2014大学无机化学考试总复习（课堂PPT）

考试总复习,1,KwH+OH-=10-14,水的离子积及水溶液的pH、pOH,适用于所有稀水溶液。,pH值的定义:pH=-lgH+,pOH的定义：pOH=-lgOH-pH+pOH=14,一、酸碱,沉淀及缓冲溶液,2,例：在浓度均为0.01molL-1的HCl，H2SO4，NaOH和NH4Ac四种水溶液中，H+和OH-离子浓度的乘积均相等。,KwH+OH-=10-14,3,一元弱酸（碱）溶液氢（氢氧根）离子浓度计算H,OH-,条件：（1）Kac酸20Kw,（2）c酸/Ka500）,条件：（1）Kbc碱20Kw,（2）c碱/Kb500）,4,将氨水的浓度稀释一倍，溶液中OH-离子浓度就减小到原来的一半。,OH-,5,酸碱共轭关系,HPO42PO43+H+酸共轭碱质子,KaKbH+OH-Kw=1.0010-14,互为共轭酸碱对的酸碱常数的相互关系,6,7,0.045moldm-3KNO2溶液的pH=8.0，则HNO2的Ka是(A)4.510-2(B)4.510-10(C)4.510-8(D)4.510-4,OH-,二元弱酸、弱碱溶液在实际计算H+时，通常忽略二级离解，从而把二元弱酸、弱碱当作一元弱酸、弱碱近似处理。二元弱酸第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓度近似等于Ka2，与酸的浓度关系不大。,8,9,例已知H2CO3的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11,计算0.020molL-1H2CO3溶液中H3O+、CO32-及pH。解：H2CO3(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+HCO3-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+CO32-(aq)Ka20，G0(B)S0，G0，S0(D)Gg+d(D)正反应的H0，且a+bg+d,54,(11)元反应与质量作用定律一步就能完成的化学反应称为元反应,对于元反应：aA+bB=gG+hH,上式称为质量作用定律，仅适用于元反应，对非元反应不适用。,55,(12)非基元反应与速率方程由两个或两个以上基元反应组合而成的反应。实验可检测到中间产物,但中间产物会被消耗掉，不出现在总反应方程式中。,上式称为速率方程，对非基元反应适用。,56,(慢，速率控制步骤),例如：对非基元反应,反应机理为,(快),速率控制步骤的速率=非基元反应的速率,速率方程为：,57,10.已知反应2NO(g)+Br2(g)2NOBr的反应历程是：NO(g)+Br2(g)=NOBr2(g)快NOBr2(g)+NO(g)2NOBr(g)慢此反应的速率方程可能是v=kcNOV=kc2NOV=kc2NOcBr2V=kcNOBrcNO,58,速率常数、反应级数的概念,m+n=0零级反应k的单位是molL-1s-1m+n=1一级反应k的单位是s-1m+n=2二级反应k的单位是mol-1Ls-1m+n=3三级反应k的单位是mol-2L2s-1,59,3.已知2A+2B=C，当A的浓度增大一倍，其反应速度为原来的2倍，当B的浓度增大一倍，其反应速度为原来的4倍，总反应为123D.0,60,（15）过渡态理论,61,例：已知各基元反应的活化能如下表。（单位：kJ/mol）在相同的温度时：（1）吸热反应是；（2）放热最多的反应是；（3）正反应速率常数最大的反应是；（4）反应可逆程度最大的反应是。,62,对于反应，SO3(g)=SO2(g)+1/2O2(g)rHm=98.7kJ/mol,63,六、氧化还原反应,（1）标准电极电势氧化/还原电对电极电势数值越正，电对中氧化型的氧化能力越大，电极电势数值越负，电对中还原型还原能力越强。电极电势为强度性质物理量,规定标准氢电极的电极电势值为0,配平，较简单自己整理,64,(-)Pt,H2(p)H+(c1)Fe3+(c2)，Fe2+(c3)Pt(+),氧化半反应：H22e=2H+还原半反应：Fe3+e=Fe2+总反应：H2+2Fe3+=2H+2Fe2+,负极在左，正极在右。