第一章物質存在的狀態
一、氣體
1、氣體分子運動論的基本理論
氣體由分子組成,分子之間的距離》分子直徑;
氣體分子處於永恆無規則運動狀態;
氣體分子之間相互作用可忽略,除相互碰撞時;
氣體分子相互碰撞或對器壁的碰撞都是彈性碰撞。碰撞時總動能保持不變,沒有能量損失。
分子的平均動能與熱力學溫度成正比。
2、理想氣體狀態方程
假定前提:a、分子不佔體積;b、分子間作用力忽略
表示式:pv=nrt;r≈8.314kpa·l·mol·k
適用條件:溫度較高、壓力較低使得稀薄氣體
具體應用:a、已知三個量,可求第四個;
b、測量氣體的分子量:pv=rt(n=)
c、已知氣體的狀態求其密度ρ:pv=rt→p=→ρ=p
3、混合氣體的分壓定律
混合氣體的四個概念
a、 分壓:相同溫度下,某組分氣體與混合氣體具有相同體積時的壓力;
b、 分體積:相同溫度下,某組分氣體與混合氣體具有相同壓力時的體積
c、 體積分數:φ=
d、 摩爾分數:xi=
混合氣體的分壓定律
a、 定律:混合氣體總壓力等於組分氣體壓力之和;
某組分氣體壓力的大小和它在混合氣體中體積分數或摩爾數成正比
b、 適用範圍:理想氣體及可以看作理想氣體的實際氣體
c、 應用:已知分壓求總壓或由總壓和體積分數或摩爾分數求分壓、
4、氣體擴散定律
定律:t、p相同時,各種不同氣體的擴散速率與氣體密度的平方根成反比:
== (p表示密度)
用途:a、測定氣體的相對分子質量;b、同位素分離
二、液體
1、液體
蒸發氣體與蒸發氣壓
a、飽和蒸汽壓:與液相處於動態平衡的氣體叫飽和氣,其氣壓叫做飽和蒸汽壓
簡稱飽和氣;
b、特點:a、溫度恆定時為定值;
b、氣液共存時不受量的變化而變化;
c、物質不同,數值不同
沸騰與沸點
a、 沸騰:當溫度公升高到蒸汽壓與外界壓力相等時,液體就沸騰,液體沸騰時的溫度叫做沸點;
b、 特點:a、沸點的大小與外界壓力有關;外界壓力等於101kpa時的沸點為正常沸點;b、沸騰是液體表面和內部同時氣化的現象
2、溶液
溶液與蒸汽壓
a、任何物質都存在飽和蒸汽壓;
b、純物質的飽和蒸汽壓只與物質本身的性質和溫度有關;
c、一定溫度下飽和蒸汽壓為常數;
d、溶液蒸汽壓的下降:△p=p-p=k·m
溶液的沸點公升高和凝固點的下降
a、 定量描述:沸點公升高 △t=k·m
凝固點下降 △t=k·m
僅適用於非電解質溶液
b、 注意: t、t的下降只與溶劑的性質有關
k、k的物理意義:1kg溶劑中加入1mol難揮發的非電解質溶質時,沸點的公升高或凝固點下降的度數
c、 應用計算:、已知稀溶液的濃度,求△t、△t
已知溶液的△t、△t求溶液的濃度、溶質的分子量
d、實際應用:、製冷劑:電解質如nacl、cacl
實驗室常用冰鹽浴:nacl+ho→22°c
cacl+ho→-55°c
防凍劑:非電解質溶液如乙二醇、甘油等
滲透壓 a、滲透現象及解釋:
滲透現象的原因:半透膜兩側溶液濃度不同;
滲透壓:為了阻止滲透作用所需給溶液的額外壓力
b、定量描述:vant'hoff公式:
v=nrt ∏= 即∏=crt
∏為溶液的滲透壓,c為溶液的濃度,r為氣體常量,t為溫度。當濃度c較小時,可近似為c≈m
非電解質稀溶液的依數性
a、難揮發非電解質稀溶液的蒸汽壓下降、凝固點下降、沸點上公升和滲透壓變化都與溶液中所含的種類和性質無關,只與溶液的濃度有關,總稱溶液的依數性,也叫非電解質稀溶液的通性。
