大学化学普通化学第五版知识点归纳

1、化 学 反 应 能否发生（反应方向）能否发生（反应方向） 能量转换（热效应）能量转换（热效应） 反应限度（化学平衡） 反应速率 反应机理反应机理 化 学学 热 力 学 化 学 动 力 学 反 应 的 可 能 性 反 应 的 现 实 性 第一章 基本框架 体系 境 敞开体系 封闭体系 孤立体系 物质交换 能量交换 性质 深度.广度 状态函数 环 状态 物理.化学 热力学第一定律 ?U = Q ? W 过程函数 热力学第二定律 封闭体系：?G 0, 自发过程 热力学第三定律 T=0 K, 纯物质完整晶态， 混乱度最小，S= 0 -GT,P=(W有用) 最大 概念：概念： 1.热力学标准态;状态函数

2、；内能U;热Q;功W 2.热效应；焓（变） （H, H, rH, rHm, fHm) 3.吉布斯自由能(G, G, rG, rGm, fGm) 4.熵（S m , rS m ） 计算：计算： 1.盖斯定律 rH m (T) v BfHm (B，T) 2.吉布斯赫姆霍兹公式： G(T) H(T)TS (T) T转 3. rG?m (298.15K) v B f G ?m (B，298.15K) 4. rS ? m (298.15K) v B S m ? (B，298.15K) 5. (1) fH ? m 、fG ? m单位是 kJmol -1 ,S m ?(T) 的单位是 JK-1 mol -1

3、; (2) 参考态单质 fH ? m 0； fG ? m 0； S m ?(T) 0 。 第三章 基本知识点及要求 1.道尔顿分压定律: p i = p总 xi 2.平衡常数： （1）气相反应：Kp, K （注意单位） （2）溶液反应: B, Kc, K （3）意义及书写注意事项 （4）多重平衡规则： K= K 1 . K2 3.化学反应等温方程式： （1） rG ? m (T)-RTlnK ?(T) （2） rGm (T)RT ln J c/K ? rGm (T) RT ln J p/K ? ln K2 K1 rH m R T2T1 T2T1 （） （3） ln K (T) - rHm /

4、RT + rS m / R 4.一元弱酸弱碱的电离平衡：c (H+)= K a. c(HA) 1/2 c(OH ) K b. c(B) 1/2 5. 缓冲溶液：（1）定 义； 组成； 缓冲原理（加酸，加碱，稀释） c(弱酸) c(弱酸盐) c(H +) K a c(弱碱) c(弱碱盐) c(OH ) K b （2） 6.沉淀- 溶解平衡：（ 1）溶度 积 Ks 及与溶解度关系 （ 2）溶度 积规则：比 较离子积与Ks 7. 配离子的离解平衡： （ 1）配合物的构成(中心离子，配位原子，配位数) （ 2）配合物的命名 （配正，配负，2个以上配体） c(HAc)/ Ka 400 c(NH 3H2

5、O)/ Kb 400 c(弱酸) c(弱酸盐) pH pK a lg c(弱碱) c(弱碱盐) pH 14 pKblg 1.原电池(G0) 组成；正负极反应及配平；书写符号；电极类型；电对书写 2. 电极电势E?及电动势E 标准氢(甘汞)电极；无加和性与方程式书写无关；介质酸碱性有关 3. Nernst 方程意义，正确书写及应用 a O + z e - = b R (R=8.315 J K -1 mol -1 ；F = 96,485 C mol -1 ;T298.15K ） 第四章 电化学原理及应用 E(电极) = E ? (电极)lg c(R)/ c?b 0.0592V c(O)/ c?a

6、z （1）pH影响：氧化物（MnO 2 、PbO 2 ）、含氧酸及其盐(KMnO 4 、 KClO3)pH减小(酸度增大)，电极电势增加，氧化能力增强。 （2）生成沉淀（配离子）影响：氧化型形成沉淀 ，E?；还原型形成沉淀 ， E?； 氧化型和还原型都形成沉淀，看二者Ks 的相对大小。 4. 电动势E与G的关系 5. 电极电势的应用 -D rG =Welec , max D rGm = -zFE 或 D rGm = -zFE （1）氧化剂和还原剂相对强弱的比较 E（O/R) O 氧化能力 R还原能力 （2）氧化还原方向的判断 电动势E 0, D rGm 0)： （1）电解池与原电池的区别： 组

