《大学化学知识点》PPT课件 45页

大学化学知识点\n一.系统与相1.三大系统敞开系统封闭系统孤立系统2.相1）概念2）判断大学化学知识点\n例；Ag2S(S)+H2(g)=2Ag(S)+H2S(g)达到平衡时体系是相大学化学知识点\n二.热力学三个状态函数1.标准摩尔生成焓△fHmθ标准反应的焓变rHmo(298K)大学化学知识点2.标准摩尔熵Sm0反应的熵变rSm0(298K)标准摩尔熵的一般规律\n例；将下列物质按其标准熵Sm0(298k)值由大到小的顺序排列a.K(s)b.KCl(s)c.Br2(l)d.Br(g)大学化学知识点\n3.标准摩尔生成吉布斯函数△fGmθ反应的吉布斯函数变rGmo(298K)4.自发性判断G<0自发反应G=0平衡状态G>0非自发反应或rGmo<0自发反应0<rGmo<+40KJ.mol-1具体分析rGmo>+40KJ.mol-1非自发反应大学化学知识点\n5.计算aA+bB=gG+dD大学化学知识点1）热力学等温方程式rGm(T)=rGmo(T)+RTlnQQp=(PDd/P0×PGg/P0)/(PAa/p0×PBb/p0)Qc=CDd×CGg/CAa×CBb\n2)rHmo=∑（生成物）－∑（反应物）KJ.mol-1rSmo=∑（生成物）－∑（反应物）J.mol-1.K-1rGmo=∑（生成物）－∑（反应物）KJ.mol-1=rHmo－T×rSmo注意计量系数，正负号，×10-3大学化学知识点\n3）lgKo=-rGmo/RTR=8.314J.mol-1.K-1大学化学知识点\n例反应标准热力学常数为：ＣＯ2（ｇ）＋Ｈ2（ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋Ｈ2Ｏ（ｇ）ΔfHmθ（298.15K）/KJ.mol-1－393.5090－110.525－241.815SmӨ(298K)J·mol-1·K-1213.74130.684197.674188.825计算在298.15Ｋ条件下反应的摩尔吉布斯函数变　，并判断反应进行的方向大学化学知识点\n解：△rHmθ（298.15K）=｛(-11.525)+（-241.818)–0–(-393.509)KJ.mol-1=41.17KJ.mol-1ΔrSmθ（298.15K）=(197.674+188.825-130.684-213.74)=42.08J.mol-1.K-1ΔrGm0（298.15K）=△rHmθ-T△rSmθ（298.15K）=41.17-298.15Χ(42.08Χ10-3)KJ.mol-1=-0.91KJ.mol-1＜0正向进行大学化学知识点\n三.吕查得原理及质量作用定律1.增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。增加总压力，向分子总数减小的方向移动。增加温度，向吸热方向移动。大学化学知识点\n对于下列反应：C(s)+CO2≒2CO(g);rHm0(298K)=172.5KJ.mol-1下列如何变化？k（正）v（正）K0方向增加总压力不变增大不变向左升高温度增大增大增大向右加催化剂增大增大不变不变大学化学知识点\n2.质量作用定律aA+bB=gG+dDV=k[A]a[B]b基元反应级数a+b大学化学知识点\n例2NO+O2=2NO2为基元反应,则其速率方程为v=k［NO］2［O2］此反应为3级反应.大学化学知识点\n3.用活化能和活化分子的观点解释反应速率活化分子总数=活化分子%×分子总数1）增大浓度（或气体压力）大学化学知识点活化分子%一定，浓度↑，活化分子总数↑。2）升高温度活化分子%↑，活化分子总数↑。3）降低活化能活化分子%↑，活化分子总数↑。4.加催化剂反应速率↑，平衡常数Ko不变，方向不变，正逆反应速率↑。\n对于反应：N2(g)+3H2(g)==2NH3(g):△rHmθ＜0当反应达到平衡后，再适当升高温度，则（填如何变化）：正反应速率将＿增大＿＿平衡向反＿方向移动标准平衡常数将＿减小＿＿＿大学化学知识点\n四.弱电解质平衡和溶度积原理1.HAC≒H++AC-[H+]=(Ka·C)1/2NH3·H2O≒NH4++OH-[OH-]=(Ka·C)1/2Kw=[H+]·[OH-]大学化学知识点\n2.缓冲溶液1）概念2）[H+]=Ka·[弱酸]/[弱酸盐]3）性质加H+，PH基本不变，加OH-，PH基本不变，加水稀释，PH不变大学化学知识点\n3.溶度积原理AnBm(S)=nAm++mBn-KS=[Am+]n+[Bn-]m4.Ko和KS关系大学化学知识点\n判断下列反应进行的方向PbCO3（s）+S2-=PbS（s）+CO32-（Ks（PbS）=9.04×10-29，Ks（PbCO3）=1.82×10-8）大学化学知识点\n例如Al(OH)3(S)+3H+≒Al3++3H2O(l)Ko=[Al3+]/[H+]3=[Al3+][HO-]3/[H+]3[HO-]3=KS·Al(OH)3/[Kw]3大学化学知识点\n例：在下列各系统中各加入约1.00gNH4Cl固体并使其溶解，对于指定的性质（定性的）影响如何？1）10.0cm30.1mol.dm-3HCl溶液（pH）pH值基本不变2）10.0cm30.1mol.dm-3NH3水溶液（氨在水溶液中的解离度）解离度降低3）10.0cm3纯水（pH）pH值变小_________________________________大学化学知识点\n4.解释名词1）溶液的蒸汽压下降2）溶液的沸点上升和凝固点下降3）渗透压4）稀释定律5）同离子效应大学化学知识点\n五.