《无机与分析化学》课程教学资源（PPT课件）第五章 酸、碱和酸碱反应 Acid, base and acid-base reaction

第5章 酸、碱和 酸碱反应 Chapter 5 Acid, base and acid-base reaction

第5章 酸、碱和 酸碱反应

本章教学要求 1.了解酸碱概念的变迁； 2.理解布朗斯特酸碱理论的意义和要点； 3.理解路易斯酸碱理论的意义和要点； 4.了解软硬酸碱的内容和应用； 5.了解几种有代表性的路易斯酸。 上页 下页 目录 返回

1. 了解酸碱概念的变迁； 本章教学要求 5. 了解几种有代表性的路易斯酸。 4. 了解软硬酸碱的内容和应用； 3. 理解路易斯酸碱理论的意义和要点； 2. 理解布朗斯特酸碱理论的意义和要点；

5.1 布朗斯特酸碱 本章内容 The Brfnsted-Lowry acid-base model 5.2 路易斯酸碱 The Lewis acid-base model 上页下页目录返回

5.1 布朗斯特酸碱 The Brfnsted-Lowry acid-base model 5.2 路易斯酸碱 The Lewis acid-base model

阿它尼马斯“电宵说” Arrhenius acid-base concept ★ 酸指在水中电离出的阳离子全部为 H2SO=HSO+H+ ★碱指在水中电离出的阴离子全部为OH NaOH=Na++OH- ★中和反应的实质 H++OH-=H2O ★水溶液中电解质部分电离 已电离的溶质粒子数 ×100% 原有溶质的粒子数 Svante August Arrhenius 瑞典化学家 上页 下页 目录 返▣

★ 酸指在水中电离出的阳离子全部为H ★ 碱指在水中电离出的阴离子全部为OH- H2SO4 = HSO4 + H+ NaOH = Na + + OH- ★ 中和反应的实质 H+ + OH- = H2O ★ 水溶液中电解质部分电离  100% 原有溶质的粒子数 已电离的溶质粒子数  Svante August Arrhenius 瑞典化学家

5.1 布朗斯特酸碱The Brfnsted -lowry acid-base model 5.1.1 定义Definition 5.1.2 共轭酸碱对 Conjugate acid- base pair 5.1.3 布朗斯特平衡 Brfnsted's equilibrium 5.1.4 酸碱性强弱与分子结构的关系 Relation between the molecular structure and the acidity 上页下页目录返回

5.1.1 定义 Definition 5.1.2 共轭酸碱对 Conjugate acid- base pair 5.1.3 布朗斯特平衡 Brfnsted’s equilibrium 5.1.4 酸碱性强弱与分子结构的关系 Relation between the molecular structure and the acidity 5.1 布朗斯特酸碱 The Brfnsted -lowry acid-base model

5.1.1定义 酸：反应中能给出质子的分子或离子， 即质子给予体 碱：反应中能接受质子的分子或离子， Brfnsted JN 即质子接受体 丹麦物理化学家 酸碱反应指质子由给予体向接受体的转移过程 气相中 HF(g+H2O①→H30*(aq)+F(aq 溶剂中 HF(aq)+NH3(aq)-NH(aq)+F-(aq) H20①+NH3(aq→OH-(aq+NH4(aq) 是两 性 HS(aq+H20(①→H30+(aq+HS(aq 上负 录 返回

酸: 反应中能给出质子的分子或离子， 即质子给予体 碱: 反应中能接受质子的分子或离子， 即质子接受体 5.1.1 定义 H2O(l) + NH3(aq) →OH –(aq) + NH (aq) 4 + H2S(aq) + H2O (l) →H 3O+ (aq) + HS-(aq) 水 是 两 性 酸碱反应指质子由给予体向接受体的转移过程 HF(g) + H2O(l) →H3O+(aq) + F– 气相中 (aq) Brfnsted J N 丹麦物理化学家 溶剂中 HF(aq) + NH3(aq) → + F– NH (aq) (aq) 4 +

