普通化学第六版知识点整理

1、普通化学知识点整理第1章热化学与能量1,几个根本概念1系统：作为研究对象的那一局部物质和空间a.开放系统：有物质和能量交换b,封闭系统：只有能量交换c,隔离系统：无物质和能量交换2环境：系统之外,与系统密切联系的其它物质和空间3相：系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀局部单相均匀,多相不均匀注意：一个气态固体一个相；液体,假设相溶,一个相,假设不相溶,几种液体,几个相同一物质不同状态就是不同相；碳元素同素异形体不同相4状态：用来描述系统；状态函数：描述系统状态如pV=nRT5状态函数的性质：状态函数是状态的单值函数；当系统的状态发生变化时,状态函数的变化量只与系统的始、末态有关,而与变化的

2、实际途径无关6状态函数的分类：广度性质：其量值具有加和性,如体积、质量,热容,烙,嫡等强度性质：其量值不具有加和性,如温度、压力,密度,摩尔体积等两个广度性质的物理量的商是一个强度性质的物理量7过程：系统状态发生任何的变化VS途径：实现一个过程的具体步骤8化学计量数,其中b称为B的化学计量数根据具体的反响式子系数反响物：B为负；产物：B为正蛇=血x=岑一界9反响进度己：瞑反响进度只与化学反响方程式的书写有关2.反响热：化学反响过程中系统放出或吸收的热量；热化学规定：系统放热为负,系统吸热为正注意：摩尔反响热指当反响进度为1mol时系统放出或吸收的热量3,热效应：等容热效应弹式量热计；等压热效应

3、火焰热量计qv=AUqp=AU+pV2-V反响热：.=T产F与-QAT两种液体时比热容不同需分开,注意比热单位摩尔反响热：9山=4/门4 .热化学方程式：表示化学反响与热效应关系的方程式注意：先写出反响方程,再写出相应反响热,两者之间用分号或逗号隔开假设不注明T,p,皆指在T=298.15K,p=100kPa下标明反响温度、压力及反响物、生成物的量和状态5 .热力学第一定律封闭系统,不做非体积功时,假设系统从环境吸收热q,从环境得功w,那么系统热力学能的增加AUU2-U为:AU=q+w热力学能从前称为热能6 .内能的特征：状态函数状态确定,其值确定；殊途同归；周而复始、无绝对数值、广度性质7

4、.热：系统吸热为正,放热为负热量q不是状态函数8 .功：系统对外功为负,外部对系统作功为正功w不是状态函数9,体积功w体的计算w体=下外MV=-p外AV10 .次含状态函数kJ/molArhk反响的摩尔燃H=U+pVqp=H2-H=AHAH0吸热注意：qv=AU定容VSqp=AH定压p-qv=n2gRT-nigRT=AngRT对于没有气态物质参与的反响或Ang=0的反响,qVqp对于有气态物质参与的反响,且Ang0的反响,qVqp11 .盖斯定律：化学反响的恒压或恒容反响热只与物质的始态或终态有关而与变化的途径无关工V；-标准压力p=100kPa12 .标准摩尔生成烙：标准状态时由指定单质生成

5、单位物质的量的纯物质B时反响的始变称为标准摩尔生成始,记作注意：标准态指定单质的标准生成始为0.生成始的负值越大,说明该物质键能越大,对热越稳定13 .标准摩尔次含变：标准状态下,反响进度E=1mol的次含变称为反响的标准摩尔次含变：ArHm注意：f表示生成,r表示反响标准摩尔始变与摩尔始求法的区别14 .反响的标准摩尔始变的计算：覃匚0JLj第2章化学反响的根本原理与大气污染限制1 .自发反响自发过程：在给定条件下能自动进行的反响或过程2 .嫡状态函数,具有加和性：系统内物质微观粒子的混乱度或无序度的量度S=klnQ嫡增加原理：在隔离系统中发生的自发进行反响必伴随着嫡的增加,或隔离系统的嫡总

6、是趋向于极大值AS隔离0自发过程；平衡状态3 .物质的标准摩尔嫡：单位物质的量的纯物质在标准状态下的规定嫡,以Sm或简写为S表示,注意单位为Jmol-1K1指定单质的标准嫡值是零4 .嫡的性质：1对于同一种物质：SgSlSs（2） 同一物质在相同的聚集状态时,其嫡值随温度的升一（3） 对十/、同种物质：S复杂分子S简单分子（4） 对于混合物和纯洁物：S混合物$纯物质气体分子数增加,嫡增大工5 .标准摩尔嫡变ArSm=日VBSm6 .吉布斯等温方程：rG=ArHn-T4SmGAG0,非自发过程,过程能向逆方向进行同nt培大S高温S低温-rAG-w即AGw自发过程在非体积功w,-AG=w即AG=w

