无机化学-气体和溶液

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 = nRT2．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：11RT p n V = ，22RT p n V = ，……，i i RTp n V=，…… ∴总p VRT nVRT n p ii ===∑∑，即∑=ipp 总2．表达式：∑=ipp 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：ii i iRTn 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 ）。

大连理工大学2024年硕士研究生入学考试大纲科目代码：630 科目名称：无机化学及无机化学实验具体复习大纲如下：一、气体和溶液1、理想气体的概念、理想气体状态方程、理想气体状态方程的应用.2、混合气体中组分气体、分压的概念，分压定律、分体积定律.3、真实气体与理想气体的差别.4、液体的蒸发及饱和蒸汽压.5、稀溶液的依数性.二、热化学1、系统、环境、相、热、功、热力学能和焓等概念.2、热力学第一定律.3、热化学方程式、化学反应的标准摩尔焓变（Δr H mӨ）.4、物质的标准摩尔生成焓（Δf H mӨ）、物质的标准摩尔燃烧焓（Δc H mӨ）.5、Hess定律及有关计算.三、化学反应速率1、化学反应速率、（基）元反应、复合反应等概念.2、反应速率方程、速率系数、反应级数的确定.3、活化分子、活化能等概念、阿伦尼乌斯方程.4、用碰撞理论和活化络合物理论说明浓度、温度和催化剂对反应速率的影响.四、化学平衡熵和Gibbs函数1、化学平衡、标准平衡常数、平衡组成的计算、多重平衡规则.2、反应商判据、Le Chaterlier原理.3、浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及相关计算.4、熵的概念、吉布斯函数的概念，物质的标准摩尔熵S mӨ、物质的标准摩尔生成Gibbs函数、反应的Δr S mӨ和Δr G mӨ的简单计算，Δr G mӨ与Δr H mӨ和Δr S mӨ的关系、Δr G mӨ与KӨ的关系.5、介绍反应的Δr G m，用Δr G m和Δr G mӨ判断反应进行的方向和程度.五、酸碱平衡1、酸碱质子理论、水的解离平衡、水的离子积常数、常见酸碱指示剂的变色范围.2、强酸、强碱溶液有关离子浓度和pH的计算.3、一元（多元）弱酸（碱）的解离平衡、解离常数和平衡组成的计算.4、一元弱酸强碱盐和一元强酸弱碱盐的水解平衡、水解常数和平衡组成的计算.5、多元弱酸强碱盐的分步水解及其平衡组成的计算、酸式盐溶液pH的近似计算.6、同离子效应、缓冲溶液、缓冲能力、缓冲溶液pH的计算.7、酸碱电子理论、配合物的基本概念、配合物的命名、配合物的不稳定常数和稳定常数、配体过量时配位平衡组成的计算、酸碱反应与配合反应共存时溶液平衡组成的计算.六、沉淀-溶解平衡1、难溶电解质的沉淀-溶解平衡、标准溶度积常数、标准溶度积常数与溶解度之间的关系和有关计算.2、溶度积规则、用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解.3、pH对难溶金属氢氧化物沉淀-溶解平衡的影响及有关计算、沉淀的配位溶解及其简单计算.4、分步沉淀和两种沉淀间的转化及有关计算.七、氧化还原反应电化学基础1、氧化还原反应的基本概念、氧化反应方程式的配平.2、原电池的基本概念、电池电动势的概念.3、电极电势的概念及其影响因素、Nernst方程式及其相关计算、电极电势的应用.4、元素电势图及其应用.八、原子结构和元素周期律1、氢原子光谱、Bohr原子结构理论、电子的波粒二象性、量子化和能级、原子轨道、概率密度、概率、电子云.2、四个量子数的名称、符号、取值和意义.3、s、p、d原子轨道与电子云的形状和空间伸展方向.4、多电子原子轨道能级图和核外电子排布的规律、写出常见元素原子的核外电子排布、根据核外电子排布确定它们在周期表中的位置.5、周期表中元素的分区、结构特征.6、原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律.九、分子结构1、化学键的分类、共价键价键理论的基本要点、共价键的特征和类型.2、杂化轨道理论的概念和类型、用杂化轨道理论解释简单分子和离子的几何构型.3、价层电子对互斥理论的要点、用价层电子对互斥理论推测简单分子或离子的几何构型.4、分子轨道的概念、第二周期同核双原子分子的能级图、电子在分子轨道中的分布、推测第二周期同核双原子分子（离子）的磁性和稳定性（键级）.5、键级、键能、键长、键角等概念.