無(wú)機(jī)及分析化學(xué)復(fù)習(xí)-大一匯總

PAGEPAGE3無(wú)機(jī)化學(xué)及分析化學(xué)總結(jié)第一章緒論系統(tǒng)誤差：由固定因素引起的誤差，具有單向性、重現(xiàn)性、可校正偶然誤差：隨機(jī)的偶然因素引起的誤差，大小正負(fù)難以確定，不可校正，無(wú)法避免，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律（1）絕對(duì)值相同的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等（2）大誤差出現(xiàn)的概率小，小誤差出現(xiàn)的概率大。準(zhǔn)確度:在一定測(cè)量精度的條件下分析結(jié)果與真值的接近程度，用誤差衡量精密度(precision):多次重復(fù)測(cè)定某一量時(shí)所得測(cè)量值的離散程度。用偏差衡量準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系：精密度好是準(zhǔn)確度好的前提；精密度好不一定準(zhǔn)確度高測(cè)定結(jié)果的數(shù)據(jù)處理(1)對(duì)于偏差較大的可疑數(shù)據(jù)按Q檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)，決定其取舍；(2)計(jì)算出數(shù)據(jù)的平均值、平均偏差與標(biāo)準(zhǔn)偏差等；復(fù)習(xí)p12例題有效數(shù)字及其計(jì)算規(guī)則有效數(shù)字:實(shí)際能測(cè)得的數(shù)據(jù)，其最后一位是可疑的。對(duì)于可疑數(shù)字一般認(rèn)為有±1的誤差例：滴定管讀數(shù)21.09mL分析天平讀數(shù)0.2080g最后一位為可疑值注意:(1)“0”的作用：有效數(shù)字（在數(shù)字的中間或后面）定位作用（在數(shù)字的前面）(2)對(duì)數(shù)值(pH、pOH、pM、pK等)有效數(shù)字的位數(shù)取決于小數(shù)部分的位數(shù)。計(jì)算規(guī)則：(1)加減法:計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)一樣。(2)乘除法（乘方、開(kāi)方、對(duì)數(shù)）計(jì)算結(jié)果的有效位數(shù)與有效位數(shù)最少的數(shù)據(jù)一樣。第三章化學(xué)熱力學(xué)初步基本概念：化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度、體系與環(huán)境、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)(狀態(tài)函數(shù)的特征)、熱與功(熱與功的符號(hào)、體積功的計(jì)算)、內(nèi)能和熱力學(xué)第一定律(熱力學(xué)定律第一定律表達(dá)式ΔU=Q+W)DrHm的計(jì)算：△rHm：摩爾反應(yīng)焓變，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)度為1mol時(shí)的反應(yīng)熱DrHm：化學(xué)反應(yīng)中，任何物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，該反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變DfHm：在溫度Ｔ及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由參考狀態(tài)單質(zhì)生成1mol物質(zhì)Ｂ的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變即為物質(zhì)Ｂ在Ｔ溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。參考狀態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為零。1.利用DfHm計(jì)算DrHm，DrHm≈DrHm(298.15K)；2.蓋斯定律：在恒容或恒壓同時(shí)只做體積功的情況下，任一化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成的，還是分幾步完成的，其化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同的，即化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)只與始、終狀態(tài)有關(guān)而與具體途徑無(wú)關(guān)。