7、平衡状态-1AGw非自发状态7.标准摩尔吉布斯函数变:餐为对G武丁+衣/汨7空户EP般A(l)+bB(aq)gG(s)+dD(g),可以表示假设为单质或H+那么AfG=0非标准态:品G鼠丁A户鼠T一仃InQ8 .标准摩尔生成吉布斯函数：AfGn,常用单位为kJ.mol-1反响的标准摩尔吉布斯函数变工一二匕A雨；书.二贝产2与物第15K)=A蹬29鼠154一298d5KAs其他温度时:A侬29J5K)-A2?SJ5K)-T(298.15K)9 .ArG=0就是化学平衡的热力学标志或称反响限度的判据说明反响进行得越彻底,反响物的转化率越高10 .标准平衡常数K*与方程式的写法有关,K值越大,某反雇

8、场的转化率=k反底也已.人区1Q0%Wi应应物典国的安平衡时邛*门=-皿心或KJ11 .多重平衡:12 .化学平衡的移动：因条件的改变浓度、压力、温度使化学反响从原来的平衡状态转变到新的平衡状态过程由于ML噌口,由此可判断告珂反响正向自发进行当.二人：用A,G=O.平衡状态l知工反叵逆向自发进行13 .范特霍夫等压方程式：某一反响在不同温度Ti和T2时的平衡常数分别为K和K2,那么I%.山,单位moldm-3s-1哈普qT骨14 .化学反响的速率：用单位时间单位体积内发生的反响进度15 .速率方程和反响级数“A-&Gc/Du=kc(A)a.c(B)b(k为速率常数,n=a+b为反响级数)16

9、.基元反响：由反响物一步直接生成产物17 .一级反响的三个特征：lnc对t作图为一直线；11/2与反响物起始浓度无关；速率常数k的量纲为时间118 .阿仑尼乌斯公式2一告一帅:一埠卜步和轩心占?石弁/二Ea为活化能,k为速率常数19 .反响的活化能分子总数活化分子分散活化分子总数反响透率,或压力中一TT二|司二W一个个t便用偃化范个个T加快反响速率20.加快反响速率如表21.催化剂相同溶剂温度升高,蒸气压增大催化剂的主要特征1；散至辰金径.降低港位轮,使乂住理军帽犬口引能太变遇型平衡的对闾而F就比变平南势在态O有精靴的士率制kbp即凝固点下降多冰水共存温度0C；水汽共存点100c水的蒸气压小于

10、冰的蒸气压8 .渗透现象：被半透膜隔开的两边溶液的浓度不等单位体积内溶质的分子数不等,溶剂通过半透膜进入溶液或溶剂从稀溶液通过半透膜进入浓溶液的现象单向扩散渗透压：阻止渗透进行所施加的最小外压,用n表示,nV=nRT口=nRT/V=cRT是溶剂分子渗透的结果等渗溶液：渗透压与人体内的根本相等的溶液反渗透：假设外加在溶液上的压力大于渗透压,那么会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动,使纯溶剂体积增加的过程版面的已解离的电解质浓度n/解离度100%电解质的起始侬度正离子全部是的化合物是酸；所生成的负离广泛用于海水淡化、工业废水的处理及溶液的浓缩等9 .解离度：溶液中已解离的电解质的分子数与电解质总分子数

11、之比:10.1酸碱电离理论阿氏水离子论：在水溶液中解离时所生成的子全部是OHT的化合物是碱2酸碱质子理论适用于水溶液,也适用非水溶液：凡能给出质子的物质都是酸；凡能结合质子的物质都是碱酸*生质子+碱11 .酸碱共轲关系：酸与对应的碱相互依存、相互转化的关系.酸失去质子后形成的碱被称为该酸的共轲碱；碱结合质子后形成的酸被称为该碱的共轲酸12 .共轲酸与它的共轲碱一起称为共轲酸碱对酸越强,其共轲碱越弱HAc/Ac,H3O/H2.,NH7NH3,H3C+/H2O,HCN/CNH2O/OH,HCO/CO32-,H2O/OH13.两性物质：H2O,HCO所有酸式根无盐的概念：NH4C1酸碱复合物14.大

12、多数酸和碱溶液都存在解离平衡,其平衡常数称为解离常数Ka酸或Kb碱酸15.HH+C(H)=Kw/c(OH)pH=-lgc(H+)氢离子的单位不为摩尔每立方分米,求K和a时无需化单位17 .水的离子积Kw=1.0*10-18 .同离子效应：在弱酸的溶液中参加该酸的共轲碱,或在弱碱的溶液中参加该碱的共轲酸,使得弱酸或弱碱的解离度大大下降白现象,如HAc的水溶液中参加NaAG使得HAc解离平衡向左移动,HAc的解离度降低19 .缓冲溶液：对外加的酸和碱具有缓冲水平的溶液以HAc和NaAc的混合溶液为例：NaAc=Na+Ac-HAcaq=H+aq+Ac-aq系统中大量HAc、Ac存在,使H+相对较少.

