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1、无机化学课件上十六 无机化学无机化学第四版第四版 面 向 2 1 世 纪 课 程 教 材绪论一、化学:在分子、原子或离子的一、化学:在分子、原子或离子的层次上研究物次上研究物质的的组成、成、结构、性构、性质、变化及其内在化及其内在联系和外界系和外界变化条件的科学。化条件的科学。二、分二、分类(传统)1 1、有机化学:研究有机物的化学。、有机化学:研究有机物的化学。 有机物有机物含碳元素的化合物(碳的氧化物、碳酸含碳元素的化合物(碳的氧化物、碳酸盐及及氰化物除外)化物除外)2 2、无机化学、无机化学研究元素和有机物以外的所有化合物研究元素和有机物以外的所有化合物的化学。的化学。 它以元素周期表和
2、原子它以元素周期表和原子结构理构理论为基基础,研究,研究100100多种元素的多种元素的单质和无机化合物的制和无机化合物的制备、结构、性构、性质及及变化化规律。律。分支学科:生物无机、无机合成、无机高分子化学、分支学科:生物无机、无机合成、无机高分子化学、稀土化学、配位化学等。稀土化学、配位化学等。3 3、分析化学:研究物、分析化学:研究物质化学化学组分的分的鉴定、定、测定方定方 法和有关原理。法和有关原理。分支学科:光分支学科:光谱、色、色谱、质谱及核磁共振分析。及核磁共振分析。4 4、物理化学:以物理学的原理和方法研究物、物理化学:以物理学的原理和方法研究物质及其及其反反应,以,以寻求化学
3、性求化学性质与物理性与物理性质本本质联系的普遍系的普遍规律。是化学的理律。是化学的理论部分。部分。三、重要性及学三、重要性及学习方法方法1 1、学、学习态度、方法。度、方法。2 2、听、听课效率、笔效率、笔记、作、作业、实验。主要参考书大连理工大学 无机化学 第三版武汉大学等 无机化学 第三版北京师范大学等 无机化学 第三版无机化学释疑与习题解析 第一章第一章 气气 体体1-1 1-1 理想气体状理想气体状态方程式方程式气体的基本物理特征:气体的基本物理特征:扩散性和可散性和可压缩性性主要表主要表现1 1、气体没有固定的体、气体没有固定的体积和形状和形状2 2、气体最易被、气体最易被压缩3 3
4、、不同种的气体能以任意比例相互均匀混合、不同种的气体能以任意比例相互均匀混合4 4、气体的密度很小、气体的密度很小1-1-1 1-1-1 理想气体状理想气体状态方程式方程式描述气体状描述气体状态的四个物理量:的四个物理量:V V、p p、T T、n n理想气体状理想气体状态方程:方程:pV=nRTpV=nRT理想气体:气体分子不占空理想气体:气体分子不占空间、分子、分子间无作用力。无作用力。真真实气体在低气体在低压高温条件下近似看作理想气体。高温条件下近似看作理想气体。单位:位:pPa, VmpPa, Vm3 3 , T K , T K, n moln mol标准状准状态下,下,T = 273
5、.15K , p =101325Pa , T = 273.15K , p =101325Pa , n= 1 mol n= 1 mol 气体的气体的标准摩准摩尔体体积 V = 22.414x10 V = 22.414x10 -3-3 m m 3 3气体常数气体常数 R=8.314 Jmol R=8.314 Jmol-1-1 K K-1 -1 1-1-2 理想气体状理想气体状态方程式的方程式的应用用1 1、计算算P P、V V、T T、n n 中的任意物理量中的任意物理量例例1-1 P21-1 P22 2、确定气体的密度和摩、确定气体的密度和摩尔质量量例例1-2 P31-2 P31-2 1-2 气
6、体混合物气体混合物1-2-1 1-2-1 混合气体分混合气体分压定律定律混合气体的混合气体的总压等于混合气体中各等于混合气体中各组分气体的分分气体的分压之和之和数学表达式:数学表达式: p = p p = p1 1 + p+ p2 2 + p+ p3 3+ + 根据根据 p pB BV=nV=nB BRTRT n=n n=n1 1 +n+n2 2+n+n3 3+ + 推出:推出:p pB B /p = n /p = nB B/n /n 令令 x xB B = n = nB B/n -/n -第第B B 组分气体的摩分气体的摩尔分数分数则 p pB B = n = nB B/n /n p p =
7、 x = xB B p p1-2-2 1-2-2 分分压定律的定律的应用用例例1-3 P41-3 P4例例1-4 P51-4 P5 1-4 1-4 真真实气体气体理想气体:气体分子不占空理想气体:气体分子不占空间、分子、分子间无作用力无作用力真真实气体在低气体在低压高温条件下近似看作理想气体高温条件下近似看作理想气体真真实气体气体应用理想气体状用理想气体状态方程方程计算,有些气体算,有些气体产生的偏差生的偏差较小,如小,如H H2 2、O O2 2、N N2 2 等;有些气体等;有些气体产生的偏差生的偏差较大,如大,如COCO2 2、H H2 2O(g) O(g) 等,而另一等,而另一些气体在
8、高些气体在高压下常出下常出现偏差偏差产生偏差的原因:生偏差的原因:1 1、气体分子体、气体分子体积的影响的影响2 2、气体分子、气体分子间相互作用的影响相互作用的影响真真实气体的状气体的状态方程式方程式-van der Waals-van der Waals气体状气体状态方程:方程:式中a、b分别是对气体压力和体积较正中的相关常量,称van der Waalsvan der Waals常量。常量。每种气体的每种气体的a a、b b值不同。不同。第二章 热 化 学2-1 2-1 基本概念基本概念2-1-1 2-1-1 系系统和和环境境 系系统: 敞开系敞开系统: 封封闭系系统:( (本章主要研究
9、本章主要研究对象象) )隔离系隔离系统:( (或孤立系或孤立系统) ) 环境:境: 2-1-2 2-1-2 状状态与状与状态函数函数1 1、状、状态: 指系指系统物理性物理性质和化学性和化学性质的的综合表合表现2 2、状、状态函数:函数: 确定系确定系统热力学状力学状态的宏的宏观性性质的物理量,的物理量, 如如p p、V V、T T、U U、n n 等等3 3、状、状态函数的特征:函数的特征:A A、状、状态函数随系函数随系统状状态而而发生改生改变。 B B、状状态函函数数的的变化化值仅取取决决于于系系统的的始始终态,而与系,而与系统所所经历的途径无关。的途径无关。例例:T=308K298K=
10、10KT=308K298K=10K只只与与系系统的的初初终态温度温度T T有关,而与有关,而与过程无关。程无关。注意:状注意:状态函数的函数的变化化值并不是状并不是状态函数。函数。2-1-3 -1-3 过程程 定温定温过程:程:T T始始T T终 定定压过程:程:p p始始p p终 定容定容过程:程:VV2-1-4 2-1-4 相相相相:系系统中中物物理理和和化化学学性性质完完全全相相同同而而与与其它部分有明确界面的部分其它部分有明确界面的部分均相系均相系统或或单相系相系统非均相系非均相系统或多相系或多相系统2-1-5 2-1-5 化学反化学反应方程式和反方程式和反应进度度1 1、正确、正确书
11、写化学反写化学反应方程式方程式(1 1)根据)根据实验事事实,正确写出反,正确写出反应物和物和产物的化学式物的化学式(2 2)配平(包括原子种)配平(包括原子种类和数量、离子和数量、离子电荷)荷)(3 3)标明物明物质的状的状态( g , l , s , g , l , s , aqaq)2 2、反、反应进度度 P24 P24例:例: N N2 2(g) + 3H(g) + 3H2 2(g) = 2NH(g) = 2NH3 3(g) (g) 开始开始n nB B/mol 3.0 10.0 0 0 /mol 3.0 10.0 0 0 t t时n nB B/mol 2.0 7.0 2.0 /mol
12、 2.0 7.0 2.0 =1.0mol =1.0mol=1.0mol时,表明按,表明按该化学反化学反应方程方程进行了行了1.0mol1.0mol反反应,即表示,即表示1.0mol N1.0mol N2 2和和1.0mol1.0mol的的3H3H2 2反反应并生成了并生成了1.0mol1.0mol的的2NH2NH3 3 从上面从上面计算可看出,无算可看出,无论用反用反应物和物和产物中的任何物种的物物中的任何物种的物质的量的的量的变化量化量来来计算反算反应进度度 ,结果都相同。果都相同。2-2 2-2 热力学第一定律力学第一定律2-2-1 -2-1 热和功和功热QQ温度不同温度不同时的能量交的能
13、量交换( (传递) )功功WW除除热以外的其它形式以外的其它形式传递的能的能功的形式:包括体功的形式:包括体积功和非体功和非体积功。功。 对于体于体积功:功: 当当p p始始 = p = p终 = p= p时,则: W = W = pV=pV=p(Vp(V2 2V V1 1) ) 注注意意:热与与功功与与过程程有有关关,因因而而它它们都都不不是状是状态函数。函数。规定:定:Q Q与与W W的取的取值正、正、负有不同的有不同的规定:定: Q Q为正(正(+ +)值,则系系统吸吸热 Q Q Q Q为负()()值,则系系统放放热 W W为正(正(+ +)值,则环境境对系系统作功作功 W W W W为
14、负()()值,则系系统对环境作功境作功2-2-2 热力学能力学能( (或内能或内能) ): 指指热力力学学系系统内内部部能能量量的的总和和。( (用用符符号号U U表示表示) )注意:注意:A A、U U属于状属于状态函数,其函数,其单位位为KJ(KJ(或或J)J)。B B、系系统内内能能(U)(U)的的绝对值无无法法确确定定,但但可可通通过实验确定其确定其变化化值(U)(U)。2-2-3 2-2-3 热力学第一定律力学第一定律数学表达式数学表达式 由:则 U U2 2U U1 1UU Q+W Q+W2-2-4 2-2-4 焓变和和热化学方程式化学方程式1 1、焓(H H)和)和焓变( H H
15、 )定容反定容反应热Qv Qv :v=0, W=0, U=Qvv=0, W=0, U=Qv定定压反反应热Qp: P=0, W= -PV Qp: P=0, W= -PV U=Qp- PV U=Qp- PV Qp=U+Pv Qp=U+Pv =(U =(U2 2-U-U1 1)+P(V)+P(V2 2-V-V1 1) =(U =(U2 2+P+P2 2V V2 2)-(U)-(U1 1+P+P1 1V V1 1) ) =H =H2 2-H-H1 1 =H =H定定义 H=U+PV H=U+PV 焓的意的意义:、H H是一个复合的状是一个复合的状态函数;函数;、H H用用来来描描述述系系统的的热含含量
16、量的的热力力学学函函数数,其其绝对值不不能能确确定定,但但变化化值HH可可通通过实验确定。确定。 即:即:H=QH=Qp p、因因反反应的的热效效应一一般般是是在在等等压下下测定定的的,所以常用所以常用HH表示反表示反应热效效应,称,称为反反应焓变规定:定:H0H0,反,反应吸吸热;H0H0,反,反应放放热。 单位位JmolJmol1 1或或kJmolkJmol1 12 2、热化学方程式化学方程式(1 1) r rU Um m 和和 r rH Hm m r rU Um m 指反指反应的摩的摩尔热力学能力学能变 r rH Hm m 指反指反应的摩的摩尔焓变 r rH Hm m 指反指反应的的标准
17、摩准摩尔焓变; r r 代表代表“反反应”; m m代表代表“1mol“1mol反反应”; 表示表示标准准态。(P(P =100kPa)=100kPa)其其中中:符符号号r r、m m常常常常省省略略,即即r rH Hm m 与与r rH Hm m有有的的书简写写为: r rH Hm m HHm m 或或HH ;r rH Hm mHHm m或或HH(2 2)标准状准状态温度温度T T时, ,标准准压力力 p p =100kPa=100kPa 稀溶液稀溶液c c =1moll =1moll 11 ,物物质标准准态的的热力学温度力学温度T T未作具体未作具体规定,定,许多物多物质的的热力学数据是在
18、力学数据是在T=298.15KT=298.15K下下得到得到(3(3)热化学方程式化学方程式书写注意事写注意事项: a. a.注明物注明物质的聚集状的聚集状态g, l, s, aqg, l, s, aq等等, , b. b.方程式要配平方程式要配平, , c. c.注明反注明反应温度温度例:例:H H2 2(g)+0.5O(g)+0.5O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) r rH Hm m (298.15K)298.15K)=-285.8kJmol=-285.8kJmol1 1 2H 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) r r
