大學化學期末複習

2021-07-24 10:12:00 字數 4925 閱讀 1779

1.什麼是化學?(化學是在原子和分子水平上研究物質的組成、結構、效能及其變化規律和變化過程中能量關係的學科。)

系統中具有相同的物理性質和化學性質的均勻部分。 狀態函式:用來表徵系統狀態的物理量稱為狀態函式。

過程:系統的狀態發生變化,從始態到終態,我們稱系統經歷了乙個熱力學過程,簡稱為過程。途徑:

實現這個過程可以採取許多種不同的具體步奏,我們就把每一種具體步奏稱為途徑。 在熱力學中,系統發生變化時,設與環境之間交換的熱為q,與環境交換的功為w,可得熱力學能(亦稱內能)的變化為 δu = q+ w 或δu=q-w(目前通用這兩種說法,以前一種用的多),為了避免混淆,物理中普遍使用第一種,而化學中通常是說系統對外做功,故會用後一種。)

例如,在一定條件下,由水、冰、水蒸氣、氮氣和氧氣組成的體系中含有:(a) a、三個相 b、四個相 c、五個相 d、六個相

3.焓的概念,化學反應的標準摩爾焓變、物質標準摩爾生成焓的定義,化學反應的標準摩爾焓變的計算。(焓是乙個熱力學系統中的能量引數。所謂標準狀態,是在指定溫度t和標準壓力p下該物質的狀態,簡稱標準態。

標準摩爾生成焓記為δfhm(b, 相態, t), 在溫度t(若為298.15k時則可不標出)下,由標準狀態的單質生成物質b(νb=+1)反應的標準摩爾焓變。即在標準狀態下(反應物和產物都是處於100kpa,通常溫度選定298.

15k),由指定單質生成單位物質的量(1mol)的化合物的化學反應熱(即恆壓反應熱),稱為該物質的標準摩爾生成焓或標準生成熱。標準摩爾生成焓的單位:kj/mol。

)4.熵的概念,物質標準摩爾熵的定義及大小比較。(熵-定義:

描述物質混亂度大小的物理量。物質(或體系)混亂度越大,對應的熵值越大。符號:

s 。單位: jk-1在0k時,乙個純物質的完美晶體,其組分粒子(原子、分子或離子)都處於完全有序的排列狀態, 混亂度最小, 熵值最小。

任何純物質的完美晶體在0k時的熵值規定為零(s0=0)。熵是狀態函式。溫度公升高, 體系或物質的熵值增大。

標準摩爾熵-定義:某單位物質的量的純物質在標準態下的熵值稱為標準摩爾熵。符號:

sm單位:j·mol-1·k-1。影響熵值的因素:

溫度公升高,物質的熵值增大。同一物質在氣態的熵值總是大於液態的熵值,而後者又大於固態的熵值。 氣態多原子分子的熵值比單原子分子大。

因為熵是一種狀態函式,所以化學反應的標準摩爾反應熵變 (rsm )只取決於反應的始態和終態,而與變化的途徑無關。標準摩爾反應熵變rsm =σi sm(生成物) +σi sm(反應物) )

例:(簡要回答)將下列各物質按標準熵值由大到小的順序排列,並簡述原因。

a . cl2(g) b . br2(l) c . kcl(s) d . k(s) e . na(s)

解:a>b>c>d>e;a為氣態,混亂度最大,其熵值亦最大;b為液態, 其熵值較亦a小;c、d、e均為固態,依其複雜混亂程度依次減小。

5.吉布斯函式變的概念,物質的標準摩爾生成吉布斯函式變以及反應的標準摩爾吉布斯函式變的定義及相關計算。(摩爾吉布斯自由能變數(簡稱自由能變),以rgm表示,單位:

kj·mol-1。吉布斯公式-在等溫、等壓下, 化學反應摩爾吉布斯自由能變(rgm)與摩爾反應焓變(rhm)、摩爾反應熵變(rsm)、溫度(t )之間有如下關係:   rgm = rhm – t rsm )

6.反應自發性的判斷。轉向溫度的計算。

例如:工業上合成氨的反應為:n2(g) +3h2(g) == 2nh3(g) ,試利用下表有關熱力學資料通過計算說明:

(1) 298k時反應的(298k),說明常溫常壓條件下合成氨反應的可行性;(2) 估算在標準條件下自發進行的最低溫度; (3) 400k時合成氨反應的標準平衡常數

解(1) (298k) =vb (298k)= -32.86 kj·mol-1< 0

所以常溫常壓條件下合成氨反應可能自發進行。

(2) (298k) = vb (298k)= -92.86 kj·mol-1

(298k) = vb (298k)= (2×192.3-191.5-3× 130.6 ) j·mol-1·k-1

=-198.7 j·mol-1·k-1

所以標準條件下自發進行的最低溫度:

tc ≤

(3) (400k) ≈ (298k) – t (298k)

= [-92.86-400×(-0.1987)] kj·mol-1=-13.38 kj·mol-1

所以 (400k)=55.88

7.化學反應平衡的的定義及判斷,標準平衡常數的表達及相關計算,化學平衡的移動。(對於任一可逆的化學反應,在一定條件下達到化學平衡狀態時,體系中各反應物和生成物的物質的量不再發生變化,其活度熵為一定值。

化學反應平衡的標誌是化學反應體系內的各物質的濃度不再隨時間的變化而變化。 化學平衡常數,是指在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,也不管反應物起始濃度大小,最後都達到平衡,這時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值是個常數,用k表示,這個常數叫化學平衡常數。平衡常數一般有濃度平衡常數和壓強平衡常數。

對於可逆化學反應 ma+nbpc+qd在一定溫度下達到化學平衡時,其平衡常數表示式為kc=[c(c)^p*c(d)^q]/[c(a)^m*c(b)^n]

已達到平衡的反應,外界反應條件改變時,平衡混合物裡各組成物質的百分含量也就會改變而達到新的平衡狀態叫化學平衡移動。 放熱熵增大反應,溫度公升高,-△gθ變大,kθ變小 。放熱熵減小反應,溫度公升高,-△gθ變小,kθ變小 。

吸熱熵增大反應,溫度公升高,-△gθ變大,kθ變大 。吸熱熵減小反應,溫度公升高,-△gθ變小,kθ變大)

例如:含有0.100 mol/l agno3、0.

