1、 化化学学反反应应能否发生（反应方向）能否发生（反应方向）能量转换（热效应）能量转换（热效应）反应限度（化学平衡）反应限度（化学平衡）反应速率反应速率反应机理反应机理化化学学热热力力学学化化学学动动力力学学反反应应的的可可能能性性反反应应的的现现实实性性第一章第一章 基本框架基本框架体系体系境境敞开体系敞开体系封闭体系封闭体系孤立体系孤立体系物质交换物质交换能量交换能量交换性质性质深度深度. .广度广度状态函数状态函数状态函数状态函数环环状态状态物理物理. .化学化学热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律 U = Q W过程函数过程函数过程函数过程函数热力学第二定律热力学第二
2、定律热力学第二定律热力学第二定律 封闭体系：封闭体系：G 0, 自发过程自发过程热力学第三定律热力学第三定律热力学第三定律热力学第三定律 T=0 K, 纯物质完整晶态，纯物质完整晶态， 混乱度最小，混乱度最小，S= 0-GT,PT,P=(=(W有用有用) ) 最大最大概念：概念：1. 1.热力学标准态热力学标准态热力学标准态热力学标准态; ;状态函数；内能状态函数；内能状态函数；内能状态函数；内能U;U; 热热热热Q;Q; 功功功功WW2. 2.热效应；焓（变）热效应；焓（变）热效应；焓（变）热效应；焓（变） （H, H, H, H, r rHH , , r rHH mm, , f fHH m
3、m) ) 3. 3.吉布斯自由能吉布斯自由能吉布斯自由能吉布斯自由能(G, (G, G, G, r rGG , , r rGG m, m, f fGG mm) ) 4. 4.熵（熵（熵（熵（S S mm, , r rS S mm ）计算：计算：1.1.1.1.盖斯定律盖斯定律盖斯定律盖斯定律 rHm (T) vBfHm(B，T) 2.2.2.2.吉布斯赫姆霍兹公式：吉布斯赫姆霍兹公式：吉布斯赫姆霍兹公式：吉布斯赫姆霍兹公式： G(T)H(T)TS (T) T转转3. rG m(298.15K) v B f G m (B， ，298.15K)4. rS m (298.15K) v B S m (
4、B， ，298.15K)5. (1)5. (1)f fHH m m 、 f fGG mm单位是单位是单位是单位是 kJmolkJmol-1 -1 ,S,Smm (T)(T)的单位是的单位是的单位是的单位是 JKJK- 1- 1 mol mol-1-1 ; ; (2) (2) 参考态单质参考态单质参考态单质参考态单质 f fHH m m 0 0； f fGG m m 0 0； S Smm (T) 0(T) 0。 第三章第三章 基本知识点及要求基本知识点及要求1. 1.道尔顿分压定律道尔顿分压定律道尔顿分压定律道尔顿分压定律: p: pi i = p= p总总总总 x xi i2. 2.平衡常数：
5、平衡常数：平衡常数：平衡常数： （1 1）气相反应：）气相反应：）气相反应：）气相反应： KKp p, K, K （注意单位）（注意单位）（注意单位）（注意单位） （2 2）溶液反应）溶液反应）溶液反应）溶液反应: : B B, K, Kc c, K, K （3 3）意义及书写注意事项）意义及书写注意事项）意义及书写注意事项）意义及书写注意事项 （4 4）多重平衡规则：）多重平衡规则：）多重平衡规则：）多重平衡规则： KK = K= K 1 1. . KK 2 23. 3.化学反应等温方程式：化学反应等温方程式：化学反应等温方程式：化学反应等温方程式： （1 1） r rGG mm(T)(T)
6、 -RTlnK-RTlnK (T)(T) （2 2） r rGGm m (T)(T) RT lnRT lnJ Jc c/K/K r rGGm m (T) (T) RT lnRT lnJ Jp p /K/K lnK2K1rHm R T2 T1 T2 T1（ ）（3 3） ln Kln K (T)(T)-r rHH mm / RT + / RT +r rS S mm / R / R 4. 4.一元弱酸弱碱的一元弱酸弱碱的一元弱酸弱碱的一元弱酸弱碱的电电离平衡：离平衡：离平衡：离平衡： c (H+)= c (H+)= KKa a. c(HA) . c(HA) 1/21/2c(OHc(OH) K) K
