最全的大學(xué)無機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)知識點(diǎn).doc

無機(jī)化學(xué)部分第一章 物質(zhì)存在的狀態(tài)一、氣體1、氣體分子運(yùn)動論的基本理論氣體由分子組成，分子之間的距離分子直徑；氣體分子處于永恒無規(guī)則運(yùn)動狀態(tài)；氣體分子之間相互作用可忽略，除相互碰撞時；氣體分子相互碰撞或?qū)ζ鞅诘呐鲎捕际菑椥耘鲎?。碰撞時總動能保持不變，沒有能量損失。分子的平均動能與熱力學(xué)溫度成正比。2、理想氣體狀態(tài)方程假定前提：a、分子不占體積；b、分子間作用力忽略表達(dá)式：pV=nRT；R8.314kPaLmolK適用條件：溫度較高、壓力較低使得稀薄氣體具體應(yīng)用：a、已知三個量，可求第四個； b、測量氣體的分子量：pV=RT（n=） c、已知?dú)怏w的狀態(tài)求其密度：pV=RTp=p3、混合氣體的分壓定律混合氣體的四個概念a、 分壓：相同溫度下，某組分氣體與混合氣體具有相同體積時的壓力；b、 分體積：相同溫度下，某組分氣體與混合氣體具有相同壓力時的體積c、 體積分?jǐn)?shù)：=d、 摩爾分?jǐn)?shù)：xi=混合氣體的分壓定律a、 定律：混合氣體總壓力等于組分氣體壓力之和； 某組分氣體壓力的大小和它在混合氣體中體積分?jǐn)?shù)或摩爾數(shù)成正比b、 適用范圍：理想氣體及可以看作理想氣體的實(shí)際氣體c、 應(yīng)用：已知分壓求總壓或由總壓和體積分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)求分壓、4、氣體擴(kuò)散定律定律：T、p相同時，各種不同氣體的擴(kuò)散速率與氣體密度的平方根成反比： = (p表示密度)用途：a、測定氣體的相對分子質(zhì)量；b、同位素分離二、液體1、液體蒸發(fā)氣體與蒸發(fā)氣壓A、飽和蒸汽壓：與液相處于動態(tài)平衡的氣體叫飽和氣，其氣壓叫做飽和蒸汽壓簡稱飽和氣；B、特點(diǎn)：a、溫度恒定時為定值；b、氣液共存時不受量的變化而變化；c、物質(zhì)不同，數(shù)值不同沸騰與沸點(diǎn)A、 沸騰：當(dāng)溫度升高到蒸汽壓與外界壓力相等時，液體就沸騰，液體沸騰時的溫度叫做沸點(diǎn)；B、 特點(diǎn)：a、沸點(diǎn)的大小與外界壓力有關(guān)；外界壓力等于101kPa時的沸點(diǎn) 為正常沸點(diǎn)；b、沸騰是液體表面和內(nèi)部同時氣化的現(xiàn)象2、溶液溶液與蒸汽壓a、任何物質(zhì)都存在飽和蒸汽壓；b、純物質(zhì)的飽和蒸汽壓只與物質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān)；c、一定溫度下飽和蒸汽壓為常數(shù)；d、溶液蒸汽壓的下降：p=p-p=Km溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)的下降a、 定量描述：沸點(diǎn)升高 T=Km 凝固點(diǎn)下降 T=Km 僅適用于非電解質(zhì)溶液b、 注 意：T、T的下降只與溶劑的性質(zhì)有關(guān) K、K的物理意義：1kg溶劑中加入1mol難揮發(fā)的非電解質(zhì)溶質(zhì)時，沸點(diǎn)的升高或凝固點(diǎn)下降的度數(shù)c、 應(yīng)用計(jì)算：i、已知稀溶液的濃度，求T、T ii、已知溶液的T、T求溶液的濃度、溶質(zhì)的分子量 d、實(shí)際應(yīng)用：i、制冷劑：電解質(zhì)如NaCl、CaCl ii、實(shí)驗(yàn)室常用冰鹽?。篘aCl+HO22C CaCl+HO-55C iii、防凍劑：非電解質(zhì)溶液如乙二醇、甘油等滲透壓 a、滲透現(xiàn)象及解釋： 滲透現(xiàn)象的原因：半透膜兩側(cè)溶液濃度不同； 滲透壓：為了阻止?jié)B透作用所需給溶液的額外壓力 b、定量描述：VantHoff公式： V=nRT = 即=cRT 為溶液的滲透壓，c為溶液的濃度，R為氣體常量，T為溫度。當(dāng)濃度c較小時，可近似為cm非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性a、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸汽壓下降、凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)上升和滲透壓變化都與溶液中所含的種類和性質(zhì)無關(guān)，只與溶液的濃度有關(guān)，總稱溶液的依數(shù)性，也叫非電解質(zhì)稀溶液的通性。b、 注意：上述非電解質(zhì)稀溶液的有關(guān)計(jì)算公式用于電介質(zhì)稀溶液時要乘以相應(yīng)電解質(zhì)中溶液中的質(zhì)點(diǎn)數(shù)；但濃溶液不能用上述公式計(jì)算。三、膠體1、膠體的組成：分散相+分散介質(zhì)+穩(wěn)定劑2、膠體的性質(zhì)：光學(xué)性質(zhì)：丁達(dá)爾效應(yīng)膠團(tuán)對光的散射現(xiàn)象；動力性質(zhì)：布朗運(yùn)動膠團(tuán)粒子的不規(guī)則運(yùn)動；電學(xué)性質(zhì)：電泳現(xiàn)象膠粒在電場下的不規(guī)則運(yùn)動3、溶膠的穩(wěn)定性動力學(xué)穩(wěn)定性：膠團(tuán)運(yùn)動聚集穩(wěn)定性：膠粒的帶電性使同種電荷有排斥作用；熱力學(xué)穩(wěn)定性：膠體粒子因很大的比表面積而能聚集成大顆粒4、膠體的聚沉關(guān)鍵：穩(wěn)定性的去除加電解質(zhì)，如明礬使水凈化（吸附電荷）；與相反電性的溶膠混合；加熱第二章 化學(xué)動力學(xué)初步一、化學(xué)反應(yīng)速率表達(dá)：化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)物或生成物的濃度隨時間的變化率來表示。數(shù)學(xué)表達(dá)式：對于反應(yīng)AB：=或注：以反應(yīng)物濃度減少和生成物濃度增大和生成物濃度增大表示是符號不同；用不同物質(zhì)濃度來表示反應(yīng)速率不同。2、反應(yīng)進(jìn)度定義：對于化學(xué)計(jì)量方程式，若定義d,稱為反應(yīng)進(jìn)度。表示物質(zhì)變化量除以相應(yīng)的計(jì)量系數(shù)。表達(dá)式：,表示化學(xué)計(jì)量系數(shù)。表式意義：表示一個反應(yīng)進(jìn)行的程度；其綱量為摩爾；指按化學(xué)計(jì)量方程式進(jìn)行一個單位的反應(yīng)注 意：反應(yīng)進(jìn)度的表示與計(jì)量方程式的寫法有關(guān)。3、速率方程和速率常數(shù)速率方程：把反應(yīng)物濃度和反應(yīng)速率聯(lián)系起來的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 對于反應(yīng)：aA+BbgG+hH 反應(yīng)速率v=kc（A）c（B），即為速率方程式，式中的常數(shù)k即為反應(yīng)速率常數(shù)。