19、H Hm m (298.15K)(298.15K)= =571.6kJmol571.6kJmol1 1 2H 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) r rH Hm m (298.15K)(298.15K)= =484 kJmol484 kJmol1 13、r rU Um m 和和r rH Hm m的关系的关系H=U+nRTH=U+nRT例:例:2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g) r rH Hm m (298.15K)(298.15K) = =483.64 kJmol483.64 kJmol1 1
20、 W= - nRT W= - nRT = -(2-2-1)8.314298.15 = -(2-2-1)8.314298.15 =2478 Jmol =2478 Jmol1 1=2.478 kJmol=2.478 kJmol1 1 U=H U=HnRTnRT = -481.16 kJmol = -481.16 kJmol1 1注意:注意:、如反、如反应只有固、液只有固、液态物物质参加参加, , V V很小很小, HU;, HU;、有气、有气态物物质参加反参加反应时, , pV =nRT, pV =nRT,此此项数数值也也较小小, , HU HU4 4、标准摩准摩尔生成生成焓定定义:在在标准准态某
21、某温温度度下下,由由参参考考状状态的的单质生生成成molmol物物质时的的焓变,称,称为该物物质的的标准摩准摩尔生成生成焓。符号符号f fH Hm m ,可,可简写写为f fH H ; f f代表代表“生成生成”; 单位位 kJmol kJmol1 1 定定义中的两个条件:中的两个条件:a a、标准准状状态:指指某某温温度度T(T(常常取取T=298.15K)T=298.15K)下下,p=pp=p =100kPa=100kPa的状的状态。b b、参参考考状状态的的单质:指指常常温温标准准状状态下下处于于最最稳定状定状态的的单质。例例:碳碳有有三三种种同同素素异异形形体体:金金刚石石、石石墨墨和
22、和无无定定形碳,而其中石墨是最形碳,而其中石墨是最稳定定单质。根据定根据定义:f fH Hm m ( (参考状参考状态的的单质)=0)=0附表一(附表一(P637P637), ,可可查得物得物质的的f fH Hm m 大多数物大多数物质的的 f fH Hm m 0, 0 0注:断注:断键反反应的反的反应物和物和产物必物必须是气是气态 键焓越大,越大,键越牢,越牢,难断开断开2 2、由、由键焓估算反估算反应焓变公式:公式: r rH Hm m = = B BH Hm m ( (反反应物物) ) B BH Hm m ( (产物物) ) 或或 r rH Hm m = = D(D(断断键) ) D(D
23、(成成键) )例例2-3 P352-3 P353-1 -1 定容反定容反应的反的反应速率速率 用用单位位时间内反内反应物物浓度的减少或生成度的减少或生成物物浓度的增加来表示度的增加来表示 单位位:mol mol L L1 1 s s1 1或或mol mol L L1 1 minmin1 1 aA(aq) + bB(aq) = yY(aq) + zZ(aq) aA(aq) + bB(aq) = yY(aq) + zZ(aq) 第三章第三章 化学化学动力学基力学基础3-1-2 3-1-2 平均速率和瞬平均速率和瞬时速率速率1 1、平均速率、平均速率在某一在某一时间间隔内隔内浓度度变化化的平均的平均
24、值2 2、瞬、瞬时速率速率时间间隔隔趋于于0 0 时的平均速的平均速率的极限率的极限值3-2 3-2 浓度度对反反应速率的影响速率的影响3-2-1 3-2-1 速率方程式速率方程式对大多数化学反大多数化学反应,反,反应物物浓度增加度增加, ,反反应速率增加速率增加 aA + bB = yY + zZ aA + bB = yY + zZ反反应速率方程式中速率方程式中 k k速率系数速率系数, ,与与浓度无关度无关, ,与温度与温度T T有关,有关, 单位由反位由反应级数确定。数确定。 反反应对A A的反的反应级数数反反应对B B的反的反应级数数(+)(+)总反反应级数数 、的确定方法:的确定方法
25、:对于基元反于基元反应( (一步完成一步完成) ), =a =a,=b =b 对于复合反于复合反应,和和由由实验确定确定注意:反注意:反应级数可以是分数,数可以是分数,还可是可是0 0。如反。如反应: 2Na + 2H 2Na + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 2 v=k v=k 零零级反反应3-2-2 3-2-2 由由实验确定反确定反应速率方程式速率方程式例:已知例:已知800800时反反应: 2H 2H2 2(g)+2NO(g)=2H(g)+2NO(g)=2H2 2O(g)+NO(g)+N2 2(g)(g) 的的实验数据(数据(见下一下一页),求:),求
26、: 、该反反应的的级数数 、反、反应速率常数速率常数k k和反和反应速率方程式。速率方程式。 、当、当C(NO)=5.0010C(NO)=5.00103 3molLmolL1 1, C(HC(H2 2)=4.0010)=4.00103 3molLmolL1 1时的的反反应速速度度(N(N2 2) )。4.3010-3 6.0010-3 3.0010-3 61.9210-36.0010-3 2.0010-3 50.4810-36.0010-31.0010-3 4 9.5610-3 3.0010-3 6.0010-33 6.3610-32.0010-3 6.0010-3 23.1910-3 1.0
27、010-3 6.0010 -31 () ()v(N2)初始浓度(molL1)瞬时反应速率 (molL1S1)实验标号解: 、设该反应的速率方程为: kc(NO)mc(H2)n 依题意,由1、2、4和5组数据,得 3.19103=k(6.00103)m(1.00103)n 6.36103=k(6.00103)m(2.00103)n 0.48103=k(1.00103)m(6.00103)n 1.92103=k(2.00103)m(6.00103)n ,得:2=2n , n=1 ,得:4=2m, m=2 反应级数为:1+2=3、把、把m=2m=2,n=1n=1代入方程代入方程组中任一式,得中任一式
28、,得 3.1910 3.19103 3=k(6.0010=k(6.00103 3) )2 2(1.0010(1.00103 3) ) 解之得:解之得:k=8.0010k=8.00104 4(mol(mol2 2LL2 2ss1 1) ) 反反应的速率方程的速率方程为: 8.0010 8.00104 4 c(NO)c(NO)2 2 c(H c(H2 2) ) 、把已知、把已知浓度代入上述方程式,得度代入上述方程式,得 8.00108.00104 4(5.0010(5.00103 3) )2 24.00104.00103 3 8.00108.0010 3 3(molL(molL1 1ss1 1)
29、) 思考:上面思考:上面k k的的单位是怎位是怎样确定的?确定的? 思路:思路:设k k的的单位位为y.y.由由速速率率方方程程 k k c(NO)c(NO)2 2c(Hc(H2 2) ),分分别把把 、k k 、c(NO)c(NO)、和、和c(Hc(H2 2) )的的单位代入可得:位代入可得: molLmolL 1 1ss 1 1=y(molL=y(molL 1 1) )2 2(molL(molL1 1) ) y=mol y=mol2 2LL2 2ss1 13-2-3 3-2-3 浓度与度与时间的定量关系(略)的定量关系(略)3-3 3-3 温度温度对反反应速率的影响速率的影响3-3-1 A
30、rrhenius3-3-1 Arrhenius方程式方程式 大多数反大多数反应,温度,温度T T升高,速率常数升高,速率常数k k增大,反增大,反应速率速率v v增大。增大。定量关系:定量关系:式中:式中:K K0 0 为常数,称常数,称为频率因子;率因子; EaEa为反反应的的活活化化能能,单位位为KJmolKJmol1 1; R R为气体常数,气体常数, T T为绝对温度(温度(K)K)其其对数形式数形式为:或例例3-4 P543-4 P543-3-2 Arrhenius3-3-2 Arrhenius方程式的方程式的应用用1 1、计算反算反应的活化能的活化能E Ea a2 2、由、由Ea
31、Ea 计算反算反应速率常数速率常数k k例例 3-5 P54 3-5 P543 3、对ArrheniusArrhenius方程式的方程式的进一步分析一步分析(1 1)温度相同)温度相同时,E Ea a 大的反大的反应,其速率常,其速率常数数k k则小,反小,反应速率速率v v较小。反之亦然小。反之亦然(2 2)对同一反同一反应,温度升高,速率常数,温度升高,速率常数k k增大增大(3 3)对给定反定反应,加,加热,在低温区,在低温区对反反应速率影响大,而在高温区速率影响大,而在高温区则影响小影响小(4 4)对不同的反不同的反应,升高相同温度,升高相同温度, E Ea a 大的反大的反应其速率常
32、数其速率常数k k增大的倍数大,增大的倍数大,即升温即升温对慢反慢反应加速明加速明显3-4 3-4 反反应速率理速率理论和反和反应机机理理3-4-1 3-4-1 碰撞理碰撞理论理理论要点:要点:、反反应物物分分子子间的的相相互互碰碰撞撞是是反反应进行行的必要条件。的必要条件。、只只有有具具有有所所需需足足够能能量量的的一一组分分子子间的碰撞才有可能的碰撞才有可能发生反生反应。 A A、有效碰撞:、有效碰撞: 指能指能够发生反生反应的分子的分子间碰撞。碰撞。B B、活化分子:、活化分子: 指能指能够发生有效碰撞的分子。生有效碰撞的分子。 特点:能量足特点:能量足够高高C C、活化分子百分数:、活
33、化分子百分数:规律:律: a a、一一定定温温度度下下,活活化化分分子子百百分分数数不不变,当当反反应物物c c增增加加,则分分子子总数数增增加加,所所以以活化分子数增加。活化分子数增加。 b b、一一定定浓度度下下,分分子子总数数不不变,当当温温度度T T升升高高,则活活化化分分子子百百分分数数增增加加,所所以以活活化分子数增加。化分子数增加。D D、能量因子、能量因子(f)(f):其中:其中: ff能量因子,指活化分子在能量因子,指活化分子在总分子中所占比例。分子中所占比例。EaEa活活化化能能,指指碰碰撞撞分分子子间导致致发生生反反应所所需需的的最最低低能能量量。它它等等于于活活化化分分
34、子子具具有有的的平平均均能能量量与与反反应物物分子的平均能量的差分子的平均能量的差值。即:。即: Ea = EEa = E* * k k E E* * 活化分子的平均能量活化分子的平均能量 k k 反反应物分子的平均能量物分子的平均能量 (图示示)EminEa。、活活化化分分子子之之间还必必须在在取取向向适适当当的的方方位上才能位上才能发生有效碰撞。生有效碰撞。、反反应速速率率与与单位位时间、单位位体体积内内的的有效碰撞次数成正比。有效碰撞次数成正比。 规律律:根根据据碰碰撞撞理理论,反反应物物分分子子必必须有有足足够的的最最低低能能量量,并并以以适适当当的的方方位位相相互互碰撞,才能碰撞,才
35、能导致有效碰撞致有效碰撞 一一般般活活化化分分子子数数 ,则有有效效碰碰撞撞次次数数 ,反反应速速率率v 3-4-23-4-2、活化、活化络合物理合物理论(过渡渡态理理论)理理论要点:要点:、化化学学反反应是是经有有效效碰碰撞撞先先形形成成一一种种称称为活活化化配配合合物物的的中中间过渡渡态,而而这一一过渡渡态很很不不稳定定,会很快分解会很快分解为产物分子物分子 、普通分子 活化配合物(活化体) E Ea a活活化化能能,指指由由稳定定反反应物物分分子子过渡渡到到活活化化配配合合物(活化体)的物(活化体)的过程中所吸收的能量程中所吸收的能量、反、反应热:( (图示示)P58P58当、化化学学反
36、反应速速率率取取决决于于活活化化配配合合的的浓度度、分分解解速率和分解的百分率等因素。速率和分解的百分率等因素。规律律:一一般般E Ea a,则活活化化过程程易易实现,活活化化配配合合物物浓度便度便,导致致v v EEaEaH。3-4-3 3-4-3 活化能与反活化能与反应速率速率EaEa活活化化能能,指指碰碰撞撞分分子子间导致致发生生反反应所所需需的的最最低低能能量量。它它等等于于活活化化分分子子具具有有的的平平均均能能量量与与反反应物分子的平均能量的差物分子的平均能量的差值。即:。即: Ea = EEa = E* * k k1 1、浓度度影影响响:一一定定温温度度下下,活活化化分分子子%
