大一第一学期无机化学期末复习.ppt

盐的水解 一般不用玻璃容器盛NH4F溶液(K(NH3H2O)=6 10-8，K(HF)=1.8 10-5)的原因是解：因K(HF)K(NH3H2O)，所以NH4F显酸性，有少量HF存在，溶解SiO2。酸碱质子理论v根据酸碱质子理论，H2PO4的共轭酸的化学式为：AHPO42 BH3PO4 CPO43 DH2PO4v已知Ac+H2O=HAc+OH为吸热反应，抑制它正方向进行的是：A升温 B降温 C加酸 D加碱 E加水稀释v根据酸碱质子理论，写出下列分子或离子的共轭碱的化学式。NH4+;H2PO4;HCO3答：NH3;HPO42;CO32量子数a，b，c 三个电子具有的量子数（n,l,m）为a:32,0；b:3,1,0；c:3,1,-1。三者的能量大小为：A.abc B.acb C.ab=c D.cab原子结构v下列化合物中，不具有孤对电子对的是：AHF BH2O CCH4 DNH3v下述化合物中，偶极矩不为零的是：A.CS2 B.H2S C.CCl4 D.SF6氧化数v分别填写下列化合物中氮的氧化数：N2H4()，NH2OH()，NCl3()，N2O4()v已知HBrO 1.6 1/2 Br2 1.07 Br，下述正确的说法是：AHBrO具有强氧化性；BBr离子具有强还原性；CBr2可被歧化为HBrO 和Br；DBr2的氧化性大于HBrO的氧化性。标准电极电势 下列两反应：(1)Zn+Cu2+(1 molL-1)=Zn2+(1 molL-1)+Cu(2)2Zn+2Cu2+(1 molL-1)=2Zn2+(1 molL-1)+2Cu则两个反应的下述各项的关系是E 相同；E 相同 。rGm1=_ _1/2_ rGm2。K1和K2 相同 。标准电极电势v下列各电极的E大小的顺序是：(1)E(Ag+/Ag)(2)E(AgBr/Ag)(3)E(AgI/Ag)(4)E(AgCl/Ag)v比较下列各电极的E大小：E(CuCl/Cu)E(Cu/Cu)E(CuCl/Cu)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.10molL-1)E(Cu/Cu)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.10molL1)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.20molL-1)E(CuCl/Cu,c(Cl)=0.10molL-1)考试复习：计算题v携带计算器!v不要把问题复杂化!v与化学方程式对应v化学计量数v正负号v数字计算化学热力学：知识点v焓变、等压热效应和等容热效应的定义和相互关系vfHm 和rHm、Sm 和rSm 以及fGm和rGm之间的关系v盖斯定律vG=H TSv 化学热力学计算计算下列反应在298.15K，标准大气压下的焓变、等压热效应和等容热效应CH4(g)+4CuO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Cu(s)已知fHm(CH4,g)=-74.85 kJmol-1,fHm(CuO,s)=-157 kJ mol-1,fHm(CO2,g)=-393.5 kJ mol-1,fHm(H2O,l)=-285.8 kJ mol-1解答1.盖斯定律rHm=ifHm(生成物)ifHm(反应物)2.rHm=Qp3.Qp=Qv+pV=Qv+nRT n只计算气体化学热力学计算计算反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在773K时的rGm及Kp。（设273K 773K范围内的rHm和rSm保持不变。）解:rHm=(393.51)+0(110.52)+(241.82)=41.17(kJmol-1)rSm=(213.6+130.58)(197.56+188.72)=42.1(JK-1mol-1)单位换算化学热力学计算试求反应MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)的下列物理量：1.在298K，100kPa下的rHm(298K),rSm(298K),rGm(298K);2.在1200K时的rGm(1200K)和K(1200K)；3.在100kPa压力下（即PCO2=100kPa）进行分解的最低温度。解答1.盖斯定律 rHm=ifHm(生成物)ifHm(反应物)2.rGm(T)=rHm(298K)TrSm(298K)3.rGm(T)2.303RTlgK(T)4.