第一章 气体和溶液
§1-1 气体
教学目的:
1. 熟练掌握理想气体状态方程式,并掌握有关计算。 2.熟练掌握分压定律及应用。
教学重点:
1. 理想气体状态方程式;
2. 道尔顿分压定律。
一、理想气体(Ideal Gases )
1.什么样的气体称为理想气体?
气体分子间的作用力很微弱,一般可以忽略; 气体分子本身所占的体积远小于气体的体积。
即气体分子之间作用力可以忽略,分子本身的大小可以忽略的气体,称为理想气体。 2.理想气体是一个抽象的概念,它实际上不存在,但此概念反映了实际气体在一定条件下的最一般的性质。
3.实际气体在什么情况下看作理想气体呢?
只有在温度高和压力无限低时,实际气体才接近于理想气体。因为在此条件下,分子间距离大大增加,平均来看作用力趋向于零,分子所占的体积也可以忽略。
二、理想气体状态方程
1.理想气体方程式(The ideal-gas equation ) pV = nRT
2.理想气体方程式应用(Application of the ideal-gas equation )
可求摩尔质量 (1) 已知p ,V ,T , m 求 M
(2) 已知p ,T ,ρ 求 M
三、道尔顿分压定律(Dalton’s Law of Partial Pressures ) 1801年
1.Deduction :假设有一理想气体的混合物,此混合物本身也是理想气体,在温度T 下,占有体积为V ,混合气体各组分为i (=1,2,3,… i ,…) 由理想气体方程式得:
11
RT p n V = ,22RT p n V = ,……,i i RT
p n V
=,…… ∴总
p V
RT n
V
RT n p i
i ===∑∑
,即∑=
i
p
p 总
2.表达式:∑=
i
p
p 总
3.文字叙述:在温度和体积恒定时,其总压力等于各组分气体单独存在时的压力之和。
4.另一种表达形式:i
i i i
RT
n p n V x RT p n n V
===总─ mole fraction 在温度和体积恒定时,理想气体混合物中,各组分气体的分压(p i )等于总压(p 总)乘以该组分的摩尔分数(x i )。
§1-2 稀溶液的依数性
教学目的:掌握稀溶液依数性及其应用。 教学重点:稀溶液依数性及其应用。 教学难点:稀溶液依数性及其应用。 一、依数性概念
二、溶液的蒸气压下降
饱和蒸气压:
拉乌尔定律:B A Kb p p p *
=-=? 应用:植物抗旱
三、溶液的沸点升高和凝固点降低
沸点: 凝固点:
图 稀溶液的沸点升高、凝固点下降
AB 为纯水的蒸气压曲线,A′B′为稀溶液的蒸气压曲线,AC 为冰的蒸气压曲线
溶液的沸点上升:B b b b b b K T T T ?=-=?
凝固点下降:B f f f f b K T T T ?=-=?
三、溶液的渗透压
半透膜: 渗透压:
图 渗透压示意图
产生渗透压的条件: (1)半透膜;(2)浓度差范特荷夫渗透压公式:π = c B RT 对于稀溶液来说,物质的量浓度约等于质量摩尔浓度,故式上式又可表示为
π = c B RT ≈ b B RT
第二章 化学热力学基础
§2-1热力学基础知识
教学目的及要求:
掌握热力学中的基本概念及热力学第一定律。
教学重点:
热力学第一定律。
教学难点:
热力学第一定律的应用。
一、系统的状态函数
系统: 所研究的对象称为系统.
环境: 系统以外与系统密切相关的部分称为环境.
状态函数: 用来说明、确定系统所处状态的宏观物理量。如:温度、压力、体积等。
状态函数的特点:状态一定值一定,殊途同归变化等,周而复始变化零。
状态函数的变化与过程的途径无关。
二、功和热
功和热是系统与环境之间的能量传递形式。
热:系统与环境由于温度差而引起的能量传递形式,以符号Q表示。一般规定体系吸热为正,放热为负。
功:除热以外的其它能量传递形式,以符号W表示。规定:体系对环境做功取负值,环境对体系做功取正值。
功:体积功W体与非体积功W’。 W体= - p外·△V
功和热都不是状态函数。
三、热力学第一定律(能量守恒定律)
热力学能(内能):是体系内部能量的总和,用符号U表示。是状态函数。
△U=Q+W
四、过程的热
1.定容热Q V① V始= V终②体系不做其它功
∵△V=0 ∴ W体=0 W’=0
此时:Q V=△U 定容热Q V等于体系热力学能的变化。
2.定压热Q p①p始= p终②体系不做其它功
Q p=△U- W’= △U+p外·△V = (U2- U1)+(p2V2-p1V1)
Q p= (U2+p2V2)-(U1-p1V1)
定义:H=U+pV H—焓,是状态函数。
Q p= H2-H1 定压热Q p等于体系焓的变化。
§2-2 化学反应的热力学能和焓
教学目的及要求:
1.了解热力学能的物理意义;
2. 掌握化学反应热效应的各种计算方法
教学重点:
焓和焓变;反应热含义及其计算;
教学难点:
焓的概念。
一、反应的摩尔热力学能
△r U m = △U/△ξ单位: KJ·mol-1
热化学方程式: 表示化学反应与反应热效应的关系的式子.
热化学方程式书写时的注意事项: 要注明反应物和生成物的温度、压力、聚集状态等,反应热与方程式呈一一对应关系。
二、反应的摩尔焓
△r H m = △H/△ξ 单位: KJ ·mol -1
反应的摩尔焓在一般情况下主要用来表示反应的热效应。是一个非常重要的概念。因为化学反应多在等压、不做非体积功情况下进行。
三、热化学定律
1.热化学定律(盖斯Hess 定律)
利用已知反应的热效应,计算未知反应的热效应。
化学反应,无论是一步完成,还是分步完成,其热效应是相同的。 C (石墨)+O 2(g )—————— CO 2(g ) △H 1
C (石墨)+1/2O 2(g )————— CO (g ) △H 2 CO (g )+1/2O 2(g )————— CO 2(g ) △H 3 △H 1 = △H 2 + △H 3 2.标准摩尔生成焓 标准态: 参考状态:
△r H m 0 = ∑νB △f H m 0(298K )
第三章 化学反应速率、方向和限度
§3-1 化学反应速率
教学目的及要求:
1.了解几个有关反应速度的基本概念。
2.理解基元反应,反应级数,会写速度方程。
教学重点:
1.质量作用定律。
2.速度方程的书写。
教学难点:速度方程的书写。 一、基本概念
化学反应速度常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,浓度单位
用mol·L -
1
必须注意以下几点:(1),(2),(3)
二、影响化学反应速度的因素 1.浓度对化学反应速度的影响
(1)基元反应和非基元反应
(2)基元反应的速度方程―质量作用定律 当温度一定时, 基元反应....的反应速度与反应物浓度系数次方的乘积成正比,这一规律称为质量作用定律。对于一般的基元反应:
aA + bB = cC + dD 其速度方程式为: b
B
a A k υc c ?= 注意:①质量作用定律只适用于基元反应。
②k 不随反应物浓度的变化而变化,是温度的函数,其单位随反应级数不同而异。 ③多相反应中,固态反应物浓度不写入速度方程。如:C (s ) + O 2(g) = CO 2 ,2
o k υc =
(3)非基元反应的速度方程
2.温度对化学反应速度的影响
Arrhenius 在大量实验事实的基础上,给出了速度常数和温度之间的关系式:
k = A·e -E a / RT (注意统一单位)
例 对反应:C 2H 5Cl (g ) → C 2H 4(g ) + HCl (g ),A=1.6 × 1014s -
1, E a =246.6kJ·mol -
1,求700K 时的速度常数k 。
3.催化剂对化学反应速度的影响
催化剂包括:正催化剂,负催化剂
催化剂的作用主要是改变了反应的历程,降低了反应的活化能,从而使反应速度增大。
小结:正确使用质量作用定律,对非基元反应要会根据条件写出其速度方程。
§3-2化学反应速度理论简介
1.碰撞理论简介
主要论点:(1)反应物分子间的相互碰撞是化学反应进行的先决条件,
(2)碰撞中部分能发生反应的分子首先必须具备足够的能量,以克服分子无限接近时电子云之间的斥力,从而使分子中的原子重排,即发生化学反应。这种具有足够能量的分子称为活化分子。
(3)活化分子之间的碰撞还必须在取向适当的方位上才能发生有效碰撞。
2.过渡态理论简介
理论认为:化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞完成的,在反应物到产物的转变过程中,必须通过一种过渡状态,即反应物分子活化形成活化配合物的中间状态:
A +
B -
C → [A …B …C] → A -B + C 活化配合物
§3-3 化学平衡
教学目的及要求:
1.了解化学平衡及平衡常数的意义。
2.掌握控制平衡移动的各项因素。
3.熟悉有关平衡常数的计算。
教学重点:
1.平衡常数的表达式。
2.化学平衡移动方向的判断。
3..平衡常数的计算。
教学难点:平衡常数的有关计算。 一、可逆反应和化学平衡
平衡状态是化学反应进行的最大限度。
二、平衡常数与标准平衡常数 1.平衡常数
在一定温度下,任一可逆反应:aA + bB ?cC + dD ,达到平衡时,反应物和产物的平衡浓度c A 、c B 、c C 、c D 之间有如下关系:
b B
a A d D
c C c c
c c c K ??=
K c 为浓度平衡常数。
注意:(1)平衡常数一般是有单位的,
(2) 只要温度不变,平衡常数就是一个定值,
(3) 平衡常数数值的大小是反应完全程度的标志,平衡常数值越大,反应可完成的程度越高。
气相反应,平衡常数既可用平衡时各物质浓度之间的关系来表示,也可用平衡时各物
质分压之间的关系表示。如反应:aA(g) + bB(g) ? cC(g) + dD(g),在某温度下达到平衡,有: b B
a A d D c C P p p p p K ??=
Kp 为压力平衡常数。
K p =K c (RT )△n
当△n = 0时,K p = K c 。
2.书写平衡常数表达式时必须注意之点
①如果反应涉及纯固体、纯液体,其浓度不写在平衡常数表达式中。
②在稀溶液中进行的反应,如反应有水参加,水的浓度可以视为常数,也不写在平衡常数表达式中。但在非水溶液中的反应,反应若有水参加,则水的浓度不可以视为常数,必须写在平衡常数表达式中。
③平衡常数表达式与化学反应方程式呈一一对应关系。同一化学反应方程式的写法不同,平衡常数的表达式就不同。
④若某个反应可表示几个反应的总和,则该反应的平衡常数等于各个反应平衡常数的乘积。
3.标准平衡常数
对于可逆反应 aA(aq) + bB(aq) ? cC(aq) + dD(aq)
平衡时A 、B 、C 、D 各物质的相对浓度分别表示为:c A /c Θ、c B /c Θ、c C /c Θ和c D /c Θ
,其标 准浓度平衡常数Θc
K 可以表示为:b
B a
A d D c C c
)
()()()(Θ
ΘΘΘΘc /c c /c c /c c /c K
??=
气相反应 aA(g) + bB(g) ? cC(g) + dD(g)
