工程化學總結
第一章化學反應的基本原理
第一節化學反應的熱效應
一、基本概念和基本知識
1、系統(體系)和環境,系統分為封閉體系、孤立系統和敞開系統
2、狀態和狀態函式,u、h、g、s、p、t,狀態一定,狀態函式一定,相反也然;狀態改變,狀態函式值也改變。與途徑無關!
3、過程量,熱和功,體積功和非體積功,二者正、負號的規定。與途徑有關!
4、內能,u
5、能量守恆定律(熱力學第一定律)
δu=q+w
6、理想氣體和理想氣體分壓定律
( )t,v時, p=σpi ,pi/p=ni/n
二、化學反應的熱效應和焓變
1、qν=δu(w 』=0)
2、qp=δh(w 』=0) ,不能說qp是狀態函式;
h=u+pv
3、qp=qν+δn(g)rt
三、蓋斯定律
反應式相加減對應著熱效應相加減。利用已知反應熱效應的加減計算未知反應的熱效應(焓變)。
四、標準摩爾生成焓和化學反應標準焓變的計算
δ=∑νbδf (生成物)-∑νbδf (反應物)
第二節化學反應的方向
一、自發過程
二、混亂度、熵和熵變
1、s=klnω
2、熵值大小的判斷
3、熱力學第三定律
純、完美晶體,絕對0k時,熵等於零;也即某一溫度下,熵有確切值。
4、化學反應的熵變:
δ=∑νb (生成物)-∑νb (反應物)
5、孤立體系,δs≧0,大於零為自發過程。從有序向無序,更無序進行。
三、吉布斯函式和反應方向的判斷
1、δg=δh-t.δs
2、恆溫恆壓、不作非體積功條件下:
δg < 0反應正向自發
δg > 0正向不自發或逆向自發
δg=0化學反應處於平衡狀態
四、標準狀態下吉布斯函式變的求算
δ≈δ-t.δ
五、非標準狀態下吉布斯函式變的求算
第三節化學反應進行的程度和化學平衡
一、化學平衡與化學平衡常數
質量作用定律!
二、平衡常數的熱力學求算
lnkθ=-δ/(rt)
三、化學平衡的移動
呂·查德理原理
改變溫度、壓力對反應的影響——化學平衡移動方向。增加壓力,向著縮小氣體體積方向移動(進行);公升高溫度,向著吸熱方向進行。
四、平衡常數的有關計算
只要求計算簡單化學反應的平衡常數。
第四節化學反應的速率
一、化學反應速率的表示方法
單位時間內,反應物濃度減少,或生成物濃度增加表示,以不同物質濃度變化表示速率時,它們之間的關係:
二、濃度對反應速率的影響
1、基元反應:υ=kca(a)cb(b)
2、復合反應:υ=kcα(a) cβ(b)
3、反應級數
三、溫度對反應速率的影響
k=ae -ε/rt
四、活化能的物理意義
活化分子的平均能量與普通分子的平均能量的差值。並不是所有分子都能發生反應!
五、控制反應速率的具體步驟和催化劑
濃度、溫度、催化劑(改變反應途徑)
六、鏈式反應
鏈引發、鏈傳遞、鏈終止
重點習題:5(1,2) 、6(1,2) 、7(1,2) 、8、9、10、12、15、19
第二章溶液和離子平衡
第一節溶液濃度的表示方法
摩爾分數濃度、體積摩爾濃度、質量摩爾濃度及其不同濃度之間的換算。
第2節稀溶液的依數性
此處數的概念,如氯化鈉、氯化鈣、硫酸鋁,數和質量摩爾濃度之間的關係。
1、溶液的蒸氣壓下降:
2、稀溶液的沸點公升高
3、稀凝固點降低
4、沸點高低比較
相同質量濃度時,
a2b3( 或a3b2)型強電解質溶液》a2b( 或ab2)型強電解質溶液》ab型強電解質溶液》弱電解質溶液》非電解質溶液
5、滲透壓
π=c(b)rt
滲透膜——單透膜,海水淡化、動物膀胱,腸衣。
第三節水溶液中的單相離子平衡
1、水的離解平衡
2、一元弱酸和弱鹼的離解平衡
hac=h++ac-
nh3.h2o=nh4++oh-
ph與poh之間的關係!
3、二元弱酸的離解平衡
相關計算按一元弱酸處理
4、同離子效應和緩衝溶液
緩衝溶液ph的計算、緩衝溶液配製:
關注醋酸-醋酸鈉、氨-氯化銨緩衝溶液體系的有關計算。
第四節難溶強電解質的多相離子平衡
1、溶度積常數
(anbm)=cn(am+)cm(bn-)
ca、cb與s(溶解度)之間的關係!