反應(yīng)速率常數(shù)：a、 物理意義：k只取決于反應(yīng)的本性（E，活化能）和溫度；b、 注意事項(xiàng)：k是溫度的函數(shù)，與濃度的大小無關(guān)； k的單位即量綱，隨速率方程變化而變化； k一般由實(shí)驗(yàn)測得，只有基元反應(yīng)可以直接寫出。速率方程的實(shí)驗(yàn)測定 作圖法：由濃度時間動力學(xué)曲線可得到斜率k及速率常數(shù)； 初速法：可得到個反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)4、基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子在有效碰撞過程中經(jīng)過一次化學(xué)變化就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)；注 意：由一個基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)又稱簡單反應(yīng)； 只有基元反應(yīng)才能根據(jù)質(zhì)量作用定律直接寫出速率方程非基元反應(yīng)：反應(yīng)分子需經(jīng)過幾步反應(yīng)才能轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)。 注 意：非基元反應(yīng)的速率方程不能根據(jù)反應(yīng)式寫出速率方程，必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)測定的結(jié)果有反應(yīng)歷程推出，并驗(yàn)證；復(fù)雜的非基元反應(yīng)分成若干個基元反應(yīng)最慢一步發(fā)寧作為蘇空反應(yīng)步驟5、反應(yīng)級數(shù)定義：速率方程中各反應(yīng)物濃度的指數(shù)；說明：如v=kc則反應(yīng)物A的反應(yīng)級數(shù)為m，反應(yīng)物B的反應(yīng)級數(shù)為n；總反應(yīng)級數(shù)為m+n注意：a、反應(yīng)級數(shù)表示了反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率影響的大小關(guān)系；反應(yīng)級數(shù)只能由實(shí)驗(yàn)測定；b、反應(yīng)級數(shù)可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)、零或負(fù)數(shù)； c、零級反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)反應(yīng)級數(shù)的確定 基本方法a、 測定反應(yīng)物濃度c隨時間t的變化；b、 作c-t圖像，求個時刻的速度v；c、 分析v與濃度c的變化關(guān)系，確定m、n二、化學(xué)反應(yīng)速率理論1、碰撞理論主要內(nèi)容：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的必要條件，反應(yīng)物分子碰撞頻率越高，反應(yīng)速率越快，但并非每次碰撞都能引起反應(yīng)發(fā)生，能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞為有效碰撞有效碰撞發(fā)生的條件：a、 相互碰撞的分子應(yīng)有適合的碰撞取向；b、 相互碰撞的分子必須具有足夠的能量。把能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子根據(jù)碰撞理論，增大化學(xué)反應(yīng)速率的方法：a、 增大單位時間內(nèi)分子碰撞的總數(shù)增大濃度；b、 增大碰撞總數(shù)中有效碰撞的百分?jǐn)?shù)升高溫度活化能：碰撞理論認(rèn)為，活化能是活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量之差2、過渡態(tài)理論主要內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)并不是通過簡單碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過程中 經(jīng)過一個高能的過渡態(tài)，處于過渡態(tài)的分子叫做活化絡(luò)合物?；罨j(luò)合物是一種是一種高能量的不穩(wěn)定的反應(yīng)物原子組合體，它能較快的分解為新的能量較低的生成物。活化能E：過渡態(tài)理論認(rèn)為，活化能是反應(yīng)物分子能量與處于過渡態(tài)的活化絡(luò)合物分子的平均能量之差3、活化能：決定反應(yīng)速率的內(nèi)在因素 活化能在一定溫度范圍內(nèi)可認(rèn)為是常數(shù)； 活化能對反應(yīng)速率的影響很大；E越小，反應(yīng)速率越大； 催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，故可以降低化學(xué)反應(yīng)速率三、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1、濃度：由速率方程v=kc知，濃度對化學(xué)反應(yīng)速率有一定的影響 壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率與的影響是通過濃度來實(shí)現(xiàn)的。2、溫度范特霍夫規(guī)則：對于一般的化學(xué)反應(yīng)，溫度每升高10K，反應(yīng)速率增加2-4倍阿倫尼烏斯公式：a、 表達(dá)式：，其中，A為特征常數(shù)，既指前因子；E為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)即活化能，k為反應(yīng)速率常數(shù)，R為摩爾氣體常數(shù)8.314，e為自然對數(shù)底，該公式的對數(shù)形式為b、 應(yīng)用：（1）求某一溫度下某反應(yīng)的k：作圖法：lgk對作圖可得一直線關(guān)系；斜率：；截距l(xiāng)g斜率大的活化能E大，反應(yīng)速率隨溫度的升高增加較快二點(diǎn)法:不同溫度下反應(yīng)速率常數(shù)k的計(jì)算 （2）由lgk-的圖像得出的結(jié)論： i、同一反應(yīng)，低溫低和高溫時變化同樣的溫度，低溫時反應(yīng)速率變化大；即一個反映在低溫時速率隨溫度變化比高溫區(qū)更顯著 ii、不同反應(yīng)，變化相同的溫度時，E大的反應(yīng)k變化大。升高溫度有利于大的反應(yīng)3、催化劑及基本特征a、催化劑和催化作用：正催化劑；負(fù)催化劑(阻化劑)b、催化劑的特征：i、催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)方向； ii、催化劑同等程度地改變正逆反應(yīng)的活化能，同時提高正逆化學(xué)反應(yīng)速率； iii、催化劑具有一定的選擇性； iv、催化劑在反應(yīng)前后不發(fā)生變化，但在反應(yīng)過程中會變化第三章 化學(xué)熱力學(xué)初步一、熱力學(xué)定律及基本定律1、基本概念環(huán)境與體系a、體系i、定義：人為劃出的作為研究對象的一部分空間。