大學大二的工程化學總結

2021-10-17 14:41:31 字數 4823 閱讀 4953

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 ...

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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...