大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)

1、大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)復(fù)習(xí)物理量壓力p體積V溫度T物質(zhì)的量n摩爾氣體常數(shù)R單位Pam3KmolkPaLKmol一.氣體1.理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT適用于理想氣體：分子間的作用力忽略，分子本身的體積忽略pV=nRT變換形式=Wbp"1M7nipn2Xip總niViV總p總0.2515037.5Pan總p總niViph2xip總p總p總0.75150112.5Pan總V總ViV總=Xin總1-3、用作消毒劑的過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)MrmRT求相對分子量pV量濃度和摩爾分?jǐn)?shù)。解：pMr求氣體密度質(zhì)量摩爾濃度bbBnBmA2.分壓定律分壓概念：在一定溫度和體積下，組分氣體單獨占據(jù)與混合氣體相同

2、體積時，對容器產(chǎn)生的壓力。物質(zhì)的量濃度CB摩爾分?jǐn)?shù)K道爾頓分壓定律：p總Xp；i1Kpi=p總xiXx1i1解：1L溶液中WbmBmm)BnBXbnwBmwBpVmH2O2)=1000mL'1.0gXmL-1'=30gH2O)=1000mL'1.0gXmL-T=970gViniXiV總n總二.溶液濃度表示Pi山XiP總n總n(H2O2)=m/M=30/34=n(H2O)=n/M=970/18=54molb(H2O2)=n/m=0.97kg=Xkg-1c(H2O2)=n/V=1L=XL-1復(fù)習(xí)內(nèi)容第一一早物質(zhì)的聚集狀態(tài)第二早化學(xué)反應(yīng)的一般原理第三章疋量分析基礎(chǔ)第一一早物質(zhì)

3、的聚集狀態(tài)-一-氣體1. 理想氣體狀態(tài)方程2. 分壓定律二.溶液濃度表示1. 物質(zhì)的量濃度2. 質(zhì)量摩爾濃度3. 質(zhì)量分?jǐn)?shù)CBnBVnBmBMb2.質(zhì)量摩爾濃度bbnBbBmA3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)WbmBm4.幾種溶液濃度之間的關(guān)系1.物質(zhì)的量濃度cCbCB=bBP習(xí)題：P221-1、有一混合氣體，總壓力為150Pa，其中N2和H2的體積分?jǐn)?shù)為和，求N2和H2的分壓。解：量分?jǐn)?shù)為，這種水溶液的密度為1.0g?mL-1，請計算這種水溶液中過氧化氫的質(zhì)量摩爾濃度、物質(zhì)的x(H2O2)=n/n總=+54)=第二章化學(xué)反應(yīng)的一般原理基本概念熱化學(xué)化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率一、基本概念狀態(tài)由一系列表征系統(tǒng)性質(zhì)的物理量

4、所確定下來的系統(tǒng)的一種存在形式。重點掌握狀態(tài)函數(shù)特性：1、狀態(tài)一定，則體系的狀態(tài)函數(shù)一定。狀態(tài)改變，狀態(tài)函數(shù)也改變2、狀態(tài)函數(shù)變化值僅決定于系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)，與變化途徑無關(guān)。二、熱化學(xué)1、化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)定義：在恒溫恒壓或恒溫恒容且只做體積功的條件下，化學(xué)反應(yīng)所吸收或放出的熱稱為化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)(反應(yīng)熱)。注意：主要討論恒溫恒壓只做體積功的條件下化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)。1、化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)解決化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的大小，引入了焓。焓H焓變DH標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓fHm標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓rReaction反應(yīng)熱化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)對物質(zhì)的狀態(tài)作統(tǒng)一規(guī)定：氣體p0(100kPa)壓力下，處于理想氣體狀態(tài)的氣態(tài)純物質(zhì)。液體和固體一一p0

5、壓力下的液態(tài)和固態(tài)的純物質(zhì)。溶液一一p0壓力下，溶液的濃度為1molXL-1。fHm定義在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)合成的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓。推斷：最穩(wěn)定單質(zhì)的fHm最穩(wěn)定單質(zhì)為：C(石墨)，,12(s)，S(菱形)，P注意:(1)Br2(l)生成物為1mol(3)與聚集狀態(tài)有關(guān)1mol化合物時Cl2(g),(白磷)等cHm定義:在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由1mol化合物在02中完全燃燒時的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓。注意:1、完全燃燒的最終產(chǎn)物：SC02(g),H20(l),S02(g),NRN2(g),ClrHCl(aq)cHm與物質(zhì)聚集狀態(tài)有關(guān)(1)化學(xué)反應(yīng)中，任何物質(zhì)均處于溫度T時的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變。rHm標(biāo)

