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农学315化学《无机及分析化学》考点精讲 讲义.pdf

1、第一部分溶液和胶体()?第一节分散系()?第二节溶液的浓度()?第三节稀溶液的通性()?第四节胶体溶液()?第二部分溶液和胶体()?第一节热力学基础知识()?第二节化学反应过程中的热效应()?第三节热化学定律()?第四节化学反应的方向()?第三部分化学反应速率和化学平衡()?第一节化学反应速率()?第二节影响反应速率的因素()?第三节化学反应的限度()?第四部分物质结构()?第一节氢原子光谱()?第二节原子的量子力学模型()?第三节原子核外电子结构()?第四节元素基本性质的周期性变化()?第五节离子键()?第六节共价键()?第七节分子间力和氢键()?第五部分分析化学概论()?第一节定量分析的误

2、差()?第二节有限数据的统计处理()?第三节滴定分析()?第六部分酸碱平衡和酸碱滴定法()?第一节酸碱质子理论()?第二节影响酸碱平衡的因素()?第三节酸碱水溶液酸度的计算()?第四节酸碱指示剂()?第五节酸碱滴定曲线和指示剂的选择()?第六节酸碱滴定法的应用()?第七部分沉淀溶解平衡和沉淀滴定法()?第一节难溶电解质的溶解平衡()?第二节沉淀生成与溶解()?第三节沉淀滴定法()?第八部分氧化还原反应和氧化还原滴定法()?第一节氧化还原反应()?第二节原电池与电极电势()?第三节氧化还原滴定法()?第九部分配位化合物和配位滴定法()?第一节配合物的基本概念()?第二节配合物的化学键理论()?第

3、三节配位平衡()?第四节配位滴定法概述()?第五节配位滴定反应及其影响因素()?第六节金属指示剂()?第七节提高滴定选择性的方法()?第八节配位滴定方式及其应用()?第十部分分光光度法()?第一节基本原理()?第二节显色反应与测量条件的选择()?第三节吸光光度分析的方法和仪器()?第四节定量分析法()?第十一部分电势分析法()?第一节电势分析法及其原理()?第二节离子选择电极(膜电极)()?第三节直接电势法()?第一部分溶液和胶体考试内容分散系溶液浓度的表示方法稀溶液的通性(依数性)胶体溶液考试要求 了解分散系的分类及特点。掌握物质的量浓度、物质的量分数和质量摩尔浓度的表示方法及计算。掌握稀溶

4、液依数性的基本概念、计算及其在生活和生产中的应用。掌握胶体的特性及胶团结构式的书写。掌握溶胶的稳定性与聚沉。第一节分散系一、分散系概念和组成概念:一种或几种物质以极小的微粒分散在另一种物质之中所组成的系统称为分散系。组成:分散质(分散相):分散系中被分散的物质称分散质。分散剂(分散介质):容纳分散质的物质称分散剂。二、分散系的分类按照分散系粒子直径大小不同,分为三类。分子离子分散系胶体分散系粗分散系农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路类型直径名称主 要 特 征分子、离子分散系 胶体分散系 粗分散系 真溶液最稳定、扩散快、可通过滤纸和半透膜、对光散射极弱高分子溶液很稳定、扩散慢、可通

5、过滤纸、不能通过半透膜、散射弱、粘度大溶 胶稳定、扩散慢、可通过滤纸、不能通过半透膜、散射强悬浊液乳浊液不稳定、扩散慢、不能通过滤纸和半透膜、对光不产生散射单相系统多相系统三、分散度和比表面立方体数目边长总表面积比表面积 考点小结及复习思路分散系概念、组成(分散质,分散剂)分散系分类(溶液、胶体和乳浊液的粒径规格及其体系特点:光的散射、单相态和多相态)比表面(颗粒越小,比表面越大,分散程度越大)第二节溶液的浓度基本单元实质:计数单位 单元 对象应用:可以是分子、原子、离子、电子及其他粒子,也可以是这些粒子的特定组合(人为指定)。考试点()名师精品课程电话:表示:如:()、()、()一、物质的量

6、浓度公式:()()单位:(通用)说明:该浓度受温度影响二、质量摩尔浓度公式:单位:说明:质量摩尔浓度 与体积无关,故不受温度变化的影响。对于较稀的水溶液来说,质量摩尔浓度近似等于物质的量浓度。三、物质的量分数(摩尔分数)公式:()()双组分:()()()()一种溶质的溶液 两种以上溶质的溶液 公式:()单位:农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路考点小结及复习思路理解和掌握 种浓度(、)的含义和公式表达熟练掌握物质的量浓度 的计算应用注意基本单元的运用加深难度 的理解,在稀溶液的通性公式中出现第三节稀溶液的通性稀溶液的通性(依数性):只与溶液中溶质粒子数目多少有关而与溶质本性无关的性