37、%不不变,当当反反应物物c c ,则分分子子总数数 ,所所以以活活化化分分子子数数 ,反,反应加快加快 2、温温度度影影响响:一一定定浓度度下下,分分子子总数数不不变,当当温温度度T T ,则活活化化分分子子% % ,所所以以活活化化分分子子数数 ,反反应加快加快3-4-4 3-4-4 反反应机理与元反机理与元反应1 1、基元反、基元反应 指指反反应物物微微粒粒(如如分分子子、原原子子和和离离子子等等)经一一步步作作用用就就直直接接转化化为产物物的的反反应。又又称称之之为简单反反应。注注:基基元元反反应的的反反应级数数与与反反应方方程程式式中中反反应物物化学式的系数是一致的化学式的系数是一致的
38、但但属属于于基基元元反反应的的反反应很很少少,大大部部分分的的化化学学反反应都是复合反都是复合反应2 2、复合反、复合反应 指指反反应物物微微粒粒(如如分分子子、原原子子和和离离子子等等)要要经两两步步或或两两步步以以上上作作用用才才转化化为产物物的反的反应。又称之。又称之为复复杂反反应。注注:复复合合反反应的的反反应级数数与与反反应方方程程式式中中反反应物物化化学学式式的的系系数数是是不不一一致致的的,由由实验确定确定3 3、降低温度反、降低温度反应速率加快的反速率加快的反应(特例)(特例)3-5 3-5 催化催化剂与催化作用与催化作用3-5-1 3-5-1 催化催化剂和催化作用的特征和催化
39、作用的特征催化催化剂:存在少量就能:存在少量就能显著加快反著加快反应而而 本身并无本身并无损耗的物耗的物质为什么什么绝大多数催化大多数催化剂能加快反能加快反应速率?速率? 原因:加入催化原因:加入催化剂后,它改后,它改变了反了反应历程,程,降低反降低反应的活化能的活化能主要特征:主要特征:1 1、只能加速反、只能加速反应,不能改,不能改变反反应方向方向2 2、只能改、只能改变反反应途径,不能改途径,不能改变始始 态和和终态,不能改,不能改变平衡状平衡状态3 3、有、有选择性性4 4、特定条件下有活性、特定条件下有活性3-5-2 3-5-2 均相催化与多相催化均相催化与多相催化1 1、均相催化、
40、均相催化催化催化剂与反与反应物种均在同物种均在同 一相中的催化反一相中的催化反应如:如:H H2 2O O2 2水溶液中,加入水溶液中,加入KIKI溶液,能加快溶液,能加快H H2 2O O2 2 的分解的分解 2H 2H2 2O O2 2 (aq) = 2 H (aq) = 2 H2 2O(l) + OO(l) + O2 2(g)g)2 2、多相催化、多相催化催化催化剂与反与反应物种不物种不处于在于在同一相中的催化反同一相中的催化反应如:如:H H2 2O O2 2水溶液中,加入水溶液中,加入MnOMnO2 2(s)(s),也能加,也能加快快H H2 2O O2 2 的分解的分解3-5-3
41、3-5-3 酶催化催化酶催化的特点:催化的特点:A A、催化效率高、催化效率高 B B、催化的、催化的专一性一性 C C、催化的条件温和、催化的条件温和第四章第四章 化学平衡化学平衡 熵和和GibbsGibbs函数函数4-1 4-1 标准平衡常数准平衡常数4-1-1 4-1-1 化学平衡的基本特征化学平衡的基本特征 P75 P75可逆反可逆反应:同一条件下,既可正向:同一条件下,既可正向进行,行, 又可逆向又可逆向进行的反行的反应可逆性是化学反可逆性是化学反应的普遍特征的普遍特征化学平衡:一定温度下,某反化学平衡:一定温度下,某反应经过一定一定时间后,各物后,各物质浓度保持不度保持不变,是,是
42、动态平衡,平衡,V V正正= V= V逆逆 0 0化学平衡的基本特征:化学平衡的基本特征:1 1、在适宜条件下,可逆反、在适宜条件下,可逆反应可达到平衡状可达到平衡状态2 2、化学平衡是、化学平衡是动态平衡,平衡, V V正正= V= V逆逆 0 03 3、条件一定、条件一定时,平衡状,平衡状态下,平衡下,平衡组成不成不随随时间而改而改变4 4、平衡、平衡组成与达到平衡的途径无关成与达到平衡的途径无关4-1-2 标准平衡常数表达式准平衡常数表达式 对一般化学反一般化学反应,温度一定,温度一定时 aA(g)+bB(aq)+cC(s)aA(g)+bB(aq)+cC(s)xXxX(g)+yY(aq)
43、+zZ(l)(g)+yY(aq)+zZ(l) 其其标准平衡常数准平衡常数为: 其中:其中:P P - - 标准准压力,取力,取值100kPa100kPa; P(A) P(A)等等 - - 各物各物质的平衡分的平衡分压; P(A)/ P(A)/P P 等等 - - 相相对分分压,量,量纲为1 1c c 标准准浓度,取度,取值1mol/L1mol/L;c(B)c(B)等等各物各物质的平衡的平衡浓度,;度,;c(B) /c(B) /c c 等等相相对浓度,量度,量纲为1 1K K 标准平衡常数,量准平衡常数,量纲为1 1书写写K K 表达式表达式应注意的事注意的事项:、K K 表表达达式式中中各各组
44、分分浓度度或或分分压为平平衡衡时的的浓度或分度或分压。、K K 的的值与反与反应式的式的书写形式有关。写形式有关。 、对多多相相反反应,其其中中的的纯固固体体、纯液液体体及及稀稀溶溶液液中中溶溶剂的的分分压或或浓度度均均不不列列入入K K 表达式表达式中。中。它它们的相的相对浓度度为例:例:试写出如下反写出如下反应的的K K 表达式。表达式。 、CaCOCaCO3 3(s) (s) CaO(s)+CO CaO(s)+CO2 2(g)(g) 、2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g) 2H 2H2 2O(l)O(l)解:解:.例:合成氨例:合成氨(NH(NH3 3) )反反应式分式分
45、别为: 、1/2N1/2N2 2(g)+3/2H(g)+3/2H2 2(g)(g)NHNH3 3(g)(g) 、N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH2NH3 3(g)(g) 试写出它写出它们的的K K 表达式。表达式。解:解: 思考:思考: K K1 1 与与K K2 2 关系如何?关系如何?K K2 2 =(=(K K1 1 ) )2 2多重平衡原理:多重平衡原理:、概念:、概念: 如如果果某某总反反应可可以以用用两两个个或或更更多多个个分分反反应式式表表示示时,则该总反反应的的K K 等等于于各各分分步步反反应的的K K 的的乘乘积,这种种关关系系称称为多多重平衡原
46、理重平衡原理、推、推论: 化化学学反反应的的加加、减减、乘乘、除除分分别对应于于相相应反反应的的K K 的乘、除、乘方、开方的乘、除、乘方、开方例:某温度下,反例:某温度下,反应(1)(1)的的标准平衡常数准平衡常数为: (1)H(1)H2 2(g)+Br(g)+Br2 2(g) (g) 2HBr(g) 2HBr(g) K K1 1 =410=4102 2, 则反反应(2)HBr(g)=1/2H(2)HBr(g)=1/2H2 2(g)+1/2Br(g)+1/2Br2 2(g)(g)的的K K2 2 等于(等于( ):): A A、1/4101/4102 2 B B、 C C、4104102 2
47、 D D、2102101 1 解:解:.K2 = (1/ 4102)1/24-1-3 4-1-3 平衡常数与反平衡常数与反应速率系数速率系数间的关系的关系推推导:P78P78结论:化学反:化学反应的平衡常数可表示的平衡常数可表示为正反正反应的的 速率系数与逆反速率系数与逆反应的速率系数之比的速率系数之比而反而反应速率系数只与温度有关,与速率系数只与温度有关,与浓度无关度无关因此,平衡常数只与温度有关,与因此,平衡常数只与温度有关,与浓度无关度无关 放放热反反应,当温度升高,平衡常数,当温度升高,平衡常数变小小 吸吸热反反应,当温度升高,平衡常数,当温度升高,平衡常数变大大温度温度对K K 的影
48、响:的影响:4-1-4 -1-4 标准平衡常数的准平衡常数的实验测定定例:例:1000K1000K时,将,将1.00mol SO1.00mol SO2 2和和1.00mol O1.00mol O2 2充入容充入容积为5.00L5.00L的密的密闭容器中,平衡容器中,平衡时,有有0.85mol SO0.85mol SO3 3生成,生成,计算反算反应: 2SO 2SO2 2(g) + O(g) + O2 2(g) = 2SO(g) = 2SO3 3(g)(g)1000K1000K时的的标准平衡常数。准平衡常数。解:解:设平衡平衡时消耗了消耗了X mol OX mol O2 2 , 2SO2(g)
49、+ O2(g) = 2SO3(g)开始量开始量/mol 1.00 1.00 0/mol 1.00 1.00 0变化量化量/mol -2x -x 2x=0.85/mol -2x -x 2x=0.85 =0.15 =0.575 =0.15 =0.575平衡平衡时各物各物质的分的分压:同理同理 =2.49x105Pa =9.56x105Pa =3.4其中其中P =100kpa 4-2 4-2 标准平衡常数的准平衡常数的应用用4-2-1 4-2-1 判断反判断反应程度程度K K 大小表示一定条件下反大小表示一定条件下反应进行的程度。行的程度。K K 越越大大,则反反应进行行的的趋势越越大大 ,达达到到
50、平平衡衡时,反,反应物物转化率化率越大越大 ;反之便反之便越小越小意意义: 越大,越大,则达平衡达平衡时反反应进行的程度便行的程度便 越大越大4-2-2 4-2-2 预测反反应方向方向当当K K 表达式中,表达式中,p p、c c为任意任意时刻的分刻的分压和和浓度,度,则表表达式达式为反反应商商J J化学反化学反应进行方向的反行方向的反应商判据:商判据:J KJ KJ K ,反,反应逆向逆向进行行注意:反注意:反应商与平衡常数的区商与平衡常数的区别,反,反应商式中商式中浓度度为任意任意时刻的,而平衡常数式中刻的,而平衡常数式中浓度度为平衡平衡浓度度4-2-3 4-2-3 计算平衡算平衡组成成例
51、:已知反例:已知反应 FeFe2+2+(aq)+Ag(aq)+Ag+ +(aq)(aq)FeFe3+3+Ag(s)+Ag(s) 在在298K298K时K K =2.98=2.98,反,反应开始前,系开始前,系统中中各物各物质的的浓度度为: c(c(AgAg+ +)=0.10molL)=0.10molL1 1, c(c(FeFe2+2+)=0.10molL)=0.10molL1 1, c(Fe c(Fe3+3+)=0.01molL)=0.01molL1 1; 求:求:(1)(1)AgAg+ +、FeFe2+2+和和FeFe3+3+的平衡的平衡浓度;度; (2) (2)AgAg+ +(aq)(aq
52、)转化化为Ag(s)Ag(s)的的转化率。化率。解:解:设平衡平衡时有有y mol Agy mol Ag+ +(aq)(aq)转化化为Ag(s),Ag(s),则 FeFe2+2+(aq)+Ag(aq)+Ag+ +(aq) (aq) Fe Fe3+3+Ag(s)+Ag(s)开始开始浓度度/ molL/ molL-1-1 0.10 0.10 0.01 0.10 0.10 0.01 平衡平衡浓度度/ molL/ molL-1-1 0.10 0.10y y 0.10 0.10y y 0.01+ 0.01+y y 由反由反应平衡常数定平衡常数定义式得:式得:代入数据,得代入数据,得(2)转化率.解之得:
53、解之得:y=0.013(molLy=0.013(molL1 1) ) (1)Ag (1)Ag+ +、FeFe2+2+和和FeFe3+3+的平衡的平衡浓度度为: c( c(AgAg+ +)=c(Fe)=c(Fe2+2+)=)=0.100.10y y = =0.100.100.013=0.087(molL0.013=0.087(molL1 1) ) c(Fec(Fe3+3+)=)=0.01+0.01+y=y=0.01+0.01+0.013=0.023(molL0.013=0.023(molL1 1) )4-3 4-3 化学平衡的移化学平衡的移动定定义:因外界条件改:因外界条件改变,平衡被破坏而引,
