工科基础化学--总复习(S)

定容反应热与定压反应热的关系 已知定容反应热 qV U 定压反应热 qp Up p V2 V1 等温过程 Up UV 则 对于理想气体反应 有 反应的标准摩尔焓变的计算 rH m fH m 产物 fH m 反应物 g fH m G s d fH m D g a fH m A l b fH m B aq Forareaction aA l bB aq gG s dD g 熵的性质 G与 G 的关系化学反应等温方程aA g bB g cC g dD g 标态 T p p p p 任意态 T pApBpCpD rGm 的计算 并可由此式近似求得转变温度Tc rGm T rHm 298 15K T rSm 298 15K 因反应的焓变或熵变基本不随温度而变 即 rHm T rHm 298 15K rSm T rSm 298 15K 可得吉布斯等温方程近似公式 利用 rGm解决实际问题的一般步骤 1写出正确的化学反应方程式aA bB cC dD2计算 rGm 根据 fHm 和Sm 计算 rHm 和 rSm rGm rHm T rSm 单位统一 3找实际问题的条件 代入反应商Q中4代入 rGm rGm RTlnQ然后判断 得出结论若 rGm 0则在给定条件下 反应能正向进行 例已知空气压力p 101 325kPa 其中所含CO2的体积分数为0 030 试计算此条件下将潮湿Ag2CO3固体在110 的烘箱中干燥时热分解反应的摩尔吉布斯函数变 问此条件下Ag2CO3 s Ag2O s CO2 g 的热分解反应能否自发进行 有何办法阻止Ag2CO3的热分解 为避免Ag2CO3的热分解应使 rGm 383K 0 结论 在给定条件下热分解反应能自发进行 rGm 383K rGm 383K RTln p CO2 p 82 24 383 0 1676 kJ mol 1 8 314 10 3kJ mol 1 K 1 383K ln 30Pa 105Pa 18 05 25 83 kJ mol 1 7 78kJ mol 1 0 rGm 383K rGm 383K RTln p CO2 p 0 82 24 383 0 1676 8 314 10 3 383 ln p CO2 p 0ln p CO2 p 5 668 p CO2 p 0 003453p CO2 345 3Pa 标准平衡常数K 多重平衡 解 起始时物质的量 mol1 22 00 平衡时物质的量 mol0 11 451 1 反应中物质的量的变化 mol 1 10 1 10 2 1 10 平衡时物质的量分数x0 10 2 651 45 2 651 10 2 65 则平衡分压为 化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响 第四章溶液化学 溶液的蒸气压下降 稀溶液的蒸汽压 p pA 1 xB pA xA 水的相图P T图 基于蒸气压曲线 可以构筑纯物质的相图 1 水的蒸气压曲线 2 冰的升华压曲线 3 冰的熔点曲线 T K p 22 1MPa 647 2 373 15 273 16 101325Pa 611Pa 临界点 液态 气态 固态 沸点 凝固点 三相点 1 2 3 水的相图 水的临界点647 2K22 1MPa 溶液中的酸碱平衡 酸碱理论 1 Arrhenius酸碱电离理论 2 Bronsted Lowry酸碱质子理论 3 Lewis酸碱电子理论 平衡常数 解离常数 可写为 稀释定律 弱酸随浓度降低解离度增大 HA aq H2O H3 O aq A aq c c c c 例在0 100mol L 1HAc溶液中加入一定量固体NaAc 使NaAc的浓度等于0 100mol L 1 求该溶液中H 浓度 pH和HAc的解离度 解 设已解离的HAc的浓度为xmol L 1HAc H Ac 起始浓度 mol L 10 100 1平衡浓度 mol L 10 1 xx0 1 x c H xmol L 1 1 76 10 5mol L 1 pH 4 75 与例4 3相比 同离子效应使 HAc从1 34 降为0 018 c H 从1 34 10 3mol L 1减少到1 76 10 5mol L 1 降低76倍 沉淀的溶解 1 利用酸碱反应 Fe OH 3 s Fe3 aq 3OH aq H H2O l 2 利用配合反应 3 利用氧化还原反应 2 胶体的结构 胶体的稳定性 Ch5化学动力学 影响化学反应速率的因素 反应速率主要受浓度 或压力 温度和有无催化剂的影响 质量作用定律 v k cA a cB b t c 零级反应 零级反应的三个特征 以c对反应时间t作图 C 1 c对t作图为一直线 2 t1 2与反应物起始浓度有关 3 速率常数k的量纲为 浓度 时间 1 t lnc 一级反应 一级反应的三个特征 以lnc对反应时间t作图 1 lnc对t作图为一直线 2 t1 2与反应物起始浓度无关 3 速率常数k的量纲为 时间 1 2 不同温度下的k 范特霍夫 J H van tHoff 等压方程式 设某一反应在不同温度T1和T2时的平衡常数分别为K1和K2 a 阿累尼乌斯公式表明 T升高 k增大 v增大 b k不仅与温度有关 而且与活化能Ea有关 第六章电化学基础与金属腐蚀 1 原电池表示 2 原电池的半反应 电池反应K 与E 关系 rGm RTlnK rGm zFE 电池电动势的能斯特方程 电极电势的能斯特方程 非标准态下的电极电势服从能斯特公式 氧化态 ze 还原态 RT zF c 还原态 c 氧化态 电极的极化 电极的极化和超电势 极化分为浓差极化和电化学极化 超电势 电解产物判断 盐类水溶液电解 阴极发生还原反应 电极电势高的氧化态被还原 阴极析出物质 不活泼金属 Fe Zn H2 Na K Mg Al阳极发生氧化反应 电极电势低的还原态被氧化 阳极析出物质 金属 S2 I Br Cl OH 含氧酸根 金属的腐蚀与防护 化学腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 介质处理 非金属防腐