工程化學總結
第一章化學反應的基本原理
第一節化學反應的熱效應
一、基本概念和基本知識
1、系統和環境
2、狀態和狀態函式
3、內能
4、熱和功:正負號規定
5、能量守恆定律:δu=q+w
6、理想氣體分壓定律:
( )t,v時, p=σpi ,pi/p=ni/n
二、化學反應的熱效應和焓變
1、qν=δu(w 』=0)
2、qp=δh(w 』=0) ;h=u+pv
3、qp=qν+δn(g)rt
三、蓋斯定律
反應式相加減對應著熱效應相加減。
四、標準摩爾生成焓和化學反應標準焓變的計算
bδf (生成物)-∑νbδf (反應物)
第二節化學反應的方向
一、自發過程
二、混亂度、熵和熵變
1、s=klnω
2、熵值大小的判斷
3、熱力學第三定律
4、化學反應的熵變:
δ=∑νb (生成物)-∑νb (反應物)
三、吉布斯函式和反應方向的判斷
1、δg=δh-tδs
2、恆溫恆壓、不作廢體積功條件下:
δg < 0反應正向自發
δg > 0正向不自發,逆向自發
δg = 0 化學反應處於平衡狀態
四、標準狀態下吉布斯函式變的求算
δ≈δ-tδ
五、非標準狀態下吉布斯函式變的求算
第三節化學反應進行的程度和化學平衡
一、化學平衡與化學平衡常數
二、平衡常數的熱力學求算
lnkθ=-δ/(rt)
三、化學平衡的移動
呂·查德理原理
四、平衡常數的有關計算
只要求簡單計算。
第四節化學反應的速率
一、化學反應速率的表示方法
二、濃度對反應速率的影響
1、基元反應:υ=kca(a)cb(b)
2、復合反應:υ=kcα(a) cβ(b)
3、反應級數
三、溫度對反應速率的影響
k=ae -ε/rt
四、活化能的物理意義
活化分子的平均能量與普通分子的平均能量的差值。
五、控制反應速率的具體步驟和催化劑
濃度、溫度、催化劑
六、鏈式反應
鏈引發、鏈傳遞、鏈終止
重點習題:5、7、8、9、10、12、15
第二章溶液和離子平衡
第一節溶液濃度的表示方法
摩爾分數濃度、體積摩爾濃度、質量摩爾濃度及其換算
第二節稀溶液的依數性
1、溶液的蒸氣壓下降:
2、溶液的沸點公升高和凝固點降低
、3、沸點高低比較:
a2b 或ab2型強電解質溶液》ab型強電解質溶液》弱電解質溶液》非電解質溶液
第三節水溶液中的單相離子平衡
1、水的離解平衡
2、一元弱酸和弱鹼的離解平衡
3、二元弱酸的離解平衡
相關計算按一元弱酸處理
4、同離子效應和緩衝溶液
緩衝溶液ph的計算、緩衝溶液配製:
第四節難溶強電解質的多相離子平衡
1、溶度積常數
(anbm)=cn(am+)cm(bn-)
2、溶度積與溶解度的關係
1:1型:s=;1:2型:
3、溶度積規則
(1) qc =,δg=0,系統處於沉澱—溶解平衡狀態,溶液為飽和溶液。
(2) qc >,δg>0,溶液過飽和,有沉澱析出,直到飽和。
(3) qc <,δg<0,溶液未飽和,無沉澱析出;若體系中已有沉澱存在,沉澱將會溶解,直到飽和。
四、溶度積規則的應用
沉澱的生成和溶解、分步沉澱、沉澱轉化
重點習題:9、11、12、13、16、17
第三章電化學基礎
第一節原電池和電極電勢
一、氧化還原反應的能量變化
二、原電池的組成和電極反應
原電池符號、電極反應與電池反應
三、電極電勢
能斯特方程:
四、電極電勢的應用
1、判斷原電池的正、負極,計算原電池的電動勢
2、比較氧化劑和還原劑的相對強弱
3、判斷氧化還原反應的方向:e>0時,正向自發
4、判斷氧化還原反應進行的程度:
或通過和lnkθ=-δ/(rt)
第二節電解
一、電解池與電解反應
陰陽極與正負極的關係
二、分解電壓
實際分解電壓與理論分解電壓的關係
三、電極的極化和超電勢
電極極化的結果:陽極電勢公升高,陰極電勢降低
四、電解產物的一般規律
簡單的會判斷
第三節金屬的腐蝕與防止
1、化學腐蝕與電化學腐蝕
2、腐蝕過程陰、陽極反應(析氫、吸氧)
重點習題:8、9、10、11、12
第四章原子結構與元素週期系
第一節核外電子的運動狀態
1、電子運動的特徵:能量量子化、波粒二象性和統計性
2、電子運動狀態的描述
四個量子數的物理意義、取值規則;軌道符號、形狀
第二節多電子原子中電子的分布和元素週期系
1、電子分布四原則、電子分布式(36號前)
2、元素週期系:週期、族、區
第三節元素性質的週期性遞變與原子結構的關係
元素的氧化數、原子半徑、元素的電離能、元素的電負性等變化規律。
重點習題:10
第五章分子結構與晶體結構
第一節共價鍵與分子結構
一、價鍵理論
三要點:飽和性、匹配性、方向性(最大重疊)
σ鍵和π鍵
二、雜化軌道理論和分子的空間構型
四要點:激發、雜化、分布、成鍵
