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标准平衡常数,多重平衡规则,化学平衡移动及其影响因素
(1)平衡常数为一可逆反应的特征常数,是一定条件下可逆反应进行程度的标度。
对同类反应而言,K值越大,反应朝正向进行的程度越大,反应进行的越完全
(2)书写和应用平衡常数须注意以下几点
a.写入平衡常数表达式中各物质的浓度或分压,必须是在系统达到平衡状态时相应的值。
生成物为分子项,反应物为分母项,式中各物质浓度或分压的指数,就是反应方程式中相应的化学计量数。
气体只可以用分压表示,而不能用浓度表示,这与气体规定的标准状态有关。
b.平衡常数表达式必须与计量方程式相对应,同一化学反应以不同计量方程式表示时,平衡常数表达式不同,其数值也不同。
c.反应式中若有纯故态、纯液态,他们的浓度在平衡常数表达式中不必列出。
在稀溶液中进行的反应,如反应有水参加,由于作用掉的水分子数与总的水分子数相比微不足道,故水的浓度可视为常数,合并入平衡常数,不必出现在平衡关系式中。
由于化学反应平衡常数随温度而改变,使用是须注意相应的温度
(3)平衡移动原理如以某种形式改变一个平衡系统的条件(如浓度、压力、温度),平衡就会向着减弱这个改变的方向移动。
a浓度对化学平衡的影响
增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向右移动,减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡逆向移动。
b压力对化学平衡的影响
压力变化只对反应前后气体分子数有变化的反应平衡系统有影响
在恒温下增大压力,平衡向气体分子数减少的方向移动;
减小压力,平衡向气体分子数的方向移动
c温度对化学平衡的影响
温度变化时,主要改变了平衡常数,从而导致平衡的移动。
对于放热反应,升高温度,会使平衡常数变小。
此时,反应商大于平衡常数,平衡将向左移动。
反之,对于吸热反应,升高温度,平衡常数增大。
此时,反应商小于平衡常数,平衡将向右移动。
d催化剂能够降低反应的活化能,加快反应速率,缩短达到平衡的时间。
由于它以同样倍数加快正、逆反应速率,平衡常数K
并不改变,因此不会使平衡发生移动。
6.化学平衡的综合利用。
第三章电解质溶液和离子平衡
1.强电解质溶液表观电离度
2.水的离解
H2O
H++OH-
Kw=1014
3.酸碱指示剂
4.弱酸弱碱的电离平衡
Ka弱酸电离常数
Kb弱碱电离常数
5.稀释定律,一元弱酸碱与多元弱酸碱的电离平衡
6.同离子效应,缓冲溶液
同离子效应:
在若电解质的溶液中,加入含有相同离子的易溶强电解质,使弱电解质离解度降低的现象。
缓冲溶液:
能保持pH相对稳定的溶液,缓冲溶液通常由弱酸及其盐或弱碱及其盐所组成。
7.盐类水解
强酸弱碱盐,强碱弱酸,弱酸弱碱盐,强酸强碱盐
8.水解平衡及影响因素
温度,溶液酸碱性等。
9.酸碱质子理论
质子理论认为凡是能给出质子的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱。
质子酸可以是分子、阳离子或阴离子。
质子碱也可以是分子、阳离子或阴离子。
酸碱共轭关系
根据质子理论,酸给出质子后剩余的部分就称为碱,因为它具有接受质子的能力;
碱接受质子后就变成了酸。
此所谓“酸中有碱,碱能变酸”。
相互依存
10.沉淀和溶解平衡容度积,容度积规则,盐效应
(1)Q>
K
溶液呈过饱和状态,有沉淀从溶液中析出,直到溶液呈饱和状态.
(2)Q<
溶液是不饱和状态,无沉淀析出.若系统中原来有沉淀,则沉淀开始溶解,直到溶液饱和.
(3)Q=K
溶液为饱和状态,沉淀和溶解处于动态平衡.
此即溶度积规则,它是判断沉淀的生成和溶解的重要依据.