平衡时A 、B 、C 、D 各物质的相对分压分别表示为:p A /p Θ、p B /p Θ、p C /p Θ、p D /p Θ
,其标 准压力平衡常数Θp
K 可以表示为:b
B a
A d D c C p
)
()()()(Θ
ΘΘΘΘp /p p /p p /p p /p K
??=
注意:其标准平衡常数K Θ均无量纲。液相反应的K c 与其Θ
c K 在数值上相等,而气相反应
的K p 一般不与其ΘP
K 的数值相等。 三、化学平衡移动*
1.浓度对化学平衡移动的影响
结论:在其它条件不变的情况下,增加反应物浓度或减少生成物浓度,化学平衡向着正反应方向移动;相反,增加生成物浓度或减少反应物浓度,化学平衡向着逆反应方向移动。
例 某温度时反应 CO + H 2O ?CO 2 + H 2 的K c =1,反应开始时CO 的浓度为2mol·L -1
,H 2O
的浓度为3mol·L -1
,求平衡时各物质的浓度及CO 的转化率。
例 若温度和体积不变,在上述平衡体系中,增加水的浓度,使之成为6mol·L -1
,求CO 的转化率。
2.压力对化学平衡移动的影响
(1)对于有气体参加且反应前后气体的物质的量有变化的反应,压力变化时将对化学平衡产生影响
(2)反应前后气体分子数不变的反应,压力变化时将对化学平衡不产生影响
结论:压力变化只是对那些反应前后气体分子数目有变化的反应有影响;在恒温下,增大总压力,平衡向气体分子总数减小的方向移动,减小总压力,平衡向气体分子总数增加的方向移动。
3.温度对化学平衡移动的影响
结论:当温度升高时平衡向吸热反应方向移动,降温时平衡向放热反应方向移动。
4.平衡移动原理
如果对平衡体系施加外力,平衡将沿着减小此外力的方向移动。这一原理称为吕·查德里原理,又称平衡移动原理。
第四章原子结构
§4-1 原子核外电子的运动状态
教学目的及要求:1.微观粒子的统计规律性。
2. 波函数和原子轨道
3. 几率密度和电子云
4.四个量子数及其对核外电子运动状态的描述。
教学重点:四个量子数及其对核外电子运动状态的描述。
教学难点:四个量子数及其对核外电子运动状态的描述。
引言:玻尔三点假设:①定态假设;②能级假设;③跃迁假设。
一、微观粒子的统计规律性
1.微观粒子的波粒二象性
结论:正是由于微观粒子与宏观粒子不同,不遵
循经典力学规律,而要用量子力学来描述它的运
动状态。
电子衍射示意图
2.测不准原理图
△X·△P≥h/4π
二、波函数和原子轨道
薛定谔方程:描述核外电子运动的波动方程。
薛定谔方程是描述微观粒子运动状态、变化规律的基本方程。
它的解并不是具体的数资,而是一个含有三个变量x、y、z和三个
参数n、l、m的函数式,叫做波函数ψ,表示为ψ(x,y,z)。波函数
是描述核外电子运动状态的数学函数式。
量子力学中的原子轨道不是某种确定的轨道,而是原子中一个电子可能的空间运动状态,包含电子所具有的能量,离核的平均距离、几率密度分布等。
三、几率密度和电子云
电子在核外空间某处单位微小体积内出现的几率,称为几率密度,用波函数绝对值的平方|ψ|2表示。
常常形象地将电子的几率密度(|ψ|2)称作“电子云”。
四、四个量子数及其对核外电子运动状态的描述
图原子轨道的角度分布图
1.主量子数(n)
(1)取值范围它只能取1,2,3……等正整数。
(2)物理意义:①主量子数n是决定电子能量的主要因素。②主量子数表示电子离核的远近或电子层数。在光谱学上常用一套拉丁字母表示电子层,常用K、L、M、N、O、P、Q 等符号分别表示n = 1,2,3,4,5,6,7。
2.角量子数(l)
(1)取值范围:为l = 0,1,2,3,…,(n-1),在光谱学上分别用符号s,p,d,f等来表示。(2)l的物理意义为:①表示电子的亚层或能级。②表示原子轨道(或电子云)的形状。
③多电子原子中,l与n一起决定电子的能量。
3.磁量子数(m)
(1)磁量子数的取值:为0,±1,±2,……,±l,m值受l值的限制,m可有(2l+1)种状态。
(2)物理意义:磁量子数决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向。
(3)简并轨道:不同原子轨道具有相同能量的现象称为能量简并,能量相同的各原子轨道
s
(1)取值范围:它的取值只有两个(+1/2和-1/2),分别代表电子的两种自旋方向,可示意为顺时针方向和逆时针方向,用符号↑和↓表示。
小结:可以用四个量子数来确定电子的状态,根据四个量子数数值间的关系可以算出各电子层中可能有的状态。
§4-2 原子核外电子的排布
教学目的及要求:1.掌握核外电子排布的规律。2. 了解近似能级图。3. 掌握核外电子排布和元素周期系。
教学重点:核外电子排布和元素周期系。
教学难点:核外电子排布。
一、核外电子排布的规律
1.保里(Pauli)不相容原理
2.能量最低原理
3.洪特(Hund)规则
二、近似能级图
多电子原子的近似能级图
我国化学家徐光宪教授由光谱实验数据归纳出判断能级高低的近似规则—(n+0.7l)规则,所得结果与Pauling的近似能级图一致。
三、核外电子的排布和元素周期系
1.核外电子的排布
举例:Sc(Z=21)的电子层构型为:1s22s22p63s23p63d14s2。
Zn(30):1s22s22p63s23p6 3d104s2,或[Ar]3d104s2。
2.电子层结构与周期表
元素性质周期性变化的规律称为元素周期律,反映元素周期律的元素排布称元素周期表,亦称元素周期系。
§4-3 元素基本性质的周期性
教学目的及要求:1.掌握原子半径的周期性变化规律。2. 掌握电离势的周期性变化规律。3. 掌握电负性的周期性变化规律。
教学重点:1.原子半径的周期性变化规律。2. 电离势的周期性变化规律。3. 电负性的周期性变化规律。
教学难点:1.原子半径的周期性变化规律。2. 电离势的周期性变化规律。3. 电负性的周期性变化规律。
一、原子半径(r)
共价半径(r c):两种或同种元素的两个原子以共价单键结合时,其核间距的一半;
金属半径(r m):金属晶格中,金属原子核间距的一半;
范德华半径(r v):在单质中,两个相邻原子在没有键合的情况下,仅借范德华引力联系在一起核间距离的一半。
变化规律:同一周期,从左到右原子半径逐渐减小。
同一主族,从上到下原子半径逐渐增大。
二、电离势(I)
基态的一个气态中性原子失去一个电子形成气态阳离子时,所消耗的能量叫做电离势。
I1<I2<I3……。
变化规律:同一周期元素原子的第一电离势从左至右总的趋势是逐渐增大;
同一族中,元素原子的第一电离势从上至下总的趋势是减小。
三、电负性(X)
元素的电负性:指元素原子在分子中吸引电子的能力。
电负性综合反映原子得失电子的倾向,是元素金属性和非金属性的综合量度标准。
变化规律:同一周期自左至右,电负性增加(副族元素有些例外)
同族自上至下,电负性依次减小,但副族元素后半部,自上至下电负性略有增加。
第五章分子结构
§4-1 化学键
教学目的及要求
1.离子键及其特性。
2. 共价键及其特征。
教学重点:共价键及其特征。
教学难点:共价键及其特征。
一、离子键及其特性
1.离子键的形成
2.离子键的特征:离子键没有方向性和饱和性。
3.离子键的本质:离子键的本质是正、负离子之间的静电作用力。
4.离子键的离子性成分:一般来说,电负性差值大于1.7时,可形成离子键。
二、共价键及其特征
1.现代价键理论-VB法的要点
①如果A、B两个原子各有一个未成对的电子且自旋相反,
则当A、B原子相互靠近时可以配对形成共价单键,
②在形成分子时一个电子和另一个电子配对后就不能再和
其它电子配对了,
③原子轨道最大重叠原理。成键的原子轨道重叠时,必须符
号相同,才能重叠增大电子云密度。
2.共价键的特点
①共价键的饱和性②共价键的方向性
3.共价键的键型
①σ键②π键
③特殊共价键-配位键:在形成共价键时,若共用电子对是由一个原子提供的,则称为共价配键或称为配位键,用→表示,如:。
4.键参数
①键能②键长③键角④共价键的极性
§4-2 杂化轨道理论与分子空间构型
教学目的及要求:1.杂化轨道理论的基本要点。2. 杂化轨道类型与分子的空间构型教学重点:杂化轨道类型与分子的空间构型。
教学难点:杂化轨道类型与分子的空间构型。
一、杂化轨道理论的基本要点
概念:杂化;杂化轨道
要点:①,②,③,④
二、杂化轨道类型与分子的空间构型
1.sp杂化(键角=180°)
BeH2分子形成示意图
2.sp2杂化(键角=120°)
BF3的空间构型和sp2杂化轨道
3.sp3杂化(键角=109°28′)
CH4分子结构
4.等性杂化和不等性杂化
NH3分子和H2O分子的空间结构
§4-3 分子间力和氢键
教学目的及要求:1.了解分子的极性;2. 了解分子间力;3. 了解氢键。
教学重点:1.分子间力的种类。2.氢键的形成。
教学难点:氢键的形成。
一、分子的极性
分子极性的大小通常用偶极矩来衡量,极性分子的偶极矩μ等于正(或负)电中心的电量q与正、负电荷中心距离d的乘积:μ = q ·d
偶极矩是一个矢量,其方向由正到负。偶极矩越大表示分子的极性越强。
二、分子间力
1.取向力:这种力只存在于极性分子之间。
2.诱导力:这种力存在于极性分子与任何分子之间。
3.色散力:色散力不仅存在于非极性分子间,也存在于一切原子、离子和分子之间。
色散力在分子间存在是普遍的而且是主要的。
三、氢键
1.氢键
(1)定义:和电负性大,半径小的原子“X”以共价键相结合的氢原子能与另一个电负性大,半径小的原子“Y”生成一种弱的键,这种分子间有氢原子参加而形成的弱键称为氢键。氢键有分子间氢键和分子内氢键。(X,Y,一般为N,O,F(Cl))
(2)特点:①具有饱和性,X-H只能与一个Y原子形成氢键,②具有方向性
2.氢键对化合物性质的影响
①对物质熔沸点的影响
②对物质溶解度的影响
第六章定量分析概论
§6-1 定量分析概述
本节教学目的及要求:
1.了解定量分析的任务和方法。
2.掌握定量分析的一般程序。
3.掌握滴定分析的方法和滴定方式。
4. 掌握滴定分析的标准溶液和基准物质。掌握滴定分析的计算。
教学重点:滴定分析的计算。
教学难点:滴定分析的计算。
一、定量分析的任务和方法
1.定量分析的任务、作用
2.定量分析方法的分类
二、定量分析的一般程序
1.采样
2.前处理
3.测定
4.数据处理
三、滴定分析的方法和滴定方式
1.几个基本概念
滴定分析:
滴定剂:
滴定:
滴定终点:
滴定误差或终点误差:
2.滴定分析的方法
(1)酸碱滴定法:(2)沉淀滴定法:(3)氧化还原滴定法:(4)配位滴定法:
3.滴定分析对滴定反应的要求
(1)反应要按化学计量关系定量地进行
(2)反应要迅速进行
(3)有简便可靠的确定终点的方法。如有适当的指示剂。
4.滴定方式
(1)直接滴定(2)返滴定(3)置换滴定(4)间接滴定
四、滴定分析的标准溶液和基准物质
1.标准溶液的浓度表示方法
(1)物质的量浓度。符号c B 或c (B), (2)滴定度
以每毫升标准溶液相当的被测物质的质量来表示,符号为T s /x ,x 为被测物质的化学式。
a
b 1000
1.00B A B A ?
