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文檔簡介
1、概念及定律體系及類型、狀態(tài)函數(shù)、恒壓熱效應(yīng)、焓、熵及其性質(zhì)、熱力學(xué)第一定律、分壓定律、蓋斯定律、標(biāo)準(zhǔn)生成焓fH、標(biāo)準(zhǔn)熵S、標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)fG。注意:S(完整晶體,0K)=0;
S(單質(zhì),298K)≠0第一章化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律P1第二章化學(xué)反應(yīng)的方向和程度P24一、判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2、標(biāo)準(zhǔn)態(tài):(氣體的分壓p=p
,溶液中溶質(zhì)的濃度c=c)(1)T=298K時:①②(2)T為任意溫度:注意:
①
G<0反應(yīng)正向進(jìn)行。②溫度對H和S的影響較小,在一定溫度范圍內(nèi),可認(rèn)為:③計算時單位要一致,S的單位Jmol-1K-1化為kJmol-1K-1。
(2)T為任意溫度:注意:GT的單位為Jmol-1。3、非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(任意態(tài)):①吉布斯公式:
ΔG=ΔH-T·ΔS(定性判斷)
用來判斷反應(yīng)方向或者判斷自發(fā)進(jìn)行的溫度條件。②熱力學(xué)等溫方程:注意:
(1)
G<0反應(yīng)正向進(jìn)行。(2)計算時G和G的單位采用Jmol-1。反應(yīng)商Q<K
,反應(yīng)正向進(jìn)行。③任一可逆反應(yīng):c為任意態(tài)濃度二、化學(xué)平衡1、概念及其物理意義化學(xué)平衡的特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)定義、活化能、多重平衡規(guī)則及其應(yīng)用(電解質(zhì)溶液、配位化合物)*可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)是互為倒數(shù)的關(guān)系。對于任一可逆反應(yīng):平衡時,各物質(zhì)濃度符合:
c—平衡濃度2、化學(xué)平衡的計算(1)利用公式:(2)利用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計算
(平衡時的相對濃度、相對分壓)
(3)利用多重平衡規(guī)則3、化學(xué)平衡的移動及有關(guān)計算(呂·查德里原理)(判斷反應(yīng)平衡移動方向或者判斷有利于產(chǎn)物生成所需要的濃度、壓力、溫度條件。)
45頁:如果改變平衡體系的條件之一(如濃度、壓力、溫度),平衡就向著能減弱其改變的方向移動。三、化學(xué)反應(yīng)速率P321、概念及定律:平均速率、催化劑、質(zhì)量作用定律、反應(yīng)速率方程、反應(yīng)級數(shù)平均速率:無論用反應(yīng)物還是生成物表示反應(yīng)速率,反應(yīng)速率數(shù)值都是相同的。注意:質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)!填空:1、已知基元反應(yīng)2NO(g)+Cl2=2NOCl(g),該反應(yīng)的速率方程是
,反應(yīng)的級數(shù)是
;如果容器體積不變,將NO的濃度增加到原來的3倍,反應(yīng)速率增加為原來的
倍。三、化學(xué)反應(yīng)速率P322、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:
濃度、壓力、溫度、催化劑等如何影響反應(yīng)速率?阿侖尼烏斯公式:原因?(21頁)
催化劑的作用:催化劑改變了反應(yīng)途徑,降低了活化能,可同時加快正、逆反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間,但不能改變平衡狀態(tài),即不能使平衡發(fā)生移動,不能改變K,也不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。判斷題:1、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)規(guī)定了溫度為298K。()
2、穩(wěn)定單質(zhì)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵均為零。()3、反應(yīng)焓變等于反應(yīng)熱。
()4、氧化還原反應(yīng)達(dá)平衡時,標(biāo)準(zhǔn)電動勢和K均為零。()5、自發(fā)過程必使體系的熵值增大。
()6、公式中的n是指氧化劑得到電子的數(shù)目。()7、有一溶液中存在幾種氧化劑,它們都能與某一還原劑反應(yīng),一般來說,電極電勢代數(shù)值大的氧化劑與還原劑反應(yīng)的可能性大。()答案:1,2,3,4,5,6,7
選擇題:1、下列函數(shù)均為狀態(tài)函數(shù)的是:()A.H,G,W
B.U,S,Q
C.T
,P,U
D.G,S,W
2、已知某化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng),欲使此化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)k和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K都增加,則反應(yīng)的條件是:()A.
恒溫下,增加反應(yīng)物濃度;B.
升高溫度;C.
恒溫下,加催化劑;D.
