大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)

1、大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)內(nèi)容第一章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)第二章 化學(xué)反應(yīng)的一般原理第三章 定量分析基礎(chǔ)第一章 物質(zhì)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) 一.氣體1.理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT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Pam3Kmol8.314kPaLKmol8.314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 變換形式求相對(duì)分子量求氣體密度2. 分壓定律分壓概念：在一定溫度和體積下，組分氣體單獨(dú)占據(jù)與混合氣體相同體積時(shí)，對(duì)容器產(chǎn)生的壓力。 道爾頓分壓定律：pi =

2、p總 xi二.溶液濃度表示1. 物質(zhì)的量濃度c2. 質(zhì)量摩爾濃度b3. 質(zhì)量分?jǐn)?shù)4. 幾種溶液濃度之間的關(guān)系 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0.25和0.75，求N2和H2的分壓。解：1-3、用作消毒劑的過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.030，這種水溶液的密度為1.0gmL-1，請(qǐng)計(jì)算這種水溶液中過氧化氫的質(zhì)量摩爾濃度、物質(zhì)的量濃度和摩爾分?jǐn)?shù)。 解：質(zhì)量摩爾濃度b物質(zhì)的量濃度摩爾分?jǐn)?shù)解：1L溶液中m( H2O2) = 1000mL´1.0g×mL-1´0.030 = 30g m( H2O) = 1000mL&

3、#180;1.0g×mL-1´(1-0.030) = 970gn( H2O2) = m/M=30/34=0.88moln( H2O) = m/M= 970/18=54molb( H2O2)= n/m=0.88/0.97kg = 0.91mol×kg-1c( H2O2)= n/V=0.88/1L = 0.88mol×L-1x( H2O2) = n/n總= 0.88/(0.88+54) = 0.016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)的物理量所確定下來的系統(tǒng)的一種存在形式。重點(diǎn)掌握狀態(tài)函數(shù)特性：

4、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)摩爾反應(yīng)焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓焓 H由熱力學(xué)第一定律：D U = Q + W體積功：W = - p（V2-V1） = - p DVQp = D U + p DV 焓定義為： H= U + pV H=D U +

5、 p DV 焓變： H = H2 - H1 = Qp 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變化學(xué)反應(yīng)中，任何物質(zhì)均處于溫度T 時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)m1mol 的熱效應(yīng)rReaction 反應(yīng)熱化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)對(duì)物質(zhì)的狀態(tài)作統(tǒng)一規(guī)定：² 氣體 p（100kPa）壓力下，處于理想氣體狀態(tài)的氣態(tài)純物質(zhì)。² 液體和固體 p壓力下的液態(tài)和固態(tài)的純物質(zhì)。² 溶液p壓力下，溶液的濃度為1mol×L-1。定義在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)合成1mol化合物時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓。 推斷：最穩(wěn)定單質(zhì)的注意:(1) 最穩(wěn)定單質(zhì)為:C(石墨)，Cl2 (g) ， Br2 (l) ，I2 (

6、s)，S（菱形），P（白磷）等(2) 生成物為1mol(3) 與聚集狀態(tài)有關(guān)定義:在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由1mol化合物在O2中完全燃燒時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓。注意:1、完全燃燒的最終產(chǎn)物：CCO2(g)，HH2O (l)，SSO2 (g)，NN2 (g)， ClHCl (aq)2、與物質(zhì)聚集狀態(tài)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算（1） 蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱效應(yīng)(2) 由 計(jì)算反應(yīng)熱效應(yīng)(3) 由 計(jì)算反應(yīng)熱效應(yīng)（1） 由蓋斯定律計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 在等容或等壓條件下，若一個(gè)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(shí)的反應(yīng)熱相同。 IIIIII實(shí)際應(yīng)用:熱化學(xué)方程相加減，對(duì)應(yīng)的相加減。（2）由標(biāo)準(zhǔn)摩

7、爾生成焓 計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 反應(yīng) aA + bB xX + yY例1：298K時(shí)反應(yīng)Na(s)+ Cl2(g)NaCl(s)的-411.1kJ·mol-1，即該溫度下NaCl(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-411.1kJ·mol-1。 例2：所有氣體單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都為零。×例3：下列各種物質(zhì)中，298K時(shí)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(jì)算下列反應(yīng)的 ：(1) Fe3O4(s)+4H2(g)®3Fe(s)+4H2O(g) (2)2N

8、aOH(s)+CO2(g)®Na2CO3(s)+H2O(l) (3)4NH3(g)+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)-1118.4 0 0 -241.8(1) =4´(-241.8) - (-1118.4) = 151.2 kJ×mol-1(2) = -171.8kJ×mol-1(3) = -905.4kJ×mol-1(4) = -872.9kJ×mo

9、l-1習(xí)題2-3 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) = -1246.2 kJ×mol-1（2）C(s) + 2H2O(g) ® CO2(g) + 2H2(g)；= +90.9 kJ×mol-1（3）2H2O(g) ® 2H2(g) + O2(g)；= +483.6 kJ×mol-1 求乙炔(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(

10、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´(2)- 2´(1)-5

11、´(3)/2為： 2C(s)+H2(g)®C2H2(g) (C2H2,g)=2´(2)-(1)-2.5 ´ (3)=2´90.9-(-1246.2) -2.5´483.6 =219.0 kJ×mol-1習(xí)題2-4 求下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變 (298.15 K)：(1)Fe(s)+Cu2+(aq)®Fe2+(aq)+Cu(s)(2)AgCl(s)+Br-(aq)®AgBr(s)+Cl-(aq)(3)Fe2O3(s)+6H+(aq)®2Fe3+(aq)+3H2O(l)(4)Cu2+(aq)+Zn

