南理工-无机化学核心考点--基础知识点框架梳理及其解析-.pdf
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1、无机化学核心考点基础知识点框架梳理及其解析第一章气体1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式及其应用1.2 气体的分压定律分压定律与应用(标号是考试重点)本章包括四个小节,理想气体状态方程式,气体混合物,气体分子运动论,真实气体。其中前两个小节是考试的重点,理想气体状态方程式及应用,分压定律及应用。后两小节基本不考在复习每一个知识点的过程中,首先要了解知识点,熟悉教材内容、分析教材例题,并注意应用条件,最后再通过本讲义如下内容对应的例题,从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程知识点一理想气体状态方程PVnRT各物理量的单位:压力P-Pa;体积V-dm3;气体摩
2、尔数 n-mol;气体常数 R-8.314 J.mol-1.-1;绝对温度T-.如在标况下 1摩尔气体,压力,温度,体积一般有如下关系 P101325 Pa;V22.4dm3;T273.15 k;从中可以算出:R=PV/nT=10132522.41273.15=8.314 J.mol-1.-1.知识点二分压定律一个容器内有几种混合气体,相互间不发生化学反应的条件下,总压强 P 总与各种气体的分压 Pi 之间有如下关系:P总 P1+P2+P3+.+Pn 对于理想气体,容易得证:n 总 n1+n2+n3+.+nn 左 边:P 总 n 总 RT/V 右 边=n1*RT/V+n2*RT/V+.+nn*
3、RT/V =n1+n2+.+nn*RT/V =n总*RT/V=左 边例题:某容器中含有NH3、O2、N2 等气体的混合物。取样分析后,其中n(NH3)=0.320mol,n(O2)=0.180mol,n(N2)=0.700mol。混 合 气 体 的 总 压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压解:n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320mol+0.180mol+0.700mol=1.200mol 30.320()1.200NHbb=0.3201.200133.0kPa=35.5 kPa 22(O)(O)nppn=0.1800.32035.5kPa=20kPa223()()()
4、NNHpppp o=(133.0-35.5-20)kPa=75.5kPa 总结这一章知识点比较简单,先熟悉课本,把例题弄明白,再分别做两道课后习题巩固一下看课本例题 1-2,1-3,1-4 课后习题做 1,3,9,12?第二章热化学?2.1 热力学的术语和基本概念?2.2 热力学第一定律?热力学第一定律、焓变和热化学方程式、Hess定律知识点一?学习本章首先注意几个基本概念?系统(封闭系统,敞开系统,隔离系统),环境,状态?过程(定温过程,定压过程,定容过程),相,反应进度知识点二热力学第一定律?1.热和功的概念与比较?2.热力学第一定律对于封闭系统热力学第一定律为:UQV3.焓与焓变在定压过
5、程中焓HUpV状态函数焓变21HHHpQH吸热反应H0,放热反应H0?4.热化学方程式书写原则(看课本)5.标准摩尔生成焓?在温度T下,由参考状态单质生成物质B(B=+1)的标准摩尔焓变,称为物质 B的标准摩尔生成焓?标准摩尔燃烧焓?在温度T下,物质B(B=-1)完全氧化成指定产物时的标准摩尔焓变,称为物质 B的标准摩尔燃烧焓6Hess 定律化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热总是相同的例:已知 298.15K 下,反应:(1)22()()()C sOgCOg(1)rHm=-393.5/kJ mol(2)2212()()()CO sOgCOg计算298.15K下,CO 的标准摩尔生成
6、焓应用:1.利用方程式组合计算例己知298.151下,反应:(1)C(s)+02(g)一C02(g),6.1H1(1)=-393.5kJ1not1 C2)CO(g)+!02(g)-C02(g),6.1H1号(2)=-282.98kJ1uoJ1 斗I缸29s.1sh.1,.con灿;fl:摩尔品陆梅;.n性”,凰.,且,”角!:利用Hess半1It.6.rH1(3)f 0 2(g)+CO(g)C(s)+01(g).6 H(l)益2._璋的l.61H1(2)L赳料C02也)一一,.6.1H京l)=.6.rH1(2)+.6rH1(3).61H:I;(3)=f:.1H1(1)-6rH1巳(2)=-11
