期末总复习下.pptx

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1、描述通过电极的电量电量与发生电极反应的物质的量物质的量之间的关系无论对阴极上的反应：氧化态+z e-=还原态还是对阳极上的反应：还原态=氧化态+z e-均有下式：其中：Q-通过电极的电量；z-电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；-电极反应的反应进度；F-法拉第常数;F=Le =96500C/mol结论：通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。法拉第定律第1页/共45页 把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数用符号 表示。由于正、负离子移动的速率不同，所带的电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。其定义式为：如果溶液中只有一

2、种电解质，则：7.2离子迁移数第2页/共45页(1)电导电导是电阻的倒数，单位为 或 。电导 与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比：77.3.3 电导、电导率和摩尔电导率第3页/共45页(2)电导率因为比例系数 称为电导率。电导率相当于单位长度、单位截面积导体的电导，单位是 或 。电导率也就是电阻率的倒数：第4页/共45页(3)摩尔电导率 在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，放置含有1mol电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率 m，单位为 。是含有1mol电解质的溶液的体积，单位为 ，是电解质溶液的浓度，单位为 。第5页/共45页电导的测定 因为 无法用实验测量，通常用已知

3、电导率的KCl溶液注入电导池，测定电阻后得到 。然后用这个电导池测未知溶液的电导率。电导池系数 单位是 第6页/共45页解：解：(1)电导池常数电导池常数 Kcell=l/As=(KCl).R(KCl)=(0.2768 82.4)m-1=22.81m-1(2)0.0025moldm-3的的K2SO4溶液的电导率溶液的电导率 (K2SO4)=Kcell/R(K2SO4)=(22.81/326.0)Sm-1=0.06997Sm-1所以，所以，0.0025moldm-3的的K2SO4的溶液的摩尔电导率的溶液的摩尔电导率m(K2SO4)=(K2SO4)/c=(0.06997/2.5)=0.02799S

4、m2mol-1例题例题25C时在一电导池中盛以浓度时在一电导池中盛以浓度c 为为0.02moldm-3的的KCl溶液，测得其电阻溶液，测得其电阻为为82.4。若在同一电导池中盛以浓度。若在同一电导池中盛以浓度c为为0.0025moldm-3的的K2SO4溶液，测得其溶液，测得其电阻为电阻为326.0。已知。已知25C时时0.02moldm-3的的KCl溶液的电导率为溶液的电导率为0.2768Sm-1。试求：试求：(1)电导池常数；电导池常数；(2)0.0025moldm-3的的K2SO4溶液的电导率和摩尔电导率。溶液的电导率和摩尔电导率。例题第7页/共45页摩尔电导率与浓度的关系 德国科学家柯

5、尔劳施根据实验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质有 A是与电解质性质有关的常数。将直线外推至 ，得到无限稀释摩尔电导率 ，也称为极限摩尔电导率。第8页/共45页离子独立运动定律和离子摩尔电导率(1)(1)离子独立运动定律 德国科学家柯尔劳施根据大量的实验数据，发现了一个规律：在无限稀释溶液中，每种离子独立移动，不受其它离子影响，电解质的极限摩尔电导率可认为是两种离子极限摩尔电导率之和：这就称为柯尔劳施离子独立移动定律。这样，弱电解质的 可以通过强电解质的 或从表值上查离子的 求得。第9页/共45页例 题例题已知25时，(NaAc)=91.010-4Sm2mol1，(HCl)=426.210

6、-4Sm2mol1，(NaCl)=126.510-4Sm2mol1，求25时(HAc)。第10页/共45页解：根据离子独立运动定律：=(426.3+91.0126.5)104Sm2mol1=390.7104Sm2mol1例 题第11页/共45页这种把阳极与阴极分别放在不同溶液中的电池，称为双液电池。丹尼尔电池:即铜-锌电池。结构：锌片插入ZnSO4水溶液为阳极；铜片插入CuSO4水溶液为阴极。电极反应：阳极：ZnZn2+2e-阴极：Cu2+2e-Cu电池反应：Zn+Cu2+Zn2+Cu为了防止两种溶液直接混合而离子仍能通过，中间用多孔隔板隔开。7.5可逆电池及其电动势的测定第12页/共45页电