2、溶度積與溶解度的關係
1:1型:s=;1:2型:
3、溶度積規則
(1) qc =,δg=0,系統處於沉澱—溶解平衡狀態,溶液為飽和溶液。
(2) qc >,δg>0,溶液過飽和,有沉澱析出,直到飽和。
(3) qc <,δg<0,溶液未飽和,無沉澱析出;若體系中已有沉澱存在,沉澱將會溶解,直到飽和。
4、沉澱溶解的同離子效應
如氯化銀在純水、氯化鈉、硝酸銀溶液中的溶解度大小比較。
四、溶度積規則的應用
沉澱的生成和溶解、分步沉澱、沉澱轉化
重點習題:8、9、11、12、16、18
第三章電化學基礎
第一節原電池和電極電勢
一、氧化還原反應的能量變化
二、原電池的組成和電極反應
原電池符號(電池表示式)、電極反應與電池反應。
3、電極電勢
a氧化態+ne=b還原態
能斯特方程:
四、電極電勢的應用
1、判斷原電池的正、負極,計算原電池的電動勢
2、比較氧化劑和還原劑的相對強弱
3、判斷氧化還原反應的方向:e>0時,正向自發
4、判斷氧化還原反應進行的程度:
lne.r.t/f=2.303*8.314*298/96500=0.0592
或通過和lnkθ=-δ/(rt)
第二節電解
一、電解池與電解反應
陰陽極與正負極的關係。
發生氧化反應為陽極,還原反應為陰極;
電極電勢高者為正極,相反為負極。
原電池通常用正負極表示,而電解池習慣用陰陽極表示。
二、分解電壓
倒八字:電解池種槽電壓(電極電勢)與電流密度之間的關係;
實際分解電壓與理論分解電壓的關係。
正八字:原電池端電壓(電極電勢)與電流密度的關係。
三、電極的極化和超電勢
電極極化的結果:陽極電勢公升高,陰極電勢降低。
四、電解產物的一般規律
簡單的會判斷
第三節金屬的腐蝕與防止
1、化學腐蝕與電化學腐蝕,鋼鐵在大氣中的服飾,主要是電化學腐蝕或吸氧腐蝕
2、腐蝕過程陰、陽極反應(析氫、吸氧)
重點習題:1(a2,3,b2,3)、8、9、10、11、12、15
第四章原子結構與元素週期系
第一節核外電子的運動狀態
1、電子運動的特徵:能量量子化、波粒二象性和統計性
2、薛丁格方程式的兩種表達形式和各個符號的意義。
3、電子運動狀態的描述
四個量子數(主、次、角、自旋)的物理意義、取值規則(限制);軌道符號、形狀
第二節多電子原子中電子的分布和元素週期系
1、電子分布四原則、電子分布式(36號前的元素)
2、元素週期系:週期、族、區
原子序數、元素符號、核外電子排布、外層電子排布、族屬。
第三節元素性質的週期性遞變與原子結構的關係
元素的氧化數、原子半徑、元素的電離能、元素的電負性等變化規律。
重點習題:1、2、3、6、10
第五章分子結構與晶體結構
第一節共價鍵與分子結構
一、價鍵理論
三要點:飽和性、匹配性、方向性(最大重疊)
σ鍵和π鍵
二、雜化軌道理論和分子的空間構型
四要點:激發、雜化、分布、成鍵
雜化方式:sp、sp2、sp3、不等性sp3
空間構型: 直線、平面三角、(正)四面體、三角錐、v形
第二節分子間作用力
1、極性分子與非極性分子,偶極矩相對大小
2、分子間作用力:色散力、誘導力、取向力;
3、氫鍵
4、物理性質比較
第三節晶體結構
1、晶體基本型別:離子、分子、金屬、原子晶體
2、過渡型晶體:極化力與變形性;多數鹽類為過渡型晶體
3、混合型晶體:含兩種鍵型(石墨、矽酸鹽)
4、晶體物理性質的判斷:先將晶體分類再比較
重點習題:3、5、6
第六章配位化合物
第一節配位化合物的形成、組成和命名
一、配合物的形成——配位鍵
二、配合物的組成
中心離子、配位體、配位原子、配位數、內界、外界、配合物等概念
三、配合物的命名
第二節配位化合物的穩定性
一、配離子的離解平衡
和弱電解質一樣分步電離,不穩定常數、分級不穩定常數以及他們之間的關係。
同樣,配合物分級形成,穩定常數、分級穩定常數
穩定常數與不穩定常數之間的關係。
二、配離子的轉化
不同配離子之間的轉化,配合物與沉澱物之間的轉化,轉化過程的平衡常數大小的關係。
第三節配位化合物的應用
一、在分析化學中的應用
二、在電鍍行業中的應用
三、在冶金行業中的應用
四、消除某些離子的毒害
五、離子和稀有元素的分離
重點習題:1、7、9
第七章無機工程材料
第八章有機及高分子材料
工程化學總結
第一章化學反應的基本原理 第一節化學反應的熱效應 一 基本概念和基本知識 1 系統和環境 2 狀態和狀態函式 3 內能 4 熱和功 正負號規定 5 能量守恆定律 u q w 6 理想氣體分壓定律 t,v時,p pi pi p ni n二 化學反應的熱效應和焓變 1 q u w 0 2 qp h w ...
環境工程化學總結版
a.環境因素的變化,影響區域環境變化,整個環境系統的變化歸根結底是區域環境變化的積累,全球性變化穩定以後,形成新的環境系統,對區域性系統產生控制性影響。例如對森林的濫砍濫伐,造成綠地面積日益縮小,對全球環境因素 物質迴圈 co2 h2o為主 和能量迴圈 直接的是對太陽和地球輻射的吸收和反射的變化,間...
工程化學總結及其習題解答
工程化學總結 第一章化學反應的基本原理 第一節化學反應的熱效應 一 基本概念和基本知識 1 系統和環境 2 狀態和狀態函式 3 內能 4 熱和功 正負號規定 5 能量守恆定律 u q w 6 理想氣體分壓定律 t,v時,p pi pi p ni n 二 化學反應的熱效應和焓變 1 q u w 0 2...