工科基础化学(复习).ppt

工科基础化学,复习,第二章物质结构基础重点,1、理想气体状态方程pV=nRT2、道尔顿的理想气体定律3、理想气体与实际气体的差异,4、波函数的概念 波函数是一个三维空间的函数，是描述核外电子运动状态的数学函数式，是原子轨道的同义词。5、四个量子数的物理意义与取值主量子数n：决定电子层数和能级的主要参数角量子数l：表示波函数的形状磁量子数 m：表示波函数的空间取向自旋量子数 ms：表征电子不同的“自旋”状态,第二章物质结构基础重点,6、电子云与2 2代表在时间t时，空间某点粒子出现的概率密度，电子云是电子在核外空间出现概率密度分布的一种形象描述。7、多电子原子轨道的能级8、核外电子排列三原则 泡利不相容原理 能量最低原理 洪德规则及其补充,第二章物质结构基础重点,9、核外电子分布式的写法10、元素周期表和元素基本性质的周期性11、化学键的种类和特点12、共价键的价键理论和分子轨道理论13、杂化轨道理论，各种杂化轨道的特点14、金属能带理论15、分子的极性，电偶极矩16、分子间的相互作用力：色散力、诱导力、取向力、氢键,第二章物质结构基础重点,非极性分子之间：色散力极性分子之间：色散力、取向力、诱导力极性与非极性分子之间：色散力、诱导力氢键：赤裸的氢核与含有孤对电子的电负性强的带负电的原子（N,F,O)充分靠近而产生的力。可存在于分子间和分子内。氢键的存在使化合物的溶解度、黏度、硬度和沸点均有所增加。17、晶体的类型与特点离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体,第二章物质结构基础重点,第三章 化学热力学初步重点,1、基本概念系统和环境、状态和状态函数、热力学平衡态、热力学能、热力学可逆过程、热和功2、热力学第一定律对于封闭系统 U=q+W3、反应热的测量,q=-csms(T2T1)=-CsT,4、反应进度（mol）5、反应热效应的理论计算1)等容热效应：qv=U-w=U2)等压热效应：qp=U-w=U+pV3)等压热效应qp与焓：H=U+pV qp=H2-H1=H,qv=-q(H2O)+qb=-C(H2O)T+CbT=-C T,弹式热量计,第三章 化学热力学初步重点,4）qp与qv的关系 qp-qv=(Up+pV)-Uv=pV5）盖斯定律 热化学方程式、标准态6）标准摩尔生成焓：fHm(物质、相态、T)7）反应的标准摩尔焓变：rHm(298.15K),第三章 化学热力学初步重点,在温度变化区间不大，没有引起相变时：rHm(T)rHm(298.15K)6、自发反应或过程7、熵判据1）熵（S）的统计概念：S=k ln 2）热力学第二定律熵增加原理 S隔离03）热力学第三定律：S(0K)=kln1=0,第三章 化学热力学初步重点,4）熵的热力学定义：恒温可逆过程中 S=qr/T5）规定熵6）标准摩尔熵Sm（Jmol-1K-1）7）反应标准摩尔熵变（r Sm）r Sm=BSm,B,第三章 化学热力学初步重点,8、吉布斯函数变(G)判据1）自由能G（吉布斯自由能或吉布斯函数）G=H-TS2）吉布斯等温方程 G=H-TS r Gm=r Hm-T r Sm3）G判据：最小自由能原理 G-w,第三章 化学热力学初步重点,4）r Gm(T)的计算rGm(298.15K)=rHm(298.15K)+298.15K rSm(298.15K)rGm(T)rHm(298.15K)-TrSm(298.15K)转变温度Tc,第三章 化学热力学初步重点,5）G与 G的关系 热力学等温方程：反应商Q,第三章 化学热力学初步重点,r Gm(T)=r Gm(T)+RT lnQ,9、化学反应进行的程度-化学平衡1）反应限度的标志（化学平衡的热力学标志）：r GT=02）标准平衡常数 K3）K与rGm之间的关系：4）多重平衡原则,第三章 化学热力学初步重点,5）化学平衡的移动 rGm=RT ln(Q/K)Q K(rGm 0)非自发，逆向进行范特霍夫（J.H.vant Hoff）等压方程,第三章 化学热力学初步重点,第四章 溶液化学与离子平衡重点,1、溶液浓度的表示 物质的量分数xB 