考研无机化学知识点总结.docx
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1、第一章物质存在的状态2一、气体2二、液体3溶液与蒸汽压3溶液的沸点上升和凝固点的下降3浸透压4非电解质稀溶液的依数性4三、胶体4第二章 化学动力学初步5一、化学反响速率5二、化学反响速率理论6三、影响化学反响速率的因素62、温度7第三章 化学热力学初步8一、热力学定律及根本定律8二、化学热力学四个重要的状态函数94、自由能10吉布斯自由能10自由能G反响自发性的判据11标准摩尔生成自由能11有关的计算11三、化学热力学的应用11一、化学平衡13二、化学平衡常数13无机化学(上) 学问点总结第一章 物质存在的状态一、气体1、气体分子运动论的根本理论气体由分子组成,分子之间的间隔 分子直径;气体分
2、子处于永久无规则运动状态;气体分子之间互相作用可无视,除互相碰撞时;气体分子互相碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。碰撞时总动能保持不变,没有能量损失。分子的平均动能与热力学温度成正比。2、志向气体状态方程假定前提:a、分子不占体积;b、分子间作用力无视表达式:pV=nRT;R8.314kPaLmolK适用条件:温度较高、压力较低使得淡薄气体详细应用:a、已知三个量,可求第四个; b、测量气体的分子量:pV=RT(n=) c、已知气体的状态求其密度:pV=RTp=p3、混合气体的分压定律混合气体的四个概念a、 分压:一样温度下,某组分气体与混合气体具有一样体积时的压力;b、 分体积:一样温度下,某
3、组分气体与混合气体具有一样压力时的体积c、 体积分数:=d、 摩尔分数:xi=混合气体的分压定律a、 定律:混合气体总压力等于组分气体压力之和; 某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比b、 适用范围:志向气体及可以看作志向气体的实际气体c、 应用:已知分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、4、气体扩散定律定律:T、p一样时,各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比: = (p表示密度)用处:a、测定气体的相对分子质量;b、同位素分别二、液体1、液体蒸发气体与蒸发气压A、饱和蒸汽压:与液相处于动态平衡的气体叫饱和气,其气压叫做饱和蒸汽压简称饱和气;B、特点:a、
4、温度恒定时为定值;b、气液共存时不受量的变更而变更;c、物质不同,数值不同沸腾与沸点A、 沸腾:当温度上升到蒸汽压与外界压力相等时,液体就沸腾,液体沸腾时的温度叫做沸点;B、 特点:a、沸点的大小与外界压力有关;外界压力等于101kPa时的沸点 为正常沸点;b、沸腾是液体外表和内部同时气化的现象2、溶液溶液与蒸汽压a、任何物质都存在饱和蒸汽压;b、纯物质的饱和蒸汽压只与物质本身的性质和温度有关;c、肯定温度下饱和蒸汽压为常数;d、溶液蒸汽压的下降:p=p-p=Km溶液的沸点上升和凝固点的下降a、 定量描绘:沸点上升 T=Km 凝固点下降 T=Km 仅适用于非电解质溶液b、 注 意:T、T的下降
5、只与溶剂的性质有关 K、K的物理意义:1kg溶剂中参加1mol难挥发的非电解质溶质时,沸点的上升或凝固点下降的度数c、 应用计算:i、已知稀溶液的浓度,求T、T ii、已知溶液的T、T求溶液的浓度、溶质的分子量 d、实际应用:i、制冷剂:电解质如NaCl、CaCl ii、试验室常用冰盐浴:NaCl+HO22C CaCl+HO-55C iii、防冻剂:非电解质溶液如乙二醇、甘油等浸透压 a、浸透现象及说明: 浸透现象的缘由:半透膜两侧溶液浓度不同; 浸透压:为了阻挡浸透作用所需给溶液的额外压力 b、定量描绘:VantHoff公式: V=nRT = 即=cRT 为溶液的浸透压,c为溶液的浓度,R为