ii、分類：敞開體系（與外界可進(jìn)行物質(zhì)能量交換） 封閉體系（只有能量交換） 孤立體系（物質(zhì)、能量均不與外界交換）b、環(huán)境：出體系以外的其他部分，與體系存在能量交換功和熱：a、熱（Q）：i、系統(tǒng)與環(huán)境由于溫差而傳遞的能量 Q0，體系從環(huán)境中吸熱；Q0，體系從環(huán)境中放熱； 物體之間可通過功、熱、輻射三種形式交換能量 ii、熱容、比熱容、摩爾熱容b、功：i、熱力學(xué)中除熱外，其它各種被傳遞的能量統(tǒng)稱為功 氣體膨脹做功：W=-pV 環(huán)境對體系做功，W0；體系對環(huán)境做功，W0狀態(tài)及狀態(tài)函數(shù)a、 狀態(tài):體系的某種存在狀況。它由一系列的物理量決定，如氣體的p、V、T 等，一旦體系處于一定的狀態(tài)，體系的所有其它性質(zhì)都有確定值b、 狀態(tài)函數(shù)：在特定狀態(tài)下，某一性質(zhì)具有唯一值，則稱該狀態(tài)為狀態(tài)函數(shù)。c、 結(jié)論：狀態(tài)一定值一定，殊途同歸變化同，周而復(fù)始變化零。過程與途徑a、 過程：體系變化狀態(tài)變化的經(jīng)過b、 途徑：變成一個過程所經(jīng)歷的具體步驟c、 注意：體系狀態(tài)函數(shù)的變化只取決于體系始終變化的過程，而與變化的路徑無關(guān)廣度性質(zhì)與強(qiáng)度性質(zhì)a、 廣度性質(zhì)：及容量性質(zhì)，與體系中物質(zhì)的量成正比的量，具有加和性b、 強(qiáng)度性質(zhì)：數(shù)值上不隨體系中物質(zhì)總量的變化而變化的物理量，不具加和性熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：當(dāng)系統(tǒng)中各種氣態(tài)物質(zhì)的氣壓均為標(biāo)準(zhǔn)壓力，固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)表面承受的壓力等于壓力，溶液中各物質(zhì)的濃度均為1時，我們就說物質(zhì)處于熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。注：熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)并未對溫度有限制，熱和溫度都有熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。2、熱力學(xué)定律：熱力學(xué)第一定律a、 實(shí)質(zhì)：能量守恒與轉(zhuǎn)化定律b、 數(shù)學(xué)表達(dá)式：c、 注意：i、Q與W的符號；ii、功和熱不是狀態(tài)函數(shù)，但兩者之和是狀態(tài)函數(shù)熱力學(xué)第二定律：揭示了宏觀過程的方向與限度 熵增加原理：孤立體系有自發(fā)向混亂度增加的方向變化的趨勢熱力學(xué)第三定律：任何純物質(zhì)的完整晶體在T=0K時的熵值為零二、化學(xué)熱力學(xué)四個重要的狀態(tài)函數(shù)1、熱力學(xué)能(內(nèi)能)符號U，是系統(tǒng)內(nèi)各種形式能量的總和內(nèi)能的變化Ua、 對于孤立體系，環(huán)境改變，內(nèi)能不變；對于非體系，b、 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熱力學(xué)能變化（反應(yīng)內(nèi)能變化）：符號，表示反應(yīng)是在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下進(jìn)行的，其值的大小與化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫一一對應(yīng)。2、焓焓a、 定義：HU=pVb、 焓變：c、 符號規(guī)定：放熱反應(yīng)，H0；吸熱反應(yīng)，H0d、 單位：kJmole、 表式意義：化學(xué)反應(yīng)在等溫等壓下發(fā)生，不做其它功時，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)等于系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)的變化量f、 注意：H表示每摩爾反應(yīng)即時，而不是每摩爾反應(yīng)物熱化學(xué)方程式a、 表式意義：表示化學(xué)反應(yīng)與其熱效應(yīng)關(guān)系的化學(xué)方程式b、 標(biāo)準(zhǔn)寫法（以下列為例）： 焓的變化反應(yīng)反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)溫度 c、 書寫化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)i、需注明反應(yīng)條件；ii、需注明各物質(zhì)的存在狀態(tài)；iii、正確表達(dá)反應(yīng)的熱效應(yīng)d、 標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓定義：當(dāng)反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時的反應(yīng)焓變，用來表示非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)（壓力不為）時，則表示為單位：，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)進(jìn)度為時的焓變3、熵混亂度和熵混亂度：即無序度，其大小與體系中存在的微觀粒子數(shù)目有關(guān)熵：體系混亂度的熱力學(xué)度量表示符號：S；單位：；熵是狀態(tài)函數(shù)，具有廣度性質(zhì)絕對熵：任何溫度下的熵值，及溫度為T時，注：絕對熵為相對值反應(yīng)熵：發(fā)生1mol時熵變化的簡稱，化學(xué)反應(yīng)的上增大還是減小，有時很容易判斷：凡氣體分子增多的反應(yīng)，一定是熵增反應(yīng)；反之是熵減小反應(yīng)；反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)難以熵增還是熵減標(biāo)準(zhǔn)熵a、 定義：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1mol純凈物質(zhì)的絕對熵叫標(biāo)準(zhǔn)熵b、 符號：；單位：；注：應(yīng)指定溫度Tc、 熵的可比性i、在相同條件下，；ii、結(jié)構(gòu)相似，相對分子量不同的物質(zhì)，隨相對分子量的增加而增大iii、相對分子量接近，分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的，也越大標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變a、 熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，反應(yīng)終始態(tài)物質(zhì)的熵值之差b、 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變（標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熵）：c、 