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文档简介

1、普通化学1第一节、物质的结构与物质的状态一.原子结构1.核外电子的运动特性 核外电子运动具有能量量子化、波粒二象性和统计性的特征,不能用经典牛顿力学来描述核外电子的运动状态。2.核外电子的运动规律的描述 在量子化学中用波函数和电子云来描述核外电子的运动状态。(1)波函数:用空间坐标来描写波的数学函数式。以 (x,y,z)或 (r, , )表示。 一个确定的波函数,称为一个原子轨道。 表征原子中电子的一种运动状态.波函数的表达式,由n,l,m量子数决定。2(2)量子数:1)主量子数n:n=1,2,3, 代表电子层;代表电子离核的远近;确定原子轨道的能级,n越大能量越高。 2)角量子数: =0,1

2、,2n-1(n个),代表电子亚层;确定原子轨道的形状; = 0, 1, 2, 3 s, p, d, f 球形 纺锤形 梅花形 复杂 多电子原子中,确定亚层的能量,当n相同时, 越大亚层能量越高。3s轨道角度分布图yx P轨道角度分布图d轨道角度分布图43)磁量子数m: m=0 ,1,2,共 (2+1)个,确定原子轨道的空间取向;确定亚层中原子轨道的数目。 m的每一个取值,代表轨道在空间的一种取向,即一条轨道。同一个亚层的轨道,称为等价轨道。= 0, m=0, S轨道空间取向为1;=1, m=0 ,1, P轨道空间取向为3, P轨道有3个等价轨道;=2 m=0 ,1,2 , d轨道空间取向为5,

3、 d轨道有5个等价轨道。 5s轨道有1个等价轨道,表示为: p轨道有3个等价轨道,表示为: d轨道有5个等价轨道,表示为:6 波函数由n,l,m三个量子数决。 一个原子轨道:指n、m三种量子数都具有一定数值时的一个波函数。 (n,m),例如:(1,0,0)代表基态氢原子的波函数。 n、m取值合理才能确定一个存在的波函数,亦即确定电子运动的一个轨道。 7n=1(1个), =0,m=0, (1,0,0)n=2(4个), =n=3(9个), = n=4(16个) 波函数数目n2 n、m的取值与波函数关系:84)自旋量子数ms= 代表电子自身两种不同的运动状态(习惯以顺、逆自旋两个方向形容这两种不同的

4、运动状态),可用 表示自旋平行,表示自旋反平行. n, ,m, ms四个量子数确定电子的一个完整的运动状态,以(n,m, ms )表示。 例:( 1, 0, 0, + ), ( 1, 0, 0, - ) 9例题:7.对原子中的电子来说,下列成套的量子数中不可能存在的是_。 A.(2,1,1,-1/2) B.(2,1,-1,+1/2) C.(2,0,0,-1/2) D.(2,0,-1,+1/2)9.下列量子数的组合中,哪一个是不合理的_。A. n=2,=2,m=1 B. n=2, =1,m=0C. n=3, =2,m=1 D. n=3, =0,m=019.量子力学中的一个原子轨道是指_。A.与波

5、尔理论相同的原子轨道B.n具有一定数值时的一个波函数C.n、m三种量子数都具有一定数值时的一个波函数D. 、m二种量子数都具有一定数值时的一个波函数1012.某元素最外层原子轨道4S上有一个电子,其四个量子数表达式正确的是_.A.(4.0,1,+1/2) B.(4,1,0,-1/2)C.(4.0,0,+1/2) D.(4,1,1,-1/2)24.表示3d的诸量子数为:_ A.n=3 =1 m=+1 mS=-1/2 B.n=3 =2 m=+1 mS=+1/2 C.n=3 =0 m=+1 mS=-1/2 D.n=3 =3 m=+1 mS=+1/211p2波函数角度分布形状为:A.双球形 B.球形

6、C.四瓣梅花形 D.橄榄形11题6. 问:在某个多电子原子中,分别可用下列各组量子数表示相关电子的运动状态,其中能量最高的电子是:A.2,0,0, B.2,1,0, C. 3,2,0, D.3,1,0, 12(2)几率密度与电子云1)几率密度:表示电子在核外空间某单位体积内出现的几率(概率)大小。 电子的几率密度等于2 。3)电子云:用黑点疏密的程度描述原子核外电子的几率密度(2)分布规律的图形。 黑点密的地方,电子出现的几率密度较大,单位体积内电子出现的机会多。 氢原子1s电子云(二维投影)yxb13电子云的角度分布图14原子轨道角度分布图与电子云角度分布图的区别(1)原子轨道角度分布图比电

7、子云角度分布图 “胖” 些(1)原子轨道角度分布图有“” “” ,电子云角度分布图无“” “” 153.原子核外电子分布(1)多电子原子轨道的能级1)角量子数相同时,n越大,能量越高 E1s E2s E3s E4s2)主量子数n相同时, 越大,能量越高 E3s E3p E3d3)当主量子数n和角量子数都不同时,可能发生能级交错的现象。 E4s E3d ; E5s 0; 非极性分子: =052双原子分子:分子极性与键的极性一致.即键是极性键,分子是极性分子;键是非极性键,分子是非极性分子.如: N2,H2、O2非极性分子; HFHClHBrHI极性分子多原子分子:分子是否极性不仅取决于键的极性,

