大专无机化学理想气体状态方程(1)
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《无机化学》知识要点第一章:物质及其变化1、理想气体状态方程式表达式:PV=nRTP: 气体压力,SI 单位 PaV: 气体体积,SI 单位m 3n: 气体的物质的量,SI 单位molT: 气体的热力学温度;SI 单位KR: 摩尔气体常数,通过实验测得:8.314 J·mol -1·K -12、道尔顿气体分压定律:当体积一定时,混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。
P 总 = P A + P B + P C理想气体状态方程同样适用于气体混合物。
(1) 如混合气体中各气体物质的量之和为n 总,温度T 时混合气体总压为P 总, 体积为V ,则P 总V=n 总RT如以n i 表示混合气体中气体i 的物质的量,P i 表示其分压,V 为混合气体体积,温度为T ,则 P i V=n i RT(2) 当组分气体的温度和压力与混合气体相同时,组分气体单独存在时所占有的体积称为分体积,混合气体的总体积等于各分体积之和V 总 = V A + V B + V C且:PV i =n i RT推导可得:P i /P 总 = V i /V 总例: 在27℃,101.3kPa 下,取1.00L 混合气体进行分析,各气体的体积分数为:CO 60.0%,H 210.0%, 其它气体为30.0%。
求混合气体中,(1) CO 和H 2的分压;(2) CO 和H 2的物质的量;解: (1). P (CO) = P 总×总V V CO )(= 101.3kPa×0.600 = 60.8 kPaP (H2) = P 总×总V V H )(2= 101.3kPa×0.100 = 10.1 kPa(2). n(CO) = (RT )总V CO P = 300K K m ol 8.314J 1000.1a 108.601-1-333⨯⋅⋅⨯⨯⨯-m P = 2.40×10-2moln(H 2) = (RT )2总V H P = 300K K m ol 8.314J 1000.1a 101.101-1-333⨯⋅⋅⨯⨯⨯-m P = 4.00×10-3mol3、固体可分为晶体和非晶体两大类。
无机化学常用公式小全无机化学常用公式小全1:理想气体状态方程pV =nRT(该公式的各类变体详见第四章)2:实际气体状态方程。
⎢p 实+a ⎢⎢(V 实-nb )=nRT⎢V ⎢⎢⎢⎢⎢3:混合气体的分压定律p 总=∑p i p i =p 总g x i =p 总4:Graham 气体扩散定律=u (B )b (B ) =n (B ) n (B )或m (B ) = m (A ) m (A ) n (B ) m (B )w (B ) = V M,x (剂)=n (剂)=n 液n 质+n 剂n (剂)5:质量摩尔浓度,物质的量浓度,质量浓度和摩尔分数表示方法。
c (B ) =n 液n 质+n 剂n (质)6:Raoult 定律n 质+n 剂n (质)n 剂n (质)p =p *g (x 剂)∆p =p *g (x 质)=p *k ’b =kb (k =p *k ’)7:沸点升高公式∆T b =k ’∆p =k b b ∆T f =k ’∆p =k f b8:溶液渗透压公式∏=cRT ∏V =nRT常用物理量一览表(无论x 是什么量) 1:∆x =x (终)-x 始2:W =-p 外g ∆V3:(热力学第一定律)∆U =Q +W 4:恒容反应热(1)∆U =Q V (2)Q V =-C g ∆T (3)Q V 1∆T 1⇒Q V 1=Q V 21(推论1)∆T 2∆T 2m 1Q 1m Q=22(推论2)M 2∆T 1M 2∆T 25:恒压反应热(1)H =U +pVQ p =∆U -W =∆U +p 外∆V =(U 2-U 1)+(p 2V 2-p 1V 1)=(U 2+p 2V 2)-(U 1+p 1V 1)=∆H6:Q p 与Q v 的关系(1)Q p =Q v +∆nR T (2)∆r H m =(3)∆r H m =∆r U m +∆νRT (注:左右两边的单位为J ·mol -1) 7:标准生成热的应用∆r H m =∑v i ∆f H (生成物)-v ∆H (∑m i f m 反应物)ΘΘΘ∆r H m =∑v i ∆c H (m 反应物)-∑v i ∆c H (m 生成物)(注意反应物与生成物的前后顺序。