7、池表示：Zn|ZnSO4(a1)CuSO4(a2)|CuIUPAC(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry)规定电池表示法：(1)阳极在左边；阴极在右边；(2)有界面的用“|”表示，液相接界时用“”表示，加盐桥的用“|”表示。(3)同一相中的物质用逗号隔开原电池电动势：(I 0)第13页/共45页7.6 原电池热力学电化学与热力学的联系用电化学的方法通过实验来测量热力学函数用热力学方法计算电动势E，以及浓度、温度对E的影响第14页/共45页若电池可逆放电，可逆电功等于电池电动势E乘以电量Q。而由法拉第定律，电量，所以可逆电功为：1.1.由可逆电动

8、势计算电池反应的 rGm因为，恒温恒压下，电池反应的所以有：此式两边除以反应进度的微变d ，即得电池反应的摩尔反应吉布斯函数变：第15页/共45页注意：（1）电池电动势与电池反应的计量式写法无关，因为电动势是强度性质，与参加反应的物质的量无关。（2）电池反应的摩尔吉布斯函数变与反应计量式的写法有关。第16页/共45页例题：第17页/共45页2.由电动势的温度系数计算电池反应的 rSm所以，代入：称为原电池电动势的温度系数，其值可由测定不同温度下电动势得到。得到：第18页/共45页3.由电动势及电动势的温度系数计算电池反应的 rHm由 rGm和 rSm两个量，就可以容易地求得：第19页/共45页

9、原电池可逆放电时，反应热为可逆热。在恒温下：4.计算原电池可逆放电时的反应热 Qr0，Qr=0，电池不吸热也不放热0，Qr0，电池从环境吸热0，Qr (离子键)(极性键)(非极性键)固体分子间的相互作用力远远大于液体的,所以固体物质要比液体物质具有更高的表面张力。（2）温度对界面张力的影响T气相中分子密度液相中分子距离第26页/共45页 p p 总是一个正值，它的方向是指向凹面曲率半径的中心的。p pg pl对于液珠（凸液面）：plpg对于液体中气泡（凹液面）：Laplace方程第27页/共45页当玻璃管插入汞中当玻璃管插入水中毛细现象：毛细现象：将一支半径一定的毛细管垂直插入某液体中。若 角

10、 p平 p凹毛细管凝结现象：在毛细管里，若某液体能润湿管壁，管内液面将为凹液面。在某温度下，蒸气对平面液体来讲，尚未饱和，但对毛细管中的凹液面，已经过饱和。所以，蒸气在毛细管中凝结为液体。硅胶是一种多孔性物质，可自动吸附空气中的水蒸气，在毛细管中发生凝结现象，用来干燥空气。2.微小液滴的饱和蒸气压Kelvin公式实验表明：微小液滴的饱和蒸气压高于平面液体的饱和蒸气压。第29页/共45页由于小颗粒物质的表面特殊性，新相从无到有，最初生成的新相肯定是微小的，其比表面积、表面吉布斯函数都很大，因此造成新相难以生成。所以就会产生过饱和蒸气、过饱和溶液、过冷液体、过热液体等，这些状态都是亚稳态。是热力学

11、不完全稳定的状态。一旦新相生成，亚稳态即失去稳定，变成稳定的相态。3.亚稳态及新相的生成第30页/共45页物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力（多为共价键）吸附层数单层或多层单层吸附热较小，近似等于气体液化热，H0。较大，近似等于化学反应热，H0选择性无或差（吸附量可不同）有较强选择性可逆性可逆不可逆吸附速率快，易达平衡慢，不易达平衡发生温度低温即可发生（沸点附近或以下）高温Tb才发生明显吸附。性质10.3 10.3 固体表面第31页/共45页因此，朗缪尔吸附等温式还可写成以下形式：第32页/共45页习惯上人们用接触角来判断液体是否润湿固体。900润湿不润湿180完全不润湿完全润湿例如水在玻

