大学基础化学.docx
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1、大学基础化学大学基础化学复习 复习内容 第一章 物质的聚集状态 第二章 化学反应的一般原理 第三章 定量分析基础 第一章 物质的聚集状态 一.气体 1. 理想气体状态方程 2. 分压定律 二.溶液浓度表示 1. 物质的量浓度 2. 质量摩尔浓度 3. 质量分数 一.气体 1.理想气体状态方程 pV=nRT 物理量 压力 体积 温度 摩尔气体常数 p V T 物质的量 n R Pa m3 K mol 8.314 单位 kPa L K mol 8.314 适用于理想气体:分子间的作用力忽略, 分子本身的体积忽略 pV=nRT 变换形式 Mr=m 求相对分子量 pVRT=pMrRT 求气体密度 2.
2、 分压定律 分压概念:在一定温度和体积下,组分气体单独占据与混合气体相同体积时,对容器产生的压力。 K道尔顿分压定律:p总=pii=1Kpi = p总 xi xi=1 i=1VinipiVxi 总n总pnixi 总n总二.溶液浓度表示 1. 物质的量浓度c cBmBB=nVnB=M B2. 质量摩尔浓度b bnBB=m A3. 质量分数 wmBB=m 4. 几种溶液浓度之间的关系 cwBB=M cB=bB B习题:P22 1-1、有一混合气体,总压力为150Pa,其中N2和H2的体积分数为0.25和0.75,求N2和H2的分压。解: ViVnixi 总n总pniN2=xip总=npV总=iVp
3、总=0.25150=37.5Pa总总pH2=xnViip总=inp总=p总=0.75150=112.5Pa总V总1-3 、 用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量 分数为0.030,这种水溶液的密度为1.0gmL-1,请计算这种水溶液中过氧化氢的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。 解: 质量摩尔浓度b bB=nBm A物质的量浓度 cnBB=V 摩尔分数 xnB=Bn解:1L溶液中 wBB=mm mB=wBm=wBV m( H2O2) = 1000mL1.0gmL-10.030 = 30g m( H2O) = 1000mL1.0gmL-1(1-0.030) = 970g n( H2O2)
4、 = m/M=30/34=0.88mol n( H2O) = m/M= 970/18=54mol b( H2O2)= n/m=0.88/0.97kg = 0.91molkg-1 c( H2O2)= n/V=0.88/1L = 0.88molL-1 x( H2O2) = n/n总= 0.88/(0.88+54) = 0.016 第二章 化学反应的一般原理 基本概念 热化学 化学平衡 化学反应速率 一、基本概念 状态 由一系列表征系统性质的物理量所确定下来的系统的一种存在形式。 重点掌握状态函数特性: 1、状态一定,则体系的状态函数一定。状态改变,状态函数也改变 2、状态函数变化值仅决定于系统的初
5、态和终态,与变化途径无关。 二、热化学 1、化学反应热效应 定义: 在恒温恒压或恒温恒容且只做体积功的条件下,化学反应所吸收或放出的热称为化学反应热效应。 注意: 主要讨论恒温恒压只做体积功的条件下化学反应热效应。 1、化学反应热效应 解决化学反应热效应的大小,引入了焓。 焓 H 焓变 DH 标准摩尔反应焓 DOrHm 标准摩尔生成焓 DqfHm 标准摩尔燃烧焓 DqcHm 焓 H 由热力学第一定律: D U = Q + W 体积功:W = - p = - p DV Qp = D U + p DV 焓定义为: H= U + pV H=D U + p DV 焓变: H = H2 - H1 = Q
6、p 标准摩尔反应焓变 DHOrm 化学反应中,任何物质均处于温度T 时的标准状态下,反应的摩尔反应焓变。 Hqrm q 标准状态 m 1mol 的热效应 r Reaction 反应 热化学标准状态 对物质的状态作统一规定: 气体 p压力下,处于理想气体状态的气态纯物质。 液体和固体 p压力下的液态和固态的纯物质。 溶液p压力下,溶液的浓度为1molL-1。 DqfHm定义 在标准状态下,由最稳定单质合成1mol化合物时的标准反应焓。 推断:最稳定单质的 DqfHm=0 注意:(1) 最稳定单质为:C(石墨),Cl2 (g) , Br2 (l) ,I2 (s),S,P等 (2) 生成物为1mol
7、 (3) 与聚集状态有关 DqcHm定义: 在标准状态下,由1mol化合物在O2中完全燃烧时的标准反应焓。 注意: 1、完全燃烧的最终产物: CCO2(g),HH2O (l),SSO2 (g),NN2 (g), ClHCl (aq) 2、DqcHm与物质聚集状态有关 化学反应热效应的计算 盖斯定律计算反应热效应 (2) 由 DqfHm 计算反应热效应 (3) 由 DqcHm 计算反应热效应 由盖斯定律计算化学反应热效应 在等容或等压条件下,若一个化学反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热的代数和与一步完成时的反应热相同。 I DqrHm(1)II DHqrm(3)DqrHm(2)III Dq
