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1、 总复习1第一章 气 体1.理想气体(1)条件:高温、低压(2)状态方程式:2.分压定律和分体积定律3.真实气体状态方程(了解):(1)道尔顿分压定律(2)阿马格分体积定律2第二章 化学动力学基础 1.反应机理 也称反应历程,是化学反应实际经历的步骤 2.复合反应 与基元反应 复合反应:通过两个或多个反应步骤而完成的反应,也叫非基元反应 基元反应:复合反应的每一个反应步骤,为组成一切化学反应的基本单元 通常确定反应机理就是确定化学反应由哪些基元反应所组成 33.化学反应速率化学反应速率是指一定条件下,单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。4.用反应进度表示反应速率化学反应 反应进度 n
2、B:反应物为负,产物为正 反应进度 化学反应 4几种简单级数反应的速率方程及特征 级数微分式积分式k的单位线性关系0 1 2半衰期66.温度与反应速率间的经验关系范特霍夫规则 反应物浓度一定时,温度每升高10,反应速率增加为原来的24倍。阿仑尼乌斯公式:活化能 指前因子 速率常数 7由T1、T2温度时的速率常数k1、k2,求活化能:8第三章 热力学第一定律与热化学102.状态和状态函数状态:系统的宏观性质的综合表现。状态函数:描述系统性质的物理量。(p,V,T)特点:状态一定,状态函数一定。状态变化,状态函数也随之而变,且 状态函数的变化值只与始态、终态 有关,而与变化途径无关。1.系统和环境
3、系统:被研究对象。环境:系统外与其密切相关的部分。11 系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量。5.功(W)功不是状态函数6.热力学能U热力学能(内能)U,它是系统内部能量的总和,包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。热力学能变化只与始态、终态有关,与变化途径无关。状态函数!138.U+pV=H 焓,状态函数 H=H2-H1 焓变 则:Qp=H 即,在定压且非体积功为零的过程中,封闭系统从环境吸收的热等于系统焓的增加。159.标准状态 热力学中规定:标准状态是在温度T及标准压力p(p=100kPa)下的状态,简称标准态,用右上标“”表示
4、。液、固体:T,p 下,纯物质溶液:溶质B,bB=b=1molkg-1气体:T,p=p=100kPacB=c=1molL-11611.标准摩尔生成焓 标准摩尔生成焓:在温度T 的标准状态下,由稳定单质生成1mol化合物时的热效应。摩尔生成焓DfHm(molar formation enthalpy):一定温度和压力下,由稳定单质生成1mol化合物时的热效应。稳定单质 1mol化合物 18第四章 热力学第二定律与化学反应的方向和限度19一、热力学第二定律的三种表述:1.1850年,克劳休斯(R.Clausius):不可能将热从低温物体传到高温物体,而不引起其它变化。2.1851年,开尔文(L.K
5、elvin):不可能从单一热源吸热,使热完全转变为功而不引起其它变化。第二类永动机不可能造成3.奥斯特瓦德(W.Ostwald):20二、熵 S称做熵,熵是系统混乱度的量度,体系的混乱度越低,有序性越高,熵值就越低。熵是状态函数,单位是JK-1。1850年克劳修斯提出:SS2S1 Qr:在状态1和状态2之间进行的任何恒温可逆过程,系统所吸收或放出的可逆热量T:热源的绝对温度T不可逆过程 Q Qr,即不可逆过程特征:S21三、热力学第三定律 热力学第三定律:温度趋于0K时,任何完美晶体的熵值都等于零。任一化学反应的标准摩尔熵变 四、吉布斯函数G G=H-T S Gibbs等温方程22六、化学平衡
6、 指一定条件下,化学反应系统中各物质(反应物和产物)的浓度都不再随时间而变化,称反应达到平衡。化学平衡原因:正、逆反应速率相等,即 r正=r逆七、标准平衡常数表达式对于一般的化学反应:24八、标准平衡常数使用中的若干问题(1)标准平衡常数只是温度的函数,与反应物或产物的起始浓度无关。(2)平衡常数不涉及时间概念,不涉及反应速率。(3)平衡常数与反应方程式写法有关(4)纯固体、纯液体及溶剂不在平衡常数表达式中出现 25九、多重平衡规则:若反应4=反应1+反应2+反应3,则若反应4=反应1+反应2-反应3,则若反应3=n反应1-m反应2,则K4=K1 K2 K3 K4=(K1 K2)/K3 K3=
7、(K1)n/(K2)m 26令:当反应达到平衡时,DrGm=0。则:28十一、用等温式判断化学反应的方向正反应自发进行化学反应处于平衡状态逆反应自发进行29十二、化学平衡的移动浓度、压力、温度平衡移动原理(吕查德原理):若改变平衡系统的条件,则平衡向削弱这个改变的方向移动。31第五章 水溶液中的离子平衡1.酸碱质子理论:凡能释放出质子(H+)的物质都是酸(质子的给予体);凡是能接受质子(H+)的物质都是碱(质子的接受体)。HAc的共轭碱是Ac,Ac的共轭酸HAc。酸 H+碱共轭酸碱 酸较其共轭碱多一个质子。根据质子理论,酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间质子的转移反应。322.酸碱的强弱3.水