100 mol/l fe(no3)2和0.0100 mol/l fe(no3)3的溶液中,發生如下反應:fe2+ (aq) + ag+(aq) = fe3+(aq) + ag(s),25℃時的平衡常數k= 2.

98。 (l)反應向哪一方向進行?

(q=(0.0100/1.0)/[(0.100/1.0)*(0.100/1.0)]=1.0(2)平衡時,ag+、fe2+、fe3+的濃度各為多少?

fe2+(aq)+ag+(aq)=fe3+(aq)+ag(s),

解設fe3+的生成量為x

fe2+ (aq) + ag+(aq) = fe3+(aq) + ag(s)

(初始量)0.1000.1000.0100

(變化量)***

(剩餘量) 0.100-x 0.100-x 0.0100+x

[(0.0100+x)/1.0]/[ (0.100-x)/1.0* (0.100-x)/1.0]=2.98x=0.013

c』(fe3+)=0.023mol/l c』(fe2+)=c』(ag+)=0.087mol/l

例如:水煤氣反應c(s) + h2o(g)→co(g) + h2(g),問:①此反應在298k、標準狀況下能否正向進行?

②若公升高溫度,反應能否正向進行?③100kpa壓力下,在什麼溫度時此體系為平衡體系?

δfhm (h2o)= –241.81kj/mol, δfhm (co)= -110.52kj/mol,

s m (c, s)= 5.74 j /(k·mol), s m (h2o, g)= 118.83 j /(k·mol),

s m (co, g)=197.67 j /(k·mol) , s m ( h2, g)= 130.68j /(k·mol)

解c(s) ﹢h2o(g)= co(g)﹢h2(g)

kj·mol-1 0 -228.6 -137.2 0

kj·mol-1 0 -241.8 -110.52 0

j·mol-1·k-1 5.74 188.83 197.67 130.68

△g (298k)= ( -137.2) -( -228.6)= 91.4(kj/mol)>0

①此反應在298k、標準狀況下不能正向進行。

②△h (298k)=( -110.52)- ( -241.8) = 131.3(kj/mol)

△s (2984k) =(130.68)+( 197.68)-(5.74)-(188.83)= 133.9(j·mol-1·k-1)

此為吸熱熵增的反應,由△g≈△h (298k)-t·△s (298k)可以判斷:若公升高溫度,反應能正向進行。

③△g≈△h (298k)-t·△s (298k) =0為平衡體系

則: t=△h (298k)/ △s (298k)=(131.3)/(133.9)×10-3=980.6k時為平衡體系。(或980.58k)

8.多重平衡規則。(當幾個反應式相加得到另一反應式時,其平衡常數等於幾個反應平衡常數之積, 此規則稱為多重平衡規則。)

例如:單選,已知下列反應的平衡常數:(1)a=b;k1 (2)b+c=d;k2 則反應:

a+c=d的平衡常數是:(b) a. (k1k2)2 b.

k1 k2 c. k2/ k1 d. k1/ k2

9.質量作用定律,速率方程的書寫,反應級數的確定,反應速率的影響因素(溫度,催化劑)(溫度:只要公升高溫度,反應物分子獲得能量,使一部分原來能量較低分子變成活化分子,增加了活化分子的百分數,使得有效碰撞次數增多,故反應速率加大(主要原因)。

當然,由於溫度公升高,使分子運動速率加快,單位時間內反應物分子碰撞次數增多反應也會相應加快(次要原因) 催化劑:使用正催化劑能夠降低反應所需的能量,使更多的反應物分子成為活化分子,大大提高了單位體積內反應物分子的百分數,從而成千上萬倍地增大了反應物速率.負催化劑則反之。

)10.溶液的通性。 例如,單選:將非揮發性溶質溶於溶劑中形成稀溶液時,將引起:(c)a 沸點公升高 b熔點公升高 c蒸氣壓公升高 d都不對

11.酸鹼質子理論。(凡是可以釋放質子(氫離子,h+)的分子或離子為酸(布朗斯特酸),凡是能接受氫離子的分子或離子則為鹼(布朗斯特鹼)。

酸 + 鹼≒共軛鹼 + 共軛酸)例如,的共軛酸是h3po4,共軛鹼hpo4- 。

大學化學期末考試複習

大學化學 第一章熱化學與反應 重要概念 1.系統 客觀世界是有多種物質構成的,但我們可能只研究其中一種或若干物質。人為地將一部分物質與其他物質分開,被劃分的研究物件稱為系統。2.相 系統中具有相同物理性質和化學性質的均勻部分稱為相。3.狀態 是指用來描述系統的諸如壓力p 體積v 溫度t 質量m和組成...

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一 基本概念 1 物質的變化 物理變化 化學變化 2 物質的性質 物理性質 化學性質 3 物質的組成和分類 純淨物與混合物的區別 氧化物無機物離子化合物 酸鹼有機物共價化合物 鹽4 元素分類的依據 元素週期表 原子序數 週期 族 5 化學用語 元素符號 氫 氦 鋰 鈹 硼 碳 氮 氧 氟 氖 鈉 鎂...