7、成，原理，电极反应 （2）分解电压，反电动势，超电势 （3）极化：浓差；电化学. 结果: E(阳)增大， E(阴)减小 8. 电镀，电抛光，电解加工，阳极氧化 9. 金属腐蚀与防护： （1）化学腐蚀 （2）电化学腐蚀 析氢腐蚀； 吸氧腐蚀；氧浓差腐蚀（水线腐蚀） （3）了解防护方法 应用：1 123 z、z 1 、z 2 、z 3 分别为各电对中氧化型 与还原型的氧化数之差 EEE E ABC D z 1 z 2 z 3 z z= z 1 +z 2 + z 3 EEEE = z 1 +z 2 + z 3 z E EEE 计算电对的标准电极电势计算电对的标准电极电势 计算电对的标准电极电势 应用

8、：1 (BrO -/Br 2 )= z 2 z 4 (BrO -/Br-) - z 3 (Br 2 /Br -) = (2 0.76-11.605)V 1 = 0.455V E EE z 4 BrO 3 BrO - Br 2 Br - z 1 z 2 z 3 ? ? 1.605 0.76 0.61 z 例例1 E /V B = z 1 +z 2 + z 3 z E EEE 应用：2 反应 2Cu + Cu2+ Cu 当一种元素处于中间氧化数时,它一部分向高的 氧化数状态变化(被氧化),另一部分向低的氧化 数状态变化(被还原)，这类反应称为歧化反应 判断能否发生歧化反应 E (Cu 2+ /Cu

9、 +)=0.159V E (Cu +/Cu)=0.520V Cu2+Cu+Cu 0.159 0.520 0.340 E /V A 结论: (右) (左), Cu +易发生歧化反应 EE 解释元素的氧化还原特性 应用应用：3 4Fe 2+ + O 2 + 4H + 4Fe 3+ + 2H 2 O Fe 2+ 在空气中不稳定, 易被空气中氧氧化为Fe 3+ 。 E /V A Fe 3+ Fe 2+ Fe 0.771 -0.44 如 E (O 2 /H 2 O)=1.229V E (Fe 3+ /Fe 2+ ) 解释元素的氧化还原特性 应用应用：3 故Fe 2+ 不会发生歧化反应 可发生歧化反应的逆

10、反应 在Fe 2+ 盐溶液，加入少量金属铁能 避免Fe 2+ 被空气中氧气氧化为Fe 3+ Fe + 2Fe 3+ 3Fe 2+ 如 E /VA Fe 3+ Fe 2+ Fe 0.771 -0.44 1.波尔理论：定态假设；轨道假设；跃迁假设 2.微观粒子的波粒二象性 : = h/p =h/mv; 波恩的统计解释; 概率波 3.电子运动的三大特性： 能量量子化；波粒二象性；统计性 4.薛定谔方程与波函数y： 波函数 = 薛定锷方程的合理解= 原子轨道 概念意义；s,p轨道角度分布图（形状特点及描述） 5.电子云y 2 与波函数y： 概念意义； s,p电子云角度分布图（形状特点及描述） 电子云与

11、原子轨道角度分布图区别 第第5章章 原子结构与周期系原子结构与周期系 6.四个量子数 n, l, m, m s：取值，意义 7. 核外电子排布： （1）三原则：泡利不相容；能量最低；洪特规则 （2）电子进入能级顺序及电子分布式：重点4，5周期 8. 周期系与元素性质： （1）外层电子构型与周期表中的位置 （2）有效核电荷数，原子半径，电负性 描述了原子中电子出现几率最大的区离核的远近。描述了原子中电子出现几率最大的区离核的远近。 ?n值越大，电子出现几率最大的区域离核越远，也可以说电 子离核的平均距离越大。 ?n值相同的各原子轨道电子离核的平均距离较接近，故常把 具有相同主量子数n的各原子轨道

12、归并称为同一个“电子层”。 ?n=1,2,3,4,5,6等正整数，电子层分别用K,L,M,N,O,P表示, 称 为电子层的符号。 ?在氢原子中n值越大的电子层，电子的能量越高。但在多电 子原子中，核外电子的能量则由主量子数n和角量子数l两者决 定。 1.主量子数n 角量子数 l 可表示原子轨道或电子云的形状。 l= 0, 1, 2, 3, , (n-1) ?l=0时（s轨道），原子轨道或电子云呈球形分布； ?l=1时（p轨道），原子轨道的角度分布图为双球面，电子云 的角度分布的图为两个交于原点的橄榄形曲面； ?l=2（d轨道）及3（称f轨道）时,原子轨道的形状更为复杂。 ?角量子数就表示同一电

