無機及分析化學複習知識點 大一,老師整理

2021-05-15 01:04:02 字數 4627 閱讀 6020

無機化學及分析化學總結

● 系統誤差:由固定因素引起的誤差,具有單向性、重現性、可校正

● 偶然誤差:隨機的偶然因素引起的誤差, 大小正負難以確定,不可校正,無法避免,服從統計規律

(1)絕對值相同的正負誤差出現的概率相等

(2)大誤差出現的概率小,小誤差出現的概率大。

● 準確度: 在一定測量精度的條件下分析結果與真值的接近程度,用誤差衡量

● 精密度(precision):多次重複測定某一量時所得測量值的離散程度。用偏差衡量

● 準確度與精密度的關係:精密度好是準確度好的前提;精密度好不一定準確度高

● 測定結果的資料處理

(1)對於偏差較大的可疑資料按q檢驗法進行檢驗,決定其取捨;

(2) 計算出資料的平均值、平均偏差與標準偏差等;複習p12例題

● 有效數字及其計算規則

有效數字:實際能測得的資料,其最後一位是可疑的。對於可疑數字一般認為有±1的誤差

例: 滴定管讀數 21.09 ml 分析天平讀數 0.2080 g 最後一位為可疑值

注意: (1) 「0」的作用:有效數字(在數字的中間或後面)定位作用(在數字的前面)

(2)對數值(ph、poh、pm、pk等)有效數字的位數取決於小數部分的位數。

計算規則:(1) 加減法:計算結果小數點後的位數與小數點後位數最少的資料一樣。

(2)乘除法(乘方、開方、對數)計算結果的有效位數與有效位數最少的資料一樣。

△rhm:摩爾反應焓變,對於給定的化學反應,反應進度為1mol時的反應熱

rhm:化學反應中,任何物質均處於標準狀態下,該反應的摩爾反應焓變

fhm:在溫度t及標準態下,由參考狀態單質生成1mol物質b的標準摩爾反應焓變即為物質b在t溫度下的標準摩爾生成焓。參考狀態單質的標準生成焓為零。

1.利用fhm計算rhm

, rhm≈rhm (298.15k);

2.蓋斯定律:在恆容或恆壓同時只做體積功的情況下,任一化學反應,不論是一步完成的,還是分幾步完成的,其化學反應的熱效應總是相同的,即化學反應熱效應只與始、終狀態有關而與具體途徑無關。

根據蓋斯定律若化學反應可以加和,則其反應熱也可以加和。

熱力學中,有兩條重要的自然規律控制著所有物質系統的變化方向

(1)從過程的能量變化來看,物質系統傾向於取得最低能量狀態;(2)從系統中質點分布和運動狀態來分析,物質系統傾向於取得最大混亂度。

熱力學中,體系的混亂度用熵來量度的。符號:s

對於物理或化學變化而論,幾乎沒有例外:乙個導致氣體分子數增加的過程或反應總伴隨著熵值增大,即: s > 0;如果氣體分子數減少,s < 0。

標準摩爾反應熵變的計算:,

rsm≈rsm (298.15k)

● 用熵變判斷反應自發性的標準是,對於孤立系統:

δs(孤) >0 自發過程;δs(孤) =0 平衡狀態;δs(孤)<0 非自發過程

● 判斷反應方向的判據是δg(適用條件:恆溫恆壓只做體積功):

δg < 0 自發過程;δg > 0 非自發過程;δg = 0 平衡狀態

● δh、δs對反應自發性的影響(δg =δh- tδs)

δh<0, δs>0,則δg<0,任意溫度下均自發

δh>0, δs<0,則δg>0,任意溫度下均非自發

δh>0, δs>0,則高溫下δg<0, 低溫下δg>0,即高溫自發,低溫非自發

δh<0, δs>0,則高溫下δg>0, 低溫下δg<0,即高溫自發,低溫非自發

(1)利用標準摩爾生成吉布斯函式計算

(只有298.15k時的δfgm,b 資料,該方法只能計算298.15k時的δrgm)

(2)任意溫度下的δrgm可按吉布斯——亥姆霍茲公式近似計算

δrgm(t)≈δrhm (298.15k)-tδrsm(298.15k) (δrhm—kj·mol-1, δrsm—j·mol-1·k-1注意單位換算)

● 反應自發進行的溫度範圍的計算

δrgm(t)≈δrhm (298.15k)-tδrsm(298.15k)

δrhm (298.15k)-tδrsm(298.15k)<0 (反應自發)

δrhm (298.15k)和δrhm (298.15k)可以通過熱力學資料算出,從而可求出自發進行的溫度範圍。(p58例3-7)

● 化學反應速率的表示方法(濃度隨時間的變化)瞬時速率、平均速率

● 化學反應速率理論(碰撞理論、過渡狀態理論)

活化分子、活化能(能用化學反應速率理論解釋濃度、溫度、催化劑對反應速率的影響)

● 質量作用定律(只適用於基元反應)、速率方程、反應級數

● 影響反應速率的因素

(1)內因:反應的活化能大小;(2)外因:濃度、溫度、催化劑(不要求計算)