7、0.53kJn1ol1 2.I扫标准摩尔生成价求反应的标叫iiJ华尔价交6 H.e=0 4NH3倍:)502(g)4NO(g)+6H20(g)4l:.J!l!(NH3,g)56tH!(02,iJ N2(g)+SC)z(g)+6H2(g 41;.1(NO.g:)66tH1(H20,g)6.rH1=4.6.ef1(NO,g)+6.6.tff1(H20,g)一46.efl(阳J也tfl1:cc)2,g)J=490.25+6 X(-241.82)-4 X(-46.ll)-OkJmo11=905.4 8kJ1no11?总结?看课本例题 2-1,2-2?课后习题做 2,3,8,11,21?这一章中 hes
8、s 定律比较重要,考的几率比较大,要熟练掌握,会计算。?第三章化学动力学基础3.1 反应速率的概念3.2 浓度对化学反应速率的影响化学反应速率方程式及实验确定方法、3.3 温度对反应速率的影响Arrhenius方程式及应用3.4 反应速率理论碰撞理论与活化能、基元反应3.5 催化剂与催化作用知识点一?1.定容反应的反应速率?2.平均速率与瞬时速率的概念,表达式知识点二?1.化学反应速率方程式对丁.J般(甘化学反j丘:c1A+bByY+.:Z v=/c;c!日,一反应级数:若a=l,.A.为一级反应:.!B为二级反应,ljl1Ja 3,总反应级数为3.,必级通过实验确定其值。通常手丘。乒bok一
9、反应速率系数:苓级反应1nolL1s1;一级反应sl;二级反应(川olL-1)-1 sl;k不随浓度而变,电器渥且影响,通常温度升高,kj_曾大。nlC柿E2.浓度与时间的定量关系半衰期当反应物 A 的转化率为 50%时所需的反应时间称为半衰期,用1/2t表示。对于一级反应,其半衰期为:1/201/2lntcktc,1/2012tcc因1/21ln2kt则1/2ln 20.693tkk知识点三反应速率方程影响反应速率的因素有两个:k 与温度有关,T 增大,一般 k 也增大,但 kT不是线性关系。Arrhenius 方程:0aexp(/)kkERTk0指前参量Ea实验活化能,单位为kJmol-1
10、N20乡在CCI川(I可分解地采方扫卫.J:v叫N20;)1)11f.:1为:生kc(N205),生k:dt cit c f勾 dc(N205)r c,(N1 05)一一一一一kclt In一一一一一 kr担。c(N101)呻coCN201)c,(A)j国式:In兰一一二kt(一锁反应co(.A.)义:11c1(A)一加mc0(.L)晖a0lnlnEkkRT对数形式:直线的斜率为a-RE1lnTk显然为直线关系,直线的截距为0ln k由 Arrhenius 方程可定义 Ea:a2dlndEkTRT2adlndkERTT则Arrhenius 方程式的应用1.已知 T1k1,T2k2,求 Ea 1
11、10a1lnln/TTkkERT时,2220alnln/TTkkTER时,两式相减,整理得到:a211211lnEkkRTT活化能的数量级在40 400 kJ mol-1,多数为 60250 kJmol-1 2.由 Ea计算反应速率常数例题:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)已知:T1=298.15K,k1=0.46910-4s-1 T2=318.15K,k2=6.2910-4s-1 求:Ea及 338.15K 时的 k3。-1122a211ln102kJ molTTkERTTk解:3a11311lnkEkRTT3136.1210 sk知识点四?1.理解碰撞理论的概念?2.过渡态理论
12、含义及意义?3.活化能总结?这章知识点比较重要,rrhenius 方程的应用是重点。?这章的例题都要仔细做一遍?课后习题做 3,5,7,11,16,17?第四章化学平衡熵和 Gibbs函数?4.1标准平衡常数?标准平衡常数表达式?4.2标准平衡的应用?判断反应程度、预测反应方向、计算平衡组成?4.3化学平衡的移动?Le Chatelier原理?4.4自发变化和熵?熵的概念与物质熵的特点?化学反应熵变的计算?4.5 Gibbs 函数?Gibbs函数变判据、标准摩尔生成 Gibbs函数、Gibbs函数与化学平衡知识点一化学平衡在可逆反应中,正反应和逆反应的速率相等时反应物和生成物的浓度不再随时间而