根據(jù)蓋斯定律若化學(xué)反應(yīng)可以加和，則其反應(yīng)熱也可以加和。反應(yīng)的方向：熱力學(xué)中，有兩條重要的自然規(guī)律控制著所有物質(zhì)系統(tǒng)的變化方向(1)從過(guò)程的能量變化來(lái)看，物質(zhì)系統(tǒng)傾向于取得最低能量狀態(tài)；(2)從系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)分布和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)分析，物質(zhì)系統(tǒng)傾向于取得最大混亂度。熱力學(xué)中，體系的混亂度用熵來(lái)量度的。符號(hào):S對(duì)于物理或化學(xué)變化而論，幾乎沒(méi)有例外:一個(gè)導(dǎo)致氣體分子數(shù)增加的過(guò)程或反應(yīng)總伴隨著熵值增大，即：DS>0；如果氣體分子數(shù)減少，DS<0。標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變的計(jì)算：,DrSm≈DrSm(298.15K)用熵變判斷反應(yīng)自發(fā)性的標(biāo)準(zhǔn)是,對(duì)于孤立系統(tǒng):ΔS(孤)>0自發(fā)過(guò)程；ΔS(孤)=0平衡狀態(tài)；ΔS(孤)<0非自發(fā)過(guò)程判斷反應(yīng)方向的判據(jù)是ΔG(適用條件：恒溫恒壓只做體積功)：ΔG<0自發(fā)過(guò)程；ΔG>0非自發(fā)過(guò)程；ΔG=0平衡狀態(tài)ΔH、ΔS對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響（ΔG=ΔH-TΔS）ΔH<0,ΔS>0,則ΔG<0,任意溫度下均自發(fā)ΔH>0,ΔS<0,則ΔG>0,任意溫度下均非自發(fā)ΔH>0,ΔS>0,則高溫下ΔG<0,低溫下ΔG>0，即高溫自發(fā)，低溫非自發(fā)ΔH<0,ΔS>0,則高溫下ΔG>0,低溫下ΔG<0，即高溫自發(fā)，低溫非自發(fā)ΔrGm的計(jì)算：(1)利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)計(jì)算(只有298.15K時(shí)的ΔfGm,B數(shù)據(jù)，該方法只能計(jì)算298.15K時(shí)的ΔrGm)(2)任意溫度下的ΔrGm可按吉布斯——亥姆霍茲公式近似計(jì)算ΔrGm(T)≈ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K)(ΔrHm—KJ·mol-1,ΔrSm—J·mol-1·K-1注意單位換算)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍的計(jì)算ΔrGm(T)≈ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K)ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K)<0(反應(yīng)自發(fā))ΔrHm(298.15K)和ΔrHm(298.15K)可以通過(guò)熱力學(xué)數(shù)據(jù)算出，從而可求出自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍。（p58例3-7）第四章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法（濃度隨時(shí)間的變化）瞬時(shí)速率、平均速率化學(xué)反應(yīng)速率理論（碰撞理論、過(guò)渡狀態(tài)理論）活化分子、活化能（能用化學(xué)反應(yīng)速率理論解釋濃度、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響）質(zhì)量作用定律（只適用于基元反應(yīng)）、速率方程、反應(yīng)級(jí)數(shù)影響反應(yīng)速率的因素（1）內(nèi)因：反應(yīng)的活化能大??；（2）外因：濃度、溫度、催化劑（不要求計(jì)算）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ(1)Kθ表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)溶液用相對(duì)平衡濃度表示，即平衡濃度除以cθ(1mol×L-1)氣體用相對(duì)平衡分壓表示，即平衡分壓除以pθ(100kPa),標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是量綱為1的量。