6、準(zhǔn)狀態(tài)1mol的熱效應(yīng)(3)rHrHm(1)rHm(2)rHm(3)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓焓H由熱力學(xué)第一定律：DU=Q+W體積功：W=-p(V2-V1)=-pDVQp=DU+pDV焓定義為：H=U+pVH=DU+pDV焓變：H=H2-H1=Qp標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計算(1) 蓋斯定律計算反應(yīng)熱效應(yīng)fHm計算反應(yīng)熱效應(yīng)cHm計算反應(yīng)熱效應(yīng)由蓋斯定律計算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)在等容或等壓條件下，若一個化學(xué)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱的代數(shù)和與一步完成時的反應(yīng)熱相同。實際應(yīng)用：熱化學(xué)方程相加減，對應(yīng)的相加減。(2) 由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)反應(yīng)aA+bBxX+yYrHmXfHmX

7、yfHmY-afHmA-bfHmBrHm刀vfHm(B)B例1:298K時反應(yīng)Na(s)+CI2(g)NaCI(s)的rHm=mol-1,即該溫度下NaCl(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為mol-1。V例2:所有氣體單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都為零。X例3:下列各種物質(zhì)中，298K時標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓不為零的是.(C)。(A)C(石墨);(B)N2(g);(C)Br(g);(D)I2(s)習(xí)題：P66:2-21.利用附錄III的數(shù)據(jù)，計算下列反應(yīng)的：(1) Fe3O4(s)+4H2(g)?3Fe(s)+4H2O(g)(2) 2NaOH(s)+CO2(g)?Na2CO3(s)+H2O(l)(3) 4NH3(g)+

8、5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)(4) CH3COOH(l)+2O2(g)?2CO2(g)+2H2O(l)解：(1) Fe3O4(s)+4H2(g)?3Fe(s)+4H2O(g)fHm00(1)rHm=4'-=kJXmol-1rHm=Xmol-1Hrm=Xmol-1Hrm=Xmol-1習(xí)題2-31.已知下列化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：(1)C2H2(g)+5/2O2(g)?2CO2(g)+H2O(g)rHm=kJXmol-1(2)C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g);rHm=+kJXmol-1(3) 2H2O(g)?2H2(g)+O2(g);rHm=+kJXmol-1求

9、乙炔(C2H2,g)的生成熱。解：乙炔(C2H2,g)生成熱的反應(yīng)為：2C(s)+H2(g)?C2H2(g)1.已知下列化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：(1) C2H2(g)+5/2O2(g)?2CO2(g)+H2O(g)(2) C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g);(3) 2H2O(g)?2H2(g)+O2(g);解：乙炔(C2H2,g)生成熱的反應(yīng)為：2C(s)+H2(g)?C2H2(g)反應(yīng)2'(1)+5'(3)為：2C2H2(g)+8H2O(g)?4CO2(g)+10H2(g)(4)反應(yīng)4'(2)-(4)為：4C(s)+2H2(g)?2C2H2(g)解：反應(yīng)4

10、'(2)-2'(1)-5'(3)/2為：2C(s)+H2(g)?C2H2(g)fHm(C2H2,g)=2'rHm(2)-rHm(1)rHm(3)=2''=kJXmol-1習(xí)題2-4求下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變K):(1) Fe(s)+Cu2+(aq)?Fe2+(aq)+Cu(s)(2) AgCI(s)+Br-(aq)?AgBr(s)+CI-(aq)(3) Fe2O3(s)+6H+(aq)?2Fe3+(aq)+3H2O(l)(4) Cu2+(aq)+Zn(s)?Cu(s)+Zn2+(aq)(1)Fe(s)+Cu2+(aq)?Fe2+(aq)+Cu(

11、s)fHm00rHm(1)=kJXmol-1rHm(2)=kJXmol-1rm(3)=kJXmol-1HrmS)=:kJXmol-三、化學(xué)平衡1. 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡2. 化學(xué)平衡常數(shù)3. 影響平衡移動因素1.掌握化學(xué)平衡的概念(1)CuO(s)+H2(g)=Cu(s)+H2O(g)1 )化學(xué)平衡針對可逆反應(yīng)而言2 )達(dá)到化學(xué)平衡時的特征3 )正確書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式4 )化學(xué)平衡常數(shù)的物理意義K19=2'1015(2)1/2O2(g)+H2(g)=H2O(g)Kz9=5'1022對可逆反應(yīng):組分濃度不隨時間變化達(dá)化學(xué)平衡(芻(與CC(CA)a(CB)bcc(px、x(Py)