雜化方式:sp、 sp2、 sp3、 不等性sp3
空間構型: 直線、平面三角、(正)四面體、三角錐、v形
第二節分子間作用力
1、極性分子與非極性分子,偶極矩相對大小
2、分子間作用力:色散力、誘導力、取向力;
3、氫鍵
4、物理性質比較
第三節晶體結構
1、晶體基本型別:離子、分子、金屬、原子晶體
2、過渡型晶體:極化力與變形性;多數鹽類為過渡型晶體
3、混合型晶體:含兩種鍵型(石墨、矽酸鹽)
4、晶體物理性質的判斷:先將晶體分類再比較
重點習題:3、5、6
第六章配位化合物
第一節配位化合物的形成、組成和命名
一、配合物的形成——配位鍵
二、配合物的組成
中心離子、配位體、配位原子、配位數等概念
三、配合物的命名
第二節配位化合物的穩定性
一、配離子的離解平衡
和弱電解質一樣分步電離
二、配離子的轉化
轉化過程的平衡常數
第三節配位化合物的應用
一、在分析化學中的應用
二、在電鍍行業中的應用
三、在冶金行業中的應用
四、消除某些離子的毒害
五、離子和稀有元素的分離
重點習題:1
第七章無機工程材料
第八章有機及高分子材料
第一章化學反應原理
1.今有一密閉系統,當過程的始終態確定以後,下列各項是否有確定值?
q , w , q-w , q+w , δh , δg
答: q+w , δh , δg 有確定值,q , w , q-w 無確定值。
2.下列各符號分別表示什麼意義?
h,δh,δhθ,δf (b), (b), δf (b)
答:h:焓;δh:
焓變;δhθ:標準焓變;δf (b):298k時b物質的標準生成焓; (b):
298k時b物質的標準熵; δf (b):298k時b物質的標準生成吉布斯函式。
3.下列反應的qp和qv有區別嗎?
(1)2h2(g)+o2(g)=2h2o(g)
(2)nh4hs(s)=nh3(g)+h2s(g)
(3)c(s)+o2(g)=co2(g)
(4)co(g)+h2o(g)=co2(g)+h2(g)
答:(1)、(2)有區別。
4.已知下列熱化學方程式:
(1)fe2o3(s)+3co(g)=2fe(s)+3co2(g);δ=-27.6kj/mol;
(2)3fe2o3(s)+co(g)=2fe3o4(s)+co2(g);δ=-58.6kj/mol;
(3)fe3o4(s)+co(g)=3feo(s)+co2(g);δ=38.1kj/mol;
不用查表,計算下列反應的δ:
(4)feo(s)+co=fe(s)+co2(g)
解:[(1)×3—(2)—(3)×2]/6=(4)
δ(4)=[(-27.6)×3—(-58.6)—38.1×2]/6=—16.72(kj/mol)
5.查表計算下列反應的δ:
(1)fe3o4(s)+4h2(g)=3fe(s)+4h2o(g)
(2)4nh3(g)+5o2(g)=4no(g)+6h2o(l)
(3)co(g)+h2o(g)=co2(g)+h2(g)
(4)s(s)+o2(g)=so2(g)
解:(1) fe3o4(s4h2(g3fe(s4h2o(g)
δf —1118.400241.82
δ=4×(—241.82)+1118.4=151.12(kj/mol)
(2) 4nh3(g5o2(g4no(g6h2o(l)
δf —46.11090.25285.83
δ=6×(—285.83)+4×90.25+4×46.11=—1169.54(kj/mol)
(3) co(gh2o(gco2(gh2(g)
δf —110.52 —241.82 —393.50
δ=(—393.5)+110.52+241.82=—41.16(kj/mol)
(4) s(so2(gso2(g)
δf 00296.83
δ= —296.83(kj/mol)
6.查表計算下列反應的δ:
(1)fe(s)+cu2+(aq)=fe2+(aq)+cu(s)
(2)agcl(s)+i-(aq)=agi(s)+cl-(aq)
(3)2fe3+(aq)+cu(s)=2fe2+(aq)+cu2+(aq)
(4)cao(s)+h2o(l)=ca2+(aq)+2oh-(aq)
解:(1) fe(scu2+(aqfe2+(aqcu(s)
工程化學總結
第一章化學反應的基本原理 第一節化學反應的熱效應 一 基本概念和基本知識 1 系統和環境 2 狀態和狀態函式 3 內能 4 熱和功 正負號規定 5 能量守恆定律 u q w 6 理想氣體分壓定律 t,v時,p pi pi p ni n二 化學反應的熱效應和焓變 1 q u w 0 2 qp h w ...
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