6、气体常量,T为温度。当浓度c较小时,可近似为cm非电解质稀溶液的依数性a、难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压下降、凝固点下降、沸点上升和浸透压变更都与溶液中所含的种类和性质无关,只与溶液的浓度有关,总称溶液的依数性,也叫非电解质稀溶液的通性。b、 留意:上述非电解质稀溶液的有关计算公式用于电介质稀溶液时要乘以相应电解质中溶液中的质点数;但浓溶液不能用上述公式计算。三、胶体1、胶体的组成:分散相+分散介质+稳定剂2、胶体的性质:光学性质:丁达尔效应胶团对光的散射现象;动力性质:布朗运动胶团粒子的不规则运动;电学性质:电泳现象胶粒在电场下的不规则运动3、溶胶的稳定性动力学稳定性:胶团运动聚集稳定性:胶粒
7、的带电性使同种电荷有排挤作用;热力学稳定性:胶体粒子因很大的比外表积而能聚集成大颗粒4、胶体的聚沉关键:稳定性的去除加电解质,如明矾使水净化(吸附电荷);与相反电性的溶胶混合;加热第二章 化学动力学初步一、化学反响速率表达:化学反响速率可用反响物或生成物的浓度随时间的变更率来表示。数学表达式:对于反响AB:=或注:以反响物浓度削减和生成物浓度增大和生成物浓度增大表示是符号不同;用不同物质浓度来表示反响速率不同。2、反响进度定义:对于化学计量方程式,若定义d,称为反响进度。表示物质变更量除以相应的计量系数。表达式:,表示化学计量系数。表式意义:表示一个反响进展的程度;其纲量为摩尔;指按化学计量方
8、程式进展一个单位的反响注 意:反响进度的表示与计量方程式的写法有关。3、速率方程和速率常数速率方程:把反响物浓度和反响速率联络起来的数学表达式。 对于反响:aA+BbgG+hH 反响速率v=kc(A)c(B),即为速率方程式,式中的常数k即为反响速率常数。反响速率常数:a、 物理意义:k只取决于反响的本性(E,活化能)和温度;b、 留意事项:k是温度的函数,与浓度的大小无关; k的单位即量纲,随速率方程变更而变更; k一般由试验测得,只有基元反响可以干脆写出。速率方程的试验测定 作图法:由浓度时间动力学曲线可得到斜率k及速率常数; 初速法:可得到个反响的反响级数4、基元反响和非基元反响基元反响
9、:反响物分子在有效碰撞过程中经过一次化学变更就能转化为产物的反响;注 意:由一个基元反响构成的化学反响又称简洁反响; 只有基元反响才能根据质量作用定律干脆写出速率方程非基元反响:反响分子需经过几步反响才能转化为反响产物的反响。 注 意:非基元反响的速率方程不能根据反响式写出速率方程,必需根据试验测定的结果有反响历程推出,并验证;困难的非基元反响分成若干个基元反响最慢一步发宁作为苏空反响步骤5、反响级数定义:速率方程中各反响物浓度的指数;说明:如v=kc则反响物A的反响级数为m,反响物B的反响级数为n;总反响级数为m+n留意:a、反响级数表示了反响物浓度对反响速率影响的大小关系;反响级数只能由试
10、验测定;b、反响级数可以是整数、分数、零或负数; c、零级反响的反响速率与反响物浓度无关反响级数确实定 根本方法a、 测定反响物浓度c随时间t的变更;b、 作c-t图像,求个时刻的速度v;c、 分析v与浓度c的变更关系,确定m、n二、化学反响速率理论1、碰撞理论主要内容:反响物分子间的互相碰撞是反响进展的必要条件,反响物分子碰撞频率越高,反响速率越快,但并非每次碰撞都能引起反响发生,能发生化学反响的碰撞为有效碰撞有效碰撞发生的条件:a、 互相碰撞的分子应有合适的碰撞取向;b、 互相碰撞的分子必需具有足够的能量。把可以发生有效碰撞的分子称为活化分子根据碰撞理论,增大化学反响速率的方法:a、 增大
