大学普通化学总复习.ppt
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大学普通化学期末复习资料,1,2,试卷结构一是非题(每小题1分,共10分)二单项选择题(每题2分,共20分)三填空题(每空1分,共20分)四简答题(每题3分,共6分)五完成并配平化学反应方程式:
(每题2分,共8分)六计算题(共36分),3,1状态函数的特点:
状态函数是状态的单值函数。
(2)当系统的状态发生变化时,状态函数的变化量只与系统的始、终态有关。
第一章,状态函数是用以确定系统状态的物理量,如气体的压力p、体积V、温度T、质量m、内能U、焓H、熵S、吉布斯函数G等。
4,2反应进度(用以表示物质变化进展的程度),按一般反应式而言,作如下定义:
=,nB()-nB(0),B,
(1)对同一反应式,不论选用哪种物质表示反应进度均是相同的;
(2)反应进度与反应式写法有关;(3)=1mol,表示各物质的物质的量的变化在数值上正好等于各自的化学计量数,此时称进行了1mol化学反应或简称摩尔反应。
5,系统吸热q0,体系放热q0。
3热、功以及符号的规定,系统对环境作功w0。
体积功(膨胀功)w=-pV=-p(V2-V1)。
热、功不是状态函数,数值与途径有关!
4热力学第一定律,封闭系统发生状态变化时,其热力学能的变化等于变化过程中环境与系统传递的热与功的总和。
U=q+w,6,在恒容、只做体积功的条件下定容反应热=热力学能变,5qP与qV的关系,H=U+pV,在恒压、只做体积功的条件下,定压反应热=反应焓变,6盖斯定律,在恒容或恒压条件下,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与变化的途径无关。
根据盖斯定律,可以将化学方程式象代数方程式一样进行加减运算,相应的热效应也加减。
7,7反应的标准摩尔焓变的计算,
(1)标准状态气体:
压力为标准压力p=100kPa;液、固体:
压力为标准压力p的纯物质;溶液:
溶质浓度为标准浓度c=1moldm-3。
(2)标准摩尔生成焓,任意温度,稳定单质=0,(H+,aq)=0,反应的标准摩尔焓变等于产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和。
即:
对于一般反应dD+eE=fF+gG,8,相对分子质量相近,分子结构复杂的,大;,结构相似物质,随相对分子质量增大而增大;,结构相似,相对分子质量相近的物质,相近。
混合物或溶液的熵值往往比相应的纯物质的熵值大。
标准熵的一些规律:
同一物质,298.15K时,同一物质、同一状态,温度越高,就越大。
第二章,1标准摩尔熵(或标准熵),稳定单质的Sm0,Sm(H+,aq)=0,注意与相区别。
9,3吉布斯函数及反应的吉布斯函数变,
(2)Gibbs等温方程(Gibbs公式):
化学反应(等温等压):
G=H-TS,
(1)Gibbs函数定义:
G=H-TS,rGm或rGm均服从Hess定律,温度对rGm影响很大,rGm(T)rHm(298.15K)TrSm(298.15K),10,(3)由标准摩尔生成吉布斯函数(fGm)计算rGm,标准摩尔生成吉布斯函数与标准摩尔生成焓相似:
11,A.T=298.15KrGm(298.15K)=gfGm(G,s,298.15K)+dfGm(D,g,298.15K)-afGm(A,l,298.15K)-bfGm(B,aq,298.15K),B.T298.15KrGm(T)=rHm-TrSm,rHm(T)rHm(298.15K)rSm(T)rSm(298.15K),则rGm(T)rHm(298.15K)TrSm(298.15K),若各物种均处于标准状态,rGm是温度的线性函数,12,标准摩尔吉布斯函数变(rGm)与标态下反应自发性判别rGm0自发(正反应方向);rGm0非自发性(正反应方向);rGm=0处于平衡状态.在实际中,反应混合物很少处于相应的标准态,须根据rGm来判断反应进行的方向。
(4)标态下反应自发性判据Gibbs函数变判据,13,(5)反应方向转变温度的估算,若反应在标态下进行,则,14,热力学等温方程:
rGm(T)=rGm(T)+RTlnQ,rGm0正向自发;rGm0逆向自发;rGm=0处于平衡状态.,(6)非标态下反应自发性判据Gibbs函数变判据,15,