质量摩尔浓度mB（mol/kg）物质的量浓度cB（mol/L）质量分数wB2、稀溶液的通性（1）蒸气压下降 p=xB pA,（2）凝固点降低 Tfp=kfpmB（3）沸点升高 Tbp=kbpmB（4）渗透压=cBRT=nRT/V（5）电解质与浓溶液的通性（6）溶液通性的应用（计算摩尔质量）3、相图（基本概念）4、溶液中的酸碱平衡（1）酸碱解离常数Ka（酸）、Kb（碱）,第四章 溶液化学与离子平衡重点,一元酸 ceq(H+)=c 一元碱 ceq(OH-)=c（2）共轭酸碱对的关系 KaKb=ceq(H+)/c ceq(OH-)/c=Kw=10-14（3）缓冲溶液同离子效应，缓冲溶液的pH值缓冲溶液的选择,第四章 溶液化学与离子平衡重点,5、配离子的解离平衡 不稳定常数Ki，稳定常数Kf 配离子解离平衡的移动及配离子的转化6、溶液中的沉淀溶解平衡（1）溶度积：溶解平衡常数Ksp,第四章 溶液化学与离子平衡重点,（2）溶度积规则：Q=c(Am+)n c(Bn-)m Ksp 有沉淀析出Q=c(Am+)n c(Bn-)m=Ksp 饱和溶液Q=c(Am+)n c(Bn-)m Ksp 不饱和溶液，固体溶解（3）同离子效应（4）沉淀的溶解与转化计算方法7、表面化学与胶体溶液（1）基本概念：表面张力，润湿，接触角等（2）胶粒的结构：胶核、胶粒、胶团,第四章 溶液化学与离子平衡重点,第五章 化学动力学初步重点,1、化学反应速率的定义 对于恒容反应：平均速率：2、浓度对反应速率的影响（1）基本概念：简单反应、复杂反应,标准单位：moldm-3 s-1,（2）质量作用定律（3）反应速率方程（4）反应的级数（5）零级反应特点（6）一级反应特点 ln c0/c=kt t1/2=ln 2/k=0.693/k 3、温度对反应速率的影响 阿仑尼乌斯公式 k=A exp(-Ea/RT)ln k=lnA Ea/RT,第五章 化学动力学初步重点,4、加快反应速率的方法分析（活化分子数）5、催化剂的特点,第五章 化学动力学初步重点,第六章 电化学基础与金属腐蚀重点,1、电极系统与电极2、法拉第定律3、原电池（1）恒温、恒压下的反应 r Gm w（2）组成（3）原电池的图式（书面表示法）（4）原电池热力学,桥梁公式：在恒温定压条件下 r Gm=wmax=-ZFE r Gm=-ZFE电动势的能斯特方程：电池反应K与E 关系 ln K=ZFE/(RT)4、电极电势（1）产生电极电势的本质原因,第六章 电化学基础与金属腐蚀重点,（2）标准氢电极（3）相对电极电势（4）标准电极电势（5）参比电极（6）能斯特方程（7）电极电势的应用5、极化、极化的原因6、超电势（过电位）,第六章 电化学基础与金属腐蚀重点,7、化学电源的基本类型8、分解电压（理论、实际）9、电解产物的生成条件10、腐蚀原电池11、析氢腐蚀、吸氧腐蚀,第六章 电化学基础与金属腐蚀重点,模 拟 试 题,一、单项选择题1.已知：2H2(g)+S2(g)=2H2S(g)，(1)Kp1；2Br2(g)+2H2S(g)=4HBr(g)+S2(g)，(2)Kp2；H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)，(3)Kp3。则：Kp3=(？)。(a)(Kp1Kp2)1/2(b)Kp2/Kp1(c)(Kp2/Kp1)1/2(d)Kp1Kp2,解：(1)+(2)=2(3)根据多重平衡规则：Kp1Kp2=(Kp3)2 Kp3=(Kp1Kp2)1/2,K时，1L水中加入1mol固体NaCl，则该溶解过程的(？)。(a)G0，S0；(b)G0；(c)G0，S0；(d)G0，S0。,模 拟 试 题,解：过程自发，G0。,4.标准状态下Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)，rHm=-624kJmol-1，则(a)在任何温度下，正向反应是自发的(b)在任何温度下，正向反应是不自发的(c)在高温下正向反应是自发的，在低温下正向反应不自发(d)在高温下正向反应是不自发，在低温正向反应自发,解：rHm 0，rSm 0，若使rGm=rHm-TrSm 0,则 T 应低。