54、平衡被破坏而引起起浓度度变化的化的过程称程称为化学平衡的移化学平衡的移动。 4-3-1 4-3-1 浓度度对化学平衡的影响化学平衡的影响 增增大大反反应物物或或减减小小产物物浓度度,使使反反应商商Q Q变小小, Q Q K K ,平平衡衡向向正正反反应方方向向 移移动;反之,;反之,则逆向移逆向移动4-3-2 4-3-2 压力力对化学平衡的影响化学平衡的影响 温度一定温度一定时,对有气体参加或生成的可逆反有气体参加或生成的可逆反应,改,改变系系统总压,则可能引起平衡的移可能引起平衡的移动。当反当反应前后的前后的n(g)n(g) 0 0时, p增大,增大,则平衡向气体分子数减小的方向移平衡向气体
55、分子数减小的方向移动; p减小,减小,则平衡向气体分子数增加的方向移平衡向气体分子数增加的方向移动。当当n(g)n(g)=0=0时, p改改变,但平衡不移,但平衡不移动 由于当由于当n(g)n(g)=0=0时, 总压P P改改变时,其同等程度,其同等程度地改地改变气体反气体反应物和物和产物的分物的分压,并且此,并且此时 J=KJ=K 、当、当n(g)n(g) 0 0,系,系统引入惰性气体引入惰性气体时:A A、若在定温定容条件下引入,、若在定温定容条件下引入,则平衡不移平衡不移动 此此时各各组分气体分分气体分压不不变,则J=KJ=K , 平衡不移平衡不移动。B B、若在定温定、若在定温定压条件
56、下引入,条件下引入,则平衡向气平衡向气体分子数增大的方向移体分子数增大的方向移动。 此此时系系统体体积增大,各增大,各组分气体分分气体分压减减小,小,则在气体摩在气体摩尔数增大的方向数增大的方向J KJ KJ K , 平衡向逆方向移平衡向逆方向移动( (即气体分子数增大即气体分子数增大的方向的方向)4-3-3 4-3-3 温度温度对化学平衡的影响化学平衡的影响 升高温度,平衡向吸升高温度,平衡向吸热反反应方向移方向移动; 降低温度,平衡向放降低温度,平衡向放热反反应方向移方向移动4-3-4 4-3-4 里里查德里原理德里原理 假若改假若改变平衡系平衡系统的条件的条件( (浓度、度、压力、力、温
57、度温度) ),平衡就向着能,平衡就向着能够减弱减弱这个改个改变的的方向移方向移动4-3-5 4-3-5 催化催化剂对化学平衡的影响化学平衡的影响 催化催化剂只影响反只影响反应速率,速率,缩短达到平衡短达到平衡的的时间,而不会影响化学平衡,而不会影响化学平衡4-4 4-4 自自发变化和化和熵4-4-1 4-4-1 自自发变化化概概念念:在在一一定定条条件件下下,不不需需借借助助任任何何外外力力而而能能自自动进行的行的过程(或反程(或反应)特征:特征:1 1、有有的的自自发变化化开开始始时需需要要引引发,其其最最大大限限度度是系是系统的平衡状的平衡状态2 2、自、自发变化不受化不受时间约束,与反束
58、,与反应速率无关速率无关3 3、自自发变化化有有一一定定方方向向性性,其其逆逆过程程是是非非自自发变化化4 4、自、自发变化和是非自化和是非自发变化都是可能化都是可能进行的行的4-4-2 4-4-2 焓和自和自发变化化能能量量最最低低原原理理:系系统倾向向于于取取得得最最低低的的能能量量状状态 焓变判据:判据:H0H0H0, 吸收吸收热当当T1104KT1104K时: CaCO CaCO3 3(s)CaO(s)+CO(s)CaO(s)+CO2 2(g) H0(g) H0 但但该反反应在此条件下是自在此条件下是自发过程程原因:从有序到无序的原因:从有序到无序的过程程, ,混乱度增加混乱度增加放放
59、热,只是有利于反,只是有利于反应自自发进行的因素之行的因素之一,而不是唯一因素一,而不是唯一因素4-4-3 4-4-3 混乱度、混乱度、熵1 1、混乱度指系、混乱度指系统中中质点排列和运点排列和运动的无的无 序性序性 系系统有有趋于最大混乱度的于最大混乱度的倾向向 系系统混乱度增大有利于反混乱度增大有利于反应自自发进行行2、熵熵是是反反映映系系统内内部部质点点运运动的的混混乱乱度度的的物物理量,用符号表示,理量,用符号表示,单位位为JKJK1 1 系系统愈混乱,愈混乱,S S 愈大愈大4-4-4 4-4-4 热力学第三定律和力学第三定律和标准准熵1 1、热力学第三定律力学第三定律 在在0K0K
60、时,纯物物质完整有序晶体的完整有序晶体的熵值为零零2 2、标准摩准摩尔熵 在在标准准态和和指指定定温温度度下下,1mol1mol纯物物质的的熵值称称为该物物质的的标准摩准摩尔熵。 符号符号SSm m ,可,可简写写为S S 单位位JKJK1 1molmol1 1物物质的的标准准摩摩尔熵的的可可从从热力力学学数数据据表表查得得(附表一)(附表一)规律:律:A A、熵与物与物质的聚集状的聚集状态有关,有关,对同一同一 物物质,S S (g) S (g) S (l) S (l) S (s) (s) B B、有相似分子、有相似分子结构且相构且相对分子量又相分子量又相 近的物近的物质,其,其S Sm m
61、 相近相近C C、物、物质的相的相对分子量相近分子量相近时,分子构,分子构 型复型复杂的,其的,其S Sm m 就大就大4-4-5 4-4-5 化学反化学反应熵变和和热力学第二定律力学第二定律1 1、化学反、化学反应熵变的的计算算熵是状是状态函数,函数,熵变只与始只与始态、终态有关有关而与途径无关而与途径无关公式:公式: r rS Sm m = = j jS Sm m (j(j,相,相态) )注:生成物的注:生成物的 j j 取取“+”“+” 反反应物的物的 j j 取取“-”“-”例:已知例:已知298.15K298.15K时的的热力学数据如下:力学数据如下: Hg(l) HgO(s) O
62、Hg(l) HgO(s) O2 2(g)(g)S S /Jmol/Jmol1 1KK1 1 77.4 72.0 205.0 77.4 72.0 205.0求反求反应:2HgO(s)2HgO(s)2Hg(l)2Hg(l)O O2 2(g)(g)的的标准摩准摩尔熵变。解:解: r rS S =(277.4+ =(277.4+ 205.0205.0) )272.0272.0 =215.8(Jmol =215.8(Jmol1 1KK1 1) ) 结论:气体分子数增加的反气体分子数增加的反应,其,其 r rS Sm m 0 0; r rS Sm m 0 0,有利于反,有利于反应正向自正向自发进行行2 2
63、、热力学第二定律力学第二定律如何运用如何运用熵判据判据预测变化的自化的自发性?性?在任何自在任何自发过程中,系程中,系统和和环境的境的熵变化化的的总和是增加的和是增加的 S S总= S= S系系统+ S+ S环境境 0 0 S S总 0 0,自,自发变化化 S S总 0 0,非自,非自发变化化 S S总= 0= 0,平衡状,平衡状态 其中:其中: SS系系统 = r rS Sm m 例例4-7 P954-7 P954-5 Gibbs(吉布斯)函数(吉布斯)函数4-5-1 Gibbs4-5-1 Gibbs函数函数变判据判据综合考合考虑焓变、熵变对反反应自自发性的影响性的影响经热力学推力学推导,得
64、:,得: G =H - TS G G =H - TS G为 Gibbs Gibbs函数函数变定定义:G = H TS G G = H TS G 为GibbsGibbs函数函数GibbsGibbs函数函数变判据:判据: G 0 G 0 G 0,反,反应正向非自正向非自发进行行 G = 0 G = 0,平衡状,平衡状态注意:注意: G = H - T S G = H - T S 温度温度对GG有明有明显影响,不能忽略;影响,不能忽略; 而温度而温度对HH和和SS的影响很小,可忽略的影响很小,可忽略 即即 rSm(T)rSm(298K) rHm(T)rHm(298K) Gm(T)=Hm(T)TSm(
65、T) Hm(298.15K)TSm(298.15K)类别 H SG= HTS结论 1 + 0任何温度下反应非自发 2+ 0低温下反应非自发高温:0高温下反应自发 4低温:0高温下反应非自发Gm (T)=Hm TSm Hm (298.15K)TSm (298.15K)公式的公式的应用用:计算算GG ,判断,判断标准状准状态下反下反应的自的自发方向方向可估算反可估算反应自自发进行的最低温度行的最低温度( (或或转变温度温度) )转变温度:一个化学反温度:一个化学反应在某一温度在某一温度时反反应方向方向 发生改生改变时的温度的温度4-5-2 4-5-2 标准摩准摩尔生成生成GibbsGibbs函数函
66、数1 1、定、定义: 在在温温度度T T下下,由由参参考考状状态的的单质生生成成1mol1mol纯物物质时反反应的的GibbsGibbs函数函数变 符号符号f fG Gm m 单位位 kJmol kJmol1 1附表一可附表一可查出物出物质的的f fG Gm m 2 2、由物、由物质的的f fG Gm m 计算反算反应的的r rG Gm m r rG Gm m = =j jf fG Gm m (j(j,相,相态,298.15K)298.15K)注:生成物的注:生成物的 j j 取取“+”“+” 反反应物的物的 j j 取取“-”“-”例:已知例:已知298.15K298.15K时的的热力学数据
67、如下:力学数据如下: Hg(l) HgO(s) O Hg(l) HgO(s) O2 2(g)(g) f fH H /kJmol/kJmol1 1 0 0 90.37 090.37 0S S /Jmol/Jmol1 1KK1 1 77.4 72.0 205.0 77.4 72.0 205.0、请判判断断反反应:2HgO(s)2HgO(s)2Hg(l)2Hg(l)O O2 2(g)(g)在在500K500K时能否自能否自发进行。行。 、求反、求反应在在标态下自下自发进行的最低温度。行的最低温度。解:解:、 在在298.15K298.15K时: r rH H =(20+0)=(20+0)2(2(90
68、.37)90.37) =180.74(kJmol =180.74(kJmol1 1) ) r rS S =(277.4+ =(277.4+ 205.0205.0) )272.0272.0 =215.8(Jmol =215.8(Jmol1 1KK1 1) ) 由公式:由公式: G Gm m (T)(T)=H=Hm m (T)(T)TSTSm m (T)(T) HHm m (298.15K)(298.15K)TSTSm m (298.15K)(298.15K) =180.74 =180.74500215.810500215.8103 3 = 72.84(kJ/mol)0= 72.84(kJ/mol
69、)0 反反应在在500K500K时不能自不能自发进行行、由公式、由公式:即即反反应在在标态下下自自发进行行的的最最低低温温度度为837.5K837.5K4-5-3 Gibbs4-5-3 Gibbs函数与化学平衡函数与化学平衡r rG Gm m 标准状准状态下反下反应的的GibbsGibbs函数函数变r rG Gm m非非标准状准状态下反下反应的的GibbsGibbs函数函数变r rG Gm m (T) = (T) =r rG Gm m (T)+ RTlnJ (T)+ RTlnJ 等温方程等温方程JJ反反应商商当反当反应达平衡达平衡时, r rG Gm m =0 =0,J=KJ=K 则 r rG
70、 Gm m (T) = -RTlnK(T) = -RTlnK (T)(T)例:合成氨反例:合成氨反应 N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH2NH3 3(g)(g)的的r rG Gm m (298K)(298K)和和r rG Gm m (673K)(673K)的的计算算。解:解: N N2 2(g)+ 3H(g)+ 3H2 2(g)(g) 2NH 2NH3 3(g)(g) f fG G /kJmol/kJmol1 1 0 0 -16.45 0 0 -16.45 f fH H /kJmol/kJmol1 1 0 0 -46.11 0 0 -46.11S S /Jmol/Jm
71、ol1 1KK1 1 191.61 130.684 192.45191.61 130.684 192.45r rG Gm m (298K)=2(298K)=2f fG Gm m ( (NHNH3 3,g,g)- )- f fG Gm m ( (N N2 2,g,g) ) -3 -3f fG Gm m ( (H H2 2,g,g) ) =2x =2x(-16.45)=-32.90 -16.45)=-32.90 kJmolkJmol1 1 r rG Gm m (673K)(673K)=r rH Hm m (673K)(673K)TTr rS Sm m (673K)(673K) r rH Hm m
