《大學(xué)化學(xué)》復(fù)習(xí)

1、大學(xué)化學(xué)復(fù)習(xí)河南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院有機(jī)教研室第二章 化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律基本概念 狀態(tài)函數(shù)：熱力學(xué)能、焓、熵、吉布斯函數(shù) 化學(xué)反應(yīng)熱 化學(xué)反應(yīng)的方向 化學(xué)平衡 化學(xué)反應(yīng)速度體系與環(huán)境物質(zhì)交換能量交換敞開體系有有封閉體系無有孤立體系無無狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)：能夠表征和確定體系狀態(tài)的宏觀性質(zhì)，如溫度、壓力、體積、密度、能量等物理量。狀態(tài)函數(shù)的特點是，在一定的狀態(tài)有確定的值，狀態(tài)發(fā)生變化時，其變化只取決于始態(tài)與終態(tài)，與過程無關(guān)。熱力學(xué)第一定律U = Q + W = Q PV + W系統(tǒng)吸熱：系統(tǒng)放熱：系統(tǒng)接受功：系統(tǒng)做出功：Q :W:赫斯定律等容反應(yīng)熱等壓反應(yīng)熱標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：kJm

2、ol-1任意化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱：標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓：kJmol-1任意化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變：等壓反應(yīng)熱與等容反應(yīng)熱的關(guān)系涉及氣體的反應(yīng)：熱力學(xué)第二定律自發(fā)過程：逆向過程不會自動進(jìn)行 判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度熵增原理熵的微觀本質(zhì)同一物質(zhì)：S氣態(tài) S液態(tài) S固態(tài)同一物質(zhì)同一聚集態(tài)：溫度愈高，熵值愈大不同物質(zhì)，分子愈大愈復(fù)雜，熵值愈大反應(yīng)產(chǎn)物中氣體分子數(shù)多于反應(yīng)物分子數(shù)的反應(yīng)，通常熵值增大熵：系統(tǒng)內(nèi)部微觀粒子混亂程度的表現(xiàn)，混亂度越大，熵值越大。熱力學(xué)第三定律標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵：J.K-1.mol-1在0K時，任何純物質(zhì)完整晶體的熵等于零。吉布斯函數(shù)等溫等壓條件下過程自發(fā)方向判據(jù)的狀態(tài)函數(shù)吉布

3、斯函數(shù)最小原理等溫(dT=0)等壓(dP=0)無非體積功(W=0)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)壓力P下，從指定單質(zhì)生成1mol任何物質(zhì)B的吉布斯函數(shù)變化。指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)為零。G的計算298.15K下，任意化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變化：由H和S來計算G：G的計算（續(xù)）溫度為 T 時，rG(T)的計算：近似計算時常假定焓變和熵變不隨溫度而變：G的計算（續(xù)）吉布斯亥姆赫茲公式假定焓變不隨溫度而改變：例題（課件中的例 2-7）已知反應(yīng) CaCO3 (s) = CaO (s) + CO2(g) 的(1) 反應(yīng)在500K時的吉布斯函數(shù)變；(2) 判斷在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，反應(yīng)在500K時能否

4、自發(fā)進(jìn)行？(3) 估算CaCO3在標(biāo)準(zhǔn)壓力下開始分解的最低溫度。求:解: (1)(2) 因為rG (500K)0，所以反應(yīng)在在此條件下不能自發(fā)進(jìn)行。(3) 設(shè)CaCO3在標(biāo)準(zhǔn)壓力下開始分解的最低溫度為T，則化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)等溫式：(氣體)(溶液)反應(yīng)商 J ：標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)例題（2001年下半年試題）在密閉容器中，NaHCO3的熱分解反應(yīng)方程式為2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)計算在140時的rG、K ，并求達(dá)到平衡后氣體混合物中H2O的分壓。已知298.15K時各物質(zhì)的參數(shù)：NaHCO3(s)Na2CO3(s)CO2(g)H2O(g)-851.03-1044