8、而且取决于分子的空间构型(结构对称的为非极性分子)如: CH4, CCl4,CO2,CS2非极性分子533.杂化轨道理论和分子空间构型杂化轨道理论要点:(1)电子在成键原子的作用下,进行激发;(2)能级相近的原子轨道互相杂化;(3)几个轨道参加杂化,形成几个杂化轨道;(4)成键能力更强。54杂化轨道类型SPSP2SP3SP3(不等性) 空间构型直线型平面正三形角形正四面体三角锥型V字型实例BeCl2,HgCl2,CO2,CS2,C2H2 BCl3,BF3(B,Al , Ga等III A元素的卤化物),C2H4 CH4,SiH4 ,CCl4 ,SiCl4 (IVA元素)NH3PH3, PCl3(

9、VA元素) H2O H2S(VIA元素) 分子极性:非极性 非极性 非极性 极性 极性 55 1)sp杂化:4Be 2s256图5.18 sp杂化轨道分子空间构型: 直线型,键角180 例如: HgCl2、BeCl2分子。57 2) sp2杂化:5B 2s22p158附图5.15 sp2杂化轨道sp2杂化轨道成键特征:键角为120,分子空间构型: 平面正三角形。59如:BX3,H2C=CH2BCl3和CH2CH2的空间构型603)等性sp3杂化: 6C 2s22p2等性杂化:各个杂化轨道所含成分完全相同。61附图5.16 sp3杂化轨道62sp3杂化轨道成键特征:键角为10928 ,分子空间构

10、型: 正四面体。例如: CH4,CX4甲烷的空间构型634)sp3不等性杂化7N 2s22p38O 2s22p4NH3空间构型:三角锥型; H2O空间构型:“V”型不等性杂化:各个杂化轨道所含成分不完全相同。642、用杂化轨道理论推测下列分子空间构型,其中为平面三角形的是( )A、NF3 B、AsH3 C、BF3 D、SbH35.下列分子中其中心原子采用SP3不等性杂化的是 。 A.BeCl2 B.BCl3 C.PH3 D.CCl415.下列分子中,偶极距不为零的是。AH2O BH2 CCO2 DO26522. 下列哪些叙述是正确的_。A.多原子分子中,键的极性越强,分子的极性越强;B.具有极

11、性共价键的分子,一定是极性分子;C.非极性分子中的化学键,一定是非极性共价键;D.分子中的键是非极性键,分子一定是非极性分子.题20、在OF2分子中,氧原子成键的杂化轨道是下列中哪种杂化轨道: A. sp杂化 B. sp2杂化 C. sp3杂化 D. sp3不等性杂化 66题35. 问:下列分子属于极性分子的是:A.BeH2 B.CH3Cl C.SIF4 D.BBr3题36. 问:下列物质分子中化学键有极性,分子也有极性的是:A.CC14 B.CO C.BeC12 D.N267四.分子间力与氢键1.分子间力非极性分子与非极性分子间的力 色散力:瞬时偶极和瞬时偶极之间产生的分子间的力。 瞬时偶极

12、:由于分子在某瞬间正负电荷中心不重合所产生的一种偶极。 非极性分子与极性分子间的力 色散力; 诱导力:由固有偶极和诱导偶极之间所产生的分子间力。 诱导偶极:由于分子受外界电场包括极性分子固有偶极场的影响所产生的一种偶极。极性分子与极性分子之间的力 色散力; 诱导力; 取向力:由固有偶极之间所产生的分子间力。 68分子间力 (范德华力):色散力、诱导力和取向力的总称。其中色散力最普遍,也最重要。分子间力比一般化学键弱得多,没有方向性和饱和性。 同类型分子中,色散力与摩尔质量成正比,故可近似认为分子间力与摩尔质量成正比。69例题:2.下列各物质分子间只存在色散力的是 . . H20 . NH3 .

13、 SiH4 .HCl6.HCl分子间的力有_。A. 色散力 B.色散力、诱导力、取向力C.诱导力、取向力 D.色散力、诱导力10.下列分子中,分子间作用力最大的是_。 A.F2 B.Cl2 C.Br2 D.I2702.氢键:氢原子除能和电负性较大的X原子(如:F、O、N)形成强的极性共价键外,还能吸引另一个电负性较大的Y原子(如:F、O、N)中的孤电子云对形成氢键。 XHYX、Y: 电负性较大的原子如(F、O、N) 71 分子中含有FH键、OH键或NH键的分子能形成氢键。如: HF、H2O、NH3、无机含氧酸(HNO3、H2SO4、H3BO3等) 、有机羧酸(COOH)、醇(OH)、胺(NH2

14、)、蛋白质等分子之间都存在氢键。 而乙醛(CH3 CHO)和丙酮(CH3COCH3)等醛、酮、醚分子之间则不能形成氢键。但与水分子之间能形成氢键。72129.下类物质存在氢键的是: (A)HBr (B)H2SO4 (C)C2H8 (D)CHCl31.下列物质中,含有氢键的是 _。. H2S . NH3 . HCHO . C6H64.在下列物质中含有氢键的是_ C _。 A.HCl B.H2S C.CH3CH2OH D.CH3OCH36.下列含氢化合物中,不存在氢键的化合物有_.C2H5OH . C3H8 . NH3 .H3BO3733.分子间力对物质性质的影响 物质的熔点和沸点:同类型的单质和

15、化合物,其熔点和沸点一般随摩尔质量的增加而增大。但含有氢键的物质比不含氢键的物质熔点和沸点要高。例如, HF、 HCl、 HBr、 HI沸点(。):、 85、57、 36 HF分子间存在氢键,其熔点和沸点比同类型的氢化物要高,出现反常现象。74物质的溶解性:“(极性)相似者相溶” 即极性溶质易溶于极性溶剂;非极性(或弱极性)溶质易溶于非极性(或弱极性)溶剂。溶质和溶剂的极性越相近,越易互溶。例如,碘易溶于苯或四氯化碳,而难溶于水.7514.下列物质熔点最高的是_。ACF4 BCCl4CCBr4 DCI451H2O的沸点是100,H2Se的沸点是-42,这种反常现象主要是由下述哪种原因引起的?

