无机化学综合复习资料.ppt

2023/8/16,1,无机化学复习,2023/8/16,2,十一氧化还原反应,（一）氧化态（数）概念氧化数的本质：在单质中，元素的氧化数为0；在离子化合物中，即正、负离子所带的电荷数；在极性化合物中，即元素的一个原子提供参与共价键的电子数，其中电负性小,共用电子对离得较远的元素为正氧化数，电负性大、共用电子以离得较近的元素为负氧化数。,2023/8/16,3,（二）氧化还原反应概念和方程式的配平,1氧化还原反应凡有电子得失或共用电子对偏移发生的反应。氧化失去电子或共用电子对偏离的变化，相应的物质称为“还原剂”;还原得到电子或共用电子对接近的变化，相应的物质称为“氧化剂”。氧化过程：元素的氧化数;还原过程：元素的氧化数。凡若干元素氧化数发生变化的过程，就是氧化还原反应。,2023/8/16,4,2氧化还原方程式的配平（重点）,（1）氧化数法；（2）离子-电子法。（三）原电池的电动势与电极电位(重点)1原电池、电解池与电化学2电极电位的产生“双电层模型”3电极电位的物理意义：表示水溶液中氧化型物质氧化性 表示水溶液中还原型物质还原性,2023/8/16,5,4标准电极电位的应用,（1）判断水溶液中氧化剂氧化性和还原剂还原性相对强弱，以及有关氧化还原反应自发的方向：强氧化剂1+强还原剂2 弱还原剂1+弱氧化剂2任意态 rG=W=-nFE(等温,等压,只作电功)标态 rG=W=-nFE(等温,等压,只作电功),2023/8/16,6,反应自发性判据,正反应自发:任意态:rG 0 标态：rG 0 rG 0 或 E 0 电动势判据。rG=-nFE=-RT lnK 设n=1，rG=-40 kJ.mol-1 E=0.41 V K=1 107,2023/8/16,7,(2)合理选择氧化剂或还原剂,(3)计算反应平衡常数:rG=-nFE=-RT lnK(等温,等压,只作电功)lgK=nFE/(2.303RT)E=(2.303RT lgK)/nF E=+-把给出的反应设计为一个原电池；给出电池符号，要能够写出半反应(电极反应)和放电总反应方程式。,2023/8/16,8,（四）影响电极电位的因素 Nernst方程(重点),1.原电池：=-2.303 RT/n F lgQ=-0.059/n lgQ（T=298 K）2.电极反应：m(ox)+n e=q(red)=+2.303 RT/nF lg(ox)m/(red)q=+0.059/n lg(ox)m/(red)q（T=298 K）,2023/8/16,9,（五）多重平衡计算(重点),氧化-还原平衡与电离平衡共存；氧化-还原平衡与沉-溶平衡共存；氧化-还原平衡与配位平衡共存；3个或更多个平衡共存。,2023/8/16,10,练习1：求 Fe(CN)6)3-/Fe(CN)6)4-（衍生电位）已知:(Fe3+/Fe2+)=0.77 V（母体电位）,K稳,Fe(CN)6)3-=1.0 1042,K稳,Fe(CN)6)4-=1.0 1035.解：Fe(CN)6)3-/Fe(CN)6)4-对应的电极反应为:Fe(CN)6)3-+e=Fe(CN)6)4-标态 标态(Fe3+)和(Fe2+)不在标态,由配位平衡决定：Fe2+6 CN-=Fe(CN)64-K稳Fe(CN)6)4-=Fe(CN)6)4-/Fe2+CN-6 Fe2+=Fe(CN)6)4-/K稳Fe(CN)6)4-CN-6 Fe3+6 CN-=Fe(CN)63-K稳Fe(CN)6)3-=Fe(CN)6)3-/Fe3+CN-6 Fe3+=Fe(CN)6)3-/K 稳 Fe(CN)6)3-CN-6,2023/8/16,11,Fe(CN)6)3-/Fe(CN)6)4-=(Fe3+/Fe2+),=(Fe3+/Fe2+)+0.059 lg(Fe3+)/(Fe2+)=(Fe3+/Fe2+)+0.059 lg Fe(CN)6)3-/K稳Fe(CN)6)3-CN-6-0.059 lg Fe(CN)6)4-/K稳Fe(CN)6)4-CN-6=(Fe3+/Fe2+)+0.059 lg K稳Fe(CN)6)4-/K稳Fe(CN)6)3-=0.77+0.059 lg(1.0 1035/1.0 1042)=0.77+(-0.413)=0.357 V可见:Fe(CN)6)3-和 Fe(CN)6)4-配合物的生成使(Fe3+/Fe2+),因为(Fe3+)减小比(Fe2+)更多。