72、(298.15K)(298.15K)TTr rS Sm m (298.15K)(298.15K)r rH Hm m (298K)=2(298K)=2f fH Hm m ( (NHNH3 3,g,g)- )- f fH Hm m ( (N N2 2,g,g) ) -3 -3f fH Hm m ( (H H2 2,g,g) ) =2x =2x(-46.11)=-92.22 -46.11)=-92.22 kJmolkJmol1 1 r rS Sm m (298K)=2(298K)=2S Sm m ( (NHNH3 3,g,g)- )- S Sm m ( (N N2 2,g,g) ) -3 -3S S
73、m m ( (H H2 2,g,g) ) =-198.76 =-198.76 JmolJmol1 1 KK1 1r rG Gm m (673K)=41.55 (673K)=41.55 kJmolkJmol1 1 0 0在在标准准压力力,673K673K温温度度下下,合合成成氨氨反反应不不能能自自发进行行 某合成氨塔入口气体某合成氨塔入口气体组成成为: (H2 2)=72.0%, (N2 2)=24.0%, (NH3 3)=3.00%, 反反应在在12.0MPa, 673K673K下下进行,估算行,估算该温度下反温度下反应的的K K ,并判断反,并判断反应能否自能否自发进行。行。K K (673
74、K)=5.69x10 -4-4 r rG Gm m (673) = (673) =r rG Gm m (673)+ RTlnJ (673)+ RTlnJ =-37.8 =-37.8 kJmolkJmol1 1 0 0在在12.0MPa, 673K673K温度下,合成氨反温度下,合成氨反应能自能自发进行行4-5-4 4-5-4 补充充说明明1 1、 f fG Gm m 与化合物的与化合物的稳定性定性 同同类型化合物,型化合物,f fG Gm m 愈小,化合物愈愈小,化合物愈稳定定2 2、GibbsGibbs函数函数变和反和反应商判据商判据 JK JK , G 0 G K JK , G 0, G
75、0,反,反应逆向逆向进行行 J=K J=K , G = 0, G = 0,平衡状,平衡状态r rH Hm m = =j jf fH Hm m (j,(j,相相态,298.15K)298.15K)r rS Sm m = = j jS Sm m (j(j,相,相态,298.15K298.15K) )r rG Gm m = =j jf fG Gm m (j(j,相,相态,298.15K)298.15K)注:生成物的注:生成物的 j j 取取“+”“+” 反反应物的物的 j j 取取“-”“-”3 3、热力学推力学推导 vant Hoff vant Hoff 方程方程(温度(温度对K K 的影响)的影
76、响)第五章第五章 酸碱平衡酸碱平衡5-1 5-1 酸碱酸碱质子理子理论5-1-1 5-1-1 历史回史回顾1 1、酸碱、酸碱电离理离理论酸酸在水溶液中在水溶液中电离只生成一种正离子离只生成一种正离子H H+ +,如,如 HCl HCl碱碱在水溶液中在水溶液中电离只生成一种离只生成一种负离子离子OHOH- -,如,如NaOHNaOH酸碱反酸碱反应实质:H H+ +OH+OH=H=H2 2O O局限性:局限性:(1 1)局限于水溶液)局限于水溶液(2 2)碱限于)碱限于OHOH- - ,无法解,无法解释氨水的碱性,氨水的碱性, 因其水因其水溶液中不存在溶液中不存在 NH NH4 4OHOH5-1-
77、2 5-1-2 酸碱酸碱质子理子理论1 1、概念:、概念:酸:凡能酸:凡能给出出质子(子(H H+ +)的物)的物质是酸是酸碱:凡能接受碱:凡能接受质子(子(H H+ +)的物)的物质是碱是碱两性物两性物质:指既能:指既能给出出质子,又能接受子,又能接受质子的物子的物质,水是两性物,水是两性物质之一之一 H2O+H2O H3O+OH例:例:在水溶液中: HCl = Cl+ H+ NH4+ NH3+ H+ H2CO3 HCO3+ H+ HCO3 CO32+ H+ Fe(H2O)63+ Fe(H2O)5(OH)2+H+结论:酸 碱质子(H+) 2 2、共、共轭关系:关系: 共共轭碱:酸失去(一个)
78、碱:酸失去(一个)质子后形成的子后形成的 碱称碱称为其共其共轭碱碱共共轭酸:碱酸:碱结合(一个)合(一个)质子后形成的子后形成的 酸称酸称为其共其共轭酸酸共共轭酸酸碱碱对:酸酸与与它它的的共共轭碱碱(或或碱碱与与它它的共的共轭酸)称酸)称为共共轭酸碱酸碱对注意:共注意:共轭酸碱酸碱对只相差一个只相差一个H+练习:1 1、下列离子中,只能作碱的是(、下列离子中,只能作碱的是( )。)。A. HCOA. HCO3 3 B. Fe(H B. Fe(H2 2O)(OH)O)(OH)5 5 2 2 ; ;C. SC. S2 2 D. HS D. HS。2 2、下列物、下列物质只能作酸的是(只能作酸的是(
79、 )。)。A. HCOA. HCO3 3 B. Fe(H B. Fe(H2 2O)O)6 63+3+; ;C. HC. H2 2O;O; D. H D. H2 2POPO4 4。3 3、下列物、下列物质中既可作酸、又可作碱的是(中既可作酸、又可作碱的是( )。)。A. HA. H2 2O;O; B. Ac B. Ac; ;C. COC. CO3 32 2; ; D. Al(H D. Al(H2 2O)O)6 63+3+。4 4、下下列列各各组物物质中中,不不是是共共轭酸酸碱碱对的的一一组物物质是:(是:( ) A. NH A. NH3 3、NHNH2 2; ;B. NaOHB. NaOH、Na
80、Na+ +; ;C. HSC. HS、S S2 2; ;D. HD. H3 3O O+ +、H H2 2O O。5 5、水溶液中能大量共存的一、水溶液中能大量共存的一组物物质是(是( )A. HA. H3 3POPO4 4、POPO4 43 3; ; B. H B. H2 2POPO4 4、 PO PO4 43 3; ;C. HC. H3 3POPO4 4、HPOHPO4 42 2; ; D. D. HPOHPO4 42 2 、 POPO4 43 3 。答案:答案: 1 1、C 2C 2、B 3B 3、A 4A 4、B 5B 5、D D质子理子理论的酸碱反的酸碱反应实质:酸碱之:酸碱之间质子子
81、 的的转移移如:如: HAc和NHNH3在水溶液中的在水溶液中的电离反离反应 NH3+H2O NH4+OH HAc+H2O Ac+H3O+电离理离理论中中盐类的水解反的水解反应: Ac + H2O HAc + OH NH4+ + H2O NH3 + H3O+酸碱反酸碱反应是争是争夺质子的反子的反应过程程 HF + CN HF + CN = F = F + HCN + HCN较强酸酸 较强碱碱 较弱碱弱碱 较弱酸弱酸注:酸的酸性越注:酸的酸性越强,其共,其共轭碱的碱性越弱碱的碱性越弱 碱的碱性越碱的碱性越强,其共,其共轭酸的酸性越弱酸的酸性越弱酸碱酸碱质子理子理论优点:明确、直点:明确、直观、适
82、用、适用 范范围广广局限性:只限于局限性:只限于质子的子的给予和接受予和接受CaO + SOCaO + SO3 3 = CaSO = CaSO4 4不能解不能解释5-1-3 5-1-3 酸、碱的相酸、碱的相对强度度取决于酸、碱的本性,取决于酸、碱的本性,还与溶与溶剂的性的性质有有关关强酸酸给质子能力子能力强 强碱碱接受接受质子能力子能力强如:如:在水溶液中,在水溶液中, HCl HCl、HNOHNO3 3、HClOHClO4 4都是都是强酸酸 HAc HAc、HCNHCN是弱酸,且是弱酸,且HAcHAc酸性比酸性比HCNHCN强 水作溶水作溶剂,能区分,能区分HAcHAc、HCNHCN给出出质
83、子的能力,子的能力,而不能区分而不能区分HClHCl、HNOHNO3 3、HClOHClO4 4酸性酸性强弱弱区分效区分效应:如水作:如水作为溶溶剂能区分弱酸的能区分弱酸的 强弱弱拉平效拉平效应:水作:水作为溶溶剂不能区分不能区分强酸的酸的 强弱,把它弱,把它们之之间的差的差别拉平拉平要区分要区分HClHCl、HNOHNO3 3、HClOHClO4 4酸性的酸性的强弱弱用用纯醋酸作溶醋酸作溶剂酸性酸性 HClO HClO4 4 HCl HNO HCl HNO3 3结论:弱碱:弱碱对强酸有区分效酸有区分效应 强碱碱对弱酸有区分效弱酸有区分效应(HAcHAc碱性比碱性比H H2 2O O弱)弱)5
84、-2 5-2 水的解离平衡和水的解离平衡和pHpH5-2-1 5-2-1 水的解离平衡水的解离平衡 H H2 2O+HO+H2 2O O H H3 3O O+ +OH+OH简化化为:H H2 2O(l) O(l) H H+ + (aq) +OH(aq) +OH (aq) (aq) K Kw w =C(H =C(H + + ) C(OH ) C(OH ) ) = 1.010 = 1.01014 14 (25(25 C C时) ) 则:pKpKw w =14.00=14.00 K Kw w 水的离子水的离子积常数常数5-2-2 5-2-2 溶液的溶液的pHpH pH=pH=lgC(HlgC(H+
85、+) ) pOH= pOH=lgC(OHlgC(OH- -) ) pK pKw w = pH+pOH =14= pH+pOH =14(常温下)(常温下)pHpH用来表示水溶液酸碱性用来表示水溶液酸碱性pHpH愈小,愈小, C(H C(H+ +) )愈大,溶液酸性愈愈大,溶液酸性愈强酸性溶液酸性溶液 pH 7 pOH pH 7 7 pOH pH 7 pOH 中性溶液中性溶液 pH=7=pOH pH=7=pOH 注:注: pH pH仅适于表示稀溶液适于表示稀溶液(1mol.L(1mol.L-1-1以下以下) ) 的酸碱性的酸碱性强酸、酸、强碱溶液的碱溶液的pHpH值计算,由于其完全算,由于其完全离
86、解,离解,C(H C(H + + )=C ( )=C (酸酸) ) C(OH C(OH- - )=C( )=C(碱碱) )强酸、酸、强碱碱在水溶液中完全离解在水溶液中完全离解如如 HCl HCl、NaOH NaOH 等等例例5-1 P1175-1 P117试求求0.10mol/LNaOH0.10mol/LNaOH溶液的溶液的pHpH值。解:因解:因NaOHNaOH在水中全部离解,在水中全部离解,则 c(OH c(OH)=0.10mol/L)=0.10mol/L 所以所以pH=14pH=14pOH=14pOH=141=131=135-3 5-3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱
87、弱酸、弱碱在水溶液中部分解离成在水溶液中部分解离成 正、正、负离子离子一元弱酸:一元弱酸:HFHF、HCNHCN、HAcHAc多元弱酸:多元弱酸:H H2 2S S、H H2 2COCO3 3一元弱碱:一元弱碱:NHNH3 3H H2 2O O5-3-1 5-3-1 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡1 1、一元弱酸的解离平衡、一元弱酸的解离平衡HA(aq) + HHA(aq) + H2 2O(l) O(l) H H3 3O O+ +(aq) + A(aq) + A- -(aq)(aq)K Ka a 弱酸的解离常数弱酸的解离常数意意义:、解解离离常常数数K K 是是在在一一定定温
88、温度度下下与与浓度度无无关的常数。关的常数。、K Ka a 值越越大大,则相相应酸酸在在水水中中的的解解离离程程度越大,酸性越度越大,酸性越强例例5-2 5-2 计算算2525 C C时,0.10mol0.10mol. .L L -1-1 HAc HAc 溶液中溶液中H H3 3O O+ + ,Ac Ac - -, HAc, OH , HAc, OH - - 浓度及溶液的度及溶液的pH.pH.解:解:K Ka a ( HAc HAc )= 1.810= 1.8105 5 ,因因为K Ka a K Kw w , , 故故计算算C(HC(H3 3O O+ + ) )时可不考可不考虑水的解离水的解离
89、 HAc(aq)+ H HAc(aq)+ H2 2O(l) O(l) H H3 3O O+ +(aq)+Ac(aq)+Ac- -(aq)(aq)开始开始浓度度 0.10 0 0 0.10 0 0平衡平衡浓度度 0.10-x x x 0.10-x x x(mol.L (mol.L -1-1 ) )则 解得解得 x = 1.3x10 x = 1.3x10 3 3 c( c(H H3 3O O+ +)=c()=c(AcAc- -)=1.3x10 )=1.3x10 3 3 mol.L mol.L -1-1 c(HAc)=0.10-x0.10 c(HAc)=0.10-x0.10 mol.L mol.L