核外電子分布的一般原則：能量最低原理、泡利不相容原理、洪特（Hund）規(guī)則注意洪特規(guī)則（不容易理解）：當(dāng)電子在n,l相同的數(shù)個(gè)等價(jià)軌道上分布時(shí)，每個(gè)電子盡可能占據(jù)磁量子數(shù)不同的軌道且自旋平行。洪德規(guī)則的補(bǔ)充：簡(jiǎn)并軌道全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)比較穩(wěn)定，全充滿：p6,d10,f14半充滿：p3,d5,f7全空：p0,d0,f0能級(jí)交錯(cuò)時(shí)(4s3d，5s4d，6s4f5d，7s5f6d)，可以s軌道未填滿，而讓簡(jiǎn)并軌道半滿，全滿，這時(shí)能量更低更穩(wěn)定，如24Cr，29Cu電子層結(jié)構(gòu)與元素周期律（通過(guò)電子排布式能知道元素在周期表中的位置，反之亦然）1.能級(jí)組與元素周期(行)(1)各周期元素?cái)?shù)目=對(duì)應(yīng)能級(jí)組中原子軌道的電子最大容量(2)原子的電子層數(shù)=原子所在的周期數(shù)(鈀Pd除外)2.價(jià)電子構(gòu)型與元素周期表中族的劃分(列)價(jià)電子：原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)參與形成化學(xué)鍵的電子價(jià)電子構(gòu)型：價(jià)電子層的電子排布主族元素(A):最后一個(gè)電子填入ns或np軌道的元素主族元素的價(jià)電子：最外層電子(nsnp)IA~VIIIA(VIIIA也稱零族)副族元素(B):最后一個(gè)電子填入(n-1)d或(n-2)f軌道的元素副族元素的價(jià)電子：最外層s電子,及(n-1)d電子(甚至(n-2)f電子)IIIB~VIIIB,ⅠB,IIB，其中VIIIB元素有3列族號(hào)數(shù)＝價(jià)電子總數(shù)(VIIIA為8或2,ⅠB,ⅡBd10不計(jì)入,Ⅷ8～10）3.價(jià)電子構(gòu)型與元素的分區(qū)s區(qū)：最后一個(gè)電子填入s軌道的元素p區(qū)：最后一個(gè)電子填入p軌道的元素d區(qū)：最后一個(gè)電子填入d軌道且d軌道未滿的元素ds區(qū)：最后一個(gè)電子填入d軌道且d軌道填滿的元素f區(qū)：最后一個(gè)電子填入f軌道的元素元素基本性質(zhì)的周期性掌握主族元素原子半徑、電離勢(shì)、電負(fù)性的遞變規(guī)律離子鍵離子鍵——當(dāng)活潑金屬原子和活潑非金屬元素原子互相接近時(shí)，前者失去電子形成正離子，后者得到電子形成負(fù)離子。正、負(fù)離子通過(guò)靜電相互作用結(jié)合成離子型化合物離子鍵的本質(zhì)是靜電作用力生成離子鍵的條件:原子間電負(fù)性相差足夠大，一般要大于1.8左右離子鍵的特征：沒(méi)有方向性、沒(méi)有飽和性離子化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)：離子的電荷越高、半徑越小，靜電作用力就越強(qiáng)，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就越高。價(jià)鍵理論：共價(jià)鍵的本質(zhì)：原子軌道發(fā)生重疊，兩核間電子出現(xiàn)概率增大，降低了兩核間的正電排斥，又增強(qiáng)了兩核對(duì)電子云密度大的區(qū)域的吸引，系統(tǒng)能量降低，形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。價(jià)鍵理論要點(diǎn)：成鍵原子的未成對(duì)電子自旋相反；最大重疊原理：成鍵原子的原子軌道重疊程度(面積)越大，鍵越牢。對(duì)稱性匹配原理：原子軌道的重疊必須發(fā)生在角度分布圖中正負(fù)號(hào)相同的軌道之間。共價(jià)鍵的特征飽和性——電子配對(duì)后不再與第三個(gè)電子成鍵方向性——共價(jià)鍵具有方向性的原因是因?yàn)樵榆壍?p,d,f)有一定的方向性，所以必須沿著特定的方向重疊，它和相鄰原子的軌道重疊才能達(dá)到最大重疊。共價(jià)鍵的類(lèi)型σ鍵:原子軌道沿鍵軸方向“頭碰頭”式重疊;π鍵:原子軌道沿鍵軸方向“肩并肩”式重疊。σ鍵與p鍵的識(shí)別共價(jià)單鍵為σ鍵；共價(jià)雙鍵（及三鍵）中：有一個(gè)σ鍵，其余為p鍵。σ鍵，重疊程度大，較穩(wěn)定；π鍵，重疊程度小，較活潑。第六章酸堿平衡與酸堿滴定法酸堿質(zhì)子理論：質(zhì)子酸、質(zhì)子堿、兩性物質(zhì)；共軛酸堿對(duì)酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：兩對(duì)共軛酸堿對(duì)間的質(zhì)子的傳遞。共軛酸堿對(duì)解離平衡常數(shù)的關(guān)系：共軛酸堿對(duì)的解離平衡常數(shù)乘積為Kw同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)各種溶液pH值的計(jì)算：1.