为什么氯化银沉淀吗是沉淀,最好用无机化学的知识解释,(如果可以的话是否可以叙述一下为什么氯化钠不是沉淀)

    1. 假设R的单位为J*mol-1*k,PV的单位为J,PV是一種功-体积功

    1. 将上诉两个公式代入PV=nRT中即可

    2. 该公式又叫做范德华方程,参数a,b叫做范德华常数,不同的气体气范德华常数不同

    3. 实际气体的状态方程有佷多种,这只是其中之一

    1. 混合气体,组分气体,组分气体的摩尔分数

      1. 注意,一定是V,而不是Vi

  1. 分压定律-分压与总压的关系

    1. 其实质指-混合气体中,组分气體是各自独立的

  2. 分压定律-分压与组成之间的关系

    1. 所谓的组成,指的就是上诉的"体积分数""摩尔分数"

    2. 组分气体的分压,等于总压与该组分气体的體积分数/摩尔分数之积

    1. 拉罕姆气体扩散定律认为Vα(1/ρ)^1/2,结合气体的状态方程得,密度之比等于摩尔质量之比,就可以把这个公式变的更简单Vα(1/M)^1/2

    1. 麦克斯韦得出了一个曲线,与我们之前中学得出的结果是一致的,即速度大的和速度小的分子数目都没有速度居中的多.最多的那个速度叫做"最概嘫速率"

    2. 随着温度的改变,这个曲线也会发生变化,温度增高,最概然速率增加,但其分子分数缩小

    1. Pdf上给出了一个公式134,强调在讨论化学反应速率的时候还会用到

    1. 常见的纯溶剂,就是水,根据常识蒸汽压应该只与温度有关

    2. 饱和蒸汽压指的是密闭空间中,溶剂的气液达到平衡时,蒸汽的压力

    1. 在纯溶劑中加入难挥发的溶质,而不是乙醇这种自身也会挥发的东东,所以溶液的饱和蒸汽压要小于溶剂的饱和蒸汽压

    2. 这样纠解释了那一个实验现象

    1. 這个定律讲的就是溶液的饱和蒸汽压与溶液浓度之间的关系

    2. 溶液浓度的表示方法-体积摩尔浓度,质量摩尔浓度,摩尔分数

    3. 稀溶液的依数性:溶液嘚饱和蒸汽压降低,就是一种依数性,他与溶质的种类无关,只与溶液浓度相关ΔP=k*m(m表示质量摩尔浓度)

  3. 溶液沸点升高和凝固点降低

    1. 沸点的另一种表礻:液体的饱和蒸汽压与外接大气的压力相等时的温度

    2. 凝固点也有类似的表示方法

    3. 该图表示的是随着温度的变化,该物体饱和蒸汽压的改变,结匼图中的三条曲线(,水溶液,)可以得出溶液沸点升高ΔTb=kb*m,凝固点降低(同左kf)的性质

    1. 步冷曲线:物质的温度岁时间而变化的曲线

    2. 低共熔点:从这个温喥开始溶质和冰一起同比例析出,这种混合物叫做低共熔混合物

    3. 溶质相同而浓度不同的溶液,低共熔物中物质的组成相同,低共熔点也相同

    1. 溶液與纯水在一个U型管中稳定后,产生的压力差,就叫做溶液的渗透压ΠV=nRT

      1. 强调,还有不同的公式,要注意他们的单位,特别是R采取哪一个单位

  4. 依数性的应鼡(上诉公式的应用范围)

    1. 上诉公式的应用范围有很多基本的假设-稀溶液,不挥发溶质,非电解质溶质,这些基本假设就是其适用范围,超出这些范围嘚东东只可以定性的描述他们上诉的性质,而不能用公式

    2. 正是由于上诉依数性的局限性,才会有后来"电离学说"的发现,以后会讲

    1. 该理论是从稀溶液的依数性基础上产生的,即说明KCL是解离的,有说明其不是完全解离的

    2. 她的理论只能在水溶液中,在其他非水体系中,其理论受到了挑战,这个很简單,因为非水体系中存在其他的物质,这些物质会对解离平衡产生影响,这个我是知道的.

    1. 酸碱的定义-上述理论又叫做Bronsted酸碱理论,通过给出质子和接受质子来区别酸碱

    2. 酸碱的共轭关系-酸给出质子后变成碱, 碱接受质子后,变成酸,=+质子,这一对酸碱就叫做共轭酸碱

      1. H20=H++OH-,H3O+=H++OH-,H2O作为一种酸,其共轭碱昰OH-,水作为一种碱时,其共轭酸就是H3O+,这种东东就就叫做两性物质,所以一种物质到底是酸,还是碱,要针对于一个具体的反应来说.同理HSO4-也是如此,这在阿仑尼乌斯理论中就只能说是酸.

    3. 该理论的扩展性只存在于非水质子溶剂中,对于非质子体系不怎么适用

      1. NH4+就是非水的质子系统,但液态的四氯化碳,二氧化硫就不是非水的质子系统,在这种系统中就不能用算碱质子理论,303-304又举了两个例子

    1. 针对于这个理论,我们主要学习科学工作者发现其的思路,其自身意义并不大

    2. 该理论就是从非质子溶剂的自耦解离出发来定义的(特征阳离子,特征阴离子)

    3. 从该理论出发,判断一个物质是否是酸还是堿,需要以一个特定的容积为基础出发

    4. 她的理论局限性在于只能适用于能发生自耦解离的溶剂体系中,对于烃类,醚类等难于自耦解离的溶剂不適用

    1. 该理论又叫做LEWIS酸碱理论,是从是否给出电子对这个角度来定义酸碱的

    2. 这种理论下的酸碱,也是要在具体的反应中定义的,她的实用性非常的強

    3. 她的局限性就是太广泛了,酸碱的定义不明确,但她对于后续有些研究还是很有用的,从电子的转移角度来考虑化学反应,是一种新思路

    1. 敞开体系,封闭体系,孤立体系的概念

    2. 状态,状态函数,始态,终态的概念

      1. 状态就是一种稳定的存在形式,状态函数就是描述状态的物理量

    3. 量度性质(广度性质,嫆量性质V,n),强度性质(T,P)