7、质称为稀溶液的依数性。一、水的相图二、稀溶液的通性(依数性)蒸汽压下降()溶液蒸气压下降的原因(定性)()拉乌尔定律(定量):纯溶剂的蒸气压:难挥发非电解质稀溶液的蒸气压实例:植物的抗旱性固体的潮解现象考试点()名师精品课程电话:溶液的沸点升高()溶液的沸点升高的原因(蒸气压降低的必然结果):()在 定律适用的范围内:():是溶剂的沸点升高常数,单位为 。:溶液的沸点升高值 :溶液的沸点:纯溶剂的沸点:质量摩尔浓度 实例(沸点升高):测定某些物质的分子量(摩尔质量)鉴别液体的纯度 溶液的凝固点下降()溶液蒸汽压下降的另一个必然结果。农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路()溶液的凝固

8、点下降公式 :凝固点下降常数,其单位为 或 。:溶质的质量摩尔浓度实例(凝固点下降):植物的抗寒功能化学防冻剂渗透现象产生原因:溶液的蒸气压下降。产生的条件:)有半透膜存在;)半透膜两边溶液浓度不同。()渗透压定律 年,范特霍夫()提出:特例:溶液浓度很稀时 则 应用测定高分子化合物的摩尔质量,其准确度更高(由于渗透压较大,易测定)。实例植物的吸水(体内为溶液)盐碱地不利于植物生长施肥烧苗考试点()名师精品课程电话:淡水鱼不能生活在海水中静脉注射 等渗溶液在淡水中游泳眼睛疼痛红涨,在海水中游泳眼睛干躁反渗透技术(海水淡化、污水净化等)稀溶液通性之间的关系:个公式适用范围:难挥发非电解质的稀溶液

9、 三、强电解质溶液的依数性问题(了解)强电解质溶液、浓溶液等也有相应通性,但是关系复杂,定量困难。考点小结及复习思路公式的前提条件:难挥发非电解质稀溶液通性的定性判断(为主)通性的定量计算(较少出现):四个公式的记忆方法(),考前温习第四节胶体溶液一、界面化学简介(基本概念)表面自由能 表面吸附 吸附剂、吸附质 分子吸附特点(相似相吸)离子吸附特点(选择性吸附)二、溶胶性质(三大性质)()溶胶的光学性质丁铎尔效应农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路原因:散射作用入射光的波长与溶胶颗粒的满足散射条件。应用:溶胶特有的光学性质,可以区分溶胶、溶液和粗分散系。()溶胶的动力学性质布朗运动

10、在超显微镜下观察胶体溶液,可以看到胶体粒子的发光点在作无休止、无规则的运动。布朗运动产生的原因:粒子的热运动分散剂分子对胶粒的不均匀撞击。()溶胶的电学性质 电泳和电渗溶胶的电动现象:溶胶中分散质与分散剂在外电场的作用下发生定向移动的现象。电泳:在电场的作用下,胶粒在分散剂中的定向移动。电渗:如果将胶粒固定(多孔性物质),分散剂在电场的作用下的定向移动现象。胶粒带电的原因()吸附作用比表面大,有强烈的吸附作用。()电离作用胶粒表面基团的电离,也可使胶粒带电。例:(溶胶)考试点()名师精品课程电话:当 过量时,胶粒 吸附 而使胶粒带正电。当 过量时,胶粒吸附 而使胶粒带负电。例:(溶胶)是和 组

11、成有关的离子,被 胶粒吸附而带负电。例:()(溶胶)副反应:()()与 ()有类似的组成,因而易被 ()吸附而带正电。例:在硅酸溶胶中,胶体粒子是由许多 硅酸分子缩合而成,胶粒表面的 分子可发生电离:和 不能离开胶体表面,而 能离开胶体表面自由地进入介质中,结果使胶粒带负电荷。三、胶团结构(扩散双电层结构)例如:(过量)(溶胶)溶胶胶团结构平面示意图(过量):农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路 热力学电位(电位)电位离子与总的反离子间形成的电位(差)电动电位(电位)发生电动现象时,吸附层与扩散层间的电位(差)恒定不变,受其他因素影响(如电解质)常见几种溶胶胶团结构式:(溶胶):种

12、()()()()、溶胶(同上)()溶胶:()()溶胶:()()硅胶:()()溶胶()()溶胶的电性:正溶胶负溶胶四、溶胶的稳定性和聚沉溶胶的稳定性()动力学稳定性:考试点()名师精品课程电话:有强烈的布朗运动,不会从分散剂中沉淀出来。()聚结稳定性(根本原因):分散质粒子不会相互聚结,保持系统一定的分散度(胶粒带有相同电荷)。溶胶的聚沉常见因素:()电解质()加热()正负溶胶混合强电解质聚沉作用原理破坏胶团结构强电解质聚沉作用特点作用离子胶粒带相反电荷的反离子聚沉能力(哈迪 叔尔采规则):价态愈高,聚沉能力愈大。价态相同的离子对溶胶聚沉的影响水合离子半径越,能力增加其他(了解):感胶离子序:同

