资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,書式設定,書式設定,第 2,第 3,第 4,第 5,*,化学反应,能否发生(反应方向),能量转换(热效应),反应限度(化学平衡),反应速率,反应机理,化学热力学,化学动力学,反应的可能性,反应的现实性,第一页,共27页。,化学反应能否发生(反应方向)能量转换(热效,1,第一章 基本框架,体系,境,敞开体系,封闭体系,孤立体系,物质交换,能量交换,性质,深度,.,广度,状态函数,环,状态,物理,.,化学,热力学第一定律,U=Q W,过程函数,热力学第二定律,封闭体系:,G 0,自发过程,热力学第三定律,T=0 K,纯物质完整晶态,混乱度最小,,S=0,-,G,T,P,=(,W,有用,),最大,第二页,共27页。,第一章 基本框架体系境敞开体系物质交换能量交换性质状态函数环,2,概念:,1.,热力学标准态,;,状态函数;内能,U;,热,Q;,功,W,2.,热效应;焓(变)(,H,H,r,H,r,H,m,f,H,m,),3.,吉布斯自由能,(G,G,r,G,r,G,m,f,G,m,),4.,熵(,S,m,r,S,m,),计算:,1.,盖斯定律,r,H,m,(T),v,B,f,H,m,(B,,,T),2.,吉布斯赫姆霍兹公式:,G(T),H(T),TS(T),T,转,3,.,r,G,m,(298.15K),v,B,f,G,m,(B,,,298.15K),4.,r,S,m,(298.15K),v,B,S,m,(B,,,298.15K),5.(1),f,H,m,、,f,G,m,单位是,kJmol,-1,S,m,(T),的单位是,JK,-1,mol,-1,;,(2),参考态单质,f,H,m,0,;,f,G,m,0,;,S,m,(T)0,。,第三页,共27页。,概念:计算:3.rGm(298.15K)v B,3,第三章 基本知识点及要求,1.,道尔顿分压定律,:p,i,=p,总,x,i,2.,平衡常数:(,1,)气相反应:,K,p,K,(注意单位),(,2,)溶液反应,:,B,K,c,K,(,3,)意义及书写注意事项,(,4,)多重平衡规则:,K,=K,1,.,K,2,3.,化学反应等温方程式:,(,1,),r,G,m,(T),-RTlnK,(T),(,2,),r,G,m,(T),RT ln,J,c,/K,r,G,m,(T),RT ln,J,p,/K,ln,K,2,K,1,r,H,m,R,T,2,T,1,T,2,T,1,(),(,3,),ln K,(T),-,r,H,m,/RT+,r,S,m,/R,第四页,共27页。,第三章 基本知识点及要求1.,4,4.,一元弱酸弱碱的电离平衡:,c(H+)=,K,a,.c(HA),1/2,c(OH,)K,b,.c(B),1/2,5.,缓冲溶液:,(,1,)定义;组成;缓冲原理,(加酸,加碱,稀释),c(,弱酸,),c(,弱酸盐,),c(H,+,)K,a,c(,弱碱,),c(,弱碱盐,),c(OH,)K,b,(,2,),6.,沉淀,-,溶解平衡:,(,1,)溶度积,Ks,及与溶解度关系 (,2,)溶度积规则:比较离子积与,Ks,7.,配离子的离解平衡:,(,1,)配合物的构成,(,中心离子,配位原子,配位数,),(,2,)配合物的命名,(配正,配负,,2,个以上配体),c(HAc)/Ka 400,c(NH,3,H,2,O)/Kb 400,c(,弱酸,),c(,弱酸盐,),pH pK,a,lg,c(,弱碱,),c(,弱碱盐,),pH 14,pK,b,lg,第五页,共27页。,4.