b、 注意:上述非電解質稀溶液的有關計算公式用於電介質稀溶液時要乘以相應電解質中溶液中的質點數;但濃溶液不能用上述公式計算。
三、膠體
1、膠體的組成:分散相+分散介質+穩定劑
2、膠體的性質:
光學性質:丁達爾效應————膠團對光的散射現象;
動力性質:布朗運動—————膠團粒子的不規則運動;
電學性質:電泳現象—————膠粒在電場下的不規則運動
3、溶膠的穩定性
動力學穩定性:膠團運動
聚集穩定性:膠粒的帶電性使同種電荷有排斥作用;
熱力學穩定性:膠體粒子因很大的比表面積而能聚集成大顆粒
4、膠體的聚沉———關鍵:穩定性的去除
加電解質,如明礬使水淨化(吸附電荷);
與相反電性的溶膠混合;
加熱第二章化學動力學初步
一、化學反應速率
表達:化學反應速率可用反應物或生成物的濃度隨時間的變化率來表示。
數學表示式:對於反應a→b: =或
注:以反應物濃度減少和生成物濃度增大和生成物濃度增大表示是符號不同;用不同物質濃度來表示反應速率不同。
2、反應進度
定義:對於化學計量方程式,若定義d,稱為反應進度。表示物質變化量除以相應的計量係數。
表示式:,表示化學計量係數。
表式意義:表示乙個反應進行的程度;其綱量為摩爾;指按化學計量方程式進行乙個單位的反應
注意:反應進度的表示與計量方程式的寫法有關。
3、速率方程和速率常數
速率方程:把反應物濃度和反應速率聯絡起來的數學表示式。
對於反應:aa+bb→gg+hh
反應速率v=k·c(a)·c(b),即為速率方程序,式中的常數k即為反應速率常數。
反應速率常數:
a、 物理意義:k只取決於反應的本性(e,活化能)和溫度;
b、 注意事項:k是溫度的函式,與濃度的大小無關;
k的單位即量綱,隨速率方程變化而變化;
k一般由實驗測得,只有基元反應可以直接寫出。
速率方程的實驗測定
作圖法:由濃度—時間動力學曲線可得到斜率k及速率常數;
初速法:可得到個反應的反應級數
4、基元反應和非基元反應
基元反應:反應物分子在有效碰撞過程中經過一次化學變化就能轉化為產物的反應;
注意:由乙個基元反應構成的化學反應又稱簡單反應;
只有基元反應才能根據質量作用定律直接寫出速率方程
非基元反應:反應分子需經過幾步反應才能轉化為反應產物的反應。
注意:非基元反應的速率方程不能根據反應式寫出速率方程,必須根據實驗測定的結果有反應歷程推出,並驗證;
複雜的非基元反應→分成若干個基元反應→最慢一步發寧作為蘇空反應步驟
5、反應級數
定義:速率方程中各反應物濃度的指數;
說明:如v=k·c則反應物a的反應級數為m,反應物b的反應級數為n;總反應級數為m+n
注意:a、反應級數表示了反應物濃度對反應速率影響的大小關係;反應級數只能由實驗測定;
b、反應級數可以是整數、分數、零或負數;
c、零級反應的反應速率與反應物濃度無關
反應級數的確定
基本方法
a、 測定反應物濃度c隨時間t的變化;
b、 作c-t影象,求個時刻的速度v;
c、 分析v與濃度c的變化關係,確定m、n
二、化學反應速率理論
1、碰撞理論
主要內容:反應物分子間的相互碰撞是反應進行的必要條件,反應物分子碰撞頻率越高,反應速率越快,但並非每次碰撞都能引起反應發生,能發生化學反應的碰撞為有效碰撞
有效碰撞發生的條件:
a、 相互碰撞的分子應有適合的碰撞取向;
b、 相互碰撞的分子必須具有足夠的能量。把能夠發生有效碰撞的分子稱為活化分子