13、子层n的不同“电子亚层”。 ?n, l相同的各原子轨道属于同一 “电子亚层”，简称“亚 层”。 2.角量子数 l m = 0 ，1，2，l。 决定了原子轨道（或电子云）在空间的伸展方向。 l=0 ，m=0，亚层只有一个球形的s轨道，无方向性。 l=1 ，m=01，p亚层有三个不同伸展方向的p轨道，常用pz， p x，py表示这三个不同伸展方向。 l=2 ，m=012，d亚层有5个不同伸展方向的d轨道。 当n, l, m 都确定，就决定了是哪一个主层、什么形状的亚层、 某个伸展方向的轨道。 3. 磁量子数 m ms的取值只有+1/2和-1/2，不依赖于n，l，m三个量子数 它描述了电子自旋运动的

14、特征。 电子的自旋只有两个方向，通常称为正自旋和反自旋，或 顺时针方向和反时针方向，可用向上或向下的箭头 “”来表示这两个不同方向的电子自旋运动状态。 4.自旋量子数 m s Electron spin visualized 想象中的电子自旋 ?两种可能的自旋方向: 正向(+1/2) 和反向(-1/2) ?自旋运动使电子具有类似于微磁体的行为， 产生方向相反的磁场 ?自旋相反的一对电子, 磁场相互抵消. Magnetic field screen Small clearance space Silver atomic ray kiln 原子的外层电子构型与周期表的分区原子的外层电子构型与周期表

15、的分区 最外层电子 ns np 次外层电子 （n-1）d（n-2）f 分 区末电子填入轨道位 置外层电子构型 s区 s轨道A A ns 1-2 p区 p轨道A-零族 ns 2np1-6 d区 d轨道B- (n-1)d 1-9ns1-2 ds区d轨道 d10 B B(n-1)d 10ns1-2 f区 f轨道镧系 锕系(n-2)f 1-14(n-1)d0-2ns2 外层电子构型 1.离子键：本质，特征 2.价键理论 理论要点，共价键本质特征， ?键和?键，键参数 3.杂化轨道理论与分子构型 理论要点； sp, sp2,sp3,不等性sp3杂化：分子构型及书上实例 4.分子间力和氢键 （1）共价键极

16、性与分子极性（电偶极矩p p与分子构型） (2) 色散力，诱导力，取向力 （3）氢键：特征；存在条件；对物性影响 第六章第六章 化学键与分子结构化学键与分子结构 分子间的氢键存在使熔、沸点升高 分子内的氢键存在使熔、沸点降低 ?键与?键的对比表 共价键类型 ?键 ?键 原子轨道重叠方式头碰头肩并肩 波函数分布对键轴呈圆柱形对 称 对键轴上下反对称 电子云分布形状核间呈圆柱形存在密度为0的节面 存在方式唯一多键时，可多个 键稳定性强弱 一般，共价单键是?键，双键中有一个?键和一个?键，三键中 有一个?键键和两个?键。 能量相近原则 只有能量相近的轨道才能发生杂化（如 ns和np)。 轨道数目守恒

17、原则 新组成的杂化轨道数目等于原来的原子轨道数目。 能量重新分配原则 杂化前原子轨道能量各不相同， 杂化轨道的能量相同 最大重叠原则 杂化时，都有 s轨道的参与， s轨道的为正值， 导致杂化轨 道一头大一头小。大 头部分参与形成稳定化学键。 杂化轨道对称性分布原则 杂化后原子轨道在球形空间中尽量成对称性分布，因此，等 性杂化轨道间的键角相等。 原子轨道杂化原则原子轨道杂化原则 形成分子时才发生杂化，孤立原子的s、p 、d等轨道不发生杂化。 杂化类型 spsp 2 sp 3 杂化轨道构 型 直线形 三角形四面体形 杂化轨道中 孤电子对数 分子几何构 型 直线形 三角形正四面体三角锥 V形 实例

18、BeCl 2 , HgCl2 C2H2,CO 2 BF3 SO 3 C2H4 CH4、CCl4 SiH 4 、NH 4 +NH 3 H2O 键角 180120109 28 107 18 104 45 分子极性无无无有有 第八章第八章 大气污染与水污染 1. 大气污染物及其防治 2. 水污染： 离子交换；电渗析；渗透与反渗透 沉淀法水处理相关 第十章 高分子材料 1. 命名与基本概念：链节 ,单体,聚合度 2. 柔顺性，影响因素及比较 3. 玻璃态，Tg,高弹态，Tf,粘流态 2 ）温度 形变曲线 以线型非结晶高分子为例 玻璃态： 整个高分子链和链段均被冻结。 形变很小普弹形变。 高弹态： 高分子链不能移动，但链段可以自由转动。 形变很大高弹性变。 粘流态： 链段和整个高分子链均可以移动。 流动形变