大学化学复习

1、第一章小结第一章小结 状态函数、内能（状态函数、内能（U）、）、热（热（Q）、）、 功（功（W）、）、反应热（反应热（ Qp、 Qv）、）、 焓（焓（H）、）、标准摩尔生成焓（标准摩尔生成焓（fHm ）、）、 反应速率、基元反应与非基元反应。反应速率、基元反应与非基元反应。一、基本概念一、基本概念1. 状态状态是体系内一切性质的总和。是体系内一切性质的总和。 2. 状态函数状态函数是描述体系状态的函数。是描述体系状态的函数。 （如气体压力、温度、体积等）（如气体压力、温度、体积等） （状态函数（状态函数只与只与系统变化的系统变化的始态和终态有关始态和终态有关， 而与变化的而与变化的途径无关途径

2、无关。）。） 3. 内能内能是体系内部的能量是体系内部的能量，一般包括：分子，一般包括：分子（或原子）动能、势能、电子运动动能、原子（或原子）动能、势能、电子运动动能、原子核能几部分。核能几部分。内能是内能是状态函数，其值无法直接测定，变化值状态函数，其值无法直接测定，变化值 可以测定。可以测定。 4. 热热体系与环境之间因体系与环境之间因温度不同温度不同而传递的能量。而传递的能量。 用符号用符号Q表示，并规定体系表示，并规定体系吸热吸热Q为为正正值；值； 体系体系放热放热Q为为负负值。值。5. 功功除热以外的其它能量传递形式统称为功。除热以外的其它能量传递形式统称为功。 用符号用符号w表示，

3、表示，体系体系对环境对环境做功做功w为为正正值；值； 环境环境对体系对体系做功做功w为为负负值。值。 6.恒容反应热和恒压反应热恒容反应热和恒压反应热 化学反应过程，一般都是在恒容或恒压两化学反应过程，一般都是在恒容或恒压两种条件下进行，所以反应热也分为：种条件下进行，所以反应热也分为：恒容反应恒容反应热（热（Qv）和恒压反应热（）和恒压反应热（Qp）恒容反应：恒容反应： 00VpWVVVQWQU 恒容反应热等于体系的内能变化。恒容反应热等于体系的内能变化。即恒容反应中，体系吸收的热量即恒容反应中，体系吸收的热量全部全部用用来改变体系的来改变体系的内能内能。恒压反应：恒压反应： )(12VVp

4、VpW)(12pp12VVpQWQUUU)pV(U)pV(UQp1122定义：定义： 则：则： H 是热力学中一个新的重要状态函数：是热力学中一个新的重要状态函数：焓焓只是表示在特定条件下两种物理量的只是表示在特定条件下两种物理量的数值数值相等，而不相等，而不是概念或性质上的等同是概念或性质上的等同.,vpUQHQPage 8. 7 7、标准生成焓、标准生成焓 标准态时，由最稳定单质生成标准态时，由最稳定单质生成1 mol 纯物质纯物质时反应的焓变，叫做该物质的标准生成焓。时反应的焓变，叫做该物质的标准生成焓。通常通常选定选定T=298.15K，用符号用符号fH298或或fH表示。表示。 P1

5、0:物质的标准生成焓，实际为物质的标准生成焓，实际为标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓。 根据标准生成焓定义，最稳定单质本身的标准生根据标准生成焓定义，最稳定单质本身的标准生成焓为零，如成焓为零，如fH(石墨石墨)=0， fH(O2)=0 ： 8. 基元反应与非基元反应基元反应与非基元反应 1)基元反应基元反应：反应物分子相互作用，直接转变为：反应物分子相互作用，直接转变为产物，反应产物，反应一步一步完成。完成。2) 非基元反应非基元反应:反应物分子经过反应物分子经过若干个步骤若干个步骤才才能完成，能完成， 由几个基元反应组成的由几个基元反应组成的复杂反应复杂反应。 例如：反应例如：反应 I2(g)