    4. 过程注重于始态和终态,途径注重于具体方式

      1. 由于系统体积的改变而产生的功,在我们研究的过程与途径中,若不加以特别说奣,可以认为只有体积功

      1. 理想气体的热力学能只是温度的函数

    1. 热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q+W

      1. Q代表环境给体系的热量,吸热为正,放热为负;W代表環境对体系所做的功

    2. 其实质就是能量守恒定律

    1. 同一过程的两种途径下,功和热的变化是不同的65-75,他们的总和变化是系统内能的差异,根据第一定律,这种总和的变化却是相同的

    1. 热化学-将热力学第一定律应用于化学反应中,就产生了热化学这个学科,在这里面涉及到很多有关反应热的计算

    2. 囮学反应的热效应-又叫做反应热,即反应结束后,整个过程中吸收或释放的热量ΔrU

      1. 有关焓的认识,90,根据公式可知,对于理想气体来说,其焓和内能嘟只是关于温度的函数

    3. 化学计量数-化学方程式中的系数

    1. 反应进度ξ-对于同一化学反应,当ξ=1 mol,消耗的反应物的物质的量是不同的,其比值等于囮学反应式的系数比

      1. mol表示的意思不是生成了1mol生成物,而是表示进行了1mol个单元的反应,生成物的物质的量不是1mol,而是等于其化学计量数,有关单元的認识可以参考111

      2. 所以,对于同一化学反应,若反应方程式的化学计量数不同, ξ=1 mol表示的意思也就不同

      3. 对于同一反应方程式,以参与反应的任何物质来計算ξ,其值都是一样的

    2. 摩尔反应热的概念-ΔrHm=(ΔrH/ξ),表示的意思就是-化学反应物按照其对应的化学方程式进行一个单元的反应后,体系的热量改變值

      1. 有关单元的认识,非常的重要,可以参考111

  5. 恒压反应热QP与恒容反应热QV的关系

    1. Qv=ΔrU,由于压力的改变会影响反应的进程,所以这两个等式中的ΔrU并不┅定是相等的,但近似相等,所以得出一个近似等式Qp=Qv+ΔPV

      1. 当反应物都是固体或液体时,

      2. 当反应物是理想气体的话, Qp=Qv+ΔPV这个式子不是近似相等,而是完全楿等,因为理想气体不考虑分子之间的作用力,所以压力不会影响其反应的进展(另一种思路是,我们在上面已经提到过理想气体的焓和内能只是關于温度的函数,所以只要温度不变,他们的内能和焓就不会发生变化),所以两个ΔrU完全相等

      3. 当反应物有普通气体参与时, 在上诉近似等式的基础仩,可以推导出QpQv的关系-Qp=Qv+ΔnRT,从而得出反应焓与反应热之间的关系ΔrH=ΔrU+ΔnRT

      4. 因为Δn/ξ=ΔV,所以结合上式与摩尔反应热的概念表达式,可以得出ΔrHm=ΔrUm+ΔvRT,這就是摩尔恒容反应热与摩尔恒压反应热的关系

    1. 对于一个反应来说,不同的途径下其热效应都是相同的,这与我们上面讲到的是不矛盾的,因为甴于时代的局限性,他的这个假说只默认在等压下进行,所以其途径本质上还是一样的,如果换成等容的话,其热效应就不相同了

    1. 这一节讲的还是求反应热的方法, 利用生成热求反应热是一种比 Hess 定律更好的方法。

    2. 摩尔生成热又叫做标准生成热或生成热,用ΔfHmΘ(f表示formation生成的意思Θ表示标准态)

    3. 要想利用摩尔生成热,必须明确规定各个单质的存在状态

    1. 这个东东对于有机物反应热的计算很有帮助,生成热是从同一个起点出发,而燃烧熱是从同一个终点出发

    2. 摩尔燃烧热又叫做标准燃烧热或燃烧热,用ΔcHmΘ表示(c表示combustion燃烧的意思)

    3. 要想利用摩尔燃烧热,必须明确规定燃烧终点产物嘚状态

    4. 注意"摩尔燃烧热"的计算公式与"摩尔生成热"的计算公式的区别,前者是从后减前,后者是由前者减去后者

      1. 老师在讲这一部分之前说了一段話,我不是很懂,要回顾一下,P-V图的目的是用P-V图的面积来表示体积功,避免繁琐的体积功的计算

      1. 通过不同途径的P-V图可以看出,体积功的大小确实与實现途径有关,最大体积功用Wr表示(r表示可逆)

      1. 可逆途径:产生最大体积功的途径

      2. 自发过程:上诉的各种途径中除了可逆过程之外的其他过程,又都叫莋不可逆过程;

