(普化普化B)B)计算题与简答题计算题与简答题例2 已知已知N2H4(l)、、N2O4(g)、、H2O(l)在在298.15K时标准时标准摩尔生成焓分别为摩尔生成焓分别为50.63kJ.mol-1、、9.66kJ.mol-1和和-285.85kJ.mol-1,计算火箭燃料联氨和氧化剂四氧化,计算火箭燃料联氨和氧化剂四氧化二氮反应:二氮反应:2N2N2 2H H4 4( (l l)+ N)+ N2 2O O4 4(g)=3N(g)=3N2 2(g)+ 4H(g)+ 4H2 2O(O(l l) )的的标准摩尔反应焓变标准摩尔反应焓变和和反应的等容热效应反应的等容热效应解: 2N2H4(l)+ N2O4(g)=3N2(g)+ 4H2O(l)ΔfHm /kJ·mol-1 50.63 9.66 0 -285.85 r rH Hm mθθ((298.15K))= ΣΣ B B f fH H m,Bm,Bθθ(298.15K)= =((-2-2))×50.63+×50.63+((-1-1))×9.66 + 3×0+ 4××9.66 + 3×0+ 4×((-285.85-285.85))=-1273.64=-1273.64kJ.mol-1 (注意: r rH Hm mθθ =qp.m)q qv.m= v.m= q qp.mp.m- -ΣΣ (Bg).RT(Bg).RT(Bg).RT(Bg).RT =(-1273.64) =(-1273.64) kJkJ.mol.mol-1-1 - -((3-13-1)) ×8.314×8.314J.J.molmol-1-1.K.K-1 -1 ××1010-3 -3 ×298.15K×298.15K=-1268.68=-1268.68 kJ.molkJ.mol-1-1•例1 计算320K时反应 HI(g) ½ H2(g) + ½ I2(g) •的ΔrGm和ΔrGθm, 判断此温度下反应的方向。
已•知:p(HI) = 0.0400MPa, p(H2) = p(I2) = 0.00100MPa 第二章第二章 化学反应的基本原理解:查表得, 298.15K时 HI (g) ½ H2 (g) + ½ I2 (g)DfHm / kJ· mol-1 26.5 0 62.4Sm / J· mol-1 · K-1 206.6 130.7 260.7r Hm (298.15) = {½ f Hm (H2)+ ½ f Hm ( I2)} -{ f Hm ( HI)}= ½ (0 + 62.5) – 26.5= 4.75 kJ· mol-1 r Sm (298.15) = {½ Sm (H2) + ½ Sm ( I2)} -{Sm (HI)}= ½ (130.7 + 260.7) – 206.6r Gm (320K) ≈ ΔrHm (298.15K) - 320Δr Sm (298.15K) = 4.75 – 320× ( -10.9 ×10-3)r Gm=r Gm + RT lnQ, r Gm (320K) < 0 , 正反应能自发进行正反应能自发进行.例例2、、水煤气反应水煤气反应C((s))+ H2O((g)) CO((g))+ H2((g))问:问:①① 此反应在此反应在298.15K、标准状态下能否正向进行?、标准状态下能否正向进行?②② 若升高温度,反应能否正向进行?若升高温度,反应能否正向进行?③③ 100kPa压力下,在什么温度时此体系为平衡体系?压力下,在什么温度时此体系为平衡体系?解:反应方程式为解:反应方程式为 C((s)) + H2O((g)) CO((g)) + H2((g))Δ f GmΘ/ kJ·mol-1 0 -228.572 -137.168 0Δ f HmΘ/ kJ·mol-1 0 -241.818 -110.525 0SmΘ/ J·mol-1·K-1 5.740 188.825 197.674 130.684 ΔrGθm = ∑υBΔfGθm,,B = (-1)×0+(-1)×(-228.572)+1×(-137.168)+1×0 = 91.404KJ·mol-1 >> 0 在在 298.15K,标准状态下,反应不能自发向右进行。
标准状态下,反应不能自发向右进行ΔrHθm = ∑ υBΔfHθm ,,B = 0+((-1))×((-241.818))+1×((-110.525))+0=131.293 KJ·mol-1 >> 0 (吸热反应)(吸热反应)上述反应为上述反应为吸热吸热,熵增的反应,在任何温度下,反应均熵增的反应,在任何温度下,反应均能正向自发进行能正向自发进行故升高温度,该反应能正向进行故升高温度,该反应能正向进行③③平衡时,平衡时,ΔrGθm = ΔrHθm - TΔrSθm=0,由此求,由此求 平衡温度平衡温度 其中其中ΔrSθm = ∑υB Sθm,,B = ((-1))×5.740+((-1))×188.825+1×197.674 +1×130.684=133.793 J·mol-1 例例2.6 (见见P46)解:解: 2SO2 (g) + O2(g) = SO3(g) n0 / mol 1.20 2.00 0n变化变化 / mol --1.10 --1.10 /2 ++1.10neq / mol 0.10 1.45 1.10χeq / mol 0.10 /2.65 1.45 /2.65 1.10 /2.65 各气体的平衡分压为:各气体的平衡分压为:Peq(SO2)=p.χ(SO2)=101.325×(0.10 /2.65 ) = 3.82 kPaPeq(O2)=p.χ(O2)=101.325×(1.45 /2.65 ) = 55.4 kPaPeq(SO3)=p.χ(SO3)=101.325×(1.10 /2.65 ) = 42.1 kPa 该反应放热熵减的反应,所以高压低温有该反应放热熵减的反应,所以高压低温有利于提高利于提高SO2的转化率。
