大学化学期末复习资料

1、大学化学期末复习资料作者:日期：1 .什么是化学？（化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构、性能及其变化规律和变化过程中能量关系的学科。）2.相、 状态函数、 过程与途径、 功和热、 反应进度的概念， 热力学第一定律及其相关计算。 （相：系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分。状态函数：用来表征系统状态的物理量称为状态函数。过程：系统的状态发生变化，从始态到终态，我们称系统经历了一个热力学过程，简称为过程。途径：实现这个过程可以采取许多种不同的具体步奏，我们就把每一种具体步奏称为途径。在热力学中，系统发生变化时，设与环境之间交换的热为 Q,与环境交换的功为W可得热力学能（亦称内能）

2、的变化为 AU=Q+W 或 AU=QW（目前通用这两种说法，以前一种用的多）,为了避免混淆，物理中普遍使用第一种，而化学中通常是说系统对外做功，故会用后一种。）例如，在一定条件下，由水、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的体系中含有：（A）A、三个相 R 四个相C、五个相D、六个相3.始的概念,化学反应的标准摩尔始变、物质标准摩尔生成始的定义,化学反应的标准摩尔始变的计算。（始是一个热力学系统中的能量参数。所谓标准状态，是在指定温度 T 和标准压力 p 下该物质的状态，简称标准态。标准摩尔生成始记为 AfHm（B,相态，T）,在温度 T（若为 298.15K时则可不标出）下，由标准状态的单质生成物质

3、B（vB=+1）反应的标准摩尔始变。即在标准状态下（反应物和产物都是处于 100KPa,通常温度选定298.15K）,由指定单质生成单位物质的量（1m。l）的化合物的化学反应热（即恒压反应热），称为该物质的标准摩尔生成始或标准生成热。标准摩尔生成始的单位：kJ/mol。）4.嫡的概念，物质标准摩尔嫡的定义及大小比较。（嫡-定义：描述物质混乱度大小的物理量。物质（或体系）混乱度越大，对应的嫡值越大。符号：S。单位：JK-1 在 0K 时，一个纯物质的完美晶体，具组分粒子（原子、分子或离子）都处于完全有序的排列状态，混乱度最小，嫡值最小。任何纯物质的完美晶体在 0K 时的嫡值规定为零（S0=0）。

4、嫡是状态函数。温度升高，体系或物质的嫡值增大。标准摩尔嫡-定义：某单位物质的量的纯物质在标准态下的嫡值称为标准摩尔嫡。符号:Sm 单位：Jmol-1K-1。影响嫡值的因素：温度升高，物质的嫡值增大。同一物质在气态的嫡值总是大于液态的嫡值，而后者又大于固态的嫡值。气态多原子分子的嫡值比单原子分子大。因为嫡是一种状态函数，所以化学反应的标准摩尔反应嫡变（rSm）只取决于反应的始态和终态，而与变化的途径无关。标准摩尔反应嫡变 rSm=2iSm（生成物）+2iSm（反应物）例：（简要回答）将下列各物质按标准嫡值由大到小的顺序排列，并简述原因。A.Cl2（g）B.Br2（l）C.KCl（s）D,K（s）

5、E.Na（s）解：ABCDE;A 为气态,混乱度最大，具嫡值亦最大；B 为液态，其嫡值较亦 A 小;C、D、E 均为固态，依其复杂混乱程度依次减小。5.吉布斯函数变的概念，物质的标准摩尔生成吉布斯函数变以及反应的标准摩尔吉布斯函数变的定义及相关计算。（摩尔吉布斯自由能变量（简称自由能变），以 rGm 表示，单位：kJmo1-1。吉布斯公式-在等温、等压下，化学反应摩尔吉布斯自由能变（rGm）摩尔反应始变（rHm）、摩尔反应嫡变（rSm）温度（T）之间有如下关系：rGm=rHm-TrSm）6.反应自发性的判断。转向温度的计算。例如：工业上合成氨的反应为:N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）,

6、试利用下表有关热力学数据通过计算说明：（1）298K 时反应的rG（298 口，说明常温常压条件下合成氨反应的可行性;（2）估算在标准条卢下自发进行的最低温度；（3）400K 时合成氨反应的标准平衡常数K&m热力学数据mIn仃mN2(g)m；mH2(g)mANH3(g)m二、.1fG3(298.15K)/kJmol1m0mm10mm16.43mfH?(298.15K)/kJmoh-1c、凸m0m凸 c、m0mccm146.43m!上11S(298.15K)/JmolKC 门m191.5m户户m130.6m,广mT923mGGy(1)rGm(298K)=vB2m(298K)=-32.86

7、kJmol-10所以常温常压条件下合成氨反应可能自发进行。(2)Hm(298K)=vBfHm(298K)=-92.86kJmol-1rSS2m(298K)=vBSm(298K 户(2192.3191.53X130.6)Jmol-1K-1=-198.JJmol-1K-1所以标准条件下自发进行的最低温度：rHy(298K)92.86103Jmol-1m彳-467.3KrSv(298K)198.7Jmol-1KTcrm口口(3)rGm(400K)rHm(298K)TrSm(298K)=92.86-400%-0.1987)kJmo11=-13.38kJmol-13、-1-rG?(400K)-(-13.

