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普通化学和有机化学复习
物质结构与物质状态原子核外电子分布:1.多电子原子轨道的近似能级图
1223343454564567567
2.核外电子分布三规则:(1)泡利不相容原理:每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式
相反的电子.(2)最低能量原理:电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上,使整个原子
系统能量最低(3)洪特规则:电子分布到能量相同的等价轨道上时,将尽也许分占不同的等
价轨道,且自旋相同.半满全满规则:当轨道处在全满,半满时,原子较稳定
Z=24Cr:Is22s22P63s23P63d54sl
Z=29Cu:Is22s22p63s23p63dl04sl
[Ar]3d54s
1
[Ar]3dl04s[Ar]称为
1
z=22,Ti原子电子排布式为:Is22s22P63s23P63d24s2可写作:[Ar]3d24s2,其价层电子
排布式为3d24s2.
离子的电子排布:基态阳离子的电子分布:价电子的电离顺序np
30Zn
ns
(n-1)d
(n-2)f
ls22s22p63s23p63dl04s2
Zn2+:
ls22s22p63s23p63dl0
226262222TiIs2s2p3s3p3d4s
Ti2+:ls22s22P63s23P63d2
原子轨道和电子云:原子轨道:波函数是描述原子中的电子运动状态的数学表达式,其
空间图象称为原子轨道.应当特别强调的是,这里所称的“轨道”是指原子核外电子的一种运
动状态,是一种具有拟定能量的运动状态.电子云:电子在原子核外空间某处单位体积内出现
的概率称为概率密度32,用小黑点代表其分布所得的空间图象,称为电子云.周期表周
期表把元素分为16族(18纵行)7个主族(A族)个。族,17个副族(B族)个VID族,1
主族元素原子价层电子数=族数
1
副族不一定周期表有七个周期原子结构与周期表的关系:分五个区:s区一nsl-2
ds区一(n-1)dlOnsl-2p区一ns2npi-6d区一(n-1)dl-10nsl-2f区一
(n-2)fl-14(n-l)d0-2ns2
元素性质与周期表的关系:
原子性质主族元素原子半径同周期自左到右减小同族从上到下增大第一电离能
增大减小电负性增大减小金属性减弱增强非金属性增强减弱
氧化物及其水化物的酸碱性递变规律:1)主族元素最高价态的氧化物及水合物,从左到
右,酸性递增,碱性减弱;从上到下,酸性减弱,碱性递增.2)同一元素形成不同价态的氧化物
及水合物,高价态的酸性比低价态的强.酸性:HC10<IIC102<HC103<IIC104分子结构化
学键:分子或晶体内原子或离子间较强的互相吸引作用.离子键:阴阳离子间的静电引力.特
性:无方向性,无饱和性.涉及共价键:原子间由于成键电子的原子轨道重叠形成的化学键.
特性:有方向性,有饱和性.金属键:分子间的力:(范德华力)共价键的类型:1)按原子轨道
重叠方式分:。键:成键轨道是"头碰头"重叠.。n键:成键轨道是“肩并肩”重叠.2)
按极性分:极性共价键和非极性共价键分子结构式:表达分子中各原子的连接顺序和方式的
化学式.有电子式,价键式,结构简式等杂化轨道:杂化类型:sp杂化分子空间构型直线
型实例BeC12乙烘
sp2杂化平面三角型BF3,BC13,乙烯
sp3杂化正四周体CH4,SiH4
不等性sP3杂化三角锥V型NH3,H20,
极性分子:正,负电荷中心不重合的分子.非极性分子:正,负电荷中心重合的分子.分
子极性的大小用分子的偶极矩表达.=0是非极性分子;不等于0是极性分子.HC1CONO02
1121120II2SCH4CHC13NH3分子间的力涉及:色散力,诱导力,取向力非极性分子之间:色散
力;非极性分子与极性分子之间:色散力和诱导力;极性分子之间:色散力,诱导力,取向力.