16、_。.分子间力 .共价键 .离子键 .氢键76五、晶体结构和性质(一)晶体结构与性质1.离子晶体(1) 晶格结点上的微粒正、负离子。(2)微粒间作用力离子键。离子键键能随离子电荷的增多和半径的减少而增强。(3) 晶体中不存在独立的简单分子。例如NaCl晶体,表示Na+:Cl=1:1。(4)晶体的特性熔点高、硬度大;延展性差;一般易溶于极性溶剂;熔融态或水溶液均易导电。 在相同类型的典型离子晶体中,离子的电荷越多,半径越小,晶体的熔点越高,硬度越大。 77例1:例2:离子晶体正、负离子半径和正、负离子电荷数熔点硬度NaF2.301 ,19932.3CaO2.312 ,226144.5离子晶体正离

17、子半径正、负离子电荷数熔点硬度CaO0.99 2, 226144.5MgO0.66 2, 228525.56.578离子半径与电荷的规律如下:在同一周期:自左而右随着正离子电荷数的增多,离子半径逐渐减少, 如, NaMg2;KCa2Sc3,同一元素:随着正离子电荷数的增多,离子半经减少。 如 Fe2+Fe3+在同一族:自上而下离子半经逐渐增大。 如,IBrClF 792.原子晶体.(1)晶格结点上的微粒原子。(2)微粒间作用力共价键。(3)晶体中不存在独立的简单分子。例如方石英(SiO2)晶体,表示Si:O=1:2。(4)晶体的特性熔点高、硬度大;延展性差;一般溶剂中不溶;是电的绝缘体或半导体

18、。 常见的原子晶体:金刚石(C)和可作半导体材料的单晶硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、以及碳化硅(SiC)和方石英(SiO2)。803.分子晶体 (1)晶格结点上的微粒极性分子或非极性分子。(2)微粒间作用力分子间力(还有氢键)。在同类型的分子中,分子间力随分子量的增大而增大,熔点和硬度也随之增大.(3)晶体中存在独立的简单分子。例如CO2晶体,表示一个分子。 (4)晶体的特性熔点抵、硬度小;延展性差;其溶解性遵循“相似者相溶”。(有的易溶于有机溶剂) 814金属晶体 (1)晶格结点上的微粒原子或正离子。(2)微粒间作用力金属键。 金属原子价电子数越多,半径越小,金属键越强.(3)

19、晶体中不存在独立的简单分子。(4)晶体的特性是电和热的良导体,熔点较高、硬度较大;优良的变形性和金属光泽。 82(二)过渡型的晶体1.链状结构晶体如石棉 链与链之间的作用力:弱的静电引力; 链内的作用力:强的共价键。有纤维性。2.层状结构晶体如石墨层与层之间的作用力:大键;层内的作用力:SP2SP2键。是热和电的良导体,可作润滑剂。838.下列氧化物中,熔点最高的是_。A.MgO B.CaOC.SrO D.SO27.下列物质中,熔点由低到高排列的顺序应该是: A.NH3PH3SiO2CaO B.PH3NH3SiO2CaO .NH3 CaO PH3 SiO2 D. PH3NH3CaO SrF2

20、CaF2 MgF2B.MgF2 CaF2 SrF2 BaF2C.SrF2 CaF2 BaF2 MgF2D.CaF2 MgF2 SrF2 BaF285四.气体定律1.理想气体状态方程 : PV=nRTP压力(Pa);V体积(m3);T绝对温度(K);n摩尔数(mol);R气体常数 R8.314JK-1mol-186当n一定时:P、V、T变则有 n,T一定时: P1V1P2V2n,P一定时, T ,P一定时, 872.分压定律分压:气体混合物中每一种气体的压力,等于该气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。道尔顿分压定律: 适于各组分互不反应的理想气体。气体混合物总压力等于混合物中各组分气体

21、分压的总和。 P总PAPB88混合气体中某组分气体的分压,等于总压力乘该组分气体的摩尔分数。 分压定律可用来计算混合气体中组份气体的分压8934.将0.125 dm3压力为6.08104Pa的气体A与0.15 dm3压力为8.11104Pa的气体B,在等温下混合在0.5 dm3的真空容器中,混合后的总压力为:A.1.42105Pa ;B.3.95104Pa C.1.4atm ; D.3.9atm 混合后: PA=6.08104Pa0.125/0.5=1.52104Pa, PB=8.110.15/0.5=2.43104Pa,混合后的总压力为: P=PA+PB=1.52104Pa+2.43104P

22、a=3.95104Pa90第二节 溶液 一.溶液浓度的表示1.质量百分比(%) : 2.物质的量浓度(C) 913.质量摩尔浓度(m) 4.物质量分数(x) 92二. 稀溶液的通性 稀溶液的通性是指溶液的蒸汽压下降、沸点升高、凝固点下降以及渗透压等,这些性质与溶质的粒子数有关,与溶质的本性无关,所以叫依数性。1.溶液的蒸汽压下降(1)蒸汽压:在一定温度下,液体和它的蒸汽处于平衡时,蒸汽所具有的压力。 试验证明:溶液的蒸汽压总是低于纯溶剂的蒸汽压(po ),其差值称为溶液的蒸汽压下降(P) P pop溶液93(2)拉乌尔定律:在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的蒸汽压下降和溶质(A)的摩尔分数