,2023/8/16,12,1,2,3,计算电对的标准电极电势,2023/8/16,13,1、掌握基本概念2、掌握氧化还原反应方程式的配平3、掌握原电池和电极电势4、掌握原电池和化学反应吉布斯自由能的关系、影响电极电势的因素和电极电势的应用习题：1、2、5、8、11、17,2023/8/16,14,第12章 卤 素 小 结,1、掌握卤素元素的基本性质及氟的特殊性；2、掌握卤素单质的制备及其反应方程式；3、理解卤素单质及其重要化合物的氧化-还原性质：（1）卤素单质的氧化性及卤离子的还原性规律；（2）卤素的歧化与逆歧化反应及其发生的条件；（3）卤素含氧酸盐的氧化性规律及其理论解释；（4）氢卤酸及含盐酸的酸性及非金属性；,元素无机化学,2023/8/16,15,第12章 卤 素 小 结（续）,4、掌握卤素含氧酸的结构、酸性变化规律；5、掌握VSEPR法分析卤素重要化合物分子（离子）的几何 构型；6、了解卤化物的水解反应及其机理；7、了解拟卤素的基本性质。习题：4、5、6、8、9、11、18,2023/8/16,16,一、氧 掌握分子结构（MO法）和氧化性、配位性质。二、臭氧 掌握分子结构（2+134）和强氧化性（无还原性）。三、过氧化氢 掌握分子结构和氧化-还原性。四、硫化物 五、硫的含氧酸及其盐 掌握分类、组成、命名、分子结构特点和特征化性。,第13章 氧 族 小 结,2023/8/16,17,氧族元素通性氧、臭氧、过氧化氢分子的结构及其性质硫的成键特征、制备、性质及用途硫化氢和多硫化氢的性质、金属硫化 物的溶解性 6.硫酸分子的结构、硫酸及其盐的性质亚硫酸及其盐、硫代硫酸盐、过二硫酸盐、焦硫酸盐的性质硫的卤化物,2023/8/16,18,1、5、10、12、13、16、17,2023/8/16,19,第14章 氮族元素小结,一、掌握第二周期元素氮的特殊性,二、了解白磷P41.分子结构：正四方体，键角60，张力大，易断键 白磷化性活泼。2.强还原性。,2023/8/16,20,三、掌握氨NH3分子结构和化学性质1.分子结构：2.化性：(1)还原性；(2)Lewis碱性配位性；(3)一元质子弱碱：Kb=1.810-5；(4)液氨自偶电离（似H2O）：NH3(l)+NH3(l)NH4+NH2-(5)氨解反应。,2023/8/16,21,碱性，酸性，还原性 NH3 H2O HF PH3H2S HCl AsH3 H2S HBr SbH3 H2Te HI BiH3,碱性增强,还原性增强酸性增强,四、掌握VA-VIIA氢化物酸碱性、还原性变化规律,2023/8/16,22,五、掌握NO(g)和NO2(g)分子结构和化学性质 1.奇电子化合物，顺磁，双聚。2.NO还原性为主，与Fe2+发生“棕色环反应”，检NO3-。3.NO2氧化性为主。六、理解HNO2及其盐分子结构和化学性质1.NO2-、O3、SO2等电子体；2.酸介质氧化性显著，碱介质还原性为主；3.M-NO2-或M-ONO-；4.NO2-、NO2、NO2+键级、键长、键角的比较。,2023/8/16,23,1.分子结构：2.HNO3标态氧化性不强，c，氧化性，还原产物复杂；3.“王水”及溶Au、Pt原理。八、了解P4O101.分子结构特点；2.强吸水性。九、掌握磷的含氧酸及其盐分子结构和化学性质1.次磷酸H3PO2强还原性（化学镀）；2.亚磷酸H3PO3还原性；3.正磷酸的三种盐：正盐、一氢盐和二氢盐。,七、理解HNO3及其盐分子结构和化学性质,2023/8/16,24,十、了解砷、锑、铋含氧酸及其盐 1.酸碱性；2.氧化-还原性。