2023年最全的大学无机化学有机化学知识点.doc
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1、无机化学部分第一章 物质存在的状态一、气体1、气体分子运动论的基本理论气体由分子组成,分子之间的距离分子直径;气体分子处在永恒无规则运动状态;气体分子之间互相作用可忽略,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、抱负气体状态方程假定前提:a、分子不占体积;b、分子间作用力忽略表达式:pV=nRT;R8.314kPaLmolK合用条件:温度较高、压力较低使得稀薄气体具体应用: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
2、定律混合气体的四个概念a、 分压:相同温度下,某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力;b、 分体积:相同温度下,某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积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、 合用范围:抱负气体及可以看作抱负气体的实际气体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相同时,各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比: = (p表达密度)用途:a、测定气体的相对分子质量;b、同位素分离二、液体1、液
3、体蒸发气体与蒸发气压A、饱和蒸汽压:与液相处在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、温度恒定期为定值;b、气液共存时不受量的变化而变化;c、物质不同,数值不同沸腾与沸点A、 沸腾:当温度升高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、沸腾是液体表面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自身的性质和温度有关;c、一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溶液的沸点升高和
4、凝固点的下降a、 定量描述:沸点升高 T=Km 凝固点下降 T=Km 仅合用于非电解质溶液b、 注 意:T、T的下降只与溶剂的性质有关 K、K的物理意义:1kg溶剂中加入1mol难挥发的非电解质溶质时,沸点的升高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、实验室常用冰盐浴:NaCl+HO22C CaCl+HO-55C iii、防冻剂:非电解质溶液如乙二醇、甘油等渗透压 a、渗透现象及解释: 渗透现象的因素:半透膜两侧溶液浓度不同; 渗透压:为了阻止渗透作用所需给溶
5、液的额外压力 b、定量描述:VantHoff公式: V=nRT = 即=cRT 为溶液的渗透压,c为溶液的浓度,R为气体常量,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、沸点上升和渗透压变化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、 注意: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
6、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:胶粒的带电性使同种电荷有排斥作用;热力学稳定性:胶体粒子因很大的比表面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、化学反映速率表达:化学反映速率可用反映物或生成物的浓度随时间的变化率来表达。数学表达式:对于反映AB:=或注:以反映物浓度减少和生成物浓度增大和生成物浓度增大表达是符号不同;用不同物质浓度来表达反映速率不同。2、反映进度定义:对于化学计量方程式,若定义d,称为反映进度。表达物质
7、变化量除以相应的计量系数。表达式:,表达化学计量系数。表式意义:表达一个反映进行的限度;其纲量为摩尔;指按化学计量方程式进行一个单位的反映注 意:反映进度的表达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:把反映物浓度和反映速率联系起来的数学表达式。 对于反映:aA+BbgG+hH 反映速率v=kc(A)c(B),即为速率方程式,式中的常数k即为反映速率常数。反映速率常数:a、 物理意义:k只取决于反映的本性(E,活化能)和温度;b、 注意事项:k是温度的函数,与浓度的大小无关; k的单位即量纲,随速率方程变化而变化; k一般由实验测得,只有基元反映可以直接写出。速率方程的实验测定
8、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:可得到个反映的反映级数4、基元反映和非基元反映基元反映:反映物分子在有效碰撞过程中通过一次化学变化就能转化为产物的反映;注 意:由一个基元反映构成的化学反映又称简朴反映; 只有基元反映才干根据质量作用定律直接写出速率方程非基元反映:反映分子需通过几步反映才干转化为反映产物的反映。 注 意:非基元反映的速率方程不能根据反映式写出速率方程,必须根据实验测定的结果有反映历程推出,并验证;复杂的非基元反映提成若干个基元反映最慢一步发宁作为苏空反映环节5、反映级数定义:速率方程中各反映物浓度的指数;说明:如v=kc则反映物A的反映级数为m,反
9、映物B的反映级数为n;总反映级数为m+n注意:a、反映级数表达了反映物浓度对反映速率影响的大小关系;反映级数只能由实验测定;b、反映级数可以是整数、分数、零或负数; c、零级反映的反映速率与反映物浓度无关反映级数的拟定 基本方法a、 测定反映物浓度c随时间t的变化;b、 作c-t图像,求个时刻的速度v;c、 分析v与浓度c的变化关系,拟定m、n二、化学反映速率理论1、碰撞理论重要内容:反映物分子间的互相碰撞是反映进行的必要条件,反映物分子碰撞频率越高,反映速率越快,但并非每次碰撞都能引起反映发生,能发生化学反映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适合的碰撞取向;b、 互
10、相碰撞的分子必须具有足够的能量。把可以发生有效碰撞的分子称为活化分子根据碰撞理论,增大化学反映速率的方法:a、 增大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升高温度活化能:碰撞理论认为,活化能是活化分子的平均能量与反映物分子的平均能量之差2、过渡态理论重要内容:化学反映并不是通过简朴碰撞就能完毕的,而是在反映物到生成物的过程中 通过一个高能的过渡态,处在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映物原子组合体,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,活化能是反映物分子能量与处在过渡态的活化络合物分子的平均能量之差3