12、y(9丿(9丿PP計算反應(yīng)CuO(s)=Cu(s)+1/2O2(g)數(shù)K9。(1) CuO(s)+H2(g)=Cu(s)+H2O(g)(2) 1/2O2(g)+H2(g)=H2O(g)所求反應(yīng)為：CuO(s)=Cu(s)+1/2O2(g)解：所求反應(yīng)為：反應(yīng)(1)-反應(yīng)(2)的平衡常Pa、apBb(9/(9/PPK1K22101551022410-8K9值越大，表示反應(yīng)程度越大，反映越完全(1) K9表達(dá)式中p、C是平衡分壓或濃度，分另慨以p9、C9,得相對分壓或相對濃度(2) 固體、液體的純物質(zhì)或溶劑水的濃度視為常數(shù)，均不寫入平衡常數(shù)表達(dá)式中(3) 同一反應(yīng)的正逆反應(yīng)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)習(xí)題：

13、P69:2-12在1500K條件下達(dá)到平衡。若始態(tài)p(NO)=150kPa,p(O2)=450kPa,p(NO2)=0;平衡時p(NO2)=25kPa。試計算平衡時p(NO),p(O2)的分壓及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K9。K正1/K逆解：V、T不變，2N0(g)+02(g)=2NO2(g)1504500(4)若同一方程式，化學(xué)計量系數(shù)變化n倍則:kO(KO)始態(tài)p平衡p則平衡時:25p(NO)=150-25=125kPap(O2)=450-25/2=2熟練進(jìn)行化學(xué)平衡的有關(guān)計算1 )根據(jù)已知條件求算平衡常數(shù)；2 )根據(jù)平衡常數(shù)及已知條件計算平衡濃度(分壓)、初始濃度及轉(zhuǎn)化率；3 )判斷反應(yīng)的方向；4 )

14、多重(同時)平衡。規(guī)則：溫度不變時化學(xué)反應(yīng)式相加，相應(yīng)平衡常數(shù)相乘化學(xué)反應(yīng)式相減，相應(yīng)平衡常數(shù)相除3.化學(xué)平衡移動1)濃度：增加反應(yīng)物濃度或減少生成物濃度，平衡向正向移動。解:始態(tài)平衡2)壓力：若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，則增加p,平衡向氣體分子數(shù)減小方向移動。3)溫度：升高T,反應(yīng)向吸熱方向移動降低T,反應(yīng)向放熱方向移動化學(xué)平衡移動規(guī)律一一勒夏特列原理假如改變平衡的條件之一，如溫度、壓力和濃度,平衡必向著能減少這種改變的方向移動。習(xí)題：P68:2-10已知下列化學(xué)反應(yīng)在時的平衡常數(shù)：2NO(g)+02(g)=2NO2(g)15045001252592p(NO2)/pp(NO)/p92p(O2)

15、/p92(25/100)(125/100)2(437.5/100)39.110-1 3N+H22 2氣體混合物處于平衡時，發(fā)生什么變化(1)(2)(3)(4)(5)例:壓縮混合氣體升溫引入H2-13rHm=-46kJmolN2生成NH3的轉(zhuǎn)化率將會提高;降低;提高恒壓下引入惰性氣體恒容下引入惰性氣體四、化學(xué)反應(yīng)速率1.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方式降低;無變化平均反應(yīng)速率相對誤差絕對誤差真實值100%相對偏差絕對偏差平均值100%2. 反應(yīng)歷程與基元反應(yīng)3. 影響反應(yīng)速率的因素：濃度、溫度、催化劑1平均反應(yīng)速率VB等式右邊反應(yīng)物_生成物_+_對反應(yīng)：aA+bB>xX+yY_A_B_X_Yabxy

