大学化学2知识点归纳

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,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,l,n,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,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,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。,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,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,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,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,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+,),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 -0.44,1.,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,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,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,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,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,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,Electron spin visualized,想象中的电子自旋,两种可能的自旋方向,:,正向,(+1/2),和反向,(-1/2),自旋运动使电子具有类似于微磁体的行为，,产生方向相反的磁场,自旋相反的一对电子,磁场相互抵消,.,Magnetic field,screen,Small clearance space,Silver atomic ray,kiln,原子的外层电子构型与周期表的分区,最外层电子,ns np,次外层电子 （,n-1,）,d,（,n-2,）,f,分 区最后一个电子填入的轨道 位 置 外层电子构型,s,区,s,轨道,A A ns,1-2,p,区,p,轨道,A-,零族,ns,2,np,1-6,d,区,d,轨道,B- (n-1)d,1-9,ns,1-2,ds,区,d,轨道,d,10,B B (n-1)d,10,ns,1-2,f,区,f,轨道 镧系 锕系,(n-2)f,1-14,(n-1)d,0-2,ns,2,外层电子构型,1.,离子键：本质，特征,2.,价键理论,理论要点，共价键本质特征，,键和,键，键参数,3.,杂化轨道理论与分子构型,理论要点；,sp, sp,2,sp,3,不等性,sp,3,杂化：分子构型及书上实例,4.,分子间力和氢键,（,1,）共价键极性与分子极性（电偶极矩,p,与分子构型）,(2),色散力，诱导力，取向力,（,3,）氢键：特征；存在条件；对物性影响,第六章 化学键与分子结构,分子间的氢键存在使熔、沸点升高,分子内的氢键存在使熔、沸点降低,键与,键的对比表,共价键类型,键,键,原子轨道重叠方式,头碰头,肩并肩,波函数分布,对键轴呈圆柱形对称,对键轴上下反对称,电子云分布形状,核间呈圆柱形,存在密度为,0,的节面,存在方式,唯一,多键时，可多个,键稳定性,强,弱,一般，共价,单键是,键,，,双键中有一个,键和一个,键,，三键中有一个,键键和两个,键。,能量相近原则,只有能量相近的轨道才能发生杂化（如,ns,和,np,),。,轨道数目守恒原则,新组成的杂化轨道数目等于原来的原子轨道数目。,能量重新分配原则,杂化前原子轨道能量各不相同，杂化轨道的能量相同,最大重叠原则,杂化时，都有,s,轨道的参与，,s,轨道的,为正值，导致杂化轨道一头大一头小。大头部分参与形成稳定化学键。,杂化轨道对称性分布原则,杂化后原子轨道在球形空间中尽量成对称性分布，因此，等性杂化轨道间的键角相等。,原子轨道杂化原则,形成分子时才发生杂化，孤立原子的,s,、,p,、,d,等轨道不发生杂化。,杂化类型,sp,sp,2,sp,3,杂化轨道构型,直线形,三角形,四面体形,杂化轨道中孤电子对数,分子几何构型,直线形,三角形,正,四面体,三角锥,V,形,实例,BeCl,2,HgCl,2,C,2,H,2,CO,2,BF,3,SO,3,C,2,H,4,CH,4,、,CCl,4,SiH,4,、,NH,4,+,NH,3,H,2,O,键角,180,120,109 28,107 18,104 45,分子极性,无,无,无,有,有,第八章 大气污染与水污染,大气污染物及其防治,水污染：,离子交换；电渗析；渗透与反渗透,沉淀法水处理相关,第十章 高分子材料,1.,命名与基本概念：链节,单体,聚合度,2.,柔顺性，影响因素及比较,3.,玻璃态，,T,g,高弹态，,T,f,粘流态,2,）温度,形变曲线,以线型非结晶高分子为例,玻璃态：,整个高分子链和链段均被冻结。,形变很小,普弹形变。,高弹态：,高分子链不能移动，但链段可以自由转动。,形变很大,高弹性变。,粘流态：,链段和整个高分子链均可以移动。,流动形变是不可逆,粘流形变。,两个转变温度,玻璃化温度,Tg,由玻璃态转变到高弹态的温度,粘流化温度,T,f,由高弹态转变到粘流态的温度,塑料：,T,g,室温，,Tg,是其使用的,上限温度,;,作塑料的高聚物,Tg,要高；,T,f,不要太高,Tg,T,f,范围不要太大。,例：聚苯乙烯,Tg,= 100,T,f,= 135 ,橡胶：,T,g,室温，,Tg,是其使用的,下限温度，,作橡胶的高聚物,Tg,要低；,T,f,较高,Tg,T,f,范围要求宽。,例：天然橡胶,Tg,= -73 ,T,f,= 122 ,结晶聚合物： 相对,Mr,不太大，加热到熔点,T,m,，直接进入粘流态；相对,M,r,较大，加热到熔点,Tm,后还要经过一个小的高弹区，最后进入粘流态。,结束语,感谢,同学们的配合，努力，向上。,祝愿,新年快乐，学业有成,集中答,疑,时间：,19,周,-,周,2,晚 （其他老师）,周,3,上午 （胡老师）,地点：,D1106,希望,大学化学（,）课程让同学们有所收获,