恒溫下,改變總壓力3、已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù):H2(g)+S(s)?H2S(g):K1;O2(g)+S(s)?SO2(g):K2;則反應(yīng):H2(g)+SO2(g)?O2(g)+H2S(g)的平衡常數(shù)為:()A.K1-K2
;B.K1·K2
;C.K2/K1
;
D.K1/
K2
4、pH改變,電極電勢變化的電對是()。
A.Fe3+/Fe2+B.I2/I-C.MnO4-/Mn2+D.Ni2+/Ni
答案:1C,2B,3D,4C5、對于一個化學(xué)反應(yīng),下列說法正確的是:(D)
A.濃度越小,反應(yīng)速率越快;B.溫度越小,反應(yīng)速率越快;
C.活化能越大,反應(yīng)速率越快;D.活化能越小,反應(yīng)速率越快
6、反應(yīng)H2(g)+Br2(g)?2HBr(g)在800K時
K=3.8×105,1000K時K=1.8×103,則此反應(yīng)是:(B)
A.吸熱反應(yīng);B.放熱反應(yīng);C.無熱效應(yīng)的反應(yīng);D.無法確定填空:1、根據(jù)阿侖尼烏斯公式,隨溫度的升高,其速率常數(shù)k將增大;對不同反應(yīng),其活化能越大,速率常數(shù)k將越小。2、反應(yīng)NO2(g)+NO(g)?N2O3(g),ΔH<0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,①T一定,壓縮容器體積,增大系統(tǒng)的總壓,平衡向右移動;②T一定,保持容器體積不變,通入氖氣使系統(tǒng)總壓增加,平衡不移動。第三章電解質(zhì)溶液P51一、酸堿質(zhì)子理論:共軛酸、共軛堿、酸堿共軛關(guān)系二、弱電解質(zhì)溶液中的解離平衡1、概念:解離常數(shù)、稀釋定律、解離度、同離子效應(yīng)、緩沖溶液及其緩沖原理*在酸堿質(zhì)子理論中,給出質(zhì)子的物質(zhì)是酸,接受質(zhì)子的物質(zhì)是堿。酸和堿的相互依存、相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系稱為酸堿共軛關(guān)系。酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是兩個共軛酸堿對之間的質(zhì)子的傳遞過程。2、計算:弱酸、弱堿、二元弱酸、緩沖溶液中H+離子濃度及pH值3、緩沖溶液的配制方法及有關(guān)計算類型:弱酸及弱酸鹽弱堿及弱堿鹽三、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡
P701、概念:溶度積、同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、分步沉淀、沉淀的轉(zhuǎn)化。鹽效應(yīng):在弱電解質(zhì)溶液中,加入不含弱電解質(zhì)離子的強(qiáng)電解質(zhì),會使弱電解質(zhì)的解離度增大。如何計算K?2、計算:(1)溶度積:(2)溶度積規(guī)則及其應(yīng)用:離子積:Q<Ksp:溶液不飽和(無沉淀產(chǎn)生,或原有沉淀溶解)Q>Ksp:溶液過飽和(有沉淀析出,至達(dá)到飽和)Q=Ksp:溶液飽和,無沉淀生成或有沉淀不溶解。類型:計算溶度積、溶解度、判斷沉淀是否生成(加入氨水或加入緩沖溶液)、判斷分步沉淀的順序、判斷沉淀的轉(zhuǎn)化等四、影響水解反應(yīng)的因素水解離子的本性、鹽溶液的濃度、溫度和溶液的pH值。一、填空題:1、已知氨水溶液中,c(OH-)=2.410-3moldm-3,則此氨水的濃度為
0.32moldm-3。(Kb=1.810-5
)2、Ca(OH)2的Ksp=3.710-6,則Ca(OH)2飽和溶液的pH值為12.28。二、通過計算判斷下列反應(yīng)方向(未注明者為標(biāo)準(zhǔn)條件)(用箭頭表示):1、Mg(OH)2(s)+2NH4+(→
)Mg2+(0.01moldm-3)+2NH3H2O(0.01moldm-3)已知:Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11,K(NH3H2O)=1.7710-52、BaSO4(s)+CO32-(0.1moldm-3)(←)BaCO3(s)+SO4-2(0.01moldm-3)已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaCO3)=5.110-9思路:計算Q和K,比較Q和K大小,從而判斷反應(yīng)方向。(1)Q=1.010-4,K=0.057(2)Q=0.1,K=0.022第四章氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)
