2020年考研中国农业大学702化学总结

普通化学及分析化学撰写人：李保磊日期：2018.7.18参考书目：赵士铎《普通化学》赵士铎《定量分析简明教程》赵士铎《化学指南》一、溶液和胶体比的质量与混合物体积之即质量浓度质量的质量除以混合物总的即质量分数：总的物质的量的物质的量除以混合物即摩尔分数：质量的物质的量除以溶剂的即溶液中质量摩尔浓度：体积的物质的量除以混合物即溶液中物质的量浓度：BVmBmmBnnBmnBVCBBBBBABBBB,:,,x,b,n稀溶液：一般指溶质的摩尔分数≤0.02的溶液，其中溶质对溶剂的作用可忽略稀溶液的依数性：这些与溶质本性无关而与溶质的浓度有关的特性稀溶液与纯溶剂相比产生的蒸汽压降低、沸点升高、凝固点下降以及渗透压cRTBbKTBbKTBxpffbb)()()(p*1.使溶胶聚沉的方法包括（加大浓度）、（长时间加热）、（加电解质），最为有效的方法是（加电解质）2.电泳：在直流电场中，溶胶粒子向相应电极移动的现象。根据胶团结构，负电溶胶的胶粒向正极移动，反之，胶粒向正极移动3.电渗：将胶粒固定，直流电场中液相向相应电极移动的现象。和电泳相反，如液相向负极移动，证明胶粒带负电，反之，胶粒带正电4.溶胶是分散质粒径在（1-100nm）范围的分散系，是（具有巨大表面能）的热力学不稳定系统5.溶胶具有一定的聚结稳定性的原因是（胶粒带电）和（溶剂化膜的保护），具有一定动力学稳定性的原因是（布朗运动）6.实验室常用冰盐做制冷剂。请简述其原理当食盐和冰放在一起，食盐会溶解于冰表面的水中，形成了溶液，使水的凝固点降低，导致冰的融化。在融化的过程中因大量吸热而使环境制冷7.说明过量施肥会使农作物枯萎的原因植物的细胞膜是半透膜，如果施肥过量，使土壤溶液浓度过高，渗透压高于植物根系细胞液，植物体内水分会渗入土壤，使植物枯萎，俗称烧苗二、化学热力学基础n、T、p、V、U、H、G、S等均为状态函数ΔU、ΔH为过程函数Q不是状态函数定容热：系统在定容过程中吸收或放出的热定压热：系统在定压过程中吸收或放出的热HHUUmmrrmrmrmrmrSHTTHS反应的转变温度g2222HCHC石墨乙炔的制备：HQUQPVRTgUHBmrmr三、化学平衡和化学反应速率化学反应等温方程式：RTInKGmr范特霍夫方程：表示不同温度下标准平衡常数间的关系克拉贝龙—克劳修斯：表示不同压力下的相应沸腾温度间的关系速率方程：阿伦尼乌斯方程：表示不同温度下速率常数之间的关系1.浓度对反应速率的影响是因为改变了分子间的有效碰撞频率，温度对对反应速率的因为改变了能量因子f,催化剂对反应速率的影响是因为改变了反应的活化能Ea2.改变反应物浓度（对气体物质而言，即增大它的压力），将增加有效碰撞的次数，因此加快了反应速率3.达到平衡时各物质的浓度（压力）不随时间的改变而改变，并不是各物质浓度（压力）不变4.反应速率不仅与（反应常数）有关，还与（浓度）、（压力）条件有关反应的平衡常数只说明反应完成趋势，完成程度还与（浓度）、（压力）条件有关标准平衡常数只与（反应温度）有关，而与（浓度）或（压力）无关5.惰性气体对平衡的影响①定温定压，加入一定量的惰性气体，相当于增大体积，类似减压，平衡向气体物质的量增大的方向进行②定温定容，加入一定量的惰性气体，相当于参与反应的各气体分压不变，平衡不移动RTInQGGmmrr1212121211n11nTTRHPPITTRHKKImvapmr211212vTTTTREkkIneAkBcAckaRTEbaa四、物质结构1.根据现代原子结构理论，核外电子的空间运动状态可用（波函数Ψ）来描述，它习惯上被称为（原子轨道）；Ψ表示（电子的概率密度），它的形象化表示称为（电子云）2.多电子原子中，存在屏蔽效应、钻穿效应。