大一工科基础化学总复习PPT课件

-,1,闭卷考试,考试题型：单项选择题填空题计算题,考试提醒：带计算器提供各种常数,-,2,Ch2物质结构,-,3,n:1,2,.正整数l:0,1,2,n-1spdm:0,1,l,-,4,下列各层或轨道可以填充多少个电子：（1）一个轨道（2）主量子数为n的一个壳层（3）量子数为n和l的一个亚层,2n2,2(2l+1),2,-,5,核外电子排列三原则,a.泡利不相容原则：一个原子中不可能有完全相同状态(n,l,m,ms)的两个电子，每个原子轨道最多可容纳2个自旋相反的电子。,b.最低能量原则：核外电子分布尽可能优先占据能量较低的轨道。,c.洪特规则：在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低，电子尽可能自旋平行地多占据不同的轨道。,-,6,若某元素原子的最外层只有1个电子，其量子数为n=4,l=0,m=0,ms=+(或-)。符合上述条件的元素有哪几种？写出相应元素的电子排布式。它们属于第几周期？哪一族？哪一元素分区？,2，8，8，119K1s22s22p63s23p64s1第4周期,IA,s区,2，8，13，124Cr1s22s22p63s23p63d54s1第4周期,VIB,d区,2，8，18，129Cu1s22s22p63s23p63d104s1第4周期,IB,ds区,-,7,若某元素最高化合价为6，最外层电子数为1，原子半径是同族元素中最小的，试写出：（1）电子排布式（2）外层电子排布式（3）3价离子的外层电子排布式,（1）电子分布式24Cr1s22s22p63s23p63d54s1,含有4s1,（2）外层电子分布式3d54s1,（3）3价离子的外层电子分布式3d3,-,8,原子半径的数值与原子的聚集状态、键的类型以及测量手段有关。,原子半径,半径减小He半径增大Cs,原子半径的变化一般规律,-,9,反常：Be与B,Mg与Al，ns2ns2np1N与O,P与S,As与Se:ns2np3ns2np4,-,10,4电负性X原子在分子中，对成键电子吸引能力的大小，称为元素的电负性。金属电负性小，大约2电负性是一种相对比较的结果，它反映了原子间成键能力的大小和成键后分子的极性大小。,电负性增大电F电负负性性减增小Cs大电负性减小,-,11,1.离子键的本质是库仑静电作用力F=q+q-/R2q+、q-为离子所带电荷,R为离子核间距。,2.离子键的特点：既无方向性，也无饱和性。离子化合物是由正负离子通过离子键相互交替连结而成的晶体结构。,-,12,共价键形成的原理,电子配对原理:单电子配对,(2)原子轨道最大重叠原理:同号轨道才能实行有效重叠。,(3)能量最低原理,+,成键,+,不成键,-,13,共价键的特性,共价键具有方向性,共价键具有饱和性,共价键方向性,共价键饱和性,-,14,共价键的键型,键：头碰头方式重叠,键：肩并肩方式重叠,p-p键,-,15,杂化轨道理论,杂化：为提高成键能力使分子更稳定，不同类型的原子轨道趋向于重新组合成具有不同能量、形状、方向的新原子轨道。,轨道杂化特征：(1)能量相近(ns-np);(2)成键能力增强;(3)轨道数目前后相同;(4)轨道空间取向不同.,+,-,p轨道,Sp杂化轨道,s轨道,s轨道,-,16,杂化轨道的类型与空间结构的关系,-,17,杂化轨道与分子极性,分子杂化形式分子构型分子极性示例AB2sp等性线形非极性BeCl2AB3sp2等性平面三角非极性BF3,AB2sp3不等性角型极性H2OAB3sp3不等性三角锥极性NH3AB4sp3等性正四面体非极性CH4,-,18,根据杂化轨道理论预测下列分子的空间构型：SiF4,PCl3,OF2,SiHCl3判断各分子的偶极矩是否为零?,SiF4,正四面体形，偶极矩为0PCl3,三角锥形，偶极矩不等于0OF2,角形，偶极矩不等于0SiHCl3，四面体形，偶极矩不等于0,-,19,分子间力的性质,能量小：几个几十kJ/mol;近距离的(作用范围约几百pm)、无方向性、无饱和性。色散力为主，取向力只在极性很强的分子的分子间作用力中占较大比重。,分子体积越大，变形性越大，色散力越大。,如：F2Cl2Br2I2,沸点升高,分子间作用力对物质性质的影响,氢键对物质性质的影响,-,20,下列化合物分子之间是否有氢键？C2H6,NH3,CH3CH2OCH2CH3,H3BO3,CH3COCH3,C2H6,CH3CH2OCH2CH3,CH3COCH3：没有NH3,H3BO3,：有,-,21,ch3化学热力学,-,22,热力学第一定律,-,23,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(V2V1)等温过程，UpUV，则：,对于理想气体反应，有：,-,24,反应的标准摩尔焓变的计算,rHm=fHm(产物)fHm(反应物)=gfHm(G,s)+dfHm(D,g)afHm(A,l)+bfHm(B,aq),Forareaction：aA(l)+bB(aq)=gG(s)+dD(g),-,25,-,26,熵的性质,-,27,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)pppp任意态(T)pApBpCpD,-,28,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：,-,29,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rSmrGm=rHmTrSm（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rGm0,结论，在给定条件下热分解反应能自发进行,rGm(383K)=rGm(383K)+RTlnp(CO2)/p=82.24-3830.1676kJ.mol-1+8.31410-3kJ.mol-1.K-1383Kln(30Pa/105Pa)=(18.05-25.83)kJ.mol-1=-7.78kJ.mol-10=82.24-3830.1676+8.31410-3383lnp(CO2)/p0lnp(CO2)/p-5.668p(CO2)/p0.003453p(CO2)345.3Pa,-,33,标准平衡常数K,-,34,-,35,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,-,36,则平衡分压为：,-,37,化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响,-,38,-,39,第四章溶液化学,-,40,溶液的蒸气压下降,稀溶液的蒸汽压：p=pA(1-xB)=pAxA,-,41,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,-,42,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,-,43,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)+H2OH3+O(aq)+A-(aq)c-ccc,-,44,例在0.100molL-1HAc溶液中加入一定量固体NaAc,使NaAc的浓度等于0.100molL-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xmolL-1HAc=H+Ac起始浓度/molL-10.100.1平衡浓度/molL-10.1xx0.1+x,c(H+)=xmolL-1=1.7610-5molL-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1.3410-3molL-1减少到1.7610-5molL-1(降低76倍)。,-,45,-,46,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,-,47,3)利用氧化还原反应,-,48,2)胶体的结构,-,49,胶体的稳定性,-,50,Ch5化学动力学,-,51,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,-,52,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,-,53,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,-,54,2)不同温度下的k,范特霍夫(J.H.vantHoff)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。,-,55,第六章电化学基础与金属腐蚀,-,56,1)原电池表示,2)原电池的半反应,-,57,电池反应K与E关系,rGm=-RTlnK,rGm=-zFE,电池电动势的能斯特方程,-,58,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),-,59,已知甘汞电极电势甘汞=0.2799V，电池PtH2(g,100kPa)待测pH溶液甘汞电极，25时测得该电池的电动势E=0.664V，写出电极反应和电池反应，并计算待测溶液的pH值。,-,60,电极的极化,电极的极化和超电