(1)G与G关系-热力学等温方程式:
4热力学等温方程,
(2)反应方向的判据-Gibbs函数变判据,16,5化学平衡的移动及解释,吕查德里(A.L.LeChatelier)原理如改变平衡系统的条件之一,如浓度、压力或温度,平衡就向能减弱这个改变的方向移动。
17,思考题:
P107第2题(4),为了减少汽车尾气中NO和CO染污大气,拟按下列反应进行催化转化:
NO(g)+CO(g)=(1/2)N2(g)+CO2(g),rHm(298.15K)=-374kJmol-1。
从化学原理考虑,下列措施中有利于提高反应转化率的是,(A)低温高压(B)高温高压(C)低温低压(D)高温低压,答:
(A).,18,6标准平衡常数K及其与温度T的关系,2)标准平衡常数K与温度T的关系-范特霍夫等压方程式,1)多重K规则:
反应相加(减),K相乘(除),倍数反应,K以倍数为幂,19,7基元反应的质量作用定律在给定温度条件下,对于基元反应(即一步完成的反应,无中间产物,又称元反应),反应速率与反应物浓度(以化学反应方程式中相应物质的化学计量数的绝对值为指数)的连乘积成正比。
基元反应可直接由反应方程式写出反应速率方程。
如,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)为基元反应则u=kc(NO)2.c(O2),20,8温度对反应速率的影响-阿仑尼乌斯公式,21,第三章,1.难挥发稀溶液的依数性:
p=xBpA,Tbp=kbpm,Tfp=kfpm,(蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、渗透压),其中xB是溶质B在溶液中的摩尔分数m为溶液的质量摩尔浓度,单位为mol/kg;,V为溶液的体积(m3);c为溶液的浓度mol.m-3R数值为8.314Pam3mol-1K-1,22,2酸碱质子理论:
(1)一元弱酸(弱碱)的解离平衡:
ceq(OH-)=cbKbcb,Kb/cb,一元弱碱:
ceq(H+)=caKaca,Ka/ca,一元弱酸:
23,例,常温下,往1.0dm30.1moldm-3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解,可能发生的变化是
(1)HAc的Ka值增大
(2)HAc的Ka减小(3)溶液的pH值减小(4)HAc的解离度减小,答:
(4)。
HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq),3缓冲溶液,
(1)同离子效应,在弱酸的溶液中加入该酸的共轭碱,或在弱碱的溶液中加入该碱的共轭酸,使得弱酸或弱碱的解离度大大下降的现象,称为同离子效应。
24,NH3H2ONH4Cl,pH=14-pOH,碱性缓冲溶液,酸性缓冲溶液,HAcNaAc,
(2)缓冲溶液的概念,像HAc-NaAc这种能保持pH值相对稳定性能的溶液(即不因加入少量强酸或强碱而显著改变pH值的溶液),称缓冲溶液。
(3)缓冲溶pH值计算:
25,4难溶强电解质的多相解离平衡:
n+m,过饱和溶液,有沉淀析出,溶度积规则:
(1)QKS:
(2)Q=KS:
(3)QKS:
无沉淀析出,或沉淀溶解,饱和溶液,处于平衡,26,结论:
(1)溶度积大小反映了难溶电解质的溶解能力;
(2)对同类型的难溶电解质,在相同的温度下,Ks较大,溶解度较大,Ks较小,溶解度较小。
(3)对不同类型的难溶电解质,不能认为Ks小的,溶解度一定小。
27,在难溶电解质饱和溶液中加入含有相同离子的易溶强电解质时,难溶电解质的溶解度降低,这种现象叫做同离子效应。
CaCO3(s),Ca2+CO32-,Na2CO3,2Na+CO32-,此时:
Q(CaCO3)KS(CaCO3),向生成CaCO3的方向移动,使CaCO3的溶解度降低。
例如:
同离子效应,28,负极:
发生氧化反应,正极:
发生还原反应,1.原电池:
使化学能转化为电能的装置。
第四章,29,rGm=-nFE,
(1)原电池处于标准状态,rGm=-nFE,2电动势的能斯特方程式,E=(正)-(负)=(氧化剂)-(还原剂),
(2)原电池在非标态下工作,T=298.15K时,,对电池反应:
aA(aq)+bB(aq)=gG(aq)+dD(aq),30,结论:
E的数值与电池反应计量式的写法无关!