13、价离子对溶胶聚沉能力大小的顺序。电解质的聚沉值()高分子溶液对溶胶的保护作用和敏化作用考点小结及复习思路溶胶性质(三大性质及其解释)胶团结构的书写(掌握书本出现的胶体)与 电位的含义和区别胶体稳定性和聚成沉(不稳定)的原因、常见三种影响因素(电解质、加热、相互混合)农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路第二部分化学热力学基础考试内容热力学基本概念热化学及化学反应热的计算化学反应方向的判断考试要求 了解热力学能()、焓()、熵()及吉布斯自由能()等状态函数的性质,功()与热()等概念。掌握有关热力学第一定律的计算:恒压热与焓变、恒容热与热力学能变的关系及成立的条件。掌握化学反应热()

14、、热化学方程式、化学反应进度()、标准态、标准摩尔生成焓()、标准摩尔生成吉布斯自由能()、化学反应的摩尔焓变()、化学反应的摩尔熵变()、化学反应的摩尔吉布斯自由能变()等基本概念及吉布斯判据的应用(与 的关系)。掌握化学反应的 、的计算。掌握吉布斯一亥姆霍兹方程的计算及温度对反应自发性的影响(对方程的讨论)。掌握化学反应方向的自由能判据。第一节热力学基础知识系统和环境系统的状态函数热和功热力学第一定律过程的热一、系统和环境 系 统:被研究的对象(包括物质和空间)。环 境:系统以外与系统相联系的其它部分。系统分类:划分依据 系统与环境间有无能量或物质交换()敞开系统(与环境有物质和能量的传递

15、)考试点()名师精品课程电话:()封闭系统(与环境有能量传递,但无物质传递)()隔离系统(与环境既无能量传递,也无物质传递)分类物质交换能量交换敞开体系有有封闭体系无有孤立体系无无二、过程和途径过程:系统状态变化的经过,包括开始状态和终了状态。(如化学反应前后就是一个过程)恒温过程恒压过程恒容过程途径:完成一个过程所经过的具体路线(步骤)。(一个过程可以通过多个途径实现)三、状态和状态函数 状态:是系统所有宏观性质(物理和化学的)的综合表现。状态函数:描述系统状态的物理量。温度()、压力()、体积()、物质的量()、热力学能()、焓()、熵()、密度、粘度、导热系数等。状态函数的特点农学门类联

16、考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路它的数值仅仅决定于系统的状态,与过程相关,而与途径无关。系统的状态与状态函数是相互联系的,对应。状态函数的分类质的特征的状态函数表示系统的强度性质,不具有加和性,与物质组成多少无关。如密度、硬度、温度等。量的特征的状态函数表示系统的广延性质,具有加和性,与整体和部分中所含物质的多少成正比。如质量、体积等。例:从始态(,)到终态(,)的两条途径。四、热和功热()和功()是系统状态变化时,系统和环境之间能量传递的两种形式。热:是系统与环境之间由于存在温度差而引起的能量传递形式,用 表示。系统从环境吸热,系统向环境放热,功:除热以外,系统与环境之间以其它形式交换

17、或传递的能量称为功,用 表示。系统对环境作功时 ;环境对系统作功时 。功的分类:()体积功:是由于系统体积变化,反抗外力作用而与环境交换的能量,亦称膨胀功。()非体积功:除体积功外的其它功;也称为有用功或其它功(如电功、表面功、机械功等)说明:由于大多化学反应是在敞口容器中进行的,系统会由于体积变化而对抗外界压力作功,因此,体积功对化学过程特别重要。理想气体在定压膨胀过程中所作的体积功为:特别强调:功和热是系统在变化过程中与环境之间传递的能量。如果系统处于一定状态时(稳定),系统与环境之间 就没有能量交换或传递,就不存在热和功,因此,热()和功()不是状态函数。五、内能和热力学第一定律热力学能

18、():是系统内各种能量的总和。热力学能也称内能。考试点()名师精品课程电话:内能 为状态函数,与系统状态一一对应内能 的绝对值无法确定 热力学第一定律:两点注意:()只适于封闭系统。()符号规定和单位的统一。例:描述系统状态变化时的热力学能变化量与功和热的关系式为()。系统从环境吸热时,()零,系统对环境作功时,()零。答案:;。例:状态函数变化量的特点是()答案:与系统状态变化的具体途径无关,只取决于系统的始态和终态。例:(热力学温度)、(系统体积)、(功)、(热量)、(内能)、(焓)中属于状态函数的是();与过程有关的量是()。答案:、;、。例:下,的水变成同温同压下的水蒸汽,该过程。(对

