《大學化學a》各章小結
補充熱力學部分與平衡部分
1、本章以熱力學第
一、二定律為基礎,重點講授熱力學狀態函式即熱力學能(內能)(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(g)的概念及其變化值的計算,解決化學反應中能量變化問題及反應進行的方向和限度問題。
一、熱力學第一定律
熱力學第一定律數學表示式為:
△u=q+w
△u為熱力學能變、q為熱,w為功。應用熱力學第一定律應注意各物理量的正負號和單位。熱力學第一定律是能量守恆定律在熱力學體系上的應用。
二、化學反應的熱效應
1.焓變。
h和u一樣,其絕對量是無法測定的,但當體系狀態發生變化時,體系的焓變可以通過測量定壓熱效應而求得。
吸熱反應△h>0,放熱反應,則△h<0。
如果有氣體參與反應,在定溫定壓下的熱效應:
式中: 為氣體產物的物質的量與氣體反應物的物質的量之差。
2.反應進度與反應的摩爾焓變
對於化學反應可表示為反應進度定義為:
反應進度的si單位為mol
注意:反應進度是與反應方程式直接聯絡的,離開方程式該反應進度是沒有意義的。反應的摩爾焓變為反應時的焓變除以反應進度ξ:
△rhm=△h/ξ
3.化學反應焓變
三、熵熵是量度體系混亂度的狀態函式。
在標準狀態下物質的摩爾熵稱為該物質的標準摩爾熵。由物質的smθ可計算化學反應的△rsmθ。
四、化學反應的方向
1.自由能與標準生成自由能
自由能g的定義:g=h-ts
在定溫定壓且體系不作非體積功的條件下,利用△rgm判斷化學反應的方向和限度:
△rgm <0,反應自發進行(正向自發);
△rgm=0,反應處於平衡狀態;
△rgm>0,反應不能自發進行(逆向自發)
應當指出,在定溫定壓下的正常相變,兩相是相互平衡的。如h20在373k、101.3kpa下汽化;冰在273k,101.3kpa下融化,兩相是相互平衡的,因此其△g=0。
標準摩爾生成自由能是指298k、pθ下,由元素最穩定的單質生成1mol物質時的自由能變化。根據定義,元素穩定單質的標準摩爾生成自由能在任何溫度時均為零。由物質的△fgmθ可計算反應的
2.gibbs-helmholts方程式的應用
△rgm=△rhm-t△rsm
標準狀態時:
實際應用時,因反應的△rhmθ和△rsmθ隨溫度變化不大,故可作近似計算
對於乙個化學反應,根據△rgm=△rhm-t △rsm可知,溫度對反應方向的影響分四種情況:
這裡必須指出的是△rgm和的意義不同。△rgm是指反應體系中各物質處於任意狀態(分壓或溶液濃度不加規定)反應的進度ξ=1mol時的摩爾吉布斯自由能變,它表示實際條件**系自發變化的趨勢;而△rgmθ指反應體系中各物質都處於標準狀態下,反應進度ξ=1mol時的標準摩爾吉布斯自由能變,它只表示標準狀態時反應自發進行的趨勢。
另外,△rgm <0只是從熱力學角度說明反應在定溫定壓下有自發進行的可能性,但有的反應儘管△rgm <0 實際上並不發生。如298k下h2(g)與02(g) 化合成h2o(l)的反應,.若要此類反應實現,往往需要加熱以提供能量或採用催化劑以降低反應的活化能。
因此,化學反應在熱力學上有進行的可能性與動力學上能否實現,兩者之間沒有必然的聯絡。
化學平衡
本章討論標準平衡常數的意義,化學反應等溫式,影響平衡移動的因素,重點掌握化學平衡原理及有關計算。
一、標準平衡常數
1.標準平衡常數的表示式
二、平衡常數與自由能變化的關係
定溫定壓下,對於任意的氣體反應:
aa(g)+bb(g)ee(g)+ff(g)
則有:式中q稱為反應商
當反應達到化學平衡時,
代入前式可得:
此式稱為化學反應等溫式,可用來判斷化學反應的方向和限度。
當時,,正反應自發進行
當時,,反應達到平衡狀態
當時,,逆反應自發進行
三、影響化學平衡移動的因素
1.濃度及壓力對化學平衡的影響
改變任一反應物或產物的濃度,則,必然引起平衡的移動,達到新的平衡時,q重新等於(溫度不變時)
壓力對沒有氣體參入反應的平衡體系無影響;對於反應前各氣體分子數相等()的反應,改變體系的總壓不能使平衡發生移動。在氣體反應物分子數和產物分子數不相等的反應中,增加體系的總壓平衡向的方向移動。
2.溫度對化學平衡的影響
溫度改變會導致平衡常數改變,從而使平衡發生移動。
該式為范特霍夫(j.h.van』t hoff)公式。
催化劑不能使平衡發生移動。
四、標準平衡常數的計算方法
1.通過計算標準狀態平衡時各物質的組成,濃度或分壓求算:
2.由熱力學函式計算:
;3.利用van』t hoff式計算
(4)對於氧化還原反應則利用標準電動勢和電子轉移數計算:(見氧化還原反應與電化學)
(5)利用多重平衡原理求平衡常數。
第1章原子結構和元素週期律
1、基本概念
波函式、原子軌道、概率密度、能級、電子雲、電子層、電子亞層、簡併軌道等物理量的物理意義
2、四個量子數
1. 取值範圍:
2. 物理意義