11.沉淀的溶解,转化
第四章氧化和还原
1.氧化还原的基本概念
氧化值(形式电荷),单质中元素的氧化值为零,中性分子分子中,各元素氧化值的代数和为零,离子中,元素或多元素的氧化值之和等于离子所带的电荷。
氧化还原电对,如Cu2+/Cu,Fe3+/Fe2+
2.离子电子法配平
原则:
电子总数相等;
原子总数相等
适用于溶液体系。
3.原电池
原电池的组成:
至少两个电对,有象盐桥那样能连起来的装置。
电极可以是金属,也可以是非金属。
Cu-Zn原电池符号,电极反应,电池反应。
作为本章的重点必须掌握。
4.电极电势
标准电极电势,标准氢电极电势,电池符号Eθ
本教材使用的电极电势是还原电极电势,一定要注意和其它教材区别,尤其一些老教材。
注意:
Cu2++2e-=Cu与Cu–2e-=Cu2+的区别。
5.Nerst方程
6.电极电势的应用
判断氧化剂和还原剂的相对强弱,判断氧化还原反应进行的程度和方向。
7.元素电势图及其应用
元素电势图:
元素不同的氧化值,按照有高到低的顺序排成一行,在相邻两个物种之间用直线相连,表示一个电对,并在直线上标明此电对的标准电极电势值。
应用元素电势图可以进行歧化反应的能否发生的判断。
左电对电极电势大于右电对电极电势,则会发生歧化反应,反之,发生逆歧化反应。
另外,应用元素电势图,可以综合评价元素及其化合物的氧化还原性质的判断。
如教材对氯及其氧化物在酸性条件和碱性条件下的性质进行的评价。
第五章原子结构与元素周期律。
1.原子核外电子的运动状态
原子轨道,电子云,四个量子数,Pauling能级图
量子数,电子层,电子亚层之间的关系,每个电子层最多容纳的电子数
主量子数1234
电子层KLMN
角量子数0123
电子亚层spdf
每个亚层电子数261014
每层最多容纳电子数281832
2.原子核外电子排布
原子核外电子排布三原理,核外电子排布式,轨道排布式
3.原子核外电子排布式与元素周期律
周期与能级组,族与价电子构型,周期表元素分区。
4.元素性质的周期性
有效核电荷,原子半径,电离能,电子亲和能
第六章分子结构与晶体结构
1.化学键分子或晶体中相邻原子间强烈的相互作用
共价键:
共用电子对
分类离子键:
阴阳离子间吸引作用
金属键:
金属原子、金属离子与电子之间的结合力
3.共价键理论要点:
配对原则和最大重叠原则
键参数:
键长,键角,键能
4.杂化理论与分子构型
等性杂化和非等性杂化,等性杂化分为是sp,sp2,sp3
5.分子间作用力与分子晶体
分子间作用力分为色散力,诱导力,取向力。
分子极性
色散力
诱导力
取向力
非-非
有
非-极
有
极-极
6.离子键与离子晶体
离子的电子构型
2电子型:
Li+.Be2+.
8电子型:
Na+,Ba2+.
18电子型:
Ag+,Zn2+.
18+2电子型:
Sn2+,Bi2+
9--17电子型:
Fe2+,Cu2+
离子化合物无方向性和饱和性
7.离子极化
离子极化对物质的熔点、溶解度的影响。
8.其他类型晶体
第七章配位化合物
1.配位化合物的基本概念
配位化合物的组成:
内界和外界,内外界之间属于离子键,当然也有的配合物无外界,如Fe(CO)4。
形成体与配位体,形成体主要是金属原子或金属离子。
配位体主要是能提供孤电子对的原子或分子。
配位数是配位原子数。
命名原则遵循无机化合物的命名原则。
如:
[Cu(H2O)4]·
SO4硫酸四水合铜(II)
2.配位化合物的结构
配位化合物中化学键,包括离子键,共价键,配位键。
杂化轨道与配位化合物的空间构型。
内轨配合物与外轨配合物的异同。
内轨配合物是参与杂化的原子的次外层的电子参与杂化,形成化学键,外轨配合物是指原子的外层电子参与了杂化。
内轨配合物能量低,稳定性高。
3.配位平衡
平衡常数,平衡常数的应用,配位平衡的移动
配位平衡常数用K表示或β表示。
β值越大表示配离子越稳定。
可以应用β来判断相同类型的配合物的稳定性强与弱。
也可以进行溶液中某离子浓度的计算。
影响配位平衡的因素有溶液的酸碱性、氧化还原反应、及是否可以生成更稳定的配合物。
4.鳌合物概念与特性