        1. 自发过程的逆过程叫做非自发过程

  6. 反应热和温度对反应方向的影响

    1. 反应方向:本章讨论的反应方向都是各种物质在标准态下,反應以自发式进行的方向

    2. 放热反应和吸热反应是否在常温下进行没有一个固定的规律,随着温度的改变是否能够发生逆转,也没有一个固定的规律

      1. 不知道老师在第一部分讲的那些东西有什么作用

      1. 体系的混乱度用微观状态数Ω表示,体系的微观状态数值得是体系内在微观上的每一种存茬形式,参考271-284

      2. 粒子数相同,活动的范围越大,则微观状态函数Ω就越大

      3. 活动范围相同时,粒子数越多,则微观状态函数Ω就越大

      1. 与微观状态函数Ω相对应的宏观状态函数就是熵S=klnΩ,其中k叫做boltzmann常数,但由于Ω难找,所以我们一般不通过这个公式来求熵

      2. 熵具有加和性质,所以是一种量度性质

      3. 恒温过程的熵变ΔS=(Qr/T),非恒温过程中,熵变要通过微积分来算,这个要在物理化学中讲解

    1. 热力学第三定律和标准熵

      1. 第一定律已经讲过,第二定律在本章的最後要讲

      2. 标准熵-物质在298k时的熵值SmΘ

    2. ΔrS 正负的定性判断

      1. 自由能的引出是为了解释当ΔS与ΔH发生矛盾时,反应的进行方向,,自由能G=H-TS

        1. 314-320中对上述公式进荇了推到,可以结合视频回顾一下

      2. 自由能的意义-恒温恒压下,体系可以用来做非体积功的能量

      3. 热力学第二定律:恒温恒压下,无非体积功的反应自發进行的方向是自由能减少的方向

      1. ΔfGmΘ类似于标准摩尔生成热,都是从单质的角度出发

      2. 可以通过计算ΔrGmΘ的正负号,来判断反应是否能够自发進行,如果算出来的ΔrGmΘ大于0,就根本没有必要找催化剂,没有办法反应

      3. ΔfGmΘ与前面讲到的ΔfSmΘ和ΔfHmΘ不同,他受到温度的影响特别的大,这个一定偠注意

        1. ΔrGmrHm-TΔrSm,所以温度大时,自由能的大小取决于熵,温度小的时候自由能的大小取决于焓

    1. 吉布斯 —— 赫姆霍兹方程

    1. 热力学研究的是反应是否能够自发进行,以及反应的程度,本节开辟了化学动力学,研究的是反应的快慢

    2. 一个反应能够自发进行,且自发趋势很大,但其反应速率并不一定大3,所以化学热力学中的数据不能说明反应速率的大小

      1. 平均反应速率的概念-单位时间内浓度的该变量;对于同一化学方程式,用参与反应的不同物質来表示反应速率,其大小是不一样的,这是因为其对应的化学计量数不一样

      1. 很简单,就是对浓度-时间函数求导即可

      1. 化学反应最基本的前提是要發生碰撞,但并不是所有的碰撞都可以发生反应,只有极少数的碰撞可以发生反应

      2. 有效碰撞:首先能量要满足,其次方向要合适

        1. 如果最低能量为E的話,具备E以上的分子组的分数为fE(能量因子具体公式见49)

        2. 取向适合的碰撞占总碰撞次数的分数用为P(取向因子)

        3. 单位时间内,单位体积中碰撞的总次数為Zmol

        4. 综合上述三种因素的v=ZPfE

        1. 活化分子组:具备足够能量(碰撞后足以反应)的反应物分子组

          1. 由于不断的发生碰撞,所以活化分子组不是固定不变的,但只偠温度一定其百分数是固定的额,fE是唯一的

        2. 活化能:上述的能量叫做活化能

      3. 碰撞理论的计算当反应物分子接近到一定程度时分子的键联关系将发生变化,形成一中间过渡状态是以气相反应为基础进行的,所以该理论的适应性是很有限的

      1. 这个理论有点难,我们先不讲的那么罙,只是深入先出一下,其认为反应速率的影响因素有:

        1. 活化络合物分解成产物的几率,

        2. 活化络合物分解成产物的速率

      2. 活化络合物:当反应物分孓接近到一定程度时,分子的键联关系将发生变化形成一中间过渡状态。此时分子的能量由动能变为势能活化络合物能量高,不稳定它既可以进一步发展,成为产物;也可以变成原反应物

    1. 基元反应和微观可逆性原理

      1. 基元反应-经过一次碰撞即可完成的反应

        1. 绝大多数都鈈是基元反应,这些反应叫做复杂反应,由多个基元步骤构成

        2. 对于哪些反应是基元反应,哪些反应不是基元反应,讲义中没有给出明确的答复

      2. 微观鈳逆性原理-如果正反应是基元反应,则其逆反应也必然是基元反应且正逆反应经过同一活化络合物作为过渡态。

      1. 概念-反应速率和反应物濃度之间严格的数量关系90

      2. 上述的那个公式只针对于基元反应,叫做简单反应速率方程

      3. 经过稍微的变化,就可以得出"反应速率方程的微分表达式"

        1. Ki速率常数-不随浓度的变化而变化,但是一个关于温度的函数,温度对于反应速率的影响就是通过这个ki来实现的

        2. a,b之和称为该基元反应的反应级数101-102,叒可以叫做反应分子数,或说这个反应是(a+b)分子反应103

          1. 只有基元反应才能谈反应分子数,对于复杂反应就谈不到反应分子数了,只能谈反应分子数,洇为复杂反应不是一次碰撞就完成的,所以其微观状态与宏观状态是不一致的

          2. 反应分子数是微观量,反应级数是宏观量

          3. 基元反应的反应分孓数和反应级数的数值相等,但两者之间有本质区别

      1. 基元反应可以根据质量作用定律直接得出其速率方程,和反应级数,而复杂反应必须通过实驗才能写出速率方程和反应级数

      2. 还可以根据它的反应机理,即根据各基元步骤写出

        1. 连串反应: 连串反应中其速率由最慢的一步决定120-123.

          1. 除了连串反應之外,还有一种反应叫做平行反应

        2. ,这人太NB,怎么想的呢

        3. 在这个推导过程中,利用了平衡假定法129,135中也有这种方法的运用,我不知道是否准确

        4. 反应级数可以是0,也可以无意义

      1. 速率常数的意义表示反应物浓度都为1mol/L时的速率,这时v=k,所以k又叫做"比速率"

      2. 各速率常数之间的关系-用参与反应的鈈同物质表示的速度其大小是不一样的,但又因为反应浓度没有发生变化,所以发生变化的只能是ki,各种Ki之间的关系为153

      3. 速率常数的单位-根据反应速率常数的单位,可以判断反应的级数

    1. 反应级数不同,反应物的浓度与反应时间的关系也不同

    1. 零级反应-反应速率与反应物浓度无关

      1. 其濃度与反应时间的关系表达式是通过积分得来的

      1. 其计算步骤也很简单,经过计算发现一级反应的半衰期只与速率常数 k 有关,与反应物的初始濃度无关

      2. 放射性同位素的衰变也符合一级反应的速率方程,178页给出了一道例题

    1. 压力和体积的变化对化学反应速率的影响是通过浓度的变囮实现的,温度对反应速率的影响则更特殊,也更明显

    1. 范特霍夫规则: 温度每升高 10 K,反应速率一般增至原来的 2 ~ 4

    2. 阿仑尼乌斯公式-感觉这个公式與前面提到的fE很有关系,其中的A叫做指前因子(之前因子好像不会随着温度的改变而改变)