12、璃上的接触角 90（非常干净的玻璃与非常纯净的水之间的 =0），水在玻璃毛细管中上升，通常即说水能润湿玻璃；而汞在玻璃上接触角 =140，汞在玻璃毛细管中下降，通常即说汞不能润湿玻璃。第33页/共45页曲线：表面活性剂(RX，R为10个或10个以上碳原子的烷基，X为极性基团。)c，；正吸附曲线I:无机盐(NaCl)、无机酸(H2SO4)、无机碱(KOH)、多羟基化合物(蔗糖、甘油)。c，称为表面惰性物质在表面发生负吸附。曲线：醇、酸、醛、酯、酮、醚等极性有机物。c，；正吸附 IIIIII浓度O1.溶液表面的吸附现象、类物质均可称为表面活性物质10.5溶液表面第34页/共45页d/dc的正负决定

13、了吸附类型。d/dc0，0，负吸附，表面惰性物质，类曲线；d/dc0，0，正吸附，表面活性物质，、类曲线；d/dc=0，=0，不再吸附。吉布斯吸附等温式：IIIIII浓度O2.表面过剩与吉布斯吸附等温式第35页/共45页表面活性物质的基本性质亲水的极性集团亲油的长链非极性基团结构：表面活性剂能显著降低水的表面张力的一类两亲性质的有机化合物。即分子间同时含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或环。第36页/共45页7.表面活性剂的基本性质：在水溶液表面吸附和形成胶束表面活性剂的两个重要参数：cmc和HLB(a)稀溶液(b)开始形成胶束(c)大于cmc的溶液形成胶束所需的表面活性物质的最低浓度称为临

14、界胶束浓度，用cmc表示。HLB：亲水亲油平衡。用数值的大小表示每一种表面活性物质的亲水性。HLB值愈大，表示该表面活性物质亲水性愈强。第37页/共45页（4）表面活性剂的实际应用表面活性剂的用途极广，主要有六个方面：1.润湿作用表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。例如，要农药润湿带蜡的植物表面，要在农药中加表面活性剂；如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性剂，使接触角大于90。6.助磨作用：2.起泡作用3.增溶作用4.乳化作用5.洗涤作用第38页/共45页速率方程:11-2 速率方程的积分形式微分式：表示一个化学反应的浓度c与反应速率v 的关系式称为

15、速率方程式。积分式：表示浓度c 与时间t 的关系式，称为动力学方程。第39页/共45页1.零级反应（n=0）反应速率与反应物浓度无关，单位时间内反应消耗的A的数量不变。其速率方程为：积分式：(2)cA与 t 为线性关系；(3)定义cA变为 cA,0 一半所需的时间 t 为 A的半衰期 t1/2，动力学特征：(1)k 的单位是（浓度 时间-1-1）；显然 t1/2=c cA,0/2k ，即 t1/2cA,0 。第40页/共45页速率方程：2.一级反应 (n=1)积分结果得：tlncAO(1)(1)k 的单位是(时间-1-1)，例如 h-1,min-1,s-1(2)lncA与 t 有线性关系：-l

16、ncA t一级反应的动力学特征：(3)半衰期 ：一级反应的半衰期与反应物的初始浓度无关。第41页/共45页3.二级反应(n=2)积分结果速率方程是：二级反应的动力学特征：（1）k的单位是(浓度-1-1，时间-1-1)，例如：m3mol-1s-1。（2）半衰期：二级反应的半衰期与反应物的初始浓度成反比。（3）1/cA与t 成线性关系：1/cA tt第42页/共45页微分式：阿伦尼乌斯方程：阿伦尼乌斯方程定积分式:阿伦尼乌斯方程不定积分式：化学反应的摩尔恒容反应热在数值上等于正向反应与逆向反应的活化能之差。第43页/共45页祝大家考试顺利！愿同学们前程似锦！第44页/共45页感谢您的观看。第45页/共45页