23、成正比。94例题:108.一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B,静止足够长时间发现:A、A杯水减少,B杯中水满后不再变化B、A杯变成空杯,B杯中水满后溢出C、B杯水减少,A杯水满后不再变化D、 B杯水减少至空杯,A杯水满后溢出952.溶液的的沸点上升和凝固点下降(1)沸点:液相的蒸汽压等于外界压力时的温度。(2)凝固点:液相蒸汽压和固相蒸汽压相等的温度。溶液的的沸点上升:溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点;溶液的凝固点下降溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点。 利用凝固点下降的原理,冬天可在水箱中加入乙二醇作为防冻剂。96(3)拉乌尔定律:难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓

24、度(m)成正比。 Tb=kb.m Tf=kf.mKb :溶剂的沸点上升常数;kf :溶剂的凝固点下降常数973.渗透压:为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力。半透膜:等只允许溶剂分子透过,而不允许溶质分子 (或离子)透过的膜称半透膜.渗透:溶剂分子透过半透膜进入溶液的现象。 v=nRT =CRT98说明: 对于电解质溶质的稀溶液,蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压的数值都比同 浓度的非电解质稀溶液的相应数值要大。99对同浓度的溶液来说,溶液沸点高低或渗透压大小顺序为: A2B或AB2型强电解质溶液AB型强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液溶液蒸汽压或凝固点的顺

25、序:A2B或AB2型强电解质溶液AB型强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液100例1, 将质量摩尔浓度均为0.10 molkg-1的BaCl2, HCl, HAc, 蔗糖水溶液的粒子数、蒸气压、沸点、凝固点和渗透压按从大到小次序排序:解:按从大到小次序排序如下:粒子数 : BaCl2 HCl HAc 蔗糖蒸气压 : 蔗糖 HAc HCl BaCl2沸点: BaCl2 HCl HAc 蔗糖凝固点 : 蔗糖 HAc HCl BaCl2渗透压: BaCl2 HCl HAc 蔗糖101131. 下类水溶液渗透压最高的是: (A) (B)(C) (D)36下列水溶液中凝固点最高的是 。A. 1mol k

26、g-1HAc B. 0.1 molkg-1 CaCl2C. 1 molkg-1H2SO4 D. 0.1 molkg-1HAc 39.水箱中加入防冻剂乙二醇,其理由是_。A.渗 B.凝固点下降 C.沸点上升 D.蒸汽压下降10240.下列哪一种物质的水溶液的蒸气压最大_。A.0.1mol kg-1NaCl B.0.1mol kg-1蔗糖 C.0.1mol kg-1CaCl2 D.0.1mol kg-1HAc43下列水溶液中凝固点最低的是_.A.0.01 molkg-1Na2SO4 B.0.01 molkg-1HACC. 0.1 molkg-1 C3H5(OH)3 D. 0.1 molkg-1HC

27、l45.定性比较下列四种溶液(浓度都是0.1 molkg-1)的沸点,沸点高的是_。A.Al3(SO4)3 B.MgSO4 C.CaCl2 D.CH3CH3OH103三.可溶电解质单相电离平衡水的电离: H2O()=H+(aq) + OH-(aq)(1)水的离子积: KW=C(H+)C(OH) 250C KW=1.010-14在任何酸碱性的溶液中,皆有 C(H+)C(OH) =1.010-14 (2) pH值:pH=lgC(H+), pOH=lgC(OH), pH + pOH=11042一元弱酸的解离: HA(aq) H+(aq) + A(aq)弱酸的解离常数:Ka大则酸性强;Ka只与温度有关

28、,而与浓度无关,在一定温度下,为一常数.105若弱酸比较弱,C/Ki500时: 在一定的温度下,溶液浓度下降, 解离度升高,但解离常数不变. 106132. 25C度时, HCN水溶液中的 A (A) 2.210-6mol .dm -3 (B) (C ) (D)44.对于弱酸来说,溶液越稀则。A.解离度越大,酸性越强; B.解离度越小,酸性越弱C.解离度不变,酸性不变; D.解离度越大,酸性大小不定10747.当温度不变,对公式=(Ka/C)1/2的叙述正确的是:_。 A.C不变,则(Ka)1/2 B.Ka不变,则(1/C)1/2 C.C变小,则Ka 变小 D.C增大,则Ka 亦增大49.在0

29、.05moldm-3的HCN中,若有0.010/0的HCN电离了,则HCN的解离常 数为 _。 .510-10 .510-8 .510-6 .2.510-71083一元弱碱的解离: NH3(aq) H2O() = NH4(aq) OH(aq) 弱碱的解离常数 若弱碱比较弱: 1094多元弱酸: H2S(aq)=H(aq)HS(aq), Ka1=9.1108HS(aq)= H(aq) S2(aq), Ka2=1.11012Ka1Ka2,忽略二级解离,按一级解离处理: 二级解离比一级解离弱,近似按一级解离处理。 1105.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强电解质,使弱电

30、解质的解离度降低,这种现象叫做同离子效应。例如,在HAc溶液中加入NaAc,使HAc解离平衡向左移动,即HAc(aq) = H+ AC(aq) AC(加入NaAc),从而使HAc解离度降低。1116.缓冲溶液(1)缓冲溶液:由弱酸及其弱酸盐或弱碱及其弱碱盐所组成的溶液,能抵抗外加少量强酸、强碱或稍加稀释而使本身溶液pH值基本保持不变,这种对酸和碱具有缓冲作用的溶液称缓冲溶液。112(2)缓冲溶液种类:1)弱酸弱酸盐: 如HAcNaAc,HFNH4F;过量的弱酸和强碱:如过量的HAc和NaOH。2)弱碱弱碱盐: 如NH3 NH4Cl;过量的弱碱和强酸:如过量的NH3.H2O和HCl。3)多元酸酸