P82一、離子-電子配平氧化還原反應(yīng)二、原電池1、會寫原電池符號、電池反應(yīng)以及電極反應(yīng)。2、會應(yīng)用能斯特方程計算電極的電極電勢:氫電極:2H++2e-=H2第四章氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)
P82三、電極電勢的應(yīng)用(綜合計算題)1、計算原電池的電動勢:2、判斷氧化劑或還原劑的相對強(qiáng)弱:注意:(1)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時根據(jù)的大小比較;(2)非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時根據(jù)的大小比較。3、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向:(1)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時通過的符號判斷;(2)非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時通過G或E的符號判斷。第四章氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)
P824、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度:
注意:n指的是什么?四、電解:判斷電極產(chǎn)物及電極反應(yīng)五、金屬材料的腐蝕與防腐1、防腐類型及電極反應(yīng):析氫腐蝕、吸氧腐蝕、差異充氣腐蝕(概念、實(shí)例?)2、防腐措施(具體的方法):犧牲陽極保護(hù)法、外加電流法T=298K:計算題:已知:298K時,酸性介質(zhì)中,(MnO4-/Mn2+)=1.49V;(Cl2/Cl-)=1.36V。(1)將此兩個標(biāo)準(zhǔn)電極組成原電池,寫出電池符號、反應(yīng)反應(yīng)和電池反應(yīng)。(2)當(dāng)時c(Mn2+)=0.1moldm-3時(其它不變),計算此時反應(yīng)的G。(3)計算298K時該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K。提示:①G=-nFE=-1096485(1.502-1.36)=-137.01103Jmol-1=-137.01kJmol-1
②③2MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O第五章原子結(jié)構(gòu)與周期系P127一、概念理解波函數(shù)、原子軌道、幾率密度、電子云、角度分布圖、四個量子數(shù)、電子層、電子亞層、能級、能級組、等價軌道、電負(fù)性的概念及物理意義。核外電子運(yùn)動狀態(tài)的特征:①量子化特征:氫原子光譜是線狀光譜,證實(shí)核外電子運(yùn)動的能量具有量子化特性。②波粒二象性:電子的衍射實(shí)驗證實(shí)電子運(yùn)動具有波動性。量子化和波粒二象性是微觀粒子的共同特征,核外電子運(yùn)動狀態(tài)不能用經(jīng)典力學(xué)描述。19二、四個量子數(shù)如何描述電子運(yùn)動狀態(tài)及其取值范圍:用薛定諤方程求解波函數(shù)時,方程的解和一組整數(shù)有關(guān),這三個量子數(shù)為主量子數(shù)n,角量子數(shù)l和磁量子數(shù)m。量子數(shù)是解薛定諤方程時自然得到的,并不是人為的假定,而Bohr的量子數(shù)是假定的。波函數(shù)Ψn,l,m
表明:(波函數(shù)與原子軌道看作同義詞)
①軌道的大小(電子層數(shù),電子出現(xiàn)最大概率區(qū)域離核的遠(yuǎn)近,例如:1s電子在r=52.9pm,2s電子在r=211pm);②軌道的形狀;③軌道在空間的伸展方向。四個量子數(shù)之間的關(guān)系(量子數(shù)取值相互限制
