普通化学总复习串讲.pptx
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1、普通化学普通化学I串讲(串讲(2018年)年)迟瑛楠化学与化工学院热力学第5章化学热力学第2章气体化学平衡第6章化学平衡第4章稀溶液依数性第8章酸碱平衡第9章沉淀溶解平衡第10章氧化还原电化学动力学第7章化学反应速率各章分数分布各章分数分布气体与溶液(第2章、4章)5分化学热力学与化学平衡(第5章、6章)30分化学反应速率(第7章)5分酸碱平衡(第8章)15分沉淀溶解平衡(第9章)5分氧化还原(第10章)40分题题型型1.选择题15题,共30分;2.填空题15-20空,共30分;3.问答题2题,共10分;4.计算题3题,共30分。(1)热力学(2)酸碱平衡(3)氧化还原平衡热力学三大定律+状态
2、函数n预备知识n内能U+热力学第一定律n焓H+化学反应热效应n熵S+热力学第三定律n吉布斯自由能G+热力学第二定律一、基本概念与术语一、基本概念与术语当体系对环境做功时,功最大;当环境对体系做功时,功最小3.可逆过程及其特点可逆过程及其特点1.体系与环境体系与环境敞开系统、封闭系统、孤立系统T温下如果:反应3反应1+反应2则:X3=X1+X2(X=H,S,G,U)2.状态函数及其特征状态函数及其特征(是否有加和性)特点:状态一定值一定;X=X2-X1二、内能二、内能U+热力学第一定律热力学第一定律1.热力学第一定律热力学第一定律能量守恒定律能量守恒定律表达式表达式U=Q+WW体=-pV2.U、
3、Q、WU状态函数,无绝对值,有加和性Q非状态函数,Q0吸热,Q0环境对系统做功(气体压缩)W0吸热;H0;如果生成物和反应物相比,气态物质的化学计量数是增大的S0;标准态,非标准态,非298.15krSm=BSm=cSm(C)+dSm(D)-aSm(A)+bSm(B)Sm(稳定态单质)0rSm(T)rSm(298.15K)标准态,标准态,298.15K(2)标准摩尔熵变)标准摩尔熵变rSm的计算的计算(标准摩尔熵为绝对熵)对于某物质而言熵熵值随温度的升高而增大,但对于化学反应而言熵变熵变随温度变甚微。三、吉布斯自由能三、吉布斯自由能G+热力学第二定律热力学第二定律1.吉布斯自由能吉布斯自由能G
4、=H-TS状态函数,无绝对值,有加和性2.吉布斯自由能变吉布斯自由能变GG=Wmax3.热力学第二定律热力学第二定律反应自发性的判据反应自发性的判据定温定压,只做体积功条件下:rGm0,非自发过程,反应逆向进行;rGm=0,平衡状态。相变过程为平衡态(1)估算)估算依据吉依据吉-亥方程亥方程G=H-TS4.Gibbs自由能变自由能变(G)的计算的计算HSG结论结论+-+皆不自发-+-皆自发-低温自发+高温自发标准状态下的rGm(T)=rHm(T)-TrSm(T)通过查表由fHm和Sm计算求得注意单位换算:TrSm的单位是Jmol-1,rHm的单位是kJmol-1rHm(298.15K)-TrS
5、m(298.15K)标准态、任意温度下,标准态、任意温度下,rGm(T)的计算的计算(1)计算标准态rGm(T),判断标态下的自发性(2)计算标准态下的T转(沸点)(3)计算rHm或rSm吉吉-亥方程小结亥方程小结已知298K时下列热力学数据:SbCl5(g)SbCl3(g)fHm/kJmol-1394.3313.8fGm/kJmol-1334.3301.2通过计算说明反应SbCl5(g)SbCl3(g)Cl2(g)1.在标准状态下25能否自发进行?2.在标准状态下500时能否自发进行?例:例:373K标态下,乙醇(标态下,乙醇(l)能否自发变)能否自发变成乙醇(成乙醇(g),并估算乙醇的沸点
6、。),并估算乙醇的沸点。fHm(B)/(kJmol-1)-277.6-235.3Sm(B)/(Jmol-1K-1)161282解:C2H5OH(l)C2H5OH(g)提示:沸点、凝固点的相变过程是可逆的平衡态提示:沸点、凝固点的相变过程是可逆的平衡态G=0rHm=fHm(C2H5OH,g)-fHm(C2H5OH,l)=(-235.3)-(-277.6)kJmol-1=42.3kJmol-10rSm=Sm(C2H5OH,g)-Sm(C2H5OH,l)=121Jmol-1K-1=0.121kJmol-1K-10rGm(373)=rHmTrSm=42.3kJmol-1-(3730.121)kJmol
7、-1=-2.8kJmol-1105可自发,K10-5非自发(2)预测反应进行的方向预测反应进行的方向rGm(T)=2.303RTlgQ/K若QK,rGm(T)K,rGm(T)0,反应逆向进行若Q=K,系统处于平衡状态。4.计算平衡组成计算平衡组成5.化学平衡的移动勒夏特列原理确定标准平衡常数,写出标准平衡常数的表达式设x,近似近似,解方程1、氧化银受热按下式分解:、氧化银受热按下式分解:2Ag2O(s)4Ag(s)+O2(g),已知已知298K时时Ag2O(s)的的 fH(298K)=-31.1kJ mol-1,fG(298K)=-11.2kJ mol-1。求。求:(1)该分解反应的该分解反应
8、的 rS(298.15K)等于多少等于多少?(2)298K时,该分解反应的时,该分解反应的K.(3)298K,分解反应达平衡时,分解反应达平衡时p(O2)为多少?为多少?(4)标态下标态下Ag2O(s)热分解的温度热分解的温度T是多少?是多少?(5)500K时,该分解反应的时,该分解反应的K=?(6)398K时时p(O2)=10kPa时,反应时,反应 rG自发进行的方向自发进行的方向(1)酸碱的定义要求能够判断酸碱及两性Al(H2O)63+,Al(OH)(H2O)52+,(2)共轭酸碱对和酸碱反应的实质二二.酸碱平衡酸碱平衡1.酸碱质子理论酸碱质子理论在共轭酸碱对中若酸的酸性越强,其共轭碱的碱
9、性就越弱。例如:酸性HClHAc,则碱性Cl400)PO43-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+OH-(aq)(3)三元弱酸(H2A)的解离平衡HPO42-(aq)+H2O(l)H2PO4-(aq)+OH-(aq)H2PO42-(aq)+H2O(l)H3PO4(l)+OH-(aq)弱电解质的解离度随初始浓度的降低而增大(4)解离度纯一元弱酸纯一元弱酸4.缓冲溶液缓冲溶液(1)同离子效应(解离度减小)盐效应(解离度增大)(2)缓冲溶液的组成:弱电解质的共轭酸碱对 注:公式中的c(共轭酸),c(共轭碱)为缓冲体系中两者的平衡浓度。(3)缓冲溶液的pH值的计算pH 缓冲溶液的缓冲范围为:p
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