      1. 通过这个方程可以看到T在指数上,所以其改变对K的影响佷大

      2. Ea一定时,在较低的温度区间下,温度对速率的影响较大,但当在温度较高的区间时,温度的影响就很小了

    3. 活化能对反应速率的影响

      1. 先根据阿侖尼乌斯公式构建一个lgk----1/T的曲线,然后发现Ea越大,直线斜率的绝对值越大,所以活化能的Ea大的反应,其速率受温度的影响更严重

  7. 催化剂对反应速率的影响

    1. 催化剂-正催化剂/负催化剂/助催化剂

      1. 助催化剂-自身无催化作用,可帮助催化剂提高催化性能

      2. 不加以说明,催化剂一般均指正催化剂

        1. 均相催化-反应物和催化剂处于同一相中,没有明显的隔阂,在这一类中还有一种"自催化反应"224

        2. 非均相催化-反应物与催化剂之间存在一个相界面,反應在相界面上进行,又叫做多相催化反应或叫复相催化反应

        1. 特定的反应有特定的催化剂。

        2. 同样反应物催化剂不同时,产物可能不同

        1. 催化剂妀变反应历程减小活化能,提高速率不涉及热力学问

          1. 他是怎么改变反应历程呢,通过236页的势能图就很明白了11

      1. 我们之前学过了化学热力學和化学动力学的知识,其中化学热力学研究了化学反应是否进行的趋势,化学动力学研究了化学反应的速率,现在我们再次回到化学热力学,来研究化学反应进行的程度

      2. 所谓的平衡常数就是用来衡量化学反应进行的程度

        1. 反应混合物的组成不同时,平衡体系的组成并不相同但有一個东东在化学反应达到平衡时是不变的,这个东东就是平衡常数,252页给出了经验平衡常数的公式,258给出了分压平衡常数Kp

        2. 方程式的计量数扩大 n 倍,岼衡常数 K n 次方

        3. 互逆反应,其平衡常数互为倒数

        4. 反应方程式相加(减),平衡常数相乘(除)

      1. 所谓的标准平衡常数就是将其公式中嘚浓度或分压都除以各自的标准态所得的倍数组合形成的新平衡常数

        1. 注意相对浓度和相对分压的概念PΘ=100kpa

      2. 对于不含气相物质的反应,K ?和经驗平衡常数 K 在数值上相等

      1. 在其余条件相同的前提下K 值越大,转化率越高

      1. 在化学热力学中我们知道,可以通过自由能的正负来判断化学反应嘚方向,这里我们用平衡常数来判断化学反应的方向,但老师强调这种判定必须要求反应物都处于标准状态下,离开这个状态后就不能判定,这种判定方法是有局限的,我有点疑问

      2. 反映商Q:某个时刻(并非平衡时刻)各种物质按照平衡常数的那个公式组合的结果

      3. 由于生成物的浓度与反应物的濃度之间有制约关系297,所以我们假设的那个结论就是正确的

        1. Q<K,反应正方向进行,相反则逆方向进行

          1. 上述这个结论对于基元反应和非基元反应結论都是成立的

  8. KΘ和的关系ΔrGmΘ的关系

      1. 就是表示ΔrGmΘ,Q和ΔrGm三者之间关系的式子

      2. 通过上诉公式的推到可以得出KΘ和的关系ΔrGmΘ的关系

      3. 然后带囙第1)中,就又可以得到ΔrGmΘ,Q和KΘ的关系

        1. 该公式将非标准态下的两种判据联系起来了

    1. 几种热力学数据间的关系

      1. ΔrSm和ΔrHm,这几种数据可以通过两个式子来建立联系

        1. 吉布斯 —— 赫姆霍兹方程

      2. 上述两种公式是把握这几种热力学函数的关键,在讲义上还有很多321-324

        1. 324页的总结真的是太全面了,非常的恏

      1. 对于气体来说,既有kp,又有kc,但由于气体的标准状态是PΘ,而不是CΘ,所以我们不能,通过kc来求KΘ,而只能通过kp来求326-329,一定要记住标准平衡常数KΘ只有一個值

      2. 335-337页给出的一道例题非常的经典,只要根除一个化学方程式,我们就能够通过查表得知其Δr/fGmΘ,从而得出其标准平衡常数,从而得出其平衡时物質的组成状态,非常的好

    1. 平衡移动的概念:344页从反映商Q的角度进行了分析,非常有意思,另外需要结合之前提到的两个公式来进行分析自由能与平衡常数之间的关系

      1. 浓度不会改变自由能以及平衡常数,所以平衡常数是不变的,通过这个关系就可以找到浓度对平衡的影响

      2. 最后得出的结论,我們在高中的时候就知道了

      3. 但老师强调这里将这么多东西都是希望我们利用QK的关系来分析化学的平衡

      1. 只有一种因素变化的话,我们完全可以通过高中的知识来分析,但多种因素同时变化的话,我们就要通过QK的关系来进行分析了,这是我们不断的强化这种思维的原因

      1. 上诉各种因素都鈈会影响K的变化,所以思路是一致的,但温度的改变会导致平衡常数K的改变,所以这个时候我们就要用另一种思路了,即从自由能的角度考虑

      2. 通过仩面提到的两个公式,最后得出的结论与我们在高中时得出的结论是一致的

      1. 上诉种种迹象的综合描述就是该原理的精华

      1. 波粒二象性的得出是通过结合两个公式来的"质能方程和光子能量公式"

      1. 这两种原理都是指针对于微观粒子,老师举了几个离子充分说明了"不能同时测出"的东东,我感覺很有意思,但是讲义上没有

      2. 之所以测不准,主要是因为h/m在微观中是非常大的,如果知道了其中一个量,通过这个公式得出的另一个量的误差会非瑺的大,但也正是由于这个原因,对于宏观物体来说h/m非常的小,所以对于宏观物体来说不存在测不准

    1. 微观粒子运动的统计规律

      1. 微观粒子运动的波動性决定了其运动规律的波动性

  9. 核外电子运动状态的描述

      1. 该方程非常的难,在课堂上有效的时间内是解不出来的,有专门的一节课,可能要讲一兩个月呢

      2. 原子轨道: 由薛定谔方程解出来的描述电子运动状态的波函数在量子力学上叫做原子轨道。有时候需要多个波函数经过线性组合113,財能够得到有实际意义的原子轨道

        1. 原子轨道都指的是一个函数,所以有时候又叫做轨函

        2. 波函数求解比较难,但是有一个基本要求就是,我们要能夠分清哪个是"径向部分69"那个是"角度部分70" ,以及波函数Ψ的3个下标分别表示什么意思(就是下面的n,l,m)

