大一工科基礎(chǔ)化學總復習

閉卷考試考試(kǎoshì)題型：單項選擇題填空題計算題考試提醒：帶計算器提供(tígōng)各種常數(shù)第一頁，共64頁。1Ch2物質(zhì)(wùzhì)結(jié)構(gòu)第二頁，共64頁。2n=1，l=0，m=0(1s)……n=2，l=0，m=0(2s)l=1，m=-1(2py

)m=

0(2pz

)m=

1(2px

)n=3，l=0，m=0(3s)l=1，m=-1(3py

)m=0(3pz

)m=1(3px

)m=-2(3dxy

)m=-1(3dyz

)m=0(3dz2

)

m=1(3dxz

)

m=2(3dx2-y2

)

l=2,

n:1,2,….正整數(shù)l:0,1,2,…n-1

spdm:0,±1,…±l第三頁，共64頁。3以下各層或軌道可以填充多少(duōshǎo)個電子：〔1〕一個軌道〔2〕主量子數(shù)為n的一個殼層〔3〕量子數(shù)為n和l的一個亞層2n22(2l+1)2第四頁，共64頁。4核外電子排列(páiliè)三原那么a.泡利不相容原那么：一個原子中不可能有完全相同狀態(tài)(n,l,m,ms)的兩個電子，每個原子軌道最多可容納2個自旋(zìxuán)相反的電子。b.最低能量原那么：核外電子分布(fēnbù)盡可能優(yōu)先占據(jù)能量較低的軌道。c.洪特規(guī)那么：在能量相等的軌道上，自旋平行的電子數(shù)目最多時，原子的能量最低，電子盡可能自旋平行地多占據(jù)不同的軌道。第五頁，共64頁。5假設(shè)某元素原子的最外層只有1個電子，其量子數(shù)為n=4,l=0,m=0,ms=+?(或-?)。符合上述條件的元素有哪幾種？寫出相應元素的電子排布式。它們(tāmen)屬于第幾周期？哪一族？哪一元素分區(qū)？2，8，8，119K1s22s22p63s23p64s1第4周期(zhōuqī),IA,s區(qū)2，8，13，124Cr1s22s22p63s23p63d54s1第4周期(zhōuqī),VIB,d區(qū)2，8，18，129Cu1s22s22p63s23p63d104s1第4周期,IB,ds區(qū)第六頁，共64頁。6假設(shè)(jiǎshè)某元素最高化合價為＋6，最外層電子數(shù)為1，原子半徑是同族元素中最小的，試寫出：〔1〕電子排布式〔2〕外層電子排布式〔3〕＋3價離子的外層電子排布式〔1〕電子(diànzǐ)分布式24Cr1s22s22p63s23p63d54s1含有(hányǒu)4s1〔2〕外層電子分布式3d54s1〔3〕＋3價離子的外層電子分布式3d3第七頁，共64頁。7原子半徑的數(shù)值與原子的聚集狀態(tài)、鍵的類型以及測量(cèliáng)手段有關(guān)。原子(yuánzǐ)半徑半徑(bànjìng)減小He半徑增大Cs

原子半徑的變化一般規(guī)律第八頁，共64頁。8反常(fǎncháng)：Be與B,Mg與Al，ns2ns2np1N與O,P與S,As與Se:ns2np3ns2np4

第九頁，共64頁。94電負性X原子在分子中，對成鍵電子吸引能力的大小，稱為元素的電負性。金屬電負性小，大約(dàyuē)<2，非金屬電負性大，大約(dàyuē)>2電負性是一種相比照較的結(jié)果，它反映了原子間成鍵能力的大小和成鍵后分子的極性大小。