7、b b. c(B) . c(B) 1/21/25. 5.缓缓冲溶液：冲溶液：冲溶液：冲溶液：（ （ （ （1 1）定）定）定）定义义； ； ； ；组组成；成；成；成；缓缓冲原理冲原理冲原理冲原理（加酸，加碱，稀释）（加酸，加碱，稀释）（加酸，加碱，稀释）（加酸，加碱，稀释） c(c(弱酸弱酸弱酸弱酸) ) c(c(弱酸盐弱酸盐弱酸盐弱酸盐) )c(Hc(H+ +) K) Ka a c(c(弱碱弱碱弱碱弱碱) ) c(c(弱碱盐弱碱盐弱碱盐弱碱盐) )c(OHc(OH) K) Kb b （2）6. 6.沉淀沉淀沉淀沉淀- -溶解平衡：溶解平衡：溶解平衡：溶解平衡：（ （ （ （1 1）溶度）溶度
8、）溶度）溶度积积 Ks Ks 及与溶解度关系及与溶解度关系及与溶解度关系及与溶解度关系 （ （ （ （2 2）溶度）溶度）溶度）溶度积规则积规则：比：比：比：比较较离子离子离子离子积积与与与与KsKs7. 7. 配离子的离解平衡：配离子的离解平衡：配离子的离解平衡：配离子的离解平衡： （ （ （ （1 1）配合物的构成）配合物的构成）配合物的构成）配合物的构成 ( (中心离子，配位原子，配位数中心离子，配位原子，配位数中心离子，配位原子，配位数中心离子，配位原子，配位数) ) （ （ （ （2 2）配合物的命名）配合物的命名）配合物的命名）配合物的命名（配正，配负，（配正，配负，（配正，配负，
9、（配正，配负，2 2个以上配体）个以上配体）个以上配体）个以上配体）c(HAc)/ Ka 400c(NH3H2O)/ Kb 400c(弱酸弱酸) c(弱酸盐弱酸盐)pH pKa lg c(弱碱弱碱) c(弱碱盐弱碱盐)pH 14pKb lg1. 1.原电池原电池原电池原电池( (GG0)0) 组成；正负极反应及配平；书写符号；电极类型；电对书写组成；正负极反应及配平；书写符号；电极类型；电对书写组成；正负极反应及配平；书写符号；电极类型；电对书写组成；正负极反应及配平；书写符号；电极类型；电对书写2. 2. 电极电势电极电势电极电势电极电势E E 及电动势及电动势及电动势及电动势E E 标准氢
10、标准氢标准氢标准氢( (甘汞甘汞甘汞甘汞) )电极；无加和性与方程式书写无关；介质酸碱性有关电极；无加和性与方程式书写无关；介质酸碱性有关电极；无加和性与方程式书写无关；介质酸碱性有关电极；无加和性与方程式书写无关；介质酸碱性有关3. Nernst3. Nernst方程意义，正确书写及应用方程意义，正确书写及应用方程意义，正确书写及应用方程意义，正确书写及应用 a O + z e - = b R (R=8.315 J K -1 mol-1 ；F = 96,485 C mol-1 ;T298.15K）第四章第四章 电化学原理及应用电化学原理及应用E(电极电极) = E (电极电极) lg c(R
11、)/c b0.0592Vc(O)/c az（1）pH影响：氧化物（影响：氧化物（MnO2、PbO2）、含氧酸及其盐）、含氧酸及其盐(KMnO4、 KClO3)pH减小减小(酸度增大酸度增大)，电极电势增加，氧化能力增强。，电极电势增加，氧化能力增强。（2）生成沉淀（配离子）影响：氧化型形成沉淀）生成沉淀（配离子）影响：氧化型形成沉淀 ，E ；还原型形成沉淀；还原型形成沉淀 ，E ； 氧化型和还原型都形成沉淀，看二者氧化型和还原型都形成沉淀，看二者Ks 的相对大小。的相对大小。4. 4. 电动势电动势电动势电动势E E与与与与GG的关系的关系的关系的关系5. 5.电极电势的应用电极电势的应用电极