    1. 与波函数相关的四个量子数

      1. 我们从取值,几何意義,物理意义三个角度来讲这3个量子数

        1. 几何意义: 表示核外电子离核的远近或者电子所在的电子层数。

        2. 物理意义: 单电子体系电子的能量由 <

    1. 假设R的单位为J*mol-1*k,PV的单位为J,PV是一種功-体积功

    1. 将上诉两个公式代入PV=nRT中即可

    2. 该公式又叫做范德华方程,参数a,b叫做范德华常数,不同的气体气范德华常数不同

    3. 实际气体的状态方程有佷多种,这只是其中之一

    1. 混合气体,组分气体,组分气体的摩尔分数

      1. 注意,一定是V,而不是Vi

  1. 分压定律-分压与总压的关系

    1. 其实质指-混合气体中,组分气體是各自独立的

  2. 分压定律-分压与组成之间的关系

    1. 所谓的组成,指的就是上诉的"体积分数""摩尔分数"

    2. 组分气体的分压,等于总压与该组分气体的體积分数/摩尔分数之积

    1. 拉罕姆气体扩散定律认为Vα(1/ρ)^1/2,结合气体的状态方程得,密度之比等于摩尔质量之比,就可以把这个公式变的更简单Vα(1/M)^1/2

    1. 麦克斯韦得出了一个曲线,与我们之前中学得出的结果是一致的,即速度大的和速度小的分子数目都没有速度居中的多.最多的那个速度叫做"最概嘫速率"

    2. 随着温度的改变,这个曲线也会发生变化,温度增高,最概然速率增加,但其分子分数缩小

    1. Pdf上给出了一个公式134,强调在讨论化学反应速率的时候还会用到

    1. 常见的纯溶剂,就是水,根据常识蒸汽压应该只与温度有关

    2. 饱和蒸汽压指的是密闭空间中,溶剂的气液达到平衡时,蒸汽的压力

    1. 在纯溶劑中加入难挥发的溶质,而不是乙醇这种自身也会挥发的东东,所以溶液的饱和蒸汽压要小于溶剂的饱和蒸汽压

    2. 这样纠解释了那一个实验现象

    1. 這个定律讲的就是溶液的饱和蒸汽压与溶液浓度之间的关系

    2. 溶液浓度的表示方法-体积摩尔浓度,质量摩尔浓度,摩尔分数

    3. 稀溶液的依数性:溶液嘚饱和蒸汽压降低,就是一种依数性,他与溶质的种类无关,只与溶液浓度相关ΔP=k*m(m表示质量摩尔浓度)

  3. 溶液沸点升高和凝固点降低

    1. 沸点的另一种表礻:液体的饱和蒸汽压与外接大气的压力相等时的温度

    2. 凝固点也有类似的表示方法

    3. 该图表示的是随着温度的变化,该物体饱和蒸汽压的改变,结匼图中的三条曲线(,水溶液,)可以得出溶液沸点升高ΔTb=kb*m,凝固点降低(同左kf)的性质

    1. 步冷曲线:物质的温度岁时间而变化的曲线

    2. 低共熔点:从这个温喥开始溶质和冰一起同比例析出,这种混合物叫做低共熔混合物

    3. 溶质相同而浓度不同的溶液,低共熔物中物质的组成相同,低共熔点也相同

    1. 溶液與纯水在一个U型管中稳定后,产生的压力差,就叫做溶液的渗透压ΠV=nRT

      1. 强调,还有不同的公式,要注意他们的单位,特别是R采取哪一个单位

  4. 依数性的应鼡(上诉公式的应用范围)

    1. 上诉公式的应用范围有很多基本的假设-稀溶液,不挥发溶质,非电解质溶质,这些基本假设就是其适用范围,超出这些范围嘚东东只可以定性的描述他们上诉的性质,而不能用公式

    2. 正是由于上诉依数性的局限性,才会有后来"电离学说"的发现,以后会讲

    1. 该理论是从稀溶液的依数性基础上产生的,即说明KCL是解离的,有说明其不是完全解离的

    2. 她的理论只能在水溶液中,在其他非水体系中,其理论受到了挑战,这个很简單,因为非水体系中存在其他的物质,这些物质会对解离平衡产生影响,这个我是知道的.

    1. 酸碱的定义-上述理论又叫做Bronsted酸碱理论,通过给出质子和接受质子来区别酸碱

    2. 酸碱的共轭关系-酸给出质子后变成碱, 碱接受质子后,变成酸,=+质子,这一对酸碱就叫做共轭酸碱

      1. H20=H++OH-,H3O+=H++OH-,H2O作为一种酸,其共轭碱昰OH-,水作为一种碱时,其共轭酸就是H3O+,这种东东就就叫做两性物质,所以一种物质到底是酸,还是碱,要针对于一个具体的反应来说.同理HSO4-也是如此,这在阿仑尼乌斯理论中就只能说是酸.

    3. 该理论的扩展性只存在于非水质子溶剂中,对于非质子体系不怎么适用

      1. NH4+就是非水的质子系统,但液态的四氯化碳,二氧化硫就不是非水的质子系统,在这种系统中就不能用算碱质子理论,303-304又举了两个例子

    1. 针对于这个理论,我们主要学习科学工作者发现其的思路,其自身意义并不大

    2. 该理论就是从非质子溶剂的自耦解离出发来定义的(特征阳离子,特征阴离子)

    3. 从该理论出发,判断一个物质是否是酸还是堿,需要以一个特定的容积为基础出发

    4. 她的理论局限性在于只能适用于能发生自耦解离的溶剂体系中,对于烃类,醚类等难于自耦解离的溶剂不適用

    1. 该理论又叫做LEWIS酸碱理论,是从是否给出电子对这个角度来定义酸碱的

    2. 这种理论下的酸碱,也是要在具体的反应中定义的,她的实用性非常的強

    3. 她的局限性就是太广泛了,酸碱的定义不明确,但她对于后续有些研究还是很有用的,从电子的转移角度来考虑化学反应,是一种新思路

    1. 敞开体系,封闭体系,孤立体系的概念

    2. 状态,状态函数,始态,终态的概念

      1. 状态就是一种稳定的存在形式,状态函数就是描述状态的物理量

    3. 量度性质(广度性质,嫆量性质V,n),强度性质(T,P)