電負性增大

電

F

電

負

負

性

性

減

增

小

Cs

大

電負性減小第十頁，共64頁。101.離子鍵的本質(zhì)是庫侖靜電(jìngdiàn)作用力F=q+q-/R2q+、q-為離子所帶電荷,R為離子核間距。

2.離子鍵的特點：既無方向性，也無飽和性。離子化合物是由正負離子通過(tōngguò)離子鍵相互交替連結(jié)而成的晶體結(jié)構(gòu)。第十一頁，共64頁。11共價鍵形成(xíngchéng)的原理電子配對(pèiduì)原理:單電子配對(pèiduì)(2)原子軌道最大重疊原理:同號軌道才能實行(shíxíng)有效重疊。(3)能量最低原理+++成鍵++不成鍵第十二頁，共64頁。12共價鍵的特性(tèxìng)共價鍵具有(jùyǒu)方向性++共價鍵具有(jùyǒu)飽和性+共價鍵方向性共價鍵飽和性第十三頁，共64頁。13共價鍵的鍵型鍵：頭碰頭(pèngtóu)方式重疊鍵：肩并肩方式(fāngshì)重疊p-p鍵第十四頁，共64頁。14雜化軌道(guǐdào)理論雜化：為提高成鍵能力使分子(fēnzǐ)更穩(wěn)定，不同類型的原子軌道趨向于重新組合成具有不同能量、形狀、方向的新原子軌道。軌道雜化特征：(1)能量相近(ns-np);(2)成鍵能力增強;(3)軌道數(shù)目前后相同;(4)軌道空間取向(qǔxiànɡ)不同.+++-+p軌道Sp雜化軌道s軌道s軌道第十五頁，共64頁。15雜化軌道的類型(lèixíng)與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系雜化類型spsp2等性sp3不等性

sp3不等性

sp3用于雜化的原子軌道數(shù)23444雜化軌道數(shù)23444空間構(gòu)型直線型平面三角形四面體三角錐形V字型實例BeCl2

BF3CH4NH3H2O第十六頁，共64頁。16雜化軌道(guǐdào)與分子極性分子(fēnzǐ) 雜化形式 分子(fēnzǐ)構(gòu)型 分子(fēnzǐ)極性 例如

AB2 sp等性線形 非極性 BeCl2AB3 sp2等性 平面三角 非極性 BF3AB2 sp3不等性 角型 極性 H2OAB3 sp3不等性 三角(sānjiǎo)錐 極性 NH3AB4 sp3等性 正四面體 非極性 CH4第十七頁，共64頁。17根據(jù)雜化軌道理論預測以下(yǐxià)分子的空間構(gòu)型：SiF4,PCl3,OF2,SiHCl3判斷各分子的偶極矩是否為零?SiF4,正四面體形，偶極矩為0PCl3,三角(sānjiǎo)錐形，偶極矩不等于0OF2,角形，偶極矩不等于0SiHCl3，四面體形，偶極矩不等于0第十八頁，共64頁。18分子(fēnzǐ)間力的性質(zhì)①能量?。簬讉€~幾十kJ/mol;②近距離的(作用范圍(fànwéi)約幾百pm)、無方向性、無飽和性。③色散力為主，取向力只在極性很強的分子的分子間作用力中占較大比重。分子(fēnzǐ)體積越大，變形性越大，色散力越大。如：

F2

Cl2

Br2

I2沸點升高分子間作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響第十九頁，共64頁。19以下(yǐxià)化合物分子之間是否有氫鍵？C2H6,NH3,CH3CH2OCH2CH3,H3BO3,CH3COCH3C2H6,CH3CH2OCH2CH3,CH3COCH3：沒有(méiyǒu)NH3,H3BO3,：有第二十頁，共64頁。20ch3化學(huàxué)熱力學第二十一頁，共64頁。21熱力學第一(dìyī)定律?U=q+WTheFirstLawOfThermodynamics第二十二頁，共64頁。22定容反響(fǎnxiǎng)熱與定壓反響(fǎnxiǎng)熱的關(guān)系定容反響(fǎnxiǎng)熱：qV=ΔU；定壓反響(fǎnxiǎng)熱：qp=ΔUp+p(V2–V1)等溫過程，ΔUpΔUV，那么：對于理想氣體(lǐxiǎnɡqìtǐ)反響，有：qp–

qV

=n2(g)RT–n1(g)RT=Δn(g)RTΔH–ΔU=qp–

qV

=p(V2–V1)小結(jié):對于沒有氣態(tài)物質(zhì)參與的反應或Δn(g)0的反應，qV

qp對于有氣態(tài)物質(zhì)參與的反應，且Δn(g)0的反應，qV

qp第二十三頁，共64頁。23反響的標準摩爾(móěr)焓變的計算穩(wěn)定單質(zhì)反應物

標準態(tài)生成物

標準態(tài)rHmfHm(生成物)fHm(反應物)ΔrHθm=ΣΔfHθm(產(chǎn)物(chǎnwù))＋ΣΔfHθm(反響物)=[gΔfHθm(G,s)+dΔfHθm(D,g)]–[aΔfHθm(A,l)+bΔfHθm(B,aq)]Forareaction：aA(l)+bB(aq)=gG(s)+dD(g)第二十四頁，共64頁。24在絕對零度時，一切純物質(zhì)的完美晶體的熵值都等于零。S