31、式盐、多元酸的两种不同的酸式盐。如H2CO3NaHCO3, NaHCO3 Na2CO3;NaH2PO4Na2HPO411339.在某温度时,下列体系属于缓冲溶液的是( )A、0.100 mol.dm-3的NH4Cl溶液;B、0.100 mol. dm-3的NaAc溶液;C、0.400 mol. dm-3的HCl与0.2 00mol. dm-3NH3.H2O等体积混合的溶液;D、0.400 mol. dm-3的NH3.H2O与0.2 00mol. dm-3HCl等体积混合的溶液.48.下列溶液不属于缓冲体系的是:_。 A.H2PO4-HPO42- B.NaFHF C.HCO3-H2CO3 D.N

32、aNO3HNO3114(3) 缓冲溶液pH值计算:弱酸及其盐缓冲溶液:弱碱及其盐缓冲溶液: 115例1.将100cm30.20 mol.dm-3HAc和50cm3 0.20 mol.dm-3NaAc混合,求混合后溶液pH值.已知HAc的解离常数Ka =1.76105解: 混合后:116例2.将100ml 0.20mol.dm-3HAc和50ml 0.20 mol.dm-3NaOH混合,求混合后溶液pH值.已知HAc的解离常数Ka =1.76105解: 混合后,剩余HAc浓度为:HAc和NaOH反应后生成的NaAc浓度为:117(4) 缓冲溶液的配制:当C 酸=C盐时,缓冲溶液缓冲能力最大选择缓

33、冲溶液的原则: pH=pKa例如:配制pH=5左右的缓冲溶液,选HAcNaAc混合溶液; 配制pH=9左右的缓冲溶液 , 选NH3NH4Cl混合溶液;配制pH=7左右的缓冲溶液 , 选NaH2PO4Na2HPO4混合溶液。11833 醋酸溶液中,加入适量固体NaAc 后,结果会使_。A.溶液pH值增大 溶液pH值减小醋酸解离常数增大 醋酸解离常数减小105.在氨水中加入一些NH4Cl晶体,会使。 A、NH3水的解离常数增大 B、NH3水的解离度a增大 C、溶液的pH值增大 D、溶液的pH值减少11940.在100ml的0.14mo1. dm-3HAc溶液中, 加入100ml的0.10mol.

34、dm-3NaAc溶液, 则该溶液的PH值是(计算误差0.01PH单位) ( )A.9.40 B.4.75 C.4.60 D.9.25注:HAc的Pka=4.75解:混合后,HAc=0.07mo1. dm-3, NaAc=0.05 mo1. dm-3, 12038.欲配制500mLpH=5.0的缓冲溶液,应选择下列哪种混合溶液较为合适( )A. HAc-NaAc(Ka=1.7510-5)B. NH3H2O-NH4Cl(Kb=1.7410-5)C. NaH2PO4-Na2HPO4(Ka2=6.3110-5)D. NaHCO3-Na2CO3 (Ka2=4.6810-5)1217.盐类水解平衡及溶液的

35、酸碱性(1) 强碱弱酸盐的水解: 水解生成弱酸和强碱,溶液呈碱性。例如NaAc水解: AcH2O = HAcOH(2) 强酸弱碱盐的水解: 水解生成弱碱和强酸,溶液呈酸性。例如NH4Cl水解: NH4H2O=NH3.H2OH(3)弱酸弱碱盐水解:水解生成弱酸和弱碱,溶液酸碱性视弱酸Ka和弱碱Kb相对强弱大小。例如NH4Ac水解溶液呈中性: NH4Ac H2O NH3.H2O HAc(4)强酸强碱盐水解:溶液呈中性。如NaCl。122四.难溶电解质的多相解离平衡多相溶解平衡:在一定温度下,难溶电解质饱和溶液中未溶解的固体与溶液中离子之间的平衡。 AnBm(s) =nA m+(aq)+ mBn-(

36、aq)1.溶度积:饱和溶液中离子浓度以计量系数为指数的乘积. Ksp(AnBm)=Ceq(Am+)nCeq(Bn)mKsp在一定的温度下为一常数KSP(AgCl)=Ceq(Ag+).Ceq(Cl-) KSP(CaF2)=Ceq(Ca2+ ).Ceq(F-)2KSPMg(OH)2 =Ceq(Mg2+ ).Ceq(OH-)21232.溶解度与溶度积Ksp关系:溶解度S:每dm3 水溶液中含溶质的摩尔数。 单位:mol.dm3AB型沉淀:如 AgCl,AgBr,AgI,CaSO4等。A2B或AB2型沉淀:如 Ag2CrO4,Mg(OH)2等。 对同一种类型的沉淀, 溶度积Ksp越大, 溶解度S越大;

37、对不同类型的沉淀,通过计算S比较溶解度的大小。12442.难溶电解质CaF2饱和溶液的浓度是2.010-4moldm-3,它的溶度积是。 8.010-8 4.010-8 3.210-11 8.010-12 46.已知KSPPb(OH)2=410-15,则难溶电解质Pb(OH)2的溶解度为_。 A.610-7moldm-3 .210-15moldm-3 .110-5moldm-3 .210-5moldm-350.CaC2O4的溶度积2.610-9,如果要使Ca2+浓度为0.02moldm-3的溶液生成沉淀,所需要草酸根离子的浓度为_。A.1.010-9 moldm-3 B.1.310-7 mol