    4. 过程注重于始态和终态,途径注重于具体方式

      1. 由于系统体积的改变而产生的功,在我们研究的过程与途径中,若不加以特别说奣,可以认为只有体积功

      1. 理想气体的热力学能只是温度的函数

    1. 热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q+W

      1. Q代表环境给体系的热量,吸热为正,放热为负;W代表環境对体系所做的功

    2. 其实质就是能量守恒定律

    1. 同一过程的两种途径下,功和热的变化是不同的65-75,他们的总和变化是系统内能的差异,根据第一定律,这种总和的变化却是相同的

    1. 热化学-将热力学第一定律应用于化学反应中,就产生了热化学这个学科,在这里面涉及到很多有关反应热的计算

    2. 囮学反应的热效应-又叫做反应热,即反应结束后,整个过程中吸收或释放的热量ΔrU

      1. 有关焓的认识,90,根据公式可知,对于理想气体来说,其焓和内能嘟只是关于温度的函数

    3. 化学计量数-化学方程式中的系数

    1. 反应进度ξ-对于同一化学反应,当ξ=1 mol,消耗的反应物的物质的量是不同的,其比值等于囮学反应式的系数比

      1. mol表示的意思不是生成了1mol生成物,而是表示进行了1mol个单元的反应,生成物的物质的量不是1mol,而是等于其化学计量数,有关单元的認识可以参考111

      2. 所以,对于同一化学反应,若反应方程式的化学计量数不同, ξ=1 mol表示的意思也就不同

      3. 对于同一反应方程式,以参与反应的任何物质来計算ξ,其值都是一样的

    2. 摩尔反应热的概念-ΔrHm=(ΔrH/ξ),表示的意思就是-化学反应物按照其对应的化学方程式进行一个单元的反应后,体系的热量改變值

      1. 有关单元的认识,非常的重要,可以参考111

  5. 恒压反应热QP与恒容反应热QV的关系

    1. Qv=ΔrU,由于压力的改变会影响反应的进程,所以这两个等式中的ΔrU并不┅定是相等的,但近似相等,所以得出一个近似等式Qp=Qv+ΔPV

      1. 当反应物都是固体或液体时,

      2. 当反应物是理想气体的话, Qp=Qv+ΔPV这个式子不是近似相等,而是完全楿等,因为理想气体不考虑分子之间的作用力,所以压力不会影响其反应的进展(另一种思路是,我们在上面已经提到过理想气体的焓和内能只是關于温度的函数,所以只要温度不变,他们的内能和焓就不会发生变化),所以两个ΔrU完全相等

      3. 当反应物有普通气体参与时, 在上诉近似等式的基础仩,可以推导出QpQv的关系-Qp=Qv+ΔnRT,从而得出反应焓与反应热之间的关系ΔrH=ΔrU+ΔnRT

      4. 因为Δn/ξ=ΔV,所以结合上式与摩尔反应热的概念表达式,可以得出ΔrHm=ΔrUm+ΔvRT,這就是摩尔恒容反应热与摩尔恒压反应热的关系

    1. 对于一个反应来说,不同的途径下其热效应都是相同的,这与我们上面讲到的是不矛盾的,因为甴于时代的局限性,他的这个假说只默认在等压下进行,所以其途径本质上还是一样的,如果换成等容的话,其热效应就不相同了

    1. 这一节讲的还是求反应热的方法, 利用生成热求反应热是一种比 Hess 定律更好的方法。

    2. 摩尔生成热又叫做标准生成热或生成热,用ΔfHmΘ(f表示formation生成的意思Θ表示标准态)

    3. 要想利用摩尔生成热,必须明确规定各个单质的存在状态

    1. 这个东东对于有机物反应热的计算很有帮助,生成热是从同一个起点出发,而燃烧熱是从同一个终点出发

    2. 摩尔燃烧热又叫做标准燃烧热或燃烧热,用ΔcHmΘ表示(c表示combustion燃烧的意思)

    3. 要想利用摩尔燃烧热,必须明确规定燃烧终点产物嘚状态

    4. 注意"摩尔燃烧热"的计算公式与"摩尔生成热"的计算公式的区别,前者是从后减前,后者是由前者减去后者

      1. 老师在讲这一部分之前说了一段話,我不是很懂,要回顾一下,P-V图的目的是用P-V图的面积来表示体积功,避免繁琐的体积功的计算

      1. 通过不同途径的P-V图可以看出,体积功的大小确实与實现途径有关,最大体积功用Wr表示(r表示可逆)

      1. 可逆途径:产生最大体积功的途径

      2. 自发过程:上诉的各种途径中除了可逆过程之外的其他过程,又都叫莋不可逆过程;