a)配合物形成体在周期表中的分布
第八章主族元素
(一)碱金属与碱土金属
1.碱金属(IA):
ns1
Li,Na,K,Rb,Cs,Fr
2.碱土金属(IIA):
ns2
Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra
3.碱金属元素概述
碱金属的物理性质,钠钾的制备,碱金属氧化物,硫化物,氢氧化物的性质,
生产氢氧化钠的新工艺,重要的钠钾盐。
原子半径减小
金属性、还原性减弱
电离能、电负性增大
4.碱土金属元素概述
碱土金属元素的物理性质,氧化物、氢氧化物的性质,盐类的通性,硬水软化和纯水的制备。
5.对角线规则
LiBeBC
NaMgAlSi
6.氢氧化物的性质
M-O-HM++OH-
M-O-HMO-+H+
Փ=z/r(z:
M离子的电荷;
:
r:
离子半径)
Փ1/2<0.22MOH显碱性
Փ1/2在0.22---0.32间MOH显两性
Փ1/2>0.32MOH显酸性
第九章主族元素
(二)铝、锡、铅、砷、锑、铋
1.元素的概述
1).p区元素分为金属和非金属元素。
只有砷分族3种As,Sb,Bi属常见元素。
2.)价电子构型:
ns2np1-6
3)同一族自上而下,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属减弱。
4)同周期元素自右而左,形成负氧化态的能力减弱。
5)一般都有多种氧化态。
最高氧化态等于价层电子数。
2.铝的典型性质缺电子性、亲氧性及两性,氧化物两性。
3.锡、铅单质的性质
锡、铅氧化物的氧化还原性。
2HgCl2+Sn2+→Hg2Cl2↓+Sn4++2Cl_
Hg2Cl2+Sn2+→2Hg↓+Sn4++2Cl_
锡、铅的氧化物有SnO,SnO2,PbO,PbO2
4.砷、锑、铋的单质及其化合物的性质,含砷、含铅废水的处理。
第十章非金属元素(-)氢稀有气体卤素
1.氢的制备、性质、应用。
氢在自然界中的分布三种同位素:
11H;
12H;
13H
氢的成键特征:
离子键、共价键、独特的键形
氢可以与金属、非金属反应生成相应的氧化物,如水,二氧化碳等。
、实验室制备Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑
电解法阴极2H2O+2e-→H2↑+2OH-
阳极4OH-→O2↑+2H2O+4e-
工业生产C(赤热)+H2O(g)→H2(g)+CO(g)
2.稀有气体简介
稀有气体HeNeArKrXeRn
价电子构型ns2np6
稀有气体电离能,熔沸点,溶解度,气体密度有如下变化规律。
HeNeArKrXeRn
第一电离能大小
mp.bp.小大
水中溶解度小大
气体密度小大
3.卤素单质的制备,氢化物的性质,熟悉氯的含氧酸及其盐的性质应用。
卤素单质F2Cl2Br2I2
氢化物HFHClHBrHI
卤素单质可以发生氧化反应,是很强的氧化剂;
单质还可以发生歧化反应。
2.4.拟卤素与氰的几种重要化合物。
第十一章非金属元素
(二)氧硫、氮、磷、碳、硅、硼
1.氧及其化合物
氧单质、臭氧、过氧化氢。
过氧化氢的结构及性质。
氧分子表现出顺磁性,是因为分子中含有2个3电子π键,也就是含有两个未成对电子,自旋平行。
臭氧浅兰色气体,在距地面20-40km的高空处存在较多,形成臭氧层,可以吸收紫外线。
现在由于氟利昂等影响了臭氧层。
臭氧的氧化性比氧的氧化性强。
双氧水市售有30%和3%,分子中存在一个过氧键,四个原子不在一个平面内,即可作氧化剂又可以做还原剂。
如双氧水与高锰酸钾和二氧化锰分别反应,与高锰酸钾反应表现出还原性,与二氧化锰反应表现出氧化性。
2.硫及其化合物
硫单质及其氧化物和含氧酸盐。
硫化氢及硫化物
硫单质有3种同素异形体,主要氧化物有SO2,SO3,形成相应的酸H2SO3,H2SO4.还有H2S2O3,H2S2O4,H2SO3,H2S2O5,H2S2O7,H2S2O8.硫酸是二元强酸,具有吸水性、氧化性和脱水性。
H2S2O8形成的盐具有强氧化性,如(NH4)2S2O8.
