315农学化学基础班讲义.doc

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资源描述

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:

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