大学化学课程总结与复习

大学化学课程总结与复习封闭系统热力学第一定律ΔU=q+W变化过程能量转换状态函数途径函数体积功：W=-pΔV反应：W=-Σν(g)·RT定压热：qp=ΔH盖斯定律ΔHθm=ΣνBΔfHθm,BΔHθm=-ΣνBΔcHθm,B定容热：qV=ΔUΔHθm=ΔUθm+Σν(g)·RTqp,m=qV,m+Σν(g)·RT热力学第二定律：ΔS=qr/T;ΔG=ΔH-TΔS熵判据：隔离体系0；自发ΔS=0；平衡(可逆)0；不可能G判据：定温定压，不做非体积功0；自发ΔG=0；平衡(可逆)0；非自发⑴ΔGθm(T)=ΣνBΔfGθm,B=-RTlnKθΔHθm,298K-TΔSθm,298K⑵ΔGm(T)=ΔGθm(T)+RTlnQ=RTln(Q/Kθ)等温方程⑵：浓度及分压的影响；总压力及局外气体的影响；等压方程⑴：温度的影响平衡及平衡移动原理平衡及平衡移动原理应用（一）溶液及离子平衡非电解质(稀)溶液的通性蒸气压下降：Δp=p*AxB沸点升高：ΔTbp=kbpmB凝固点下降：ΔTfp=kfpmB渗透压：π=cBRT弱电解质溶液解离平衡：ΔGθm(T)=-RTlnKθ一元弱酸a(碱b)：同离子效应及缓冲溶液：难溶盐溶度积：AnBm=nAm+＋mBn-aaeqaHeqaacKcccK/;)1(2baweqaKKKccpKpH;)/lg(盐酸meqBneqAmnspccccBAKnm)/()/()(eqaccpKpH)/lg(共轭碱共轭酸平衡及平衡移动原理应用（二）氧化还原及电化学可逆电池电动势与热力学函数变：ΔGm=ΔGθm(T)+RTlnQ；ΔGm=-nFE判断氧化还原反应的方向E0(φ＋φ－)正向自发；E0(φ＋φ－)逆向自发；氧化态还原态ccnFRTQnFRTEEln;ln判断氧化剂还原剂的相对强弱φ，得电子能力，为较强的氧化剂；φ，失电子能力，为较强的还原剂；判断氧化还原反应的限度E=0(φ＋=φ－)反应于平衡态；nFEθ=RTlnKθ习题讨论1、计算下列反应的ΔHθm(298.2K)、ΔUθm(298.2K)和298.2K时的体积功w。CH4(g)+4Cl2(g)=CCl4(l)+4HCl(g)解：)2.298()2.298(,KHKHBmfBmRTKHRTKHVpKHKUmBmmmm1)2.298()2.298()2.298()2.298(RTRTVpwBm1且在不作非体积功的标态298.2K下，ΔHθm(298.2K)与反应的定压热qp数值相等；2、对于反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)；ΔHθm(298.2K)＝-92.2kJ·mol-1;判断升温、加压及定压下加入局外气体对平衡的影响。解：)2.298()2.298(ln)(KSTKHKRTTGmmm0)2.298(0;0)2.298(KSKHmBm，反应程度、KTGTm)()()(ln)(TGQKTGpKQRTTGmmm不变，而、，)()(TGQKTGnpmmB不变，而、，一定3、“习题2－45”。已知Ag2O(s)的ΔfGθm(298.2K)=-11.2kJ·mol-1;则分解成Ag(s)和O2(g)的反应：A.在标态时为非自发反应；B.在标态时为自发反应；C.在室温标态时为自发反应；D.在室温标态时为非自发反应；分析：Ag2O(s)=2Ag(s)+O2(g)；0)2.298(0;0)2.298(KSKHmBm反应程度可变向；KTGTm)()()2.298(TGKGmfmf且：)2.298()2.298(ln)(KSTKHKRTTGmmm4、“教材P157,1－(3)”。有一由HAc-Ac-组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc)c(Ac-)，则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。分析：上述说法（×）)/lg()/lg(AcHAcaeqaccpKccpKpH共轭碱共轭酸)/lg(14)/lg(14HAcAcaAcHAcaccpKccpKpOH显然，对于同浓度等体积的外来酸及碱，使pH及pOH的改变值是相同的。5、“教材P157,2－(3)”。往1dm3,0.10mol/dm3的HAc溶液中加入一些NaAc晶体，并使之溶解，会发生的情况是。(a)HAc的Ka值增大；(b)HAc的Ka值减小；(c)HAc的pH值增大；(d)HAc的pH值减小；分析：（c）Ka只是T的函数，则c(Ac-)增加不会影响Ka值，但可使Q值增加。导致QKa，平衡左移，c(H+)减小，pH值增大。6、“教材P135，沉淀的转化”。在体积为V的水中加入0.1molNa2CO3，使其中的CaSO4转化为CaCO3。求平衡时n(SO42-)。已知Ksp(CaSO4)=7.10×10-5，Ksp(CaCO3)=4.96×10-9。转化反应为：CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq)4,,23241043.1)()(34CaCOspCaSOspKKCOcSOcK平衡n/mol0.1-xxVxCOcKVxSOceqeq/)1.0(1043.1)(/)(423241.01043.11043.134xxx即平衡时n(SO42-)为0.1mol，也相当于有0.1mol的CaSO4转化为CaCO3。7、“教材P212，2-(2)”。一浓差原电池由两个氢电极组成，其一是标准氢电极，为得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液[p(H2)=101kPa]应为。(a)0.1mol/dm3的HCl；(b)浓度均为0.1mol/dm3的HAc-NaAc；(c)0.1mol/dm3的HAc；(d)0.1mol/dm3的H3PO4；浓差电池：Pt|H2(pθ)|H+(c1)H+(c2)|H2(pθ)|Pt电池反应：H+(c2)＝H+(c1)1221lnlnccnFRTccnFRTEEccccE2120即，需为而为使过程发生后，有c1不大的增加，选择缓冲溶液较好。(b)