90、-1-1 c(OH c(OH )= )= K Kw w / c( / c(H H3 3O O+ +) ) =7.7x10 =7.7x10 12 12 mol.L mol.L -1-1 pH=-lg c( pH=-lg c(H H3 3O O+ +) =2.89) =2.89解离度:解离平衡解离度:解离平衡时,已解离的溶,已解离的溶质分分 子数与原有溶子数与原有溶质分子分子总数之比数之比以上例以上例意意义: 可可表表示示弱弱酸酸的的强弱弱。在在一一定定温温度度下下,浓度相同的不同酸,度相同的不同酸, 较大的酸大的酸为较强酸。酸。影响解离度的因素:影响解离度的因素: A A、酸的本性(主要因素)、
91、酸的本性(主要因素) B B、酸的、酸的浓度:度:c c 越小,越小,则 越大越大例例5-25-2:若:若设HAcHAc解离度解离度为 ,则x=cx=c HAc(aq)+H HAc(aq)+H2 2O(l)O(l)H H3 3O O+ +(aq)+Ac(aq)+Ac- -(aq)(aq)平衡平衡浓度度 c(1- c(1- ) c ) c c c 当当K Ka a (HAc) /c 10 (HAc) /c 104 4 时, (1- (1- )= )= 1 1近似近似计算算结果果为 K Ka a (HAc) =c (HAc) =c 2 2一元弱酸一元弱酸c(Hc(H3 3O O+ +) ) 近似近
92、似计算公式算公式稀稀释定律:一定温度下,定律:一定温度下, K Ka a 保持不保持不变, 溶液被稀溶液被稀释时, 增大增大2、一元弱碱的解离平衡、一元弱碱的解离平衡 NH3 (aq) +H2O (l) NH4+ (aq) +OH (aq) K Kb b 弱碱的解离常数弱碱的解离常数 ( K Kb b /c 10 /c 10 103 3, , 溶液中溶液中H H3 3O O+ +主要来主要来自于第一步解离,自于第一步解离, c( c(H H3 3O O+ +) )的的计算按一元算按一元弱酸弱酸2 2、COCO3 32- 2- 是在第二步解离中是在第二步解离中产生,生, c( c(COCO3 3
93、2-2-)= K)= Ka2a2 (适用于二元弱酸)(适用于二元弱酸)3 3、OHOH- - 来自来自H H2 2O O的解离的解离4 4、若在二元弱酸、若在二元弱酸H H2 2A A与与强酸的混合溶液酸的混合溶液5-3-3 5-3-3 盐溶液的酸碱平衡溶液的酸碱平衡水解水解与水与水发生生质子子转移反移反应强酸酸强碱碱盐不水解,其水溶液不水解,其水溶液为中性中性1 1、强酸弱碱酸弱碱盐(离子酸)(离子酸)如如 NH NH4 4ClCl在水中全部解离,在水中全部解离,ClCl- -与水不反与水不反应, NHNH4 4+ +在水溶液中在水溶液中发生生质子子转移反移反应,溶液,溶液显酸性酸性NHNH
94、4 4+ +(aq) +H(aq) +H2 2O(l) O(l) NHNH3 3(aq) + H(aq) + H3 3O O+ +(aq)(aq)反反应的的标准平衡常数准平衡常数为K Ka a (NH (NH4 4+ +) ) 又称又称为NHNH4 4+ +的水解常数的水解常数 K Ka a (NH (NH4 4+ +). K). Kb b (NH (NH3 3) = K) = Kw w 任何一任何一对共共轭酸碱的解离常数都符合以上关系酸碱的解离常数都符合以上关系即即 K Ka a . K. Kb b = K = Kw w 2525 C C时, pK pKa a + pK + pKb b =1
95、4.00 =14.00 例:例:计算算0.10mol/LNH0.10mol/LNH4 4ClCl溶液的溶液的pHpH值 已知:已知:K Kb b (NH(NH3 3)=1.810)=1.8105 5解:解:NHNH4 4ClCl的的pHpH值由由质子酸子酸NHNH4 4+ +决定,决定, 而而NHNH4 4+ +的的K Ka a 为: K Ka a =K=Kw w / K/ Kb b =10=101414/(1.810/(1.8105 5)=5.610)=5.6101010当当K Ka a /c= /c= 5.6105.6109 9 K Kw w ,且,且c Kc Ka1a1 时:例:例:计算
96、下列溶液的算下列溶液的pHpH值: 、0.20mol/L NaH0.20mol/L NaH2 2POPO4 4 、0.20mol/L Na0.20mol/L Na2 2HPOHPO4 4 已知:已知: H H3 3POPO4 4的的K Ka1a1 =7.610=7.6103 3, K Ka2a2 =6.310=6.3108 8, K Ka3a3 =4.410=4.4101313解:解:、因、因cKcKa2a2 20K20Kw w ,且,且c20Kc20Ka1a1 ,则所以所以pH=8.77pH=8.77所以所以pH=4.66pH=4.66、因、因CKCKa3a3 20K20Kw w ,且,且C
97、20KC20Ka2a2 ,则4、弱酸弱碱弱酸弱碱盐 P127 P127 NH NH4 4AcAc的离解及的离解及pHpH值计算算 Ac Ac+H+H2 2O O HAc+OH HAc+OH NH NH4 4+ + H+ H2 2O O NH NH3 3+H+H3 3O O+当cKa2 Kw,且c Ka1时:计算算0.10mol/L HCOONH0.10mol/L HCOONH4 4溶液的溶液的pHpH值:已知:已知:COOHCOOH的的K Ka a =1.7710=1.77104 4, NH NH4 4+ +的的K Ka a =5.610=5.6101010解:解: 因因cKcKayay 20
98、K20Kw w ,且,且c20Kc20Kaxax ,则所以所以pH=6.5pH=6.55、影响、影响盐类水解的因素及水解的因素及应用用(1 1)温度:温度升高,水解增大。)温度:温度升高,水解增大。因因为水解是吸水解是吸热反反应(2 2)浓度;一定温度下,度;一定温度下,浓度度C C愈小,水愈小,水解度愈大。解度愈大。实际应用:某些易水解用:某些易水解盐如如SnClSnCl2 2、SbClSbCl3 3、Bi(NOBi(NO3 3) )3 3 、KCNKCN等,配制等,配制时不能只溶于水。不能只溶于水。SnClSnCl2 2 + H + H2 2O O Sn(OH)Cl(s) + HCl Sn
99、(OH)Cl(s) + HCl 先将先将SnClSnCl2 2 溶于溶于较浓的的盐酸中,再稀酸中,再稀释; ;由于由于 4H 4H+ + + Sn + Sn2+ 2+ + O+ O2 2 Sn Sn4+4+ + 2H + 2H2 2O O加入加入锡粒防止粒防止 Sn Sn2+ 2+ 被氧化被氧化CN CN - - + H+ H2 2O O HCN + OH HCN + OH- -HCNHCN易易挥发,剧毒,配制毒,配制KCNKCN时,加入适量,加入适量碱,抑制水解碱,抑制水解FeFe3+ 3+ + 3H+ 3H2 2O O Fe(OH) Fe(OH)3 3 + 3H + 3H+ +5-4 5-
100、4 缓冲溶液冲溶液5-4-1 5-4-1 同离子效同离子效应同离子效同离子效应:在弱酸或弱碱溶液中,加:在弱酸或弱碱溶液中,加 入含有相同离子的入含有相同离子的强电解解 质,使解离度降低。,使解离度降低。HAc(aq)+HHAc(aq)+H2 2O(l) O(l) H H3 3O O+ +(aq)+Ac (aq)+Ac - -(aq)(aq)加入加入NHNH4 4AcAc后,溶液中的后,溶液中的c(Ac c(Ac - - ) )增大,上增大,上述平衡向左移述平衡向左移动,HAcHAc的解离度降低,酸的解离度降低,酸性减弱。性减弱。例例:在在0.10mol/LHAc0.10mol/LHAc溶溶液
101、液中中加加入入少少量量NaAcNaAc晶晶体体,使使其其浓度度为0.10mol/L 0.10mol/L NaAcNaAc(忽忽略略体体积变化化),试比比较加加入入NaAcNaAc晶晶体体前前后后H H+ +浓度和度和HAcHAc的的电离度的离度的变化。化。 已知:已知:HAcHAc的的K Ka a=1.7610=1.76105 5解:解:加入加入NaAcNaAc晶体前,由晶体前,由而而c(Hc(H+ +)=C)=C =0.101.3%=1.310=0.101.3%=1.3103 3(mol/L) (mol/L) 或由或由c/Kc/Ka a 500,500,则 加入加入NaAcNaAc晶体后,晶
102、体后,设溶液中溶液中H H+ +浓度度为xmol/Lxmol/L,则 H H2 2O(l) + HAc(aqO(l) + HAc(aq) H H3 3O O+ +(aq) + Ac(aq) + Ac- -(aq)(aq)平衡平衡浓度度mol/L 0.10mol/L 0.10x x 0.10+xx x 0.10+x因因HAcHAc为弱弱电解解质,其其 很很小小,而而加加入入NaAcNaAc后后 变得得更更小,所以小,所以 0.10 0.10x x 0.10 0.10, 0.10+x 0.10+x 0.10 0.10即溶液中的即溶液中的HH+ + 为: c(H c(H+ +)=x=1.7610)=
103、x=1.76105 5(mol/L)(mol/L)。5-4-2 5-4-2 缓冲溶液冲溶液1 1、概念、概念缓冲溶液:冲溶液:pHpH值不因加入少量不因加入少量强酸或酸或强碱碱而而显著改著改变的溶液的溶液组成:成:弱酸弱酸共共轭碱碱 HAc NaAc HAc NaAc NaHNaH2 2POPO4 4NaNa2 2HPOHPO4 4 弱碱弱碱共共轭酸酸 NH NH3 3 NH NH4 4ClCl2 2、缓冲原理:如冲原理:如 HAc-NaAc HAc-NaAc 缓冲溶液冲溶液溶液中存在着如下解离平衡:溶液中存在着如下解离平衡:HAc(aq) + HHAc(aq) + H2 2O(l) O(l)
104、 H H3 3O O+ +(aq) +Ac (aq) +Ac - -(aq)(aq)当当加加入入少少量量强酸酸时,溶溶液液中中的的抗抗酸酸成成份份AcAc与与H H+ +结合合成成难解解离离的的HAcHAc分分子子,从从而而使使溶溶液液中中的的HH+ + 几几乎乎保保持持不不变。(即即pHpH值不不变)此此为“抗抗酸酸作作用用”。当当加加入入少少量量强碱碱时,则碱碱解解离离出出来来的的OHOH与与溶溶液液中中H H+ +作作用用生生成成难解解离离的的H H2 2O O,导致致HAcHAc的的解解离离平平衡衡右右移移,从从而而又又补充充了了因因加加入入少少量量的的碱碱而而消消耗耗的的H H+ +
105、,结果果溶溶液液中中的的HH+ + 几几乎乎保保持持不不变。(也也即即pHpH值不不变)。此)。此为“抗碱作用抗碱作用”。 当当缓冲冲溶溶液液加加少少量量水水稀稀释时,由由于于HAcHAc和和AcAc的的浓度度以以相相同同倍倍数数降降低低,结果果也也可可使使溶溶液液中中的的HH+ + 几几乎乎保保持持不不变。(也也即即pHpH值不不变)。)。 注注意意:缓冲冲溶溶液液的的缓冲冲作作用用有有的的一一定定的的范范围,当当加加入入的的强酸酸和和强碱碱的的量量超超过了了缓冲冲对的的抗抗酸酸和和抗抗碱碱的的能能力力或或过度度稀稀释时,则溶液会失去溶液会失去缓冲作用。冲作用。5-4-3 5-4-3 缓冲溶
106、液冲溶液pHpH的的计算算 例:弱酸与其共例:弱酸与其共轭碱碱 HA NaA HA NaA 组成成缓冲冲溶液溶液HA(aq) + HHA(aq) + H2 2O(l) O(l) H H3 3O O+ +(aq) +A (aq) +A - -(aq)(aq)两两边取取负对数,得数,得若若为碱与弱碱碱与弱碱盐组成的成的缓冲溶液,如冲溶液,如NHNH3 3- -NHNH4 4ClCl,得,得pHpH的的计算式算式为: NH3 (aq) +H2O (l) NH4+ (aq) +OH (aq) 例:在例:在90mLHAc-NaAc90mLHAc-NaAc缓冲溶液中,冲溶液中,HAcHAc与与NaAcNa
107、Ac浓度均度均为0.10mol/L0.10mol/L,分,分别加入:加入: 10mL0.010mol/LHCl 10mL0.010mol/LHCl溶液;溶液; 10mL0.010mol/LNaOH 10mL0.010mol/LNaOH溶液;溶液; 10mLH 10mLH2 2O O。 试比比较加入前后溶液的加入前后溶液的pHpH值的的变化。化。 已知已知HAcHAc的的pKpKa a =4.75=4.75解:加入前解:加入前 =4.75 lg(0.10/0.10) = 4.75=4.75 lg(0.10/0.10) = 4.75加加入入10mL0.010mol/LHCl10mL0.010mol