8、3810)Jmolrm-=-1-=4.023.RT8.314JmolK400K 所以 K(400K)=55.7.化学反应平衡的的定义及判断，标准平衡常数的表达及相关计算，化学平衡的移动。(对于任一可逆的化学反应，在一定条件下达到化学平衡状态时，体系中各反应物和生成物的物质的量不再发生变化，其活度嫡为一定值。化学反应平衡的标志是化学反应体系内的各物质的浓度不再随时间的变化而变化。化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幕的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幕的乘积所得的比值是个常数，用 K

9、 表示，这个常数叫化学平衡常数。平衡常数一般有浓度平衡常数和压强平衡常数。对于可逆化学反应mA+nB?pC+qD 在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式为Kc=c(C)Ap*c(D)Aq/c(A)人 m*c(B)An已达到平衡的反应，外界反应条件改变时，平衡混合物里各组成物质的百分含量也就会改变而达到新的平衡状态叫化学平衡移动。放热嫡增大反应，温度升高，AGO变大，K0此反应在298K、标准状况下不能正向进行。H1(298K)=(-110.52)(-241.8)=131.3(kJ/mo1)S-(2984K)=(130.68)+(197.68)-(5.74)-(188.83)=133.9(

10、J,mol1,K1)此为吸热嫡增的反应，由6-=4(2982r/$一(298 长)可以判断：若升高温度，反应能正向进行。G(298K)-TS一(298K)=0 为平衡体系贝J:T=zH(298K)/AS-(298K)=(131.3)/(133.9)X10-3=980.6K 时为平衡体系。(或 980.58K)8 .多重平衡规则。 (当几个反应式相加得到另一反应式时，其平衡常数等于几个反应平衡常数之积，此规则称为多重平衡规则。)C(Fe3+)=0.023mol/L例如：单选，已知下列反应的平衡常数：（1）A=B;K1（2）B+C=DK2则反应：A+C=DW 平衡常数是：（B）A.（K1K2）2B

11、.K1K2C.K2/K1D.K1/K29 .质量作用定律，速率方程的书写，反应级数的确定，反应速率的影响因素（温度，催化剂）（温度:只要升高温度，反应物分子获得能量，使一部分原来能量较低分子变成活化分子，增加了活化分子的百分数，使得有效碰撞次数增多，故反应速率加大（主要原因）。当然，由于温度升高，使分子运动速率加快，单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快（次要原因）催化剂：使用正催化剂能够降低反应所需的能量，使更多的反应物分子成为活化分子，大大提高了单位体积内反应物分子的百分数，从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之。）10 .溶液的通性。例如，单选：将非挥发性溶质溶于溶剂

12、中形成稀溶液时，将引起：（C）A 沸点升高 B 熔点升高 C 蒸气压升高 D 都不对11 .酸碱质子理论。（凡是可以释放质子（氢离子，H+）的分子或离子为酸（布朗斯特酸），凡是能接受氢离子的分子或离子则为碱（布朗斯特碱）。酸+碱:共腕碱+共腕酸）例如，H2P4的共腕酸是 H3PO4 共腕碱 HPO4-。12 .解离常数的定义和表达，一元弱电解质解离平衡的相关计算。 （解离常数是水溶液中具有一定离解度的溶质的的极性参数。离解常数给予分子的酸性或碱性以定量的量度，pKa 解离常数增大，对于质子给予体来说，其酸性增加；对于质子接受体来说，其碱性增加。设一元酸的浓度为 c,解离度为 a,则有2ca12

13、 当2很小时 1a 近H计算。（缓冲溶液的计算公式为：例如：将 0.20moldm3HAc 和 0.20moldm-3NaAd 容液等体积混合，试计算：（1）缓冲溶液的 pH 值;（2）往50cm3 上述溶液中加入0.50cm3,1.0moldm-3 的HCl 溶液后，混合溶液的pH 值。解：（1）已知 HAc 的 pKa9=4.75,HAc 和 NaAc 混合溶液构成缓冲体系，所以pH=pKa9-lgC(HAc)/C(Ac-)=4.751g0.2/0.2=4.75-1g1=4.75(2)因为HCl 在溶液中完全解离，加入盐酸后，相当于加入cacaKa-二.7代入后得c(1a)Ceq(H)Ce

14、q(Ac)Ka(HAc)eq(HAc)似等于 1,则Kaca12a.Ka/c 所以 ceq(H)ca,KaC)C(H+)=0.50X10-3X1.0/(50+0.5)X10-3=0.009mol.dm-3假设加入的 H+与缓冲溶液中的 Ac?全部结合成 HAc。则起始 HAc 和 Ac-浓度分别为C(HAc)=0.20mol.dm-3+0.009mol.dm-3=0.209mol.dm-3C(Ac-)=0.20mol.dm-3-0.009mol.dm-3=0.191mol.dm-3pH=pKa9-lgC(HAc)/C(Ac-)=4.7591mol.dm-3=4.75-lg1.15=4.75-0