38、dm-3C.2.210-5 moldm-3 D.5.210-11 moldm-31253.溶度积规则:判断沉淀的生成和溶解。 Q (AnBm)=C(Am+)nC(Bn)mQKSP 过饱和溶液,有沉淀析出 注意:1) Q为任意状态溶液离子浓度如起始浓度以计量系数为指数的乘积.2)若有几种沉淀,先满足Q=KSP者,先沉淀.3)沉淀完全(离子浓度10-5) 不等于离子全部沉淀.126例题107. 在已经产生了AgCl沉淀的溶液中,能使沉淀溶解的方法是( C ) A、加入HCl溶液 B、加入AgNO3溶液 C、加入浓氨水 D、加入NaCl溶液127沉淀顺序例题106.CaCO3与PbI2的溶度积非常接

39、近,均为约110-9,下列叙述中正确的是( B )。(A) 二者的饱和溶液中Ca2+Pb2离子的浓度以接近(B)溶液中含Ca2+与Pb2+离子的浓度相同时,逐渐加入浓度均为0.1mol/L的Na2CO3和NaI的混合溶液,首先沉淀的是CaCO3(C) 二者的饱和溶液中,Ca2+离子的浓度为Pb2+离子的浓度的1/2(D) 二者在水中的溶解度近似相等128106. 已知AgCl、AgBr、Ag2CrO4的溶度积分别为1.810-10,5.210-13、3.410-11,某溶液中含有Cl-、Br-、CrO42-的浓度均为0.01molL-1,向该溶液逐滴加入0.01molL-1AgNO3溶液时,最

40、先和最后产生沉淀的分别是( )。 A、AgBr和Ag2CrO4 B、AgBr和AgCl C、Ag2CrO4和AgCl D、Ag2CrO4和AgBr1293.同离子效应:在难溶电解质溶液中,加入与难溶电解质具有相同离子的易溶电解质,可使难溶电解质溶解度降低,这种现象叫做同离子效应。例如,在AgCl溶液中,加入NaCl,使AgCl溶解度下降。13035同离子效应使 _。A.弱酸的解离度增大,难溶盐的溶解度增大;B.弱酸的解离度减小,难溶盐的溶解度减小;C.弱酸的解离度不变,难溶盐的溶解度增大; D.弱酸的解离度增大,难溶盐的溶解度不变。41.AgCl沉淀在NaCl溶液中,其溶解度_。A.由于同离子

41、效应,故增大B.由于同离子效应,故减小C.不变,因为这两种盐互不干扰D.由于稀溶液通性,故减小131第三节化学反应方程 化学反应速率与化学平衡一、化学反应方程1化学反应方程的书写:把参加化学反应的反应物的分子式或离子式写在左边,生成物的分子式或离子式写在右边,根据反应物和产物原子总数和电荷总数均相等的原则配平反应方程式。2.化学反应热效应:化学反应时所放出或吸收的热叫做反应的热效应,简称反应热。以H 表示.H0 放热; H0 吸热。单位:kJmol11323.热化学反应方程式的书写:标明温度和压力:T =298.15k,P100kPa 可省略。右下角标明物质聚集状态:气态:g液态:固态:s溶液

42、:aq配平反应方程式:物质前面的计量系数代表物质的量,可为分数。标明反应热: H0 放热; H0 吸热例:C(s)+O2(g)=CO2(g); H =393.5kJmol11334.化学反应中的有关计算: aAbB = gGdD1345.盖斯定律:在恒容或恒压条件下,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与变化的途径无关。推论:热化学方程式相加减,相应的反应热随之相加减 反应(3)反应(1)反应(2)则 H 3 = H 1 H 2135例 (1)C(s)+O2(g)=CO2(g); H 1=393.5kJmol1 (2)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g); H 2=-283.0

43、kJmol1(3)C(s) +1/2O2(g)= CO(g) 反应(1)反应(2)=反应(3)故 H 3=H 1H 2 (393.5)(-283.0) 110.5kJmol1136注意:1)方程式乘以系数,相应反应热也应乘以该系数.如反应:(3)2反应(1)3反应(2) 则 H m3 = 2H m1 3H mC(s)+O2(g)=CO2(g); H =393.5kJmol12C(s) + 2O2(g)=2CO2(g); H =787kJmol12)正逆反应的反应热绝对值相等,符号相反。如,CO2(g) = C(s)+O2(g); H =393.5kJmol1137136.在温度为298.15K

44、,压力为101.325kPa下,乙炔、乙烷、氢气和氧气反应的热化学方程式为:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O (l) rH m =-2598kJmol-12C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O (2) rH m=-3118kJmol-1 H2(g)+1/2O2(g)=H2O (3)rH m =-285.8kJmol-1根据以上热化学方程式,计算下列反应的标准摩尔焓变rH m =( )kJmol-1。C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g)(4)(A)311.6 (B) - 311.6 (C)623.2 (D) -623.2答案: (4)=1/2(1

45、)-(2)+2(3) rH4 =1/2(rH1- rH2 )+ 2rH3138二化学反应速率1. 化学反应速率的表示B:B物质的化学计量数。反应物取负值,生成物取正值单位:moldm-3 s-1对于反应: aA + bB = gG + dD 139例: N2+3H2 = 2NH3 103.反应2H2+O22H2O的反应速率可表示为( D )(A) (B) (C) (D)全部正确140 化学反应速率与:反应物浓度(压力)、温度、催化剂等因素有关。2.浓度的影响和反应级数 浓度对反应速率的影响:增加反应物或减少生成物的浓度,反应速率加大。(1)质量作用定律:在一定温度下,对于元反应(即一步完成的反