原电池和电解池大学化学知识点1.原电池电解池正极Cu2++2e=Cu还原阳极氧化反应负极Zn–2e=Zn2+氧化阴极还原反应\n2.电池符号大学化学知识点电极反应为：（-）Fe2++e-=Fe3+(+)Cl2+2e-=2Cl-原电池符号为：(-)Pt|Fe3+,Fe2+||Cl-|Cl2|Pt(+)(-)Pt|MnO4-,Mn2+,H+(10-5molL)||Cl-|Cl2|Pt(+)\n六.电极电位的应用大学化学知识点1.Nernst方程a(氧化态）+ne≒b(还原态）=0+0.05917/nlg[氧化态]a/[还原态]b2.氧化还原方向的判断1）0[氧化态]/[还原态]大氧化态是强氧化剂，还原态是弱还原剂。0[氧化态]/[还原态]小氧化态是弱氧化剂，还原态是强还原剂。\n2）氧化还原方向的判断a)Sn4++2Fe2+=Sn2++2Fe3+Sn4++2e-=Sn2+0.15v2Fe3++2e-=2Fe2+0.77v反应方向Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+大学化学知识点\nb)pH=7时反应方向Cr2O72-+14H++2Br-=Br2+2Cr2++7H2OBr2+2e-=2Br-1.065vCr2O72-+14H++6e-=2Cr2++7H2O1.33vΨ=1.33+0.05917/6lg(10-7)14=0.366vCr2O72-+14H++6e-=2Cr2++7H2O0.366vBr2+2e-=2Br-1.065v逆反应方向自发进行大学化学知识点\n3）计算lgKo=nE0/0.05917rGmo=-nFE0F=96485cmol-1大学化学知识点\n例：当pＨ＝5.00，除Ｈ+离子外，其余有关的物质均处于标准条件下，下列反应能否自发进行？组成原电池，并通过计算说明之大学化学知识点2MnO-4+16H++10Cl-=5Cl2+2Mn2++8H2O(l)(0(MnO4-/Mn2+)=1.507V0(Cl2/Cl-)＝1.358V)\n解：2MnO4-+16H++10Cl-=5Cl2+2Mn2++8H2O(l)0(MnO4-/Mn2+)=1.507V0(Cl2/Cl-)＝1.358V)大学化学知识点正极MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O负极2Cl-＝Cl2+2e-\n大学化学知识点Ψ(MnO4-/Mn2+)=0(MnO4-/Mn2+)+0.05917/5lg［MnO4-］［H+］8/［Mn2+］=1.507+0.05917/5lg﹙10-5﹚8=1.003(V)Cl2/Cl-＝0Cl2/Cl-＝1.358V所以MnO-4/Mn2+＜Cl2/Cl-不能自发进行(-)Pt|MnO4-,Mn2+,H+(10-5molL)||Cl-|Cl2|Pt(+)\n例；已知下列两个电极的标准电极电位如下：Ag++e-=Ag（s）φ0（Ag+/Ag=0.799（V）AgBr（s）+e-=Ag（s）+Br-φθ（AgBr/Ag）=0.073（V）试从φ0值及能斯特方程，计算AgBr的溶度积。大学化学知识点\n解：将两极组成原电池（-）Ag|AgBr(s)|Br||Ag+|Ag(+)总反应式Ag++Br-=AgBr(s)K0=1/[Ag+][Br-]=1/Ks(AgBr(s))lgK0=nE0/0.05917=1x(0.7996-0.073)/0.05917=12.18K0=1.9x1012Ks(AgBr(s))=5.2x10-13大学化学知识点\n七.电解产物阴极产物0[氧化态]/[还原态]大的氧化态物质得电子进行还原反应。NaMgAlHMnZnFeNiSnHCuAgAu-1.1V0.00V0小||0大2H++2e=H2|Mnn++ne=M大学化学知识点\n阳极产物0[氧化态]/[还原态]小的态还原物质失电子进行还原反应。金属失电子>简单离子Cl-,S2->HO->复杂离子M-ne=Mnn+2X--2e=X22HO--2e=H2+1/2O2大学化学知识点\n例;电解KOH溶液，两极都用Pt反应式为阳极4OH-=2H2O+O2+4e-阴极4H++4e-=2H22H2O=2H2+O2大学化学知识点\n八.原子轨道与原子结构1.波函数与电子云的概念2.四个量子数3.原子轨道与电子云的角度分布图4.核外电子分布原理和电子分布式5.电负性大学化学知识点\n九.分子结构1）杂化轨道与空间构型类型SPSP2SP3不等性杂化SP3参加轨道S+PS+2PS+3PS+3P轨道数2344夹角18001200109028’空间构型直线平面三角正四面体三角锥型V型实例BeCl2BF3CH4NH3H2OHgCl2BCl3SiH4PH3H2SCCl4大学化学知识点\n2）化学键和分子间力a)化学键类型b)σ和π键的特点c)分子间力和氢键色散力>取向力>诱导力分子量大，分子半径大，瞬时偶极矩大，色散力大。氢键F,O,N原子半径大，电负性大，共用电子对强烈偏向X原子。d)分子间力和氢键对物质的影响大学化学知识点\n例；下列各种含氢的化合物中只含有氢键的是A、HBrB、HFC、CH4D、H3BO3大学化学知识点\n例；用杂化轨道理论判断：BF3的空间构型和极性为平面三角型，BF3分子是呈对称性结构是非极性分子NH3的空间构型和极性为三角锥型，NH3分子是极性分子。大学化学知识点\n十.晶体类型大学化学知识点\n例；判断下列各种物质各属何种晶体类型，1）KCl2）SiC3）HI4）Fe离子晶体原子晶体分之晶体金属晶体大学化学知识点