大学化学普通化学第五版知识点归纳课件.ppt

1、化学反应能否发生（反应方向）能否发生（反应方向）能量转换（热效应）能量转换（热效应）反应限度（化学平衡）反应速率反应机理反应机理化学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-GT,P=(W有用)最大概念：概念：1.热力学标准态;状态函数；内能U;热Q;功W2.热效应；焓（变）（H,H,rH,rHm,fHm)3.吉布斯自由能(G,G,rG,rGm,fGm)4.熵

2、（Sm,rSm）计算：计算：1.盖斯定律rHm(T)vBfHm(B，T)2.吉布斯赫姆霍兹公式：G(T)H(T)TS(T)T转3.rG?m(298.15K)v BfG?m(B，298.15K)4.rS?m(298.15K)v BS m?(B，298.15K)5.(1)fH?m、fG?m单位是kJmol-1,Sm?(T)的单位是JK-1 mol-1;(2)参考态单质fH?m 0；fG?m 0；Sm?(T)0。第三章 基本知识点及要求1.道尔顿分压定律:pi=p总xi2.平衡常数：（1）气相反应：Kp,K（注意单位）（2）溶液反应:B,Kc,K（3）意义及书写注意事项（4）多重平衡规则：K=K1.

3、K23.化学反应等温方程式：（1）rG?m(T)-RTlnK?(T)（2）rGm(T)RT ln Jc/K?rGm(T)RT ln Jp/K?lnK2K1rHmRT2T1T2T1（）（3）ln K(T)-rHm/RT+rSm/R4.一元弱酸弱碱的电离平衡：c(H+)=Ka.c(HA)1/2c(OH)Kb.c(B)1/25.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+)Kac(弱碱)c(弱碱盐)c(OH)Kb（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Ks7.配离子的离解平衡：（1）配合物的构成(中心

4、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 400c(NH3H2O)/Kb 400c(弱酸)c(弱酸盐)pH pKalgc(弱碱)c(弱碱盐)pH 14pKblg1.原电池(G0)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-1mol-1；F=96,485 C mol-1;T298.15K）第四章 电化学原理及应用E(电极)=E?(电极)lgc(R)/c?b0.0592

5、Vc(O)/c?az（1）pH影响：氧化物（MnO2、PbO2）、含氧酸及其盐(KMnO4、KClO3)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?；还原型形成沉淀，E?；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-DrG=Welec,maxDrGm=-zFE 或DrGm=-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,DrGm0)：（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

6、；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：1123z、z1、z2、z3分别为各电对中氧化型与还原型的氧化数之差EEEEABC Dz1 z2 z3zz=z1 +z2 +z3EEEE=z1 +z2 +z3zEEEE计算电对的标准电极电势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-/Br2)=z2z4(BrO-/Br-)-z3 (Br2/Br-)=(20.76-11.605)V1=0.455VEEEz4BrO3 BrO-Br2Br-

7、z1 z2 z3?1.6050.760.61z例例1E/VB=z1 +z2 +z3zEEEE应用：2反应2Cu+Cu2+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(Cu2+/Cu+)=0.159VE(Cu+/Cu)=0.520V Cu2+Cu+Cu0.159 0.520 0.340E/VA结论:(右)(左),Cu+易发生歧化反应EE解释元素的氧化还原特性应用应用：34Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2OFe2+在空气中不稳定,易被空气中氧氧化为Fe3+。E/VAFe3+Fe2+Fe

8、0.771 -0.44 如E(O2/H2O)=1.229V E(Fe3+/Fe2+)解释元素的氧化还原特性应用应用：3故Fe2+不会发生歧化反应可发生歧化反应的逆反应在Fe2+盐溶液，加入少量金属铁能避免Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+Fe+2Fe3+3Fe2+如E/VAFe3+Fe2+Fe0.771 -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

9、云y2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第5章章 原子结构与周期系原子结构与周期系6.四个量子数n,l,m,ms：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。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，

10、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

11、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lm=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=01，p亚层有三个不同伸展方向的p轨道，常用pz，px，py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mms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

12、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msElectron 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 fieldscreenSmall clearance spaceSilver atomic raykiln原子的外层电子构型与周期表的分区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 区末电子填入轨道位 置外层电子构型s区s轨

13、道A A ns1-2p区p轨道A-零族ns2np1-6d区d轨道B-(n-1)d1-9ns1-2ds区d轨道 d10B B(n-1)d10ns1-2f区f轨道镧系 锕系(n-2)f1-14(n-1)d0-2ns2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,sp2,sp3,不等性sp3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 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；对物性影响第六章第六章 化学键与分子结构化学键与分子结构分子间的氢键存在使熔

14、、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

15、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spsp2sp3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BeCl2,HgCl2C2H2,CO2BF3SO3C2H4CH4、CCl4SiH4、NH4+NH3H2O键角180120109 28107 18104 45分子极性无无无有有第八章第八章 大气污染与水污染1.大气污染物及其防治2.水污染：离子交换；电渗析；渗透与反渗透沉淀法水处理

16、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，Tg,高弹态，Tf,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 Tf由高弹态转变到粘流态的温度塑料：Tg室温，Tg是其使用的上限温度;作塑料的高聚物Tg要高；Tf不要太高,TgTf范围不要太大。例：聚苯乙烯Tg=100 Tf=135 橡胶：Tg室温，Tg是其使用的下限温度，作橡胶的高聚物Tg要低；Tf较高,TgTf范围要求宽。例：天然橡胶Tg=-73 Tf=122 结晶聚合物：相对Mr不太大，加热到熔点Tm，直接进入粘流态；相对Mr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。