根據碰撞理論,增大化學反應速率的方法:
a、 增大單位時間內分子碰撞的總數————增大濃度;
b、 增大碰撞總數中有效碰撞的百分數———公升高溫度
活化能:碰撞理論認為,活化能是活化分子的平均能量與反應物分子的平均能量之差
2、過渡態理論
主要內容:化學反應並不是通過簡單碰撞就能完成的,而是在反應物到生成物的過程中經過乙個高能的過渡態,處於過渡態的分子叫做活化絡合物。活化絡合物是一種是一種高能量的不穩定的反應物原子組合體,它能較快的分解為新的能量較低的生成物。
活化能e:過渡態理論認為,活化能是反應物分子能量與處於過渡態的活化絡合物分子的平均能量之差
3、活化能:決定反應速率的內在因素
活化能在一定溫度範圍內可認為是常數;
活化能對反應速率的影響很大;e越小,反應速率越大;
催化劑可以改變反應的活化能,故可以降低化學反應速率
三、影響化學反應速率的因素
1、濃度:由速率方程v=k·c知,濃度對化學反應速率有一定的影響
壓強對化學反應速率與的影響是通過濃度來實現的。
2、溫度
范特霍夫規則:對於一般的化學反應,溫度每公升高10k,反應速率增加2-4倍
阿倫尼烏斯公式:
a、 表示式:,其中,a為特徵常數,既指前因子;e為經驗常數即活化能,k為反應速率常數,r為摩爾氣體常數8.314,e為自然對數底,該公式的對數形式為
b、 應用:(1)求某一溫度下某反應的k:
作圖法:lgk對作圖可得一直線關係;斜率:;截距lg斜率大的活化能e大,反應速率隨溫度的公升高增加較快
二點法:不同溫度下反應速率常數k的計算
2)由lgk-的影象得出的結論:
同一反應,低溫低和高溫時變化同樣的溫度,低溫時反應速率變化大;即乙個反映在低溫時速率隨溫度變化比高溫區更顯著
不同反應,變化相同的溫度時,e大的反應k變化大。公升高溫度有利於大的反應
3、催化劑及基本特徵
a、催化劑和催化作用:正催化劑;負催化劑(阻化劑)
b、催化劑的特徵:、催化劑只改變反應速率,不改變反應方向;
催化劑同等程度地改變正逆反應的活化能,同時提高正逆化學反應速率;
催化劑具有一定的選擇性;
催化劑在反應前後不發生變化,但在反應過程中會變化
第三章化學熱力學初步
一、熱力學定律及基本定律
1、基本概念
環境與體系
a、體系
無機化學知識點總結
1 熟悉元素週期表和元素週期律 電子排布和週期表的關係,化合價和最外層電子數 元素所在的族序數的關係 包括數的奇偶性 微粒的半徑大小和元素週期表的關係,非金屬氫化物的穩定性 酸性和元素週期表的關係 熟悉常見的分子或單質 化合物的物質結構 水 氨氣 二氧化碳 金剛石 二氧化矽的結構特點,相同電子數的微...
大學無機化學知識點總結
無機化學,有機化學,物理化學,分析化學 無機化學 元素化學 無機合成化學 無機高分子化學 無機固體化學 配位化學 即絡合物化學 同位素化學 生物無機化學 金屬有機化學 金屬酶化學等。有機化學 普通有機化學 有機合成化學 金屬和非金屬有機化學 物理有機化學 生物有機化學 有機分析化學。物理化學 結構化...
無機化學知識點總結歸納
1 知道典型的溶解性特徵 加入過量硝酸從溶液中析出的白色沉澱 agcl,原來溶液是ag nh3 2cl 後者是矽酸沉澱,原來的溶液是可溶解的矽酸鹽溶液。生成淡黃的沉澱,原來的溶液中可能含有s2 或者是s2o32 加入過量的硝酸不能觀察到沉澱溶解的有agcl,baso4 baso3由於轉化成為baso...