化學平衡基礎-課件

無機化學無機化學定義

利用無機化學的原理、方法、手段等研究無機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學。緒論講授內(nèi)容

化學平衡：酸堿平衡，氧化還原平衡，化學反應速率

物質(zhì)結(jié)構(gòu)：原子結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)

配合平衡及配合物的結(jié)構(gòu)基礎：

元素及化合物：s區(qū)元素，p區(qū)元素，d區(qū)元素講授內(nèi)容第1章化學平衡基礎第2章化學反應速率第3章原子結(jié)構(gòu)第4章分子結(jié)構(gòu)第5章配合物結(jié)構(gòu)第6章固體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第7章無機分子和離子的結(jié)構(gòu)第8章s區(qū)元素第9章p區(qū)元素第10章d區(qū)元素第11章無機合成化學評價：卷面評價考試：70%隨機測驗：30%6次課堂考試，5分/次，代他人完成者，同時記為0分。學期任務：知識概括，5%學與講：聽課為主，自學為輔。教材及參考書：

天津大學，《無機化學》第四版第1章化學平衡基礎1.1蓋斯定律1.2

酸堿平衡1.3氧化還原平衡CCOCO21/2O2(1)1/2O2(2)O2(3)(1)=(3)-(2)(1)(3)(2)蓋斯定律應用1—計算難測量反應的熱效應1.1蓋斯定律

一個化學反應的總焓變與反應可能涉及的中間步驟的數(shù)目和涉及哪些中間步驟無關(guān)。蓋斯定律應用2—計算反應的熱效應蓋斯定律應用3——計算晶體的晶格能+1.2酸堿平衡1.2.1酸堿定義及酸堿反應1酸堿部分電離理論

1884年Arrhenius的電離學說。酸(acid)：水溶液中電離出的陽離子全部為氫離子的化合物。堿(base)：水溶液中電離出的陰離子全部為氫氧根離子的化合物。強酸和弱酸、強堿和弱堿的概念。酸堿反應的本質(zhì)：2酸堿質(zhì)子理論

1923年丹麥化學家布朗斯特和英國化學家勞瑞各自獨立提出

特點：

適用于一切溶劑無酸式鹽和堿式鹽的概念，只要物質(zhì)在溶劑中呈酸堿性，就是酸堿。酸→H++堿提示：酸越強，其共軛的堿越弱，反之亦然。不是物質(zhì)的堿性越弱，其酸性就越強！電離常數(shù)或酸性常數(shù)酸堿反應的本質(zhì)

質(zhì)子的轉(zhuǎn)移，分別生成其共軛的堿和酸。酸堿性強弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系HIHBrHClHF鍵長/pm160.9>141.4>127.4>97.7鍵的解離能/kJ?mol-1297<368<431<569Kaθ1011>109>107>3.5×10-3化合物NH3H2OHF電負性差0.9<1.4<1.9①二元氫化物的酸性酸式解離堿式解離ExOyMnOMn2O3MnO2MnO3Mn2O7氧化態(tài)+2+3+4+6+7②酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物③含氧酸的酸性高電負性的中心原子H—O—ClH—O—I電負性3.0(Cl)2.5(I)KaΘ2.9×10-82.3×10-11大數(shù)目的末端氧原子OHOHOOSOHOOSH氟磺酸亞磷酸硫代硫酸大的吸電子能力的原子或基團提高酸性④取代含氧酸和超強質(zhì)子酸的酸性酸堿定義強調(diào)電子對的接受或給與，形成配位共價鍵。路易斯堿包括所有的陰離子、許多溶劑分子及其它能提供電子對的物種。路易斯酸：電子對的接受體路易斯堿：電子對的給予體3路易斯酸堿理論配位化合物中的金屬陽離子Fe3+、Cu2+、Ni2+價層不滿足8電子結(jié)構(gòu)的分子，如BF3、AlCl3價層電子重排接納更多的電子對通過擴大配位層已接納更多的電子對SiF4[SiF6]2-閉合殼層分子通過反鍵軌道容納外來電子對酸堿范疇酸堿反應酸堿強度硬酸：體積較小和（或）正電荷較高的物種，外電場下不易變形。軟酸：體積較大和（或）正電荷較低的物種，外電場下易變形。硬堿和軟堿，邊界酸和邊界堿硬酸堿邊界酸堿軟酸堿1.2.2溶液中H+離子濃度的計算1、精確式3、最簡式一元弱堿2、近似式1.2.3水解1水解與水合與水反應建立酸堿平衡并使溶液顯堿性與水反應建立酸堿平衡并使溶液顯酸性生成水合離子2鹽的水解1、強酸強堿鹽2、強堿弱酸鹽3、強酸弱堿鹽4、弱酸弱堿鹽1、強堿弱酸鹽2、強酸弱堿鹽3水解常數(shù)和鹽溶液的pH3、弱酸弱堿鹽例已知：計算濃度為0.1mol·dm-3KCN和NH4CN溶液的pH鹽橋半反應氧化還原電對Zn2+/Zn、Cu2+/Cu還原型氧化型半電池電極電勢1.3氧化還原平衡1.3.1電極電勢、能斯特方程與氧化還原反應的限度1.3.2影響電極電勢的因素1濃度的影響影響不夠顯著Fe3+/Fe2+1/10001/1001/101/110/1100/11000/1E0.5940.6530.7120.7710.8300.8890.948有氫離子參加的半反應，酸度的影響很顯著2酸度的影響3沉淀的生成對電極電勢的影響4弱電解質(zhì)生成對電極電勢的影響5配合物的生成對電極電勢的影響現(xiàn)有1L濃度為0.001moldm-3的CuSO4溶液。1、加入0.001molNaOH固體是否會產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀。2、若向CuSO4溶液中通入NH3并使?jié)舛冗_到1.0moldm-3后再加入0.001molNaOH是否會產(chǎn)生沉淀，若加入0.001molNa2S是否會產(chǎn)生沉淀。3、Cu2+溶液中通入足量的NH3后滴加KCN溶液，發(fā)現(xiàn)顏色加深，計算后解釋這種現(xiàn)象。4、若向1.0moldm-3CuSO4溶液中通入NH3并使?jié)舛冗_到1.0moldm-3，計算E(Cu2+/Cu)。*5、E(Co3+/Co2+)=1.92V,粉紅

土黃

紅褐

E([Co(NH3)6]3+/[Co(NH3)62+])=0.14V