化学热力学计算298K时，反应SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)和 SiO2(s)4HCl(g)SiCl4(g)2H2O(g)fGm(SiO2,s)-856.7 KJmol-1，fGm(HF,g)-273.0 KJmol-1，fGm(SiF4,g)-1512.7 KJmol-1，fGm(H2O,g)-228.6 KJmol-1，fGm(HCl,g)-95.3 KJmol-1，fGm(SiCl4,g)-621.7 KJmol-1。计算上述两反应在298K时的rGm并判断在标准状态时反应进行的方向rGm=ifGm(生成物)ifGm(反应物)化学热力学计算已知HCl(g)、NH3(g)和NH4Cl(s)的fHm分别为-92.3、-46.1和-314.4 KJmol-1，以及：HCl(g)HCl(aq)rHm-73.2 kJmol-1NH3(g)NH3(aq)rHm-35.2 kJmol-1NH3(aq)HCl(aq)NH4Cl(aq)rHm-60.2 KJmol-1试计算：(1)2.0 mol HCl(g)与2.0 mol NH3(g)反应生成NH4Cl(s)放出的热量；(2)1.0mol HCl(g)与1.0 mol NH3(g)同时溶解在水中的热效应；(3)fHm(NH4Cl,aq)；(4)1.0mol 的NH4Cl(s)溶解在水中生成NH4Cl(aq)放出的热量，NH4Cl(s)的溶解是吸热过程还是放热过程？G=H T S25，101.3KPa下，CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)已知rHm=402 kJmol-1,rSm=198.6 kJmol-1.问：(1)上述反应能否自发进行?(2)对上述反应，是升高温度有利，还是降低温度有利？(3)计算使上述反应逆向进行所需的最低温度。反应速率常数计算已知在660K时，测得反应2NO+O22NO2实验数据如下：试求：（1）反应速率方程式和反应级数；（2）此温度下的反应速率常数；（3）当c(NO)=0.015molL-1；c(O2)=0.025molL-1时的反应速率。起始浓度(molL-1)c(NO)起始速率(molL-1s-1)c(O2)c(O2)降低速率0.0100.0102.510-30.0100.0205.010-30.0300.0204.510-2解：(1)设反应速率方程式为：v=kcx(NO)cy(O2)则：代入 c(NO)=0.010的两组数据，可得 y=1；代入 c(O2)=0.020的两组数据，可得 x=2；故反应速率方程式为 v=kc2(NO)c(O2)，反应级数为 2+1=3。(2)k=v/c2(NO)c(O2)=2.510-3/(0.01020.010)=2.5103(L2mol-2s-1)(3)v=kc2(NO)c(O2)=2.510-30.01520.025 =0.014(molL-1s-1)标准平衡常数：知识点v理想气体状态方程v摩尔分数的定义和计算v分体积的定义和计算v转化率的计算v转化率和标准平衡常数Kv标准平衡常数表达式标准平衡常数9.20克N2O4于 27 C时，在1.00105Pa下发生反应：N2O4(g)=2NO2(g)。达到平衡时混和气体的体积为2.9210-3m3。求N2O4的转化率和反应的标准平衡常数K。解：在1.00105Pa下发生反应：等压反应先计算平衡时刻的总的物质的量n：由理想气体状态方程 pV=nRT注意单位：p-Pa，V-m3计算得 n=0.117 mol初始时刻N2O4的物质的量为n(N2O4)=9.20/92.00=0.10 mol假设平衡时刻反应掉的N2O4的物质的量为x mol，N2O4(g)=2NO2(g)平衡时：0.1-x 2xn=0.1-x+2x=0.1+x=0.117，则x=0.017N2O4的转化率=0.017/0.1100%=17%标准平衡常数在600K、100.0KPa下，将0.080 mol空气（其中氧气的体积分数为20，其他均为N2）与0.020 mol HCl混合发生反应：2HCl(g)1/2O2(g)=Cl2(g)H2O(g)平衡时Cl2的体积分数为4.0，计算反应时的标准平衡常数K以及氮的分压。