一元弱酸(堿)濃度為camol/L的HA溶液一元弱堿完全一樣，只是把H+換成OH-,換成2.多元弱酸（堿）對(duì)于多元弱酸（堿）一般，則可忽略第二級(jí)及其以后的解離，多元弱酸可近似當(dāng)做一元弱酸處理，多元弱堿也可以同樣處理。3.兩性物質(zhì)NaHCO3溶液；NaH2PO4溶液：Na2HPO4溶液：(多元弱酸失去一個(gè)質(zhì)子變成的兩性物質(zhì)）(多元弱酸失去兩個(gè)質(zhì)子變成的兩性物質(zhì)）4.緩沖溶液(能夠抵抗加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿或稀釋而能保持溶液pH值基本不變的溶液)組成：弱電解質(zhì)的共軛酸堿對(duì)原理：同時(shí)存在抗酸組分和抗堿組分由Camol/LHB和Cbmol/LB-構(gòu)成的緩沖溶液由Cbmol/L弱堿和Camol/L共軛酸構(gòu)成的緩沖溶液影響緩沖溶液緩沖能力的因素：共軛酸堿對(duì)的總濃度、共軛酸堿對(duì)的濃度比總濃度一定時(shí)，濃度比等于1時(shí)，緩沖能力最強(qiáng)此時(shí)對(duì)應(yīng)的pH范圍稱為緩沖溶液的緩沖范圍：緩沖溶液的選擇:那么配制一定pH值的緩沖溶液時(shí)，為了使共軛酸堿對(duì)的濃度比接近于1，所以要選擇pKaθ接近pH值的緩沖溶液（p167例子6-17,6-18）滴定分析概述：定量分析的任務(wù)：定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析定量分析方法的分類(lèi)：重點(diǎn)掌握按測(cè)定原理、組分在試樣中的相對(duì)含量分類(lèi)按測(cè)定原理分類(lèi)：化學(xué)分析法(主要有重量分析法和滴定分析法)、儀器分析法按組分在試樣中的相對(duì)含量分類(lèi)：常量組分分析(＞1%)；微量組分分析(0.01%～1%)；痕量組分分析(＜0.01%)定量分析的一般程序：采樣→前處理→測(cè)定(消除干擾)→數(shù)據(jù)處理滴定分析的方法和滴定方式標(biāo)準(zhǔn)溶液、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(sp)、滴定終點(diǎn)(ep)、終點(diǎn)誤差(計(jì)量點(diǎn)和滴定終點(diǎn)不相吻合而造成的分析誤差)滴定分析的方法:酸堿滴定法、沉淀滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法滴定分析對(duì)滴定反應(yīng)的要求：反應(yīng)必須定量進(jìn)行、反應(yīng)必須速進(jìn)行、有簡(jiǎn)便可靠的確定終點(diǎn)的方法滴定方式：直接滴定法、返滴定法、間接滴定法、置換滴定法標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：直接配制法、標(biāo)定法滴定分析結(jié)果的計(jì)算：物質(zhì)的量的比等于反應(yīng)式中系數(shù)比酸堿滴定法1.指示劑變色原理、變色范圍示劑的理論變色點(diǎn)變色范圍：注意：人眼對(duì)不同顏色的敏感程度不同所以理論變色范圍與實(shí)際變色范圍有一定差別酸堿滴定曲線強(qiáng)酸（強(qiáng)堿）的滴定：化學(xué)計(jì)量時(shí)產(chǎn)物為H2O,則pH=7.00弱酸的滴定：化學(xué)計(jì)量時(shí)產(chǎn)物為該弱酸的共軛堿，,則pH>7.00弱堿的滴定：化學(xué)計(jì)量時(shí)產(chǎn)物為該弱堿的共軛酸，,則pH<7.00多元弱酸(堿)：會(huì)判斷有幾個(gè)滴定突躍，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)生成什么物質(zhì)酸堿滴定突躍：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%范圍內(nèi)pH值的急劇變化指示劑選擇原則：(1)指示劑的變色范圍全部或部分處于滴定突躍范圍之內(nèi)。