表示相界面。不存在相界面的，用“，”分开。表示出金属惰性电极（Pt，Au，石墨等）。,（2）原电池的表达式,65,66,（4）电极电势的能斯特方程,氧化型浓度增加，电极电位增加，反之，电极电位降低。还原型浓度增加，电极电位降低，反之，电极电位增加。,67,能斯特方程书写注意事项：固体及纯液体不写，稀溶液中的水不写。氧化型及还原型分别包括了参加反应的介质。气体用相对分压。,68,（5）电动势的能斯特方程：,69,（6）氧化还原反应方向的判断,标准状况下用作为反应自发性的判据，非标准状况下用作为反应自发性的判据。,70,8-1已知,-0.257V，测得某电极的,-0.21V，说明在该系统中必有A.c(Ni2+)1molL-1B.c(Ni2+)Fe3+/Fe2+/Sn4+/Sn2+B.MnO4-/Mn2+Sn4+/Sn2+Fe3+/Fe2+C.Fe3+/Fe2+MnO4-/Mn2+Sn4+/Sn2+D.Fe3+/Fe2+Sn4+/Sn2+MnO4-/Mn2+,73,8-7已知25电极反应MnO48H+5e=MnO2+4H2O的=1.51V。若此时c(H+)由1molL-1减小到10-4molL-1，则该电对的电极电势变化值为A.上升0.38VB.上升0.047VC.下降0.38VD.下降0.047V,74,8-8由Zn2+/Zn与Cu2+/Cu组成铜锌原电池。25时，若Zn2+和Cu2+的浓度各为0.1molL-1和10-9molL-1，则此时原电池的电动势较标准态时的变化为A.下降0.48伏B.下降0.24伏C.上升0.48伏D.上升0.24伏,75,8-10已知(I2/I-)=0.54，(Cu2+/Cu+)=0.16V，计算(Cu2+/CuI)，判断反应2Cu2+4I-2CuI+I2进行的方向，并说明原因。Ksp(CuI)=1.110-12,A.-0.54V，(I2/I-)(I2/I-)，反应向右进行。D.0.87V，由于(Cu2+/CuI)为正值，所以反应向左进行。,76,77,78,8-11根据下列标准电极电势,(Br2/Br-)=1.07V,(Hg2+/Hg22+)=0.92V,(Fe3+/Fe2+)=0.77V,(Sn2+/Sn)=-0.14V。则在标准状态时不能共存于同一溶液中的是A.Br-和Hg2+B.Br-和Fe3+C.Hg22+和Fe3+D.Fe3+和Sn,79,80,81,82,（1）四个量子数的合理组合,自旋量子数不是解方程的过程中引进,七、原子结构与分子结构,83,84,能层（电子层，远近）能级（电子亚层，形状）取向原子轨道确定。,核外空间找到电子的可能性的区域,主量子数,角量子数,磁量子数,波函数确定,波函数空间图形,波函数的角度分布图及径向分布图,85,多电子原子核外电子排布,1s22s22p63s23p64s23d104p6,Pauli不相容原理能量最低原理Hund规则全充满半充满规则,86,1.下列波函数符号错误的是()1.0.0B.2.1.0C.1.1.0D.3.0.0,2.对于原子中的电子，下面哪些量子数组是容许的?A.n=3，l=1，m=-1B.n=3，l=1，m=2C.n=2，l=2，m=-1D.n=6，l=0，m=0E.n=4，l=-2，m=1,87,3.n=4时m的最大取值为4B.4C.3D.04.2p轨道的磁量子数可能有1.2B.0.1.2C.1.2.3D.0.+1.-1,88,练习：写出下列原子的核外电子排布Ca(20)Ti(22)Fe(26)Zn(30),1s22s22p63s23p64s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d104s2,或Ar4s2,或Ar3d24s2,89,，,2某元素的原子核外有24个电子，写出核外电子排布式，它在周期表中属于哪一周期、哪一族、什么区？,Ar3d54s1，它在周期表中属于4周期、VIB族、d区,90,2.n=3，l=1的原子轨道属（3）能级，该能级有（4）个简并轨道，半充满时，若用4个量子数的组合分别表示这些电子的状态，应该将它们写成（5）。