315农学化学基础班讲义.doc

1、农 学 化 学第 一 部 分 学 科 总 论1.试 卷 分 析本试卷满分为 15 0 分， 考试时间为 1 80 分钟。无机及分析化学 50%（其中无机化学占 2/ 3， 分析化学占 1 /3） 有机化学 50% 总体难度不大，考查对基础知识的理解掌握程度。2.知 识 框 架 分 析第 二 部 分 章 节 综 述1、 无 机 及 分 析 化 学 （ 共 十 一 章 ）分 散 体 系 （ 一章，稀溶液的依数性）物 质 结 构 部 分（一章， 核外电子排布、 原子结构、 元素周期性、 化学键与化合物、 杂化轨道、分子极性和分子间力）反 应 的 发 生 （两章，分别为热力学和动力学。 U、 H、 S

2、、 G 相关概念及计算公式）化 学 平 衡 （ 四章，与分析化学的相关内容一起讲。化学平衡及平衡移动）分 析 化 学 基 础（一章，有效数字、误差理论）滴 定 部 分 （ 四章，滴定原理及计算公式）仪 器 分 析 部 分（两章，电势分析法和分光光度法。电极和电池、朗伯比尔定律、显色反应）2、 有 机 化 学（ 共 十 四章）有 机 物 基 础（一章，有机物及有机反应的共性的、基础的知识）有 机 物 结 构（一章）分 类 有 机 物 的 性 质 、 反 应 、 制 备 及 相 关 应 用（ 十二章）第 三 部 分 分 章 节 详 解无 机 及 分 析 化 学第一章 分散体系（ 一 ） 章 节 框

3、 架分 散 系 1.低分子或离子分散系（溶液：基本概念及公式：摩尔、物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数；依数性（稀溶液：蒸气 压下降、沸点升高、凝固点下降、渗透压2.胶 体 分 散 系溶胶的性质溶胶的稳定 性和凝结3.粗 分 散 系 （ 悬 浊 液 、 乳 浊 液 ）（ 二 ） 基 本 理 论 、 概 念 、 方 法1.溶 液 ： 分 散 质 以 小 分 子 、 离 子 和 原 子 为 质 点 均 匀 的 分 散 在 分 散 剂 中 所 形 成 的 分 散 系 ， 成 为 溶 液 。物质 的量浓度：c = n/V = (m/M)/V 质量 摩尔浓度：b = n(B)/m(A) =

4、m(B)/M(B)m(A) 摩尔 分数：x(B) = n(B)/n（总 ）质量分数：w = m(B)/m(溶液)2.溶 液 的 依 数 性 （ 重 点 ， 注 意 实 际 应 用 ）与溶 质粒子数目多少有关，与溶质本身的性质无关。适用于难挥发非电解质稀溶液。溶液 的蒸气压下降： 在同一温度下， 溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压。 浓度越大， 蒸气压下降越多。拉乌尔定律 溶液 的沸点升高 溶液 的凝固点下降 渗透 压（应用）3.溶 胶 （ 重 点 ）吸附 作用（胶团带电的原因之一，另一个原因是解离作用）溶胶 的性质：光学性质（丁达尔象） 动力 学性质（布朗运动） 电学 性质（电泳、电渗）胶团

5、结构（扩散双电层结构：胶团 胶 粒 胶核： 电位粒子、反粒子、吸附层、扩散层会书写 书上给出例子的胶团的结构溶胶 的稳定性和凝结溶胶稳定的原因：布朗运动、同种电荷相互排斥、溶剂化作用溶胶凝结的因素：浓度过大、温度过高、加入电解质（最重要原因，掌握实例）第二章 化学热力学基础（一）章节框架 基本概念基 本 热 力 学 函 数 （ 状 态 函 数 ：U （ 内能，U （ 体 系 热 力 学 能 的 变 化 ） ， H（ 焓 ） ， S（ 熵 ） ，G （自由能）三 大 基 本 定 律 （ 热 力 学 第 一 、 二 、 三 定 律 ）第一 定 律 （ 能量 守 恒 定 律：能 量 既 不 会 凭

6、空 产 生 ， 也 不 会 凭 空 消 灭 ， 它 只 能 从 一 种 形式 转 化 为 其 他 形 式 ， 或 者 从 一 个 物 体 转 移 到 另 一 个 物 体 ， 在 转 化 或 转 移 的 过程 中 ， 能 量 的 总 量 不 变 。 公 式 表 示 ： U = Q+ W H = U+( PV)第 二 定 律 ：热 不 可 能 自 发 地 、不 付 代 价 地 从 低 温 物 体 传 到 高 温 物 体 (不 可 能 使 热 量 由 低 温 物 体 传 递 到 高 温 物 体 ， 而 不 引 起 其 他 变 化 )。 （ 孤 立 体 系 中 ， 变 化 总 是 向 熵 增 加 的

7、方 向 进 行 。 ）第 三 定 律 ： 在 热 力 学 温 度 零 度 （ 即 T=0 开 ） 时 ， 一 切 完 美 晶 体 的 熵 值 等 于 零 。 三 个 内 容 ： 计 算 化 学 反 应 热 、 判 断 化 学 变 化 的 方 向 和 限 度 、 有 关 化 学 平 衡 的 计 算1.定 容 热 QV =U 定 压 热 QP = H H = U +( PV)2.盖 斯 定 律 ： 一 个 反 应 ， 在 定 压 或 定 容 条 件 下 ， 不 论 是 一 步 完 成 还 是 分 几 步 完 成 ， 其 反 应热 是相 同 的 。 适 用 于 任 何 状 态 函 数 。对 于 任