):n=1,2,3,4,,nl=0,1,2,3,,n-1m=0,1,2,,lms=?四個量子數(shù)n、l、m、ms可將一個電子的運(yùn)動狀態(tài)描述出來。20三、概率密度和電子云原子核外的電子并不是沿一定的軌道運(yùn)動,由于電子的波粒二象性,電子運(yùn)動符合統(tǒng)計規(guī)律,不可能同時準(zhǔn)確測定電子的位置和速度,只能用統(tǒng)計的方法確定電子在核外空間某區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會(概率)。|Ψ|2表示電子在核外某處單位微體積內(nèi)出現(xiàn)的概率,即概率密度。
電子云就是電子的概率密度的形象化描述,是用統(tǒng)計方法描述在不同方向上電子出現(xiàn)概率密度的大小。注意:原子軌道與電子云角度分布圖的區(qū)別。四、鮑林近似能級圖與氫原子軌道能級圖比較五、基態(tài)原子的核外電子排布三原則(152頁)能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則21六、能寫出36號元素前的核外電子排布式、外層電子構(gòu)型、未成對電子數(shù):Be、B、C、N、O、F、S、Sc、Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn等。七、柯頓能級圖(145頁):原子軌道能級與原子序數(shù)關(guān)系圖八、元素周期表和元素性質(zhì)的周期性(原子半徑、電負(fù)性)掌握好各種元素電子層結(jié)構(gòu)及其變化是學(xué)好元素周期律的關(guān)鍵九、根據(jù)外層電子構(gòu)型判斷36號元素前在周期表的位置。
(周期;族;區(qū))例題:下列各組表示核外電子運(yùn)動狀態(tài)的量子數(shù)中合理的是()。A.n=3,l=3,m=2,ms=-1/2;B.n=2,l=0,m=1,ms=+1/2;C.n=1,l=0,m=0,ms=+1/2;D.n=0,l=0,m=0,ms
=-1/2。22第六章分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)P165一、現(xiàn)代價鍵理論的基本要點(diǎn)、共價鍵的類型、特征要點(diǎn):①兩原子接近時,自旋方向相反的未成對的價電子可以配對形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。②成鍵電子的原子軌道重疊越多,兩核間電子的概率密度就越大,形成的共價鍵就越穩(wěn)定。還要符合原子軌道對稱性一致,即重疊的波函數(shù)符號必須相同。根據(jù)原子軌道的重疊方式,共價鍵有σ鍵、π鍵兩種類型。
共價鍵具有飽和性和方向性的特征。
二、雜化軌道理論及分子的空間構(gòu)型(1)等性雜化:sp(BeCl2)、sp2(BF3
)
、sp3(CH4)(2)不等性雜化:sp3
不等性雜化:H2O
、
NH3sp2不等性雜化:SO2雜化類型spsp2sp3sp3不等性sp3不等性雜化軌道幾何構(gòu)型直線三角形正四面體四面體四面體中心原子Be(Ⅱ),Hg(Ⅱ)B(Ⅲ)C(Ⅳ),Si(Ⅳ)N(Ⅴ),P(Ⅴ)O(Ⅵ),S(Ⅵ)分子幾何構(gòu)型直線正三角形(正)四面體三角錐V型實(shí)例HgCl2、BeCl2、CO2、CS2BF3BCl3CH4、CCl4
SiH4、SiCl4CH3Cl、CHCl3NH3NF3PCl3PH3H2OOF2H2S鍵角18012010928’10718’10445’分子的極性無無無有有表1s-p雜化及分子的空間構(gòu)型分子間力三、分子間力類型、氫鍵對物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響在共價化合物中,鍵的極性大小與成鍵兩元素的電負(fù)性差值有關(guān)。分子極性的大小可用偶極矩來量度。氫鍵的特征:方向性和飽和性。氫鍵的類型:分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。分子間氫鍵的形成使沸點(diǎn)和熔點(diǎn)升高,使冰的密度比水的小,使某些溶液的粘度大。分子內(nèi)氫鍵的形成使沸點(diǎn)、熔點(diǎn)降低,如硝酸、鄰硝基苯酚。分子分子間力的種類產(chǎn)生原因非極性分子之間色散力瞬時偶極非極性分子-極性分子色散力、誘導(dǎo)力瞬時偶極、誘導(dǎo)偶極極性分子之間色散力、誘導(dǎo)力、取向力瞬時偶極、誘導(dǎo)偶極、固有偶極四、晶體類型、質(zhì)點(diǎn)間作用力及熔沸點(diǎn)高低判斷表2