??
=M c T 例 计算0.1000mol·L -
1HCl 标准溶液对Na 2CO 3的滴定度。 2.标准溶液的配制与标定 (1) 直接配制法
基准物质必须符合下列要求。
a.纯度要高
b.组成恒定
c.稳定性好
d.最好具有较大的相对分子质量或式量。 (2) 间接配制法
五、滴定分析的计算
计算的主要依据是“等物质的量规则”
例 用0.1058mol·L -
1HCl 溶液滴定0.2035g 不纯的K 2CO 3,完全中和时,消耗HCl26.84mL ,求样品中K 2CO 3的质量分数。
例 标定0.1mol·L -
1NaOH 溶液的准确浓度,如选用邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)作基准物质,今欲把所用NaOH 溶液的体积控制在25mL 左右,问应称取该基准物质多少克?
§6-2 误差及数据处理
教学目的及要求:
1.掌握定量分析的误差、偏差计算。
2.掌握精密度与准确度的关系。
3.有效数字的表示及相关运算规则
4.可疑值的取舍。
教学重点:
1. 定量分析的误差、偏差计算。
2. 精密度与准确度的关系。
3. 有效数字的表示及相关运算规则。
4. 可疑值的取舍。
教学难点:
1.精密度与准确度的关系。
2.有效数字的表示及相关运算规则。
一、误差的分类
1.系统误差(可测误差) 特点:单向性,可测性
系统误差可以分为下列几种:
(1)方法误差(2) 仪器、试剂误差(3)操作误差。注意:要求在正常操作....下引起的。 2.偶然误差(随机误差)
特点:随机性,符合正态分布
二、误差和偏差的表示方法
1.准确度与误差
(1)绝对误差:E = x -T (有正、负之分)
(2)相对误差:
%100?=T
E
E r
2.精密度与偏差
(1)绝对偏差和相对偏差
绝对偏差:x x d -=i i 相对偏差:%100?=x
d d i r
(2)平均偏差 n
d d d d d n
321++++=
(没有正负之分) 相对平均偏差(r d )。即:%100?=
x
d d r
(3)标准偏差和相对标准偏差 标准偏差:()
1122
-=
--=
∑∑n d
n x x
S i
i
相对标准偏差:%100?=
x
S
S r
举例:分析某试样中的含氮量,测得如下数据:37.45%,37.20%,37.50%,37.30%,37.25%,计算其平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。如果真实含量为37.38%,求其绝对误差和相对误差。
三、提高分析结果准确度的方法
准确度表示测量的准确性,精密度表示测量的重现性。
精密度高,准确度不一定高。只有在消除或减免系统误差的前提下,才能以精密度的高低来衡量准确度的高低。
1.选择适当的分析方法
2.减少测量误差
3.减少偶然误差(多次平行测定,取其平均值)
4.消除系统误差
(1)对照试验(2)空白试验 (3)校准仪器
四、有效数字及其运算规则
1.有效数字及其位数(举例)
2.有效数字的运算规则
(1)记录测量数值时,只保留一位可疑数字;
(2)当有效数字位数确定后,其余数字应一律舍弃,舍弃办法:采取“四舍六入五留双”的规则。(举例)
(3)加减法:几个数据相加或相减时,它们的和或差的有效数字的保留,应该以小数点后位数最少的数字为准。(举例)
(4)在乘除法中,有效数字的保留。应该以有效数字位数最少的为准。(举例)
五、有限实验数据的处理
1.可疑值(离群值)的取舍 Q 检验法:步骤为:(1)排序,(2)计算Q 值,(3)查表比较、判断。
例如:某一溶液浓度经4次测定,其结果为:0.1014、0.1012、0.1025、0.1016(mol·L -
1)。其中0.1025的误差较大,问是否应该舍去(P=90%)? 2.分析结果的报告
(1)例行分析(常规分析)结果的报告:取两份的平均值报告分析结果
(2)多次测定结果的报告:平均值x 、标准偏差s 和测定次数n 报告分析结果。
例如,分析某试样中铁的质量分数,5次测定结果如下:0.3910,0.3912,0.3919,0.3917,0.3922。分析结果报告如下:=(Fe)w 0.3916,s = 0.0005,n = 5。
第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
§7-1 弱电解质的电离平衡
教学目的及要求:
1.掌握电离度和电离常数的计算。
2.掌握水的电离和溶液的pH 值。
教学重点:水的电离和溶液的pH 值。 教学难点:水的电离和溶液的pH 值。 一、电离度和电离常数
1.电离度
%100α?=
子总数
溶液中原有电解质的分已电离的电解质分子数
注:电离度的大小,主要取决于电解质的本性,同时又与溶液的浓度、温度等因素有关。 2.电离常数和稀释定律
定义:在一定温度下,弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数,称为电离平衡常数,简称电离常数(K i ) (1)HAc 的电离平衡
HAc ? H + + Ac -
HAc
Ac H a c c c K -
+?=
注:K a 与其它化学平衡常数一样,其数值大小与酸的浓度无关,仅取决于酸的本性和体系的温度。 (2)NH 3·H 2O 的电离平衡 NH 3·H 2O 是弱碱,电离方程式为:NH 3·H 2O ? NH 4+
+ OH -
O
H NH OH NH 234
?-
+?=
c c c K b
(3)稀释定律 c
K i ≈
α
在一定温度下,弱电解质的电离度α与电离常数的平方根成正比,与溶液浓度的平方根成反比,即浓度越稀,电离度越大。这个关系称为稀释定律。
例已知在298.15K 时,0.10mol·L -
1的NH 3·H 2O 的电离度为1.33%,求NH 3·H 2O 的电离常数。
二、水的电离和溶液的pH 值
H 2O ? H +
+ OH -
在一定温度下,当达到电离平衡时,水中H +的浓度与OH -
的浓度的乘积是一个常数,即w
OH H K c c =?-+
K w 为水的离子积常数,简称水的离子积。
注:常温时,无论是中性、酸性还是碱性的水溶液里,H +
浓度和OH -
浓度的乘积都等于
1.0 × 10-
14。
+H c >-OH c 或+H c >1.0 × 10-7 mol·L -
1 溶液呈酸性
+H c =-OH c =1.0 × 10-7 mol·L -1 溶液呈中性 +H c <-OH c 或+H c <1.0 × 10-7 mol·L -1 溶液呈碱性
pH = -lg +H c
p K w = pH + pOH =14.00
§7-2 酸碱质子理论
教学目的及要求:
1.掌握酸碱的定义和共轭酸碱对。
2.理解酸碱反应的实质。
3.掌握共轭酸碱对中K a 与K b 的关系。
教学重点:
1.酸碱的定义和共轭酸碱对。
2.共轭酸碱对中K a 与K b 的关系。
教学难点:共轭酸碱对中K a 与K b 的关系。 一、酸碱的定义和共轭酸碱对
酸:凡能给出质子(H +
)的物质(分子或离子)。
碱:凡能接受质子(H +
)的物质(分子或离子)。
酸 ? 碱 + H +
这种对应关系称为共轭酸碱对,右边的碱是左边的酸的共轭碱,左边的酸又是右边碱的共轭酸。 注:(1)酸和碱可以是分子,也可以是阳离子或阴离子;
(2)有的物质在某个共轭酸碱对中是碱,而在另一共轭酸碱对中却是酸,如HCO 3-
等; (3)质子理论中没有盐的概念,酸碱电离理论中的盐,在质子理论中都变成了离子酸和离
子碱,如NH 4Cl 中的NH 4+是酸,Cl -
是碱。
二、酸碱反应的实质
++Cl
NH 4
+
HCl N H 3
↓
H
+
酸1 碱2 酸2 碱1
三、共轭酸碱对中K a 与K b 的关系
K a1 K a2 K a3
一般地:H 3A ? H 2A - ? HA 2- ? A 3-
K b3 K b2 K b1
有:K a1 × K b3 = K a2 × K b2 = K a3 × K b1 = K w
可见,知道K a 就可以计算出其共轭碱的K b ;知道K b 就可以算出其共轭酸的K a 。
例 已知NH 3·H 2O 的K b = 1.76 × 10-5,求NH 4+
的K a 。
§7-3 酸碱溶液pH 值的计算
教学目的及要求:
1.掌握一元弱酸(弱碱)pH 值计算。
2.掌握多元弱酸(弱碱)pH 值计算。。
3.掌握两性物质pH 值计算。
教学重点:水的电离和溶液的pH 值计算。 教学难点:水的电离和溶液的pH 值计算。 一、一元弱酸(弱碱)
设有一种一元弱酸HA 溶液,总浓度为c mol·L -
1,则
HA ? H + + A -
起始浓度(mol·L -
1) c 0 0
平衡浓度(mol·L -
1) c - +H c +H c -A c
+
-+-
+-?=
?=
H Ac H HAc
Ac H a c c c c c c c K
因为+H c =-A c ,所以
+
+
-=
H 2H a c c c K
经整理得: 2H +
c
+ K a ·+H c - c·K a = 0 2
4a 2a a H K c K K c ?++-=
+ (近似式)
a
H K c c ?=+ (最简式)
同理可得,一元弱碱溶液OH -
浓度的计算公式。
当c /K b <400或α>5%时,用近似公式 2
4b
2b b OH K c K K c ?++-=
-
当c /K b ≥400或α≤5%时,用最简式
b OH K
c c ?=
-
例 求0.010mol·L -
1HAc 溶液的pH 值。
二、多元酸(碱)
对多元酸,如果K a1?K a2,溶液中的H +
主要来自第一级电离,近似计算+H c 时,可把它当一元弱酸来处理。对二元酸,其酸根阴离子的浓度在数值上近似地等于K a2。
多元碱亦可类似处理。
例 在室温和101.3kPa 下,H 2S 饱和溶液的浓度约为0.10mol·L -
1(H 2S),试计算H 2S 饱和
溶液中H +、 HS -和S 2-
的浓度。
例 计算0.10mol·L -
1Na 2CO 3溶液的pH 值。
三、两性物质
在溶液中既能失质子,又能得质子的物质如NaHCO 3、NaH 2PO 4、Na 2HPO 4等(以往称酸式盐)和NH 4Ac(弱酸弱碱盐)都是两性物质。
一般使用最简式。
如NaHA 、NaH 2A ,其最简式为:a2a1H K K c ?=+
如 Na 2HA ,其最简式为:a3a2H K K c ?=+
如 NH 4Ac ,其最简式为 :O)
H (NH b w (HAc) a 'a a H 23??
=
?=
+K K K K K c
§7-4 同离子效应与缓冲溶液
教学目的及要求:
1.了解影响离解平衡的因素。
2.掌握缓冲溶液pH 值计算。教学重点:缓冲溶液pH 值计算。
教学难点:缓冲溶液pH 值计算。
一、影响电离平衡的因素-同离子效应
1.同离子效应
这种在弱电解质溶液中加入一种与该弱电解质具有相同离子的易溶强电解质后,使弱电解质的电离度降低的现象称为同离子效应。
例 求0.10mol·L -