8、何 一 个 化 学 反 应 ：rHm=fHm （生成物）- fHm （反应物） 3.判 断 反 应 自 发 程 度 ：G =H -TS G0：非自发过程，其逆过程可自发进行； G=0：平衡状 态； G0；体系对 环境做功：W 0；反应 进度： = n(B)/ (B) 化学方程 式的写法不同， 不同。物质 的标准状态：一定温度、标准压力标准摩尔生成焓 fHm 标准摩尔熵Sm标准摩尔熵变 rSm标准摩尔生成自由能fGm符号说明：下标 f 代表“生成” ，下标 r 代表“反映” ，上标 代表 “标准 ”2.计 算 公 式定容热 QV =U 定压热 QP = H H = U+(PV) rHm = f

9、Hm（生成物）- f Hm（反应物） rSm= f Sm（生成物）- f Sm（反应物） G=H-TS G0：非自发过程，其逆过程可自发进行； G=0：平衡状态； G K, r G m 0, 平衡逆向移动； K 在酸碱平衡中对应 Ka 或 Kb； 沉淀溶解平衡中对应 Ksp； 第四章 物质结构（一）章节框架（二）理论与概念（注重实例）1.四个量子数 ：主量子数 n：取值正整 数；决定核外电子的能量和电子离核平均距离的参数。n 越 大，电子离远，能量越高。角量子数 l：取值 0 到 （ n-1）的正 整数；确定原子轨道或电子云的形状。对应电子亚层。磁量子数 m：取值 0 ， 1， 2， ， l，

10、 共有 2l +1 个 值；决定原子轨道在磁场中的分裂，在空间伸展的方向。自旋量子 数m s ：m s = 1/2；表示 电子的两种不同的自旋运动状态。2.核外电子排 布规律：泡利不相 容原理：每个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反。 能量最低 原理：在不违背泡利不相容原理的前提下，电子总是尽先占据能量最低的轨道。 洪德规则 ： 电子在同一个亚层的等价轨道上排布时， 总是尽可能分占不同的轨道， 并且自旋方向相同。（电子处于全充满、半充满和全空时，原子的能量较低，体系稳定）根据以上 原则排布原子的核外电子3.周期性原子半径 ： 同一周期从左到右原子半径逐渐减小， 同一主族， 从上到下原

11、子的电子层增加， 原子半径依次增大；电离能：同 一原子的各级电离能：I 1 20Kwc 20Ka1 ）2.直 接 准 确 滴 定 的 条 件 ： 一无弱酸（碱： cKa(b)10-8多元弱酸（碱）能否分部滴定 cKa110-8 可以分步准确滴定至第一化学计量点 cKa210-8 也可以分步准确滴定至第二化学计量点 Ka1/Ka2104 可分级 滴定，也可以滴总量第七章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法（一）基础知识1.溶 度 积 常 数 ：Ksp = c(A= c(An+)/c m c(B m- )/c n 在一 定温度下，某一物质的溶度积为一常数。溶度积（离子的乘积）与溶解度（以分子为单位）AB 型

12、： S = (Ksp )1/2 AB2 型：S = (Ksp/4)1/32.溶 度 积 原 理 ：比较K sp 与Q （离子积，难溶电解质离子浓度乘积）判断沉淀的生成与溶解Q = Ksp 饱和 溶液，达平衡状态 Q Ksp 过饱和溶液，有沉淀析出，直至饱和为止 3.分 步 沉 淀 ：由于难溶电解质的溶解度不同，加入沉淀剂后溶液中发生先后沉淀的现象。4.沉 淀 转 化 ：在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，使沉淀转化为另一种更难溶的电解质的过程。（ 二 ） 沉 淀 滴 定 法1.概 念：基于 沉淀反应的滴定分析方法。2.应 用 （ 银 量 法 ： 莫 尔 法 ：指示剂：K 2CrO4 滴定用标 准

13、溶液A gNO3 反应：Ag+ + Cl- = AgCl（白色） A g+ + CrO42- =Ag2CrO（砖红色）指示终 点：生成砖红色沉淀。 注意应 用此法的条件。佛 尔 哈 德 法 ：指示 剂：铁铵矾 滴定用标准溶液：N H4SCN 直接滴定反应：A g+ + SCN- = AgSCN（白色）F e3+ + SCN- = Fe(SCN)2+ （色）返滴定反应：A g+(过量) + X - =AgX + Ag+ Ag + + SCN - = AgSCN（白色）Fe 3+ + SCN - = Fe(SCN)2+ （红色）注意减小误差的措施、滴定条件和应用范围。法 扬 斯 法 ：指示剂：吸附

14、指示剂（利用体系中过量离子对指示剂的选择性吸附指示终点）第八章 氧化还原反应和氧化还原滴定法（一）基础概念1.氧化还 原 反应：化学反应中，反应前后元素的氧化数发生了变化的反应。 氧化数：某元素一个原子的表观电荷数。存在分数，计算方法与化合价基本一致。 氧化与还原：氧化态、还原态：氧化还原电对： 一个还原型物质 （电子给体） 和与它相对应的氧化型物质 （电子受体） 组成一个氧化还原 点对。2.电池：原电池：利用自发的氧化还原反应产生电流的装置，使化学能转化为电能。负极：输出电子，发生氧化反应；正极：输入电子，发生还原反应。标准氢电极：在任何温度下电极电势的值为零（电极的绝对电势无法测量，以标准氢电极为参考基准）标准电极电势：参加电极反应的物质处于标准态（组成电极的离子浓度为 1mol/kg，气体分 压 为 105 Pa， 液体或固体都是纯净物质，这使得 电极称标准电极，对应的电动势为标准电极电势。表示：