硫化氢是无色有臭鸡蛋气味的气体。
其水溶液为二元弱酸。
和许多重金属形成难溶盐。
3.氮及其氢化物、硝酸盐
氮气工业上主要是由液态空气经分馏制得。
氨,硝酸是氮的两种重要化合物。
硝酸是强酸,具有氧化性。
硝酸盐分解产物主要有,生成亚硝酸盐,氧化物,金属单质。
亚硝酸盐有毒。
汽车尾气中主要成份有NOX。
4.磷及其化合物。
磷主要的同素异形体有白磷和红磷。
氧化物主要有P2O5,P2O3.含氧酸主要有偏磷酸、焦磷酸、磷酸。
磷酸可以形成一种正盐和两种酸式盐,只有磷酸二氢盐的水溶液呈酸性,其它两种呈碱性。
5.碳、硅、硼几种单质及其化合物的性质、应用。
碳的同素异形体有三种,即金刚石、石墨和球烯。
其中球烯中C60最稳定。
硅是地壳中含量最高的元素。
石英是常见的二氧化硅的天然晶体。
水玻璃是硅酸钠的水溶液。
第十二章过渡元素
(一)
1.
过渡元素的通性。
过渡元素原子半径不如主族元素半径变化,但呈现多种氧化态(如上图),具有很强的配位能力,具有催化性能和磁性,水合离子有颜色。
2.铜副族元素的通性,单质及其化合物的性质。
铜副族元素包括Cu、Ag、Au。
第一副族与主族的区别与联系。
第一主族元素活泼。
铜的一价化合物主要有:
Cu2O,Cu2S,CuCl
铜的二价化合物主要有:
CuO,CuSCuCl2
银常见的化合物是AgNO3,不同银的化合物具有感光性,银可以和许多配体形成配合物。
银能溶于稀或浓的硝酸中,一般含银的废水废渣需要处理,处理的原则是产生沉淀,与液体分开。
3.锌副族元素的通性,锌、汞及其化合物的性质
IIB族包括锌、镉、汞三种元素,都是银白色金属,它们与元素周期表中的Sn,Pb,Bi等一起合称低熔点金属。
通常所说的铅管,铅丝都是镀锌的铁管或铁丝。
镉主要用作耐腐蚀和高温的材料。
汞齐是汞能溶解许多金属形成液态或固态的合金,如钠汞齐。
锌的主要化合物有:
ZnO,ZnCl2,ZnS,ZnSO4
铬的主要化合物有:
CdS,Cd(NO3)2,含镉废水需要处理。
汞的化合物有:
Hg(NO3)2,HgCl2,HgO,HgCl,含汞废水需要处理。
第十三章过渡金属元素
(二)
1.铬及其化合物。
铬是周期表中VIB族第一种元素,在地壳中的丰度,居21位,主要矿物。
铬铁矿(FeO·
Cr2O3)。
不锈钢是指含Cr在2%以上的钢。
铬的氧化物和氢氧化物有:
CrOCr2O3
Cr(0H)2Cr(OH)3
具有强氧化性的有CrO3,H2Cr2O7
Na2Cr2O7K2Cr2O7是两种重要的重铬酸盐,都是黄色晶体,分别称做红矾钠和红矾钾。
铬的各种物质之间转化关系见下表。
2.锰及其化合物。
锰是VIIB第一种元素,地壳中的丰度为14位,主要以软锰矿(MnO2.xH2O)形式存在。
主要化合物有MnO,Mn2O3,MnO2,MnO3,Mn2O7
主要氢氧化物有Mn(OH)2,Mn(OH)3,Mn(OH)4,H2MnO4,HMnO4
应该掌握的是KMnO4的氧化性质及应用。
3.铁、钴、镍的单质、氧化物、氢氧化物的性质。
铁、钴、镍位于元素周期表VIIIB,性质相似,合称铁系元素。
它们属于中等活泼金属,高温下能与O,S,Cl等非金属反应。
铁系元素氧化物都有颜色,其中钴二价盐因所含结晶水数目不同而呈现多种颜色。
铁系元素氢氧化物低价有还原性,高价具有氧化性。
实验室配置二价铁盐常用的是铁的复盐,FeSO4·
(NH4)2SO4·
6H2O
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