8、的离子积常数334.溶液的pH 值5.一元弱酸、弱碱的解离平衡溶液被稀释时,a 增大稀释定律 H+浓度简化计算公式 346.多元弱酸、弱碱的解离平衡357 同离子效应在弱电解质溶液中,加入具有相同离子的强电解质,使得弱电解质解离度降低的现象,叫同离子效应。8.缓冲溶液当加入少量强酸,强碱或稀释时,保持pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液。它一般由弱酸和它的共轭碱(如 HAcNaAc);弱 碱 和 它 的 共 轭 酸(如NH3H2ONH4Cl)组成。36(1)弱酸和它的共轭碱形成的缓冲溶液(2)弱碱和它的共轭酸(NH3H2ONH4Cl)379.标准溶度积此时溶液是饱和溶液,是多相平衡。其平衡常数为:
9、AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)溶解沉淀称为溶度积常数,简称溶度积。它反应了物质的溶解能力。它是温度的函数。3810.溶度积和溶解度之间的换算 同一类型的电解质,越小,溶解度越小。不同类型的难溶电解质,不能直接用 比较。3911.溶度积规则以上称溶度积规则,用来判断沉淀的生成和溶解。化学反应等温式 无沉淀析出(反应向右溶解)饱和溶液,沉淀溶解平衡 溶液过饱和,有沉淀析出(反应向左沉淀)沉淀溶解反应 4012.同离子效应在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有共同离子的强电解质时,使难溶电解质的溶解度(s)降低的现象,称多相离子平衡的同离子效应。13.pH值对沉淀溶解的影响如果难溶电解质的
10、酸根是某弱酸的共轭碱(如CO32-、F-),由于H+与该酸根具有较强的亲和力,则它们的溶解度将随pH值的减小而增加。41一、氧化还原反应7.1.1 氧化数 7.1.2 氧化与还原 7.1.2 氧化还原反应方程式的配平 第六章 氧化还原反应 电化学基础二、原电池原电池是将化学能转变为电能的装置。电子流出的电极-负极。氧化反应电子流入的电极-正极。还原反应42n 原电池可用符号表示,如铜-锌原电池用符号表示为:n 书写电池符号的注意事项:n(1)负极写在左边,正极写在右边。n(2)用单垂线“|”表示两相的界面;如溶液中含有两种离子参与电极反应,不存在相界面,可用逗号“,”分开。1.原电池符号和电极
11、的分类|43n(3)用双垂线“”表示盐桥。n(4)用化学式表示电池物质的组成,气体要注明其分压,溶液要注明其浓度。n(5)对于某些电极的电对自身不是金属导电体时,则需外加一个能导电而又不参与电极反应的惰性电极,通常用铂作惰性电极。如果电对都是离子,则氧化数高的离子靠近盐桥,对于有气体参与的电对,以离子靠近盐桥。|44(2)电极电势代数值与电极反应中化学计量数的选配无关.代数值与半反应的方向无关.(3)电动势4.可逆电池电动势与G的关系E=正极-负极 455.能斯特(Nernst)方程式n 标准电极电势的代数值是在标准态下测得的。非标态下的电极电势可用能斯特(Nernst)方程式求出。对于电极反
12、应:n 能斯特给出了一个表示电极电势与浓度关系的公式:46n 式中 电极电势,单位为V。n 标准电极电势,单位为V。n R气体常数,8.314JK-1mol-1。n F法拉弟常数,96485Cmol-1。n T热力学温度,。n n电极反应得失的电子数。n c(氧化态)、c(还原态)为电极反应中氧化态物质、还原态物质的摩尔浓度,molL-1。n c为标准摩尔浓度,即1.0 molL-1。n a、b为电极反应中氧化态物质、还原态物质计量系数47n 在298K下的能斯特(Nernst)方程式有较大的应用价值。将T=298.15K,R=8.314 JK-1mol-1,F=96485Cmol-1,代入(
13、6-3),得n n 应用能斯特(Nernst)方程式时对于反应组分浓度的表达应注意以下三点:48n(1)电极反应中某物质若是纯的固体或纯的液体,则能斯特(Nernst)方程式中该物质的浓度作为1(因热力学规定该状态下活度等于1)。n(2)电极反应中某物质若是气体,则能斯特(Nernst)方程式中该物质的相对浓度c/c改用相对压力p/p表示。n(3)虽自身没有氧化还原,但参与了电极反应,则其浓度也应写入方程式中。497.能斯特方程式的应用(2)介质酸度的影响(3)比较氧化剂或还原剂的相对强弱(4)判断原电池的正、负极和计算电动势(5)判断氧化还原反应的方向(1)浓度对电极电势的影响(6)判断氧化
14、还原反应进行的程度 50第九章 原子结构511.四个量子数的物理意义主量子数 n主量子数n决定了电子离核的平均距离,n越大,电子离核的平均距离越大。不同的主量子数称不同的电子层。n取值范围:1、2、3、4、5、6、7(正整数)电子层符号:K、L、M、N、O、P、Q氢原子和类氢离子的能量由n决定,n 相同,l 不同的轨道其能量是相同的氢原子或类氢离子的同一个能量可以对应有n2种状态(如2s,2px,2py,2pz)52角量子数 l在一个主量子数n下,可取 n 个不同的 l 值。同一个n下的不同l值称不同的亚层。如,n=2的电子层可分为l=0,1的两个亚层2s与2p。l=0 1 2 3 4n-1光谱符号 s p d f g 角量子数l决定了电子角动量的大小,也决定了电子在空间的角度分布情况,即与电子云形状有关。对多电子原子来说,n相同时,不同的l值对能量也稍有影响。53