15、.20=4.5515.化学反应方程式的配平。例如：配平方程式MnO2+4HCl-MnCl2+Cl2+_2_H2O16.根据反应设计原电池， 原电池的符号表示， 原电池正负极的判断， 会写电极反应及电池反应。（正极发生氧化反应，负极发生还原反应）例如：、将下列反应设计成原电池，以电池符号表示，并写出正、负极反应（设各物质均处于标准态）。21-+2Fe3+=I2+2Fe2+Zn+Cd2+=Zn2+Cd17.原电池电动势及电极电势的相关计算， 利用能斯特方程的应用： 判断强的氧化剂和还原剂、判断氧化还原反应进行的方向。例如，已知在 298.15K 和标准压力下，（Cu2+/Cu）=0.3419V、,

16、（Fe2+/Fe）=-0.4470V。若把 Cu2+7Cu 电极和 Fe2+/Fe 电极组成原电池，则：（1）写出电极反应，电池反应和电池图式；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+计算原电池标准电动势 E1g0.209mol.dm-3/0.1E=(Cu2+/Cu)(Fe2+/Fe)=0.7889v（3）计算反应的标准摩尔吉布斯函数变rGm;GGm=nFE=-2X96485C mol1X0.7889V=152.23kJmol-1(4)计算 298.15K 时电池反应的平衡常数K卷。152.231000ClnK-=rG，298.15K)/RT=8.314298.15=61.41 不=4.6X102618

17、.电解池的组成、电极反应和应用（电镀、阳极氧化）。（阳极：活泼金属一电极失电子（Au,Pt 除外）；惰性电极一溶液中阴离子失电子-失电子能力：活泼金属（除 PtAu）S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根（NO3-SO42-）F-阴极：溶液中阳离子得电子得电子能力：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（1）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H2。（水）A13+Mg2+Na+Ca2+K+（即金属活泼性顺序表的逆向）19.电子核外运动规律（量子化、波粒二象性、统计性）,单电子运动规律的描述（四个量子数）20 .波函数（原子轨道）与电子云的概念。例：1、n=3,l=1 的原子轨道称为3p 轨道，计有 3_条

18、，3 种空间趋取向，该类轨道最多可容纳 6 电子。2、原子核外电子排布要逋从核）卜电子排布三原则，具体包括（泡利不相容）原理、（能量最低）原理以及（宏特）规则。21 .核外电子分布规律，元素周期表。例如：现代元素周期表中每一横行称为一个周趴，周期表中共有 18 个族。例：已知某元素+2价离子电子分布式为1s22s22P63s23P6,该元素在周期表中的分区为答（A）A.s 区B.p 区 C.d区D.f区22 .化学键。例如：化学键可分为离子键.共价键和金属键三种某本类型。23.离子键、共价键（方向性、饱和性的理解）、金属键的特点。例如，单选：下列说法中错误的是：（A）A.化学键主要有金属键、离

19、子键、共价键和氢键 B.化学键是一种强作用力 C.极性分子间同时存在色散力、取向力和诱导力 D.含氢键的物质一般熔点较高24 .共价键极性与分子极性的关系。 （分子的极性是分子中正负电荷中心不重合， 使分子现极性；如果重合就非极性。共价键极性是因为原子的电负性不同，使的电子云偏向一方，使一原子现+,另一现-）25 .共价键理论（价键理论、杂化轨道理论）（轨道杂化理论中心原子能量相近的不同轨道在外界的影响下会发生杂化，形成新的轨道，称杂化原子轨道，简称杂化轨道；杂化轨道在角度分布上，比单纯的原子轨道更为集中，因而重叠程度也更大，更加利于成键；参加杂化的原子轨道数目与形成的杂化轨道数目相等，不同类

20、型的杂化轨道，其空间取向不同。共价键是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定和坚固的化学结构叫做共价键。与离子键不同的是进入共价键的原子向外不显示电荷，因为它们并没有获得或损失电子。共价键的强度比氢键要强，与离子键差不太多或有些时候甚至比离子键强。）26 .分子间作用力：范德华力、氢键27.配合物的组成和命名。（命名配离子时，配位体的名称放在前，中心原子名称放在后。配位体和中心原子的名称之间用“合”字相连。中心原子为离子者,在金属离子的名称之后附加带圆括号的罗马数字,以表示离子的价态。配位数用中文数字在配位体名称之前。如果配合物中有多种配位体，则它们的排列次序为：阴离子配位体在前，中性分子配位体在后；无机配位体在前，有机配位体在后。不同配位体的名称之间还要用中圆点分开。）例如：配合物K4Fe（CN）6的名称是氟化铁酸钾盐，其中心离子是 Fe,配位体是 CN-,配位数是 6。28.配合物的价键理论。（1/配合物的中心例子与配位体之间以配位键结合。要形成配位键，配体中配位原子必须含孤对电子，中心例子必须具空的价电子轨道。2/中心例子的空轨道必须杂化，以杂