aA(aq)+bB(aq)=gG(aq)+dD(aq),2aA(aq)+2bB(aq)=2gG(aq)+2dD(aq),E1=E2,E1,E2,31,3电池反应的K与标准电动势E的关系:
=-nF,lnKnF/(RT),298.15K时lgKn/0.0592V,rGm(T)=-RTlnK,设计一个原电池,使电池反应正好是所需判断的化学反应。
=n(+-)/0.0592K越大,反应进行越彻底。
32,一般将电极反应写成还原反应的形式,通式:
a(氧化态)+ne-b(还原态),T=298.15K时:
4电极电势的能斯特方程,33,
(1)氧化剂和还原剂相对强弱的比较,5电动势与电极电势的应用,a(氧化态)+ne-b(还原态),
(2)氧化还原反应方向的判断,设计一个原电池,使电池反应正好是所需判断的化学反应。
rGm=-nFE,E=(正)-(负),E0,即(正)(负),G0,反应正向非自发,逆向自发。
34,第五章,1光的波粒二象性:
20世纪初,根据光的干涉,衍射和光电效应等现象,,光具有波、粒二象性,1924年,法国的物理学家德布罗意提出电子、原子等也具有波粒二象性:
1927年,德布罗意的粒子波的假设被电子衍射实验所证实。
35,在求解的过程中,需要引入四个量子数n、l、m,主量子数(n),n的取值:
n=1,2,3,(任意非零的正整数),n=1,2,3,4,对应于电子层K,L,M,N,2波函数和四个量子数,36,角量子数(l),取0,1,2,(n-1)的整数l=0,1,2,3分别对应s、p、d、f轨道。
表示亚层,基本确定波函数即原子轨道的形状,球形对称,无柄的哑铃形,花瓣形,37,磁量子数(m),m=0,1,2,l,共可取2l+1个值(m的数值受l的限制)确定原子轨道的伸展方向,p轨道,l=1,m=-1,0,+1有三个伸展方向,d轨道,l=2,m=-2,-1,0,+1,+2有五个伸展方向,除s轨道外,都是各向异性的,38,自旋量子数(ms),一个轨道中的电子可以有两种不同的自旋方向。
ms取值:
符号:
一套量子数(n,l,m,ms)取值要合理,3,3,1,4,3,-1,39,3核外电子分布原理和核外电子分布方式,A最低能量原理,
(1)核外电子分布的三个原理,B泡利不相容原理,C洪特规则,40,7s7p,1s,2s,2p,3s3p3d,4s4p4d4f,5s5p5d5f,6s6p6d,鲍林的多电子原子轨道的近似能级图,注意:
此图中,并非每个小圆圈代表一个原子轨道!