12、(s) ®Cu(s)+Zn2+(aq)(1) Fe(s)+Cu2+(aq)®Fe2+(aq)+Cu(s) 0 64.77 -89.1 0 (1)= -89.1-64.77 = -153.9 kJ×mol -1 (2)= -18.91 kJ×mol-1 (3)= -130.3 kJ×mol -1 (4)= -218.66 kJ×mol -1三、 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(dòng)因素1. 掌握化學(xué)平衡的概念 1）化學(xué)平衡針對(duì)可逆反應(yīng)而言 2）達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)的特征 3）正確書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 4）化學(xué)

13、平衡常數(shù)的物理意義對(duì)可逆反應(yīng)：達(dá)化學(xué)平衡組分濃度不隨時(shí)間變化K值越大，表示反應(yīng)程度越大，反映越完全(1) K表達(dá)式中p、c是平衡分壓或濃度，分 別除以p、c，得相對(duì)分壓或相對(duì)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)(4) 若同一方程式，化學(xué)計(jì)量系數(shù)變化n 倍 則: 2熟練進(jìn)行化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)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(jì)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）多重(同時(shí))平衡。規(guī)則：溫度不變時(shí) 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

14、衡常數(shù)相除3. 化學(xué)平衡移動(dòng)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(dòng)。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(dòng)。3)溫度：升高T，反應(yīng)向吸熱方向移動(dòng) 降低T，反應(yīng)向放熱方向移動(dòng)化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律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(dòng)。習(xí)題：P68：2-10已知下列化學(xué)反應(yīng)在298.15K時(shí)的平衡常數(shù)：(1) CuO(s) + H2(g) = Cu(s) + H2O (g)； K1= 2´1015(2) 1/2O2(g) + H2(g) = H2O(g)； K2 = 5´1

15、022計(jì)算反應(yīng) CuO(s) = Cu(s) + 1/2O2(g) 的平衡常數(shù)K。(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) 習(xí)題：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(shí)p(NO2) = 25kPa。試計(jì)算平衡時(shí)p(NO)，p(O2)的分壓及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K。 解：V、T不變， 2NO(g) + O2(g) =

16、2NO2(g)始態(tài)p 150 450 0平衡p 25則平衡時(shí)： p(NO) =150-25=125kPap(O2) =450-25/2=437.5kPa解： 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)始態(tài)p 150 450 0平衡p 125 437.5 25例：N2 +H2 NH3 =-46 kJ·mol-1氣體混合物處于平衡時(shí)，N2生成NH3的轉(zhuǎn)化率將會(huì)發(fā)生什么變化? (1) 壓縮混合氣體_提高_(dá)； (2) 升溫_降低_； (3) 引入H2_提高_(dá)； (4) 恒壓下引入惰性氣體_降低_； (5) 恒容下引入惰性氣體_無變化_。四、化學(xué)反應(yīng)速率1. 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方式 平均

17、反應(yīng)速率 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)速率等式右邊反應(yīng)物 _ _ 生成物 _+ _對(duì)反應(yīng):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)?；磻?yīng)速率方程（質(zhì)量作用定律）基元反應(yīng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n: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(shí)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(shí)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(jí)反應(yīng): u = k(cA)0 k的量綱為mol·dm-3·s-1一級(jí)反應(yīng):u

18、 = kcA； k的量綱為s-1二級(jí)反應(yīng):u = k(cA)2 k的量綱為mol3·dm-1·s-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)化為生成物的反應(yīng)。 反應(yīng)由實(shí)驗(yàn)得: 注意：基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)的速率方程式差異點(diǎn)在于反應(yīng)物濃度上的指數(shù)不同。前者是化學(xué)計(jì)量數(shù)，后者由實(shí)驗(yàn)確定。 3. 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1)濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 由速率方程式可知增加反應(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(duì)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。T， k， k 隨T ­ 而增大。習(xí)題P69: 2-20某基元反應(yīng) A + B

19、74; C，在1.20L溶液中，當(dāng)A為4.0 mol，B為3.0mol時(shí)，v為0.0042mol×L-1×s-1，計(jì)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) 的速率方程式：v = kcAcB k=v /cAcB =0.0042/(4.0/1.20)´(3.0/1.20) =5.0´10-4 mol-1×L×s-1例：反應(yīng)A + 2B = 2C的速率方程式為 （ D ）(A) v = k AB2 (B) v = k AB(C) v = k C2 / AB2 (D) 不能根據(jù)此方程式寫出例：已知2A = B + C為一

20、基元反應(yīng)，則用A的濃度變化所表示的速率方程是v = k c(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(yùn)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(duì)誤差=個(gè)別測定值-真實(shí)值偏差的表示 反映精密度絕對(duì)偏差=個(gè)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(píng)價(jià)誤差產(chǎn)生的原因誤差產(chǎn)生的原因系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差過失誤差1.方法誤差：2.儀器誤差：3.試劑誤差：4.操作者主觀誤差：誤差的減免消除系統(tǒng)誤差的方法對(duì)照試驗(yàn)空白試驗(yàn)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(jì)算規(guī)則有效數(shù)字實(shí)際能測量到的數(shù)字，只保

21、留一位可疑值。有效數(shù)字表示的注意點(diǎn)：1）數(shù)字“0”2）指數(shù)表示3）對(duì)數(shù)表示有效數(shù)字的運(yùn)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(yùn)算規(guī)則加減法有效位數(shù)以絕對(duì)誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。乘除法有效位數(shù)以相對(duì)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(jì)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(duì)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)99.9%以上)。2. 反應(yīng)能迅速完成。3. 有合適的指示化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(或終點(diǎn))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