具有这样电子组态的原子的核电荷数为（6），其元素符号是（7）。,2.（3）3p（4）3（5）3，1，-1，1/2；3，1，+1，1/2；3，1，0，1/2（6）15（7）P,91,（3）现代价键理论自旋方向相反的单电子可以键（头碰头）和键（肩并肩）的形式成键,单键：键（H2O）双键：键键(O2)叁键：键2个键(N2),92,（4）杂化轨道理论：等性杂化及不等性杂化sp3、sp2、sp,93,BF3：sp2，平面三角形；BF4-：sp3等性杂化，正四面体，有一个FB的配位键。H2O：不等性sp3杂化，V形；H3O+：不等性sp3杂化,三角锥形，有一个OH的配位键。NH3：不等性sp3杂化，三角锥形；NH4+：sp3杂化,正四面体，有一个OH的配位键。,94,5.BF3的空间构型为正三角形而NF3却是三角锥形，试用杂化轨道理论予以说明。,95,(5)分子间作用力：取向力，诱导力，色散力,96,(1)CO、HF间存在取向力和诱导力，HF分子间还存在氢键，故沸点由低到高的顺序为：H2NeCOHF(2)都是非极性分子，只存在色散力，色散力随分子量增大而增大，沸点也依次升高。CF4CCl4CBr4CI4,97,12色散力仅存在于非极性分子之间。13取向力仅存在于极性分子之间。14CO2分子与H2S分子之间存在着色散力，诱导力和取向力。,98,八、配位化合物及配位平衡,1、基本概念中心体，配体，配位原子，配位数,99,2、配合物的命名,100,101,3、配合物的杂化轨道理论,102,中心原子采用外层的ns、np、nd轨道杂化所形成的配合物称外轨型配合物。如：NiCl42-FeF63-,4、外轨型配合物和内轨型配合物,中心原子采用内层的(n-1)d、ns、np轨道杂化所形成的配合物称内轨型配合物。如：Ni(CN)42-Fe(CN)63-,103,电负性低的配位原子,易生成内轨型配合物，如：CN-、NO2-；,电负性高的配位原子,易生成外轨型配合物，如：卤素、H2O；,104,已知某金属离子配合物的磁矩为4.90B.M.，而同一氧化态的该金属离子形成的另一配合物，其磁矩为零，则此金属离子可能为（）(A)Cr()(B)Mn()(C)Fe()(D)Cu(),磁矩为4.9B.M.时，n=4磁矩为0B.M.时，n=0,24Cr3d54s125Mn3d54s226Fe3d64s229Cu3d104s1,105,5、与配位平衡有关的计算,稳定常数及不稳定常数互为倒数酸碱、沉淀、氧化还原对配位平衡的影响,106,1.已知(Fe3+/Fe2+)=0.771V,(I2/I-)=0.535V,请判断反应2Fe3+2I-2Fe2+I2能否发生？如果往该体系中加入KCN，使Fe(CN)63-=Fe(CN)64-=CN-=1.0mol/L，试计算说明是否会有I2生成？（K稳Fe(CN)63-=1042，K稳Fe(CN)64-=1035）,107,108,109,3.将过量Zn(OH)2加入1.0dm3KCN溶液中，平衡时溶液的pH=10.50，Zn(CN)42-的浓度是0.080moldm-3，试计算溶液中Zn2+，CN-和HCN浓度以及原来KCN浓度。(Ksp(Zn(OH)2)=1.210-17，K稳(Zn(CN)=5.01016，Ka(HCN)=4.010-10),Zn(OH)2+4CNZn(CN)+2OHK=K稳Ksp=0.60,沉淀+配合剂配离子+沉淀剂K竞争常数=KSKsp配离子+沉淀剂沉淀+配合剂K竞争常数=1/(KSKsp),110,=0.60pH=10.50OH=3.210-4moldm-3=0.60CN=1.110-2moldm-3,111,Zn2+OH2=KspZn2+=1.210-10(moldm-3)HCNH+CNHCN=8.810-4(moldm-3)原来KCN浓度c(KCN)=0.0804+1.110-2+8.810-4=0.33(moldm-3),112,已知：(a)某配合物的组成(质量分数)是：Cr20.0%；NH339.2%；Cl40.8%。它的化学式量是