46、应,又称基元反应或简单反应),反应速率与反应物浓度(以反应方程式中相应物质的化学计量数为指数)的乘积成正比。(2)速率方程式元反应: aA + bB = gG + dD速率方程式:=c(A)ac(B)b:速率常数,在一定温度和催化剂下,为一常数(单位不确定)。 n=a+b:称反应级数; 141例:C2H5Cl = C2H4 +HCl;=c(C2H5Cl); n=1, 一级反应 NO2 +CO =NO +CO2;=c(NO2)c(CO); n=2,二级反应2NO +O2=2NO2; =c(NO)2.c(O2); n=3,三级反应(3)非元反应:(即两个或两个以上元反应构成): aA +bB=gG

47、 +dD速率方程式:=c(A)xc(B)y 反应级数: n=x + y x 、y反应级数,由试验来确定。注意:在书写反应速率方程式时,反应中液态和固态纯物质的浓度作为常数“1”。1421.反应 C(s)+ O2(g)=CO2(g) , 的 rH0,随温度升高,平衡常数增大.即T, k对于放热反应:H0, 随温度升高,平衡常数减少.即T, k15956.某反应的H0,某k与温度T的关系符合( B ).。 A.k与T无关系 B. T升高,k变小 C. T升高,k变大 D.不确定73.反应H2g+I2(g)2HI(g),在350oC时浓度平衡常数Kc=66.9;448oC时浓度平衡常数KC=50.0

48、。由此判断下列说法正确的是:A。该反应的正反应是吸热反应B。该反应的逆反应是放热反应C。该反应的正反应是放热反应D。温度对该反应没有影响1604.平衡的有关计算 已知初始浓度和转化率,通过化学平衡可求平衡常数;或已知平衡常和数初始浓度,通过化学平衡可求平衡浓度和转化率.161例:5.在温度和压强不变的情况下, 1dm3NO2在高温时按2NO2(g) O2(g)+2 NO(g)分解,达到平衡时,体积变为1.2dm3,此时, NO2的转化率为: A.10% ; B.20% C.40% ; D.50%提示:设反应前的总摩尔数为n1,平衡时的总摩尔数为n2,则; 2NO2(g)= O2(g)+2 NO

49、(g) 平衡摩尔数: n1-2x x 2xn2=(n1-2x)+x+2x= n1+x=1.2n1;x=0.2n1;162例:6.在一定温度下,将1.0mol N2O4(g)放入一密闭容器中,当反应N2O4(g) 2NO2(g)达到平衡时,容器内有0.8mol NO2(g),气体总压力为100.0kPa,则该反应的K为:(A)0.76 (B)1.3(C)0.67 (D)4.0 提示: N2O4(g) = 2NO2(g)平衡时物质的量/mol 0.6 0.8平衡时的摩尔分数 x 0.6/1.4 0.8/1.4平衡分压为: 0.6/1.4 P总=42.86 kPa ; 0.8/1.4 P总=57.1

50、4 kPa1634.化学平衡的移动:因条件的改变使化学反应从原来的平衡状态转变到新的平衡状态的过程叫化学平衡的移动。(1)吕.查德里原理:假如改变平衡系统的条件之一,如浓度、压力或温度,平衡就向能减弱这个改变的方向移动。即浓度对化学平衡的影响: 在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度, 都可以使平衡向正反应的方向移动;增大生成物的浓度或减少反应物的浓度,都可以使平衡向逆反应的方向移动。164压力对化学平衡的影响:在其他条件不变的情况下,增大压力会使化学平衡向着气体体积(分子数)减小的方向移动;减小压力,会使平衡向着气体体积增大的方向移动。温度对化学平衡的影响:在其他条件不变

51、的情况下,升高温度,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;降低温度,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。注意:催化剂同时加快正逆反应速率,故不能使平衡发生移动.165例题55.某温度,下列反应达到平衡, CO()H2O() CO2() H2(), HO , 为了提高CO的转化率,可采取的方法是。A.升高温度 B.降低温度 C.增加总压力 C. 减少总压力76.已知反应NO(g)+CO(g)=1/2N2(g)+CO2(g) ,有利于有毒气体NO和CO最大转化率的措施是:A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压16669.在一定条件下,已建立平衡的某可逆反应,当改变反应条件使化学平衡向

52、正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是:A.生成物的体积分数一定增加;B.生成物的产量一定增加;C.反应物浓度一定降低; D.使用了合适的催化剂.167(2)利用反应商判断反应移动的方向反应商: 反应在任意状态(或起始状态)时,生成物相对浓度(或相对压力)以计量系数为指数的的乘积与反应物相对浓度(或相对压力)以计量系数为指数的的乘积的比值称为反应商。以Q表示.对于反应: aAbBgGdD在任意状态(或起始状态)时:168反应方向(即平衡移动)判断: 若Qk平衡向左移动,反应逆向自发进行。169例题126. 反应 在 298K时标准平衡常数 . 若在此温度时,该反应的反应商Q=1.2则反应进行的

53、方向是: ( C ) (A)处于平衡状态; (B)逆向进行; (C) 正向进行; (D)无法判断. 170第四节 氧化还原与电化学 一.氧化还原反应1.氧化反应:物质失去电子的反应称氧化反应.例Zn-2e-1=Zn2+ (化合价升高的过程) 2.还原反应: 物质得到电子的反应称还原反应. 例Cu2+2e-1=Cu(化合价降低的过程)3.氧化剂:得到电子(化合价降低)的物质是氧化剂,如Cu2+。4.还原剂:失去电子(化合价升高)的物质是还原剂,如Zn。 5.氧化还原反应:有电子转移的反应。17115对于化学反应: Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O,下列评述中,Cl2在该反应