6、 + H2 = 2HI 步骤步骤A I2(g) = 2I(g) 步骤步骤B H2 + 2I(g) = 2HI快快慢慢二、重要定律及公式二、重要定律及公式1. 理想气体状态方程：理想气体状态方程： pV= nRT (注意单位及适用条件）注意单位及适用条件）ABCipppppiiinpppxn2. 气体分压定律：气体分压定律：恒温恒容恒温恒容条件下，理想气体混合物的总压力条件下，理想气体混合物的总压力等于各组分气体分压力之和。等于各组分气体分压力之和。组分气体的分压等于组分气体的分压等于总压与该组分气体的摩尔分数的乘积。总压与该组分气体的摩尔分数的乘积。 4. 反应热效应的计算反应热效应的计算1）

7、焓）焓(H=U+pV)：rHm； fHmHUp V 2）QP与与QV：当恒压、只做体积功时：当恒压、只做体积功时：PVVQQp VQnRT 3）化学反应热效应的计算公式化学反应热效应的计算公式()()iirmfmfmHHHvv生成物反应物WQU 3. 热力学第一定律：热力学第一定律：要注意要注意Q和和W的符号的符号 一个化学反应若可以一个化学反应若可以 分解成分解成几步几步来完成，则来完成，则总反应的热效应总反应的热效应等等 于各个于各个分反应的热效应分反应的热效应之和之和。6. 质量作用定律：质量作用定律： 一定温度下基元反应的反一定温度下基元反应的反应速率与各反应物浓度以反应式中的计量应速

8、率与各反应物浓度以反应式中的计量数为指数的乘积成正比。数为指数的乘积成正比。5. 盖斯定律（重点盖斯定律（重点）：）：v对任意对任意基元反应基元反应 aA + bB = dDBAabk cc反应速率方程式反应速率方程式7. 阿仑尼乌斯公式：阿仑尼乌斯公式：ZaERTke 21212112()11lg2.3032.303aaEE TTkkR TTRTTlglgZ2.303aEkRT 一、基本概念一、基本概念 熵（熵（S）、标准熵（）、标准熵（ ）、）、 吉布斯函数（吉布斯函数（G）、）、 标准生成吉布斯函数（标准生成吉布斯函数（ ）、）、 可逆反应、化学平衡、可逆反应、化学平衡、 平衡常数（平衡

9、常数（Kc、Kp、K ）、）、 反应商（反应商（Q）、转化率（）、转化率（ ）mSfmG第二章小结第二章小结1.熵熵 在热力学中，用在热力学中，用熵熵(S)来表示体系内物质微来表示体系内物质微观粒子观粒子混乱度混乱度，是，是状态函数状态函数。2.标准摩尔熵标准摩尔熵：热力学标准态下，：热力学标准态下，1mol纯物质的绝纯物质的绝对熵值，用对熵值，用 ST 表示。也称标准熵。表示。也称标准熵。-1-1J Kmol单位：单位： 。fH 是以最稳定单质的生成焓为零的是以最稳定单质的生成焓为零的相对值相对值而标准熵而标准熵S 不是相对数值，其不是相对数值，其绝对值绝对值可由热可由热力学第三定律求得，力

10、学第三定律求得，纯单质的标准熵不等于纯单质的标准熵不等于零零。3. 3. 吉布斯函数和标准生成吉布斯函数吉布斯函数和标准生成吉布斯函数吉布斯函数的定义：吉布斯函数的定义：GHTS 与与H类似，类似，G也是一个状态函数，代表体系也是一个状态函数，代表体系的一种能量状态。的一种能量状态。 标准生成吉布斯函数：标准生成吉布斯函数：在标准态时，由最稳在标准态时，由最稳定单质生成定单质生成1 mol纯物质时反应的吉布斯函数变，纯物质时反应的吉布斯函数变，叫该物质的标准生成吉布斯函数叫该物质的标准生成吉布斯函数fGT 同样，同样，最稳定单质的标准生成吉布斯函数为最稳定单质的标准生成吉布斯函数为0。 4.可