19、或错)答案:错。六、两个过程的热(与)焓焓():(定义)、为状态函数 、所组合的函数 也为状态函数。定容热(恒容热)()定容热:如系统在变化过程中保持体积恒定,此过程的热称定容热()。()公式推导:当系统状态变化过程中体积恒定,仅考虑体积功时,体积 ,由热力学第一定律可得,体积 这就是热力学第一定律在定容,只作体积功条件下的特殊形式。它表明,当系统只作体积功时,定容热等于系统内能的变化。虽然热不是状态函数,但在特定情况下定容热只与过程有关,而与途径无关。农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路 定压热()定压热(恒压热):如系统在变化过程中保持作用于系统的外压力恒定,此过程的热为。()

20、公式推导定压下,系统对环境所作功为 由热力学第一定律 则:()()()()即:上式是热力学第一定律在定压只作体积功条件下的特殊形式,它表示,在此条件下,系统与环境交换的热量全部用来改变系统的焓(焓变等于等压热:)。焓变与和化学反应热的关系恒压恒容条件下(反应只有液态或固态的变化),化学反应的焓变与内能改变相等:若反应过程中有气体生成,则 注:一般情况下,与 相差不大,常用 代替 研究反应的热效应。例:在 ,时,已知反应 ()()()的 计算该反应的 。解因为:所以:(),该反应的焓变与热力学能变的差值;()考试点()名师精品课程电话:该差值占该反应焓变的百分比;()()可见,对于一个化学反应用

21、焓变()代夫内能变()研究反应的热效应是可行的。例:的条件是(),的条件是()。答案:恒容,不作非体积功;恒压,不作非体积功例:(热力学温度)、(系统体积)、(功)、(热量)、(内能)、(焓)中属于状态函数的是();与过程有关的量是()。答案:、;、。考点小结及复习思路第二节化学反应过程中的热效应一、反应进度 化学反应的通式按国家标准,化学反应的通式应写为:、代表反应物;、代表生成物;它们可以是原子、离子、分子等。是化学计量系数,对于反应物取负值,对于生成物取正值。的单位为 ,可以是整数也可为分数。反应进度:用以表示化学反应进行程度的物理理,用 表示。对反应:()()说明:由于反应进度与计量系

22、数有关,所以必须与反应方程式相对应。反应进度和物质的量 具有相同的量纲,单位为 。二、反应的摩尔焓变反应的摩尔焓变:反应的焓变除以反应进度的变化,用表示。农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路就是按照所给的反应式完全反应,即反应进度 时的焓变的数值与反应计量方程式的写法有关,因此在给出时,必须同时指明反应式。例:()()()()()()三、热化学方程式 物质的标准状态(标准态):在温度 和标准压力()下该物质的状态。标准状态的定义并没有指明温度 ,只指明了压力,我国通常选取 为参考温度。理想气体物质标准态:指气体在温度 和标准压力 下的状态。纯液体和纯固体标准态:指纯液体和纯固体在温

23、度 和标准压力 下的状态。溶液中溶质的标准态:指温度 和标准压力 下,质量摩尔浓度 时溶液中溶质的状态。溶液很稀释时,可以用()代替()。反应的标准摩尔焓变。在 ,条件下,按照所给反应式完成反应的焓变简称反应的标准摩尔焓变。注意区别:热化学方程式()热化学方程式:是表示化学反应和相关反应标准摩尔焓变(恒压热效应)的式子。()()()()书写热化学方程式应注意问题:明确写出反应计量方程式。应注明各物质的状态(固、液、气分别用 、表示)。正、逆反应的 值相同,符号相反。热化学方程式可以相加减而得到一个新的热化学方程式考试点()名师精品课程电话:考点小结及复习思路第三节热化学定律一、热化学定律(盖斯

24、定律)热化学定律(定律):任何一个化学反应在不作其他功和等压(等容)的情况下,该反应不论是一步完成还是分几步完成,其热效应()的总值是相等的。原因:由于不做其他功,等压下 ,等容下 ,而 和 又都是状态函数,所以只要给定了始态和终态,则,就必有定值,反应的热效应也就知道了。热化学定律的用途热化学方程式可以像普通简单的代数方程式那样进行加减乘除计算,从而可以利用已知热效应的反应,通过代数组合,计算那些难以测量的反应热。二、标准摩尔生成焓 ()标准摩尔生成焓:在标准状态下,由最稳定单质生成目标物质()时的标准摩尔焓变成为标准摩尔生成焓,用()表示。下标“”代表 (生成)下标“”代表反应进度 农学门

25、类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路是一个相对焓值,单位:标准态时各最稳定单质的标准摩尔生成焓都为 某物质有几种异构单质时,最稳定单质仅有其中的一个。碳单质:(石墨)氧单质:()硫单质:斜方 书写相应反应式时,要使物质 的化学计量系数 为 。例:在 时(石墨)()()那么,的标准摩尔生成焓 标准摩尔生成焓的应用:计算化学反应的标准摩尔焓变利用标准摩尔生成焓计算化学反应的标准摩尔焓变(化学反应热)()上式表明,任一反应的标准摩尔焓变等于各反应物和产物的标准摩尔生成焓与其相应化学计量系数的乘积之和。(生成物)(反应物)(不考虑计量系数的正负号)三、标准摩尔燃烧焓 定义:标准态的某物质 完全燃