108、/LHCl溶溶液液后后 c(HAc)=(0.1090+0.0110)/100c(HAc)=(0.1090+0.0110)/100 =0.091(mol/L) =0.091(mol/L)c(Acc(Ac)=(0.1090)=(0.10900.0110)/1000.0110)/100 =0.089(mol/L) =0.089(mol/L)pH= 4.75 lg(0.091/0.089) = 4.74pH= 4.75 lg(0.091/0.089) = 4.74pH=4.74pH=4.744.75=4.75=0.010.01 加入加入10mL0.010mol/LNaOH10mL0.010mol/LN
109、aOH溶液后溶液后 c(HAc)=(0.1090 c(HAc)=(0.10900.0110)/1000.0110)/100 =0.089(mol/L) =0.089(mol/L) c(Ac c(Ac)=(0.1090+0.0110)/100)=(0.1090+0.0110)/100 =0.091(mol/L) =0.091(mol/L) pH= 4.75 lg(0.089/0.091) = 4.76 pH= 4.75 lg(0.089/0.091) = 4.76pH=4.76pH=4.764.75=0.014.75=0.01加入加入10mLH10mLH2 2O O,HAcHAc和和AcAc的的
110、浓度改度改变相同相同 c(HAc)=c(Ac c(HAc)=c(Ac) ) =0.1090/100 =0.1090/100 =0.090(mol/L) =0.090(mol/L) pH = 4.75 lg(0.090/0.090) pH = 4.75 lg(0.090/0.090) = 4.75 = 4.75 pH=4.75 pH=4.754.75=0.004.75=0.005-4-4 5-4-4 缓冲范冲范围和和缓冲能力冲能力1 1、缓冲范冲范围 通常指通常指pH=pKpH=pKa a 1 1或或pOH=pKpOH=pKb b 1 1的范的范围。 说明明:缓冲冲范范围由由缓冲冲对的的pKpK
111、a a ( (或或pKpKb b ) )决决定定,不不同同缓冲冲对的的pKpKa a ( (或或pKpKb b ) )不不同,因而同,因而缓冲范冲范围也不同。也不同。2 2、缓冲能力冲能力 使使缓冲冲溶溶液液的的pHpH值改改变1.0 1.0 所所需需加加入入强酸或酸或强碱的量碱的量3、缓冲溶液的冲溶液的选择和配制和配制(1 1)选择合适的合适的缓冲冲对 原原则:应选择pKpKa a 接接近近pHpH,或或pKpKb b 接接近近pOHpOH的的缓冲冲对。(即(即缓冲冲对的的pKpKa a 或或pKpKb b 应在如下范在如下范围: pK pKa a = pH = pH 1 1或或pKpKb
112、b =pOH=pOH 1 1。)。)(2 2)共共轭酸酸、碱碱的的浓度度应适适当当大大,并并尽尽可可能使其能使其浓度相近度相近(3)不与所需体系不与所需体系发生副反生副反应4 4、缓冲溶液的冲溶液的应用用(1 1)用来控制溶液的酸度)用来控制溶液的酸度(2 2)用用作作标准准缓冲冲溶溶液液。如如作作为酸酸度度计的的参参比比溶溶液液,由由一一种种或或两两种种两两性性物物质组成成,其其pHpH由由实验测定定。如如2525 C C时,饱和和酒酒石石酸酸氢钾pH=3.56pH=3.56(3 3)在在工工农业、生生物物学学、医医学学、化化学学等等方方面,面,缓冲溶液具有很重要的意冲溶液具有很重要的意义例
113、:欲配制例:欲配制pH=3.50pH=3.50的的缓冲溶液,有以下冲溶液,有以下缓冲冲对: HCOOH-HCOONa HCOOH-HCOONa、HAc-NaAcHAc-NaAc NaH NaH2 2POPO4 4- Na- Na2 2HPOHPO4 4、NHNH3 3-NH-NH4 4ClCl 应选用哪一用哪一缓冲冲对? 已知:已知:pKpKa a (HCOOH)=3.75(HCOOH)=3.75, pK pKa a (HAc)=4.75(HAc)=4.75, pK pKa2a2 ( H( H3 3POPO4 4)=7.21)=7.21, pK pKb b (NH(NH3 3)=4.75)=4
114、.75若若配配pH=9.0pH=9.0的的缓冲冲溶溶液液应选用用以以上上哪哪一一缓冲冲对?例:欲配制例:欲配制pH=9.0pH=9.0的的缓冲溶液,冲溶液,应在在500mL0.1mol/L500mL0.1mol/L氨水中加入固体氨水中加入固体NHNH4 4ClCl多少多少克?(克?(设加入固体加入固体NHNH4 4ClCl后后总体体积不不变)。)。 已知:已知:pKpKb b (NH(NH3 3)=4.75)=4.75解:解: pK pKa a (NH(NH4 4+ +)=14.00- pK)=14.00- pKb b (NH(NH3 3) =9.25) =9.25C(NHC(NH4 4+ +
115、)=0.178)=0.178所以需加入所以需加入NHNH4 4ClCl的的质量量为: 0.178x0.50053.5=4.76(g) 0.178x0.50053.5=4.76(g)5-6 5-6 酸碱酸碱电子理子理论LewisLewis的酸碱的酸碱电子理子理论(广(广义酸碱理酸碱理论):):酸酸可接受外来可接受外来电子子对的分子或离子的分子或离子碱碱可可给出出电子子对的分子或离子的分子或离子酸碱反酸碱反应实质:配位:配位键形成形成产生酸碱配生酸碱配 合物合物沉淀沉淀- -溶液平衡溶液平衡5-1 5-1 溶解度和溶度溶解度和溶度积5-1-1 5-1-1 溶解度溶解度 一定温度下,达到溶解平衡一定
116、温度下,达到溶解平衡时,一定,一定量的溶量的溶剂中含有溶中含有溶质的量的量用用S S来表示,来表示,单位位为mol/Lmol/L或或 g/100 gH g/100 gH2 2O OS 0.1 g/100 g HS 1 g/100 g HS 1 g/100 g H2 2O O 称称为可溶可溶5-1-2 5-1-2 溶度溶度积BaSOBaSO4 4(s) (s) Ba Ba 2+2+ (aq) + SO (aq) + SO4 4 2-2- (aq) (aq)沉淀溶解达平衡沉淀溶解达平衡时标准平衡常数准平衡常数 K K = C(Ba = C(Ba2+2+ ).C(SO ).C(SO4 42-2-)
117、)溶度溶度积常数常数 K K SPSP= K= K 对一般反一般反应: A An nB Bm m (s) (s) nA nAm+ m+ (aq) + m B(aq) + m Bn- n- (aq) (aq) 则其溶度其溶度积的表达式的表达式为: K Kspsp (A (An nB Bm m)=c(A)=c(A m+ m+) )n n .c(B.c(B n - n -) )m m 如:如: Ag Ag2 2CrOCrO4 4(s) (s) 2Ag 2Ag+ + + CrO+ CrO4 42 2 K Kspsp ( Ag( Ag2 2CrOCrO4 4)= c(CrO)= c(CrO4 42 2)
118、c(Ag)c(Ag+ +) )2 2意意义: 1 1、K Kspsp 的的大大小小反反映映了了难溶溶电解解质溶溶解解能能力力的大小的大小 2 2、K Kspsp 的的大大小小取取决决于于难溶溶电解解质的的本本性性,它它与与温温度度有有关关,而而与与溶溶液液中中离离子子的的浓度度变化无关化无关。 3 3、温度升高,多数、温度升高,多数难溶化合物的溶化合物的K Kspsp 增大增大5-1-3 溶度溶度积和溶解度和溶解度间的关系的关系1 1、溶度、溶度积和溶解度的和溶解度的换算算溶度溶度积和溶解度都可表示和溶解度都可表示难溶溶电解解质的溶的溶解能力解能力注意注意单位:位:S g/LS g/L或或 g
119、/100 gH g/100 gH2 2O O K K SP SP C mol/L C mol/L例:已知:例:已知:K Kspsp (AgCl)=1.810(AgCl)=1.8101010, K Kspsp (Ag(Ag2 2CrOCrO4 4)=1.110)=1.1101212, 求求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度。的溶解度。 解:解:设AgClAgCl的溶解度的溶解度为S S1 1 mol/L mol/L,则由:由: AgCl(s) AgCl(s) Ag Ag+ + + Cl+ Cl平衡平衡浓度:度: S S1 1 S S1 1则 K Kspsp (AgCl)
120、=c(Ag(AgCl)=c(Ag+ +)c(Cl)c(Cl) = S) = S1 12 2、设AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度的溶解度为S S2 2 mol/Lmol/L Ag Ag2 2CrOCrO4 4(s) (s) 2Ag 2Ag+ +CrO+CrO4 42 2平衡平衡浓度:度: 2S 2S2 2 S S2 2则 K Kspsp ( Ag( Ag2 2CrOCrO4 4)= c(CrO)= c(CrO4 42 2)c(Ag)c(Ag+ +) )2 2 = 4S = 4S2 23 3或或 S2 = 6.5x10-5 x 337.1g/L=2.2x10 -2 g/L总结:(1 1)对
121、ABAB型:型: 例:例:AgClAgCl, BaSO BaSO4 4等等(2 2)对ABAB2 2或或A A2 2B B型:型: 例:例:Mg(OH)Mg(OH)2 2,AgAg2 2CrOCrO4 4等等(3 3)对ABAB3 3或或A A3 3B B型:型: 例:例:Fe(OH)Fe(OH)3 3,AgAg3 3POPO4 4等等说明:明:对难溶溶电解解质A Am mB Bn n (s) (s),当,当“m/n”“m/n”相同相同时,称,称为同同类型,其型,其K Kspsp 与与S S的的换算算关系式相同。关系式相同。结论:、对于于同同类型型的的难溶溶电解解质可可直直接接根根据据K Ks
122、psp 的的大大小小判判断断其其溶溶解解能能力力,K Kspsp 越越大大,则其溶解能力也越大。其溶解能力也越大。、对于于不不同同类型型的的难溶溶电解解质,只只能能通通过计算算出出溶溶解解度度(S S)以以后后再再比比较。S S越越大,大,则其溶解能力越大。其溶解能力越大。注意:不同注意:不同类型不能比型不能比较如如 AgCl AgCl K K SP SP =1.8x10-10-10 Ag Ag2 2CrOCrO4 4 K K SP SP =1.1x10-12-12而而AgAg2 2CrOCrO4 4 溶解度比溶解度比AgClAgCl大大2 2、对产生偏差的分析生偏差的分析 (1 1)分子溶解
123、度的影响)分子溶解度的影响(2 2)离子)离子对的影响的影响(3 3)分步解离的影响)分步解离的影响(4 4)水解的影响)水解的影响5-2 5-2 沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解5-2-1 5-2-1 溶度溶度积规则反反应商商J J :指在一定温度下,:指在一定温度下,难溶溶电解解 质溶液中离子溶液中离子浓度方次的乘度方次的乘积(1 1)、当)、当J KJ Kspsp 时,有沉淀析出,有沉淀析出(2 2)、当当J J = = K Kspsp 时,处于于平平衡衡态,为饱和溶液和溶液(3 3)、当当J J K Kspsp (Ag (Ag2 2CrOCrO4 4) ) 所以有沉淀析出所以有沉淀析出
124、、设平衡平衡时溶液中溶液中Ag+浓度度为xmol/L,则由由 Ag2CrO4(s) 2Ag+ CrO42 起始起始浓度度 0.05 0.05 平衡平衡浓度:度: x 0.05-(0.05-x)/2 =0.025由由Ksp ( Ag2CrO4)= c(CrO42)c(Ag+),得,得 1.11012= 0.025x2所以所以 x=6.6106(mol/L) 5-2-2 5-2-2 同离子效同离子效应与与盐效效应1 1、同离子效、同离子效应因加入含有相同离子的因加入含有相同离子的强电解解质而使而使难溶溶电解解质溶解度降低的效溶解度降低的效应原因:离子原因:离子浓度增大使平衡向沉淀方向移度增大使平衡
125、向沉淀方向移动 因而使因而使难溶溶电解解质溶解度降低溶解度降低应用:用:(1 1)洗)洗涤沉淀沉淀时,为减小溶解减小溶解损失,失, 选择含有相同离子的溶液洗含有相同离子的溶液洗涤。(2 2)为使某离子沉淀完全,沉淀使某离子沉淀完全,沉淀剂适当适当过量。量。例例 : 试 比比 较 在在 常常 温温 下下 BaSOBaSO4 4在在 纯 水水 和和0.1mol/L0.1mol/L的的NaNa2 2SOSO4 4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 已知已知K Kspsp ( BaSO( BaSO4 4)=1.110)=1.1101010。解解 : 、 设 BaSOBaSO4 4在在 纯 水水 中中 的