电子受到的屏蔽作用越强，轨道的能量就越高；电子的钻穿能力越强，轨道的能量就越低3.基态多电子原子核外电子排布遵从（能量最低原理）、（保利不相容原理）、（洪特原理），按鲍林近似能级顺序或能级组顺序从低到高进行4.几率密度：指在核外空间某点附近单位微体积内电子出现的机会几率：指在以原子核为球心、半径为r的薄球壳中电子出现的机会几率=几率密度×薄球壳体积5.电子运动状态①主量子数n：n=1，2，3……∞决定轨道能量注：对单电子原子而言，主量子数n越大，能量就越高对多电子原子而言，主量子数n和角量子数l的和越大，能量就越高②角量子数l：l=0，1，2……n-1决定轨道形状③磁量子数m：m=0,±1，……±l决定轨道的空间伸展方向④自旋量子数：+1/2或-1/2决定电子的自旋运动状态6.分子间作用力（范德华力）①色散力：存在于极性分子、非极性分子决定分子的变形性②诱导力：存在于极性分子、非极性分子决定分子的变形性③取向力：存在于极性分子决定分子的极性同一周期（→）同一族（↓）①原子半径减小增大注：不做区分，近似符合，稀有气体的原子半径会增大，是因为其原子半径是接触半径②元素电离能增大减小注：用来比较元素的金属性强弱，一般说来，元素的第一电离能越小，原子越易失去电子，即该元素的金属性越强反常：ⅡA族的Be、Mg、Ca的第一电离能分别大于ⅢA族的B、Al、GaⅤA族的N、P、S的第一电离能分别大于ⅥA族的O、S、Se主要由p亚层全空或者半满状态结构所致③元素电子亲和能增大减小注：用来比较元素的非金属性强弱，一般说来，元素的电子亲合能越大，表示元素的气态原子获得电子生成负离子的倾向越大，即非金属性越强反常：第二周期元素的电子亲合能低于同族第三周期元素，如电子亲合能最大的元素是Cl而不是F。因为第二周期元素原子半径较小，电子间斥力较大而造成的ⅡA族、ⅤA族和稀有气体族很小，主要与p轨道全空、半满、全满结构有关④原子电负性增大减小注：用来比较原子在分子中吸引成键电子的能力，一般说来，原子的电负性越大，原子对成键电子的吸引能力越大不做区分，近似符合7.电子衍射实验说明（C）A、电子能量是量子化的B、电子是带负电的微粒C、电子具有波动性D、电子具有一定质量8.可证明电子能级量子化的实验是（C）A、阴极射线B、连续的分子吸收光谱C、线状的原子发射光谱D、电子衍射9.钠的卤化物熔点随摩尔质量增大而降低，但硅的卤化物熔点随摩尔质量增大而升高，且钠的卤化物熔点远高于硅的卤化物，为什么？钠的卤化物为离子型晶体，硅的卤化物为分子型晶体，故前者熔点高。钠的卤化物，随摩尔质量增大，阴离子半径增大，晶格能降低，故熔点降低。硅的卤化物，随摩尔质量增大，分子变形性增大，分子间色散力增大，故熔点升高五、分析化学概论4d法步骤①确定可疑值x′；②将x′除外，求其余数据的平均值x以及平均偏差d；③将可疑值与平均值进行比较，若|ix-x|≥4d，则x′舍去；否则保留。1.测定结果的精密度高低主要取决于偶然误差（随机误差）的大小，准确度主要取决于（系统误差）和（偶然误差）的大小，而偶然误差既影响精密度，又影响准确度。2.准确度是分析结果与真值之间的接近程度精密度是表示各次分析结果的互相接近程度1121indsnddxddxxdTEREniiniiiii标准偏差：平均偏差：相对偏差：绝对偏差：相对误差：ntsx3.有效数字及运算规则①四舍六入五留双：如果进位后是双数就进，否则，不能进②运算时，按先修约、后运算的规定进行③加减规则：以小数点后位数最小为基准乘除规则：以有效数字最少为基准④PH、PM、lgC、lgK取决于小数点后数字的位数4.