十、晶体结构1、晶体的类型、特征和组成晶体的微粒间的作用力.2、金属晶体的三种密堆积结构及其特征、金属键的形成和特征.3、三种典型离子晶体的结构特征、晶格能的概念、离子电荷和半径对晶格能的影响、晶格能对离子化合物熔点、硬度的影响、晶格能的热化学计算方法.4、离子极化及其对键型、晶格类型、溶解度、熔点、颜色的影响.5、键的极性和分子的极性、分子的偶极矩和变形性及其变化规律、分子间力的产生及其对物质性质的影响.6、氢键形成的条件、特点及对物质某些性质的影响.7、过渡性晶体结构（如：层状晶体）.十一、配合物结构1、配合物价键理论的基本要点、配合物的几何构型与中心离子杂化轨道的关系、内轨型和外轨型配合物的概念、中心离子价电子排布与配离子稳定性和磁性的关系.2、配合物晶体场理论的基本要点、八面体场中d电子的分布、高自旋和低自旋配合物、推测配合物的稳定性和磁性、配合物的颜色与d-d跃迁的关系.十二、s区元素1、碱金属和碱土金属的通性、单质的重要物理性质和化学性质.2、碱金属和碱土金属的重要氢化物、氧化物、过氧化物、超氧化物的生成和基本性质.3、碱金属和碱土金属氢氧化物碱性强弱的变化规律、重要盐类的溶解性和稳定性.4、锂和铍的特殊性、对角线规则.十三、p区元素（一）1、硼族元素的通性、缺电子原子和缺电子化合物的概念、乙硼烷的结构和重要性质、硼酸的晶体结构和性质、硼砂的结构和性质、硼的卤化物的结构和水解.2、铝及其重要化合物的性质.3、碳族元素的通性、碳单质的结构、碳的氧化物、碳酸及其盐的重要性质、用离子极化理论说明碳酸盐的热稳定性.4、硅单质、硅的氢化物、硅的氧化物、硅酸及其盐的重要性质.5、硅的卤化物的结构和水解.6、锡和铅的氧化物和氢氧化物的酸碱性及其变化规律、Sn(Ⅱ)的还原性、Pb(Ⅳ)的氧化性、锡和铅硫化物的颜色、生成和溶解性.十四、p区元素（二）1、氮族元素的通性、氮分子的结构和特殊稳定性、铵盐的性质、氮的氧化物的结构、硝酸的结构和性质、硝酸盐和亚硝酸盐的性质.2、磷的单质、氢化物、氧化物、卤化物的结构和性质.3、磷酸及其盐的性质、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、聚磷酸、聚偏磷酸的结构和性质.4、砷、锑、铋氧化物及其水合物的酸碱性及其变化规律.5、砷、锑、铋化合物氧化还原性的变化规律和重要反应.6、砷、锑、铋硫化物的颜色、生成和溶解性及砷、锑的硫代酸盐.7、氧族元素的通性、氧单质的结构和性质、过氧化氢的结构和性质及其重要反应.8、硫单质的结构和性质、硫化氢的性质、金属硫化物的溶解性、多硫化物的性质、二氧化硫和三氧化硫的结构、亚硫酸及其盐的性质、硫酸及其盐的性质、硫代硫酸盐的结构和性质、过二硫酸盐的结构和性质、焦硫酸盐和连二亚硫酸盐的性质.十五、p区元素（三）1、卤素的通性、卤素单质的制备和性质、卤化氢的制备及其性质（还原性、酸性、稳定性）的变化规律、氯的含氧酸及其盐的性质及其变化规律、溴和碘的含氧酸的基本性质.2、稀有气体的重要性质及其变化规律、稀有气体化合物及其几何构型.3、p区元素的氢化物、氧化物及其水合物性质的递变规律.4、p区元素化合物的氧化还原性递变规律、p区元素含氧酸盐的热稳定性递变规律.十六、d区元素（一）1、过渡元素的原子结构特征和通性.2、钛单质的性质和用途.3、铬单质的性质、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)化合物的酸碱性和氧化还原性及其相互转化，杂多酸盐磷钼酸铵.4、Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)重要化合物的性质.5、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重要化合物的性质及其变化规律.6、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)重要化合物的性质及其变化规律.7、铁、钴、镍的重要配合物.十七、d区元素（二）1、铜族元素的通性.2、铜的氧化物、氢氧化物、重要铜盐的性质.3、Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)相互转化、铜的重要配合物、水溶液中Cu2+的重要反应.4、银的氧化物和氢氧化物的性质、银的重要配合物、水溶液中Ag+的重要反应.5、锌族元素的通性、氢氧化锌的性质、水溶液中Zn2+的重要反应、锌的重要配合物.6、镉的重要化合物的性质.7、汞的重要化合物的性质、Hg(Ⅰ)和Hg(Ⅱ)间的相互转化、水溶液中Hg2+和Hg22+的重要反应.十八、无机化学实验1.实验基本操作：加热、洗涤、过滤等无机化学实验操作。

