大学化学知识点.ppt

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1、大学化学知识点,一.系统与相 1.三大系统 敞开系统 封闭系统 孤立系统 2.相 1）概念 2）判断,大学化学知识点,例；Ag2S(S)+H2(g)=2Ag(S)+H2S(g)达到平衡时体系是 相,大学化学知识点,二.热力学三个状态函数 1.标准摩尔生成焓fHm 标准反应的焓变rHmo(298K),大学化学知识点,2.标准摩尔熵Sm0 反应的熵变rSm0(298K)标准摩尔熵的一般规律,例；将下列物质按其标准熵Sm0(298k)值由大到小的顺序排列 a.K(s)b.KCl(s)c.Br2(l)d.Br(g),大学化学知识点,3.标准摩尔生成吉布斯函数fGm 反应的吉布斯函数变rGmo(298K

2、)4.自发性判断 G 0 非自发反应 或 rGmo+40 KJ.mol-1 非自发反应,大学化学知识点,5.计算 aA+bB=gG+dD,大学化学知识点,1）热力学等温方程式 rGm(T)=rGmo(T)+RTlnQQp=(PDd/P0PGg/P0)/(PAa/p0 PBb/p0)Qc=CDd CGg/CAa CBb,2)rHmo=（生成物）（反应物）KJ.mol-1 rSmo=（生成物）（反应物）J.mol-1.K-1 rGmo=（生成物）（反应物）KJ.mol-1=rHmo T rSmo 注意 计量系数，正负号，10-3,大学化学知识点,3）lgKo=-rGmo/RT R=8.314 J.

3、mol-1.K-1,大学化学知识点,例 反应标准热力学常数为：2（）2（）（）2（）fHm（298.15K）/KJ.mol-1 393.509 0 110.525 241.815Sm(298K)Jmol-1 K-1 213.74 130.684 197.674 188.825 计算在298.15条件下反应的摩尔吉布斯函数变，并判断反应进行的方向,大学化学知识点,解：rHm（298.15K）=(-11.525)+（-241.818)0(-393.509)KJ.mol-1=41.17 KJ.mol-1 rSm（298.15K）=(197.674+188.825-130.684-213.74)=42

4、.08 J.mol-1.K-1 rGm0（298.15K）=rHm-T rSm（298.15K）=41.17-298.15(42.0810-3)KJ.mol-1=-0.91 KJ.mol-1 0 正向进行,大学化学知识点,三.吕查得原理及质量作用定律1.增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。增加总压力，向分子总数减小的方向移动。增加温度，向吸热方向移动。,大学化学知识点,对于下列反应：C(s)+CO22CO(g);rHm0(298K)=172.5KJ.mol-1 下列如何变化？k（正）v（正）K0 方向增加总压力 不变 增大 不变 向左 升高温度 增大 增大 增大 向右加催化剂 增大 增大 不

5、变 不变,大学化学知识点,2.质量作用定律 aA+bB=gG+dD V=kAa Bb 基元反应 级数 a+b,大学化学知识点,例 2NO+O2=2NO2 为基元反应,则其速率方程为 v=kNO2O2 此反应为 3 级反应.,大学化学知识点,3.用活化能和活化分子的观点解释反应速率 活化分子总数=活化分子%分子总数 1）增大浓度（或气体压力）,大学化学知识点,活化分子%一定，浓度，活化分子总数。2）升高温度 活化分子%，活化分子总数。3）降低活化能 活化分子%，活化分子总数。4.加催化剂 反应速率，平衡常数Ko不变，方向不变，正逆反应速率。,对于反应：N 2(g)+3H2(g)=2NH3(g):

6、rHm0 当反应达到平衡后，再适当升高温度，则（填如何变化）：正反应速率将增大 平衡向 反方向移动 标准平衡常数将减小,大学化学知识点,四.弱电解质平衡和溶度积原理 1.HAC H+AC-H+=(KaC)1/2 NH3H2O NH4+OH-OH-=(KaC)1/2 Kw=H+OH-,大学化学知识点,2.缓冲溶液 1）概念 2）H+=Ka 弱酸/弱酸盐 3）性质 加H+，PH基本不变，加OH-，PH基本不变，加水稀释，PH不变,大学化学知识点,3.溶度积原理 AnBm(S)=nAm+mBn-KS=Am+n+Bn-m 4.Ko和KS 关系,大学化学知识点,判断下列反应进行的方向 PbCO 3（s）

7、+S2-=PbS（s）+CO32-（Ks（PbS）=9.0410-29，Ks（PbCO3）=1.8210-8）,大学化学知识点,例如 Al(OH)3(S)+3H+Al3+3H2O(l)Ko=Al3+/H+3=Al3+HO-3/H+3 HO-3=KS Al(OH)3/Kw 3,大学化学知识点,例：在下列各系统中各加入约1.00g NH4Cl固体并使其溶解，对于指定的性质（定性的）影响如何？1）10.0cm3 0.1mol.dm-3 HCl溶液（pH）pH值基本不变 2）10.0cm3 0.1mol.dm-3 NH3 水溶液（氨在水溶液中的解离度）解离度降低3）10.0 cm3 纯水（pH）pH

8、值变小_,大学化学知识点,4.解释名词 1）溶液的蒸汽压下降 2）溶液的沸点上升和凝固点下降 3）渗透压 4）稀释定律 5）同离子效应,大学化学知识点,五.原电池和电解池,大学化学知识点,1.原电池 电解池正极 Cu2+2e=Cu 还原 阳极 氧化反应 负极 Zn 2e=Zn2+氧化 阴极 还原反应,2.电池符号,大学化学知识点,电极反应为：（-）Fe2+e-=Fe 3+(+)Cl2+2e-=2 Cl-,原电池符号为：(-)Pt|Fe 3+,Fe 2+|Cl-|Cl2|Pt(+),(-)Pt|MnO4-,Mn 2+,H+(10-5 molL)|Cl-|Cl2|Pt(+),六.电极电位的应用,大