(2)變色點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)盡量接近指示劑在滴定突躍范圍內(nèi)變色，則滴定的相對(duì)誤差小于±0.1%弱酸弱堿滴定突躍的影響因素：濃度、解離常數(shù)濃度越大、解離常數(shù)越大，滴定突躍范圍越寬弱酸(堿)準(zhǔn)確滴定的條件：()對(duì)多元弱酸滴定：(1)判斷能否準(zhǔn)確滴定，根據(jù)：；(2)判斷能否準(zhǔn)確分步滴定，根據(jù)：若條件(2)成立，相鄰兩步解離相互不影響，則滴定時(shí)分別與NaOH中和反應(yīng)，即可以分別滴定例：滴定下列多元弱酸或弱堿溶液時(shí)，有幾個(gè)滴定突躍1.0.1mol/LH2C2O41個(gè)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)生成Na2C2O42.0.1mol/LNa2CO31個(gè)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)生成Na2SO4和H3BO33.0.1mol/LH2S1個(gè)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)生成NaHS酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液配制與標(biāo)定鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：基準(zhǔn)物質(zhì)：無(wú)水碳酸鈉和硼砂（Na2B4O7·10H2O）氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：基準(zhǔn)物質(zhì)有草酸、鄰苯二甲酸氫鉀雙指示劑法（酚酞、甲基橙）滴定混合堿(能根據(jù)V1和V2的大小關(guān)系判斷混合堿的組成，并計(jì)算各成分的百分含量)混合堿的組成：純Na2CO3、Na2CO3+NaOH、Na2CO3+NaHCO3(1)酚酞變色(pH=9.1)時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：(2)甲基橙變色時(shí)(pH=3.8)發(fā)生的反應(yīng)：NaHCO3+HCl→NaCl+H2CO3,用去HCl的體積為V2V1=V2組成為Na2CO3；V1>V2組成為NaOH+Na2CO3；V1<V2組成為Na2CO3+NaHCO3（p193，17,20題）第七章沉淀溶解平衡及在分析化學(xué)中的應(yīng)用溶度積常數(shù)KSP溶度積和溶解度的相互換算（純水中）初：00平衡：nSmS對(duì)同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)，可用溶度積KSP的大小來(lái)比較溶解度S的大小。但不同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)則不宜直接用溶度積KSP的大小來(lái)比較溶解度S的大小。溶度積規(guī)則Qi＞KSP時(shí)，溶液為過(guò)飽和溶液，沉淀析出;Qi＝KSP時(shí)，溶液為飽和溶液，處于平衡狀態(tài)。Qi＜KSP時(shí)，溶液為未飽和溶液，沉淀溶解。影響難溶電解質(zhì)溶解度的因素：本性、溫度、同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)（注意不在純水中，溶解度的計(jì)算p198例7-3，p200例7-7）知道銀量法的對(duì)應(yīng)的名稱和使用的指示劑第八章氧化還原平衡與氧化還原滴定法氧化數(shù)、氧化還原電對(duì)、電極、原電池離子—電子法（半反應(yīng)法）配平氧化還原反應(yīng)方程式電極電勢(shì)的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定解決方法就是使用參比電極——標(biāo)準(zhǔn)氫電極規(guī)定:標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)為0V標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：電極處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)的電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表示在電極反應(yīng)條件下，對(duì)某物質(zhì)氧化型得電子或還原型失電子能力的量度電極電勢(shì)數(shù)值越小→還原型的還原能力(失電子傾向)越強(qiáng)電極電勢(shì)數(shù)值越大→氧化型的氧化能力(得電子傾向)越強(qiáng)影響電極電勢(shì)的因素：組成電極的氧化還原電對(duì)的性質(zhì)、溶液的濃度、體系的溫度對(duì)于一個(gè)特定的電極，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，其組成、濃度(分壓)、溫度均唯一確定，所以一個(gè)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)唯一確定電動(dòng)勢(shì)和吉布斯函數(shù)變的關(guān)系△G＝－nFε標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：能斯特(Nernst)方程應(yīng)用Nernst方