意義：i、正值（熵增加）傾向自發(fā)過程； ii、負(fù)值傾向非自發(fā)過程4、自由能吉布斯自由能a、 定義：封閉系統(tǒng)在等溫等壓條件下向環(huán)境可能做的最大有用功對應(yīng)的狀態(tài)函數(shù)，符號為；b、 計(jì)算公式：在等溫條件下可以理解為，焓變（H）=自由能變化（G）+熱力學(xué)溫度（T）熵變（S）c、意義：當(dāng)G0時，0，表明自由能被用來做最大有用功，是自發(fā)過程； 當(dāng)G0時，0，表明過程非自發(fā)進(jìn)行，必需由環(huán)境對體系做功自由能G反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)定溫定壓下，任何自發(fā)變化總是反應(yīng)吉布斯自由能函數(shù)減少G0，自發(fā)過程，正向反應(yīng)自發(fā)； G，非自發(fā)過程，其逆反應(yīng)為自發(fā)過程標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能 定義：在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下你，穩(wěn)定單質(zhì)的生成自由能為零。由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol純物質(zhì)時反應(yīng)的自由能變化為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能。 符號： 單位： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，穩(wěn)定單質(zhì)的=0有關(guān)的計(jì)算 方法一： 已知標(biāo)態(tài)下的，求 當(dāng)溫度變化不大時，可近似認(rèn)為是常數(shù)，為298K時的值 方法二：由求 （生成物） 方法三：根據(jù)蓋斯定律求 方法四：對的修正公式 三、化學(xué)熱力學(xué)的應(yīng)用1、蓋斯定律內(nèi)容：如果一個反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則總反應(yīng)的焓變等于各分步反應(yīng)焓變之和，前提是保持反應(yīng)條件（溫度、壓力）不變。應(yīng)用：用于進(jìn)行太慢或反應(yīng)速率不易控制而無法直接測得反應(yīng)熱的化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)用條件：a、某化學(xué)反應(yīng)是在等壓（或等容）的條件下進(jìn)行的，在分步完成時各分步反應(yīng)也要在等壓（等容）條件下進(jìn)行 b、要消去某一物質(zhì)時，不僅要求物質(zhì)的種類相同，其物質(zhì)的聚集狀態(tài)也要相同。第四章 化學(xué)反應(yīng)的熱平衡一、化學(xué)平衡1、化學(xué)平衡的建立：在一定的條件下，可逆化學(xué)反應(yīng)的正負(fù)反應(yīng)速率相等時的狀態(tài)。2、化學(xué)平衡的特點(diǎn)：是一個動態(tài)的過程；在平衡狀態(tài)下，；化學(xué)平衡的組成與到達(dá)平衡的途徑無關(guān)。3、注意：化學(xué)平衡是相對的、有條件的、暫時的動態(tài)平衡； 從熱力學(xué)（宏觀）上講，在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時，系統(tǒng)的吉布斯自由能達(dá)到最低時的狀態(tài)，在宏觀上表現(xiàn)為靜止； 從動力學(xué)（微觀）上分析，處于平衡的反應(yīng)不過是正逆反應(yīng)速率相等時的狀態(tài)，是整個反應(yīng)保持平衡，實(shí)際上正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行二、化學(xué)平衡常數(shù)1、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)定義：在一定的溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，以產(chǎn)物計(jì)量系數(shù)為冪的平衡濃度的乘積與以反映計(jì)量系數(shù)為冪的平衡濃度的乘積的比值為常數(shù)，即化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，用符號表示。表達(dá)式：對于反應(yīng)， ，量綱為1平衡常數(shù)的意義：化學(xué)平衡常數(shù)是反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。值越大，反應(yīng)進(jìn)行程度越大，反應(yīng)進(jìn)行得越徹底。影響因素：的大小與反應(yīng)物自身的性質(zhì)和反應(yīng)的溫度有關(guān)，而與體系中各組分的濃度、分壓無關(guān)書寫標(biāo)準(zhǔn)平衡表達(dá)式的注意事項(xiàng)a、 式中各組分濃度或分壓為反應(yīng)平衡時的濃度或分壓；b、 反應(yīng)中有固體和純液體物質(zhì)時，其濃度視為常數(shù)，不寫在表達(dá)式中；對于非水溶液，當(dāng)水作為溶質(zhì)時，其濃度應(yīng)視為常數(shù)，寫在表達(dá)式中；c、 的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)；d、 多重平衡原則：總反應(yīng)的等于各相加分反應(yīng)的之積；正逆反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)互為倒數(shù) e、平衡常數(shù)的大小與溫度有關(guān)，除298K溫度外，在其它狀態(tài)下，書寫時標(biāo)明溫度有關(guān)計(jì)算：已知反應(yīng)的求平衡轉(zhuǎn)化率2、實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)定義：實(shí)驗(yàn)得到的平衡常數(shù)叫做實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)或經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)。分類：濃度平衡常數(shù)；分壓平衡常數(shù)表達(dá)式：濃度平衡常數(shù)表達(dá)式 壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式 二者關(guān)系：與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的比較a、 標(biāo)準(zhǔn)煤平衡常數(shù)的量綱統(tǒng)一為1；b、 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)有之分，且量綱不統(tǒng)一，特殊情況下才為1；3、反應(yīng)熵J（分壓熵或濃度熵）表達(dá)式：對于反應(yīng) 濃度商 壓強(qiáng)商與平衡常數(shù)的比較 JK時，0，反應(yīng)逆向進(jìn)行； J=K時，=0，反應(yīng)達(dá)到平衡； JK時，0，反應(yīng)正向進(jìn)行 三、化學(xué)平衡的移動1、平衡移動：從舊的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)移到新的平衡狀態(tài)的過程2、勒沙特列原理：一旦改變維持化學(xué)平衡的條件，平衡就會向著減弱這個改變的方向移動。