分子间的力对结构相似的同系列物质的熔沸点的影响,随分子量的增大,分子间力增大,熔沸
点越高.氢键:分子间形成氢键,物质的熔沸点升高.如:H20,HF,NH3
等
2
抱负气体分压定律抱负气体的状态方程式公式:pV=nRT混合气体的总压力p等于各组
分气体施于器壁压力pA,pB,…之总和.即:p=pA+pB+…某组分气体施于器壁压力称为该组
分气体之分压力,简称分压.某组分气体的分压等于在与混合气体T,V相同时,该气体单独
存在时的压力.PAV=nART(1)PBV=nBRT…(2)n=nA+nB+…PV=nRT(3)(2)+(3)PB/P
=nB/n=VB/V(1)4-(3)PA/P=nA/n=VA/V
摩尔分数体积分数
[例]:某一煤气罐其容积为30升,27度时内压为600Kpa,经气体分析储罐内煤气中
C0的体积分数为0.60,例:H2的体积分数为0.1,其余气体的体积分数为0.30,求该储罐
中H2,C0的分压.解:PCO=(VCO/V)*P=0.60*600*103=360*103pa=360Kpa,PH2
=0.10*600*103=60Kpa,蒸气压:在恒定温度下,与液体平衡的蒸气称为饱和蒸气,饱和蒸气
的压力就是该温度下的饱和蒸气压,即蒸气压(纯溶液).蒸气压随温度的升高而升高.稀
溶液的蒸气压下降△p=Km(m是溶液的重量摩尔浓度)拉乌尔定律:难挥发非电解质稀溶
液蒸气压下降与溶液的重量摩尔浓度成正比.沸点:当某液体的蒸气压等于外界压力时,该
液体发生沸腾,这时的温度就是该液体的沸点(纯溶液).稀溶液的沸点上升△Tb=Kbm稀
溶液的凝固点下降△Tf=Kfnl汽化热:在标准大气压(101.325kPa)下,使一摩尔物质在其沸
点蒸发所需要的热量.晶体结构与物质性质的关系:晶体类型原子晶体离子晶体分子晶
体金属晶体粒子间的结合力共价键离子键分子间的力,氢键金属键一般性质熔沸点
很高,熔沸点高,熔沸点低熔沸点较高实例金刚石,SiC,石英(SiO2)NaCl,CaO,BaO
I1C1,O2,CO2,H20,Na,Cu,Ag
化学反映方程式化学反映速率与化学平衡化学反映方程式写法和计算:热化学反映方
程式:H2(g)+1/202(g)112(g)+1/202(g)反映热:化学反映时所放出或吸取的热量.
H20(g)H*298=241.8KJ/molH20(g)+241.8KJ/mol
化学反映速率的表达方法:是以单位时间内反映物浓度的减少或生成物浓度的增长来表
达对于一般的化学反映:ABVA=(CA)/tVB=(CB)/t影响反映速率的因素:
3
1)浓度
质量作用定律
aA+bB-yY+zZ
aBu=kcAcB
质量作用定律只合用基元反映
k反映速率常数
。+6反映级数
N02(g)+2HC1(g)
NO(g)+1120(g)+C12(g)
V=kCN02CHC1二级反映一般来说,反映物浓度越大,反映速率越大.2)温度:对大
多数化学反映来说,温度升高,反映速率增大.3)催化剂:改变反映的速率.催化剂:能显著改
变反映速率,而在反映前后自身组成,质量和化学性质基本不变的物质.有正催化剂和负催化
剂之分.气体分子的能量分布和活化能
活化能:活化分子具有的平均能量与反映物分子的平均能量之差,化学平衡:可逆反映
3H2+N22NH3
V正=V逆