11、逆反应可逆反应 在同一条件下，既能向一个方向进在同一条件下，既能向一个方向进行，又能向相反方向进行的反应，称为可逆反行，又能向相反方向进行的反应，称为可逆反应。应。 5. 5. 化学平衡化学平衡 当反应进行到某一程度，当反应进行到某一程度，正逆反正逆反应速率相等应速率相等时，反应体系所处的状态。时，反应体系所处的状态。6.6.平衡常数平衡常数BbAa DdGg )(B)(A)(D(G)badgccccKc Kc浓度平衡常数（浓度平衡常数（c：平衡浓度：平衡浓度, concentration） 可逆反应在可逆反应在一定温度一定温度下达到下达到平衡平衡时，产物浓度时，产物浓度的系数次方的乘积与反应

12、物浓度的系数次方的乘积的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比是一个常数，这个常数就叫做之比是一个常数，这个常数就叫做平衡常数。平衡常数。 如果是如果是气体反应气体反应，可以用平衡时各组分气体，可以用平衡时各组分气体的的分压分压来代替浓度，这时的平衡常数叫做来代替浓度，这时的平衡常数叫做压力平压力平衡常数：衡常数： (B)(A)(D)(G)badgppppKp p平衡分压平衡分压 (pressure) 后来，为了统一和计算方便，规定在平衡常后来，为了统一和计算方便，规定在平衡常数的表达式中，凡是溶液中的浓度都除以标准态数的表达式中，凡是溶液中的浓度都除以标准态浓度：浓度： cc 相对浓

13、度相对浓度，若是气体分压，都除以标准，若是气体分压，都除以标准 态压力：态压力： pp 相对分压相对分压，这样用相对浓度或相对这样用相对浓度或相对分压表示的平衡常数，叫分压表示的平衡常数，叫标准平衡常数标准平衡常数(K) 。 Pa1001325. 15 p-3dmmol1 cGDAB()()()()gdabcccQcccccGDABgdpabppKppGDABgdcabccKccGDABgdpabppppQGDABgdcabccccQGDAB()()()()gdabccccKcccc二、重要定律及公式二、重要定律及公式1. 标准熵变的计算标准熵变的计算 (注意代入系数和正负号注意代入系数和正负

14、号)2. 标准吉布斯函数变的计算标准吉布斯函数变的计算 反反应应物物产产物物TiTiTvvSSS()()fiifvGGvG产物反应物TTTTGHS （任意温度）（任意温度）3. 反应方向的判据反应方向的判据 ：反反应应处处于于平平衡衡状状态态逆逆向向自自发发）：反反应应不不能能自自发发进进行行（自自发发）：反反应应自自发发进进行行（正正向向)0()0()0(GKQGKQGKQ QRTGGlg303. 2 当反应达平衡时：当反应达平衡时： 0,GQK 2.303lgGRTK 2.303lg2.303lg2.303lg2.303lgGGRTQRTKRTQQRTK 7. 平衡移动规则平衡移动规则 (

15、勒夏特列原理勒夏特列原理) 本质原因：本质原因：引起引起Q和和K之间相对大小的变化。之间相对大小的变化。5. 标准平衡常数与标准摩尔吉布斯函数变的关系标准平衡常数与标准摩尔吉布斯函数变的关系,T2.303lgrmGRTK 6. 范特霍夫方程式范特霍夫方程式2121211 2()lg2.3032.3032.303rmrmrmHHHTTKKRTRTRTT4. 多重平衡规则多重平衡规则 反应反应相加相加，则平衡常数，则平衡常数相乘相乘； 相反，反应式相反，反应式相减相减，则平衡常数，则平衡常数相除相除。 反应式乘以一个系数，则平衡常数反应式乘以一个系数，则平衡常数系数次方系数次方一、基本概念一、基本