注意:該原理不能實(shí)際判定某一系統(tǒng)是否達(dá)到平衡，只是預(yù)言了平衡打破后，體系的新的平衡移動的方向； 平衡移動的結(jié)果是建立了新的平衡體系； 利用勒沙特列原理不能進(jìn)行定量計(jì)算第五章 酸堿平衡一、酸堿理論介紹酸堿的概念：凡是在水溶液中電離產(chǎn)生的陽離子全部是的物質(zhì)叫做酸；凡是電離產(chǎn)生的陰離子全部是的物質(zhì)叫做堿；在水溶液中電離產(chǎn)生的陽離子除外尚有其它離子或電離產(chǎn)生的陰離子除外尚有其它離子的物質(zhì)的物質(zhì)叫做鹽。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：局限性：a、該理論的立論基礎(chǔ)是水溶液中電解質(zhì)的電離，不能脫離水溶液的范疇，非水體系不適用；b、只適用于含、的物質(zhì)，無法解釋、呈堿性的事實(shí)；2、布倫斯惕勞倫酸堿質(zhì)子理論酸堿的概念：凡是能給出的物質(zhì)都是酸；凡是能接受的物質(zhì)都是堿共軛酸堿對：質(zhì)子酸堿不是孤立的,它們通過質(zhì)子相互聯(lián)系，質(zhì)子酸釋放質(zhì)子轉(zhuǎn)化為它的共軛堿，質(zhì)子堿得到質(zhì)子轉(zhuǎn)化為它的共軛酸。這種關(guān)系稱為酸堿共軛關(guān)系，其酸堿稱為共軛酸堿對。酸堿反應(yīng)實(shí)質(zhì)：質(zhì)子轉(zhuǎn)移的過程；中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：質(zhì)子的傳遞；電離作用的實(shí)質(zhì)：水與分子酸堿之間的質(zhì)子傳遞；阿倫尼烏斯酸堿理論中鹽類水解的實(shí)質(zhì)：水與離子酸堿之間的質(zhì)子傳遞注意：a、在質(zhì)子酸堿理論中，酸和堿可以是分子，可以是離子；b、同一物質(zhì)有時可以做酸，有時可以做堿；c、質(zhì)子理論中沒有鹽的概念，也無水解反應(yīng)；d、單獨(dú)一對共軛酸堿對本身是不能發(fā)生酸堿反應(yīng)的3、路易斯酸堿理論二、水的電離和pH標(biāo)度1、水的離子自遞水即是質(zhì)子酸又是質(zhì)子堿，水分子之間可以進(jìn)行質(zhì)子傳遞： 簡寫為,即為水的電離水的離子積純水的電離平衡常數(shù)稱為質(zhì)子自遞常數(shù)，簡稱為水的離子積。298K時，純水的，水的質(zhì)子自遞是吸熱反應(yīng)，故隨溫度的升高而增大2、水溶液的pH值溶液的pH值 方便起見，當(dāng)?shù)臐舛刃∮?時，用pH表示溶液的酸度；當(dāng)溶液的濃度大于1時，用的濃度，表示溶液的酸度。也可以表示溶液的酸堿度， 298K時，另外，水溶液的酸堿性取決于與的濃度的相對大小時，溶液呈酸性；時，溶液呈堿性；=時，溶液呈中性酸堿測定計(jì)生物學(xué)意義酸堿指示劑 假設(shè)In表示石蕊，HIn（紅） 當(dāng)c(HIn)c(In)時，溶液呈紅色，是酸性； 當(dāng)c(HIn)c(In)時，溶液呈藍(lán)色，是堿性甲基橙變色范圍：-紅-3.1-橙-4.4-黃-酚酞變色范圍：-無色-8.0-粉紅-9.8-紅-三、水溶液中的酸堿電離平衡1、電離度與稀釋定律：電離度（）：已電離的弱電解質(zhì)分子數(shù)和溶液中弱電解質(zhì)分子初始分子數(shù)的百分比： 稀釋定律：在一定溫度下，（為定值），某弱電解質(zhì)的電離度隨溶液濃度的減小而增加2、酸堿的強(qiáng)弱電離平衡常數(shù)對于任意酸，達(dá)到電離平衡時， 為弱酸電離平衡常數(shù)，用來衡量酸的強(qiáng)弱，值越大，酸性越強(qiáng)1時，為強(qiáng)酸；1時為弱酸多元弱酸對應(yīng)多級電離平衡常數(shù)同理，對于弱堿來講，越大，堿性越強(qiáng)注意：酸堿的電離平衡常數(shù)表征了酸堿給出質(zhì)子或接受質(zhì)子的能力共軛酸堿與的聯(lián)系：=區(qū)分效應(yīng)與拉平效應(yīng)a、 區(qū)分效應(yīng)：溶劑使酸的強(qiáng)度得以顯出差別的效應(yīng)稱為區(qū)分效應(yīng)，該溶劑被稱為區(qū)分溶劑。b、 拉平效應(yīng)：溶劑將酸的強(qiáng)度拉平的效應(yīng)稱為拉平效應(yīng)，該溶劑稱為拉平溶劑。、酸堿強(qiáng)度大小與：a、酸堿本身：b、溶劑有關(guān)3、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)同離子效應(yīng)：在弱電解質(zhì)電離平衡體系中，加入和弱電解質(zhì)含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)會使弱電解質(zhì)的電離度減小的現(xiàn)象。鹽效應(yīng)：向弱電解質(zhì)溶液中加入強(qiáng)電解質(zhì)會使弱電解質(zhì)電離度增大的現(xiàn)象。注意：同離子效應(yīng)一定會產(chǎn)生鹽效應(yīng)，鹽效應(yīng)不一定會產(chǎn)生同離子效應(yīng)4、相關(guān)計(jì)算一元弱酸或弱堿的電離平衡；多元弱酸或弱堿的電離平衡5、鹽類水解鹽類水解與水溶液的相互作用：強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽無水解作用；強(qiáng)酸弱堿鹽、弱酸強(qiáng)堿鹽、弱酸弱堿鹽有水解作用水解反應(yīng)a、 定義：指鹽的組分離子與水電離出來的或結(jié)合生成電解質(zhì)的過程b、 實(shí)質(zhì)：中和反應(yīng)的逆反應(yīng)類型A、 強(qiáng)酸弱堿鹽電離的實(shí)質(zhì)弱酸的電離以為例： 總： 溶液水解后產(chǎn)生，因此溶液呈酸性，溶液pH可按一元弱酸處理B、 弱酸強(qiáng)堿鹽電離實(shí)質(zhì)弱堿的電離以為例： 總： 溶液中水解后產(chǎn)生，因此溶液呈堿性，溶液pH可按一元弱堿處理C、 弱酸弱堿鹽電離的實(shí)質(zhì)兩性物質(zhì)電離以為例 總： 水解后產(chǎn)生和，溶液的酸堿性由、的相對大小決定影響鹽類水解的因素a、 鹽的濃度：同一溫度下，鹽的濃度越小，水解程度越大；b、 溫度：水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，水解程度增大；c、 溶液的酸堿性及同離子效應(yīng)。 注意 ：有些鹽類，如、可以完全水解四、緩沖溶液1、緩沖溶液的定義、組成、原理緩沖溶液的定義：緩沖溶液是外加酸堿pH變化很小的溶液緩沖溶液的組成：弱酸及其鹽組成的溶液，弱堿及其共軛酸組成的溶液，多元弱酸弱堿的共軛酸堿對組成的溶液。緩沖溶液的原理：同離子效應(yīng)，電離平衡的移動2、緩沖容量和緩沖范圍緩沖容量：緩沖能力大小的衡量，指單位體積緩沖溶液的pH值改變極小值所需的酸或堿的物質(zhì)的量。有效緩沖范圍：緩沖溶液具有穩(wěn)定溶液pH值的能力，但這種能力是有限的，即有效緩沖范圍。