13、当溶液中参加少量强酸时,H+与Ac结合生成HAc,使H+勺浓度保持基本不变；假设往系统中参加少量强碱,那么H+与OH结合生成H2Q使HAc解离平衡右移,HAc的浓度减少,而H+的浓度仍保持根本不变组成缓冲溶液的一对共轲酸碱：HAc-Ac-/NH+-NH3/H2PQ-HPQ2-等20 .缓冲溶液的pH:共轲酸=共轲碱+H+n_n汇出.共辄酸一,怩归,g仪共趣碱jE*,-碱-一-*颐现碱其中Ka为共轲酸的解离常数,pKa为Ka的负对数缓冲水平主要与以下因素有关：a缓冲溶液中共轲酸的pKa值：缓冲溶液的pH在其pKa值附近时,缓冲水平最大b)缓冲对的浓度：缓冲对的浓度均较大时,缓冲水平较大c)缓冲对

14、的浓度比：为1:1或相近(0.110)时,缓冲水平较大21 .一般认为,当缓冲对的浓度比在0.1和10之间才具有缓冲作用因此,缓冲溶液的pH和pKa之间有以下关系：pH=pKa1(pKa可查附录)22 .难溶盐的定义：习惯上将100gH2O中溶解度小于0.01g的物质称作难溶物多相离子平衡：难溶电解质在水溶液中,溶解和结晶速率相同,存在固体和溶液中离子之间的动态平衡难溶(还是会有溶解的,如沉淀)VS不溶23 .溶度积：难溶电解质的饱和溶液中,当温度一定时,其离子浓度的乘积为一常数,这个平衡常数Ks白Ks(AnB)=Ceq(Am+)nceq(Bn+)m同类型的物质可以用Ks的大小判断溶解度,不同

15、类型时不能判断24 .溶度积规那么AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn-(aq)4AL)Q为任意状态下有关离子浓度的乘积即浓度商QKs有沉淀析出直至达饱和|Q=K溶解达平衡,饱和溶液|QvK无沉淀析出,或沉淀溶解25 .沉淀溶解的条件：降低溶度积常数中相关离子的浓度,使得QcvKs1)利用酸碱反响2)利用氧化复原反响3)利用络合(配位)反响(AgCl(s)+NH3-Ag(NH3)2+Cl-)26 .同离子效应：在难溶电解质饱和溶液中,参加含有与难溶物组成中相同离子的强电解质,使难溶电解质的溶解度降低的现象27 .沉淀转化应用：CaSO不溶于酸,难以除去.假设用NaaCO溶液处理,可转化为更

16、难溶但质地疏松、易溶于酸的物质CaCO第4章电化学与金属腐蚀1 .原电池：将氧化复原反响的化学能转变为电能的装置(分别在两只烧杯中进行,用盐桥含有琼胶的饱和氯化钾联系)原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反响就是半反响,即电极反响,因此将半电池又叫电极电池反响：CiT+Zn-Zn2+Cu正极反响：Cu2+2e-Cu得电子被复原发生复原反响,是氧化剂(即氧化态),反响使化合价降低负极反响：Zn2+-2e-Zn2+失电子被氧化发生氧化反响,是复原剂(即氧化态),反响使化合价升高得电子者氧化剂,发生复原反响,化合价升高是被氧化,化合价降低是被复原原电池：“负氧正还VS电解池：“阳氧阴还电子通过导线

17、,离子通过盐桥(正离子流向铜,负离子流向锌)图示表示：(-)Zn|Zn2+(C1)|Cu2+(C2)|Cu(+)“|表示两相的界面,|表示盐桥,盐桥两边是所处的溶液电势:Zn低,Cu高2 .常见电极类型电极类型电对举例电极金属电极Zn2+(c)|ZnZn2+/Zn非金属电极_Cl2/ClCl-(c)|Cl2(p)|Pt氧化复原电极Fe3+/Fe2+Fe3+(C1),Fe2+(C2)|Pt难溶盐电极AgCl/AgCl-(c)|AgCl|Ag3 .法拉第：单位物质的量的电子所带电荷量F1F=96485C/mol4 .电池反响：原电池放电过程所发生的化学反响,是两电极上的电极反响之和5 .标准摩尔生