5.1.2 共轭酸碱对 半反应(Half reaction)的概念 H20(I)+NH3(aq)->OH (aq)+NH(aq) 它的一个半反应是作为酸的H,O分子给出质子生成它的 共轭碱(Conjugate base)OH-:H2O →Ht+OH 另一个半反应是作为碱的NH分子接受质子生成它的共 轭酸(Conjugate acid讪： NH +H →NH 酸给出质子的趋势越强，生成的共轭碱越弱，反之 亦然；碱接受质子的趋势越强，生成的共轭酸越弱，反 之亦然。 上页 下页 目录 返回

5.1.2 共轭酸碱对 半反应(Half reaction)的概念 它的一个半反应是作为酸的H2O分子给出质子生成它的 共轭碱(Conjugate base)OH–: H2O H+ + OH– 酸给出质子的趋势越强，生成的共轭碱越弱，反之 亦然；碱接受质子的趋势越强，生成的共轭酸越弱， 反 之亦然。 另一个半反应是作为碱的NH3分子接受质子生成它的共 轭酸(Conjugate acid) : NH3 + H+ + NH4

共轭酸碱对 Conjugate acid-base pair 任何布朗斯特酸碱反应都涉及两个共轭酸碱对。 一种物质是酸是碱，取决于它参与的反应；既可为 酸又可为碱的物质叫两性物质(Amphoteric substance))。 质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子 理论中是离子酸或离子碱。 酸 质子 共蛇玳 难 质子 共轭酸 HCI ◆H + CI- H20 + H3O H2504 + HSOj N旺H2S04 + NH H20 0H- OH r HO HSO + SO- 矿 HS NH' +NH3 F 亚 Fe0%+ + [Fe(H2O)(OH]2+ [Fe(H2O)(OH]2+ + [Fe(H2OX] 上页 下页 目录 返回

质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子 理论中都是离子酸或离子碱。 任何布朗斯特酸碱反应都涉及两个共轭酸碱对。 一种物质是酸是碱, 取决于它参与的反应；既可为 酸又可为碱的物质叫两性物质(Amphoteric substance)

相对共轭 酸（共轭酸） 碱（共轭碱） 相对共轭 碱强度 HCIO CIOT 碱强度 HSO HSO 非常强 HI I- 非常弱 HBr Br- HCI c1- HNO NO 强 HO+ H,O CLCCOOH CLCCOo- HSO so 弱 H.PO H,PO HNO2 +H+ NOZ HF F- HCOOH HCOO- CHCOOH CH,COO- CO,-H,O HCO 弱 H,S HS- NH时 NH; HCN CN- 强 HS- S2- H,O OH- NH 非常弱 H H CH CH 非常强 上页 下页 目录 返回

下列各对中哪一个酸性较强？ (a)[Fe(H2O)3+[Fe(H2O)]2+ (b)【A1H2O)%]3+和Ga(H2O)6J3+ (c)Si(OH4和Ge(OH)4 (d)HCIO3和HCIO4 (e)H,CrO,和HMnO4 (①H3PO4和H2SO4 Solution (a)前者，中心离子电荷高，对O的极化能力大，H+易解离； b)前者，中心离子半径小，对O的极化能力大，H+易解离； (c)前者，中心离子半径小，对O的极化能力大，H+易解离； (d)、(e)、(①均为后者，非羟基氧原子多。 上页 下页 目录 返回

Question 1 下列各对中哪一个酸性较强? (a) [Fe(H2O) 6] 3＋和[Fe(H2O) 6] 2＋ (b) [Al(H2O) 6] 3＋和[Ga(H2O) 6] 3＋ (c) Si(OH) 4和Ge(OH) 4 (d) HClO3和HClO4 (e) H2CrO4和HMnO4 (f) H3PO4和H2SO4 Solution (a) 前者, 中心离子电荷高, 对O的极化能力大, H＋易解离； (b) 前者, 中心离子半径小, 对O的极化能力大, H＋易解离； (c) 前者, 中心离子半径小, 对O的极化能力大, H＋易解离； (d) 、 (e)、 (f) 均为后者，非羟基氧原子多