16、2. 反應(yīng)歷程與基元反應(yīng)基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子在碰撞中經(jīng)過一次化學(xué)變化就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。基元反應(yīng)速率方程(質(zhì)量作用定律)基元反應(yīng)aA+bB*xX+yYabvkcACB反應(yīng)級數(shù)n：n=a+b反應(yīng)速率常數(shù)k：k反應(yīng)的數(shù)率常數(shù)： 反應(yīng)物濃度為單位濃度時的反應(yīng)速率； 由化學(xué)反應(yīng)本身決定，是化學(xué)反應(yīng)在一定溫度時的特征常數(shù)； 相同條件下，k值越大，反應(yīng)速率越快； k的數(shù)值與反應(yīng)物的濃度無關(guān)。速率常數(shù)的單位零級反應(yīng)：u=k(cA)Ok的量綱為moldm-3s-1一級反應(yīng)：u=kcA；k的量綱為s-1二級反應(yīng)：u=k(cA)2k的量綱為mol3dm-1s-1非基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子需經(jīng)幾步反應(yīng)才能轉(zhuǎn)化為生成物

17、的反應(yīng)。反應(yīng)aA+bB-xX+yY由實驗得：vkcAcB注意：基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)的速率方程式差異點在于反應(yīng)物濃度上的指數(shù)不同。前者是化學(xué)計量數(shù)，后者由實驗確定。3. 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1)濃度對反應(yīng)速率的影響由速率方程式可知vkcAcB增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快，降低反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減慢。2)溫度對反應(yīng)速度的影響升高溫度，反應(yīng)速率加快，降低溫度，反應(yīng)速率減慢。EalgklgA-2.303RTTf,kf,k隨T-而增大。習(xí)題P69:2-20某基元反應(yīng)A+B?C,在1.20L溶液中，當(dāng)A為mol,B為時，v為XL-1Xs-1，計算該反應(yīng)的速率常數(shù)，并寫出該反應(yīng)的速率方程式。解：基元反應(yīng)

18、的速率方程式：v=kcAcBk=v/cAcB='='10-4mol-1XLXs-1例：反應(yīng)A+2B=2C的速率方程式為(D)(A)v=kAB2(B)v=kAB(C) v=kC2/AB2(D) 不能根據(jù)此方程式寫出例：已知2A=B+C為一基元反應(yīng)，則用A的濃度變化所表示的速率方程是v=kc(A)2。第三章定量分析基礎(chǔ)1. 定量分析的誤差2. 有效數(shù)字及運算規(guī)則3. 滴定分析概述1.定量分析的誤差誤差的表示誤差產(chǎn)生的原因誤差的減免誤差的表示反映準(zhǔn)確度絕對誤差=個別測定值-真實值偏差的表示反映精密度絕對偏差=個別測定值-測定的平均值測定結(jié)果從精密度、準(zhǔn)確度兩方面評價誤差產(chǎn)生的原因誤差

19、產(chǎn)生的原因廠1.方法誤差:2.儀器誤差:3.試劑誤差:隨機(jī)誤差4.操作者主觀誤差:3. 有合適的指示化學(xué)計量點（或終點）的方法（合適的指示劑）。4. 無干擾主反應(yīng)的雜質(zhì)存在（無干擾雜質(zhì)）。滴定方式1. 直接滴定法2. 返滴定法3. 置換滴定法4. 間接滴定法過失誤差誤差的減免消除系統(tǒng)誤差的方法對照試驗空白試驗儀器校準(zhǔn)減小偶然誤差方法增加平行測定次數(shù)2. 有效數(shù)字及其計算規(guī)則有效數(shù)字一一實際能測量到的數(shù)字，只保留一位可疑值。有效數(shù)字表示的注意點：1）數(shù)字“0”2）指數(shù)表示3）對數(shù)表示有效數(shù)字的運算規(guī)則有效數(shù)字修約規(guī)則“四舍六入五留雙”有效數(shù)字運算規(guī)則加減法一一有效位數(shù)以絕對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即小

20、數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。乘除法一一有效位數(shù)以相對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即有效位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。3. 滴定分析法概述滴定分析法一一將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液（標(biāo)準(zhǔn)溶液）滴加到被測物質(zhì)的溶液中（或反向滴加），根據(jù)所消耗的試劑量按化學(xué)計量關(guān)系來確定被測物質(zhì)的量。滴定反應(yīng)的類型1. 酸堿滴定法2. 配位滴定法3. 沉淀滴定法4. 氧化還原滴定法對滴定反應(yīng)的要求1. 反應(yīng)能按化學(xué)反應(yīng)式定量完成（沒有副反應(yīng)、反應(yīng)完全程度達(dá)姬上）。2. 反應(yīng)能迅速完成?；鶞?zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)?；鶞?zhǔn)物質(zhì)所必須具備的條件：1. 純度高：%2. 性質(zhì)穩(wěn)定：不吸濕、不氧化、不分解3. 組成確定：與化學(xué)式相符4. 有較大的摩爾質(zhì)量