(0K)=0熱力學第三定律第二十五頁，共64頁。25熵的性質(zhì)(xìngzhì)

根據(jù)上述討論并比較物質(zhì)的標準熵值，可以得出下面一些規(guī)律：(1)對于同一種物質(zhì)：

Sg

>Sl>Ss(3)對于不同種物質(zhì)：S復雜分子>S簡單分子(4)對于混合物和純凈物：

S混合物>S純物質(zhì)(2)同一物質(zhì)在相同的聚集狀態(tài)時，其熵值隨溫度的升高而增大。

S高溫>S低溫熵是狀態(tài)函數(shù)，具有加和性第二十六頁，共64頁。26G與Gθ的關(guān)系(guānxì)化學反響等溫方程aA(g)+bB(g)=====cC(g)+dD(g)標態(tài)(T)pθpθpθpθ任意態(tài)(T)pApBpCpD第二十七頁，共64頁。27rGmθ的計算(jìsuàn)并可由此式近似求得轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)溫度Tc

rGmθ(T)≈

rHmθ(298.15K)T.

rSmθ(298.15K)因反響的焓變或熵變根本不隨溫度而變，即rHmθ(T)≈rHmθ(298.15K)rSmθ(T)≈rSmθ(298.15K)可得吉布斯等溫方程(fāngchéng)近似公式：第二十八頁，共64頁。28利用ΔrGm解決實際問題的一般(yībān)步驟1寫出正確的化學反響(fǎnxiǎng)方程式aA+bB===cC+dD2計算ΔrGmθ根據(jù)ΔfHmθ和Smθ計算ΔrHmθ和ΔrSmθΔrGmθ=ΔrHmθ–TΔrSmθ〔單位統(tǒng)一〕3找實際問題的條件，代入反響(fǎnxiǎng)商Q中4代入ΔrGm=ΔrGmθ+RTlnQ然后判斷，得出結(jié)論假設(shè)ΔrGm<0那么在給定條件下，反響(fǎnxiǎng)能正向進行第二十九頁，共64頁。29兩類實際(shíjì)問題第一類條件，得結(jié)論：反響是否(shìfǒu)自發(fā)進行第二類結(jié)論：反響自發(fā)進行，求條件：反響自發(fā)進行的條件。第三十頁，共64頁。30例空氣壓力p，其中所含CO2的體積分數(shù)為0.030%，試計算此條件下將潮濕Ag2CO3固體在110℃的烘箱中枯燥時熱分解反響的摩爾吉布斯函數(shù)變。問此條件下Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)的熱分解反響能否自發(fā)進行(jìnxíng)？有何方法阻止Ag2CO3的熱分解？根據(jù)分壓定律求得空氣中CO2的分壓根據(jù)化學反應等溫方程，在110℃即383K時可求得解：

fHm

(298.15K)/(kJ.mol-1)

-505.8-30.05-393.509Sm

(298.15K)/(J.mol-1.K-1)

167.4121.3213.74rHm

(298.15K)

=82.24kJ.mol-1

ΔrSm

(298.15K)=167.6J.mol-1·K-1第三十一頁，共64頁。31為防止(fángzhǐ)Ag2CO3的熱分解應使rGm(383K)>0結(jié)論，在給定條件下熱分解反響能自發(fā)(zìfā)進行rGm(383K)=

rGmθ(383K)+RTln{p(CO2)/pθ}=[82.24-383×0.1676]kJ.mol-1

×10-3kJ.mol-1.K-1×383K×ln(30Pa/105Pa)=(18.05-25.83)kJ.mol-1=-7.78kJ.mol-1<0rGm(383K)=

rGmθ

(383K)+RTln{p(CO2)/pθ}>0×0.1676]×10-3×383×ln{p(CO2)/pθ}>0

ln{p(CO2)/pθ}>

{p(CO2)/pθ

p(CO2)>345.3Pa第三十二頁，共64頁。32標準(biāozhǔn)平衡常數(shù)Kθ第三十三頁，共64頁。33多重平衡第三十四頁，共64頁。34解：起始(qǐshǐ)時物質(zhì)的量/mol1.22.00平衡(pínghéng)時物質(zhì)的量反響(fǎnxiǎng)中物質(zhì)的量的變化/mol平衡時物質(zhì)的量分數(shù)

x

例

將1.2molSO2和2.00molO2的混合氣體,在800K和101.325kPa的總壓力下,緩慢通過V2O5催化劑使生成SO3,在恒溫恒壓下達到平衡后,測得混合物中生成的SO3為1.10mol.試利用上述實驗數(shù)據(jù)求該溫度下反應2SO2+O2=2SO3的Kθ,

rGm

及SO2的轉(zhuǎn)化率,并討論溫度、總壓力高低對SO2轉(zhuǎn)化率的影響.第三十五頁，共64頁。35則平衡分壓為：ΔrGm(800K)=-RTlnK