26、烧(或完全氧化)生成标准态产物的反应热,称为该物质的标准摩尔燃烧焓,用()表示,单位:。“完全燃烧”、”完全氧化”指反应物中的(),(),(),()标准摩尔燃烧焓的应用计算反应的标准摩尔焓变(反应热)考试点()名师精品课程电话:()本节小结及复习思路()()第四节化学反应的方向一、反应方向与反应热 规律:化学反应有向放热反应进行的自发趋势()()()()()()()放热是影响化学反应方向的重要因素反应热不是判断反应进行方向的唯一判据二、反应方向与系统混乱度 系统混乱度:系统混乱程度的大小。有序排列的微观粒子其系统的混乱度小,反之就大。固体的混乱度 液体的混乱度 气体的混乱度 规律:反应有向能够

27、增加系统混乱度方向自发进行的趋势三、反应方向与化学反应熵变 熵()()熵:度量混乱度大小的物理量称为熵。三、反应方向与化学反应熵变热力学温度 时,分子的热运动可以认为完全停止,粒子处于理想晶体的结点上,最有序,其熵值为零。当系统的状态一定时,混乱度就一定,熵值也一定,可见熵也是一个状态函数。()摩尔熵():系统在温度 时的熵 与系统内物质的量 之比,称为该物质在温度 时的摩尔熵,用 表示。()标准摩尔熵:农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路标准状态下(,)物质 的摩尔熵称该物质的标准摩尔熵,用 表示,其单位为 。物质标准摩尔熵之大小的规律:()同一物质在相同条件下()()();同类

28、物质,摩尔质量越大,分子结构越复杂,越大;气态多原子分子的标准摩尔熵大于单原子的标准摩尔熵,原子数越多,其值越大。如:(,)(,)(,);同一物质,温度越高,越大。()()化学反应的熵变()化学反应的熵变计算公式及应用熵是一个状态函数,其大小与系统的始态和终态有关,时化学反应的标准摩尔熵变公式为:()即反应的标准摩尔熵等于各反应物和产物标准摩尔熵与相应各化学计量数乘积之和。四、化学反应方向与吉布斯自由能 吉布斯自由能的定义判断反应方向要综合考虑焓变、熵变和温度的影响。年美国化学家吉布斯()提出了一个新的函数 。为状态函数。绝对值未知当一个系统从初始态变化到终了状态时,的变化值为:终态始态 用吉

29、布斯自由能的变化判断过程的自发性()热力学证明,等温、定压且系统仅作体积功条件下发生的过程:过程自发进行 系统处于平衡状态 过程不能自发进行()对于化学反应,大多数满足等温、定压且系统仅作体积功的条件,所以可以利用判断化学反应能否自发进行。化学反应正向自发进行考试点()名师精品课程电话:化学反应系统平衡状态 化学反应正向非自发,逆反应自发()当化学反应在标准状态下进行时可用标准摩尔吉布斯自由能的变化判断反应的自发性。化学反应正向自发进行 化学反应系统平衡状态 化学反应正向非自发,逆反应自发 标准摩尔生成吉布斯自由能()物质 的标准摩尔生成吉布斯自由能在指定温度和标准状态下,由稳定单质生成 物质

30、 时的标准摩尔吉布斯自由能的变化,称为该物质 的标准摩尔生成自由能,用符号 表示,单位为 。稳定单质标准摩尔生成吉布斯自由能为零书写相应反应式时,要使 的化学计量数等于 。(,石墨)()()()()()由标准摩尔生成吉布斯自由能计算反应的标准摩尔吉布斯自由能变化 吉布斯 赫姆霍兹方程()方程等温过程 标准状态下的化学反应:,温度对焓变和熵变的影响很小上式可近似等于,注意:,单位分别为:和 。求算,时,一定要把的单位变为 。()温度对化学反应方向的影响,农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路类型讨论在任何温度都能自发进行在任何温度都能自发进行在低温 在高温 高温自发进行在低温?在高温

31、低温自发进行当温度改变时存在着一个由自发反应转变为非自发反应或由非自发反应转变为自发反应的转变温度 转。转 本节小结及复习思路 标准熵含义及应用 标准自由能含义及应用 温度对反应方向的影响,转注意:符号的含义和书写考试点()名师精品课程电话:第三部分化学反应速率和化学平衡考试内容 化学反应速率 影响反应速率的因素()浓度()温度()催化剂 化学反应限度 化学平衡第一节化学反应速率一、化学反应速率理论 化学反应历程 机理反应物变成生成物实际经过的途径。基元反应:反应物分子直接转化为生成物分子的反应。()()()()二、化学反应速率理论反应的分类简单反应:反应历程中只包含一个基元反应的化学反应称简