一元弱酸弱碱的电离平衡:c(H+)=Ka.,5,1.,原电池,(G,0),组成;正负极反应及配平;书写符号;电极类型;电对书写,2.,电极电势,E,及电动势,E,标准氢,(,甘汞,),电极;无加和性与方程式书写无关;介质酸碱性有关,3.Nernst,方程意义,正确书写及应用,a O+z e,-,=b R,(,R=8.315 J,K,-1,mol,-1,;,F=96,485 C,mol,-1,;T,298.15K,),第四章 电化学原理及应用,E(,电极,)=E,(,电极,),lg,c(R)/,c,b,0.0592V,c(O)/,c,a,z,(,1,),pH,影响:氧化物(,MnO,2,、,PbO,2,)、含氧酸及其盐,(KMnO,4,、,KClO,3,)pH,减小,(,酸度增大,),,电极电势增加,氧化能力增强。,(,2,)生成沉淀(配离子)影响:氧化型形成沉淀,,E,q,;还原型形成沉淀,,E,q,;氧化型和还原型都形成沉淀,看二者,Ks,的相对大小。,第六页,共27页。,1.原电池(G0)第四章 电化学原理及应用c(R)/c,6,4.,电动势,E,与,G,的关系,5.,电极电势的应用,-,D,r,G,=W,elec,max,D,r,G,m,=,-,-,zFE,或,D,r,G,m,=,-,-,zFE,(,1,)氧化剂和还原剂相对强弱的比较,E,(,O/R)O,氧化能力,R,还原能力,(,2,)氧化还原方向的判断,电动势,E 0,D,r,G,m,0),:,(,1,)电解池与原电池的区别:组成,原理,电极反应,(,2,)分解电压,反电动势,超电势,(,3,)极化:浓差;电化学,.,结果,:E(,阳,),增大,,E(,阴,),减小,8.,电镀,电抛光,电解加工,阳极氧化,9.,金属腐蚀与防护:,(,1,)化学腐蚀,(,2,)电化学腐蚀,析氢腐蚀;吸氧腐蚀;氧浓差腐蚀(水线腐蚀),(,3,)了解防护方法,第八页,共27页。,6.化学电源:掌握铅蓄电池电极反应及充放电原理7.电解,8,应用:,1,1,2,3,z,、,z,1,、,z,2,、,z,3,分别为各电对中氧化型,与还原型的氧化数之差,E,E,E,E,A,B,C D,z,1,z,2,z,3,z,z,=,z,1,+,z,2,+,z,3,E,E,E,E,=,z,1,+,z,2,+,z,3,z,E,E,E,E,计算电对的标准电极电势,第九页,共27页。,应用:1123z、z1、z2、z3,9,计算电对的标准电极电势,应用:,1,(BrO,-,/Br,2,),=,z,2,z,4,(BrO,-,/Br,-,),-,z,3,(Br,2,/Br,-,),=,(2,0.76-11.605)V,1,=,0.455V,E,E,E,z,4,BrO,3,BrO,-,Br,2,Br,-,z,1,z,2,z,3,?1.605,0.76,0.61,z,例,1,E,/V,B,=,z,1,+,z,2,+,z,3,z,E,E,E,E,第十页,共27页。,计算电对的标准电极电势应用:1(BrO-/Br2)=z2,10,应用:,2,反应,2Cu,+,Cu,2+,+Cu,当一种元素处于中间氧化数时,它一部分向高的,氧化数状态变化,(,被氧化,),另一部分向低的氧化,数状态变化,(,被还原,),,这类反应称为歧化反应,判断能否发生歧化反应,E,(Cu,2+,/Cu,+,)=0.159V,E,(Cu,+,/Cu)=0.520V,Cu,2+,Cu,+,Cu,0.159 0.520,0.340,E,/V,A,结论,:,(,右,),(,左,),Cu,+,易发生歧化反应,E,E,第十一页,共27页。,应用:2反应 2Cu+Cu2+,11,解释元素的氧化还原特性,应用:,3,4Fe,2+,+O,2,+4H,+,4Fe,3+,+2H,2,O,Fe,2+,在空气中不稳定,易被空气中氧氧化为,Fe,3+,。,E,/V,A,Fe,3+,Fe,2+,Fe,0.771 -0.44,如,E,(,O,2,/H,2,O,)=1.229V,E,(Fe,3+,/Fe,2+,),第十二页,共27页。