十一、了解Bi(V)强氧化性,6s2惰性电子对效应。十二、了解卤化物水解。,2023/8/16,25,氮族元素通性氮和它的化合物、氮的成键特征和价键结构、氮的氢化物和含氧化物、氨、铵盐、亚硝酸及其盐、硝酸及其盐磷化氢、磷的含氧化合物、磷的卤化物、磷酸及其盐的性质4.砷、锑、铋氧化物及其水合物、盐的性质和性质的递变规律,2023/8/16,26,2、3、5、7、11、14、17、20、22,本章习题,2023/8/16,27,第15章 碳族元素小结,一、熟识C与Si比较；C单质（石墨、金刚石）,2023/8/16,28,二、理解CO,结构：=0.11 D,很小。与N2,CN-,NO+等电子体。,2.化性(1)强还原性（用于金属冶炼；CO鉴定）；(2)强配位性（Ni(CO)4，HmFe(II)CO）,三、掌握碳酸正盐和酸式盐,（二）热稳定性递变。,2023/8/16,29,四、了解Si、Sn、Pb、B、Al、Ga、In、Zn+OH-(aq)H2,五、了解硅酸盐：SiO4四面体为结构单元。,六、了解非金属卤化物水解,1.机理：(1)亲核（例SiCl4）；(2)亲电（例NCl3）。2.概观：(BF3)CF4*CCl4*NF3 NCl3 SF4 TiCl4 BCl3 SiF4 SiCl4 PF3 PCl3 PCl5 SF6*BBr3 GeCl4 AsF5 AsCl3 SnCl4 SbCl3,SbCl3 SnCl2 BiCl3*热力学自发，动力学障碍；不水解；()水解特殊 水解不完全,可逆,2023/8/16,30,七、了解锗分族硫化物,而GeS、SnS、PbS不溶于NaS，但GeS、SnS溶于Na2Sx(aq)：,PbS不与Na2Sx(aq)反应。,碱性增强,还原性,GeS 弱B GeS2 B SnS 弱B SnS2 B PbS 弱B(无PbS2)(6s2惰性电子对效应),酸性增强,2023/8/16,31,八、掌握Sn(II)的还原性,九、掌握Pb(IV)的强氧化性,5PbO2(s)+2Mn2+4H+=5Pb2+MnO4-+2H2O Ge(II)Sn(II)Pb(II)Ge(IV)Sn(IV)Pb(IV),稳定性 半径，成键能力；Z*，氧化性稳定性(6s2惰性电子对效应)（重点）,2023/8/16,32,十、了解Pb(II)形成配合物和可溶性酸式盐的倾向,2023/8/16,33,习题：9、13、17、18、19、,2023/8/16,34,一、掌握B的成键特征：1.共价成键为主；2.缺电子原子，形成多中心、缺电子键，形成多面体；例1、-菱形硼；例2、B2H6；3.亲F、亲O。二、理解硼烷成键五要素，硼烷分子成键情况分析。,第16章 硼族元素小结,2023/8/16,35,1.H3BO3(1)晶体结构；(2)化性：一元Lewis酸；与多醇反应后，酸性；和单元醇反应生成可挥发的易燃的硼酸酯。2.硼砂Na2B4O5(OH)48H2O(1)晶体结构；(2)化性：水解成碱性，一级标准缓冲溶液；硼砂珠试验鉴定金属离子。四、掌握卤化硼BX3：Lewis酸性顺序及原因,三、了解硼酸及其盐：,2023/8/16,36,1.掌握还原性：Al Ga In Tl 强 弱2.掌握铝单质(1)强还原性；(2)亲O；(3)两性（重点）：Al+H+Al3+H2 Al+OH-Al(OH)4-+H2 3.了解氧化物及其水合物的酸碱性变化；4.了解卤化物：(1)Al2Cl6 结构；(2)无水AlCl3制备方法（含“反应耦合”等3种方法）（重点）,五、铝分族,2023/8/16,37,周期系中有些元素的性质常与它右下方相邻的另一元素类似，这种关系叫对角关系,对角线规则,2023/8/16,38,本章重点,1、硼族元素通性、硼族元素单质及硼氢化物,2、硼族元素卤化物、含氧化合物,3、惰性电子对效应,4、P区元素对角线关系,作业：2、5、6、9、10、11、13、16,2023/8/16,39,单质的性质过氧化物和超氧化物的性质氢氧化物的性质及其递变规律盐类的性质K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Ba2+的鉴定,第17章 