18、成吉布斯函数与标准电动势的关系：ArGm=-nFE日电动势的能斯特方程：电极电势的能斯特方程：犯止印/,1n表示转移的电子数注意：1电极反响中某物质假设是气体,那么用相对分压p/p白100kPa表示2纯液体、纯固体不表示在式中电极电势：氧化态/复原态标准电动势：E白=巾合正极-巾白负极电动势：E=巾正极-巾负极注意：1人为规定标准氢电极电势M2 电势越大氧化性越强,电势越小复原性越强3 Zn2+2e-=Zn与2Zn2+4e-=2Zn日数值相同4 Cu+2e-=Cu与Cu=Cu2+2e日数值相同E0即AG0E=0即AG=0E06 .氧化复原反响方向的判断反响正向自发反响处于平衡状态K三的大小反响

19、正向非自发逆过程可自发7 .氧化复原反响进行程度的衡量：氧化复原反响标准平衡常数8 .化学电源1一次电池：放电后不能充电或补充化学物质使其复原的电池专-镒干电池1.5伏,携带方便/锌-氧化汞电池能量高,电压平稳,但不环保/锂-铭酸银电池能量高,稳定2二次电池：放电后通过充电使其复原的电池铅蓄电池廉价,实用,太笨重3连续电池：在放电过程中可以不断地输入化学物质,通过反响把化学能转变成电能,连续产生电流的电池燃料电池9 .电解：利用外加电能的方法迫使反响进行的过程,电能转变为化学能电解池：阳极氧化,阴极复原10 .电解池中两极的电解产物在阳极上进行氧化反响的首先是析出电势考虑超电势因素后的实际电极

20、电势代数值较小的复原态物质；在阴极上进行复原反响的首先是析出电势代数值较大的氧化态物质阳极析出的物质：金属电极,X-,s2-,oh-,含氧酸根复原态M-ne-亚2X-2e困4OH-4e-2H20+5阴极析出的物质：不活泼金属正离子如Cu2+、Zn2+,H+,活泼金属离子如Na+、Mg2+在水溶液中不放电氧化态2H+2e-HUM2+2e-M11 .电解的应用1电镀：应用电解原理在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的过程,既可防腐蚀又可起装饰的作用电镀液一般为含镀层金属配离子的溶液2阳极氧化：用电解的方法通以阳极电流,使金属外表形成氧化膜以到达防腐耐蚀目的的一种工艺3电刷镀：把适当的电镀液刷镀到

21、受损的机械零部件上使其回生的技术12 .腐蚀的分类A.化学腐蚀：金属与周围介质直接发生氧化复原反响而引起的腐蚀钢铁的高温氧化脱碳、石油或天然气输送管部件的腐蚀等B.电化学腐蚀：金属与周围介质发生电化学作用而引起的金属腐蚀钢铁在潮湿的环境中生锈1析氢腐蚀酸性较强白条件下,产生氢气阴极产生氢气2吸氧腐蚀弱酸性或中性条件下阴极氧气被复原3差异充气腐蚀13 .金属腐蚀的预防1改变金属的内部结构2保护层法3缓蚀剂法无机缓蚀剂,有机缓蚀剂,气相缓蚀剂4阴极保护法牺牲阳极保护法：用较活泼的金属或其三元合金如Zn、Al连接在被保护的金属上,被保护的金属作为腐蚀电池阴极而到达不遭腐蚀的目的腐蚀电池外加电流法：将

22、被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个电极,被保护金属作为电解池阴极,在直流电的作用下阴极受到保护电解池第5章物质结构根底1 .波函数：=h/mv为粒子波的波长；v为粒子的速率,m为粒子的质量2 .薛定谓方程：旧口.丁小x=rsin0cos;y=rsin0sin;z=rcos0;r2=x2+y2+z2;3 .量子数a.主量子数nn=1,2,3,4对应电子层K,L,M,N表示核外的电子层数并确定电子到核的平均距离I确定单电子原子的电子运动的能量n的值越大,离核的平均距离越远,电子能级就越高b.角量子数l电子亚层受限于nI的取值：l=0,1,2,3,n-1l=0,1,2,3的原子轨道习惯上分别称