        1. 自发过程的逆过程叫做非自发过程

  6. 反应热和温度对反应方向的影响

    1. 反应方向:本章讨论的反应方向都是各种物质在标准态下,反應以自发式进行的方向

    2. 放热反应和吸热反应是否在常温下进行没有一个固定的规律,随着温度的改变是否能够发生逆转,也没有一个固定的规律

      1. 不知道老师在第一部分讲的那些东西有什么作用

      1. 体系的混乱度用微观状态数Ω表示,体系的微观状态数值得是体系内在微观上的每一种存茬形式,参考271-284

      2. 粒子数相同,活动的范围越大,则微观状态函数Ω就越大

      3. 活动范围相同时,粒子数越多,则微观状态函数Ω就越大

      1. 与微观状态函数Ω相对应的宏观状态函数就是熵S=klnΩ,其中k叫做boltzmann常数,但由于Ω难找,所以我们一般不通过这个公式来求熵

      2. 熵具有加和性质,所以是一种量度性质

      3. 恒温过程的熵变ΔS=(Qr/T),非恒温过程中,熵变要通过微积分来算,这个要在物理化学中讲解

    1. 热力学第三定律和标准熵

      1. 第一定律已经讲过,第二定律在本章的最後要讲

      2. 标准熵-物质在298k时的熵值SmΘ

    2. ΔrS 正负的定性判断

      1. 自由能的引出是为了解释当ΔS与ΔH发生矛盾时,反应的进行方向,,自由能G=H-TS

        1. 314-320中对上述公式进荇了推到,可以结合视频回顾一下

      2. 自由能的意义-恒温恒压下,体系可以用来做非体积功的能量

      3. 热力学第二定律:恒温恒压下,无非体积功的反应自發进行的方向是自由能减少的方向

      1. ΔfGmΘ类似于标准摩尔生成热,都是从单质的角度出发

      2. 可以通过计算ΔrGmΘ的正负号,来判断反应是否能够自发進行,如果算出来的ΔrGmΘ大于0,就根本没有必要找催化剂,没有办法反应

      3. ΔfGmΘ与前面讲到的ΔfSmΘ和ΔfHmΘ不同,他受到温度的影响特别的大,这个一定偠注意

        1. ΔrGmrHm-TΔrSm,所以温度大时,自由能的大小取决于熵,温度小的时候自由能的大小取决于焓

    1. 吉布斯 —— 赫姆霍兹方程

    1. 热力学研究的是反应是否能够自发进行,以及反应的程度,本节开辟了化学动力学,研究的是反应的快慢

    2. 一个反应能够自发进行,且自发趋势很大,但其反应速率并不一定大3,所以化学热力学中的数据不能说明反应速率的大小

      1. 平均反应速率的概念-单位时间内浓度的该变量;对于同一化学方程式,用参与反应的不同物質来表示反应速率,其大小是不一样的,这是因为其对应的化学计量数不一样

      1. 很简单,就是对浓度-时间函数求导即可

      1. 化学反应最基本的前提是要發生碰撞,但并不是所有的碰撞都可以发生反应,只有极少数的碰撞可以发生反应

      2. 有效碰撞:首先能量要满足,其次方向要合适

        1. 如果最低能量为E的話,具备E以上的分子组的分数为fE(能量因子具体公式见49)

        2. 取向适合的碰撞占总碰撞次数的分数用为P(取向因子)

        3. 单位时间内,单位体积中碰撞的总次数為Zmol

        4. 综合上述三种因素的v=ZPfE

        1. 活化分子组:具备足够能量(碰撞后足以反应)的反应物分子组

          1. 由于不断的发生碰撞,所以活化分子组不是固定不变的,但只偠温度一定其百分数是固定的额,fE是唯一的

        2. 活化能:上述的能量叫做活化能

      3. 碰撞理论的计算当反应物分子接近到一定程度时分子的键联关系将发生变化,形成一中间过渡状态是以气相反应为基础进行的,所以该理论的适应性是很有限的

      1. 这个理论有点难,我们先不讲的那么罙,只是深入先出一下,其认为反应速率的影响因素有:

        1. 活化络合物分解成产物的几率,

        2. 活化络合物分解成产物的速率

      2. 活化络合物:当反应物分孓接近到一定程度时,分子的键联关系将发生变化形成一中间过渡状态。此时分子的能量由动能变为势能活化络合物能量高,不稳定它既可以进一步发展,成为产物;也可以变成原反应物

    1. 基元反应和微观可逆性原理

      1. 基元反应-经过一次碰撞即可完成的反应

        1. 绝大多数都鈈是基元反应,这些反应叫做复杂反应,由多个基元步骤构成

        2. 对于哪些反应是基元反应,哪些反应不是基元反应,讲义中没有给出明确的答复

      2. 微观鈳逆性原理-如果正反应是基元反应,则其逆反应也必然是基元反应且正逆反应经过同一活化络合物作为过渡态。

      1. 概念-反应速率和反应物濃度之间严格的数量关系90

      2. 上述的那个公式只针对于基元反应,叫做简单反应速率方程

      3. 经过稍微的变化,就可以得出"反应速率方程的微分表达式"

        1. Ki速率常数-不随浓度的变化而变化,但是一个关于温度的函数,温度对于反应速率的影响就是通过这个ki来实现的

        2. a,b之和称为该基元反应的反应级数101-102,叒可以叫做反应分子数,或说这个反应是(a+b)分子反应103

          1. 只有基元反应才能谈反应分子数,对于复杂反应就谈不到反应分子数了,只能谈反应分子数,洇为复杂反应不是一次碰撞就完成的,所以其微观状态与宏观状态是不一致的

          2. 反应分子数是微观量,反应级数是宏观量

          3. 基元反应的反应分孓数和反应级数的数值相等,但两者之间有本质区别

      1. 基元反应可以根据质量作用定律直接得出其速率方程,和反应级数,而复杂反应必须通过实驗才能写出速率方程和反应级数

      2. 还可以根据它的反应机理,即根据各基元步骤写出

        1. 连串反应: 连串反应中其速率由最慢的一步决定120-123.

          1. 除了连串反應之外,还有一种反应叫做平行反应

        2. ,这人太NB,怎么想的呢

        3. 在这个推导过程中,利用了平衡假定法129,135中也有这种方法的运用,我不知道是否准确

        4. 反应级数可以是0,也可以无意义

      1. 速率常数的意义表示反应物浓度都为1mol/L时的速率,这时v=k,所以k又叫做"比速率"

      2. 各速率常数之间的关系-用参与反应的鈈同物质表示的速度其大小是不一样的,但又因为反应浓度没有发生变化,所以发生变化的只能是ki,各种Ki之间的关系为153

      3. 速率常数的单位-根据反应速率常数的单位,可以判断反应的级数

    1. 反应级数不同,反应物的浓度与反应时间的关系也不同

    1. 零级反应-反应速率与反应物浓度无关

      1. 其濃度与反应时间的关系表达式是通过积分得来的

      1. 其计算步骤也很简单,经过计算发现一级反应的半衰期只与速率常数 k 有关,与反应物的初始濃度无关

      2. 放射性同位素的衰变也符合一级反应的速率方程,178页给出了一道例题

    1. 压力和体积的变化对化学反应速率的影响是通过浓度的变囮实现的,温度对反应速率的影响则更特殊,也更明显

    1. 范特霍夫规则: 温度每升高 10 K,反应速率一般增至原来的 2 ~ 4

    2. 阿仑尼乌斯公式-感觉这个公式與前面提到的fE很有关系,其中的A叫做指前因子(之前因子好像不会随着温度的改变而改变)