32、单反应。复杂反应:由两个或两个以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应。化学反应速率理论()有效碰撞理论(,)发生有效碰撞的两个基本前提:碰撞粒子的动能必须足够大碰撞的几何方位要适当 有关概念有效碰撞:能够发生反应的碰撞。例:()和()在 ,浓度均为 时,约在 次碰撞中,才发生一次反应(有农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路效碰撞)活化分子:具有较高的能量,能发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化能():活化分子所具有的最低能量与分子的平均能量之差称反应的活化能。活化分子百分数():分子的能量分布曲线()过渡状态理论主要观点:反应物(始态)活化配合物(过渡态)产物(终态)过渡状态理论势

33、能图活化能:正 逆 反应热:正 逆考试点()名师精品课程电话:第二节影响反应速率的因素一、浓度对化学反应速率的影响 质量作用定律基元反应:速率常数 其大小由反应物性质决定与反应物的浓度无关,与温度有关速率常数的单位与具体反应有关反应级数 ():、时分别称零级反应、一级反应、二级反应、三级反应。反应级数也可以是分数。速率方程中的 、分别为反应物 、的反应级数。说明:质量作用定律只适用于基元反应。对于非基元反应(复杂反应),不适用质量作用定律。必须根据实验结果得出。二、温度对化学反应速率的影响温度升高加快反应速率的原因:温度升高,分子的平均动能增加,活化分子的百分数增加。当温度升高时,分子的运动加

34、快,碰撞频率增加。范特霍夫()规则:在一定温度范围内,温度每升高 度,反应速率大约增加到原来的 倍。反应的温度系数 ()阿仑尼乌斯方程式()表达式 ()指数形式农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路对数形式 定积分形式在、时:()三、催化剂对化学反应速率的影响 催化作用的特点只能对热力学上可能的反应起作用通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间通过改变催化剂不能改变反应方向使正逆反应速率同等程度改变(加快 减缓)催化剂改变反应速率的原因催化剂反应历程活化能反应速率考点小结及复习思路化学反应速率(个速率理论、活化能含义及计算)速率方程基本形式及其概念(速率常数、反应级数)影响反应速率的因素

35、以及原因:浓度、温度、催化剂考试点()名师精品课程电话:练习 关于催化剂正确的说法是()正催化剂就是只能改变正反应速率,不能改变逆反应速率。催化剂的加入是为了加快反应速率也是为了提高原料的平衡转化率。催化剂能相同倍数的增加或降低正、逆反应的反应速率常数。催化剂加入后,同一反应会放出更多的热量,因此反应速率会加快。升高温度反应速率加快的主要原因是()分子运动速率加快 反应的活化能增加 体系的能量增加 活化分子百分数增加 在水溶液中进行的某一基元反应 ()()该反应的速率方程是(),总反应级数为()。()(二)催化剂能提高许多反应的速率,其原因是()。(降低了反应活化能)从阿伦尼乌斯公式 可以看出

36、当温度升高时,反应速率常数 将();使用催化剂时,活化能 将降低,而反应速率常数 将();增大反应物的浓度时,反应速率 将()。减小 增大 不变 无法判断()()()反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数()。(错)催化剂是通过改变反应进行的历程来加快反应速率的,这一历程影响()。增大碰撞频率 降低活化能 减小速率常数 增大平衡常数值()当反应 的速率方程为 ()()时,则此反应()。一定是基元反应 一定是非基元反应 不能肯定是否是基元反应 反应为一级反应()催化剂改变了(),降低了(),从而增加了()使反应速率加快。(化学反应历程)(反应的活化能)(活化分子的百分数)农学门类联考 无机及

37、分析化学 考点精讲及复习思路第三节化学反应的限度一、化学平衡 化学平衡的特点()只有恒温条件下,封闭系统中进行的可逆反应,才能建立化学平衡,这是平衡建立的前提。()正、逆反应速率相等是平衡建立的条件。()各物质浓度都不再随时间改变,这是建立平衡的标志。()化学平衡是有条件的平衡。当外界因素改变时,原有的平衡将受到破坏,直到建立新的平衡。化学平衡定律:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,系统存在平衡常数 。()实验平衡常数 浓度平衡常数()()()()压力平衡常数()()()实验平衡常数有时无量纲,有时有量纲,取决于反应的计量系数。()标准平衡常数()()()()()()()()()()()()(