=-8.314J.K-1.mol-1×800K×ln219=-3.58×104J.mol-1

所以第三十六頁，共64頁。36化學平衡(huàxuépínghéng)的移動及溫度對平衡常數(shù)的影響假如改變平衡系統(tǒng)的條件之一,如濃度、壓力或溫度,平衡就向能減弱這個改變的方向移動.因條件的改變使化學反應從原來的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到新的平衡狀態(tài)的過程叫化學平衡的移動.第三十七頁，共64頁。371/TlnK①rHm

<0放熱反應②rHm

>0吸熱反應圖3.3不同熱效應時lnKθ

與1/T關(guān)系圖第三十八頁，共64頁。38第四章溶液(róngyè)化學第三十九頁，共64頁。39溶液的蒸氣(zhēnɡqì)壓下降稀溶液(róngyè)的蒸汽壓：p=pA·(1-xB)=pA·xA

一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸汽壓下降與溶質(zhì)的摩爾分數(shù)成正比：Δp=pA

-p

=

pA

-pA·(1-xB)=

pA·xBΔTbp=kbp·mΔTfp

=kfp·mVan’tHoffLaw：Π

=cRT第四十頁，共64頁。40水的相圖(xiānɡtú)P-T圖基于蒸氣壓曲線，可以構(gòu)筑純物質(zhì)(wùzhì)的相圖。1：水的蒸氣壓曲線(qūxiàn)；2：冰的升華壓曲線(qūxiàn)；3：冰的熔點曲線(qūxiàn)T/KpMPa101325Pa611Pa臨界點液態(tài)氣態(tài)固態(tài)沸點凝固點三相點123水的相圖水的臨界點KMPa第四十一頁，共64頁。41溶液(róngyè)中的酸堿平衡酸堿理論(lǐlùn)1)Arrhenius酸堿電離(diànlí)理論2)Bronsted-Lowry酸堿質(zhì)子理論3)Lewis酸堿電子理論第四十二頁，共64頁。42平衡常數(shù)(解離(jiělí)常數(shù))可寫為：稀釋定律(dìnglǜ)：弱酸隨濃度降低解離度增大。[ceq(H+,aq)/cθ]·[ceq(A-,aq)/cθ][ceq(HA,aq)/cθ]Kaθ(HA)=————————————=———=——cα·cαc-cαcα21-α當α

很小時，1-α≈1，則：Kaθ≈cα2，α≈√Kaθ/cceq(H+)=cα=√Kaθ·cHA(aq)+H2O

H3+O(aq)+A-(aq)c-cαcα

cα

第四十三頁，共64頁。43例在0.100mol·L-1HAc溶液中參加一定量固體NaAc,使NaAc的濃度(nóngdù)等于0.100mol·L-1,求該溶液中H+濃度(nóngdù),pH和HAc的解離度α。解：設(shè)已解離(jiělí)的HAc的濃度為xmol·L-1 HAc=H++Ac￣起始濃度/mol·L-1平衡濃度/mol·L-10.1–xx0.1+xc(H+)=xmol·L-1=1.76×10-5mol·L-1與例相比,同離子效應(xiàoyìng)使αHAc從1.34%降為0.018%,c(H+)從1.34×10-3mol·L-1減少到1.76×10-5mol·L-1(降低76倍)。第四十四頁，共64頁。44對同類型的難溶電解質(zhì),可用溶度積Ksp的大小來比較溶解度s的大小。但不同類型的難溶電解質(zhì)則不宜直接用溶度積Ksp的大小來比較溶解度s的大小。如：溶度積 AgClCaCO3 Ag2CrO4

