是兩個相。但當幾中固體形成固體溶液時（如合金）則只能算一個相。對氣體混合物，不論它是幾種氣體混合而成，因它是均勻的，物系中沒有任何界面，它只是一個相。組分和組分數(shù)形成物系的各種純物質(zhì)叫做該物系的組分，物系中所含物質(zhì)的種類數(shù)叫做該物系的組分數(shù)，用符號S表示。但這里所說的純物質(zhì)是能夠單獨從物系中分離出來，在物系外單獨存在的。例如在食鹽水溶液中，只有NaCl和H2O才是物系的組分，因他們能從物系中分離出來，并能在物系外單獨存在，而溶液中的H+、OH-、Na+、Cl—離子則不是物系組分，所以物系的組分數(shù)S=2。當物系中個組分間達到平衡時，需要知道物系中最少的純物質(zhì)數(shù)目叫做獨立組分數(shù)，用符號C表示。如果物資中組分之間沒有化學反應存在，則獨立組分數(shù)等于組分數(shù)，即C=S。如果物系中各組分之間有化學反應存在，這樣，它們之間就有了相互倚賴關系，獨立組分數(shù)要比組分數(shù)少，獨立組分數(shù)C等于組分數(shù)S減去化學反應的數(shù)目R。如果物系中還有組分濃度限制條件時，還有減去濃度限制條件數(shù)R′。用式子表示如下：C=S-R-R′例題求CaCO3（固）CaO（固）+CO2↑（氣）反應中物系的獨立組分C是多少？解：組分數(shù)S=3（即CaCO3、CaO、CO2，化學反應數(shù)R=1（只有一個化學平衡），R′=0（雖然CaO和CO2摩爾數(shù)相等，但不在一個相中，沒有濃度限制條件），故C=S-R-R′=3-1-0=2（3）自由度不改變物系相平衡中原有相數(shù)的條件下，可以任意獨立改變的條件（如溫度、壓強、濃度）的數(shù)目，叫做該物系的自由數(shù)。用符號f表示。例如液體的水在高于0℃，低于100℃時，此時物系的自由度數(shù)f=2。若水和水蒸氣在101.3千帕，100℃時兩相共有時，要想保持原有兩相不變，溫度和壓強兩個條件中只能改變一個，因為溫度和壓強有一定的依賴關系。所以物系的自由度f=1（4）相律