晶狀固體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系小結(jié)晶體類型晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒粒子間作用力晶體的熔點(diǎn)物質(zhì)實(shí)例金屬晶體金屬原子和正離子金屬鍵熔點(diǎn)低或高金屬或合金如Mg、Cr、W、Ag、Ti、Cu、Au離子晶體正、負(fù)離子離子鍵熔點(diǎn)較高活潑金屬的氧化物和鹽類等,如NaCl、NaF、CaF2、MaO、BaO原子晶體原子共價鍵熔點(diǎn)高金剛石、Si、B、SiC、石英SiO2、BN、AlN分子晶體分子分子間力、氫鍵熔點(diǎn)低稀有氣體、多數(shù)非金屬單質(zhì)、非金屬化合物、有機(jī)物,如干冰CO2,單質(zhì)碘I2,冰、H2同一晶體類型熔點(diǎn)比較:
離子晶體:熔點(diǎn)高低可用晶格能U或離子鍵衡量,離子所帶電荷越多,半徑越小,晶格能越大或離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高。分子晶體:結(jié)構(gòu)相似的同系列物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,分子變形性越大,分子間力越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。石墨中原子之間有三種作用力:共價鍵、金屬鍵、分子間作用力,所以石墨兼具原子晶體、金屬晶體和分子晶體的性質(zhì)。練習(xí):
比較下列各對物質(zhì)的溶沸點(diǎn)高低,并說明原因。(1)NaF和MgO(2)SiO2和SO2σ鍵:原子軌道以“頭碰頭”的形式重疊所形成的鍵對鍵軸(x軸)具有圓柱形對稱性
π鍵:原子軌道以“肩對肩”的形式重疊所形成的鍵對xy平面具有反對稱性
即重疊部分對xy平面的上、下兩側(cè),形狀相同、符號相反。第七章配位化合物P208一、配合物的組成、命名能夠?qū)懗鰞?nèi)界、外界、中心離子及其電荷、配體、配位原子、配位數(shù)等。配位數(shù)是指與中心離子直接結(jié)合的配位原子的總數(shù)。配體命名順序:先無機(jī),后有機(jī);先離子,后分子,先少齒,后多齒;同類配位,字母為序。二、配合物的價鍵理論
(1)中心離子Mn+和配體L間的結(jié)合是由Mn+提供空軌道,L提供孤電子對而形成的配位鍵(鍵)。(2)Mn+提供的空軌道必須進(jìn)行雜化,雜化軌道的類型決定配離子的空間構(gòu)型和穩(wěn)定性。(3)不同類型的雜化軌道具有不同的空間構(gòu)型。配合物的空間構(gòu)型與雜化軌道類型、配位數(shù)及配體的種類有關(guān)。三、配合物的磁性含有未成對電子的配合物具有順磁性,不含有未成對電子(中心離子的電子全部偶合成對)的配合物具有反磁性。用磁矩表征配合物在磁場中產(chǎn)生的磁效應(yīng)。磁矩與配合物的未成對電子數(shù)n之間的近似定量關(guān)系是:能運(yùn)用磁矩判斷配合物幾何構(gòu)型或內(nèi)軌型或外軌型,步驟:①判斷形成配合物前的中心離子的未成對電子數(shù);②根據(jù)磁矩計算配合物的中心離子未成對電子數(shù)n,推測其價電子分布情況;③判斷內(nèi)軌型還是外軌型及雜化方式中心離子的外層電子構(gòu)型不發(fā)生變化,即電子不發(fā)生重排,則形成外軌型配合物。中心離子的外層電子構(gòu)型發(fā)生變化,d軌道電子發(fā)生重排,未成對電子數(shù)減少或等于0,則形成內(nèi)軌型配合物。四、配合物的空間構(gòu)型(1)內(nèi)軌型:dsp2([Ni(CN)4]2-):平面四方形;d2sp3
([Fe(CN)6]3-):正八面體型(2)外軌型:sp([Ag(NH3)2]+):直線型;sp3
([Zn(NH3)4]2+)
:正四面體型;sp3d2([FeF6]3-):正八面體型
穩(wěn)定性:內(nèi)軌型>外軌型,如:[Fe(CN)6]3-比[FeF6]3-穩(wěn)定。
電負(fù)性較大的配為原子如F、O(F-、H2O)與中心離子成鍵時,不易提供孤電子對,中心離子的電子層結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,僅用外層的空軌道ns-np-nd進(jìn)行雜化,形成外軌型配合物。
電負(fù)性較小的配位原子C、N(CN-、NO2-、CO)與中心離子成鍵時,較易給出孤電子對,對中心離子的影響較大,使其電子層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,(n-1)d軌道上的成單電子被強(qiáng)行配位,騰出內(nèi)層能量較低的d軌道,接受配體的孤電子對,形成內(nèi)軌型配合物。五、配離子的解離平衡及有關(guān)離子濃度的計算P2261、穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn):