11、单位时间内分子碰撞的总数增大浓度;b、 增大碰撞总数中有效碰撞的百分数上升温度活化能:碰撞理论认为,活化能是活化分子的平均能量与反响物分子的平均能量之差2、过渡态理论主要内容:化学反响并不是通过简洁碰撞就能完成的,而是在反响物到生成物的过程中 经过一个高能的过渡态,处于过渡态的分子叫做活化络合物。活化络合物是一种是一种高能量的不稳定的反响物原子组合体,它能较快的分解为新的能量较低的生成物。活化能E:过渡态理论认为,活化能是反响物分子能量与处于过渡态的活化络合物分子的平均能量之差3、活化能:确定反响速率的内在因素 活化能在肯定温度范围内可认为是常数; 活化能对反响速率的影响很大;E越小,反响速率
12、越大; 催化剂可以变更反响的活化能,故可以降低化学反响速率三、影响化学反响速率的因素1、浓度:由速率方程v=kc知,浓度对化学反响速率有肯定的影响 压强对化学反响速率与的影响是通过浓度来实现的。2、温度范特霍夫规则:对于一般的化学反响,温度每上升10K,反响速率增加2-4倍阿伦尼乌斯公式:a、 表达式:,其中,A为特征常数,既指前因子;E为阅历常数即活化能,k为反响速率常数,R为摩尔气体常数8.314,e为自然对数底,该公式的对数形式为b、 应用:(1)求某一温度下某反响的k:作图法:lgk对作图可得始终线关系;斜率:;截距lg斜率大的活化能E大,反响速率随温度的上升增加较快二点法:不同温度下
13、反响速率常数k的计算 (2)由lgk-的图像得出的结论: i、同一反响,低温低和高温时变更同样的温度,低温时反响速率变更大;即一个反映在低温时速率随温度变更比高温区更显著 ii、不同反响,变更一样的温度时,E大的反响k变更大。上升温度有利于大的反响3、催化剂及根本特征a、催化剂和催化作用:正催化剂;负催化剂(阻化剂)b、催化剂的特征:i、催化剂只变更反响速率,不变更反响方向; ii、催化剂同等程度地变更正逆反响的活化能,同时进步正逆化学反响速率; iii、催化剂具有肯定的选择性; iv、催化剂在反响前后不发生变更,但在反响过程中会变更第三章 化学热力学初步一、热力学定律及根本定律1、根本概念环
14、境与体系a、体系i、定义:人为划出的作为探讨对象的一局部空间。ii、分类:放开体系(与外界可进展物质能量交换) 封闭体系(只有能量交换) 孤立体系(物质、能量均不与外界交换)b、环境:出体系以外的其他局部,与体系存在能量交换功和热:a、热(Q):i、系统与环境由于温差而传递的能量 Q0,体系从环境中吸热;Q0,体系从环境中放热; 物体之间可通过功、热、辐射三种形式交换能量 ii、热容、比热容、摩尔热容b、功:i、热力学中除热外,其它各种被传递的能量统称为功 气体膨胀做功:W=-pV 环境对体系做功,W0;体系对环境做功,W0状态及状态函数a、 状态:体系的某种存在状况。它由一系列的物理量确定,
15、如气体的p、V、T 等,一旦体系处于肯定的状态,体系的全部其它性质都有确定值b、 状态函数:在特定状态下,某一性质具有唯一值,则称该状态为状态函数。c、 结论:状态肯定值肯定,殊途同归变更同,周而复始变更零。过程与途径a、 过程:体系变更状态变更的经过b、 途径:变成一个过程所经验的详细步骤c、 留意:体系状态函数的变更只取决于体系始终变更的过程,而与变更的途径无关广度性质与强度性质a、 广度性质:及容量性质,与体系中物质的量成正比的量,具有加和性b、 强度性质:数值上不随体系中物质总量的变更而变更的物理量,不具加和性热力学标准态:当系统中各种气态物质的气压均为标准压力,固态和液态物质外表承受