,解释元素的氧化还原特性应用:34Fe2+O2+4,12,解释元素的氧化还原特性,应用:,3,故,Fe,2+,不会发生歧化反应,可发生歧化反应的逆反应,在,Fe,2+,盐溶液,加入少量金属铁能,避免,Fe,2+,被,空气中氧气氧化为,Fe,3+,Fe+2Fe,3+,3Fe,2+,如,E,/V,A,Fe,3+,Fe,2+,Fe,0.771 -0.44,第十三页,共27页。,解释元素的氧化还原特性应用:3故Fe2+不会发生歧化反应在,13,1.,波尔理论:,定态假设;轨道假设;跃迁假设,2.,微观粒子的波,粒二象性,:,=,h/p=h/mv;,波恩的统计解释,;,概率波,3.,电子运动的三大特性:,能量量子化;波粒二象性;统计性,4.,薛定谔方程与波函数,y,:,波函数,=,薛定锷方程的合理解,=,原子轨道,概念意义;,s,p,轨道角度分布图(形状特点及描述),5.,电子云,y,2,与波函数,y,:,概念意义;,s,p,电子云角度分布图(形状特点及描述),电子云与原子轨道角度分布图区别,第,5,章 原子结构与周期系,第十四页,共27页。,1.波尔理论:定态假设;轨道假设;跃迁假设第5章 原子结,14,6.,四个量子数,n,l,m,m,s,:,取值,意义,7.,核外电子排布:,(,1,)三原则:,泡利不相容;能量最低;洪特规则,(,2,)电子进入能级顺序及电子分布式:,重点,4,,,5,周期,8.,周期系与元素性质:,(,1,)外层电子构型与周期表中的位置,(,2,)有效核电荷数,原子半径,电负性,第十五页,共27页。,6.四个量子数 n,l,m,ms:取值,意义第十五页,,15,描述了原子中电子出现几率最大的区离核的远近。,n,值越大,电子出现几率最大的区域离核越远,也可以说电子离核的平均距离越大。,n,值相同的各原子轨道电子离核的平均距离较接近,故常把具有相同主量子数,n,的各原子轨道归并称为同一个,“电子层”,。,n=1,2,3,4,5,6,等正整数,电子层分别用,K,L,M,N,O,P,表示,称为电子层的符号。,在氢原子中,n,值越大的电子层,电子的能量越高。但在多电子原子中,核外电子的能量则由主量子数,n,和角量子数,l,两者决定。,1.,主量子数,n,第十六页,共27页。,描述了原子中电子出现几率最大的区离核的远近。1.主量子数n第,16,角量子数,l,可表示原子轨道或电子云的形状。,l,=0,1,2,3,(n-1),l,=0,时(,s,轨道),原子轨道或电子云呈球形分布;,l,=1,时(,p,轨道),原子轨道的角度分布图为双球面,电子云的角度分布的图为两个交于原点的橄榄形曲面;,l,=2,(,d,轨道)及,3,(称,f,轨道)时,原子轨道的形状更为复杂。,角量子数就表示同一电子层,n,的不同,“电子亚层”,。,n,l,相同的各原子轨道属于同一“电子亚层”,简称“亚层”。,2.,角量子数,l,第十七页,共27页。,角量子数 l 可表示原子轨道或电子云的形状。2.角量子数 l,17,m=0,,,1,,,2,,,l,。,决定了原子轨道(或电子云)在空间的伸展方向。,l,=0,,,m=0,,亚层只有一个球形的,s,轨道,无方向性。,l,=1,,,m=0,1,,,p,亚层有三个不同伸展方向的,p,轨道,常用,p,z,,,p,x,,,p,y,表示这三个不同伸展方向。,l,=2,,,m=012,,,d,亚层有,5,个不同伸展方向的,d,轨道。,当,n,l,m,都确定,就决定了是哪一个,主层,、什么形状的,亚层,、某个伸展方向的,轨道,。,3.,磁量子数,m,第十八页,共27页。,m=0,1,2,l。3.磁量子数 m第十八,18,m,s,的取值只有,+1/2,和,-1/2,,不依赖于,n,,,l,,,m,三个量子数,它描述了电子自旋运动的特征。,电子的自旋只有两个方向,通常称为正自旋和反自旋,或顺时针方向和反时针方向,可用向上或向下的箭头“”来表示这两个不同方向的电子自旋运动状态。,4.,自旋量子数,m,s,E
展开阅读全文