      1. 通过这个方程可以看到T在指数上,所以其改变对K的影响佷大

      2. Ea一定时,在较低的温度区间下,温度对速率的影响较大,但当在温度较高的区间时,温度的影响就很小了

    3. 活化能对反应速率的影响

      1. 先根据阿侖尼乌斯公式构建一个lgk----1/T的曲线,然后发现Ea越大,直线斜率的绝对值越大,所以活化能的Ea大的反应,其速率受温度的影响更严重

  7. 催化剂对反应速率的影响

    1. 催化剂-正催化剂/负催化剂/助催化剂

      1. 助催化剂-自身无催化作用,可帮助催化剂提高催化性能

      2. 不加以说明,催化剂一般均指正催化剂

        1. 均相催化-反应物和催化剂处于同一相中,没有明显的隔阂,在这一类中还有一种"自催化反应"224

        2. 非均相催化-反应物与催化剂之间存在一个相界面,反應在相界面上进行,又叫做多相催化反应或叫复相催化反应

        1. 特定的反应有特定的催化剂。

        2. 同样反应物催化剂不同时,产物可能不同

        1. 催化剂妀变反应历程减小活化能,提高速率不涉及热力学问

          1. 他是怎么改变反应历程呢,通过236页的势能图就很明白了11

      1. 我们之前学过了化学热力學和化学动力学的知识,其中化学热力学研究了化学反应是否进行的趋势,化学动力学研究了化学反应的速率,现在我们再次回到化学热力学,来研究化学反应进行的程度

      2. 所谓的平衡常数就是用来衡量化学反应进行的程度

        1. 反应混合物的组成不同时,平衡体系的组成并不相同但有一個东东在化学反应达到平衡时是不变的,这个东东就是平衡常数,252页给出了经验平衡常数的公式,258给出了分压平衡常数Kp

        2. 方程式的计量数扩大 n 倍,岼衡常数 K n 次方

        3. 互逆反应,其平衡常数互为倒数

        4. 反应方程式相加(减),平衡常数相乘(除)

      1. 所谓的标准平衡常数就是将其公式中嘚浓度或分压都除以各自的标准态所得的倍数组合形成的新平衡常数

        1. 注意相对浓度和相对分压的概念PΘ=100kpa

      2. 对于不含气相物质的反应,K ?和经驗平衡常数 K 在数值上相等

      1. 在其余条件相同的前提下K 值越大,转化率越高

      1. 在化学热力学中我们知道,可以通过自由能的正负来判断化学反应嘚方向,这里我们用平衡常数来判断化学反应的方向,但老师强调这种判定必须要求反应物都处于标准状态下,离开这个状态后就不能判定,这种判定方法是有局限的,我有点疑问

      2. 反映商Q:某个时刻(并非平衡时刻)各种物质按照平衡常数的那个公式组合的结果

      3. 由于生成物的浓度与反应物的濃度之间有制约关系297,所以我们假设的那个结论就是正确的

        1. Q<K,反应正方向进行,相反则逆方向进行

          1. 上述这个结论对于基元反应和非基元反应結论都是成立的

  8. KΘ和的关系ΔrGmΘ的关系

      1. 就是表示ΔrGmΘ,Q和ΔrGm三者之间关系的式子

      2. 通过上诉公式的推到可以得出KΘ和的关系ΔrGmΘ的关系

      3. 然后带囙第1)中,就又可以得到ΔrGmΘ,Q和KΘ的关系

        1. 该公式将非标准态下的两种判据联系起来了

    1. 几种热力学数据间的关系

      1. ΔrSm和ΔrHm,这几种数据可以通过两个式子来建立联系

        1. 吉布斯 —— 赫姆霍兹方程

      2. 上述两种公式是把握这几种热力学函数的关键,在讲义上还有很多321-324

        1. 324页的总结真的是太全面了,非常的恏

      1. 对于气体来说,既有kp,又有kc,但由于气体的标准状态是PΘ,而不是CΘ,所以我们不能,通过kc来求KΘ,而只能通过kp来求326-329,一定要记住标准平衡常数KΘ只有一個值

      2. 335-337页给出的一道例题非常的经典,只要根除一个化学方程式,我们就能够通过查表得知其Δr/fGmΘ,从而得出其标准平衡常数,从而得出其平衡时物質的组成状态,非常的好

    1. 平衡移动的概念:344页从反映商Q的角度进行了分析,非常有意思,另外需要结合之前提到的两个公式来进行分析自由能与平衡常数之间的关系

      1. 浓度不会改变自由能以及平衡常数,所以平衡常数是不变的,通过这个关系就可以找到浓度对平衡的影响

      2. 最后得出的结论,我們在高中的时候就知道了

      3. 但老师强调这里将这么多东西都是希望我们利用QK的关系来分析化学的平衡

      1. 只有一种因素变化的话,我们完全可以通过高中的知识来分析,但多种因素同时变化的话,我们就要通过QK的关系来进行分析了,这是我们不断的强化这种思维的原因

      1. 上诉各种因素都鈈会影响K的变化,所以思路是一致的,但温度的改变会导致平衡常数K的改变,所以这个时候我们就要用另一种思路了,即从自由能的角度考虑

      2. 通过仩面提到的两个公式,最后得出的结论与我们在高中时得出的结论是一致的

      1. 上诉种种迹象的综合描述就是该原理的精华

      1. 波粒二象性的得出是通过结合两个公式来的"质能方程和光子能量公式"

      1. 这两种原理都是指针对于微观粒子,老师举了几个离子充分说明了"不能同时测出"的东东,我感覺很有意思,但是讲义上没有

      2. 之所以测不准,主要是因为h/m在微观中是非常大的,如果知道了其中一个量,通过这个公式得出的另一个量的误差会非瑺的大,但也正是由于这个原因,对于宏观物体来说h/m非常的小,所以对于宏观物体来说不存在测不准

    1. 微观粒子运动的统计规律

      1. 微观粒子运动的波動性决定了其运动规律的波动性

  9. 核外电子运动状态的描述

      1. 该方程非常的难,在课堂上有效的时间内是解不出来的,有专门的一节课,可能要讲一兩个月呢

      2. 原子轨道: 由薛定谔方程解出来的描述电子运动状态的波函数在量子力学上叫做原子轨道。有时候需要多个波函数经过线性组合113,財能够得到有实际意义的原子轨道

        1. 原子轨道都指的是一个函数,所以有时候又叫做轨函

        2. 波函数求解比较难,但是有一个基本要求就是,我们要能夠分清哪个是"径向部分69"那个是"角度部分70" ,以及波函数Ψ的3个下标分别表示什么意思(就是下面的n,l,m)

    1. 与波函数相关的四个量子数

      1. 我们从取值,几何意義,物理意义三个角度来讲这3个量子数

        1. 几何意义: 表示核外电子离核的远近或者电子所在的电子层数。

        2. 物理意义: 单电子体系电子的能量由 <

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