16、概念1. 解离常数解离常数K第三章小结第三章小结2. 同离子效应同离子效应 在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的其在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的其 它易溶强电解质，使它易溶强电解质，使弱电解质解离度降低弱电解质解离度降低的现象，的现象，称作称作 同离子效应。同离子效应。 在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有相同离子的易溶在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有相同离子的易溶 强电解质，使强电解质，使难溶电解质溶解度降低难溶电解质溶解度降低的现象，称作同离的现象，称作同离 子效应。子效应。3. 缓冲溶液缓冲溶液 在一定范围内能使溶液的在一定范围内能使溶液的pH值不因加入少量酸、

17、碱或值不因加入少量酸、碱或 加水稀释而发生显著变化的溶液，称为缓冲溶液。加水稀释而发生显著变化的溶液，称为缓冲溶液。4. 盐类水解盐类水解盐解离出的离子与水解离出的盐解离出的离子与水解离出的H+或或OH作用产生弱电作用产生弱电解质的反应，叫做盐的水解。解质的反应，叫做盐的水解。 5. 酸碱电离理论酸碱电离理论酸碱质子理论酸碱质子理论路易斯电子理论路易斯电子理论 5.酸碱质子理论酸碱质子理论 1) 酸碱定义酸碱定义 凡是能凡是能给出质子给出质子的物质的物质(分子或离子分子或离子)都是酸，都是酸， 凡是能凡是能接受质子接受质子的物质的物质(分子或离子分子或离子)都是碱。都是碱。质子酸质子酸 质子碱

18、质子碱H+H+2) 共轭关系共轭关系 共轭酸共轭酸 = 共轭碱共轭碱 + 质子质子 共轭酸碱对共轭酸碱对6. 溶度积溶度积 一定温度一定温度下，难溶电解质的下，难溶电解质的饱和溶液饱和溶液中，其离子的相对中，其离子的相对浓度浓度(以该离子在平衡关系中化学计量数为指数以该离子在平衡关系中化学计量数为指数)的乘积的乘积是一个常数，这一数值叫做溶度积常数，简称溶度积。是一个常数，这一数值叫做溶度积常数，简称溶度积。溶液中同时存在几种离子，当溶液中同时存在几种离子，当逐滴逐滴加入一种沉淀剂时，加入一种沉淀剂时，几种离子都会发生沉淀，而且沉淀的生成将分步进行。几种离子都会发生沉淀，而且沉淀的生成将分步进

19、行。这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。7. 分步沉淀分步沉淀8. 沉淀的转化沉淀的转化在某种难溶物中加入沉淀剂，使难溶物转化为另一种新在某种难溶物中加入沉淀剂，使难溶物转化为另一种新的难溶物，这种现象称为沉淀的转化。的难溶物，这种现象称为沉淀的转化。 分子总浓度解离的分子浓度子总数溶液中原有电解质的分已解离的电解质分子数1001001. 解离度解离度二、重要公式、规则及结论二、重要公式、规则及结论2. 一元弱酸一元弱酸/弱碱溶液中弱碱溶液中H+ / OH-浓度近似计算通式浓度近似计算通式/K cbOHccc KaHccc K3. 稀释定律稀释定律4. 缓冲溶液的缓

20、冲溶液的 pH值计算通式值计算通式 （一元弱酸弱酸盐一元弱酸弱酸盐, 弱碱弱碱盐弱碱弱碱盐缓冲体系缓冲体系）apHplgcKc弱酸盐一元强碱弱酸盐一元强碱弱酸盐(NaAc)： whaKKK一元强酸弱碱盐一元强酸弱碱盐(NH4Cl)： whbKKK一元弱酸弱碱盐一元弱酸弱碱盐(NH4AC)： whabKKKK5. 水解常数通式水解常数通式bbpOHplgpH14plgcKccKc弱碱盐弱碱盐6. 溶度积规则溶度积规则溶液不饱和，无沉淀生成溶液不饱和，无沉淀生成/原沉淀溶解；原沉淀溶解；溶液饱和，处于动态平衡中；溶液饱和，处于动态平衡中；溶液过饱和，产生沉淀溶液过饱和，产生沉淀/原沉淀不溶解原沉淀