12、电势的应用电极电势的应用- -D DrG =Welec,maxD DrGm= -zFE 或或 D DrGm = -zFE （1 1 1 1）氧化剂和还原剂相对强弱的比较）氧化剂和还原剂相对强弱的比较）氧化剂和还原剂相对强弱的比较）氧化剂和还原剂相对强弱的比较 E（ （O/R) O氧化能力氧化能力 R还原能力原能力（2 2 2 2）氧化还原方向的判断）氧化还原方向的判断）氧化还原方向的判断）氧化还原方向的判断 电动势电动势E 0, D DrGm0)G0)： （1 1）电解池与原电池的区别：）电解池与原电池的区别：）电解池与原电池的区别：）电解池与原电池的区别： 组成，原理，电极反应组成，原理，电
13、极反应组成，原理，电极反应组成，原理，电极反应 （2 2）分解电压，反电动势，超电势）分解电压，反电动势，超电势）分解电压，反电动势，超电势）分解电压，反电动势，超电势 （3 3）极化：浓差；电化学）极化：浓差；电化学）极化：浓差；电化学）极化：浓差；电化学. . 结果结果结果结果: E(: E(阳阳阳阳) )增大，增大，增大，增大， E(E(阴阴阴阴) )减小减小减小减小 8. 8. 电镀，电抛光，电解加工，阳极氧化电镀，电抛光，电解加工，阳极氧化电镀，电抛光，电解加工，阳极氧化电镀，电抛光，电解加工，阳极氧化9. 9. 金属腐蚀与防护：金属腐蚀与防护：金属腐蚀与防护：金属腐蚀与防护： （1
14、 1）化学腐蚀）化学腐蚀）化学腐蚀）化学腐蚀 （2 2）电化学腐蚀）电化学腐蚀）电化学腐蚀）电化学腐蚀 析氢腐蚀；析氢腐蚀；析氢腐蚀；析氢腐蚀； 吸氧腐蚀；氧浓差腐蚀（水线腐蚀）吸氧腐蚀；氧浓差腐蚀（水线腐蚀）吸氧腐蚀；氧浓差腐蚀（水线腐蚀）吸氧腐蚀；氧浓差腐蚀（水线腐蚀） （3 3）了解防护方法）了解防护方法）了解防护方法）了解防护方法应用应用 ：1123z、z1、z2、z3 分别为各电对中氧化型分别为各电对中氧化型 与还原型的氧化数之差与还原型的氧化数之差 EEEE A B C Dz1 z2 z3 zz = z1 + z2 + z3 EEEE=z1 + z2 + z3 zEEEE计算电对的
15、标准电极电势计算电对的标准电极电势计算电对的标准电极电势计算电对的标准电极电势应用应用 ：1(BrO- -/Br2)=z2 z4 (BrO- -/Br- -) -z3 (Br2/Br- -) =(20.76-11.605)V1= 0.455VEEEz4 BrO3 BrO- - Br2 Br- -z1 z2 z3 ? ? 1.6050.760.61z例例1E /VB=z1 + z2 + z3 zEEEE应用应用 ：2反应反应 2Cu+ Cu2+ + Cu当一种元素处于中间氧化数时当一种元素处于中间氧化数时, ,它一部分向高的它一部分向高的氧化数状态变化氧化数状态变化( (被氧化被氧化),),另一
16、部分向低的氧化另一部分向低的氧化数状态变化数状态变化( (被还原被还原) )，这类反应称为歧化反应，这类反应称为歧化反应判断能否发生歧化反应判断能否发生歧化反应E (Cu2+/Cu+)=0.159VE (Cu+/Cu)=0.520V Cu2+ Cu+ Cu0.159 0.520 0.340E /VA结论结论: : (右右) (左左), Cu+易发生歧化反应易发生歧化反应 EE解释元素的氧化还原特性解释元素的氧化还原特性应用应用 ：34Fe2+ + O2 + 4H+ 4Fe3+ + 2H2O Fe2+在空气中不稳定在空气中不稳定, ,易被空气中氧氧化为易被空气中氧氧化为Fe3+ 。E /VA Fe3+ Fe2+ Fe0.771 -0.44 如如 E (O2/H2O)=1.229V E (Fe3+/Fe2+) 解释元素的氧化还原特性解释元素的氧化还原特性应用应用 ：3故故Fe2+不会发生歧化反应不会发生歧化反应可发生歧化反应的逆反应可发生歧化反应的逆反应在在Fe2+盐溶液，加入少量金属铁能盐溶液，加入少量金属铁能避免避免Fe2+被被空气中氧气氧化为空气中氧气氧化为Fe3+ Fe + 2Fe