9、学化学知识点,1.Nernst方程 a(氧化态）+ne b(还原态）=0+0.05917/nlg 氧化态a/还原态b 2.氧化还原方向的判断 1）0 氧化态/还原态 大 氧化态是强氧化剂，还原态是弱还原剂。0 氧化态/还原态 小 氧化态是弱氧化剂，还原态是强还原剂。,2）氧化还原方向的判断 a)Sn4+2Fe2+=Sn2+2Fe3+Sn4+2e-=Sn2+0.15v 2Fe3+2e-=2Fe2+0.77v 反应方向Sn2+2Fe3+=Sn4+2Fe2+,大学化学知识点,b)pH=7时反应方向 Cr2O72-+14H+2Br-=Br2+2Cr2+7H2O Br2+2e-=2Br-1.065v C

10、r2O72-+14H+6e-=2Cr2+7H2O 1.33v=1.33+0.05917/6lg(10-7)14=0.366v Cr2O72-+14H+6e-=2Cr2+7H2O 0.366v Br2+2e-=2Br-1.065v 逆反应方向自发进行,大学化学知识点,3）计算 lg Ko=nE0/0.05917 rGmo=-nFE0 F=96485cmol-1,大学化学知识点,例：当p5.00，除+离子外，其余有关的物质均处于标准条件下，下列反应能否自发进行？组成原电池，并通过计算说明之,大学化学知识点,2MnO-4+16H+10Cl-=5Cl2+2Mn2+8H2 O(l)(0(MnO4-/Mn

11、2+)=1.507V 0(Cl2/Cl-)1.358V),解：2MnO4-+16H+10Cl-=5Cl2+2Mn2+8H2O(l)0(MnO4-/Mn2+)=1.507V 0(Cl2/Cl-)1.358V),大学化学知识点,正极 MnO4-+8H+5e-=Mn2+4H2O负极 2Cl-Cl2+2e-,大学化学知识点,(MnO4-/Mn 2+)=0(MnO4-/Mn2+)+0.05917/5lgMnO4-H+8/Mn 2+=1.507+0.05917/5lg10-5 8=1.003(V)Cl2/Cl-0 Cl 2/Cl-1.358V 所以 MnO-4/Mn 2+Cl2/Cl-不能自发进行,(-)

12、Pt|MnO4-,Mn 2+,H+(10-5 molL)|Cl-|Cl2|Pt(+),例；已知下列两个电极的标准电极电位如下：Ag+e-=Ag（s）0（Ag+/Ag=0.799（V）AgBr（s）+e-=Ag（s）+Br-（AgBr/Ag）=0.073（V）试从0 值及能斯特方程，计算AgBr的溶度积。,大学化学知识点,解：将两极组成原电池（-）Ag|AgBr(s)|Br|Ag+|Ag(+)总反应式 Ag+Br-=AgBr(s)K0=1/Ag+Br-=1/Ks(AgBr(s)lgK0=nE0/0.05917=1x(0.7996-0.073)/0.05917=12.18 K0=1.9x1012

13、Ks(AgBr(s)=5.2x10-13,大学化学知识点,七.电解产物阴极产物 0 氧化态/还原态 大的氧化态物质得电子进行还原反应。Na Mg Al H Mn Zn Fe Ni Sn H Cu Ag Au-1.1V 0.00V0小|0大 2H+2e=H2|Mnn+ne=M,大学化学知识点,阳极产物 0 氧化态/还原态 小的态还原物质 失电子进行还 原反应。金属失电子 简单离子Cl-,S2-HO-复杂离子 M-ne=Mnn+2X-2e=X2 2 HO-2e=H2+1/2O2,大学化学知识点,例;电解KOH溶液，两极都用Pt 反应式为阳极 4OH-=2H2O+O2+4e-阴极 4H+4e-=2H

14、2 2H2O=2H2+O2,大学化学知识点,八.原子轨道与原子结构1.波函数与电子云的概念2.四个量子数3.原子轨道与电子云的角度分布图4.核外电子分布原理和电子分布式5.电负性,大学化学知识点,九.分子结构 1）杂化轨道与空间构型类型 SP SP2 SP3 不等性杂化SP3参加轨道 S+P S+2P S+3P S+3P轨道数 2 3 4 4夹角 1800 1200 109028空间构型 直线 平面三角 正四面体 三角锥型 V型 实例 BeCl2 BF3 CH4 NH3 H2O HgCl2 BCl3 SiH4 PH3 H2S CCl4,大学化学知识点,2）化学键和分子间力 a)化学键类型 b)

15、和键的特点 c)分子间力和氢键 色散力 取向力 诱导力 分子量大，分子半径大，瞬时偶极矩大，色散力大。氢键 F,O,N原子半径大，电负性大，共用电子对强烈偏向X原子。d)分子间力和氢键对物质的影响,大学化学知识点,例；下列各种含氢的化合物中只含有氢键的是 A、HBr B、HF C、CH4 D、H3BO3,大学化学知识点,例；用杂化轨道理论判断：BF3 的空间构型和极性 为平面三角型，BF3分子是呈对称性结构是非极性分子 NH3 的空间构型和极性 为三角锥型，NH3分子是极性分子。,大学化学知识点,十.晶体类型,大学化学知识点,例；判断下列各种物质各属何种晶体类型，1）KCl 2）SiC 3）HI 4）Fe 离子晶体 原子晶体 分之晶体 金属晶体,大学化学知识点,