所有公式:1、注意单位,如焦耳,千焦;2、加入溶液时注意体积变化引起的浓度的变化3、能斯特方程注意正负号;4、单质的标准绝对熵不等于零,f G m 稳定态单质,T=0 f G m H +,aq,T=0 Chap 11、热力学温度:T= t + T0 T0=2、理想气体状态方程:pV=nRT 用于温度不太低,压力不太高的真实气体在SI 制中,p 的单位是Pa,V 的单位是m 3,T 的单位是K,n 的单位是mol ;R 是摩尔气体常数,R 的数值和单位与p,V,T 的单位有关,在SI 制中,R = J·K -1·mol -1;3、4、分压5、分体积定律6、溶液的浓度质量百分比浓度 B = mB/m = mB/mB+mA 以溶质B 的质量在全部溶液的质量中占有的百分比质量摩尔浓度 bB = nB/mA溶质B 的物质的量与溶剂A 的质量的比值物质的量分数摩尔分数 = nB/nB+nA溶质B 的物质的量占全部溶液的物质的量的分数物质的量浓度 cB = nB/V溶质的物质的量除以溶液的总体积与温度相关, 单位:molm-3, moldm-3, molL-1 Chap 21、体积功:气体发生膨胀或压缩做的功,一般条件下进行的化学反应,只作体积功 W= -p V = -p V 终-V 始2、热和功不是状态函数3、热力学第一定律:封闭体系中:U = U 2 – U 1 = Q + W4、焓:H = U + pV 等压时:Q p =H 2 – H 1 = H若为理想气体,H = U + pV = U + nRT H = U + nRT 5、等容热效应Q V :U = Q V等压反应热Qp :W= -pV则U = Qp + W = Qp -pVQp = Qv + nRT6、标准摩尔反应焓变:r H m =i f H m 生成物 i f H m 反应物 =y f H m Y+z f H m Z – a f H m A+b f H m B7、S m B,相态,T ,单位是J·mol -1·K -1任一化学反应的标准摩尔熵变: rSm =B Sm 生成物,T-B Sm 反应物,T rSm >0,有利于反应正向自发进行;8、G = H – TSG:吉布斯函数,状态函数, 广度性质, 单位J9、计算已知反应的自由能变r Gmr Gm=B fGm生成物,T-B fGm反应物,TChap 31、恒容条件下的化学反应速率B:化学反应计量数,反应物为负,生成物为正B/t:物质B的物质的量浓度随时间的变化率:基于浓度的反应速率,单位为molL-1s-12、质量作用定律 = k A m B nk: 速率常数,随温度变化,不随浓度变化质量作用定律只使用于基元反应3、4、阿仑尼乌斯Arrhenius公式应用:设活化能与温度无关,根据两个不同温度下的k 值求活化能;5、标准平衡常数表达式:J 为反应商,可作为反应进行方向的判据:6、非标准态下反应的r G m:rGmT = rGmT+lg JlgK T =-r G m T/Van’t Hoff 方程式 :r H m T - T r S m T =r G m T = T在温度变化范围不大时7、平衡常数与温度的关系:Chap 91、价键理论:磁矩与未成对电子数2、配合物与沉淀的生成与转换: AgNH 32+ + Br = AgBrs + 2NH 3K 转= NH 32 / AgNH 32+Br =NH 32Ag +/AgNH 32+BrAg + = K 不稳/K sp AgBrAgBrs + 2NH 3= AgNH 32+ + Br K 转= K 稳·K sp AgBrAgBrs + 2S 2O 32 = AgS 2O 323 + Br K 转= K 稳K sp AgBr溶解效应:由于配位平衡的建立使沉淀溶解 AgCl Ag + + Cl - K s AgCl Ag + + 2NH 3 AgNH 32+ Kst,AgNH 32+ AgCl + 2NH 3 AgNH 32+ + Cl - K Chap8:1、E=正极-负极=氧化型电对—还原型电对2、能斯特方程)2(+=n n μ对于半电池反应:p 氧化型Ox + ze q 还原型Red其中z 为转移电子数 注:纯固纯液不算入方程中计算,记为1; 式中Ox 和Red 应看成 Ox/c 和Red/c 的省写,对气体应看成是p Ox /p 和 p Red /p 3、– G = nFE 可以用于判断反应进行方向G < 0 反应自发进行 E > 0G = 0 达到平衡 E = 0 G > 0 反应不自发 E < 0 若反应在标准状态下进行,可用 E 进行判断当外界条件一定时,反应处于标准状态,反应的方向就取决于氧化剂或还原剂的本性4、电极反应: r G m = -z 电极F F=96485电池反应: r G m = -zE 电池F G 单位:J/mol E 单位:V 5、求氧化还原反应的平衡常数 T=F =×104C, R= JK –1mol –1注意:n 为整个氧化还原反应中所转移的电子数,与化学反应方程式的计量系数有关;E 为标准电动势,可由正负电极的标准电极电势直接得出;7、8、求算未知电对的标准电极电势[Red]-- 2.303lg [Ox]2.303[Red]-lg [Ox]2.303[Ox] +lg [Red]0.0592[Ox] lg [Red]q pqppqp qz F z F RT RT zF RT or zF z θθθθϕϕϕϕϕϕϕϕ+=+===若某元素电势图为∵G1 = - n1F1G2= - n2F2G = - nF n = n1 + n2G = - nF = -n1+ n2FG = G1+G2= -n1F1+-n2F2∴-n1+n2F = -n1F1+-n2F2得到θ与1θ,2θ的关系:自己写一下i个相应电对:相应推广,自己写一下。