16、的压力等于压力,溶液中各物质的浓度均为1时,我们就说物质处于热力学标准态。注:热力学标准态并未对温度有限制,热和温度都有热力学标准态。2、热力学定律:热力学第肯定律a、 本质:能量守恒与转化定律b、 数学表达式:c、 留意:i、Q与W的符号;ii、功和热不是状态函数,但两者之和是状态函数热力学第二定律:提醒了宏观过程的方向与限度 熵增加原理:孤立体系有自发向混乱度增加的方向变更的趋势热力学第三定律:任何纯物质的完好晶体在T=0K时的熵值为零二、化学热力学四个重要的状态函数1、热力学能(内能)符号U,是系统内各种形式能量的总和内能的变更Ua、 对于孤立体系,环境变更,内能不变;对于非体系,b、
17、标准摩尔反响热力学能变更(反响内能变更):符号,表示反响是在热力学标准态下进展的,其值的大小与化学反响方程式的书写一一对应。2、焓焓a、 定义:HU=pVb、 焓变:c、 符号规定:放热反响,H0;吸热反响,H0d、 单位:kJmole、 表式意义:化学反响在等温等压下发生,不做其它功时,化学反响的热效应等于系统状态函数的变更量f、 留意:H表示每摩尔反响即时,而不是每摩尔反响物热化学方程式a、 表式意义:表示化学反响与其热效应关系的化学方程式b、 标准写法(以下列为例): 焓的变更反响反响物和生成物都处于标准态反响进度反响温度 c、 书写化学方程式的留意事项i、需注明反响条件;ii、需注明各
18、物质的存在状态;iii、正确表达反响的热效应d、 标准反响焓定义:当反响物和生成物都处于标准态时的反响焓变,用来表示非标准态(压力不为)时,则表示为单位:,标准状态下,反响进度为时的焓变3、熵混乱度和熵混乱度:即无序度,其大小与体系中存在的微观粒子数目有关熵:体系混乱度的热力学度量表示符号:S;单位:;熵是状态函数,具有广度性质肯定熵:任何温度下的熵值,及温度为T时,注:肯定熵为相对值反响熵:发生1mol时熵变更的简称,化学反响的上增大还是减小,有时很简洁推断:凡气体分子增多的反响,肯定是熵增反响;反之是熵减小反响;反响前后气体分子数目不变的反响难以熵增还是熵减标准熵a、 定义:在标准状态下,
19、1mol纯洁物质的肯定熵叫标准熵b、 符号:;单位:;注:应指定温度Tc、 熵的可比性i、在一样条件下,;ii、构造相像,相对分子量不同的物质,随相对分子量的增加而增大iii、相对分子量接近,分子构造越困难的,也越大标准摩尔反响熵变a、 热力学标准态下,反响终始态物质的熵值之差b、 标准摩尔反响熵变(标准反响熵):c、 意义:i、正值(熵增加)倾向自发过程; ii、负值倾向非自发过程4、自由能吉布斯自由能a、 定义:封闭系统在等温等压条件下向环境可能做的最大有用功对应的状态函数,符号为;b、 计算公式:在等温条件下可以理解为,焓变(H)=自由能变更(G)+热力学温度(T)熵变(S)c、意义:当
20、G0时,0,说明自由能被用来做最大有用功,是自发过程; 当G0时,0,说明过程非自发进展,必需由环境对体系做功自由能G反响自发性的判据定温定压下,任何自发变更总是反响吉布斯自由能函数削减G0,自发过程,正向反响自发; G,非自发过程,其逆反响为自发过程标准摩尔生成自由能 定义:在热力学标准态下你,稳定单质的生成自由能为零。由稳定单质生成1mol纯物质时反响的自由能变更为该物质的标准摩尔生成自由能。 符号: 单位: 标准状态下,稳定单质的=0有关的计算 方法一: 已知标态下的,求 当温度变更不大时,可近似认为是常数,为298K时的值 方法二:由求 (生成物) 方法三:根据盖斯定律求 方法四:对的
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