,5.根据酸碱质子理论，下列物质中既可作为酸又可作为碱的是(？)(a)PO43-(b)NH4+(c)H2O(d)H2CO3,模 拟 试 题,解：H2O+H+=H3O+，H2O-H+=OH-。,6.已知E(Fe3+/Fe2+)=0.77V，E(Br2/Br-)=1.07V，E(H2O2/H2O)=1.78V，E(Cu2+/Cu)=0.34V，E(Sn4+/Sn2+)=0.15V。则下列各组物质在标准态下能够共存的是(？)。(a)Fe3+，Cu(b)Fe3+，Br2(c)Fe3+，Sn2+(d)Fe2+，H2O2,解：不发生反应的可以共存，只有氧化态-氧化态，还原态-还原态可以共存，答案为b。,模 拟 试 题,7当反应2A+B=2AB的速率方程为v=kc2(A)c(B)时，可以得出此反应（）(A)一定是基元反应(B)一定是非基元反应(C)无法肯定是否为基元反应(D)是一个二级反应,解：满足质量作用定律的不一定是基元反应，答案为c。,8.下列各对溶液混合后，能配成缓冲溶液的是()(A)NaOH和HCl(B)少量HCl和NH4Cl(C)过量的HAc和NaOH(D)NaOH和NaCl,解：具有同离子效应的弱酸、弱碱及其盐可够成缓冲体系，答案为c。,模 拟 试 题,9、反应 在298K时标准平衡常数，若在此温度时，该反应式中的各物质均处于标准状态，则反应进行的方向是()A、处于平衡状态 B、逆向进行 C、正向进行 D、无法判断,解：G 0，答案为c。,7、反应 的，欲加快正反应速率，下列措施无用的是（）A、增大O2的分压 B、升温 C、使用催化剂 D、增加C碳的数量,解：C纯固体物质，其数量与速率无关。答案为D。,二、多重选择题，正确选择得分，错误选择扣分,1()升温可以增加反应速率，其主要原因在于(a)增加活化分子数目(b)增加了活化分子的百分数(c)增加了速率常数(d)促使平衡移动,2（）下列分子中其中心原子采用sp3不等性杂化的是：aNH3 b.CH4 c.H2S d.SiCl4,3（）下述说法中正确的是a.焓变一定与系统与环境之间交换的热量相等；b.焓是状态函数；c.焓具有能量量纲，遵守能量守恒定律；d.焓的绝对值无法确定。,b，c,a，c,b，d,模 拟 试 题,4.（）判断氧化还原反应的方向可以利用 a.H b.G c.E d.S,b，c,5.（）催化剂能增加反应的速度是因为 a.降低了G的值 b.增加了活化分子数c.将低了反应的活化能 d.改变了反应的历程,b,c,d,6.（）在稀醋酸溶液中加入少量固体醋酸钠，其混合溶液中增加的量是：a.pH b.解离度 c.解离常数 d.Ac-离子浓度,a，d,7（）常压下，水煤气中CO完全燃烧时可以放出大量的热，这说明此反应是 a.H 0,a，b,三、填空题1.Ag+、Pb2+、Ba2+混合溶液中，各离子浓度均为0.10 molL-1，向溶液中滴加K2CrO4试剂，各离子开始沉淀的顺序为()。Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12，Ksp(PbCrO4)=1.810-14，Ksp(BaCrO4)=1.610-10。,模 拟 试 题,解：Ag2CrO4、PbCrO4、BaCrO4开始沉淀的最低 c(CrO42-)分别为Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)、Ksp(PbCrO4)/c(Pb2+)、Ksp(BaCrO4)/c(Ba2+)，答案：PbCrO4、Ag2CrO4、BaCrO4,2.原电池中正极发生 反应，负极发生 反应；电解池中正极为 极，负极为 极。3.根据原子轨道重叠方式的不同，共价键分为 键和 键。4.H2O分子的空间构型为 型；BCl3分子的空间构型为 型。5.溶液的依数性质通常包括_下降、_上升、_ 下降和_。6.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)为一吸热反应，当温度升高时，平衡常数Kp_，平衡向_方向移动。当总压力减小为原来的1/2时，平衡常数Kp=_Kp，压力熵（反应熵）Qp=_Qp。