解：反应为等压反应空气中氧气的物质的量为0.08020=0.016 mol氮气的物质的量为0.080-0.016=0.064 mol假设反应掉的氧气的物质的量为x mol，2HCl(g)1/2O2(g)=Cl2(g)H2O(g)初始：0.020 0.016平衡：0.020-4x 0.016-x 2x 2x则平衡时刻体系总的物质的量为：n总=n(HCl)n(O2)+n(Cl2)+n(H2O)+n(N2)=0.020-4x+0.016-x+2x+2x+0.064=0.1-xCl2的体积分数=2x/(0.1-x)100%=4.0解得 x=0.002 mol每种气体的分压为：p(HCl)=100.00.012/0.098=12.24 kPap(O2)=100.00.014/0.098=14.29 kPap(Cl2)=100.00.004/0.098=4.08 kPap(H2O)=100.00.004/0.098=4.08 kPap(N2)=100.00.064/0.098=65.31 kPa则反应的标准平衡常数K弱酸碱和缓冲溶液：知识点v弱酸、碱的pH值计算v缓冲溶液的pH计算（两个公式）弱酸碱已知苯甲酸（C6H5CO2H）的Ka=6.410-5，25C时其饱和溶液的pH值为2.80，计算此时苯甲酸的溶解度（molL-1和g100mL-1)。知识点：v溶解度和Ka的关系：平衡常数表达式近似计算（稀释定律，使用条件）v溶解度的表示方法molL-1和g100mL-1的换算：需要知道分子量解：pH=2.80，则H+=1.5810-3 molL-1假设苯甲酸的溶解度为x molL-1 HB =H+B-初始 x 0 0平衡 x-1.5810-3 1.5810-3 1.5810-3解得 x=0.04 molL-1苯甲酸的分子质量为122 gmol-1，则苯甲酸的溶解度=0.040.1122=0.488 g100mL-1缓冲溶液pH计算用弱酸HA(pKa5.30)和它的盐NaA配制成pH为5.00的缓冲溶液，在这个溶液100ml中，加入10mmol HCl后，若pH值改变了0.30单位，HA与NaA原来的浓度必须是多少?解：A/HA=0.5 （1）加后pH降低值为4.70，则：（2）联立(1)、(2)两方程，解得：HA=0.50 molL-1，A=0.25molL-1缓冲溶液已知Ka(HAc)=1.7510-5，计算0.20 molL-1 HCl与0.80 molL-1 NaAc等体积混合后溶液的pH值。如果在100mL该混合溶液中加入10mL的0.010 molL-1 NaOH溶液，则溶液的pH值为多少？缓冲溶液已知Ka(HF)=6.610-4。将50.0ml的0.10molL-1 HCl与50.0ml的0.20 molL-1 NaF混合。1.试计算该混合溶液的pH值。2.若在上述混合溶液中加入10.0ml的0.10 molL-1 NaOH溶液，其pH值改变多少？3.如果改加10.0ml的0.10 molL-1 HCl，pH值又如何改变？盐的水解已知Kb(NH3H2O)=1.810-5。计算在0.20 L水中，溶解多少克NH4Cl，才能得到pH=4.75的NH4Cl溶液？其中c(NH3H2O)是多少？（相对原子质量N:14，H:1，O:16，Cl:35.5）。解：pH=4.75时 H+=1.7810-5 molL-1假设NH4Cl的浓度为x molL-1，则NH4+H2O=NH3H2O+H+初始 x 0 0平衡 x-1.7810-5 1.7810-5 1.7810-5 解得 x=0.57 molL-1则NH4Cl质量=0.570.253.5=6.1 g难溶沉淀：知识点v溶解度和溶度积的相互换算v同离子效应溶解度已知Ag2CrO4在纯水中的溶解度为6.510-5 molL-1。求(1)在0.0010 molL-1AgNO3溶液中的溶解度。(2)在1.0 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。解：Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42(aq)纯水 26.510-5 6.510-5 Ks(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(26.510-5)26.510-5=1.110-12(1)设在0.0010 molL-1AgNO3溶液中的溶解度为 s，Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42(aq)平衡(molL-1)2s+0.001 