13、改变的状态称为化学平衡。如:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)正逆反应达到动态平衡,即:v正 v逆就可以说该反应已经达到化学平衡了。平衡常数一、经验平衡常数对任一可逆反应aA+bB gG+hH 在一定温度下达到平衡时,体系中各物质的浓度间有如下关系:GgHh/AaBb=K 浓度单位用摩尔浓度时,该常数用Kc表示aA+bB gG+hH ghGHabABccKcccc 均为平衡时的浓度气相反应时,平衡浓度也可以用各气体分压表示;此时平衡常数为 Kp ghGHabABppKppp根据理想气体分压与浓度的关系:p=nRT/V=cRT Kp=Kc?(RT)n标准平衡常数 K?平衡常数表达式
14、中各项浓度用相对浓度表示,此时的常数即为标准平衡常数。相对浓度:ci/c?,pi/p?与标态值比222COHKcCOH O()()()()GHABghppppabpppp平衡常数表达式中各项浓度用相对浓度表示,此时的常数即为标准平衡常数。相对浓度:ci/c?,pi/p?与标态值比知识点二1 判断反应的程度K 愈大,反应进行得愈完全;K 愈小,反应进行得愈不完全;K 不太大也不太小(如 10-3 K 103),反应物部分地转化为生成物。2 预测反应的方向反应商aA(g)+bB(aq)+cC(s)xX(g)+yY(aq)+zZ(l)对于一般的化学反应:任意状态下:(X)/(Y)/(A)/(B)/x
15、yiiabiippccJppcc反应商判据:J K 反应逆向进行知识点三1 浓度对化学平衡的影响化学平衡的移动:当外界条件改变时,化学反应从一种平衡状态转变到另一种平衡状态的过程。对于溶液中的化学反应,平衡时,J =K 当 c(反应物)增大或 c(生成物)减小时,J K 平衡向逆向移动。?例题:反应 CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)某温度下达到平衡时。CO=H2O=0.005CO2=H2=0.015 向平衡体系中加 H2O(g),使 H2O=1mol/ml,判断平衡移动的方向,并求重新平衡时 CO 的转化率222COHKcCOH O解:3232(0.015)(0.005)mo
16、ldmmoldm?9Kc平衡因浓度的改变而被破坏时,Qc 发生变化:若从 CO=0.02算起,第一次平衡时,转化率为 75%,第二次平衡时0.0150.00495100%99.75%0.02转化率2 压力对化学平衡的影响部分物种分压的变化 如果保持温度、体积不变,增大反应物的分压或减小生成物的分压,使 J减小,导致 J K,平衡向逆向移动。体积改变引起压力的变化对于气体分子数增加的反应,B 0,x B 1,JK,平衡向逆向移动,即向气体分子数减小的方向移动。对于反应前后气体分子数不变的反应,B=0,x B=1,J=K,平衡不移动。对于气体分子数减小的反应,B 0,x B 1,J Ke,平衡向逆
17、向移动。GHTS定义G-Gibbs 函数(Gibbs 自由能)G 是状态函数,单位:kJ.mol-1 Gibbs 函数(变)判据:在定温定压下,任何自发变化总是系统的Gibbs 函数减小。0 G反应是自发的,能正向进行;0 G反应是非自发的,能逆向进行0 G反应 处于平衡状态。标准摩尔生成 Gibbs函数化学反应的标准摩尔Gibbs 函数变1.标准摩尔生成 Gibbs 函数在温度 TK下,由参考状态的单质生成物质B(且B=+1时)的标准摩尔 Gibbs 函数变,称为物质B的标准摩尔生成 Gibbs 函数。D.rG1 =rHr-T 公rA 严fcftr江B,-1日态,;单位是kJmol-1:i6
18、.rC参考态单质,乱:器骂:空运Gibbs 函数与化学平衡总结?本章节是历年考试的重点,所以要拿出时间好好学习这一章,共九道例题,希望同学们都能好好研究一下。?课后习题做 3,5,7,10,12,13,20,22,23?第五章酸碱平衡?5.1酸碱质子理论?基本概念?5.2水的解离平衡和 pH?5.3弱酸、弱碱的解离平衡?一元弱酸、弱碱、多元弱酸的解离平衡?5.4缓冲溶液2用f侣,相态,计算6rG1对于化学反应:O=fv8B 6rG1(298.15K)=V86f侣,相态,298.ISK)如果T:;t:298.15K6 rG1(6rH1(298.l 5K)-T 6rSn(298.l 5K)用LrG
19、1只能判断标准状态下反应的方向。等温方和式:AmC T)=6.rG1 CT)+RT lnJ 反应达剑主fl衡时,6.rG1n(T)=O,J=K9 6rG:CT)=-RT lnK气T)将此式代入前式得:;i!W窍。户rG111CT份RrJ,o.K6+RT叫.6.rGmC阶RT呼叫:窑骂骂?5.5 酸碱电子理论与配合物概述?5.6 配位反应与配位平衡知识点一?酸,碱的基本概念?两性物质?酸碱的区分及相对强弱知识点二?水的解离平衡?溶液值计算公式知识点三?一元弱酸的解离平衡?一元弱碱的解离平衡?稀释定律:在一定温度下(Ka 为定值),某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大多元弱酸的解离平衡2323