(要會用穩(wěn)定常數(shù)計算中心離子濃度:一般配體過量時,可忽略配離子的逐級解離,認(rèn)為中心離子幾乎全部形成最大配位數(shù)的配離子,可以簡化計算。)K穩(wěn)可以比較同類型配合物的穩(wěn)定性大小。不同類型配合物的穩(wěn)定性要通過計算。同類型指的是:①中心離子相同,配位數(shù)相同,配體不同②配體、配位數(shù)相同,中心離子不同。結(jié)論:①對于具有相同配位數(shù)的配離子,反應(yīng)方向:K穩(wěn)小K穩(wěn)大②配離子有系數(shù)時,K穩(wěn)應(yīng)有方次數(shù)(多重平衡規(guī)則推導(dǎo)K)。2、配位平衡與其他平衡的關(guān)系(1)(要會運(yùn)用多重平衡規(guī)則計算平衡常數(shù))(2)與沉淀平衡的競爭實(shí)質(zhì)是配合劑與沉淀劑爭奪金屬離子能力的大小,K穩(wěn)越大或Ksp越小,爭奪金屬離子能力就越大。①兩種類型(a.計算AgCl溶于氨水的濃度P230例題b.計算AgCl溶于氨水的濃度所需要氨水的最低濃度)判斷AgI沉淀是否生成注意:配離子或沉淀有系數(shù)時,K穩(wěn)或Ksp應(yīng)有方次數(shù)。例:2[Ag(CN)2]-+S2-?Ag2S+4CN-①2Ag++S2-?Ag2S③2②+③=①[Ag(CN)2]-?Ag+
+2CN-②第八章無機(jī)化合物P237一、會寫反應(yīng)式
氯化物和碳酸鹽水解反應(yīng)、硝酸鹽熱分解反應(yīng)、有關(guān)H2O2、Fe、Cr、Mn的相關(guān)反應(yīng)及有關(guān)離子的鑒定。二、離子極化理論
離子極化、極化力、變形性、附加極化
解釋熔沸點(diǎn)高低,判斷碳酸鹽熱穩(wěn)定性、氯化物水解產(chǎn)物類型(水解度大小判斷)、用ROH規(guī)則判斷氫氧化物酸堿性變化規(guī)律。離子的極化力主要取決于離子的電荷、離子的半徑和離子的外層電子構(gòu)型。離子極化是指離子發(fā)生變形產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極過程。離子的極化力是指(使鄰近的異號電荷離子極化變形的能力),其影響因素有(離子電荷、離子半徑、離子的外層電子構(gòu)型);離子的變形性是指(離子在外電場作用下可以被極化的程度),其影響因素有(離子電荷、離子半徑、離子的外層電子構(gòu)型)。在一般情況下,主要是(正離子)對(負(fù)離子)的極化。離子極化的結(jié)果會導(dǎo)致(鍵的極性)減弱,使鍵型發(fā)生從(離子鍵)向(共價鍵)的轉(zhuǎn)變,進(jìn)而導(dǎo)致晶體類型由(離子晶體)轉(zhuǎn)變?yōu)?過渡型晶體)乃至轉(zhuǎn)變?yōu)?共價型(分子)晶體)。物質(zhì)的(熔沸點(diǎn))隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。(由高變低)
同周期:從左到右酸性增強(qiáng),堿性減弱;同族:從上到下,堿性增強(qiáng),而酸性減弱;同一元素:高價態(tài)氧化物及水合物的酸性較強(qiáng),而低價態(tài)的堿性較強(qiáng);氧化物酸堿性的一般遞變規(guī)律:ROH規(guī)則1、用離子極化理論解釋氯化物熔、沸點(diǎn)高低(如過渡型晶體、第二主族元素氯化物、同一金屬元素組成的不同價態(tài)氯化物的熔、沸點(diǎn)),各舉一例。答:主要考慮正離子對負(fù)離子的極化作用:(負(fù)離子半徑大、電荷高變形性大:18、917e>8e)正離子的電荷越高,半徑越小,極化力越大;極化力:18、18+2e>917e>8e構(gòu)型;隨著離子極化的加強(qiáng),使正、負(fù)離子的電子云發(fā)生變形而導(dǎo)致原子軌道部分重疊,產(chǎn)生了從離子鍵向共價鍵的過渡,所以離子極化使化合物的熔沸點(diǎn)下降,在水中溶解度減小,顏色加深。(1)NaCl>MgCl2>AlCl3>SiCl4>PCl5(2)BeCl2<MgCl2<CaCl2<SrCl2<BaCl2
