工程化學(xué)基礎(chǔ)-復(fù)習(xí)ppt課件.ppt

工程化學(xué)基礎(chǔ)期末復(fù)習(xí),1,第一章化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控與應(yīng)用,1.系統(tǒng)和環(huán)境敞開體系、封閉體系、孤立體系2.狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)3.熱和功（Q和W)熱和功不是狀態(tài)函數(shù)4.熱力學(xué)能，內(nèi)能U,是狀態(tài)函數(shù),一、基本概念：,2,5.熱力學(xué)第一定律U=Q+W6.反應(yīng)熱（或者熱效應(yīng)）恒容過程反應(yīng)熱QV，QV=U恒壓過程反應(yīng)熱Qp,QP=H對(duì)氣體：Qp=QV+nRT7.焓和焓變（H和H)，KJmol-1蓋斯定律,標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,參考態(tài)元素,熱力學(xué)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的定義,3,8.鍵能9.自發(fā)過程和自發(fā)過程的特點(diǎn)10.熵和熵變（JK-1mol-1）熱力學(xué)第三定律，絕對(duì)熵，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵,熱力學(xué)第二定律11.吉布斯自由能和吉布斯自由能變（G,G）（KJmol-1）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能G=H-TSG=H-TSG0;G=0;G0反應(yīng)正向非自發(fā),判斷反應(yīng)方向的方法,13,(1)濃度對(duì)平衡的影響,（此時(shí)溫度不變，因而K為定值）,改變反應(yīng)系統(tǒng)中某物質(zhì)的濃度后，若：,JK平衡向左移動(dòng)(逆方向自發(fā)),化學(xué)平衡的移動(dòng),14,總壓的改變將同等程度地改變各組分氣體的分壓力，因此平衡移動(dòng)的方向?qū)Q定于各組份氣體計(jì)量數(shù)的代數(shù)和。,總壓力增加時(shí):n0的反應(yīng)，平衡左移；n=0的反應(yīng)，平衡不受的影響。,(2)壓力對(duì)平衡的影響,n:生成氣體總分子數(shù)-反應(yīng)氣體化學(xué)總分子數(shù),15,(3)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響,16,勒夏特列(LeChatelier)原理,假如改變平衡系統(tǒng)的條件（如濃度、溫,的方向移動(dòng)。,度、壓力）之一，平衡就將向減弱這個(gè)改變,17,一元弱電解質(zhì)的解離平衡,HAcH+(aq)+Ac(aq)NH3H2ONH4OH解離常數(shù)表達(dá)式分別為：,一元弱酸的解離平衡,HAH+A初始濃度/molL-1c00平衡濃度/molL-1cxxx(1)當(dāng)c/Ka500,cc(H+)，近似看做c-xc,c(H+)=c(A),解離度(),19,一元弱堿的解離平衡,BOHB+OH-初始濃度/molL-1c00平衡濃度/molL-1cxxx(1)當(dāng)c/Kb500,cC(OH-)，近似看做c-xc,c(OH-)=c(B+),20,多元弱酸的解離,多元弱酸的解離是分步進(jìn)行的，一般Ka1Ka2Ka3。溶液中的H+主要來自于弱酸的第一步解離，計(jì)算c(H+)或pH時(shí)可只考慮第一步解離。對(duì)于二元弱酸，當(dāng)Ka1Ka2時(shí)，c(酸根離子)Ka2，而與弱酸的初始濃度無關(guān)。對(duì)于二元弱酸，若c(弱酸)一定時(shí)，c(酸根離子)與c2(H+)成反比。,c(H+)2c(A2-),21,弱酸弱酸鹽：,初始濃度c0(HA),c0(A)代替c(HA),c(A),緩沖溶液pH值的計(jì)算,例HAcNaAc，H2CO3NaHCO3,2.弱堿弱堿鹽,NH3H2ONH4Cl,同離子效應(yīng)（相關(guān)計(jì)算）,22,溶度積,平衡：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)溶度積常數(shù)Ksp,MmAn=c(Mn+)/cmc(Am-)/cn,溶度積和溶解度,MmAn：溶解度smol.L-1c(Mn+)=msmol.L-1c(Am-)=nsmol.L-1Ksp,MmAn=c(Mn+)/cmc(Am-)/cn=(ms)m(ns)n,23,溶度積規(guī)則,MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)離子積Qc為：c(Mn+)/cmc(Am-)/cnQcKsp溶液過飽和，有沉淀析出。,同離子效應(yīng),因加入與難溶強(qiáng)電解質(zhì)含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，使難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度降低的現(xiàn)象也稱為同離子效應(yīng)。,24,沉淀的轉(zhuǎn)化,把一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過程，稱為沉淀的轉(zhuǎn)化。沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行程度，可以利用反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)來衡量。沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)越大，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)就越容易進(jìn)行。若沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)太小，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)將是非常困難，甚至是不可能的。,若離子濃度小于1.010-5molkg-1則可認(rèn)為這種離子已沉淀完全了。,沉淀完全,有關(guān)沉淀溶解平衡的計(jì)算1.已知難溶物飽和溶液中離子的濃度，求溶度積Ksp。2.已知難溶物的Ksp,求飽和溶液中的各離子的濃度。3.已知沉淀的溶解度，求Ksp。4.已知沉淀的Ksp,求沉淀的溶解度。5.已知溶液中離子的濃度，判斷是否有沉淀生成。6.同離子效應(yīng)，求沉淀的溶解度。Ag2CrO4在0.010molL-1K2CrO4溶液中的溶解度。7.沉淀的轉(zhuǎn)化。,26,配位平衡,配合物的解離如同強(qiáng)電解質(zhì):Cu(NH3)4SO4Cu(NH3)42+SO42-,配離子的解離如同弱電解質(zhì)(分步解離):,27,Ky(穩(wěn))稱配離子的穩(wěn)定常數(shù)，表示配離子的穩(wěn)定性。,28,化學(xué)反應(yīng)速率,定義：以濃度為基礎(chǔ)的化學(xué)反應(yīng)速率,其單位為：molL-1s-1。,平均速率,瞬時(shí)速率,29,aA+bBgG+dD,=kca(A)cb(B),質(zhì)量作用定律,對(duì)于非基元反應(yīng),=kcx(A)cy(B),反應(yīng)速率方程式,對(duì)于基元反應(yīng),式中：k稱反應(yīng)速率常數(shù)。,k值與反應(yīng)物濃度無關(guān)；受溫度、催化劑影響。,反應(yīng)級(jí)數(shù):(a+b)或(x+y)，有整數(shù)、零或分?jǐn)?shù)，是由實(shí)驗(yàn)確定的數(shù)字。,n級(jí)反應(yīng)k的單位是：(molL-1)(1-n)s-1,30,復(fù)合反應(yīng)：,控制步驟的速率方程式：,全部基元反應(yīng)的加和應(yīng)為化學(xué)計(jì)量反應(yīng)方程式,由反應(yīng)機(jī)理得出的速率方程應(yīng)與實(shí)驗(yàn)所得一致,31,阿侖尼烏斯公式:,計(jì)算Ea、k1或k2。,32,第三章物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其鍵合,波函數(shù)是用以描述核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的函數(shù)，通常把它稱為“原子軌道”。,概率密度:電子在核外某處單位微體積內(nèi)出現(xiàn)的概率。2可以表示電子在空間某處出現(xiàn)的概率密度。,核外電子運(yùn)動(dòng)的特殊性,物質(zhì)波,概率波。,34,四個(gè)量子數(shù),核外電子運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)可以用四個(gè)量子數(shù)來描述。,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,n，l和m三個(gè)量子數(shù)確定電子在空間運(yùn)動(dòng)的軌道，稱為原子軌道。自旋量子數(shù)ms規(guī)定電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。,35,s、p、d原子軌道的角度分布圖,36,s、p、d電子云的角度分布圖,37,基態(tài)原子中電子的分布原則,1.能量最低原理,2.泡利不相容原理,3.洪特規(guī)則,洪特規(guī)則的特例,38,元素性質(zhì)的周期性,1原子半徑,2離子半徑,3元素的電離能、電子親和能、電負(fù)性,4元素的金屬和非金屬性,39,共價(jià)鍵,共價(jià)鍵的特征:飽和性、方向性,電子配對(duì)原理。自旋方向相反的未成對(duì)電子互相配對(duì)可以形成共價(jià)鍵；,原子軌道最大重疊原理。形成共價(jià)鍵時(shí)原子軌道總是盡可能地達(dá)到最大限度的重疊使體系能量最低。,對(duì)稱性匹配原理：原子軌道的重疊，必須發(fā)生于角度分布圖中正負(fù)號(hào)相同的軌道之間。,A:價(jià)鍵理論：,40,B.雜化軌道理論,共價(jià)鍵類型,鍵s-s頭對(duì)頭;s-p頭對(duì)頭;px-px頭對(duì)頭鍵p-p肩并肩,多重鍵中，必有一鍵，其余為鍵。,1.sp雜化形成的分子是直線形的：,2.sp2雜化形成的分子是正三角形的：,3.sp3雜化形成的分子是正四面體形的,4.不等性sp3雜化H2O分子“V字型”,41,分子間力和氫鍵,1.分子的極性,2.分子的電偶極矩,3.分子的極性和鍵的極性,4.分子間力,色散力、,誘導(dǎo)力、,取向力,5.氫鍵,