11、、活化能:决定反映速率的内在因素 活化能在一定温度范围内可认为是常数; 活化能对反映速率的影响很大;E越小,反映速率越大; 催化剂可以改变反映的活化能,故可以减少化学反映速率三、影响化学反映速率的因素1、浓度:由速率方程v=kc知,浓度对化学反映速率有一定的影响 压强对化学反映速率与的影响是通过浓度来实现的。2、温度范特霍夫规则:对于一般的化学反映,温度每升高10K,反映速率增长2-4倍阿伦尼乌斯公式:a、 表达式:,其中,A为特性常数,既指前因子;E为经验常数即活化能,k为反映速率常数,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)求某一温度下某反映的k:作
12、图法:lgk对作图可得一直线关系;斜率:;截距lg斜率大的活化能E大,反映速率随温度的升高增长较快二点法:不同温度下反映速率常数k的计算 (2)由lgk-的图像得出的结论: i、同一反映,低温低和高温时变化同样的温度,低温时反映速率变化大;即一个反映在低温时速率随温度变化比高温区更显著 ii、不同反映,变化相同的温度时,E大的反映k变化大。升高温度有助于大的反映3、催化剂及基本特性a、催化剂和催化作用:正催化剂;负催化剂(阻化剂)b、催化剂的特性:i、催化剂只改变反映速率,不改变反映方向; ii、催化剂同等限度地改变正逆反映的活化能,同时提高正逆化学反映速率; iii、催化剂具有一定的选择性;
13、 iv、催化剂在反映前后不发生变化,但在反映过程中会变化第三章 化学热力学初步一、热力学定律及基本定律1、基本概念环境与体系a、体系i、定义:人为划出的作为研究对象的一部分空间。ii、分类:敞开体系(与外界可进行物质能量互换) 封闭体系(只有能量互换) 孤立体系(物质、能量均不与外界互换)b、环境:出体系以外的其他部分,与体系存在能量互换功和热: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、辐射三种形式互换能量 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=-p
14、V 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决定,如气体的p、V、T 等,一旦体系处在一定的状态,体系的所有其它性质都有拟定值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:状态一定值一定,殊途同归变化同,周而复始变化零。过程与途径a、 过程:体系变化状态变化的通过b、 途径:变成一个过程所经历的具体环节c、 注意:体系状态函数的变化只取决于体系始终变化的过程,而与变化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
15、物质总量的变化而变化的物理量,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,固态和液态物质表面承受的压力等于压力,溶液中各物质的浓度均为1时,我们就说物质处在热力学标准态。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:热力学第一定律a、 实质:能量守恒与转化定律b、 数学表达式:c、 注意: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:揭示了宏观过程的方向与限度 熵增长原理:孤立体系有自发向混乱度增长的方向变化的趋势热力学第三定律:任何纯物质的完整晶体在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
16、学能(内能)符号U,是系统内各种形式能量的总和内能的变化Ua、 对于孤立体系,环境改变,内能不变;对于非体系,b、 标准摩尔反映热力学能变化(反映内能变化):符号,表达反映是在热力学标准态下进行的,其值的大小与化学反映方程式的书写一一相应。2、焓焓a、 定义:HU=pVb、 焓变:c、 符号规定:放热反映,H0;吸热反映,H0d、 单位:kJmole、 表式意义:化学反映在等温等压下发生,不做其它功时,化学反映的热效应等于系统状态函数的变化量f、 注意:H表达每摩尔反映即时,而不是每摩尔反映物热化学方程式a、 表式意义:表达化学反映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
17、变化反映反映物和生成物都处在标准态反映进度反映温度 c、 书写化学方程式的注意事项i、需注明反映条件;ii、需注明各物质的存在状态;iii、对的表达反映的热效应d、 标准反映焓定义:当反映物和生成物都处在标准态时的反映焓变,用来表达非标准态(压力不为)时,则表达为单位:,标准状态下,反映进度为时的焓变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达符号:S;单位:;熵是状态函数,具有广度性质绝对熵:任何温度下的熵值,及温度为T时,注:绝对熵为相对值反映熵:发生1mol时熵变化的简称,化学反映的上增大还是减小,有时很容易判断:凡气体分子增多的反
18、映,一定是熵增反映;反之是熵减小反映;反映前后气体分子数目不变的反映难以熵增还是熵减标准熵a、 定义:在标准状态下,1mol纯净物质的绝对熵叫标准熵b、 符号:;单位:;注:应指定温度Tc、 熵的可比性i、在相同条件下,;ii、结构相似,相对分子量不同的物质,随相对分子量的增长而增大iii、相对分子量接近,分子结构越复杂的,也越大标准摩尔反映熵变a、 热力学标准态下,反映终始态物质的熵值之差b、 标准摩尔反映熵变(标准反映熵):c、 意义:i、正值(熵增长)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也许做的最大有用功相应的状态函数,
19、符号为;b、 计算公式:在等温条件下可以理解为,焓变(H)=自由能变化(G)+热力学温度(T)熵变(S)c、意义:当G0时,0,表白自由能被用来做最大有用功,是自发过程; 当G0时,0,表白过程非自发进行,必需由环境对体系做功自由能G反映自发性的判据定温定压下,任何自发变化总是反映吉布斯自由能函数减少G0,自发过程,正向反映自发; G,非自发过程,其逆反映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纯物质时反映的自由能变化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
20、当温度变化不大时,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:对的修正公式 三、化学热力学的应用1、盖斯定律内容:假如一个反映可以分几步进行,则总反映的焓变等于各分步反映焓变之和,前提是保持反映条件(温度、压力)不变。应用:用于进行太慢或反映速率不易控制而无法直接测得反映热的化学反映。应用条件:a、某化学反映是在等压(或等容)的条件下进行的,在分步完毕时各分步反映也要在等压(等容)条件下进行 b、要消去某一物质时,不仅规定物质的种类相同,其物质的聚集状态也要相同。第四章 化学反映的热平衡一、化学平衡1、化学平衡的建立:在一定的条件下,可逆化学反
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