5、.49-393.51-228.59-950.81-1130.68-393.14-241.82101.67134.98213.64188.72解：近似計算時假定反應(yīng)的焓變和熵變不隨溫度而改變，則化學(xué)平衡的移動濃度(分壓)變化總壓的變化溫度改變Le Chatelier原理：如果改變影響平衡的條件，平衡將向能夠削弱這種改變方向移動。化學(xué)反應(yīng)的速率反應(yīng)速率主要受反應(yīng)物濃度和溫度的影響?；磻?yīng)A 產(chǎn)物P (單分子反應(yīng))質(zhì)量作用定律：基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度以其化學(xué)計量數(shù)為冪的乘積成正比。2A 產(chǎn)物P (雙分子反應(yīng))A B 產(chǎn)物P (雙分子反應(yīng))反應(yīng)速率方程式反應(yīng)速率常數(shù) 反應(yīng)速率常數(shù) (在一

6、定溫度下對指定反應(yīng)為常數(shù))反應(yīng)級數(shù)：各濃度項指數(shù)之和。一級反應(yīng)阿累尼烏斯(Arrhenius)公式k: 反應(yīng)速率常數(shù)Ea：活化能, kJ.mol-1A：常數(shù)催化劑的催化作用催化劑顯著改變反應(yīng)速率，卻不會影響反應(yīng)的始終態(tài)。催化劑的使用不會改變反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)變化，如rH、rG等，即并不能使熱力學(xué)上不可能發(fā)生的反應(yīng)變?yōu)榭赡馨l(fā)生。催化劑的使用不會改變反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。第三章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)原子結(jié)構(gòu)波粒二象性、測不準(zhǔn)關(guān)系式等概念量子數(shù)的意義和匹配關(guān)系核外電子排布規(guī)則及元素周期律化學(xué)鍵和分子結(jié)構(gòu)離子鍵、共價鍵(雜化軌道理論)、金屬鍵氫鍵、范德華力晶體的特征薛定諤方程微觀粒子的波動方程波函數(shù)是量子力學(xué)中描

7、述核外電子運(yùn)動狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)式。波函數(shù)的空間圖象就是原子軌道；原子軌道的數(shù)學(xué)表示式就是波函數(shù)。|2 表示空間某處單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的幾率(幾率密度)。四個量子數(shù)及其表征的意義主量子數(shù) n角量子數(shù) l磁量子數(shù) m自旋量子數(shù) ms核外電子的排布能量最低原理保里不相容原理洪特規(guī)則 多電子原子能級按原子軌道能量高低排列，而非離核遠(yuǎn)近排列 能級交錯原因：屏蔽效應(yīng)，鉆穿效應(yīng)要求會寫 130 號元素的核外電子排布式，并以此判斷該元素在周期表中屬于哪一周期，哪一簇，哪一區(qū)。離子鍵離子鍵的本質(zhì)是靜電作用力；離子鍵沒有方向性；離子鍵沒有飽和性； 離子晶體有較高的熔點和沸點。 典型的離子晶體有：NaCl、CsCl、

8、ZnS共價鍵價鍵理論：原子中自旋方向相反的未成對電子相互接近時，可相互配對形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。原子軌道的最大重疊原理共價鍵又叫原子鍵。共價鍵具有飽和性和方向性。雜化軌道理論sp 雜化：180，直線型若干不同類型、能量相近的原子軌道混合起來，重新組成一組新的軌道。雜化軌道理論（續(xù)）sp2 雜化：120，平面三角形雜化軌道理論（續(xù)）sp3 雜化： 10928”，四面體型雜化軌道理論（續(xù)）共價晶體（原子晶體）質(zhì)點與質(zhì)點的作用力是共價鍵力晶格結(jié)點上的質(zhì)點是原子典型的共價晶體（有非常高的溶點和沸點）：碳(金剛石)、硅、硼、SiC、SiO2、BN分子間力范德華力 取向力 誘導(dǎo)力 色散力分子晶體 晶體中的質(zhì)點

9、是分子 分子與分子之間的作用力是分子間力例：固態(tài)的 CO2、HCl、I2氫鍵分子中有H原子且與電負(fù)性很大的元素(如F、O、N等) 形成共價鍵 分子中有電負(fù)性很大且?guī)в泄聦﹄娮拥脑拥谒恼?能源與化學(xué)原電池的工作原理；掌握電池的圖式。 掌握電極電勢的概念及原電池電動勢的計算，能斯特方程式燃料電池的原理和堿性燃料電池的電極反應(yīng)核裂變和核聚變的原理及其應(yīng)用原電池(-) Zn | ZnSO4(c1) | CuSO4(c2) | Cu (+)負(fù)極：Zn = Zn2+ + 2e正極：Cu2+ + 2e = Cu總反應(yīng)：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu(-) Cu | CuSO4(c1) | Ag