(因為極化力:Ba2+<Sr2+<Ca2+<Mg2+<Be2+)(3)FeCl3<FeCl2(極化力Fe3+>Fe2+)2、用離子極化理論解釋水解度大小,舉例說明;并寫出水解方程式。(課本249頁)答:鹵化物中發(fā)生水解的是正離子。正離子在水溶液中是以水合離子形式存在的。而極化力弱的正離子如Na+、K+、Ba2+離子,水分子發(fā)生取向,但不發(fā)生水解。若正離子的極化力比較強(qiáng),如Mg2+、Al3+、Fe3+離子,會使水分子極化,發(fā)生變形,正離子對水分子中氧(帶有負(fù)電荷)的吸引力會增強(qiáng),而對水分子中的氫(帶有正電荷)的斥力增強(qiáng),這樣就削弱了O—H間的化學(xué)鍵。當(dāng)正離子和水分子的極化作用增大到一定程度時,就會使水分子中的O—H鍵斷裂,H+被分離出來,OH-則與正離子結(jié)合,發(fā)生水解。具有很強(qiáng)極化力的正離子,如Si4+、P5+離子,使水分子斷裂,分離出H+離子的傾向更加顯著,因此水解作用更強(qiáng)烈。
3、用ROH規(guī)則(離子極化理論)解釋氫氧化物酸堿性。答:(酸式)RO-+H+
ROHR++OH-(堿式)若正離子Rx+的電荷越高,半徑越小(如高價過渡金屬),對O2-的極化力越強(qiáng),吸引力大過與H+同O2-間的吸引力,越容易發(fā)生酸式解離,此元素的氫氧化物便是酸性氫氧化物,如H3PO4。相反Rx+的電荷越低,半徑越大,對O2-的極化力越弱,越容易發(fā)生堿式解離,此元素的氫氧化物便是堿性氫氧化物,如NaOH。如果Rx+對O2-的吸引力與O2-同H+間的吸引力差不多,則有可能按兩種方式解離,這便是兩性氫氧化物。同周期從左到右:酸性增強(qiáng);同族從上到下:堿性增強(qiáng);高價態(tài)Rx+氫氧化物易發(fā)生酸式解離,酸性較強(qiáng)。
4、用離子極化理論解釋碳酸鹽熱穩(wěn)定性大小,舉例。答:把M2+、C4+、O2-都看作離子。在CO32-中,C4+對O2-有極化作用,使O2-產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極,負(fù)電荷一端指向C4+,正電荷朝向外側(cè)。金屬離子M2+可以看作是CO32-的一個外加電場,當(dāng)靠近CO32-時,對一個O2-產(chǎn)生極化作用,它會吸引負(fù)電荷而排斥正電荷,這樣對O2-產(chǎn)生反極化作用。加熱時,離子熱運(yùn)動比較劇烈,有利于M2+靠近CO32-,使反極化作用加強(qiáng)。當(dāng)作用力大到一定程度,就會使原來的偶極反向,導(dǎo)致CO32-破裂,分解成MO和CO2。所以碳酸鹽的熱分解實(shí)際上就是金屬離子與C4+離子爭奪O2-的過程。顯然,金屬離子的極化力越強(qiáng),其碳酸鹽越不穩(wěn)定,越容易分解。∵Na+、K+、Ba2+等活潑金屬離子電荷低,半徑大,且為8e構(gòu)型,極化力弱,所以它們的碳酸鹽比較穩(wěn)定;H+離子同M2+一樣對一個O2-產(chǎn)生反極化作用,它的半徑非常小,極化力很強(qiáng),很容易奪取CO32-中的O2-,∴H2CO3
特別不穩(wěn)定。酸式鹽容易分解,不如正鹽穩(wěn)定也是因為其中有H+參加極化的原因。碳酸鹽熱穩(wěn)定性的一般規(guī)律為:堿金屬鹽>堿土金屬鹽>過渡金屬鹽>銨鹽。碳酸鹽>碳酸氫鹽>碳酸;如Na2CO3>MgCO3>FeCO3第八章無機(jī)化合物
部分關(guān)反應(yīng)式CrO42–?Cr2O72–?Cr3+?Cr(OH)3?CrO2–①2CrO42–+2H+→Cr2O72–(橙紅)
+H2O②Cr2O72–+3SO32–+8H+→2Cr3++3SO42–+4H2O(2Ba2+
+
Cr2O72–+H2O
→BaCrO4↓
+2H+)③Cr3++3OH–→Cr(OH)3↓(灰綠)④Cr(OH)3
+OH–→CrO2–+2H2O⑤CrO2–+2H2O?Cr(OH)3↓+OH–123456789⑥Cr(OH)3↓+3H+→Cr3++3H2O⑦10Cr3++6MnO4–+11H2O→5Cr2O72–+6Mn2++22H+⑧Cr2O72–+2OH–→2CrO42–+H2O⑨2CrO2–(綠)+3H2O2+2OH–→2CrO42–(黃)
+4H2OMn2+←MnO4–
→MnO2→Mn2+
MnO42–①2MnO4–(紫紅)
+5SO32–+6H+→2Mn2+–(無色)
+5SO42–+3H2O(思考:酸性介質(zhì)中MnO4–過量,反應(yīng)式有哪些?)②2MnO4–
+3SO32–+H2O→2MnO2
↓–(棕色)
+3SO42–+2OH–③2MnO4–
+SO32–+2OH–→2MnO42––(綠色)
+SO42–+H2O(思考:堿性介質(zhì)中Na2SO3過量,反應(yīng)式有哪些?)321【思考】用稀HCl則反應(yīng)不能發(fā)生,為什么?
