普通化学考研复习资料一

2010年《普通化学》考研辅导资料之一——《普通化学》考研内容精选第一章化学反应的基本规律一、基本知识点：1、体系的状态函数（1）体系—人为规定研究对象的物质系统。敞开体系：体系与环境有物质和能量交换。封闭体系：体系与环境无物质交换，但有能量交换。孤立体系：体系与环境无物质交换，又无能量交换。（2）状态—体系中一切性质的总和。广度性质：表现体系量的特征（与体系中物质的量成正比），例如体积V、质量m、热容C、热力学能U、焓H、熵S、吉布斯自由能G等，具有加和性。强度性质：表现体系质的特征（与体系中物质的量无关），例如温度T、压力P、浓度c、密度ρ等，不具有加和性。（3）状态函数—由状态所决定的每一种理化性质，统称为体系的状态函数。或能决定状态的性质和以一定关系随这些性质而变化的其它性质，统称为体系的状态函数。例如T、P、V和H=U+pV、G=H–TS等。(4)状态函数特征—其变量仅与状态有关，而与变化途径无关。例如0dT（循环过程）其数学处理可用全微分的概念，H其微量变化可用dH表示，而热Q是由于体系与环境的温度差别而引起的能量传递量，Q的数值会随具体途径而变化，故热Q不是状态函数，其微量变化要用δQ表示。因为在等压过程中，Qp=△H，所以dH=δQp。2、热力学第一定律（化学反应中的能量守恒）(1)热力学能（内能）U—是体系内部各种能量的总和。是体系自身的性质，是广度性质，是体系的一种状态函数。其绝对值无法确定，但其变量△U只取决于体系的始、终态。（2）热力学第一定律数学表达式:△U=U2–U1=Q+W=Qv(等容反应热)（3）等压反应热与焓：H=U+pV，△U=Qp+W，△H=Qp所以焓也是体系的一种状态函数。其绝对值也是无法确定，但其变量△H只取决于体系的始、终态。其是体系的广度性质，具有加和性。（4）盖斯定律——化学反应的反应热只与反应体系的始、终态有关，而与其变化的途径无关。rmfmfmBfmBHHHvHB产物反应物（5）298.15rmrmrmHTHKH3、热力学第二定律：孤立体系中所发生的任意过程总是向着熵增大的方向进行。（1）熵（S）——是体系的状态函数，是量度体系混乱度的函数。（2）标准熵mST：在标准状态下，1mol某纯物质从0K慢慢升温到TK时两状态间的熵变。（3）SSS孤立体系环境（4）rmmmBmBSSSvSB产物反应物4、热力学第三定律：在热力学温度0K时，任何纯物质的熵值为零。00S（1）00SSTSSTST（2）mmmSgSlSs（3）321mmmSTSTST321()TTT（4）298.15rmrmrmSTSKS5、化学反应的自发性判据（1）0,0rmrmHS该化学反应在任何温度下能自发进行。（2）0,0rmrmHS该化学反应在任何温度下不能自发进行。（3）0,0rmrmHS该化学反应在低于某温度下能自发进行。（4）0,0rmrmHS该化学反应在高于某温度下能自发进行。6、吉布斯自由能与化学反应的自发性判据（1）,GHTSGHTS（2）298.15298.15rmrmrmrmGKGHS（3）rmrmrmGTHTS（4）rmfmfmBfmBGGGvGB产物反应物（5）0rmGT该化学反应在某温度标准状态下能自发进行。0rmGT该化学反应在某温度标准状态下不能自发进行。0rmGT该化学反应在某温度标准状态下处平衡状态。（6）0rmGT或40rmGTKJ。mol¯1该化学反应在某温度非标准状态下能自发进行。0rmGT或40rmGTKJ。mol¯1该化学反应在某温度非标准状态下不能自发进行。0rmGT该化学反应在某温度非标准状态下处平衡状态。7、热力学等温、等压方程式：（1）lnrmrmGTGTRTJ（2）2.303lgrmrmGTGTRTJ（3）0rmGT时，ln2.303lgrmGTRTKTRTKT8、化学反应限度——化学平衡（1）化学平衡的特征：是在一定温度下，化学反应建立的相对的一种动态平衡。其特征可用平衡常数表示。（2）标准平衡常数KT可用热力学等温、等压方程式求得，故又称热力学平衡常数。对某一反应而言，标准平衡常数的数值仅与温度有关。（3）对气相反应0BBvBg而言：/BBBKTpp若为溶液中溶质的反应0BBvBaq而言：/BBBKTcc（4）多重平衡规则：某总反应为若干个分步反应之和（或之差）时，则总反应的平衡常数为这若干个分步反应平衡常数的乘积（或商）。9、化学反应速率（1）基元反应（简单反应）为一步到底的反应。非基元反应（复杂反应）为多步基元反应组成，其化学反应速率由其中最慢一步基元反应决定。（2）化学反应进度BBnv单位：mol（3）化学反应速率1BBdcvdt单位：mol.dmˉ3.sˉ1（4）反应的活化能aE（60250kj.molˉ1）aE=E临界-E平均（5）质量作用定律xyABkcc（x,y的数值由实验决定）（5）反应速率常数（k）为当c(A)=c(B)=1mol.dmˉ3时的反应速率。对某一反应而言，反应速率常数的数值与温度有关,此外与反应的活化能有关.使用适当的催化剂可改变活化能.（6）化学反应速率与反应速率常数及浓度有关.另外在多相体系中,其化学反应速率还与相界面的大小有关.二、重点及难点1、化学反应方向的判断（1）0rmGT该反应向正反应方向进行（反应自发）0rmGT该反应向逆反应方向进行（反应非自发）0rmGT该反应处平衡状态（2）lnrmJGTRTKT2.303lgrmJGTRTKT若JKT该反应向正反应方向进行（反应自发）JKT该反应向逆反应方向进行（反应非自发）JKT该反应处平衡状态（3）40rmGTKJ。