,模 拟 试 题,增加，正反应(右)，1，1/2；,四、问答题1.影响化学反应速率的因素有哪些？分别是如何影响的？2.E(I2/I-)=0.54V，E(H3AsO4/H3AsO3)=0.58V。298.15K时，在c(H+)=1.0 molL-1的溶液中，H3AsO4可将I-氧化成I2，但在 c(H+)=1.010-5molL-1的溶液中，为什么I2又可将H3AsO3氧化成H3AsO4。前后是否矛盾?H3AsO4=H3AsO3=1mol/L,模 拟 试 题,答：反应物浓度增大，增加活化分子数目，速度增大；温度升高，活化分子数目增加，速度增大；正催化剂的使用使反应活化能降低，速度增大。,模 拟 试 题,H3AsO4+2H+2e=H3AsO3，E(H3AsO4/H3AsO3),c(H+)=1.0molL-1的溶液中，E(H3AsO4/H3AsO3)=0.58V，E(I2/I-)=0.54V，H3AsO4可将I-氧化成I2。,c(H+)=1.010-5molL-1的溶液中，E(H3AsO4/H3AsO3)=0.28V，E(I2/I-)=0.54V，I2可将H3AsO3氧化成H3AsO4。,3.试从化学反应速率与化学平衡原理，说明利用氢气和氮气合成氨生产中（放热反应），采用高压、适当的高温和催化剂的理由。,模 拟 试 题,答：N2+3H2=2NH3 从平衡移动的角度分析，利于反应进行得更为完全：气体分子数减小，高压利于平衡右移；放热反应，适当的高温利于平衡右移；从增加化学反应速率来分析：高温增加活化分子分数，加快反应速率；催化剂降低活化能，增加活化分子分数，加快反应速率；,五、正误判断题,1.按统计热力学观点，298.15K时物质的标准摩尔熵为零。()2.离子化合物CaO的熔点比MgO的熔点低。()3.催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，改变反应的平衡状态。()4.在有半透膜存在时，稀溶液一侧的溶剂会向浓溶液一侧扩散。()5.热力学不稳定的系统在动力学上一定也是不稳定的系统。(),模 拟 试 题,六、计算题,1.298.15K时，已知CaCO3(s)，CaO(s)和CO2(g)的fHm分别为-1206.92 kJmol-1、-635.09 kJmol-1和-393.51 kJmol-1，fGm分别为-1128.7kJmol-1、-604.0kJmol-1和-94.36kJmol-1，则CaCO3的最低分解温度是多少。,模 拟 试 题,解：rGm=rHm-TrSm先求出 rSm再利用分解温度表达计算：rGm(Tc)=rHm(T)-TcrSm(T)0,时，已知某原电池的正极是一个氢电极，负极是一个电势恒定的电极。当氢电极的溶液中的pH4时，该电池电动势为0.412V；若氢电极为一个缓冲溶液时，测得电池电动势为0.427V，求算缓冲溶液的pH值。设p(H2)100kPa。（R8.314Jmol-1K-1，F96485Cmol-1）,模 拟 试 题,解：2H+2e=H2,3.在0.10molL-1FeCl3溶液中加入等体积的含有0.20molL-1NH3H2O和2.0molL-1NH4Cl的混合溶液，问能否产生Fe(OH)3沉淀？已知KspFe(OH)3=1.1010-36，pKb(NH3H2O)=4.76。,模 拟 试 题,解：Fe3+3OH-=Fe(OH)3 c(Fe3+)=0.05molL-1 0.20molL-1NH3H2O和2.0molL-1NH4Cl的混合溶液是缓冲溶液，NH3H2O=NH4+OH-,比较Q与KspFe(OH)3,2.200oC下将1mol SO3放入1L的反应器内，当反应2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)平衡时，容器内有0.6mol SO2(g)，该反应的平衡常数为(？)。,模 拟 试 题,解：2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)平衡时：0.4mol 0.6mol 0.3mol,pV=nRT直接计算分压！,