特性:(1)化学平衡是动态平衡.(2)系统的组成不再随时间而变.(3)平衡是有条件的相
对平衡.平衡常数表达式:aA+bBcC+dD
Kc=
[C]c[D]d[A]aCB]b
Kc:平衡常数,与温度有关
[C]:平衡浓度
气体也可用分压表达Kp,KcKp=Kc(RT)nn=c+d-(a+b)书写应注意:1)平衡浓度2)
如有纯固体,液体参与反映,其浓度当作常数,不写.C02(g)+C(s)2C0(g)
Kc=
[CO]2[C02]
3)Kc与方程式有关.4)当几个反映式相加得总反映时,总的反映的Kc等于各相应反映
的Kc的乘积.当几个反映式相减得总反映时,总的反映的Kc等于各相应反映的Kc的相
除.2N0+022N02(1)+(2):K1(1)2N02N204K3=KIK2K2(2)
2N0+02N204
化学平衡移动及计算:
4
1)浓度对化学平衡的影响:增长反映物的浓度,平衡向正反映方向移动2)压力对化学平
衡的影响:增长体系的总压力,平衡向气体分子数减小的方向移动2N0+022N023)温度对
化学平衡的影响:升温平衡向吸热方向移动,降温平衡向放热方向移动4)催化剂对化学平衡
的影响:能加快反映速度,但平衡不移动化学反映方向判断:恒温恒压时△G=RTlnK+RT
InJAG<0J<K反映方向判断aGRJ=KAG>0J>K溶液溶液的浓度及计算:1)重量百分
浓度=
反映自发正方向进行反映处在平衡反映自发逆方向进行
溶质重量*100%溶质重量+溶剂重量溶质体积*100%溶液体积
(mol/L)溶质的摩尔数=
2)体积百分浓度=
3)摩尔浓度=
溶质的摩尔数溶液的体积
溶质的量摩尔质量
(mol)
[例]欲配制0.Imol/LNaOH溶液500mL,需称取NaOH固体多少克?解:NaOH的摩尔质
量为40,NaOH的摩尔数=0.1*0.5=0.05mol0.05*40=2.0(g)浓度的换算:W%~MM=
W%*1000*P摩尔质量
(18.4mol/L)
[例]98%的H2S04溶液,其比重为1.84,求该溶液的摩尔浓度.非电解质稀溶液通性1)
溶液的蒸气压下降2)溶液的沸点上升3)溶液的凝固点下降Ap=KmATb=KbmATf=Kfm
溶液的依数性在难挥发,非电解质,稀溶液中符合这些规律,在其它溶液中不符合这些定
量关系.渗透压:为阻止渗透作用所加给溶液的额外的压力.口=CRT
电解质溶液的电离平衡溶液中能传导电流的物质叫电解质.常见的电解质有:酸,碱,盐.
强电解质:在溶液中所有电离成离子,重要有:强酸:HC104HC1HN03强碱:KOHNaOHBa(OH)2
5
盐类:NaClKC1弱电解质:在溶液中部分电离.部分以离子的形式存在,部分以分子的形
式存在,重要有:弱酸:H2S,H2c03,HAC,HCN弱碱:NH3H20Al(OH)3弱电解质的电离,是个
可逆的过程一元弱酸:HAcH++Ac-
[H+][AC]其平衡常数,即弱酸的电离常数:Ka==[HAC]
一元弱碱:NH3H20NH+4+OHKa,KbKb==
[NH+][Oil][NH3II20]
表达了弱酸,弱碱在电离方面的本质特性.只与温度有关,与浓度无关.[H+]==Ka*C
[011-]==Kb*C
一元弱酸的近似计算:一元弱碱的近似计算:
水的离子积和pH值:H20(1)H+(aq)+OH-(aq)Kw水的离子常数积,只于温度有关.