解釋:標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下:MnO2不會使Cl-氧化。增大HCl濃度時,
c(H+)↗→↗;c(Cl-)↗→↘當(dāng)>時,反應(yīng)既可正向進(jìn)行。酸性介質(zhì)中MnO2氧化性較強(qiáng):
Fe3+的鑒定反應(yīng)①Fe3++nSCN–→[Fe(NCS)n]3-n
(血紅色)(n=1-6)②4Fe3++3[Fe(CN)6]4–→Fe4[Fe(CN)6]3↓(藍(lán)色)掩蔽Fe3+:[Fe(NCS)n]3–n
+6F–→[FeF6]3–(無色)+nSCN–Fe2+的鑒定反應(yīng)3Fe2++2[Fe(CN)6]3–→Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍(lán)色)水解反應(yīng)式解釋水解反應(yīng)式硝酸鹽分解反應(yīng)式氧化還原反應(yīng)式填空題:1、用電對MnO4-/Mn2+,Cl2/Cl-組成的原電池,其正極反應(yīng)為
,負(fù)極反應(yīng)為
,電池的電動勢等于
0.15V,電池符號為
(-)Pt,Cl2(g)|Cl-(c)||MnO4-(c),Mn2+(c),H+(c)
|Pt(+)。(已知:(MnO4-/Mn2+)=1.49V;(Cl2/Cl-)=1.36V)。2.判斷氧化劑、還原劑相對強(qiáng)弱的依據(jù)是
,判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行方向的原則是
G<0
,判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度的關(guān)系式是
。判斷:1、兩原子之間形成共價鍵時,首先形成的一定是共價鍵。()
2、就軌道的形成和分布來說,雜化軌道的分布向一個方向集中,這樣對形成共價鍵有利。()3、氯原子軌道的能級只與主量子數(shù)n有關(guān)。
()4、原子形成共價鍵的數(shù)目,等于基態(tài)原子未成對的電子數(shù)。
()5、同一能級組中的原子軌道都是等價軌道。
()6、因為PH3的分子量比NH3大,所以PH3的熔點(diǎn)比NH3高。
()
填空:1、CO2、SiO2、MgO、Ca的晶體類型分別是
,熔點(diǎn)最高的是
,熔點(diǎn)最低的是
。2、H2O的中心原子O采用
雜化,H2O分子的空間構(gòu)型為
,其晶體屬于
晶體;由于H2O分子間存在
,使其熔點(diǎn)比同族氫化物的熔點(diǎn)
。3、在配合物[Co(NH3)5Cl](NO3)2中,中心離子的電荷是
。4、H3BO3、HNO2、HNO3、H3AlO3的酸性由弱到強(qiáng)的順序是
。5.核外電子排布遵循的三個原則是
、
、
,它們是從原子光譜實(shí)驗數(shù)據(jù)中歸納出來的。
6.29Cu元素原子的核外電子排布式為
,有
個未成對電子,Cu2+的外層電子構(gòu)型為
,未成對電子數(shù)為
。
7.元素24Cr的外層電子構(gòu)型是
,該元素在周期表中屬于第
周期,
族,
區(qū)。8.使水汽化,需要克服
,而使水分解需要克服
。9.波函數(shù)ψ是描述
的數(shù)學(xué)函數(shù)式,它通常被稱為
。
選擇:1、下列化合物中,含有極性鍵的有(),含有非極性鍵的有(),極性分子有()。A.P4B.BF3C.IClD.CCl42、中心離子以dsp2雜化軌道成鍵而形成的配合物,其空間構(gòu)型是
。A.直線形B.平面四方形C.正四面體型D.八面體型3、下列物質(zhì)中熱穩(wěn)定性最好的是(
)。
A.Mg(HCO3)2B.MgCO3C.H2CO3D.SrCO3
4、下列物質(zhì)中水解度最大的是(
)。
A.FeCl3B.FeCl2C.BCl3D.BeCl2
5、在下列氧化劑中,其氧化性強(qiáng)弱與c(H+)無關(guān)的是()。
A.H2O2B.O2C.Cr2O72-D.Br2
6、氧化還原反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,下列等式成立的是()。
A.
G=0
B.
K=0
C.
E=0(或者+=-)
D.
+=-
7、在PCl3分子中含有()
A.1個sp3–p鍵B.2個sp3–p鍵
C.3個sp3–p鍵D.5個sp3–p鍵
8、既能衡量元素金屬性強(qiáng)弱,又能衡量其非金屬性強(qiáng)弱的物理量是:()A.電負(fù)性;B.電離能;C.電子親核能;D.偶極矩9、下列分子間存在氫鍵的是()A.HClB.C2H6C.CH3OHD.H2S10、下列物質(zhì)中熔點(diǎn)最高的是()A.FeCl2B.NaClC.FeCl3D.SiCl411、石墨晶體中層與層之間的結(jié)合力是(C)A.金屬鍵B.共價鍵C.分子間力D.離子鍵12、NH3和水之間的作用力包括(D)①取向力②誘導(dǎo)力③色散力④氫鍵A.①B.④C.①④D.①②③④
13、已知反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g),
若溫度升高,()。
A、變大B、變小C、基本不變D、無法判斷14、下列物質(zhì)中酸性最強(qiáng)的是()。
A、H3PO4;B、H3AsO4;C、H2SO4;
D、HClO4
15、下列各原子軌道不合理的是()。A、Ψ(100);B、Ψ(210);C、Ψ(220);D、Ψ(211)。16、下列兩反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時均能正向進(jìn)行,
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+,其中最強(qiáng)氧化劑和最強(qiáng)還原劑分別是()。A.Cr2O72-,Sn2+C.Cr2O72-/Cr3+,Sn4+/Sn2+B.Fe3+,F(xiàn)e2+
D.Cr2O72-,F(xiàn)e2+
11、計算在1dm3NH3·H2O中完全溶解0.01molAgCl,所需NH3·H2O的最低濃度為
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