sKs(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(2s+0.001)2s=1.110-12根据同离子效应可知 2s+0.001 0.001则s 1.110-6 molL-1(2)设在1.0 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度为 s，Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42(aq)平衡(molL-1)2s 1.0+sKs(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(2s)2(1.0+s)=1.110-12根据同离子效应可知 2s+1.0 1.0则s 5.210-7 molL-1分步沉淀已知Ks(CaSO4)=9.110-6,Ks(BaSO4)=1.110-10,在含有CaCl2和BaCl2的混合溶液中，Ca2+和Ba2+的浓度均为0.10molL-1，逐滴加入Na2SO4溶液。1.通过计算说明哪一种硫酸盐先沉淀析出；2.当第二种沉淀开始析出时，第一种沉淀的离子浓度是多少？难溶沉淀计算在0.10molL-1的FeCl2溶液中，通入H2S气体，制成饱和溶液，欲使Fe2+不生成FeS沉淀，溶液中的pH值最大为多少？解：查表得Ksp(FeS)=1.5910-19 H2S的Ka1=5.110-8,Ka2=1.210-15要使Fe2+不形成沉淀，S2-需用小于：而H2S饱和溶液的浓度为H2S=0.10molL-1 代入数据得：解得H+=1.9610-3(molL-1)pH=2.71即溶液中最大pH值应为2.71配合物稳定常数和沉淀溶解平衡等体积混合0.10 molL-1 AgNO3和6.0 molL-1氨水，然后加入NaAc固体（忽略体积变化）。通过计算说明是否会生成AgAc沉淀。（已知Kf(Ag(NH3)2+)=1.1107,Ks(AgAc)=4.410-3)知识点：v配合物稳定常数的定义和表达式v盐的水解v溶度积规则v溶度积计算解：混合后的溶液中，反应前：c(Ag+)=0.050molL-1 c(NH3)=3.0molL-1 Ag+2NH3 =Ag(NH3)2+平衡(molL-1)x 3.02(0.050 x)0.050 x(0.050 x)/x(2.9+2x)=1.1107Kf很大，则0.050 x 0.050，2.9+2x 2.9，近似求解得 x=5410-10 c(Ag+)=5.410-10molL-1若有AgAc沉淀，需c(Ag+)/cc(Ac-)/c Ks(AgAc)可求得c(Ac-)8.1106 molL-1NaAc不可能有如此大的浓度，则不会有AgAc沉淀。电化学：知识点v氧化值v氧化还原方程式配平v原电池符号v能斯特方程v电动势计算电极电势已知E(Hg2Cl2/Hg)=0.268V。(1)测得E(Hg2Cl2/Hg)=0.327V，求KCl的浓度(2)若KCl的浓度为2.00 molL-1，求此时的E(Hg2Cl2/Hg)知识点：v能斯特方程v参比电极（甘汞电极的结构、半反应式）电动势与能斯特方程由一个氢电极H2(100 kPa)/H+(0.1 moldm-3)和另一个氢电极H2(100 kPa)/H+(x moldm-3)组成一原电池，测得其电动势为0.016V。当电极H2(100kPa)/H+(x moldm-3)作正极时，求x的值。解：E(负)=E(H+/H2)+0.059/2lgH+2/(p(H2)/p)=0-0.059=-0.059 VE(正)=E(H+/H2)+0.059/2lgH+2/(p(H2)/p)=0+0.059lgx =E+E(负)=0.016+(-0.059)=-0.043 V解得 x=0.19 moldm-3难溶盐和氧化还原反应：衍生电对已知E(Ag+/Ag)和E(Fe3+/Fe2+)分别为 0.799V和0.771V。下列原电池：(-)Ag|AgBr|Br-(1.0 molL-1)Fe3+(1.0 molL-1),Fe2+(1.0 molL-1)Pt(+)的标准电动势E=0.700V，求AgBr的标准溶度积常数。知识点：v标准电极电势的定义v能斯特方程v溶度积的计算配合物和氧化还原反应：衍生电对求Cu(CN)2+e=Cu+2CN的E(Cu(CN)2/Cu)。E(Cu+/Cu)=0.522V,Kf(Cu(CN)2)=11024解：E(Cu(CN)2/Cu)是E(Cu+/Cu)的衍生电位，此时CN=Cu(CN)2=1.0moldm3 Cu+2CN =Cu(CN)2则