1HAc 溶液的电离度?如果在此溶液中加入NaAc 晶体,使NaAc 的浓度
达到0.10mol·L -
1,溶液中HAc 的电离度又是多少?
例 在0.10mol·L -1HCl 溶液中通入H 2S 至饱和,求溶液中S 2-
的浓度。 2.盐效应
这种在弱电解质溶液中加入不含相同离子的易溶强电解质,可稍增大弱电解质电离度的现象,称为盐效应。
二、缓冲溶液
能够抵抗外加少量酸、碱或适量稀释,而本身的pH 值不发生明显改变,这种溶液叫缓冲溶液。缓冲溶液所具有的这种性质,叫缓冲性。 1.缓冲溶液的缓冲原理
是因为在这种溶液中既含有足够量的能够对抗外加酸的成分即抗酸成分,又含有足够量的对抗外加碱的成分即抗碱成分。通常把抗酸成分和抗碱成分称为缓冲对。
缓冲溶液主要有以下三种类型。
(1)弱酸及其共轭碱。例如,HAc -NaAc 缓冲溶液,H 2CO 3-NaHCO 3缓冲溶液。 (2)弱碱及其共轭酸。例如,NH 3·H 2O -NH 4Cl 缓冲溶液。
(3)多元酸的两性物质组成的共轭酸碱对。例如,NaH 2PO 4-Na 2HPO 4缓冲溶液。 以HAc -NaAc 缓冲溶液为例来说明其缓冲原理。
HAc ? H + + Ac -
(1)
NaAc = Na + + Ac -
(2) 如果向该缓冲溶液中加入少量的酸时: 如果向该缓冲溶液中加入少量的碱时: 当稍加稀释时: 2.缓冲pH 值
缓冲溶液本身具有的pH 值称为缓冲pH 值。 以HAc -NaAc 缓冲溶液为例
b
a p pH c c lg
K -=a (式中c a 为弱酸的浓度,c b 为共轭碱的浓度,c a /c b 称为缓冲比。)
对弱碱及其共轭酸所组成的缓冲溶液同样可以导出:b
a p pH c c lg K -=a
例 若在90mL 的HAc -NaAc 缓冲溶液中(HAc 和NaAc 的浓度皆为0.10mol·L -
1),加入10mL
0.010mol·L -
1HCl 后,求溶液的pH 值,并比较加HCl 前后溶液pH 值的变化。 3.缓冲容量和缓冲范围
缓冲容量是指使1升缓冲溶液的pH 值改变1个单位时所需外加的酸或碱的物质的量。 注:缓冲容量的大小与缓冲溶液的总浓度及其缓冲比有关
当缓冲溶液的总浓度一定时,缓冲比(c a /c b 或c b /c a )愈接近1,则缓冲容量愈大;等于l 时,缓冲容量最大,缓冲能力最强。
缓冲范围:pH = p K a ± 1 4.缓冲溶液的选择和配制
缓冲溶液的选择和配制可按下列步骤进行: 首先,选择合适的缓冲对;
其次,选择合适的浓度; 第三是配制,(1)把两个缓冲组分都配成相同浓度的溶液,然后按一定的体积比混合;(2)在一定量的弱酸(或弱碱)中加入一定量的强碱(或强酸),通过中和反应生成的其共轭碱(或共轭酸)和剩余的弱酸(或弱碱)组成缓冲溶液;(3)在一定量的弱酸(或弱碱)溶液中加入对应的固体共轭碱(或共轭酸)。
例 如何配制pH =5.00的缓冲溶液1000mL 。
例 欲配制pH=9.00的缓冲溶液,应在500mL0.10mol·L -
1的NH 3·H 2O 溶液中加入固体NH 4Cl 多少克?假设加入固体后溶液总体积不变。
§7-5 酸碱滴定法
教学目的及要求:
1.掌握酸碱指示剂。
2.掌握酸碱滴定法的基本原理。
3.掌握酸碱滴定法的应用。
教学重点:
1.酸碱指示剂。
2.酸碱滴定法的基本原理。
3.酸碱滴定法的应用。
教学难点:
1.酸碱滴定法的基本原理。
2.酸碱滴定法的应用。
一、酸碱指示剂
1.变色原理
HIn ? H +
+ In -
(酸式色) (碱式色)
当溶液的pH 值发生变化时,上述平衡发生移动,从而使指示剂的颜色发生改变。 2.变色范围
-
-=In HIn HIn lg
p pH c c K
pH =p K HIn ± 1称为酸碱指示剂的理论变色范围
常用酸碱指示剂的变色范围:酚酞、甲基红、甲基橙 3.混合指示剂
一类是在指示剂中加入一种不随pH 变化而改变颜色的染料。 另一类是由两种或两种以上的指示剂混合而成。
二、酸碱滴定的基本原理 (一)一元酸碱的滴定
1.强酸与强碱的滴定
(1)强酸与强碱的滴定曲线和滴定突跃
以0.1000mol·L -1的NaOH 标准溶液滴定20.00mL 0.1000mol·L -
1的HCl 溶液为例 滴定前: pH =1.00。
计量点前:(即99.9%的HCl 被中和)时:
)L (mol 105.000.100019.98
20.0019.9820.0015H --??=?+-=
+c ,pH =4.30
计量点时:NaOH 与HCl 已完全中和,生成的NaCl 不水解,溶液呈中性,pH =7.00。 计量点后:NaOH 过量,所以溶液的pH 值决定于过量的NaOH 的浓度。 当加入20.02mLNaOH 溶液(即过量0.1%)时:
)L (mol 105.000.100020.02
20.0020.0020.0215OH --??=?+-=
-c ,pOH =4.30,
∴ pH =14.00-4.30=9.70
如果以加入NaOH 标准溶液的体积为横坐标,以溶液的pH 值为纵坐标作图,就可以得到一条曲线,这就是强碱滴定强酸的滴定曲线。
滴定突跃:这种在计量点附近加入一滴标准溶液而引起溶液pH 值的突变。 滴定突跃范围:滴定突跃所在的pH 值范围。 (2)选择酸碱指示剂的原则
凡是变色范围全部或部分落在滴定的突跃范围内的指示剂都可以选用。 (3)浓度对突跃范围的影响
酸碱滴定突跃范围的大小与滴定剂和被测物质的浓度有关,浓度越大,突跃范围就越大。 2.强碱滴定弱酸
以0.1000mol·L -1NaOH 滴定20.00mL 0.1000mol·L -
1HAc 为例
0.1000mol·L -
1NaOH 滴定0.1000mol·L -
1HAc 的滴定曲线
强碱滴定弱酸突跃范围的大小还与被滴定的弱酸的强弱程度有关。当浓度一定时,K a 越大,突跃范围越大。
通常把c · K a ≥10-
8作为弱酸能被强碱准确滴定的判据。 3.强酸滴定弱碱
只有当c · K b ≥10-
8时,弱碱才能被强酸准确地直接滴定。
(二)多元酸碱的滴定
1.多元酸的滴定
以二元酸为例:
(1)如果c ·K ai <10-8,则该级电离的H +
不能被强碱准确地直接滴定。
(2)如果c ·K a1≥10-
8,c ·K a2<10-
8,4a2
a110>K K ,则第一级电离出的H +
可以准确地直接滴
定,但第二级电离出来的H +
不能。因此,只能在第一计量点附近形成一个突跃。
(3)如果c ·K a1≥10-
8,c ·K a2≥10-
8,4a2
a110>K K ,则两级电离出的H +
都可以被强碱准确地
直接滴定,分别在第一、第二计量点附近形成两个突跃。也就是说,两级电离出来的H +
可以分步滴定。
(4)如果c ·K a1≥10-
8,c ·K a2≥10-
8,
4a2
a110 也都可以被强碱准确 地直接滴定,但只能在第二计量点附近形成一个突跃。即两级电离出来的H + 一次被滴定,不能分步滴定。 例如,用0.1mol·L -1NaOH 滴定0.1mol·L -1H 3PO 4,由H 3PO 4的电离常数K a1=7.5 × 10- 3, K a2=6.2 × 10-8,K a3=2.2 × 10- 13,有 c ·K a1 = 0.1 × 7.5 × 10-3 = 7.5 × 10-4 > 10- 8 c ·K a2 = (0.1/2)×6.2×10-8 = 0.31 × 10-8 ≈ 10- 8 c ·K a3 = (0.1/3) × 2.2 × 10-13 = 7.3 × 10-15 < 10- 8 45a2 a110101.2>?=K K 46a3 a210102.8>?=K K 所以,H 3PO 4的第一、第二级离解出来的H + 可被滴定,但第三级离解出来的H + 不能被滴定。滴定时,在第一、第二计量点都有突跃,可分步滴定。 2.多元碱的滴定 这里所说的多元碱实际上就是电离理论中的多元弱酸盐。对于它能否被强酸滴定,滴定过程中有几个突跃,可参照多元酸的滴定进行判断。 三、酸碱滴定法应用示例 第12章习题 1 解释下列名词术语: 核素 同位素 衰变 放射性 K电子俘获 衰变速率 半衰期 平均寿命 放射性衰变定律 衰变系 质量数 质量亏损 结合能 平均结合能 质能相当定律 幻数 超重元素 裂变 核聚变 超重岛 解答:核素具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。 同位素具有相同质子数和不同中子数的核素互称同位素。 衰变原子核自发地发生核结构的改变。 放射性从原子核自发放射出射线的性质。 K电子俘获人工富质子核可以从核外K层俘获一个轨道电子,将核中的一个质子转化为一个中子和一个中微子。 衰变速率放射性核素衰变的快慢程度。 半衰期放射性样品衰变掉一半所用的时间。 平均寿命样品中放射性原子的平均存活时间。 放射性衰变定律放射性衰变速率R(或放射性物质的放射活性A)正比于放射核的数量N,即A =R=-dN/dt=λN。 衰变系把大多数原子序数大于81的天然放射性核素根据它们的质量不同划分为的四个放射系列。 质量数质子数与中子数之和。 质量亏损一个稳定核的质量小于组成它的各组元粒子的质量,其间的差额叫做质量亏损。 结合能原子核分解为其组成的质子和中子所需要的能量。 平均结合能每个原子核的结合能除以核子数。 质能相当定律一定的质量必定与确定的能量相当。 幻数稳定的核素所含的质子、中子或电子的个数呈现的特殊的神奇数字。 超重元素原子序数大于109号的元素。 裂变原子核分裂为两个质量相近的核裂块,同时还可能放出中子的过程。 核聚变轻原子核在相遇时聚合为较重的原子核并放出巨大能量的过程。 超重岛由超重元素占据的“稳定岛”。 2 区分下列概念: α粒子与He原子结合能与平均结合能α射线与β射线 答:α粒子指的是带2个单位正电荷的氦核;而He原子则不带电荷。 结合能是根据质能相当定律算出的由自由核子结合成原子时放出的能量;而平均结合能是结合能除以核子数得到的数值。 α射线指的是带2个单位正电荷的氦核流,而β射线是带1个单位负电荷的电子流。 3 描述α、β和γ射线的特征。 答:α射线指的是带正电的氦核流,粒子的质量大约为氢原子的四倍,速度约为光速的1/15,它们的电离作用强,穿透本领小。 β射线是带负电的电子流,粒子的质量等于电子的质量,速度几乎与光速接近,其电离作用弱,故穿透本领稍高,约为α射线的100倍。 γ射线是原子核由激发态回到低能态时发射出的一种射线,它是一种波长极短的电磁波(高能光子),不为电、磁场所偏转,显示电中性,比X射线的穿透力还强,因而有硬射线之称,可透过200 mm厚的铁或88 mm厚的铅板,没有质量,其光谱类似于元素的原子光谱。 4 计算下列顺序中各元素的质量数,原子序数及所属的周期族: 第一章物质存在的状态………………………………………………………………2 一、气体 .......................................................................................................... 