10、NO3(c2) | Ag (+)(-) Pt|H2(p)|H+(1mol.ml-1) | Fe3+(1mol.ml-1), Fe2+(1mol.ml-1) | Pt (+)電極電勢標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 E濃度對電極電勢的影響能斯特(Nernst)方程式aA(氧化態(tài)) + ne = bB(還原態(tài))298.15K 下，燃料電池電池反應(yīng)：H2 + O2 H2O ( l )燃料電池的電極過程：堿性溶液中：H2 + 2OH- 2H2O + 2e酸性溶液中：H2 + 2H2O 2H3O + 2e 氫電極：堿性溶液中：O2 + 2H2O + 4e 4OH-酸性溶液中：O2 + 4H+ + 4e 2H2O

11、氧電極：第五章 水資源與化學(xué)溶液的通性（蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降、滲透壓）酸堿質(zhì)子理論，pH值的計算緩沖溶液的概念、應(yīng)用和計算配位化合物的組成、命名、平衡和應(yīng)用溶度積規(guī)則、計算水溶液的通用性(依數(shù)性)蒸氣壓下降沸點上升凝固點下降溶液的滲透壓m: 溶液的質(zhì)量摩爾濃度Kbp: 沸點上升常數(shù)Kfp: 凝固點下降常數(shù)酸堿質(zhì)子理論凡能給出質(zhì)子的分子或離子都是酸凡能與質(zhì)子結(jié)合的分子或離子都是堿一元弱酸、弱堿cc c0 0c- c HA = H+ + A-初始濃度(mol.L-1)平衡濃度(mol.L-1)電離常數(shù)：稀釋定律或例題（2001年下半年試題）H2CO3作為酸時電離平衡常數(shù)為Ka1和Ka2

12、 ，HCO3-在水溶液中即可作為酸也可作為堿，當(dāng)它作為堿時，電離平衡為HCO3-H2OH2CO3OH-，則其平衡常數(shù)為_。a) Ka1Kw b) Kw/Ka1 c) Ka1/Kw d) Kw/Ka2 解：緩沖溶液配位化合物的組成配位化合物的命名配離子的解離平衡溶度積要求掌握溶解度和溶度積的相互換算溶度積規(guī)則溶液未飽和，沉淀溶解溶液達(dá)飽和，溶解沉淀平衡溶液過飽和，沉淀析出第六章 材料與化學(xué)金屬合金的類型有機(jī)高分子材料 結(jié)構(gòu)、物態(tài)和溫度的關(guān)系 高分子化合物的合成方法復(fù)合材料的復(fù)合方式金屬合金機(jī)械混合物：熔融時互熔，凝固后分別結(jié)晶固溶體：以一種金屬為溶劑，另一種金屬或非金屬為溶質(zhì)金屬化合物：CuZn

13、、Cu5Zn2、CuZn3合金的三種基本類型：高分子材料塑料橡膠纖維涂料粘合劑單體聚合物聚合度 n鏈節(jié)（重復(fù)單元）分子量、分子量分布高分子化合物的力學(xué)狀態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg粘流化溫度Tf高分子物態(tài)和溫度的關(guān)系無定型塑料的 Tg室溫，處于玻璃態(tài)橡膠的 Tg室溫，處于高彈態(tài)對于非晶態(tài)高分子，Tg的高低決定了它在室溫下所處的狀態(tài)及使用范圍。塑料、橡膠和纖維常見的塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、ABS等常見的橡膠：天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠等常見的纖維：尼龍、滌綸、腈綸復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料復(fù)合材料按基體不同，可分為：第八章 生活與化學(xué)有機(jī)化合物的分類(按官能團(tuán))有機(jī)化合物的異構(gòu)現(xiàn)象主要的有機(jī)反應(yīng)同系物烷烴CH4, CH3CH3, CH3CH2CH3, CnH2n+2烯烴H2C=CH2, H2C=CHCH3, H2C=CHCH2CH3 , CnH2n炔烴HCCH, HCCCH3, HCCCH2CH3, CnH2n-2異構(gòu)體非立體異構(gòu)（構(gòu)造異構(gòu)）碳架異構(gòu)、官能團(tuán)異構(gòu)、位置異構(gòu)、互變異構(gòu)立體異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異