20、3H CO(aq)H O(l)H O(aq)HCO(aq)第一步:23233HCO(aq)H O(l)H O(aq)CO(aq)第二步:23311a2233(H O)(CO)(H CO)4.7 10(HCO)ccKc盐溶液的酸碱平衡1.强酸弱碱盐(离子酸)NH4Cl(s)一旦豆豆7NH;(aq)十c1-(aq)H20(l)+H20(l)-O日(aq)+H30(aq)阳;(aq)+OH-(aq)一阳3(aq)+H20(l)阳;例H20(l)阳3(时I-I30(岛q)(l)贝lj(1)K!;(2)y)K了队,c(H30+)c(阳3)叫OH-)-JC,.K,CNH;)=二二;!Iii坦也,.c(NH
21、;)c(Qfut骂骂将党阿自民)两边分别去负对数2.弱酸强碱盐(离子碱)NaAc,NaCN 一元弱酸强碱盐的水溶液成碱性,因为弱酸阴离子在水中发生水解反应。如在NaAc 水溶液中:2Ac(aq)H O(l)HAc(aq)OH(aq)wba(HAc)(OH)(Ac)(HAc)(Ac)ccKKKc通式:Ke至二a K e b 即:K了K了K:p占了pK了 pK!25C,pK:+pK:=14 NH;的ft再离度就是所谓的放类的水fiJ平度。水解平衡时盐水解部分的浓度水昌度xlO佛也盐的初始浓度C o-c叫xlOO也c 0 e e e pKa+pKb=pKv 25C,pK了 pK了14 NH;的解离皮
22、就是所谓的盐类的水解度。水解平衡时盐水解部分的浓度水解度x100%盐的初始浓度Co-ceq 一一一一一一一x l OOo c 0 K(Ac)是质子帆c的解离常数,也就队旷的水f(I,平常数。?知识点四?同离子效应:在弱电解质溶液中,加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象?缓冲溶液:具有能保持本身pH 值相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变pH 值的溶液)缓冲作用原理23HA(aq)H O(l)H O(aq)A(aq)?较少量少量较大量a3(HA)(HA)(H O)(A)Kccc3(H O)(HA)/(A)ccc的大小取决于的比值。加入少量强碱:2
23、OH(aq)HA(aq)A(aq)H O(l)3(HA),(A)(H O)OHccc因为较大,不因的加入而有明显变化。溶液中较大量的HA 与外加的少量的OH生成 A和 H2O,当达到新平衡时,c(A)略有增加,c(HA)略有减少,(HA)(A)cc变化不大,因此溶5影响盐类水f耐的国东盐的浓度:C盐,水解度增大。江;嚷:水解反应:JI股热反应,6rH1 o,rv.!,水解度增大。总之,加热平II楠轩布i钉利于盐类的7j(fi样。前液的酸碱度:川酸可以51起盐类水解平衡的移动例如;JQ酸能抑制下述7(解产物的生成。液的 c(H3O+)或 pH 值基本不变。加入少量强酸:缓冲溶液 pH 值的计算弱
24、酸 弱酸盐:例 HAcNaAc,H2CO3NaHCO323HA(aq)H O(l)H O(aq)A(aq)a3(HA)(HA)(H O)(A)Kccc两边取负对数,则2.弱碱 弱碱盐NH3 H2O NH4Cl 2B(aq)H O(l)BH(aq)OH(aq)b(BH)(OH)(B)(B)ccKcH30+(aq)+A-(aq)=HA(aq)+H20(l)i在液中大量的A与外加的少量的H30结介成HA,当达到新平衡时,c(HA)III各有c(HA)增加,c(A-)1略有减少,一一一变化不大,c(A-)主此溶液的c但30)写lZpH值基本不变。c(HA)pH=pK了(HA)-lg一一一平衡浓度c(A
25、-),-LU才二同尚下效应的存,通常用4日J始浓度c0(HA),c0(A)代替c(HA),c(.A.)。结论缓冲溶液的缓冲能力是有限的;缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关,c(HA),c(B)及 c(A)或 c(BH+)较大时,缓冲能力强。(HA)(B)1(A)(BH)cccc或接近时,缓冲能力大?总结?这一章也是非常重要的一章,尤其是弱酸弱碱的解离平衡,缓冲溶液的计算都是每年常考的知识点,也有一定的难度,大家要重视,学这一章关键是总结规律。?看例题5-2,5-4,5-5,5-6,5-8,5-10?课后习题做 6,12,16,23,24?第六章沉淀-溶解平衡?6.1溶解度与溶度积?6.2沉淀
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