38、)()()()()应注意的问题纯固体、纯液体及大量水参加时,它们的浓度、压力可视为常数,不列入表达式中。的数值与反应方程式的写法有关()多重平衡规则:则总反应的平衡常数等于各分反应平衡常数之积,即 ;若总反应是两个反应之差,则总反应的平衡常数等于两个反应平衡常数之商,即 。利用多重平衡规则,可根据几个化学方程式的组合关系及已知平衡常数值,很方便的求所需反应的平衡常数。反应商 对于任意状态(非标准态非平衡状态)下的方程 考试点()名师精品课程电话:()()()()()()()()二、化学反应等温方程式 化学反应等温方程式热力学已证明,等温定压非平衡状态条件下:任意状态下化学反应的摩尔吉布斯自由能

39、变化 反应商平衡条件下:化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变化 标准平衡常数则有 此即化学反应等温方程式。应用:当 时,则 ,反应正向自发。当 时,则 ,反应逆向自发。当 时,则 ,反应达平衡状态。三、化学平衡移动当外界条件改变时,原有平衡将受到破坏,系统建立新的动态平衡,这个转化过程称化学平衡移动。影响化学平衡的主要因素是浓度、压力和温度。催化剂不能使化学平衡发生移动,只能缩短到达平衡的时间。浓度对化学平衡的影响()影响:农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路 ()()()()()应用工业上制备硫酸 按方程:工业上采用:()()()()为提高铁的产量,不断去除水蒸气。压力对化学平衡移动

40、的影响影响有气体参加的反应气体参加的反应:()()()()()()压力与化学平衡移动()()()()()()()()()()总压改变(增大或减小)倍,各组分的分压将同时改变(增大或减小)相同的倍数()。,平衡正向移动;,平衡不移动;,平衡不移动;():压力增大,平衡向逆方向移动;压力减小,平衡向正方向移动():压力增大,平衡向正方向移动;压力减小,平衡向逆方向移动():压力改变,平衡不移动 惰性气体引起反应体系压力变化()等温定容条件下,通入惰性气体,体系压力增大,平衡不移动;()等温恒压条件下,通入惰性气体:考试点()名师精品课程电话:对于 的反应,平衡正向移动;对于 的反应,平衡逆向移动。

41、温度对化学平衡移动的影响()范特霍夫公式吉布斯 亥姆霍茨方程:所以:在温度,下 注:和 受温度影响很小,可以近似为常量处理。()()(范特霍夫公式)()温度对化学平衡移动的影响 ()放热反应 升高温度()则 ,平衡向逆反应进行(向吸热移动)降低温度()则 ,平衡向正反应进行(向放热移动)吸热反应 升高温度()则 ,平衡向正反应进行(向吸热移动)降低温度()则 ,平衡向逆反应进行(向放热移动)化学平衡移动原理(吕查德里原理)如果改变平衡体系的条件之一(如浓度、压力或温度),平衡就向减弱这种改变的方向移动。考点小结及复习思路化学平衡常数含义、表达及其计算(多重平衡规则)熟悉等温方程式和范特霍夫公式

42、化学平衡的移动(浓度、压强和温度)(注意等温方程式和平衡移动原理的联系)农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路第四部分物质结构考试内容一、氢原子光谱和玻尔理论二、原子的量子力学模型三、原子核外电子结构四、元素基本性质的周期性变化五、离子键和共价键六、分子间力和氢键考试要求近代原子结构理论发展 年道尔顿的枣糕型(不可分割)年卢瑟福的含核型(可分割)年玻尔的轨道型(定轨绕核)年的现代量子力学模型(波动式)第一节氢原子光谱一、氢原子光谱()高压放电,发出不连续的线状光谱二、玻尔理论()玻尔()理论 引用量子化学说和光子学说,提出了“氢原子结构的波尔理论”。玻尔原子结构轨道示意图考试点()名

43、师精品课程电话:()对玻尔理论的评价波尔理论的成功之处比较圆满地解释了氢光谱的形成和规律性提出原子轨道能级概念,为现代原子结构理论提出、发展做出贡献。波尔理论的不足之处不能解释氢原子光谱的精细结构不能解释多电子原子的光谱因此玻尔理论必定要被随后发展完善起来的量子力学理论所代替。第二节原子的量子力学模型一、微观粒子的波粒二象性 光的波粒二象性 微观粒子的波粒二象性光子、电子、中子、质子以及所有基本粒子都具波粒二象性(德布罗依波或物质波)。玻恩对物质波的统计解释:物质波在空间任一点的强度与粒子在该点出现的概率密度成正比,故物质波又称概率波。海森堡的不确定原理农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及

44、复习思路同时准确测定运动微粒的位置和动量(或速度)是不可能的。不确定原理是由波粒二象性决定的,它是微观体系的又一特性。电子运动的特征:能量的量子化波粒二象性不可能同时准确测定运动电子的速度和位置因此,不能用经典力学或旧量子论解释原子结构规律,而要用近代量子力学理论 薛定谔方程描述。二、核外电子运动状态的近代描述 薛定谔(?)方程奥地利物理学薛定谔于 年提出来了描述微观粒子运动的波动方程。求解薛定锷方程,即可求得电子运动波函数 。薛定谔(?)方程 波函数与原子轨道波函数:描述电子运动状态的函数。原子轨道:每个 波函数称为一条原子轨道(或原子轨函)。概率密度和电子云电子的概率密度():用 表示,简