mol¯171.010KT该反应向正反应方向进行（反应自发）40rmGTKJ。mol¯171.010KT该反应向逆反应方向进行（反应非自发）（4）0,0rmrmHS该化学反应在低于某温度下能自发进行rmrmHTS0,0rmrmHS该化学反应在高于某温度下能自发进行rmrmHTS2、化学反应的标准平衡常数与温度的关系212112lg2.303TrTKHmTTKRTT3、化学反应的反应速率常数与温度的关系212112lg2.303aETTkkRTT三、计算题中运用的计算公式使用条件和注意事项1、某化学反应标准摩尔焓变的计算：rmfmfmBfmBHHHvHB产物反应物使用条件——要依据已给定的某化学反应来进行计算，故其与化学反应式的书写形式有关。注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数。298.15rmrmrmHTHKH使用条件——在任何温度下某化学反应标准摩尔焓变可近似等于298.15K时该化学反应的标准摩尔焓变，因为某化学反应标准摩尔焓变与温度关系不大。注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数，其单位为kj.molˉ1。rmrmrmGTHTS使用条件——利用在某温度下某化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变及298.15K时该化学反应的标准摩尔熵变来进行计算。也因为某化学反应的标准摩尔熵变与温度关系不大。注意事项——式中的吉布斯自由能变与温度有关，故要使用该温度下的吉布斯自由能变进行计算，注意使用的单位要一致。因为其中化学反应的标准熵变的单位为j.molˉ1.Kˉ1.212112lg2.303TrTKHmTTKRTT使用条件——利用在不同温度下该化学反应的标准平衡常数来进行计算。注意事项——注意使用的单位要一致。因为式中的标准气体常数R的单位为j.molˉ1.Kˉ1.2、某化学反应标准摩尔熵变的计算：rmmmBmBSSSvSB产物反应物使用条件——要依据已给定的某化学反应来进行计算，故其与化学反应式的书写形式有关。注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数。化学反应标准熵变的单位为j.molˉ1.Kˉ1.298.15mmmSTSKS298rmrmrmSTSS使用条件——在任何温度下某物质的标准摩尔熵等于298.15K时的标准熵，同样在任何温度下某化学反应的标准摩尔熵变可近似等于298.15K时该化学反应的标准摩尔熵变。因为某化学反应标准摩尔熵变与温度关系不大。注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数，故其与化学反应式的书写形式有关。其单位为j.molˉ1Kˉ1.rmrmrmGTHTS使用条件——利用在某温度下某化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变及298.15K时该化学反应的标准摩尔焓变来进行计算。也因为某化学反应的标准摩尔焓变与温度关系不大。注意事项——注意使用的单位要一致。因为式中的标准吉布斯自由能变及标准焓变的单位为kj.molˉ1，而式中的标准熵变的单位为j.molˉ1.Kˉ1.3、某化学反应标准摩尔吉布斯自由能变的计算：rmfmfmBfmBGGGvGB产物反应物使用条件——式中的标准摩尔吉布斯自由能变是指在298.15K时的化学反应标准摩尔吉布斯自由能变。同样要依据已给定的某化学反应来进行计算，故其与化学反应式的书写形式有关。注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数。其单位为kj.molˉ1。rmrmrmGTHTS使用条件——式中的标准摩尔吉布斯自由能变是指在任何指定温度TK时的化学反应标准摩尔吉布斯自由能变。利用该化学反应的标准摩尔焓变、该化学反应的标准摩尔熵变及指定温度TK来进行计算。注意事项——注意使用的单位要一致。因为式中的标准吉布斯自由能变及标准焓变的单位为kj.molˉ1，而式中的标准熵变的单位为j.molˉ1.Kˉ1.lnrmrmGTGTRTJ2.303lgrmrmGTGTRTJ使用条件——式中的摩尔吉布斯自由能变是指在任何指定温度TK时的化学反应非标准摩尔吉布斯自由能变。利用该化学反应在该温度下的标准摩尔吉布斯自由能变和该化学反应在非平衡状态时的浓度商或分压商来进行计算。注意事项——注意使用的单位要一致。因为式中的非标准摩尔吉布斯自由能变和标准摩尔吉布斯自由能变的单位为kj.molˉ1，而式中的标准气体常数R的单位为j.molˉ1.Kˉ1；另外要注意式中的浓度商和分压商是指相对浓度商和相对分压商，是无量纲的。ln2.303lgrmGTRTKTRTKT使用条件——式中的标准摩尔吉布斯自由能变是指在任何指定温度TK时的化学反应标准摩尔吉布斯自由能变。可利用该温度下的标准平衡常数来进行计算。注意事项——注意使用的单位要一致。因为式中的标准摩尔吉布斯自由能变的单位为kj.molˉ1，而式中的标准气体常数R的单位为j.molˉ1.Kˉ1；另外要注意式中的标准平衡常数是无量纲的。rmGnFE电池rmGTnFETnFEE电池使用条件——某一氧化还原反应的摩尔吉布斯自由能变可利用该反应组成原电池的原电池电动势来进行计算；那么其标准摩尔吉布斯自由能变可利用该反应组成原电池的标准原电池电动势来进行计算。其温度一般指29