2 二、液体 .......................................................................................................... 3 ①溶液与蒸汽压 ................................................................................................ 3 ②溶液的沸点升高和凝固点的下降 ................................................................... 3 ③渗透压 .......................................................................................................... 4 ④非电解质稀溶液的依数性 .............................................................................. 4 三、胶体 .......................................................................................................... 4 第二章 化学动力学初步……………………………………………………………5 一、化学反应速率 ............................................................................................ 5 二、化学反应速率理论 ..................................................................................... 6 三、影响化学反应速率的因素 .......................................................................... 6 2、温度 ............................................................................................................ 7 第三章 化学热力学初步……………………………………………………………8 一、热力学定律及基本定律 .............................................................................. 8 二、化学热力学四个重要的状态函数 ................................................................ 9 4、自由能 ....................................................................................................... 10 ①吉布斯自由能 .............................................................................................. 10 ②自由能G ——反应自发性的判据 .................................................................. 11 ③标准摩尔生成自由能θ m f G ? (11) 第十三章硼族元素 总体目标: 1.掌握硼单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质、用途和制备方法 2. 通过硼及其化合物的结构和性质,掌握缺电子化合物的成键特征 3.掌握铝及其化合物的结构、性质和制备 4. .认识铍和铝的相似性 各节目标: 第一节硼单质及其化合物 1.掌握硼单质的结构、化学性质、用途和制备方法 2.掌握乙硼烷、硼酸(H3BO3)、硼砂和三卤化硼的性质、结构和制备方法 3.通过硼及其化合物的结构和性质,掌握缺电子化合物的成键特点和桥键的形成 第二节铝单质及其化合物 1.掌握铝及其化合物的主要性质和AlCl3的结构,了解铝的提取和冶炼 2.认识铍和铝的相似性,如金属单质、无水卤化物、水合卤化物、氢氧化物 第三节镓、铟、铊 了解镓、铟、铊单质及其重要化合物的性质 习题 一、选择题 ⒈下列有关硼、铝性质的叙述,错误的是( ) A.都是缺电子原子 (OH)3是弱酸,Al(OH)3是两性偏碱性C.其三卤化物分子都是平面三角形结构 D.都是亲氧元素 ⒉在下列a—Al2O3的制备方法中,不妥的是( ) A.灼烧Al(OH)3 B.灼烧Al(NO3)3 C.高温电解Al2(SO4)3 D.金属铝在氧中燃烧 ⒊下列铝的化合物不能用湿法制得的是( ) A. Al2(CO3)3 (SO4)3 C.AlCl3 (Ac)3 4. 以下矿物中含有铝的是( ) A.冰晶石 B.孔雀石 C.白云石 D.方铅矿 5. 下列化合物属于缺电子化合物的是 ( ) (吉林大学《无机化 学例题与习题》) B. H[BF4] C. B2O3 D. Na[Al(OH)4] 6. 在硼的化合物中,硼原子的最高配位数不超过4,这是因为( ) A .硼原子半径小 B.配位原子半径大 C.硼与配位原子电负性差小 D. 硼原子无价层d轨 道 7. 下列关于BF3的叙述中,正确的是( ) 易形成二聚体为离子化合物 C. BF3为路易斯酸 D. BF3常温下为液体 8. 下列金属单质中,熔点最低的是( ) (吉林大学《无机化学例 题与习题》) A. Cu B. Zn C. Na D. Ga 9. 下列化合物中,熔点最低的是( ) (吉林大学《无机化学 例题与习题》) A. BCl3 B. CCl4 C. SiCl4 D. SnCl4 10. 下列物质中水解并能放出H2的是 ( ) (吉林大学《无机化 学例题与习题》) 第12章 配位化学基础 1 M 为中心原子,a, b, d 为单齿配体。下列各配合物中有顺反异构体的是 (A ) (A ) Ma 2bd (平面四方)(B ) Ma 3b (C ) Ma 2bd (四面体)(D ) Ma 2b (平面三角形) 2 在下列配合物中,其中分裂能最大的是 (A ) (A ) Rh(NH 3)36+ (B )Ni(NH 3) 36+ (C ) Co(NH 3)36+ (D ) Fe(NH 3)36+ 3 在八面体强场中,晶体场稳定化能最大的中心离子d 电子数为 (B ) (A ) 9 , (B ) 6 , (C )5 , (D )3 4 化合物[Co(NH 3)4Cl 2]Br 的名称是 溴化二氯?四氨合钴(III ) ; 化合物[Cr(NH 3)(CN)(en)2]SO 4的名称是 硫酸氰?氨?二乙二胺合铬(III )。 5 四硫氰·二氨合铬(Ⅲ)酸铵的化学式是 NH 4[Cr (SCN )4(NH 3)2] ; 二氯·草酸根·乙二胺合铁(Ⅲ)离子的化学式是[Fe Cl 2(C 2O 4)en]- 4 。 6. 下列物质的有什么几何异构体,画出几何图形 (1)[Co(NH 3)4Cl 2]+ (2)[Co(NO 2)3(NH 3)3] 答:(1)顺、反异构(图略),(2)经式、面式异构(图略)。 7.根据磁矩,判断下列配合物中心离子的杂化方式,几何构型,并指出它们属于何类配合物(内/外轨型。 (1)[Cd (NH 3)4]2+ μm =0 ; (2)[Ni(CN)4]2- μm =0 ; (3)[Co(NH 3)6]3+ μm =0 ; (4)[FeF 6]3- μm =5.9μB ; 答: 第一章氢及稀有气体 1.氢气的制备 实验室:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 军事上:CaH2 +2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑ 2.稀有气体化合物 ①第一个稀有气体化合物:Xe + PtF6 → Xe+[ PtF6] (无色)(红色)(橙黄色) ②氙的氟化物水解: 2XeF2+2H2O →2Xe↑+4HF+ O2↑ 6XeF4 + 12H2O == 2XeO3 + 4Xe↑+3O2↑ +24HF XeF6+3H2O →XeO3+6HF ③氙的氟化物为强氧化剂: XeF2 + H2─→ Xe + 2HF XeF2 + H2O2─→ Xe + 2HF + O2↑ 第二章碱金属与碱土金属元素 一、碱金属与碱土金属(铍、镁除外)元素溶于液氨,生成溶剂合电子和阳离子成具有导电性的深蓝色溶液。 碱金属M(S) + (x+y)NH3 M+(NH3)x + e-(NH3)y 碱土金属M(S) + (x+2y)NH3 M2+(NH3)x +2e-(NH3)y 二、氢化物 氢化物共分为离子型、共价型、过渡型 离子型氢化物是极强的还原剂:TiCl 4+4NaH Ti +4NaCl +2H 2↑ LiH 能在乙醚中同B 3+ Al 3+ Ga 3+ 等的无水氯化物结合成复合氢化物,如氢化铝锂的生成。 4LiH + AlCl 3 乙醚 Li[AlH 4] + 3LiCl 氢化铝锂遇水发生猛烈反应Li[AlH 4]+4H 2O=LiOH↓+Al(OH)3↓+4H 2↑ 三、 氧化物 1、正常氧化物 碱金属中的锂和所有碱土金属在空气中燃烧时,分别生成正常氧化物Li 2O 和MO 。其他碱金属正常的氧化物是用金属与他们的过氧化物或硝酸盐相作用制得。 Na 2O 2+2Na=2Na 2O 2KNO 3+10K=6K 20+N 2↑ 碱土金属氧化物也可以由他们的碳酸盐或硝酸盐加热分解得到。 CaCO 3 CaO +CO 2↑ 2Sr(NO 3)2 2SrO +4NO 2+O 2↑ 1、 过氧化物与超氧化物 过氧化物是含有过氧基(—O —O —)的化合物,可看作是H 2O 2的衍生物。除铍外,所有碱金属和碱土金属都能形成离子型过氧化物。 2Na +O 2 Na 2O 2 除锂、铍、镁外,碱金属和碱土金属都能形成超氧化物。 K +O 2=KO 2 2、 臭氧化物 300℃~500℃ 高温 △ 第一章 一些基本概念和定律 本章总目标: 1:学习物质的聚集状态分气态、固态、液态三种,以及用来表示这三种聚集态的相关概念。 2;重点掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定律以及拉乌尔定律。 各小节目标 第一节:气体 1:了解理想气体的概念,学习理想气体的状态方程推导实际气体状态方程的方法。 2:掌握理想气体状态方程的各个物理量的单位及相关的计算。 理想气体:忽略气体分子的自身体积,将分子看成是有质量的几何点;假设分子间没有相互吸引,分子之间及分子与器璧之间发生的碰撞时完全弹性的,不造成动能损失。 3:掌握Dalton 分压定律的内容及计算。 