如果外加酸堿過多，超過緩沖范圍，緩沖溶液會失去緩沖能力。3、影響緩沖溶液的因素緩沖溶液的pH主要由或14-決定緩沖對的濃度：緩沖容量與體系共軛緩沖對的總濃度有關(guān)?？倽舛仍酱螅彌_容量越大。緩沖對的濃度之比：當(dāng)c（酸）/c（堿）=1時，緩沖容量最大。有效緩沖范圍：緩沖對濃度之比在10-1/10范圍內(nèi)，有較好的緩沖能力。即最有效的緩沖范圍一般在或4、緩沖溶液的選擇與配制選擇：a、 所選擇的溶液除了參與、的有關(guān)反應(yīng)外，不能與反應(yīng)系統(tǒng)中的其他物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng) ；b、 所選的弱酸的或弱堿的盡可能的接近緩沖溶液的pH；c、 一般要求緩沖溶液的組分濃度為0.05-0.5，緩沖溶液有足夠的緩沖能力；d、 緩沖溶液廉價易得，避免污染。配制a、 根據(jù)要求選擇緩沖對；b、 計(jì)算緩沖物質(zhì)的濃度之比，使所配溶液的pH為所需值： c、 根據(jù)計(jì)算結(jié)果配制緩沖溶液，并使酸堿濃度均在0.1-1之間；d、 用酸度計(jì)或試紙測定所配溶液的pH5、緩沖現(xiàn)象的應(yīng)用自然界與生物界用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液標(biāo)定其他物質(zhì)的酸度許多反應(yīng)要求反應(yīng)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行第六章 沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡常數(shù)溶度積1、沉淀溶解平衡：一定溫度下，難溶電解質(zhì)變成水合離子的（即溶解）的速率與溶液中水合離子回到晶體表面（即沉淀）的速率相等時的狀態(tài)叫做沉淀溶解平衡。2、溶度積定義：一定溫度下，難溶電解質(zhì)的飽和溶液中各離子濃度的系數(shù)方次的乘積，記為。表達(dá)式：對于反應(yīng)，注意：a、溶度積是難溶電解質(zhì)飽和溶液的特性常數(shù)； b、屬于化學(xué)平衡常數(shù)，其大小只與難溶電解質(zhì)的自身性質(zhì)和溫度有關(guān)，與溶液中離子的濃度無關(guān)。 c、適用范圍：難溶強(qiáng)電解質(zhì)及難容弱電解質(zhì)3、溶度積與溶解度S相同點(diǎn)：都可以反應(yīng)難溶電解質(zhì)的溶解能力的大??；不同點(diǎn)：a、溶解度是平衡常數(shù)的一種，表示一定溫度下難溶電解質(zhì)的飽和溶液中離子濃度之間的關(guān)系； b、溶解度S是濃度的一種表達(dá)形式，表示一定溫度下1L難溶電解質(zhì)中溶質(zhì)的量；注意：比較不同電解質(zhì)溶解度時，若電解質(zhì)屬于相同類型，則可直接比較，大的，S也大；比較不同類型的電解質(zhì)溶液時應(yīng)先利用求出溶解度S，然后比較大小二、沉淀的生成與溶解1、離子積：定義：某難溶電解質(zhì)溶液中，其離子濃度系數(shù)方次之積，用J（）表示。 注意：J與表達(dá)式相同，但概念不同，其關(guān)系如同反應(yīng)商與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)之間的關(guān)系。2、溶度積規(guī)則依據(jù)：推論： 對沉淀溶解與生成的的判斷J，0，不飽和溶液，無沉淀生成，有沉淀溶解質(zhì)飽和；J，0，過飽和溶液，有沉淀生成，至達(dá)到飽和；J=，=0，飽和溶液，處于沉淀溶解平衡狀態(tài)。3、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)同離子效應(yīng)：向難溶電解質(zhì)中加入含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)難溶電解質(zhì)的沉淀-溶解平衡向生成沉淀的方向移動，使其溶解度減小。這種現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。鹽效應(yīng)：在難溶電解質(zhì)中加入易溶強(qiáng)電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)的溶解度增大的作用。注意事項(xiàng)：a、當(dāng)加入可溶性的含相同離子的電解質(zhì)時，會產(chǎn)生一定的鹽效應(yīng)。但所加的可溶性鹽濃度較小時，同離子效應(yīng)占主導(dǎo)因素；當(dāng)濃度較大時，鹽效應(yīng)對沉淀溶解平衡的影響大于同離子效應(yīng)；b、有同離子效應(yīng)必然會產(chǎn)生鹽效應(yīng)，而鹽效應(yīng)不一定會產(chǎn)生同離子效應(yīng)4、分步沉淀與沉淀的轉(zhuǎn)化分步沉淀：溶液中同時含有幾種離子，由于它們的溶解度不同，形成沉淀所需離子的濃度不同，加入同一種電解質(zhì)，溶解度小的先從溶液中沉淀出來。離子沉淀的先后順序取決于：a、 沉淀物的：同類型的難溶電解質(zhì)，當(dāng)被沉淀的離子的濃度相同時，越小的越先被沉淀出來；b、 被沉淀離子的濃度：不同類型難溶電解質(zhì)或者被沉淀離子的濃度不同時，則不能比較，要具體計(jì)算，根據(jù)溶解度才能判斷沉淀的轉(zhuǎn)化：在含有沉淀的的溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯?，與溶液中的某一離子結(jié)合成為更難溶的電解質(zhì)，從而從一種沉淀轉(zhuǎn)化成為了另一種沉淀。同一類型難溶電解質(zhì)在同一溫度下值越大越容易轉(zhuǎn)化三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1、除雜通過控制pH值除去某些金屬離子；利用金屬硫化物沉淀反應(yīng)除去、等；工業(yè)上除食鹽中可溶性雜質(zhì)、2、離子鑒定3、離子分析4、分析化學(xué)重要分析法滴定分76第七章 電化學(xué)基礎(chǔ)一、離子-電子法配平氧化還原方程式1、配平原則反應(yīng)過程中氧化劑所獲得的電子數(shù)必須等于還原及時取得電子數(shù)；反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等2、配平步驟將分子反應(yīng)式改為離子反應(yīng)式；將離子反應(yīng)式分成兩個為配平的半反應(yīng)式，半反應(yīng)式兩邊的原子數(shù)和電荷數(shù)相等。如果半反應(yīng)兩邊的的氫、氧原子個數(shù)不相等，則按反應(yīng)的酸堿條件，在酸性介質(zhì)中添加或，在堿性介質(zhì)中添加或；用左右兩邊添加電子使半反應(yīng)兩邊的電荷數(shù)相等的辦法配平板反應(yīng)方程式；根據(jù)電子得失求出最小公倍數(shù)，將兩個半反應(yīng)分別乘以相應(yīng)的系數(shù)，使反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等，然后將兩個半反應(yīng)相加，同時注意未變化的離子的配平，并恢復(fù)成分子方程式。