54、中所起的作用的正确评述是:A.Cl2既是氧化剂,又是还原剂;B. Cl2是氧化剂,不是还原剂;C. Cl2是还原剂,不是氧化剂;D. Cl2既不是氧化剂,又不是还原剂;1726. 氧化还原反应方程式的配平: 离子电子法配平氧化还原反应方程式的步骤:(1)用离子式写出参加氧化还原反应的反应物和产物。如:MnO4- + Fe2+ Mn2 + + Fe3+(2)写出氧化还原反应的两个半反应:还原剂失去电子被氧化氧化反应;氧化剂得到电子被还原还原反应。 MnO4- +e- Mn2 + ; Fe2+ Fe3+(3)配平半反应式使两边的各种元素原子总数和电荷总数均相等。 MnO4- + 8H + +5e-

55、 Mn2 +4H2O ; Fe2+ - e- Fe3+(4)根据氧化剂和还原剂得失电子总数相等的原则确定各半反应式的系数,并合并之,写出配平的离子方程式和分子方程式。 MnO4- + 5Fe2+ + 8H + = Mn2 + 5Fe3+ + 4H2O173二. 原电池与电极电势1. 原电池:将化学能转化为电能的装置。(1)原电池的电极反应 (半反应)、电池反应 (总反应):例如铜锌原电池负极发生氧化反应:Zn - 2e-1=Zn2+正极发生还原反应:Cu2+ + 2e-1=Cu 原电池的总反应: Zn + Cu2+= Zn2+ Cu174(2) 原电池的图式: ()BB+(C)A+(C)A (

56、+)“” 代表相界,“” 代表盐桥,电子通过盐桥流动,沟通线路.铜锌原电池图式为:()ZnZn2+(C1)Cu2+ (C2)Cu (+)1752.电极类型及符号组成原电池的电极归纳起来分为四类:(1)金属金属离子电极,例如: ZnZn2+(C)(2)非金属非金属离子电极,例如:PtH2(P)H+(C)(3)金属离子电极,例如:PtFe3(C1), Fe2(C2)(4)金属金属难溶盐电极,例如:Ag,AgCl(S)Cl(C)说明:1)非金属电极及离子电极,必须外加一个能导电而本身并不参加反应的惰性电极(如铂Pt、石墨C)作辅助电极;2)不同价态离子之间无相界,用(,)隔开;3)H离子或OH离子参

57、与了氧化还原反应,也应写入半电池中。176反应:5Fe 2+ +8H+ MnO4 Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O原电池图式为:(-)Pt| Fe3+,Fe 2+ MnO4,Mn2+,H+|Pt(+)177例题82根据下列反应构成原电池,其电池图式为。 Fe2+ + Ag+ Fe3+ + AgA.(一) Fe2+Fe3+ Ag+Ag(+)B.(一)PtFe2+Fe3+Ag+Ag (+)C.(一)PtFe2+,Fe3+ Ag+Ag,Ag(+)D.(一)PtFe3+, Fe2+Ag+Ag(+)178题114. 问:已知原电池的符号为: (-)Pt Fe3+ ,Fe2Sn 4+,Sn 2Pt(

58、+),则此电池反应的产物为:Fe3+, Sn 4+ (B) Fe3+ , Sn2(C) Fe2, Sn 4+ (D) Fe2, Sn2负极的反应为: Fe 2 e = Fe 3+ ;正极的反应为: Sn4+ + 2e = Sn2;1793电极电势:(1)标准氢电极:规定在任何温度下标准氢电极的电极电势为零,即 (H+/H2)=0.0000V标准氢电极为:PtH2(100kPa)H+(1mol.dm-3)(2)标准电极电势:标准状态时的电极电势.标准状态:在298K,离子浓度为1mol.dm-3 ,气体分压为100kPa.固体为纯固体,液体为纯液体,此时的状态说明:1)电极电势在一定温度下为一常

59、数,不随电极反应形式的改变而变.例: Cu2+ + 2e = Cu, = +0.34V; Cu 2e = Cu2+ = +0.34V1802)电极电势不随电极反应计量系数的改变而变化。例:电极反应: Cu2+ 2e = Cu, = +0.34V电极反应:2Cu =2 Cu2+ 4e, = +0.34V例题:73.电极反应Cu2+2e=Cu,=+0.34V,推测电极反应2Cu= 2Cu2+4e的值为_ A.-0.68V;B.+0.68V;C.-0.34V ;D.+0.34V181(3)原电池电动势: E=(+)(); 标准电动势: E=(+)() 电极电势高的电极作正极,电极电势低的电极作负极,

60、E0,原电池正常工作,电流从正极流向负极。(4)参比电极:由于标准氢电极要求氢气纯度高、压力稳定,并且铂在溶液中易吸附其他组分而失去活性。因此,实际上常用易于制备、使用电极电势稳定的电极为对比参考,称为参比电极常用参比电极: 甘汞电极或氯化银电极 1824浓度对电极电势的影响-能斯特方程对任意给定的电极a(氧化态)+ ne- = b(还原态),298K时:其中:C=1moldm-3,例: Cu2+(aq) 2e- Cu(s) Fe3(aq) e Fe2(aq)183注意事项:(1)参加电极反应的物质若是纯固体或纯液体,则该物质的浓度作为1。(2)若电极反应中某物质是气体,则用相对分压P/P 代

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