Ksp 8.7×10-9 1.56×10-10 9×10-12

s 9.4×10-51.25×10-51.31×10-4關(guān)系式

第四十五頁，共64頁。45沉淀(chéndiàn)的溶解1)利用(lìyòng)酸堿反響H2CO3(aq)=CO2(g)+H2O(l)H+CaCO3(s)

Ca2+(aq)+CO32-(aq)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+

3OH-(aq)H+H2O(l)2)利用(lìyòng)配合反響AgBr(s)Br-(aq)+Ag+(aq)

S2O32-[Ag(S2O3)2]3-Cu(OH)2(s)

2OH-(aq)

+

Cu2+(aq)NH3[Cu(NH3)4]2+第四十六頁，共64頁。463)利用(lìyòng)氧化復原反響CuS(s)

Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp[CuS(s)]=1.27×10-36H+H2S(g)3CuS(s)+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)3HgS+12HCl+2HNO3=3H2[HgCl4]+3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)HgS(s)

Hg2+(aq)+S2-(aq)Ksp[HgS(s)]=6.44×10-53H+H2S(g)HNO3(稀)

NO(g)第四十七頁，共64頁。472)膠體(jiāotǐ)的結(jié)構(gòu)以碘化銀膠體為例：AgNO3+

KI(過量)→KNO3+AgI↓

過量的KI用作穩(wěn)定劑膠團的結(jié)構(gòu)表達式：(AgI)m

膠核[(AgI)m·nIˉ·(n-x)K+]x-

膠粒[(AgI)m·nIˉ·(n-x)K+]x-·xK+

膠團同一種膠體，膠粒的結(jié)構(gòu)可以因制備方法的不同而不同。膠體的核心部分是不溶于水的粒子，稱為膠核。膠核是電中性的。膠核上吸附了大量離子形成緊密層，稱為膠粒。由于吸附的正、負離子不相等，因此膠粒帶電。膠粒周圍分散著與膠粒帶相反電荷的離子(自然也有其它離子)。膠粒及其帶相反電荷的離子構(gòu)成膠體的基本結(jié)構(gòu)單元——膠團。附圖3.4膠體結(jié)構(gòu)示意圖

膠核膠粒膠團第四十八頁，共64頁。48膠體是熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)。但膠體能夠長時間不發(fā)生沉降而穩(wěn)定存在，原因主要有：

膠體粒子的布朗運動。思考：膠體的穩(wěn)定性如何？

膠體粒子帶有電荷，膠粒之間有很強的相互排斥。溶劑化作用。膠體(jiāotǐ)的穩(wěn)定性第四十九頁，共64頁。49Ch5化學(huàxué)動力學第五十頁，共64頁。50影響化學反響(fǎnxiǎng)速率的因素反響速率主要(zhǔyào)受濃度(或壓力)、溫度和有無催化劑的影響。質(zhì)量作用(zuòyòng)定律：v=k(cA)a·(cB)b第五十一頁，共64頁。51

t

c零級(línɡjí)反響零級反響(fǎnxiǎng)的三個特征：以c對反響(fǎnxiǎng)時間t作圖C〔1〕c對t作圖為一直線〔2〕t1/2與反響物起始濃度有關(guān)〔3〕速率常數(shù)k的量綱為(濃度)(時間)-1第五十二頁，共64頁。52

tlnc一級反響(fǎnxiǎng)一級反響(fǎnxiǎng)的三個特征：以lnc對反響(fǎnxiǎng)時間t作圖(1)lnc對t作圖為一直線(2)t1/2與反響物起始濃度無關(guān)

(3)速率常數(shù)k的量綱為(時間)ˉ1第五十三頁，共64頁。532)不同(bùtónɡ)溫度下的k范特霍夫(J.H.van’tHoff)等壓方程式.設(shè)某一反響在不同溫度(wēndù)T1和T2時的平衡常數(shù)分別為K1和K2,a.阿累尼烏斯公式說明：T升高，k增大，v增大。不僅與溫度(wēndù)有關(guān)，而且與活化能Ea有關(guān)。第五十四頁，共64頁。54第六章電化學根底(gēndǐ)與金屬腐蝕第五十五頁，共64頁。551)原電池表示(biǎoshì)2)原電池的半反響(fǎnxiǎng)(-)Zn|Zn2+(c1)||Cu2+(c2)|Cu(+)負極兩相界面鹽橋正極兩相界面負極上發(fā)生還原劑Zn

的氧化反應：Zn(s)=Zn2+(aq)+2e-

正極上發(fā)生氧化劑Cu2+的還原反應：Cu2+(aq