注意：離子-電子法配平氧化還原方程式只適用于水溶液的氧化還原反應(yīng)二、原電池1、原電池(Primary cell)幾個基本概念電極: 電子產(chǎn)生與流動的源泉導(dǎo)線: 電子流過的外電路鹽橋: 離子流過電解質(zhì)溶液的通路電極正極: 發(fā)生還原反應(yīng), 例銅正極半反應(yīng): Cu2+ + 2e = Cu 負(fù)極: 發(fā)生氧化反應(yīng), 例鋅負(fù)極半反應(yīng): Zn = Zn2+ + 2e電極反應(yīng)-正、負(fù)電極的半反應(yīng)、電池反應(yīng)-半反應(yīng)之和原電池符號及寫法: (-) Zn|ZnSO4 ( c )CuSO4( c )|Cu (+) 負(fù)極 界面(s/l) 鹽橋 界面 正極2、電極電勢(electrode potential)形成： 溶解(溶劑化)沉積概念：金屬在其鹽溶液中達(dá)到溶劑化離子平衡時, 金屬表面內(nèi)側(cè)與外側(cè)(溶液)之間產(chǎn)生的電勢差。物理意義：電極電勢是金屬在溶液中失去電子能力大小的一種量度。電極電勢的表示：-影響因素A、電極的本性：電極電勢取決于金屬的活潑性。金屬越活潑，電極電勢越低。反之，電極電勢越高。B、金屬離子的濃度C、溶液的溫度電池電動勢：化學(xué)電池的電動勢是電池反應(yīng)的化學(xué)驅(qū)動力標(biāo)準(zhǔn)氫電極A、標(biāo)準(zhǔn)氫電極的構(gòu)造與原理國際統(tǒng)一規(guī)定-298K時標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢規(guī)定為 0 V，即B、應(yīng)用：由此可求得常見電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢C、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢j q (Standard electrode potential)在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，某電極的電極電勢稱為該電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢j qD、測量：在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，給定電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極(指定為負(fù)極)組成原電池，測得原電池的電動勢E3、原電池的最大功和吉布斯自由能根據(jù)吉布斯自由能的定義知，在恒壓等溫條件下，當(dāng)體系發(fā)生變化時，體系吉布斯自由能等于對外所做的最大非體積功，用公式表示為；如果非體積功只有電功一種，則上式又可寫為式中，n為電池輸出電荷的物質(zhì)的量，單位為mol；E為可逆電池的電動勢，單位為V；F為法拉第電常數(shù)，。三、能斯特方程1、電極電勢的能斯特方程式 非標(biāo)態(tài)下的電極電勢可用能斯特方程式求出：注意：電極反應(yīng)式中的反應(yīng)系數(shù)為能斯特公式中各物質(zhì)濃度的方次；電極反應(yīng)式中的固體和純液體不寫入公式，其它物質(zhì)均要表現(xiàn)在式中，溶液用濃度表示，氣體則要用分壓與標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)的比值；公式中的氧化型和還原型物質(zhì)不只包括氧化數(shù)有變化的物質(zhì)2. 電極電勢的影響因素電對中氧化型或還原型物質(zhì)的濃度的改變氧化型濃度，電對的；還原型的濃度，電對 溶液酸堿性對電極電勢的影響對于有或參加的電極反應(yīng)，溶液的酸堿性對氧化還原產(chǎn)物也有影響生成沉淀或配合物對電極電勢的影響實(shí)質(zhì)：氧化型或還原型的離子濃度降低，從而使電對的電極電勢降低或者升高四、電極電勢的應(yīng)用1、計(jì)算原電池的電動勢：2、判斷氧化劑或還原劑的相對強(qiáng)弱 ：電極電勢的值的高低可以判斷氧化劑或還原劑的相對強(qiáng)弱；E的值越高，電對的氧化態(tài)是越強(qiáng)的氧化劑；E值越低，電對的還原劑是越強(qiáng)的還原劑。3、判斷氧化還原進(jìn)行的方向原電池電動勢E與自由能變化G的關(guān)系對于可逆電池，等溫等壓下體系自由能的減少等于原電池所作的最大電功數(shù)學(xué)表達(dá)式：n: 反應(yīng)中由還原劑轉(zhuǎn)移到氧化劑的總電子數(shù);F: 法拉第常數(shù)(或)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下則:化學(xué)反應(yīng)方向的判斷對于E 0和G0，rGm 0，反應(yīng)正向; j=，E=0，rGm =0，反應(yīng)達(dá)到平衡;j，E0，反應(yīng)逆向; 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則用或來判斷方向。當(dāng)兩個電對的相差不大時，濃度將對反應(yīng)方向起決定作用；當(dāng)兩個電對相差即電動勢大于0.2V時，一般濃度變化不會影響反應(yīng)的方向4. 判斷標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下氧化還原反應(yīng)的程度電池電動勢與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的關(guān)系由公式和推出在298K時，一般來講表示反應(yīng)程度較大，可以認(rèn)為反應(yīng)相當(dāng)完全。相當(dāng)n=1時，=0.3V；注意：應(yīng)用已知反應(yīng)的電動勢求反應(yīng)的和已知反應(yīng)的電動勢求各物質(zhì)的平衡濃度5. 測定溶度積常數(shù)和穩(wěn)定常數(shù)根據(jù)Nernst公式，通過測定原電池的電動勢或直接根據(jù)電對的電極電勢可求得難溶性強(qiáng)電解質(zhì)的溶度積常數(shù)和配離子的穩(wěn)定常數(shù)；6. 判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的次序根據(jù)，與氧化劑電對差值越大的還原劑電對的還原劑越先被氧化四、元素電勢圖及歧化反應(yīng)1、概念：以圖解方式表示某一元素不同氧化態(tài)物種之間組成電對的電極電勢關(guān)系的方法稱為元素電勢圖。 +1.39V +1.63V +1.19V +1.21v +1.65V HClO+1.63V1/2+1.36V +1.47V +1.57V +1.48V +1.45V圖例：酸性條件下氯的元素電勢圖元素電勢圖的結(jié)構(gòu)注意：物種氧化態(tài)由左到右降低，氧化態(tài)標(biāo)在各物種下方；橫線上方數(shù)值為相鄰兩物種構(gòu)成電對的電極電勢值；同一元素有酸、堿性元素電勢圖兩種，一般要注明(A,B)2、元素電勢圖的應(yīng)用由已知電對求未知電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢由于電極電勢是電極的強(qiáng)度性質(zhì)不具有加合性，因此要通過該電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化來計(jì)算。