23、为、p、d、f轨道表示亚层,根本确定原子轨道的形状对于多电子原子,与n共同确定原子轨道的能量c.磁量子数mmm的取值：m=0,1,2,l,共可取21+1个值确定原子轨道的伸展方向注:s-1,p-3,d-5,f-7d.自旋量子数m对错对4 .电子云：空间某单位体积内找到电子的概率分布的图形,故也称为概率密度氢原子基态波函数的平方：说明1s电子出现的概率密度是离核距离r的函数,rJ,概率密度!氢原子基态电子云呈球状注意：波函数角度分布有正、负之分,电子云角度分布无正、负之分当主量子数增大时,离核的距离越来越远；当主量子数相同时,角量子数可取不同的值5 .多电子原子轨道的能级1主量子数n相同时,1越

24、大,能量越高E1sE2s&2角量子数l相同时,n越大,能量越高EnsEnpE1d日3当主量子数n和角量子数1都不同时,可以发生能级交错的现象E4sE3d,E5sE4dE6sE4fABi5P3不等性r角型i三角锥极性援性ILO,SF3NHjAB5声等性正四面体非极性CHi.18 .典型分子的空间构型1） HgCl2分子直线型、两个sp杂化轨道性质完全相同、成键轨道夹角为180度2） BR分子平面三角形、三个sp2杂化轨道、成键轨道夹角为120度3） CHCCl4、金刚石分子正四面体结构、四个sp3杂化轨道、成键轨道夹角为109284） NH分子三角锥形、极性分子、成键轨道夹角为107度5） H2

25、O分子V字形、极f分子、1044019.分子间作用力：范德华力取向力、诱导力、色散力、氢键、疏水作用等,比化学键要弱得多,范德华力存在于所有分子中范德华力的特点：永远存在于分子间的弱相互作用；短程力；没有方向性、没有饱和性；以色散力为主1取向力正负相吸：分子固有电偶极之间的作用力,存在于极性分子中2诱导力：固有偶极与诱导偶极之间的作用力,存在于极性分子之间或极性分子与非极性分子之间3色散力最主要：当非极性分子相互靠近时,由于电子和原子核的不断运动,正负电荷中央不能始终保持重合,产生瞬间偶极,瞬间偶极之间的相互作用色散力存在于所有分子之间,同类型分子距离相等时,相对分子质量越大,其色散力越大极性

26、分子与非极性分子之间只存在色散力；极性分子之间存在色散力、诱导力、取向力只有当分子的极性很大时如H20才以色散力为主4氢键：负性很大的原子XF、.N与H原子成键时,由于X吸引电子的水平很强,使氢原子带有较多正电荷,它与另一个电负性大且半径又小的原子YF、ON形成氢键F-H/O-H/N-HHFH2ONH320 .分子间力和氢键对物质性质的影响1分子间氢键使物质的熔点和沸点大幅升高,无氢键时,同类单质和化合物的熔点和沸点随分子摩尔质量的增加而升高2物质的溶解性：极性溶质易溶于极性溶液；非性溶弱极性易溶于非极性弱极性溶液I2溶于乙醇、0014；离子键-极性大21 .晶体固定形状、熔点、各向异性结构1

27、离子晶体：点阵点上的物质微粒是正、负离子,粒子之间作用力是离子键力特点：熔点高,硬度大,质脆,延展性差,融状态可导电；离子晶体的熔点、硬度等性质主要与晶格能有关晶体的晶格能：298.15K,标准状态下,由气态正、负离子形成单位物质的量的离子晶体所释放的能量2原子晶体：点阵点上的物质微粒是原子,微粒之间的作用力是共价键特点：一般低配位、硬度高,强度大与熔点高金刚石,SiC,SiO2方英石,Si3MsBN,A1N3金属晶体：点阵点上的物质微粒是金属离子,微粒之间作用力是金属键书P195表格特点：展延性；导电导热性；金属晶体的硬度、强度、熔点等相差很大金属鸨熔点最高；汞硬度最低；铭硬度最高；氨沸点最低；自然界金刚石硬度最高4分子晶体：点阵点上的物质微粒是分子,微粒之间作用力是分子间力熔点,假设有氢键那么高,无氢键看分子量第6章无机化合物1 .单质的熔点、沸点、硬度单质的熔点、沸点和硬度一般具有相同的变化趋势,即熔点高的单质其沸点一般也高,硬度也较大第2、3周期元素的单质：从左到右,逐渐升高,第四主族的元素最高,随后降低第4、5、6周期元素的单质：从左到右,逐渐升高,第六副族的元素最高,随后总趋势是逐渐降低2 .金属单质活泼性规律计由性慢拦JL