第二节:液体和溶液 1:掌握溶液浓度的四种表示方法及计算 ○1物质的量浓度(符号:B c 单位1mol L -?):溶液中所含溶质B 的物质的量除 以溶液的体积。 ○2质量摩尔浓度(B B A n b m =,单位:1mol kg -?):溶液中溶质B 的物质的量除以溶剂的质量。 ○ 3质量分数(B B m m ω=):B 的质量与混合物的质量之比。 ○4摩尔分数(B B n n χ=):溶液中溶质的物质的量与溶液的总物质的量之比。 2:了解非电解质稀溶液的依数性及其应用。 第三节:固体 1:了解常见的四种晶体类型 2:掌握四类晶体的结构特征及对物质性质的影响,比较其熔沸点差异。 Ⅱ 习题 一 选择题: 1.如果某水合盐的蒸汽压低于相同温度下的蒸汽压,则这种盐可能发生的现象是() (《无机化学例题与习题》吉大版) A.气泡 B.分化 C.潮解 D.不受大气组成影响 2.严格的讲,只有在一定的条件下,气体状态方程式才是正确的,这时的气体称为理想气体。这条件是() A.气体为分子见的化学反应忽略不计 B.各气体的分压和气体分子本身的体积忽略不计 C.各气体分子的“物质的量”和气体分子间的引力忽略不计 D.各气体分子间的引力,气体分子的体积忽略不计 3.在300K,把电解水得到的并经干燥的H 2和O 2 的混合气体40.0克,通入60.0L 的真空容器中,H 2和O 2 的分压比为() A.3:1 B.2:1 C.1:1 D.4:1 4.在下述条件中,能使实际气体接近理想的是() A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压 5.某未知气体样品为5.0克,在温度为1000C时,压力为291KPa时体积是0.86L,该气体的摩尔质量是() A.42g/mol B.52g/mol C.62g/mol D.72g/mol 6.处于室温一密闭容器内有水及与水相平衡的水蒸气。现充入不溶于水也不与水反应的气体,则水蒸气的压力()(《无机化学例题与习题》吉大版) A.增加 B.减少 C.不变 D.不能确的 7.将300K、500KPa的氧气5L。400K、200KPa的氢气10L和200K、200KPa的氮气3L,三种气体压入10L容器中维持300K,这时气体的状态是() A.氧气的压力降低,氮气、氢气压力增加 B.氢气的压力降低,氮气、氧气的压力增加 C.氮气的压力不变,总压力比混合前低 D.氧气、氮气、氢气的压力降低,总压力比混合前低 8.土壤中NACL含量高时植物难以生存,这与下列稀溶液的性质有关的是()(《无机化学例题与习题》吉大版) A. 蒸汽压下降 B.沸点升高 C. 冰点下降 D. 渗透压 9.一种元素的相对原子质量,是该元素的一定质量与核素12 6 C的摩尔质量的1/12的比值,这一质量是() A.原子质量 B.各核素原子质量的平均质量 C.平均质量 D.1mol原子平均质量 10.在一次渗流试验中,一定物质的量的未知气体通过小孔渗相真空,需要的时间为5S,在相同条件下相同物质的量的氧气渗流需要20S。则未知气体的相对分子质量为() (《无机化学例题与习题》吉大版) A.2 B.4 C.8 D.16 11.下述理想气体常数R所用单位错误的是() mol-1?K-1 B. 8.314KJ?mol-1?K-1 C. 8.314KPa?L? mol-1?K-1 12.下列说法正确的是() A.44gCO 2和32gO 2 所含的分子数相同,因而体积不同 B.12gCO 2和12gO 2 的质量相等,因而“物质的量”相同 C.1molCO 2和1molO 2 的“物质的量”相同,因而它们的分子数相同 第十三章硼族元素 总体目标: 1、掌握硼单质、氢化物、卤化物与含氧化物的性质、用途与制备方法 2、通过硼及其化合物的结构与性质,掌握缺电子化合物的成键特征 3、掌握铝及其化合物的结构、性质与制备 4、、认识铍与铝的相似性 各节目标: 第一节硼单质及其化合物 1、掌握硼单质的结构、化学性质、用途与制备方法 2、掌握乙硼烷、硼酸(H3BO3)、硼砂与三卤化硼的性质、结构与制备方法 3、通过硼及其化合物的结构与性质,掌握缺电子化合物的成键特点与桥键的形成第二节铝单质及其化合物 1、掌握铝及其化合物的主要性质与AlCl3的结构,了解铝的提取与冶炼 2、认识铍与铝的相似性,如金属单质、无水卤化物、水合卤化物、氢氧化物 第三节镓、铟、铊 了解镓、铟、铊单质及其重要化合物的性质 习题 一、选择题 ⒈下列有关硼、铝性质的叙述,错误的就是( ) A、都就是缺电子原子 B、B(OH)3就是弱酸,Al(OH)3就是两性偏碱性 C、其三卤化物分子都就是平面三角形结构 D、都就是亲氧元素 ⒉在下列a—Al2O3的制备方法中,不妥的就是( ) A、灼烧Al(OH)3 B、灼烧Al(NO3)3 C、高温电解Al2(SO4)3 D、金属铝在氧中燃烧 ⒊下列铝的化合物不能用湿法制得的就是( ) A、Al2(CO3)3 B、Al2(SO4)3 C、AlCl3 D、Al(Ac)3 4、以下矿物中含有铝的就是( ) A、冰晶石 B、孔雀石 C、白云石 D、方铅矿 5、下列化合物属于缺电子化合物的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A、BCL3 B、H[BF4] C、B2O3 D、Na[Al(OH)4] 6、在硼的化合物中,硼原子的最高配位数不超过4,这就是因为( ) A 、硼原子半径小B、配位原子半径大 C、硼与配位原子电负性差小 D、硼原子无价层d轨道 7、下列关于BF3的叙述中,正确的就是( ) A、BF3易形成二聚体 B、BF3为离子化合物 C、BF3为路易斯酸 D、BF3常温下为液体 8、下列金属单质中,熔点最低的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A、Cu B、Zn C、Na D、Ga 9、下列化合物中,熔点最低的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A、BCl3 B、CCl4 C、SiCl4 D、SnCl4 10、下列物质中水解并能放出H2的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A、B2H6 B、N2H4 C、NH3 D、PH3 11、下列化合物中不能稳定存在的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A、SbI3 B、PI3 C、AlI3 D、TiI3 12 、下列含氧酸中属于一元酸的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A 、H3AsO3B、H3BO3 C、H3PO3 D 、H2CO3 13、下列物质中,酸性最弱的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A、、H3PO3 B 、H2S C、H3BO3 D、H5IO6 14、下列金属中,与硝酸反应得到产物的氧化数最低就是( ) A 、In B、Tl C、Fe D 、Bi 15、下列金属中,氧化能力最强的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A、NO2 B、SO3 C 、B2O3 D、Tl2O3 16、下列分子中,偶极矩最小的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A 、B2H6 B、SO2C、NCl3 D、SF4 17、下列化合物中,氧化性与惰性电子对效应有关的就是( ) A 、I2O5 B、Tl2O3 C 、Mn2O7 D、CrO3 大学无机化学第十二章试题及答案 第十三章硼族元素 总体目标: 1.掌握硼单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质、用途和制备方法 2. 通过硼及其化合物的结构和性质,掌握缺电子化合物的成键特征 3.掌握铝及其化合物的结构、性质和制备 4. .认识铍和铝的相似性 各节目标: 第一节硼单质及其化合物 1.掌握硼单质的结构、化学性质、用途和制备方法 2.掌握乙硼烷、硼酸(H3BO3)、硼砂和三卤化硼的性质、结构和制备方法 3.通过硼及其化合物的结构和性质,掌握缺电子化合物的成键特点和桥键的形成第二节铝单质及其化合物 1.掌握铝及其化合物的主要性质和AlCl3的结构,了解铝的提取和冶炼 2.认识铍和铝的相似性,如金属单质、无水卤化物、水合卤化物、氢氧化物 第三节镓、铟、铊 了解镓、铟、铊单质及其重要化合物的性质 习题 一、选择题 ⒈下列有关硼、铝性质的叙述,错误的是( ) A.都是缺电子原子 B.B(OH)3是弱酸,Al(OH)3是两性偏碱性 C.其三卤化物分子都是平面三角形结构 D.都是亲氧元素 ⒉在下列a—Al2O3的制备方法中,不妥的是( ) A.灼烧Al(OH)3 B.灼烧Al(NO3)3 C.高温电解Al2(SO4)3 D.金属铝在氧中燃烧 ⒊下列铝的化合物不能用湿法制得的是( ) A. Al2(CO3)3 B.Al2(SO4)3 C.AlCl3 D.Al(Ac)3 4. 以下矿物中含有铝的是( ) A.冰晶石 B.孔雀石 C.白云石 D.方铅矿 5. 下列化合物属于缺电子化合物的是 ( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.BCL3 B. H[BF4] C. B2O3 D. Na[Al(OH)4] 6. 在硼的化合物中,硼原子的最高配位数不超过4,这是因为( ) A .硼原子半径小 B.配位原子半径大 C.硼与配位原子电负性差小 D. 硼原子无价层d轨道 7. 下列关于BF3的叙述中,正确的是( ) A.BF3易形成二聚体 B.BF3为离子化合物 C. BF3为路易斯酸 D. BF3常温下为液体 8. 下列金属单质中,熔点最低的是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A. Cu B. Zn C. Na D. Ga 9. 下列化合物中,熔点最低的是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A. BCl3 B. CCl4 C. SiCl4 D. SnCl4 10. 下列物质中水解并能放出H2的是 ( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A. B2H6 B. N2H4 C. NH3 D. PH3 11. 下列化合物中不能稳定存在的是 ( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A. SbI3 B. PI3 C. AlI3 D. TiI3 12 . 下列含氧酸中属于一元酸的是 ( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A .H3AsO3 B.H3BO3 C.H3PO3 D .H2CO3 13.