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《大学基础化学》复习

复习内容

第一章 物质的聚集状态

第二章 化学反应的一般原理

第三章 定量分析基础

第一章 物质的聚集状态

一.气体

1. 理想气体状态方程

2. 分压定律

二.溶液浓度表示

1. 物质的量浓度

2. 质量摩尔浓度

3. 质量分数

一.气体

1.理想气体状态方程

pV=nRT

物理量 压力

p 体积

V 温度

T 物质的量

n 摩尔气体常数

R

单位 Pa m3 K mol 8.314

kPa L K mol 8.314

适用于理想气体：分子间的作用力忽略，

分子本身的体积忽略

pV=nRT 变换形式

RTpVm=Mr 求相对分子量

RTpM=ρr 求气体密度

2. 分压定律

分压概念：在一定温度和体积下，组分气体单独占据与混合气体相同体积时，对容器产生的压力。

道尔顿分压定律：∑1Kppii总 pi = p总 xi 1∑1Kiix

ixnnVV＝＝ii总总 ixnnpp＝＝ii总总

二.溶液浓度表示

1. 物质的量浓度c

VncBB

BBBMmn

2. 质量摩尔浓度b

ABBmnb

3. 质量分数 mmwBB

4. 几种溶液浓度之间的关系

BBBMρw=c ρb=cBB

习题：P22

1-1、有一混合气体，总压力为150Pa，其中N2和H2的体积分数为0.25和0.75，求N2和H2的分压。

解：

ixnnVV＝＝ii总总

PaPa5.11215057.05.3715025.0iiHiiN22总总总总总总pVVpnnpxppVVpnnpxpii总总总总

1-3、用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为0.030，这种水溶液的密度为1.0g·mL-1，请计算这种水溶液中过氧化氢的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。

解：

质量摩尔浓度b

ABBmnb

物质的量浓度 VncBB

摩尔分数 nnxBB

解：1L溶液中 ρVwmwmmmwBBBBB 

m( H2O2) = 1000mL1.0gmL10.030 = 30g

m( H2O) = 1000mL1.0gmL1(10.030) = 970g

n( H2O2) = m/M=30/34=0.88mol

n( H2O) = m/M= 970/18=54mol

b( H2O2)= n/m=0.88/0.97kg = 0.91molkg1

c( H2O2)= n/V=0.88/1L = 0.88molL1

x( H2O2) = n/n总= 0.88/(0.88+54) = 0.016

第二章 化学反应的一般原理

基本概念

热化学

化学平衡

化学反应速率

一、基本概念

状态 由一系列表征系统性质的物理量所确定下来的系统的一种存在形式。

重点掌握状态函数特性：

1、状态一定，则体系的状态函数一定。状态改变，状态函数也改变

2、状态函数变化值仅决定于系统的初态和终态，与变化途径无关。

二、热化学

1、化学反应热效应

定义: 在恒温恒压或恒温恒容且只做体积功的条件下，化学反应所吸收或放出的热称为化学反应热效应（反应热）。

注意: 主要讨论恒温恒压只做体积功的条件下化学反应热效应。

1、化学反应热效应

解决化学反应热效应的大小，引入了焓。

焓 H

焓变 H

标准摩尔反应焓 OmrH

标准摩尔生成焓 mfH

标准摩尔燃烧焓 mcH

焓 H

由热力学第一定律：

 U = Q + W

体积功：W = - p（V2-V1） = - p V

Qp =  U + p V

焓定义为： H= U + pV ΔH= U + p V

焓变： ΔH = H2 - H1 = Qp 标准摩尔反应焓变 OmrH

化学反应中，任何物质均处于温度T 时的标准状态下，反应的摩尔反应焓变。

mrΔH

 标准状态

m 1mol 的热效应

r Reaction 反应

热化学标准状态

对物质的状态作统一规定：

 气体 —— pθ（100kPa）压力下，处于理想气体状态的气态纯物质。

 液体和固体 —— pθ压力下的液态和固态的纯物质。

 溶液——pθ压力下，溶液的浓度为1molL-1。

mfH定义

在标准状态下，由最稳定单质合成1mol化合物时的标准反应焓。

推断：最稳定单质的

0mfH

注意:(1) 最稳定单质为:C(石墨)，Cl2 (g) ，

Br2 (l) ，I2 (s)，S（菱形），P（白磷）等

(2) 生成物为1mol

(3) 与聚集状态有关

mcH定义:

在标准状态下，由1mol化合物在O2中完全燃烧时的标准反应焓。

注意:

1、完全燃烧的最终产物：

C→CO2(g)，H→H2O (l)，S→SO2 (g)，N→N2 (g)， Cl→HCl (aq)

2、mcH与物质聚集状态有关

化学反应热效应的计算

（1） 盖斯定律计算反应热效应

(2) 由 mfH 计算反应热效应

(3) 由 mcH 计算反应热效应

（1） 由盖斯定律计算化学反应热效应

在等容或等压条件下，若一个化学反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热的代数和与一步完成时的反应热相同。

实际应用:热化学方程相加减，对应的相加减。

（2）由标准摩尔生成焓 计算化学反应热效应

反应 aA + bB xX + yY

mBfmAfmYfmXfmrbayxHHHHH--

∑)(BmfBmrBHνH

例1：

298K时反应Na(s)+ Cl2(g)→NaCl(s)的mrH

＝-411.1kJ·mol-1，即该温度下NaCl(s)的标准摩尔生成焓为-411.1kJ·mol-1。 √

例2：

所有气体单质的标准摩尔生成焓都为零。 ×

例3：

下列各种物质中，298K时标准摩尔生成焓不为零的是. （C）。

(A)C(石墨)；(B)N2(g)；(C)Br(g)；(D)I2(s)

习题：P66：2-2

1. 利用附录III的数据，计算下列反应的 ：

(1) Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)

(2)2NaOH(s)+CO2(g)Na2CO3(s)+H2O(l)

(3)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

(4)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)

解：

(1) Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)

mHf1118.4 0 0 241.8

(1) mrH =[4(241.8)  (1118.4)]

= 151.2 kJmol1

(2) mrH= 171.8kJmol1

(3) mrH = 905.4kJmol1

(4) mrH= 872.9kJmol1 习题2-3

1. 已知下列化学反应的反应热：

（1）C2H2(g) + 5/2O2(g)  2CO2(g) + H2O(g)

mrH= 1246.2 kJmol1

（2）C(s) + 2H2O(g)  CO2(g) + 2H2(g)；

mrH= +90.9 kJmol1

（3）2H2O(g)  2H2(g) + O2(g)；

mrH= +483.6 kJmol1

求乙炔(C2H2,g)的生成热 。

解：乙炔(C2H2,g) 生成热的反应为：

2C(s)+H2(g)C2H2(g)

1. 已知下列化学反应的反应热：

（1）C2H2(g) + 5/2O2(g)  2CO2(g) + H2O(g)

（2）C(s) + 2H2O(g)  CO2(g) + 2H2(g)；

（3）2H2O(g)  2H2(g) + O2(g)；

解：乙炔(C2H2,g) 生成热的反应为：

2C(s)+H2(g)C2H2(g)

反应2(1)+5(3)为：

2C2H2(g)+8H2O (g)4CO2(g)+10H2(g) （4）

反应[4(2) (4)]为：

4C(s)+2H2(g)2C2H2(g)

解：反应[4(2) 2(1)5(3)]/2为：

2C(s)+H2(g)C2H2(g)

mHf(C2H2,g)=2mrH(2)mrH(1)2.5

mrH (3)

=[290.9(1246.2) 2.5483.6]

=219.0 kJmol1

习题2-4

求下列反应的标准摩尔反应焓变 (298.15 K)：

(1)Fe(s)+Cu2(aq)Fe2(aq)+Cu(s)

(2)AgCl(s)+Br(aq)AgBr(s)+Cl(aq)

(3)Fe2O3(s)+6H(aq)2Fe3(aq)+3H2O(l)

(4)Cu2+(aq)+Zn(s) Cu(s)+Zn2+(aq)

(1) Fe(s)+Cu2(aq)Fe2(aq)+Cu(s)

mHf 0 64.77 89.1 0

mrH (1)= [89.164.77] = 153.9 kJmol 1

mrH (2)= 18.91 kJmol1

mrH (3)= 130.3 kJmol 1 II I

III )1(mrH）2(mrH）3(mrH)3()2()1(mrmrmrHHH