126、的 溶溶 解解 度度 为 S S1 1mol/L.mol/L.,则由:由: BaSO BaSO4 4(s) (s) Ba Ba2+2+SO+SO4 42 2平衡平衡浓度度 S S1 1 S S1 1则K Kspsp = S= S1 12 2 所以所以S S1 1=1.0510=1.05105 5(mol/L)(mol/L)、设BaSOBaSO4 4在在0.1mol/L0.1mol/L的的NaNa2 2SOSO4 4溶液中的溶解度溶液中的溶解度为S S2 2mol/Lmol/L,则由由 BaSO BaSO4 4(s) (s) Ba Ba2+ 2+ + SO+ SO4 42 2平衡平衡浓度度 S
127、S2 2 S S2 2+0.1+0.1则K Kspsp = Ba= Ba2+2+SOSO4 42 2= S= S2 2 (S(S2 2+0.1)=0.1 S+0.1)=0.1 S2 2所以所以S S2 2= K= Kspsp /0.1=1.110/0.1=1.1101010/0.1/0.1 =1.110 =1.1109 9(mol/L)(mol/L)即即BaSOBaSO4 4在在0.1mol/L0.1mol/L的的NaNa2 2SOSO4 4溶溶液液中中的的溶溶解解度度比比纯水中降低水中降低约1 1万倍万倍2 2、盐效效应由于加入由于加入强电解解质而使沉淀溶解度增大的而使沉淀溶解度增大的效效应
128、原因:离子原因:离子浓度增大,使离子度增大,使离子强度升高,度升高,因而异号离子因而异号离子间作用增大,使得离子活作用增大,使得离子活度(有效度(有效浓度)降低,度)降低,导致沉淀溶解平致沉淀溶解平衡向离解方向移衡向离解方向移动,因而使,因而使难溶溶电解解质溶解度升高溶解度升高5-2-3 5-2-3 pHpH对溶解度的影响溶解度的影响1 1、难溶金属溶金属氢氧化物氧化物金属金属氢氧化物的溶解度与氧化物的溶解度与pH pH 值的关系的关系M(OH)M(OH)n n (s) (s) M Mn+n+ (aq) + nOH (aq) + nOH- - (aq) (aq) K Kspsp =C(M=C(
129、Mn+n+ ).C ).Cn n(OH(OH- - ) )S = C(MS = C(Mn+n+ ) = K ) = Kspsp / C/ Cn n(OH(OH- - ) )C(OHC(OH- - ) = K ) = Kw w / C(H / C(H+ + ) ) 不同的金属离子生成不同的金属离子生成难溶溶M(OH)M(OH)n n 的的pHpH不同,不同,因此可控制溶液的因此可控制溶液的pH pH ,分离某些金属离,分离某些金属离子子例:在例:在0.20L 0.50mol/L0.20L 0.50mol/L的的MgClMgCl2 2溶液中,溶液中,加入等体加入等体积的的0.10mol/L0.10
130、mol/L氨水溶液,氨水溶液,(1 1)通)通过计算判断有无算判断有无Mg(OH)Mg(OH)2 2 沉淀生成。沉淀生成。(2 2)为了不生成了不生成Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀,加入沉淀,加入NHNH4 4Cl(s)Cl(s)的的质量最低量最低为多少?多少? 已知:已知:K Kspsp =5.110=5.1101212,K Kb b =1.8 10=1.8 105 5解:解:(1 1)等体)等体积混合后混合后 C( C(MgMg2+2+ )=0.25 )=0.25 mol/Lmol/L, C(NH, C(NH3 3)=0.050 )=0.050 mol/Lmol/L 设溶液中溶液中C(
131、C(OHOH- - )=x )=x mol/Lmol/L Mg(OH) Mg(OH)2 2(s) (s) Mg Mg2+2+ (aq) + 2OH (aq) + 2OH- - (aq) (aq) NH NH3 3 (aq) +H(aq) +H2 2O (l) O (l) NH NH4 4+ + (aq) +OH(aq) +OH(aq)(aq)平衡平衡 0.050-x x x 0.050-x x x x=9.5x10-4J= J= C(C(MgMg2+2+ ) C) C2 2 ( (OHOH- - ) ) =0.25x(9.5x10 =0.25x(9.5x10-4-4 ) ) 2 2 = 2.3
132、x10 = 2.3x10-7-7因因为J KJ Kspsp , ,故有故有Mg(OH)Mg(OH)2 2 沉淀析出沉淀析出(2 2)要不)要不产生生Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀,最大沉淀,最大C (C (OHOH- - ) )为:设加入加入NHNH4 4Cl(s)Cl(s)后,溶液中后,溶液中C(C(NHNH4 4+ +)=y )=y mol/Lmol/L NH NH3 3 (aq) +H(aq) +H2 2O (l)O (l)NHNH4 4+ +(aq)+ OH(aq)+ OH(aq)(aq)平衡平衡 0.050- 4.5x10 0.050- 4.5x10-6 -6 y+4.5x10y
133、+4.5x10-6-6 4.5x10 4.5x10-6-6 =0.050 =y =0.050 =y y = 0.20y = 0.20C(C(NHNH4 4+ +)=0.20 )=0.20 mol/Lmol/Lm(NHm(NH4 4Cl) = 0.20x0.40x53.5 = 4.3 gCl) = 0.20x0.40x53.5 = 4.3 g结论:在适当:在适当浓度的度的NHNH3 3-NH-NH4 4Cl Cl 缓冲溶液中,冲溶液中,不生成不生成Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀则例:有一瓶含例:有一瓶含FeFe3+3+杂质的的0.10mol/L0.10mol/L的的ZnClZnCl2 2
134、溶溶液,液,试问pHpH值应控制在什么范控制在什么范围,才能使,才能使FeFe3+3+以以Fe(OH)Fe(OH)3 3的形式定性除去?(沉淀完的形式定性除去?(沉淀完全全C 10C 10-5-5 mol/L) mol/L)已知:已知:K Kspsp Fe(OH)Fe(OH)3 3=1.110=1.1103636 , , K Kspsp Zn(OH)Zn(OH)2 2=1.210=1.2101717解:由解:由K Kspsp Fe(OH)Fe(OH)3 3 =c=c(FeFe3+3+)c c(OHOH)3 3 则 1.110 1.1103636=10=105 5cc(OHOH)3 3 所以所以
135、c c(OHOH)=4.7910=4.79101111(mol/L)(mol/L) 即即 pH=14 pH=14pOH=3.68pOH=3.68又由又由K Kspsp Zn(OH)Zn(OH)2 2=c=c( Zn Zn2+2+)c c(OHOH)2 2 则 1.210 1.2101717=0.10c=0.10c(OHOH)2 2 所以所以 OH OH=1.110=1.1108 8(mol/L)(mol/L) 即即pH=14pH=14pOH=6.0pOH=6.0 所所以以使使FeFe3+3+以以Fe(OH)Fe(OH)3 3的的形形式式定定性性除除去去有有pHpH值范范围是:是:3.686.0
136、3.686.0。2 2、金属硫化物、金属硫化物金属硫化物是弱酸金属硫化物是弱酸H H2 2S S 的的盐MS(s)+2HMS(s)+2H2 2O O+ +(aq)M(aq)M2+ 2+ (aq)+H(aq)+H2 2S(aq)+2HS(aq)+2H2 2O(l)O(l)K Kspaspa 难溶金属硫化物在酸中的溶度溶金属硫化物在酸中的溶度积 常数常数 P166 P166 表表6-46-4注:注: H H2 2S S的的饱和水溶液和水溶液 C(H C(H2 2S)=0.10 mol/lS)=0.10 mol/l 金属硫化物在酸中的溶解度有金属硫化物在酸中的溶解度有较大差异:大差异:(1 1)K
137、Kspsp 较大的硫化物,溶于稀大的硫化物,溶于稀HClHCl和和HAcHAc,只,只有在碱性溶液中才生成硫化物沉淀,如有在碱性溶液中才生成硫化物沉淀,如MnSMnS(2 2)FeSFeS、ZnSZnS等可溶于稀等可溶于稀HCl HCl ,而,而CdSCdS、 PbS PbS则在在浓HCl HCl 中才溶解中才溶解 ZnS + 2 HCl( ZnS + 2 HCl(稀稀) = ZnCl) = ZnCl2 2 + H + H2 2S S CdS + 2 H CdS + 2 H+ + +4Cl +4Cl- - = CdCl = CdCl4 42-2- + H + H2 2S S (3 3)CuSC
138、uS、AgAg2 2S S 不溶于不溶于浓HCl HCl ,溶于硝酸,溶于硝酸(4 4)HgSHgS的的K Kspsp 非常小,只溶于王水非常小,只溶于王水5-3 5-3 两种沉淀之两种沉淀之间的平衡的平衡5-3-1 5-3-1 分步沉淀分步沉淀1 1、定定义:指指在在一一定定条条件件,向向混混合合离离子子溶溶液液中中加加入入沉沉淀淀剂,离离子子按按顺序序先先后后沉沉淀淀下下来的来的现象象2 2、判据:、判据: 先先满足足J J K Kspsp 的的离离子子先先沉沉淀淀析析出出。即即开开始始沉沉淀淀时所所需需沉沉淀淀剂浓度度较小小的的离离子子先沉淀析出先沉淀析出例例:向向浓度度均均为0.010
139、mol/L0.010mol/L的的ClCl、I I和和CrOCrO4 42 2混混合合离离子子溶溶液液中中滴滴加加AgNOAgNO3 3溶溶液液,求:求:离子的沉淀的先后次序;离子的沉淀的先后次序; 当当AgAg2 2CrOCrO4 4开开始始沉沉淀淀时,ClCl和和I I是否定量沉淀完全。是否定量沉淀完全。 已知:已知:K Kspsp (AgCl)=1.810(AgCl)=1.81010 10 , K Kspsp (Ag (Ag2 2CrOCrO4 4)=1.110)=1.11012 12 , K Kspsp (AgI)=8.310(AgI)=8.3101717。 解:解:、开始沉淀、开始沉
140、淀时所需的所需的c(Agc(Ag+ +) )为: 对于于ClCl(AgCl): (AgCl): c(Ag c(Ag+ +)= K)= Kspsp (AgCl)/c(Cl(AgCl)/c(Cl) ) =1.810 =1.8101010/0.010/0.010 =1.810 =1.8108 8(mol/L)(mol/L) 对于于I I(AgI): (AgI): c(Ag c(Ag+ +)= K)= Kspsp (AgI)/c(I(AgI)/c(I) ) =8.310 =8.3101717/0.010/0.010 =8.310 =8.3101515(mol/L)(mol/L) =1.0510=1.0
141、5105 5(mol/L) (mol/L) 则离子沉淀的先后离子沉淀的先后顺序序为:I IClCl CrO CrO4 42 2。当当AgAg2 2CrOCrO4 4开始沉淀开始沉淀时,对于于ClCl: : c(Cl c(Cl)= K)= Kspsp (AgCl)/ c(Ag(AgCl)/ c(Ag+ +) ) =1.810 =1.8101010/(1.0510/(1.05105 5) ) =1.710 =1.7105 5(mol/L)(mol/L)对于于CrOCrO4 42 2 (Ag(Ag2 2CrOCrO4 4): ): 对于于I I: : c(Ic(I)= K)= Kspsp (AgI)
142、/c(Ag(AgI)/c(Ag+ +) ) =8.310 =8.3101717/(1.0510/(1.05105 5) ) =7.910 =7.9101212(mol/L)(mol/L) 因因为c(Ic(I)10)10105 5 (mol/L)(mol/L),所所以以ClCl还未沉淀完全未沉淀完全5-3-2 5-3-2 沉淀的沉淀的转化化指在含有某种沉淀溶液中,加入另一种沉指在含有某种沉淀溶液中,加入另一种沉淀淀剂,使原来沉淀,使原来沉淀转化化为另一种沉淀的另一种沉淀的过程程结论:、当当溶溶解解度度大大的的沉沉淀淀转化化为溶溶解解度度小小的的沉沉 淀淀 时 , 因因 转 化化 平平 衡衡 常常 数数 较 大大 ( K K 1) 1),所以易于,所以易于转化。化。、当当溶溶解解度度小小的的沉沉淀淀转化化为溶溶解解度度大大的的沉淀沉淀时,因,因转化平衡常数化平衡常数较小小( K K 1)1),较难转化化,但但在在一一定定条条件件下下也也可可进行行转化。化。