3、多電子原子核外電子排布
1. 能級高低順序(鮑林軌道能級圖)
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
2. 電子排布三原則
①能量最低原理;②泡利不相容原理;③洪特規則;特殊規則
3. 會寫30號之前元素的電子排布式
4. 惰性氣體一族的核外電子排布
四、元素週期律和元素週期表
1. 根據原子的電子排布情況判斷元素位於週期表中的位置:週期、族、分割槽
2. 原子半徑、電離能、電子親和能以及電負性的變化規律
第二章化學鍵和分子結構
一、離子鍵的形成、本質和特點
二、共價鍵理論
1. 價鍵理論
理論的基本要點;共價鍵的本質、特點和分類
2. 雜化軌道理論
①理論的基本要點
②sp、sp2、sp3、不等性sp3雜化形成分子的分子構型,會判斷典型化合物的雜化型別。
書上有例子,自己看。
3. 分子的極性
會判斷常見分子的極性:正負電荷中心重合(分子構型對稱)的為非極性分子,不重合(分子構型不對稱)的為極性分子。
自己找一些分子,學會判斷。
三、分子間力和氫鍵
1. 分子間力的分類及產生原因
2. 會判斷分子間力的型別:
極性分子與極性分子之間:取向力、誘導力、色散力
極性分子與非極性分子之間:誘導力、色散力
非極性分子與非極性分子之間:色散力
3. 氫鍵
①氫鍵的形成:x—h y (x、y=n、o或f)
②氫鍵的特點:方向性和飽和性
③氫鍵的型別:分子間氫鍵和分子內氫鍵
4. 分子間力和氫鍵對於物質結構的影響
第三章定量分析的過程
一、分析方法的分類
二、定量分析結果的表示
固體試樣常用質量分數ωb表示,液體試樣常用物質的量濃度表示。
3、滴定分析法概述
1. 滴定分析法對化學反應的要求
2. 滴定方式:直接滴定法、返滴定法、間接滴定法、置換滴定法(示例應用)
3. 基準物質和標準溶液
①基準物質應符合的條件(分清哪些是基準物,四大滴定法)
②標準溶液濃度的表示方法:物質的量濃度和滴定度
③標準溶液的配製方法:直接法和間接法
4. 滴定分析法的計算
第五章誤差與資料處理
一、定量分析誤差
1. 誤差的分類及產生原因:系統誤差和偶然誤差
2. 準確度與誤差、精密度與偏差
3. 準確度與精密度的關係:精密度是保證準確度的前提條件。
4. 提高分析結果準確度的方法
①消除系統誤差:對照試驗、空白試驗、校正儀器、校正方法
②減小偶然誤差:增加平行測定的次數
2、分析資料的統計處理
1. 偶然誤差的正態分佈
2. 可疑資料的取捨—q檢驗法
三、有效數字及其運算
1. 有效數字位數的確定
2. 有效數字的修約規則
3. 有效數字的運算規則
第六章酸鹼反應和酸鹼滴定法
一、酸鹼質子理論
1. 酸鹼的定義和共軛酸鹼對
2. 酸鹼反應的實質
二、酸鹼平衡
1. 水的解離和溶液的ph
kw=[h+][oh-],25°c時,kw=1×10-14
2. 弱酸弱鹼的解離平衡
ka、kb
共軛酸鹼對:
3. 影響酸鹼平衡的因素
①稀釋定律:
②同離子效應和鹽效應
三、質子平衡方程的書寫
四、酸鹼溶液ph的計算
①強酸強鹼溶液:完全電離
②一元弱酸溶液:
③一元弱鹼溶液:
④緩衝溶液:
五、緩衝溶液
①緩衝溶液的定義、組成和緩衝原理
②有關計算
③緩衝容量和緩衝範圍
④緩衝溶液的選擇和配製
六、酸鹼滴定法
①酸鹼指示劑的變色原理
②酸鹼滴定曲線:
指示劑的選擇原則:使指示劑的變色範圍全部或部分落在滴定突躍範圍之內
影響滴定突躍的因素:c、ka或kb
準確(直接)滴定的條件:
③hcl和naoh標準溶液的配製和標定
均採用間接法配製;常用無水碳酸鈉作為基準物質,甲基橙作為指示劑標定鹽酸標準溶液;常用鄰苯二甲酸氫鉀作為基準物質,酚酞作為指示劑標定氫氧化鈉標準溶液
④酸鹼滴定法的應用:雙指示劑法測定混合鹼含量(課後習題)
第七章配位反應和配位滴定法
一、配位化合物
1. 配合物的組成
2. 配合物的命名
3. 螯合物
二、配位解離平衡
1. 配合物的平衡常數:穩定常數
2. 配位反應的酸效應係數和條件穩定常數
3. 配位平衡與酸鹼平衡、沉澱平衡、氧化還原平衡影響(計算)
3、配位滴定法
1. 金屬指示劑:變色原理、指示劑應具備的條件、指示劑的封閉和僵化現象
2. 配位滴定曲線中滴定突躍的影響因素:cm、
3. 單一離子準確滴定的條件:
4. 配位滴定中的酸度控制:
5. 最高酸度(最低ph):(聯絡滴定突越)
最低酸度(最高ph):
6. 提高配位滴定選擇性的方法
①控制酸度進行分步滴定:
②掩蔽和解蔽:
配位掩蔽、沉澱掩蔽、氧化還原掩蔽
7. edta標準溶液的配製和標定
間接法配製,常用zn作為基準物質,鉻黑t作為指示劑進行標定。
8. 配位滴定的方式和應用(課後習題)
第八章氧化還原反應和氧化還原滴定法
940大學化學考試大綱
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