● 標準平衡常數 kθ

(1) kθ表示式的書寫

溶液用相對平衡濃度表示,即平衡濃度除以cθ (1 moll1)

氣體用相對平衡分壓表示,即平衡分壓除以pθ (100 kpa),標準平衡常數是量綱為1的量。復相反應中,固體、純液體和溶劑不寫入式中,即用「1」表示

(2)kθ的求算:a通過表示式求得;b由求得

(1) 此式把動力學與熱力學聯絡起來,只要知道了某溫度下反應的標準摩爾吉布斯函式變,就可以求出反應的標準平衡常數kθ。

(2)值愈小(越負),則kθ值愈大,反應達到平衡時進行得愈完全。

若干反應方程式相加(減)所得到的反應的平衡常數為這些反應的平衡常數之積(商)。

反應1=反應2+反應3 ;反應1=反應2-反應3

反應1=m×反應2

1.濃度(分壓) 、總壓力對化學平衡的影響(此時溫度不變,因而kθ為定值)

2.溫度對化學平衡的影響(影響kθ)

公升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,降低溫度,平衡向放熱反應方向移動,

1.寫出反應方程式;2.找出各物質的初始濃度(分壓);3.

設定未知數表示出各物質的平衡濃度(分壓)4.表示出平衡常數(標準平衡常數或實驗平衡常數) →得到方程5.求解方程解出未知數(p87例4-10)

● 微觀粒子運動的特徵是波粒二象性,具體體現為量子化(能量不連續)和統計性

● 微觀粒子質量小,運動速度大,如電子在原子核為10-10m 的範圍內以106~108m/s的速度運動(沒有固定的軌跡,不服從牛頓定律)→微觀粒子的位置與動量不能同時準確測定

● 微觀粒子運動的統計性

單個電子的位置和動量不能同時準確測定,但是乙個電子的多次運動,或大量電子的運動是有規律的。即電子在原子核外任何空間都能出現,只是在某些空間範圍出現的概率大,某些空間範圍出現的概率小

● 波函式

(1)波函式(r, , )和其對應的能量e代表了核外電子的一種運動狀態,所以波函式又稱為原子軌道(函), 原子軌道不再是經典力學中描述的某種確定的幾何軌跡。

(2)波函式(r, , )沒有明確的物理意義,只是電子的運動狀態滿足波函式的函式式。

||2表示空間某處體積內電子出現的概率(即概率密度)

將波函式角度部分 ( , )隨θ,φ的變化作圖,即得波函式的角度分布圖,即原子軌道的角度分布圖。

作圖方法是:從原點(原子核)引出不同( , )的直線,直線的長度為y ,將所有直線的端點連線起來,在空間則形成乙個封閉的曲面,並給曲面標上y值的正、負號。

則曲面上任意一點到原點的距離就是此時( , )對應的 ( , )函式值的絕對值

(1)s原子軌道的角度分布圖——球面形,即s軌道角度部分函式值在在r一定時,每個方向上取值相同

(2)p原子軌道的角度分布圖——雙球面形,d原子軌道的角度分布圖——四橄欖形

即p、d、f原子軌道角度部分函式值在r一定時,在各個方向上有大小、正負不同的分布

電子雲角度分布圖是波函式角度部分函式y( , )的平方|y|2隨、 角度變化的圖形

作圖方法與波函式角度分布圖一樣,只是線段的長度為|y|2

與原子軌道角度分布圖的區別在於:

(1)原子軌道角度分布圖中y有正、負之分,而電子雲角度分布圖中y 2全為正

(2)由於y 1,y 2<|y|,電子雲角度分布圖要比原子軌道角度分布圖稍「瘦」些。

||2表示電子在核外空間某處出現的概率密度,

則|y|2表示r一定時電子在核外空間某方向上出現的概率(密度)(方向一定,體積為單位體積)

s軌道上電子在離核的距離一定時,在每個方向上出現的概率相同

p,d,f軌道上電子在離核的距離一定時,在不同方向上出現的概率有一定大小分布,某些方向上(對稱軸)出現的概率最大。

|r|2表示方向( , )一定時電子,電子離核遠近不同時出現的概率密度,離核越遠,電子出現的體積空間越大,則概率=概率密度× 體積;即概率=r2(r)4r2

r2(r)4r2對r作圖即可得電子雲徑向分布圖 ,電子雲的徑向分布圖反映電子在核外空間出現的概率離核遠近的變化

(1)當l相同時,n越大,主峰(具有最大值的吸收峰)距核越遠,即電子出現的最大概率區域離核的距離越遠

(2) 當n 相同時,l不同時,主峰離核的距離相近,即電子出現的最大概率區域離核的距離相近。→電子(最大概率區域)分層分布

(1)主量子數n:取值:1,2,3,…n等正整數。描述原子中電子(出現概率最大區域)離核的遠近,n越大,電子(出現概率最大區域)離核的距離越遠, 能量越高,同時n決定電子層

(2)角量子數l:0 1 2 3… n-1

物理意義1:決定波函式角度分布圖和電子雲角度分布圖的形狀

物理意義2:在多電子原子中與主量子數n一起決定電子的能量n相同,l越大能級越高 ens

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