碱金属、碱土金属小结,习题：2、7、9、10,2023/8/16,40,第18章 铜、锌分族小结,二、熟识Cu(I)Cu(II)互相转化：1.Cu(I)Cu(II)(1)酸性溶液中，Cu+歧化：2Cu+=Cu2+Cu(s)K=1.73 106(2)Cu(I)被适当氧化剂氧化：例 4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O=4Cu(NH3)42+2OH-2.Cu(II)+还原剂 Cu(I)或/和 沉淀剂 Cu(I)难溶化合物 或/和 络合剂 Cu(I)稳定配合物例1 2Cu2+(aq)+5I-(aq)2CuI(s)+I3-(aq)例22 CuS(s)+10 CN-=2 Cu(CN)43-+(CN)2+2S2-例3 2Cu2(aq)+10 CN-=2 Cu(CN)43-+(CN)2,一、掌握IB、IIB族元素金属性递变规律。,2023/8/16,41,1.Hg(II)Hg(I)酸性溶液中，逆歧化：Hg2+Hg(l)=Hg22+K=1662.Hg(I)Hg(II)Hg(I)+沉淀剂 Hg(II)难溶化合物+Hg(l)配位体 稳定配合物例1.Hg2Cl2+NH3H2O H2N-Hg-Cl+Hg(l)+NH4Cl+2H2O 检定Hg22+(氯化氨基汞)白色+黑色 灰黑色例2.2Hg22+H2S=Hg2S+2H+Hg2S HgS+Hg(l),例3.Hg2Cl2+2I-=Hg2I2+2Cl-Hg2I2+2I-(过量)=HgI42-+Hg(l)合并：Hg2Cl2+4I-=HgI42-+Hg(l)+2Cl-K稳=6.81029,三、熟识Hg(I)Hg(II)互相转化,2023/8/16,42,2Ag(s)+2HI(aq)=2AgI(s)+H2(g)Ksp(AgI)=8.910 17负极：Ag+I-=AgI+e(氧化反应)正极：2H+2e=H2(还原反应),四、熟识多重平衡及衍生电位的计算,(H+/H2)=0 V,(AgI/Ag)=-0.15 V.,2023/8/16,43,五、掌握Cu+、Cu2+、Zn2+与NH3、CN-、I-以及 Hg2+与CN-、I-形成配合物情况。六、了解化合物显现颜色的原理：d-d 跃迁，荷移跃迁。可见光：E1.7-3.1 eV，波长400 760 nm.吸收光能量大，波长短（波数大），显浅色。七、了解IB与IA、IIB与IIA性质的比较及原因。八、掌握单质及重要化合物的典型反应。九、了解金属的冶炼。习题：1、4、5、6、9,2023/8/16,44,第十九章 配位化合物,1.掌握配合物的基本概念和配位键的本质；2.掌握配合物价键理论和结构；3.掌握配离子稳定常数的意义和应用；4.掌握配合物的性质特征。习题：3、4、6、8、10、12、14,2023/8/16,45,一、掌握d区过渡元素基本性质（氧化态、原子半径、第一电离能、氧化物水含物酸碱性、形成多酸多碱情况）的变化规律。,二、掌握Cr、Mn、Ti化合物和Fe、Co、Ni的+2、+3氧化态物种的氧化-还原性质。,三、理解配合物的成键过程；熟练掌握配合物的生成对氧化-还原平衡或和沉淀-溶解平衡的影响和有关计算。,四、了解金属离子的分离、鉴定方法（Cr3+、Fe3+、Al3+、Co2+、Ni2+）。,第20章 d 区过渡元素小结,2023/8/16,46,掌握一些俗名，如：,萤石：CaF2；冰晶石：Na3AlF6；氟磷灰石：Ca5F(PO4)；石膏：CaSO4.5H2O；芒硝：Na2SO4.10H2O；蓝矾：CuSO4.5H2O；绿矾：FeSO4.7H2O；皓矾：ZnSO4.2H2O；芒硝：NaNO3；硼砂：Na2B4O710H2O；黄铁矿：FeS2；重晶石：BaSO4；辰砂：HgS；铬黄：CdS；甘汞：Hg2Cl2；黄血盐：K4Fe(CN)6；赤血盐：K3Fe(CN)6,