45、写为。电子云:电子云是电子概率密度的具体图像。考试点()名师精品课程电话:小黑点稠密的区域表示电子出现在该区域的概率密度大。用变量分离法,(,),(),(,)径向波函数角度波函数电子活动区域 表示波函数值 ,两随 的变化而变化个变量的变化规律 原子轨道和电子云的角度分布图原子轨道的角度分布图:角度波函数 ,(,)随 ,变化所作的图形。电子云的角度分布图:把角度波函数取平方后 ,(,)对 ,作图就得到电子云的角度分布图。三、原子轨道和电子云的图像,(,)槡 ,氢原子的 电子云 的角度分布图将 ,(,)随 ,角度变化作图,得到电子云角度分布图农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路 电子云

46、的径向分布图径向波函数,()()径向分布函数:()()图。该图反映电子云随 变化的图形,它对了解原子的结构和性质,了解原子间的成键过程具有重要意义。考试点()名师精品课程电话:四、四个量子数人们常常不用波函数而直接用四个量子数来描述核外电子运动状态。()主量子数:描述电子出现概率最大区域离核远近的量子数,是决定电子能量高低的主要因素。电子层:通常将具有相同 值的各个原子轨道归并为同一电子层。()的取值范围:非零的正整数,主量子数():电子层:一 二 三 四 五 六 七光谱符号:()能量:对单电子原子或离子来说,值越大,电子的能量越高。对多电子原子来说,电子的能量还与角量子数 相关。角量子数()

47、角量子数 :决定原子轨道或电子云的形状,在多电子原子中与 、共同决定电子能量高低。角量子数表示电子的亚层或能级。()的取值范围农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路 可取 ,等共 个值。其符号相应为 ,等。,的原子轨道或电子云形态分别为球形对称,双球形和四瓣梅花形。能量:在多电子原子中,电子的能量由 和 共同决定。同一电子层里(相同),数值越大,能量越高,即:磁量子数()磁量子数:用来描述原子轨道或电子云在空间伸展方向的量子数。()的取值范围:,等值,共有 个值。()磁量子数 与能量无关()等价轨道或简并轨道:把同一亚层(相同)伸展方向不同的原子轨道称为等价轨道或简并轨道。考试点()

48、名师精品课程电话:自旋量子数()自旋量子数;是描述核外电子自旋运动的量子数。()的取值范围;,表示电子的自旋只有两个方向即正旋和反旋,一般用“”和“”表示说明:三个量子数(,)决定原子轨道。四个量子数(,)共同确定一个电子的运动状态。量子数与原子轨道的关系主量子数 角量子数 亚层或轨道磁量子数 波函数轨道数自旋量子数 电子 ,?,?,?,?,?,?,?农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路 ,?,?,?,?,?,?,?,?各亚层 各亚层 考点小结及复习思路四个量子数的含义四个量子数取值规律、轨道的形状量子数与原子轨道的联系第三节原子核外电子结构一、多电子原子的能级对于单电子体系,当主

49、量子数 相同时,各原子轨道的能量是相同的。对于多电子体系,轨道能量由 ,共同决定。单电子体系考试点()名师精品课程电话:鲍林原子轨道近似能级图(图见视频)说明:能级组的划分与元素周期表中的 个周期一致,体现了元素周期分布的本质是原子轨道能量的关系。原子轨道的能级次序 ,屏蔽效应和钻穿效应()屏蔽效应多电子原子当中,指定电子因受其它电子排斥,感受的核电荷减小的作用(中心力场模型)。值越大,电子离核越远,它所受内层电子的屏蔽作用也越大,即屏蔽常数 的值越大,电子能量值就越大,轨道能级就越高。农学门类联考 无机及分析化学 考点精讲及复习思路()钻穿效应由于电子的钻穿而引起能量发生变化的现象。二、核外

50、电子排布的规律 能量最低原理多电子原子在基态时,核外电子总是尽可能的分布在能量最低的轨道,以使原子体系的能量最低。鲍利不相容原理同一条轨道上最多可以容纳两个自旋方向相反的电子。洪特规则电子在简并轨道上分布时,总是尽可能以自旋平行的方向分占不同的轨道。特例:对于简并轨道全空(,),全满(,),半满(,)时系统较稳定。电子构型为:而非:而非:三、原子的电子层结构与元素周期律 元素基态原子的电子结构式第一步考试点()名师精品课程电话:按照三原则,根据鲍林近似能级图将电子依次填充到相应的原子轨道。第二步按主量子数()能量顺序调整。如元素钾的电子结构式(电子排布式)或:)为原子实。原子的电子结构与元素周

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