下列物质中,酸性最弱的是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.. H3PO3 B . H2S C. H3BO3 D. H5IO6 第一章 化学反应中的质量和能量关系 重要概念 1.系统:客观世界是有多种物质构成的,但我们可能只研究其中一种或若干物质。人为地将一部分物质与其他物质分开,被划分的研究对象称为系统。 2.相:系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分称为相。 3.状态:是指用来描述系统的诸如压力P 、体积V 、温度T 、质量m 和组成等各种宏观性质的综合表现。 4.状态函数:用来描述系统状态的物理量称为状态函数。 5.广度性质:具有加和性,如体积,热容,质量,熵,焓和热力学能等。 6.强度性质:不具有加和性,仅决定于系统本身的性质。如温度与压力,密度等。 系统的某种广度性质除以物质的量或者质量之后就成为强度性质。强度性质不必指定物质的量就可以确定。 7.热力学可逆过程:系统经过某种过程由状态1到状态2之后,当系统沿着该过程的逆过程回到原来状态时,若原来的过程对环境产生的一切影响同时被消除(即环境也同时复原),这种理想化的过程称为热力学的可逆过程。 8.实际过程都是不可逆的,可逆过程是一种理想过程。 9.化学计量数:0=∑B VB B表示反应中物质的化学式,VB是B 的化学计量数, 量纲为一;对反应物取负值,生成物取正值。 10.化学计量数只表示当安计量反应式反应时各物质转化的比例数,并不是各反应物质在反应过程中世界所转化的量。 11.反应进度ξ:b b v /n ?=?ξ 对于化学反应来讲,一般选未反应时,0=ξ 引入反应进度这个量最大的优点是在反应进行到任意时刻时,可用任一反应物或产物来表示反反应进行的程度,所得的值总是相等的。 12.习惯对不注明温度和压力的反应,皆指反应是在298.15K ,100kPa 下进行的。 13.一般没有特别的注明,实测的反应热(精确)均指定容反应热,而反应热均指定压反应热。 14.能量守恒定律:在任何过程中,能量不会自生自灭,只能从一种形式转化为另一种形式,在转化过程中能量的总值不变。也叫做热力学第一定律。ΔU=Q+W 15.热力学能具有状态函数的特点:状态一定,其值一定。殊途同归,值变相等。周而复始,值变为零。 16.系统与环境之间由于存在温差而交换的热量称为热。若系统吸热值为正,若系统放热值为负。 17.系统与环境之间除了热以外其他形式传递的能量都称为功。系统得功为正,系统做功为负。在一定条件下由于系统体积的变化而与环境交换的功称为体积功?-=pdV W ,除体积功以外的一切功称为非体积功如电功。 18.功和热都是过程中被传递的能量,它们都不是状态函数,其数值与途径有关。而热力学第一定律中的热力学能的改变量只有过程的始态和终态决定,而与过程的具体途径无关。 19.化学反应热是指等温过程热,即当系统发生了变化后,使反应产物的温度回到反应前始态的温度,系统放出或吸收的热量。 第十八章 氢 稀有气体 总体目标: 1.掌握氢及氢化物的性质和化学性质 2.了解稀有气体单质的性质及用途 3.了解稀有气体化合物的性质和结构特点 各节目标: 第一节 氢 1.掌握氢的三种成键方式 2.掌握氢的性质、实验室和工业制法及用途 3.了解离子型氢化物、分子型氢化物和金属性氢化物的主要性质 第二节 稀有气体 1.了解稀有气体的性质和用途 2.了解稀有气体化合物的空间构型 习题 一 选择题 1.稀有气体不易液化是因为( ) A.它们的原子半径大 B.它们不是偶极分子 C.它们仅仅存在较小的色散力而使之凝聚 D.它们价电子层已充满 2.用VSEPR 理论判断,中心原子价电子层中的电子对数为3的是( ) A .PF 3 B.NH 3 C.-34PO D.-3NO 3.用价电子对互斥理论判断,中心原子周围的电子对数为3的是( )(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.SCl 2 B.SO 3 C .XeF 4 D. PF 5 4.用价电子对互斥理论判断,中心原子价电子层中的电子对数为6的是( ) A.SO 2 B. SF 6 C.-34AsO D. BF 3 5. XeF 2的空间构型是( ) A.三角双锥 B.角形 C. T 形 D.直线型 6.下列稀有气体的沸点最高的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.氪 B.氡 C.氦 D.氙 7.能与氢形成离子型氢化物的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.活泼的非金属 B.大多数元素 C.不活泼金属 D.碱金属与碱土金属 8.稀有气体原名惰性气体,这是因为() A.它们完全不与其它单质或化合物发生化学反应 B.它们的原子结构很稳定,电离势很大,电子亲合势很小,不易发生化学反应 C.它们的价电子已全部成对 D.它们的原子半径大 9.下列各对元素中,化学性质最相似的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Be 与Mg B.Mg与Al C Li与Be D.Be与Al 10.下列元素中,第一电离能最小的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Li B.Be C. Na D.Mg 11.下列化合物中,在水中的溶解度最小的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.NaF B.KF C.CaF2 D.BaF2 12.下列氢化物中,最稳定的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.LiH B.NaH C.KH D.RbH 13.下列化合物中,键能最大的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.HBr B.NH3 C.H2 D.KH 14.合成出来的第一个稀有气体化合物是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.XeF2 B.XeF4 C.XeF6 D.Xe[PtF6] 15.下列化合物中,具有顺磁性的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Na2O2 B.SrO C.KO2 D.BaO2 16.下列叙述中错误的是() (大连理工大学《无机化学习题详解》) A.氢原子可获得一个电子形成含H-的离子型化合物。 B.氢原子可以失去一个电子形成含H+的离子型二元化合物 大学无机化学试题集及答案 第一章气体、液体和溶液的性质 1. 敞口烧瓶在7℃所盛的气体,必须加热到什么温度,才能使1/3气体逸出烧瓶? 2. 已知一气筒在27℃,30.0atm时,含480g的氧气。若此筒被加热到100℃,然后启开阀门(温度保持在100℃),一直到气体压力降到1.00atm时,共放出多少克氧气? 3. 在30℃时,把8.0gCO2、6.0gO2和未知量的N2放入10dm3的容器中,总压力达800 mmHg。试求: (1) 容器中气体的总摩尔数为多少?(2) 每种气体的摩尔分数为多少? (3) 每种气体的分压为多少?(4) 容器中氮气为多少克? 4. CO和CO2的混合密度为1.82g?dm-3(在STP下)。问CO的重量百分数为多少? 5. 已知某混合气体组成为:20份氦气,20份氮气,50份一氧化氮,50份二氧化氮。问:在0℃,760mmHg下200dm3此混合气体中,氮气为多少克? 6. S2F10的沸点为29℃,问:在此温度和1atm下,该气体的密度为多少? 7. 体积为8.2dm3的长颈瓶中,含有4.0g氢气,0.50mol氧气和分压为2atm 的氩气。这时的温度为127℃。问: (1) 此长颈瓶中混合气体的混合密度为多少? (2) 此长颈瓶内的总压多大? (3) 氢的摩尔分数为多少? (4) 假设在长颈瓶中点火花,使之发生如下反应,直到反应完全: 2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) 当温度仍然保持在127℃时,此长颈瓶中的总压又为多大? 8. 在通常的条件下,二氧化氮实际上是二氧化氮和四氧化二氮的两种混合气体。在45℃,总压为1atm时,混合气体的密度为2.56g?dm-3。计算: (1) 这两种气体的分压。(2) 这两种气体的重量百分比。 9. 在1.00atm和100℃时,混合300cm3H2和100 cm3O2,并使之反应。反应后温度和压力回到原来的状态。问此时混合气体的体积为多少毫升?若反应完成后把温度降低到27℃,压力仍为1.00atm,则混合气体的体积为多少毫升? (已知27℃时水的饱和蒸汽压为26.7mmHg) 10. 当0.75mol的“A4”固体与2mol的气态O2在一密闭的容器中加热,若反应物完全消耗仅能生成一种化合物,已知当温度降回到初温时,容器内所施的压力等于原来的一半,从这些数据,你对反应生成物如何下结论? 11. 有两个容器A和B,各装有氧气和氮气。在25℃时: 容器A:O2 体积500 cm3,压力1atm。 容器B:N2 体积500 cm3,压力0.5atm。 现将A和B容器相连,让气体互相混合,计算: (1) 混合后的总压。(2) 每一种气体的分压。 (3) 在此混合物中氧气所占的摩尔分数。 12. 在1dm3的玻璃瓶中,装有100 cm3含HCl 10%的盐酸溶液(1.19g?cm-3),在温度为27℃ 第一章无机化学基本知识 (一)填空题 1.在4个量子数n,l,m,m s中,决定原子轨道形状的是______,觉得原子轨道在空间伸展方向的是______。 2.我国化学家提出能及的相对高低与主量子数n和角量子数l的关系是______,其值越大,轨道能量越高。 3.核外电子排布遵循的三个原则是________,________,________。 4.分散系是指____________________的体系。NaCl、碘酒和泥浆都是分散系,他们分别是______、______、______。 5.与溶液溶质的性质无关,仅取决于____________的性质成为稀溶液的依数性,包括________,________,________,________。 6.丁达尔效应能够证明溶胶具有________性质,其动力学性质可以有________实验证明,电泳和电渗实验证明溶胶具有________性质。 7.常压下,海水的沸点________100℃.(填<,>,=) 8.人类不能饮用海水,吃冰激凌不如喝水解渴,以及海生生物不能在淡水中生存等现象都是与溶液的依数性之一________密切相关。 9.在寒冷的冬天施工是,常在混凝土中添加外加剂如CaCl、NaCl防冻,依据的化学原理为________________。 10.溶液产生渗透现象应具备的条件是_______和_______。 11.溶胶具有聚结稳定性的原因是有二,一是__________;二是__________。 12.