計(jì)算公式： (Ox/Red)：未知電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢；1(Ox/Red)、2(Ox/Red)i(Ox/Red)：分別為相鄰電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢；n1、n2ni：分別為相鄰電對的電極反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的個數(shù)。判斷岐化反應(yīng)(disproportionation)和反岐化反應(yīng)(comproportionation)發(fā)生的可能性岐化反應(yīng)的概念：中間氧化態(tài)的物種反應(yīng)生成高、低氧化態(tài)的物種。例: Br2 + 2OH- = Br- + BrO- + H2(氧化數(shù)) 0 -1 +1判斷依據(jù)：在元素電勢圖中某一中間氧化態(tài)物種左邊的j小于右邊的j，則該物種在水溶液中可發(fā)生岐化反應(yīng)；反之左右兩側(cè)物種則發(fā)生反岐化反應(yīng)。注意：元素電勢圖一定要表明酸堿條！第八章 原子結(jié)構(gòu)一、 原子結(jié)構(gòu)1、 基本結(jié)構(gòu)：由電子、中子、質(zhì)子構(gòu)成關(guān)鍵問題：電子排布及化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系2、 原子 電子和原子核：帶正電，原子核電子之間有靜電吸引；形成化學(xué)鍵時電子運(yùn)動發(fā)生改變，原子核不變 核的結(jié)構(gòu)：帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子；質(zhì)子與中子的強(qiáng)吸引作用與質(zhì)子間靜電作用的相互對抗。Z增加排斥作用增強(qiáng)，排斥作用占主導(dǎo)。穩(wěn)定元素的數(shù)目有限。 核素：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的的原子的總稱。 同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的一類原子的總稱。天然同位素組成元素，原子量由同位素的比例定。化學(xué)性質(zhì)非常相似。 同位素豐富度：某元素的各種天然同位素的分?jǐn)?shù)（原子百分比）稱為豐富度。 放射性：不穩(wěn)定的核因發(fā)射高能粒子而分解。Z83（Bi）的元素都具有放射性。 原子質(zhì)量：以u為單位 原子的相對原子質(zhì)量(原子量)：核素原子量的1/12二、 波爾行星模型與氫原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型1、 氫原子光譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律：，n=1,2,3,為Hydberg常數(shù)，數(shù)值為原子光譜的特點(diǎn)：A、 不連續(xù)性；B、譜線波長之間具有一定簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系。2、 波爾理論基本假設(shè)a、行星模型：波爾的氫原子模型可形象地稱為行星模型b、定態(tài)假設(shè)：核外電子具有一定的軌道；穩(wěn)定態(tài)（定態(tài)、激發(fā)態(tài)）與電磁學(xué)說相反c、量子化條件： 氫原子的基態(tài)能量為-13.6eV（n=1）d、躍遷規(guī)則：電子可在不同軌道間躍遷，結(jié)論：對于氫原子，計(jì)算值與實(shí)際值驚人的吻合，誤差值小于0.1%，波爾成功地解釋了氫原子光譜，上升為波爾理論。不連續(xù)性-Rutherford原子模型與Maxwell電磁理論的矛盾；波爾理論的局限性優(yōu)點(diǎn)：沖破了經(jīng)典力學(xué)中能量連續(xù)的束縛，引入量子化概念、躍遷規(guī)則；給出了玻爾理論中的幾個核心概念：定態(tài)、激發(fā)態(tài)、躍遷、能級;缺點(diǎn)：1). 未能完全沖破經(jīng)典物理的束縛，仍使用行星模型的固定軌道，仍用離心力=向心力的傳統(tǒng)牛頓力學(xué)！忽視了電子運(yùn)動的一個重要特征-波粒二象性；2). 不能解釋多電子原子的光譜學(xué)規(guī)律。解決之道：完全沖破經(jīng)典的牛頓力學(xué)束縛，建立新體系(量子力學(xué))，引入新概念(波粒二象性)。3、波粒二象性德布羅意的波粒二象性假設(shè)：假設(shè)光具有二象性，那么微觀粒子在某種條件下也應(yīng)具有波動性。能量 動量D、 P粒子性； 波動性德布羅意關(guān)系式：4. 測不準(zhǔn)原理(Uncertainty principle)海森堡認(rèn)為: 不可能同時精確測得電子的位置和動量(速率) 。測不準(zhǔn)關(guān)系式：，位置不確定量；動量不確定量經(jīng)典力學(xué)中，物體有精確的軌道(軌跡)，并在某一瞬間有準(zhǔn)確的速率。新的量子力學(xué)中，微觀粒子的經(jīng)典軌道不存在了。Born統(tǒng)計(jì)學(xué)說-電子衍射圖的統(tǒng)計(jì)學(xué)解釋： Born認(rèn)為具有波動性的粒子，雖然沒有確定的運(yùn)動軌道，但在空間任一點(diǎn)出現(xiàn)的概率與該處的波的強(qiáng)度成正比。5. Schrdinger方程-微觀粒子的量子力學(xué)模型二階偏微分方程（不要求?。翰ê瘮?shù)；E：總能量；V：勢能；m：質(zhì)量；h：普朗克常數(shù)；x，y，z空間坐標(biāo)求解薛定諤方程，就是描述微粒運(yùn)動狀態(tài)的波函數(shù)以及與該狀態(tài)相對應(yīng)的能量E；波函數(shù)是空間坐標(biāo)的函數(shù)把直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成球坐標(biāo)后： jR(r) 徑向波函數(shù)：只與半徑r有關(guān)。角度波函數(shù)：只與角度有關(guān)，與半徑r無關(guān)。為了得到合理解，波函數(shù)必須滿足一定條件，因此需引入3個量子化的常數(shù)項(xiàng)物理量 即3個量子數(shù)：n, l, m。 x = r sinq cosfy = r sinq sinfz = r cosq(q=0180, f= 0360)6. 描述電子運(yùn)動狀態(tài)的四個量子數(shù)n 主量子數(shù)(principal quantum number)物理意義：決定電子運(yùn)動的能級高低和電子離核平均距離的遠(yuǎn)近。n的取值：1，2，3，與n取值相對應(yīng)的電子層符號：K，L，M.l 角量子數(shù)物理意義：確定原子軌道（電子云）的形狀；在多電子原子中，與n一起決定電子運(yùn)動的能量l的取值范圍：0，1，2，3 ，n-1對應(yīng)的電子亞層符號：s, p, d, f, .m 磁量子數(shù)物理意義：決定原子軌道的空間伸展方向；m的取值：0, 1, 2, , l，共2l+1個值；簡并軌道-等價軌道：磁量子數(shù)與電子的能量無關(guān)；一組特定的n, l, m值確定一條原子軌道(波函數(shù))。自旋量子數(shù)(Spin quantum number)描述電子的自旋運(yùn)動：取順時針和逆時針