25℃时,Kw=1.00*10-14
[H+][0H-]==Kw
pH值用来表达水溶液的酸碱性.即定义:pH=-1g[H+]pOH=-1g[0H-]根据水的
电离平衡关系,他们之间有如下的联系:[H+][OH-]=Kw=1.00*10-14pH+pOH=14对于
纯水,或中性的水溶液(如NaCl等)pH=pOH=7.0:+]>10-7,对于酸性溶液(如HC1等):
[H[0H-]<10-7,对于碱性溶液(如NaOH等)[0H-]>10-7,:[H+]<10-7,
pFI<7.0pH>7.0
同离子效应和缓冲溶液: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,
使弱电解质的电离度减少,这种现象叫”同离子效应.HAcH++AcNH3H2ONH+4+0H+加入
NaACNa+AC加入NH4C1NH+4+Cl缓冲溶液:是可以对溶液的pH值起稳定作用,具有一定
的抗酸,抗碱,抗稀释的本领的溶液缓冲溶液的组成:弱酸+弱酸盐:HAc+NaAc;弱碱+弱碱
盐:NH3+NH4C1
盐类水解平衡及溶液的酸碱性
6
强酸强碱盐中性
弱酸强碱盐碱性
强酸弱碱盐酸性
弱酸弱碱盐中性
从化学平衡的观点,当盐溶解到水中,有如下的平衡关系:NaAcNa++AcH20OH+H+HAC
+H20lIAc+总反映:1)弱酸强碱盐:溶液呈碱性2)强酸弱碱盐:溶液呈酸性3)弱
酸弱碱盐:Ka=Kb溶液呈中性;Ka>Kb溶液呈酸性;Ka<Kb溶液呈碱性AcOH-
多相离子平衡:沉淀溶解平衡难溶的强电解质与其溶于水中的组份离子间建立的一种化
学平衡.例如:AgCl(s)Ag++Cl溶度积常数MxAy(s)
xMy+
+yAx-
KSP=[My+]x[Ax-]y溶度积常数表征了难溶的固体强电解质与其饱和溶液间的化学
平衡常数.随温度而变化Mg(0H)2(s)Mg2++2OHKSP=[Mg2+][0H-]2溶解度(S):用来表
达物质溶解能力.常以g/100g水表达溶解度与溶度积间的换算AB型AB(s)A++BSA2B
或AB2型A2B(s)SKSP=S2KSP=(2S)2*S=4S3
2A++B2SS
比较溶解能力的大小时,同一类型的盐,溶度积常数越大,溶解能力越大.但不同类型时,
不能用溶度积常数来比较,而应算出溶解度来比较.[例]:AgClKSP=1.8*10T0(大)S=
1.3*10-5(小)-12-5(小)S=6.5*10(大)Ag2CrO4KSP=1.1*10
氧化还原反映:Cu+ZnSO4Zn+CuS04氧化还原反映:2+Zn-2eZn氧化数升高,失电
子的这一过程叫氧化,失电子的物质叫还原剂2+Cu+2eCu氧化数减少,得电子的这一过程
叫还原,得电子的物质叫氧化剂原电池:在铜-锌原电池中负极:Zn(S)-2e-=Zn2+(aq)负
极反映是还原剂失去电子被氧化正极:Cu2+(aq)+2e-=Cu(S)正极反映是氧化剂得到电子被
还原
7
电池反映::Zn(s)+Cu2+(c2)=Zn2+(cl)+Cu(s)表达方法:
Pt((-)Zn|Zn2+||Fe3+,Fe2+|Pt(+)ZnZnPt原电池中,氧化态物质和它相应的还原态
物质被称为氧化还原电对.如Zn2+/ZnCu2+/Cu
标准电极电势:参与电极反映的每种物质都处在标准条件下,相应的电极电势为电极的
标准电势,简称标准电极电势,以小。表达.对标准态的规定:所有的气体的分压为1x10
Pa,组成电对的有关物质的浓度为1.0mol/L规定:。9(H+/H2)=0电池电动势EE=
(+)-巾;E9=6。+-4>9-)电极电势的能斯特公式a[氧化态]+ne=b[还原态]
5
=4)6+
0.0592[氧化态]a1gn[还原态]b
应用能斯特方程式时应注意以下几点:(1)氧化态,还原态物质的相对浓度应以相应的
化学计量数为指数.Cr2072-+14H++6e-==2Cr3++7H20
Cr0
2
2
7
/Cr3+
二6
0
Cr207
2
/Cr
3+
0.0592[Cr207][H+]14+1g6[Cr3+]2
2
(2)固体或纯液体在能斯特方程式中不出现;气体用相对压力p/pq表达浓度.[例4]
计算Zn2+离子浓度为0.00100mol/L时锌电极的电极电势,已知小0(Zn2+/Zn)=-0.763V解:
电极反映Zn2++2e=Zn
(Zn2+/Zn)=9(Zn2+/Zn)0.05917lg(l/Zn2+)2
8
=-0.851电极电势的应用一.氧化剂和还原剂相对强弱的比较电极电势值越小,则电
对中的还原态物质越易失去电子,是越强的还原剂;其相应的氧化态物质就越难得到电子,是
越弱的氧化剂.电极电势的值越大,则该电对中氧化态物质是越强的氧化剂,其相应的还原
态物质就是越弱的还原剂.二氧化还原反映方向的判断高电势电对的氧化态物质与低电势
电对的还原态物质之间的反映是自发的.[例]判断在标准条件下反映2Fe2++Cu2+=2Fe3+
+Cu进行的方向.解:60(Fe3+/Fe2+)=0.771V6。(Fe3+/Fe2+)>6。(Cu2+/Cu)还原
性:Cu>Fe
9
2+
*0(Cu2+/Cu)=0.337V
氧化性:Fe
3+
>Cu
2+
反映向逆方向进行
nE0lgK=0.0592
三.氧化还原反映进行限度判断
E0=
0.0592lgK0n
lgK0=
nE00.0592
电解:电解是借助外加电能实现化学反映的过程.电解过程通常在电解池中完毕.电解池
中,与直流电源的负极相连的极叫做阴极,与直流电源的正极相连的极叫做阳极.阴极反映:
溶液中的正离子在阴极上得到电子,进行还原反映;阳极反映:溶液中的负离子在阳极上失去
电子,进行氧化反映.原电池与电解池的联系与区别
9
CuC12电解时:阳极:阴极:2C1--2e+Cu2+2eC12Cu
如用Cu代替pt阳极:Cu-2e2+阴极:Cu+2e
CuCu
2+
电极法精炼铜,用粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜作电解液金属腐蚀:金属或合金与周
边介质作用,发生化学变化而失去其优良性能的过程.化学腐蚀:单纯由化学反映引起的电
化学腐蚀:金属与电解质溶液接触,形成原电池而引起.在腐蚀电池中规定:发生氧化反映的
电极称阳极(相称原电池的负极)发生还原反映的电极称阴极(相称原电池的正极)在钢铁中:
阴极:阳极:2II+2el/202+H2O+2e+
H220H
析出氢气(析氢腐蚀)吸取氧气(吸氧腐蚀)
Fe-
2e
Fe2+
有机化合物:有机化合物:碳氢化合及其衍生物1.有机化合物的性质有下列特点:(1)
易燃,易爆(如汽油,酒精等);(2)热稳定性差,受热(200300200〜300200300℃)易分解;(3)
m.p,b.p低,一般m.p>300℃;例:HAc(M=60):m.p16.6℃,b.p118℃(弱的分子间引力)
NaCl(M=58.5):m.p800℃,b.p1440℃(强的离子间静电引力)(4)难溶于水,易溶于有机溶剂;
因素:"相似相溶"(水是极性溶剂,,弱极性或非极性有机物难溶于水,但极性较强的有机物也
可溶于水).(5)反映速度慢,副产物多;有机反映产率达8080%相称可观,有4040%的产
率就有合成价值.有机化合物的分类按碳链分类1)开链化合物(脂肪族化合物)2)环状化
合物①脂环燃
o
②芳香煌
3)杂环按官能团分类
10
官能团一一决定化合物典型性质的原子或原子团.按官能团分类可将有机物分为:烷,
烯,焕,卤代煌,芳香煌,醇,酚,醛,醛,酮,酸,竣酸,竣酸衍生物,硝基化合物,胺,杂环化合
物....等.有机物的命名
CCH3CHCH2C1HCH3OH
H
1,选择主链(母体)一一根据主链含碳数和主官能团给出母体名称(1)选择具有主官能
团0的最长碳链为主链0主最
0
0C
CCCC
C0
c
-COOH-SO3HNO2
R
X
CH
-OH-NH2-OR
-X
HO-HO-CH2CH2-COOH3-羟基丙酸(2)等长碳链,选择连取代基多者为主链取2,为
主链编号(1)靠近主官能团一端开始编号
(2)最低系列原则
CH3CH3CH3CCH2CHCHCH3CH3CH3
CCH3CHCH2C1HCH3OH
II
C2H5CH3CH2CHCHCH2CH3CH3
4-氯-2-戊醇
2,2,4,5-四甲基己烷2,2,4,5-四甲基己烷(3)较优基团后列原则(先小后大原则)取代
基的一一〃顺序规则〃:按第一原子的原子序数,由大到小排列3,写出完整的名称(1
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