典型的滴定方式有直接滴定、返滴定、间接滴定和置换滴定四种①直接滴定法：被测物与滴定剂的反应能满足滴定分析对化学反应的要求例如：用HCl滴定NaOH、Na2CO3溶液②返滴定法：滴定剂与被测物反应较慢，无合适的指示剂，被滴定物为固体例如：测定石灰石中CaCO3的含量，先准确加入过量的HCl标准溶液，反应完全后，用NaOH标准溶液滴定剩余的HCl注：凡是不能用直接滴定法准确滴定的弱酸碱，也不能用返滴定法滴定③置换滴定法：被测物与滴定剂的化学计量关系不确定或伴有副反应④间接滴定法：被测物不与滴定剂直接起反应，中间桥梁5.平行实验的目的是（减小随机误差），对照实验的目的是（减小系统误差），空白实验的目的是（减小试剂误差）6.滴定分析适用于（常量组分）的（常量分析）六、酸碱平衡和酸碱滴定法离解度：缓冲液的PH的计算弱酸碱的PH计算两性物质PH的计算准确被滴定的条件分步滴定的条件（条件更严格）ccK/)()(lg)()(lgAcBcpKpOHBcAcpKpHba)()(/)c(H2221BHKBHKcaa51,,8,8,101010iaiaiaiaKKKccKcc且ccKcHcKccKccKaaWa/)(500/,20/＞1.常见的指示剂实际变色范围酸色碱色pKa（HIn）甲基橙3.1～4.4红黄3.4甲基红4.4～6.2红黄5.2酚酞8.2～10.0无红9.1指示剂的理论变色范围：pH=pK（HIn）±1lg2=0.3lg5=0.7饱和氢硫酸水溶液的浓度为0.1mol/L2.用来标定盐酸的基准物质是（无水碳酸钠）、（硼砂）；而用来标定氢氧化钠的基准物质是（邻苯二甲酸氢钾）、（草酸）3.如何配制SnCl2、KCN水溶液？为什么？将SnCl2溶于盐酸，将KCN溶于KOH，防止水解。并将金属锡加入配好的SnCl2中，防止Sn2+被氧化4.氨态氮肥不得与草木灰（内含K2CO3）混合施用，为什么？水溶液中，碳酸根离解产生OH-，使NH4+转化为NH3而离去5.铵盐中氮的测定（1）蒸馏法将铵盐溶液放入蒸馏瓶中与NaOH共同煮沸，将铵根离子转化为氨气，经蒸馏装置蒸馏出来，用过量的HCI标准溶液吸收，再用NaOH标准溶液回滴过量的盐酸。计量点时，由于溶液中存在氯化铵，，PH约为5，选甲基红做指示剂也可用H3BO3吸收（用硼酸吸收，只需要一种标准溶液HCI即可）3332324433BOHHBOHBOHNHBOHNH（2）甲醛法OHNCHOHHHNCHOHHHNCHHCHONH2424224244)(43)(63)(64SH2264322223223365OSIOSIOHIHIIOOHFeCrHFeOCrOHFeCIHFeCIO233227223237621463666七、沉淀溶解平衡和沉淀滴定法nmnmnmnmnmmnnmsnmsnmBAKBA)()sp（型的难溶性强电解质对于1.分步沉淀的基本原则是离子积Q最先达到溶度积首先被沉淀下来，换言之，产生沉淀时所需要沉淀剂较小者先被沉淀2.沉淀的转化：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程①溶解度大的沉淀可以转化为溶解度小的沉淀②两种同类难溶强电解质的Ksp相差不大，通过控制离子浓度，Ksp小的沉淀可以向Ksp大的沉淀转化3.提纯粗食盐时，加入氯化钡将硫酸根等阴离子沉淀后，为何必须过滤除去沉淀后，才可向溶液中加入碳酸钠将钙、镁以及过量的钡等阳离子沉淀？答：若不除去BaSO4，则加入Na2CO3时，BaSO4会部分转化为BaCO3，导致硫酸根除不干净4.请设计一利用沉淀滴定法测定BaCl2中氯的质量分数ω（Cl）的方案注：佛尔哈德法中的返滴定法，不用利用莫尔法，手续繁琐OHBOHNaCIHCIOHOBNa2332742542210八、氧化还原反应和氧化还原滴定法VnKRTnFKcBccAcRTBABA059.0lg303.2lg/)(/)(lgnF303.2)/()/(即264232222