n,l相同的轨道,能量相同,称为等价轨道。
41,1s2s2p3s3p4s3d,2,6,2,6,2,2,例22Ti的电子分布式为:
2,洪德规则的特例:
等价轨道在全充满(p6,d10,f14)、半充满(p3,d5,f7)或全空(p0,d0,f0)状态时比较稳定。
25Mn的电子分布式为:
1s2s2p3s3p4s3d,2,6,2,6,2,5,2,
(2)掌握136号元素的电子分布方法,42,23V1s22s22p63s23p63d34s2,26Fe,1s22s22p63s23p6,3d6,4s2,24Cr,1s22s22p63s23p6,3d44s2,3d54s1,29Cu,1s22s22p63s23p6,3d94s2,3d104s1,43,键:
原子轨道沿键轴方向“头碰头”式重叠;,键:
原子轨道沿键轴方向“肩并肩”式重叠.,4共价键的键型,44,N2分子中,含有1个键,2个键,45,5分子的空间构型与杂化轨道,等性杂化A.sp杂化,HgCl2分子,直线形分子,B.sp2杂化,BF3的空间构型为平面三角形,C.sp3杂化,CH4的空间构型为正四面体,
(2)不等性sp3杂化,三角锥型,V型,46,6分子间力,范德华力,A色散力,特点:
普遍存在(包括稀有气体)是最主要的分子间力。
存在于一切分子之间。
色散力随着相对分子质量的增大而增大,色散力增大,物质的熔点升高。
B诱导力,诱导力存在,于极-非或极-极之间。
C取向力,存在于极-极分子之间。
47,
(1)离子晶体,EL,7晶体的基本类型,晶格能(EL)大,熔点高,硬度大。
结论:
A.当离子电荷数相同时,随着正、负离子半径的增大,晶格能减小,晶体熔点降低,硬度减小。
B.当离子半径相近时,随着离子电荷数的增大,晶格能增大,晶体熔点升高,硬度加大。
48,原子与原子之间以共价键结合成一整体。
如金刚石、SiO2、SiC等。
(2)原子晶体:
原子晶体中,原子间的共价键较牢固,所以原子晶体的熔、沸点高,硬度大。
(3)分子晶体:
分子间力作用弱,晶体硬度较小,熔、沸点较低,有的易挥发。
(4)金属晶体:
49,第6章,熔点最高的单质:
C(金刚石)、,W(金属之最),熔点最低的金属单质:
硬度最大:
Hg,C(金刚石)、,Cr(金属之最),导电性最好的金属是:
Ag,50,在外电场作用下,离子中的原子核与电子发生相对位移,离子变形产生诱导偶极的过程。
2离子极化理论及其应用,
(1)离子极化:
离子极化结果:
两离子电子云变形,轨道相互重叠,离子键向共价键过渡,51,
(2)离子极化力:
离子使其它离子极化而发生变形的能力,影响离子极化力因素,
(1)离子电荷Z:
(2)离子半径r:
(3)离子外层电子构型:
Z,极化力。
r,极化力。
8电子构型:
极化力弱;,9-18电子构型:
极化力强,以正离子为主,52,3金属的溶解性,Pt、Au只能溶于王水:
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO(g)+3H2O,Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+4NO(g)+2H2O,53,2MnO4+6H+5SO32=2Mn2+5SO42+3H2O,2MnO4+6H+5H2O2=2Mn2+8H2O+5O2,2MnO4+H2O+3SO32=2MnO2(s)+3SO42+2OH,2MnO4+3H2O2=2MnO2(s)+2OH+3O2+2H2O,2MnO4+2OH+SO32=2MnO42+SO42+H2O,2MnO4+2OH+H2O2=2MnO42+O2+2H2O,酸性条件:
中性条件:
碱性条件:
4高锰酸钾,54,5重铬酸钾,可将较强的还原剂(如Fe2+、NO22、SO32、H2S等)氧化,Cr2O72+14H+6Fe2+=2Cr3+6Fe3+7H2O,3H2S+Cr2O72+8H+=2Cr3+3S+7H2O,6亚硝酸盐,2NaNO2+2KI+2H2SO4=2NO+I2+Na2SO4+K2SO4+2H2O,氧化剂,Cr2O72+8H+3NO2=2Cr3+3NO3-+4H2O,还原剂,55,配体数+配体名称+合+中心元素名称(氧化态值),以二、三、四表示,不同配体“”分开,以、表示,若含有多种配体时,先无机后有机,先简单后复杂.,若为多种无机配体时,先阴离子后中性分子.,若为同类配体时,按配位原子元素符号的英文字母顺序排列,如先NH3后H2O.,配离子的命名,类似无机化合物的命名,7配位化合物的命名,56,命名下列配合物和配离子:
(1)(NH4)3SbCl6
(2)Co(en)3Cl3(3)Cr(H2O)4Br2Br,六氯合锑()酸铵,三氯化三(乙二胺)合钴(),溴化二溴四水合铬(),
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- 大学 普通 化学 复习