21、不溶解。QKspQ = KspQKsp7. 溶度积与溶解度的关系溶度积与溶解度的关系1) 相同类型相同类型的难溶电解质，可根据溶度积的大小的难溶电解质，可根据溶度积的大小 直接比较其溶解度的大小。直接比较其溶解度的大小。 2) 类型不同类型不同的难溶电解质，溶解度和溶度积的关的难溶电解质，溶解度和溶度积的关 系式不同，溶解度的大小必须通过计算能确定。系式不同，溶解度的大小必须通过计算能确定。三、计算题三、计算题1. 有关解离平衡的计算有关解离平衡的计算(2) 多元弱酸、弱碱的解离平衡多元弱酸、弱碱的解离平衡(p79, 6)(1) 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡2. 缓冲溶液缓

22、冲溶液pH值的计算值的计算3. 溶度积规则的应用溶度积规则的应用(4) 沉淀的转化沉淀的转化(1) 溶解度和溶度积的换算溶解度和溶度积的换算(p80,15)(2) 判断沉淀的生成或溶解判断沉淀的生成或溶解(p81,17)(3) 判断沉淀生成的先后次序判断沉淀生成的先后次序(p81,19)4. 判断反应方向判断反应方向 (Q 与与K的关系的关系)3. 电极电势电极电势, 标准电极电势标准电极电势一、基本概念一、基本概念1. 氧化数氧化数2. 原电池，电解池原电池，电解池第四章小结第四章小结二、重要公式、规则及结论二、重要公式、规则及结论1. 离子电子法配平氧化还原方程式的原则离子电子法配平氧化还

23、原方程式的原则2. 能斯特方程能斯特方程3. 原电池的电动势与吉布斯函数变的关系原电池的电动势与吉布斯函数变的关系rmGnFE r GnFE ，4. 标准电动势与标准平衡常数的关系标准电动势与标准平衡常数的关系rm2.303lgGRTK ()lg(T298K)0.0590.059nnEK正负()0059lg(298K)()abccTncc 氧 化 态还 原 态.5. 氧化还原反应的电动势与反应的自发性关系氧化还原反应的电动势与反应的自发性关系()rGnFEnF E 0 时时rG 0，反应自发进行；，反应自发进行； E 0，反应非自发，反应非自发(逆反应自发逆反应自发)6. 氧化态金属离子形成难

24、溶电解质、弱电解质氧化态金属离子形成难溶电解质、弱电解质 或配合物后氧化能力减弱或配合物后氧化能力减弱(电极电势电极电势 降低降低)。 还原态金属离子还原能力减弱还原态金属离子还原能力减弱(电极电势电极电势 升高升高)。阴极阴极 阴阴大者先放电大者先放电(氧化型得电子氧化型得电子,还原还原)阳极阳极 阳阳小者先放电小者先放电 (还原型失电子还原型失电子,氧化氧化) 含含Cu2+、Fe2+、Ni2+、 Zn2+时，一般镀金属时，一般镀金属非惰性金属电极优先溶解非惰性金属电极优先溶解 不存在上述离子时不存在上述离子时产生氢气产生氢气(H+ )S2-、Cl-、Br-、I- 优先放电优先放电(惰性电极惰性电极)熔融盐电解，熔融盐电解， 金属阳离子放电金属阳离子放电 复杂阴离子一般不放电，复杂阴离子一般不放电， OH放电放电产生氧气产生氧气 (惰性电极惰性电极)7.