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。

气体与溶液性质气体与溶液是化学中重要的物质状态，它们在许多领域都有着广泛的应用。

本文将详细介绍气体与溶液的性质，包括其定义、组成、特点以及普遍规律。

首先，我们来谈谈气体的性质。

气体是一种无定形的物质状态，其分子之间的相互作用力相对较小，使得气体具有较高的扩散性、可压缩性和可混合性。

气体可以通过改变温度和压力来调整其体积和密度。

气体分子之间的平均距离较大，分子之间几乎没有相互作用，因此气体没有固定的形状和体积。

气体的分子自由运动，具有高度的熵和无序性。

气体在常温、常压下的体积可以根据阿伏伽德罗定律确定，即相同条件下气体的体积与分子的个数成正比。

气体的性质还包括压力和温度的影响。

根据理想气体状态方程，气体的压强与温度成正比，温度越高，气体分子的平均动能越大，压强也相应增加。

而根据查理定律，给定体积的气体，在恒定温度下，压强与气体的体积成反比。

根据博伊尔定律，给定质量的气体，在恒定温度下，压强与气体的体积成正比。

这些定律为我们研究和应用气体提供了重要依据。

接下来，我们来探讨溶液的性质。

溶液是由溶质和溶剂组成的一种均相混合物。

其中溶质是指溶解在溶剂中的物质，而溶剂是指用于溶解其他物质的介质。

在溶液中，溶质的存在形式可以是分子、原子或离子。

溶液中的溶质和溶剂之间会发生相互作用，这种相互作用可以使溶质分子被溶剂分子包围和稳定，并随着溶剂的运动而分散。

溶液的性质受到溶质和溶剂的特性影响。

溶液中的溶质可以是固体、液体或气体。

当溶质是固体时，其溶解度受温度、压力和溶剂性质的影响。

其中，温度对溶解度的影响最为显著。

在一些情况下，增加温度可以提高固体溶质的溶解度，而在其他情况下，增加温度反而会降低溶解度。

溶解度曲线描述了溶质在不同温度下的溶解度变化规律。

同时，在气体溶液中，溶质的溶解度还受到压力的影响。

亨利定律表明，溶解度与气体的分压成正比。

在恒定温度下，增加气体的分压会增加气体分子进入溶液的速率，进而增加溶解度。

此外，溶液的浓度也是一个重要的性质。

第3章 气体、溶液和胶体知识点：一 理想气体状态方程与道尔顿气体分压定律1、 pV= nRTR ＝8.314 kPa∙L∙mol -1∙K -1＝8.314 Pa∙m 3∙mol -1∙K -1＝8.314 J·mol -1·K -1 2、∑i 321p p p p p =+++= 二 溶液的浓度的表示方法1、物质的量浓度 V n c B B =单位mol·L -1 2、质量摩尔浓度 A B B m n b =单位mol·kg -1 3、摩尔分数 B B n x n =4、质量分数 B B m w m =5、质量浓度 B B m Vρ= 单位g·mL -1 三 稀溶液的依数性1、溶液的蒸气压下降 Δp ＝K •b B2、溶液的沸点升高 ΔT b ＝K b •b B3、溶液的疑固点下降 ΔT f ＝K f •b B4、溶液具有一定的渗透压 依数性适用条件：难挥发、非电解质、稀溶液四 胶团结构：AgNO 3与KI 反应形成AgI 溶胶：1、KI 过量：2、AgNO 3过量： 五 溶胶的稳定性和聚沉1、稳定性因素：布朗运动、胶粒带电、溶剂化作用2、聚沉方法：加热、电性相反溶胶的相互混合、加入强电解质3、电解质的聚沉能力： 电解质的聚沉值越小，其聚沉能力越大若胶粒带正电，聚沉能力的次序为：阴离子-3>-2>-1 ； F -> Cl ->Br -> I -若胶粒带负电，聚沉能力的次序为：阳离子+3>+2>+1 ； Cs +>Rb +>K +>Na +>Li + BV n RT ∏=+x-+m {(AgI)nI (n-x)K }xK -⋅⋅⋅ 胶粒带负电x+m 33{(AgI)nAg (n-x)NO }xNO +--⋅⋅⋅ 胶粒带正电。