胶粒带电的原因有二,一是_______带电;二是_______带电。 13.当把直流电源两极插到由FeCI3水解制备的氢氧化铁溶胶中,通电后,在____极附近颜色逐渐变深,这种现象称为_______。 14.当溶剂中溶解了溶质以后,溶剂的部分表面被_______所占据,使蒸发的机会减少,所以达到平衡时溶液的_______低于_______的蒸气压。 15.胶体溶液中,决定溶胶典型的物质是________。 (二)判断题 16.在60.0mL质量浓度为1.065g/L、质量分数为58.0%的乙酸溶液,含有37.1g 的乙酸。( ) 大学无机化学知识点总结 无机化学,有机化学,物理化学,分析化学无机化学元素化学、无机合成化学、无机高分子化学、无机固体化学、配位化学(即络合物化学)、同位素化学、生物无机化学、金属有机化学、金属酶化学等。 有机化学普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学。 物理化学结构化学、热化学、化学热力学、化学动力学、电化学、溶液理论、界面化学、胶体化学、量子化学、催化作用及其理论等。 分析化学化学分析、仪器和新技术分析。包括性能测定、监控、各种光谱和光化学分析、各种电化学分析方法、质谱分析法、各种电镜、成像和形貌分析方法,在线分析、活性分析、实时分析等,各种物理化学性能和生理活性的检测方法,萃取、离子交换、色谱、质谱等分离方法,分离分析联用、合成分离分析三联用等。 无机化学 第一章:气体 第一节:理想气态方程 1、气体具有两个基本特性:扩散性和可压缩性。主要表现在:⑴气体没有固定的体积和形状。⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。 2、理想气体方程:为气体摩尔常数,数值为= 8、314 3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。 第二节:气体混合物 1、对于理想气体来说,某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。 2、Dlton分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。 3、(0℃=273、15K STP下压强为101、325KPa =760mmHg =76cmHg) 第二章:热化学 第一节:热力学术语和基本概念 1、系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。按传递情况不同,将系统分为:⑴封闭系统:系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。系统质量守恒。 ⑵敞开系统:系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。 ⑶隔离系统:系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。 第一章思考题 1.一气柜如下图所示: A N2(2L) CO2(1L) 假设隔板(A)两侧N2和CO2的T, P相同。试问: (1)隔板两边气体的质量是否相等? 浓度是否相等?物质的量不等而浓度相等 (2)抽掉隔板(假设不影响气体的体积和气柜的密闭性)后,气柜内的T和P 会改变?N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变,N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同? 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体,标准态是在标准压力下(100kPa)的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值 4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同? 试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。 6.判断下列各说法是否正确: (1)热的物体比冷的物体含有更多的热量。× (2)甲物体的温度比乙物体高,表明甲物体的热力学能比乙物体大。× (3)物体的温度越高,则所含热量越多。× (4)热是一种传递中的能量。√ (5)同一体系: (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中,那个ΔU最大: (1)体系放出了60kJ热,并对环境做了40kJ功。 (2)体系吸收了60kJ热,环境对体系做了40kJ功。√ (3)体系吸收了40kJ热,并对环境做了60kJ功。 (4)体系放出了40kJ热,环境对体系做了60kJ功。 第十二章 配位平衡 12-1 在1L 6 mol ·L - 1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4,溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ,铜氨络离子能否被破坏?(K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013,K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20) 解:CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+,则 [Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3 平衡时: 0.01-x x (6-0.04)+4x 134 2431009.2) 496.5() 01.0(])([?=+?-= +x x x NH Cu K 稳 11910792.3--??=L mol x ])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OH Cu K OH Cu sp =??=---+ 铜氨络离子不能被破坏。 12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN - ]= 1 mol ·L -1,问此时溶液中[FeF 63-]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少?(K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103,K 稳[FeF 63- ]= 1×1016) 解: ---+=+SCN FeF F SCN Fe 3] [6])([363 12 3 163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[?=??====- ---- SCN Fe K FeF K SCN Fe FeF F SCN Fe SCN FeF K 稳 稳 12-3 在理论上,欲使1×10- 5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水,氨水的最低浓度应达到多少?事实上是 否可能达到这种浓度?(K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107,K SP [AgI]=9.3×10- 17) 解: -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233 起始浓度 a 0 0 达到平衡时 a-2x x x (全部溶解时:1 01.0-?=L mol x ) 此反应的平衡常数: 9177231004.1103.91012.1)(})({--+ ?=???=?=AgI Ksp NH Ag K K 稳 因此: 92 21004.1] 2[(-?=-=x a x K 1310-?=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。 12-4 通过配离子稳定常数和Zn 2+/Zn 和Au +/Au 的标准电极电势计算出Zn(CN)42-/Zn 和Au(CN)2 - /Au 的标准电极电势,说明提炼金的反应:Zn + 2Au(CN)2-===Zn(CN)42- + 2Au 在热力学上是自发的。 解: Au CN Zn CN Au Zn 2)()(224 2+=+- - 第十二章ds区元素 12.1 铜族元素.................................................................................................. 错误!未定义书签。 12.2 锌族元素.................................................................................................. 错误!未定义书签。 12.1 铜族元素 12.1.1 铜族元素通性 铜族元素 1.铜族元素通性 铜族元素的氧化态有+1,+2,+3三种,这是由于铜族元素最外层ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不大。有人认为在本族元素中,元素第二电离能与第一电离能的差值越小,它的常见氧化值就越高。 对于Cu、Ag、Au,Δ(I2-I1)Au < Δ(I2-I1)Cu < Δ(I2-I1)Ag 所以常见氧化态物+3,+2,+1。 铜、银、金的标准电势图如下所示: 12.1.2 铜族元素金属单质 2.铜族元素金属单质 (1).物理性质 铜和金是所有金属中仅有的呈现特殊颜色的二种金属,铜族元素的熔点、沸点、硬度均比相应的碱金属高。这可能与d电子也参与形成金属键有关。由于铜族金属均是面心立方晶体(如下图),它们不仅堆积最密而且存在较多可以滑动的高密度原子层,因而比相应的碱金属(多为体心立方晶体)密度高得多,且有很好的延展性,其中以金最佳。铜族元素的导电性和传热性在所有金属中都是最好的,银占首位,铜次之。 (2).化学性质 铜族元素的化学活性远较碱金属低,并按Cu--Ag--Au的顺序递减。 在潮湿的空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层铜绿。铜绿可防止金属进一步腐蚀,其组成是可变的。银和金不会发生该反应。 空气中如含有H2S气体与银接触后,银的表面上很快生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去银白色光泽。() 在电位序中,铜族元素都在氢以后,所以不能置换稀酸中的氢。但当有空气存在时,铜可缓慢溶解于这些稀酸中:中级无机化学唐宗薰版课后习题第十二章答案
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