8、qqrHm(1)=DrHm(2)+DrHm(3)实际应用:热化学方程相加减,对应的相加减。 由标准摩尔生成焓 计算化学反应热效应 反应 aA + bB xX + yY DqqqqqrHm=xDfHmX+yDfHmY-aDfHmA-bDfHmB DqqrHm=BDfHm(B) B例1: 298K时反应Na(s)+ Cl2(g)NaCl(s)的DqrHm -411.1kJmol-1,即该温度下NaCl(s)的标准摩尔生成焓为-411.1kJmol-1。 例2: 所有气体单质的标准摩尔生成焓都为零。 例3: 下列各种物质中,298K时标准摩尔生成焓不为零的是. 。 (A)C(石墨);(B)N2(g)
9、;(C)Br(g);(D)I2(s) 习题:P66:2-2 1. 利用附录III的数据,计算下列反应的 : (1) Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g) (2)2NaOH(s)+CO2(g)Na2CO3(s)+H2O(l) (3)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) (4)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) 解: (1) Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g) DqfHm-1118.4 0 0 -241.8 (1) DHqrm =4(-241.8) - (-1118.4) = 151.2 kJmol-1
10、 (2) DqrHm= -171.8kJmol-1 (3) DqrHm = -905.4kJmol-1 (4) DqrHm= -872.9kJmol-1 习题2-3 1. 已知下列化学反应的反应热: C2H2(g) + 5/2O2(g) 2CO2(g) + H2O(g) DqrHm= -1246.2 kJmol-1 C(s) + 2H2O(g) CO2(g) + 2H2(g); DqrHm= +90.9 kJmol-1 2H2O(g) 2H2(g) + O2(g); DqrHm= +483.6 kJmol-1 求乙炔(C2H2,g)的生成热 。 解:乙炔(C2H2,g) 生成热的反应为: 2C
11、(s)+H2(g)C2H2(g) 1. 已知下列化学反应的反应热: C2H2(g) + 5/2O2(g) 2CO2(g) + H2O(g) C(s) + 2H2O(g) CO2(g) + 2H2(g); 2H2O(g) 2H2(g) + O2(g); 解:乙炔(C2H2,g) 生成热的反应为: 2C(s)+H2(g)C2H2(g) 反应2(1)+5(3)为: 2C2H2(g)+8H2O (g)4CO2(g)+10H2(g) 反应4(2)- (4)为: 4C(s)+2H2(g)2C2H2(g) 解:反应4(2)- 2(1)-5(3)/2为: 2C(s)+H2(g)C2H2(g) DqqfHm(C
12、2H2,g)=2DHHqrm(2)-Drm(1)-2.5 DqrHm (3) =290.9-(-1246.2) -2.5483.6 =219.0 kJmol-1 习题2-4 求下列反应的标准摩尔反应焓变 (298.15 K): (1)Fe(s)+Cu2+(aq)Fe2+(aq)+Cu(s) (2)AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq) (3)Fe2O3(s)+6H+(aq)2Fe3+(aq)+3H2O(l) (4)Cu2+(aq)+Zn(s) Cu(s)+Zn2+(aq) (1) Fe(s)+Cu2+(aq)Fe2+(aq)+Cu(s) DqfHm 0 64.77 -89
13、.1 0 DqrHm (1)= -89.1-64.77 = -153.9 kJmol -1 DqrHm (2)= -18.91 kJmol-1 DqrHm (3)= -130.3 kJmol -1 DqrHm (4)= -218.66 kJmol -1 三、 化学平衡 1. 可逆反应与化学平衡 2. 化学平衡常数 3. 影响平衡移动因素 1. 掌握化学平衡的概念 1)化学平衡针对可逆反应而言 2)达到化学平衡时的特征 3)正确书写化学平衡常数表达式 4)化学平衡常数的物理意义 对可逆反应: 正=逆 达化学平衡 组分浓度不随时间变化 (cX)xcYy(pXxKq=cq(cq) K=p)(pYyp
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