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无机化学

来源:飒榕旅游知识分享网
第一章化学反应中的能量关系 1-1 基本概念

状态函数:用来说明、确定体系所处状态的宏观性质即物理量。n 、 T、 V、 p……是与体系的状态相联系的物理量。 功和热Q、W 不是 热:是由于温度差引起的能量从环境到体系的传递。 热用符号Q 表示,热的SI单位为J 规定:体系吸热,Q > 0, 体系放热,Q <0。

功:是除了热外(辐射能除外)能量在环境和体系之间的传递。 功用符号W 表示,功的SI单位为J。 规定:环境对体系作功,W > 0, 体系对环境作功,W < 0。 1-2 热力学第一定律

ΔU=Q+W U热力学能 单位J 1-3 热化学

反应热和反应焓变及热效应

反应热:焓具有加合性,与物质量有关,反应式与热效应一一对应。系数发生改变,反应热也变。 如

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔrH m0(298)= -571.6kJ.mol-1 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) ΔrH m0(298)= -483.6kJ.mol-1 热化学定律——盖斯定律

一个反应若能分若干步进行,则总反应的反应热等于各分步反应反应热的代数和。 例1:已知:(1)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔrH 0 m1=-394kJ.mol-1 (2)CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔrH m2y =-284kJ.mol-1

求(3)C(s)+O2(g)=CO(g) 标准态下的恒压反应热 ΔrH 0m3 (298K) 分析:(1)-(2)=(3) ΔrH 0m3 =ΔrH 0m1 -ΔrH 0m2 =-394 kJ.mol-1 - (-284 kJ.mol-1) =-110kJ.mol-1

例2 如:298K、标准态下:

(1)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔrH 0m1 (2)H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l) ΔrH 0m2

(3)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔrH 0m3 求:(4)C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔrH 0m4 解:观察得:(2)×2+(1)-3=(4)

∴ΔrH 0m4 =2×ΔrH 0m2+ΔrH 0m1 -ΔrH 0m3 四、物质的标准摩尔生成焓

1、定义 物质B的标准摩尔生成焓 是指在温度T 下 由稳定态的单质生成1mol物质B时的标准摩尔焓变。 用符号ΔfH0 m 表示。

2、由ΔfH0m(298K)计算ΔrH0m (298K) ΔrH0m (298K) =ΣνiΔfH0m(298K)

该公式可由热力学第一定律(盖斯定律)推导出。 第2章 化学反应速率与化学平衡 1 反应速率与活化能

活化能Ea越大,活化分子数越少,有效碰撞次数少 反应速率就小。 反之,Ea小,反应速率大 一般:60-250kJ/mol,

中和反应 Ea=40kJ/mol 为快速反应; 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)

Ea=250.8kJ/mol,活化能较大,反应速率较小。 2 基元反应的速率方程

对于一般的化学反应 mA+nB = eD

其速率方程可表示为一般形式式中: v =kcm(A) cn (B) m.n是A、B的反应级数,m+n为反应总级数 1 标准平衡常数 2化学平衡的移动

增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡正向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡逆向移动。 压力 催化剂影响

第3章 酸碱反应与沉淀平衡 3.1一定浓度的弱一元酸、碱水溶液pH计算

设HAc的初始浓度为ca: , H3O+的平衡浓度为 x ,则: HAc+H2O = H3O+ +Ac - 平衡时: ca-x x x 3.3沉淀—溶解平衡 平衡时:溶度积Ksp K0sp= c(Ba2+)/c 0 × c(SO42- )/c 0 溶度积规则:

当J> Kspy,溶液为过饱和溶液,有沉淀生成,直至J= Kspy。 当J= Kspy,沉淀溶解反应处于平衡状态,溶液为饱和溶液。

当J< Kspy,溶液为不饱和溶液,若溶液中有难溶电解质固体, 则固体会溶解,直到溶液达饱和。 分步沉淀:

离子积首先达到溶度积 J >K0sp的离子先沉淀 电池电动势E

E= j (Cu2+ /Cu) - j (Zn2+/Zn)

E: 如果电池中各物质均处于标准态: E0= j0 (Cu2+ /Cu) - j 0 (Zn2+/Zn) 氧化还原能力

j0(Zn2+/Zn)=-0.76 V j0(Cu2+/Cu)=0.34V Cu2+的氧化能力大于Zn2+ Zn的还原能力大于Cu

判断原电池的正负极。 j0大 电对 --原电池 +极 j0小 -极 平衡常数计算

lgK0=n’E 0/0.0592 n’ ----电池反应电子转移数

第5章 原子结构 量子数

主量子数 n 1,2,3 ……

角量子数 l 0,1,2 …… ,(n - 1) 磁量子数 m 0, ± 1, ± 2 ……,± l 自旋 (磁) 量子数 ms 的取值为 ± 1 / 2, 分别代表顺、逆时针两个方向。 l 只可取 n 个值, m 只可取(2l+1)个值

每一组 n、l、m 可得到一个相应的波函数 ψn l m 多电子原子核外电子排布规律 第6章 化学键与分子结构

1、离子键的特点是没有方向性,没有饱和性 2、价键理论的基本要点

(1)成单电子配对:自旋相反的未成对的电子互相配对形成稳定的共价键;

(2)轨道最大重叠:在共价键形成时,为了使体系的能量达到最低,原子轨道(价电子轨道)尽可能采取最大的重叠方式重叠。 3、共价键的特点

(1)共价键具有饱和性 (2)共价键具有方向性

杂化轨道的数目等于杂化前原子轨道的数目。杂化轨道的总能量等于杂化前原子轨道的总能量。

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