的转化率例:已知在例:已知在1000K时,下列反应时,下列反应 2SO2(g)+O2(g) = 2SO3(g) 的KθP=3.45,试计算试计算((1)在)在SO2、O2、SO3的分压分别为的分压分别为20.26510.133、、101.325KPa下,反应的下,反应的△△rGm,并,并判断反应的方向判断反应的方向2)若)若SO2、O2的分压保持不变,而要使反应向右自的分压保持不变,而要使反应向右自发进行,发进行, SO3的分压必须低于多少?的分压必须低于多少?解:解:((1)) Δ Δr rGGmm = RT ln = RT ln((((P P / K / Kθ θP P )))) 已知已知已知已知 T=1000KT=1000K,,,, KθP =3.45, P P=∏=∏(p(pB B / p / pθ θ) )υ υB B QP=(PSO2/Pθ)-2.(PO2/Pθ)-1.(PSO3/Pθ)2代入数据,求得代入数据,求得QP=247则,则,ΔrGm=3.55×104J>>0,反应不能自发向右,反应不能自发向右进行,逆反应能自发进行(进行,逆反应能自发进行(自发向左自发向左)。
2)要使反应)要使反应向右向右自发进行,必须使自发进行,必须使 QP <<KθP 即 (20.265/100)-2.(10.133/100)-1.(PSO3/100)2<3.45 则则 PSO3 <<11.98KPa ∴∴要使反应向右自发进行要使反应向右自发进行,必须使必须使SO3的分压低于的分压低于11.98 KPa 例、根据实验结果,在高温时焦炭中碳与例、根据实验结果,在高温时焦炭中碳与CO2的反的反应:应:C(s)+CO2(g)==2CO(g),其活化能为其活化能为167.4kJ.mol-1,计算温度自计算温度自1000K变化到变化到1100K时反应速率的变化时反应速率的变化解:解:问题问题:什么叫物质的标准摩尔生成焓?:什么叫物质的标准摩尔生成焓?答:在标准状态下由指定单质生成单位物质的量答:在标准状态下由指定单质生成单位物质的量((1mol)的纯物质时反应的焓变叫做该物质的标准摩)的纯物质时反应的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓,以符号尔生成焓,以符号 fHmθ表示推论:任何指定单质的推论:任何指定单质的标准摩尔生成焓为零。
标准摩尔生成焓为零问题:问题:什么叫反应的标准摩尔焓变?什么叫反应的标准摩尔焓变?答:答:在标准状态下,反应的摩尔焓变叫做反应的标准在标准状态下,反应的摩尔焓变叫做反应的标准摩尔焓变摩尔焓变(( rHmθ) 第三章第三章 水化学与水污染例例1、、计算下列溶液的计算下列溶液的pH值:值:①① 0.10 mol ·L-1 HAc②② 0.10 mol ·L-1 HAc 与与0.20 mol ·L-1 NaAc等体积混等体积混 合液(已知合液(已知HAc的的 ))解:解:①①②②例例2、、计算下列溶液的计算下列溶液的pH值:值:①① 0.10 mol ·L-1 NH3·H2O ②②0.10 mol ·L-1 NH3·H2O 与与0.20 mol ·L-1 NH4 Cl 等体积混合液(已知等体积混合液(已知NH3·H2O ))解:解:①①②②3、、欲配制欲配制pH==9.00的缓冲溶液的缓冲溶液250mL,其中,其中 NH3·H2O的浓度为的浓度为0.50 mol ·L-1。
问:问:((1)要取)要取6 mol ·L-1的的NH3·H2O溶液的体积为多少?溶液的体积为多少?((2)需加入固体)需加入固体NH4Cl多少克?多少克?已知已知M (NH4Cl) = 53.49g/mol,,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5解:解:((1)) C1V1=C2V2所需所需6 .0 mol ·L-1的的NH3·H2O溶液的体积为溶液的体积为V2 V2 = C1V1/C2 = 250×0.5/6.0= 20.8≈ 21mL((2)需加入固体)需加入固体NH4Cl的质量的质量4、、已知室温时已知室温时CaF2的溶度积为的溶度积为3.45×10-11,求,求CaF2在下列溶液中的溶解度:在下列溶液中的溶解度: ((1)纯水中;)纯水中; ((2))0.010 mol·L-1 CaCl2 溶液中;溶液中;((3))0.010 mol·L-1 NaF溶液中解解:(:(1)纯水中;)纯水中; ((2)解:在)解:在0.010 mol·L-1CaCl2 溶液中:溶液中: CaF2 (s) == Ca2+ + 2 F- 平衡时:平衡时: s + 0.010 2s ((3))0.010 mol·L-1 NaF溶液中溶液中 CaF2 (s) == Ca2+ + 2 F- 平衡时:平衡时: s 2s +0.010★★什么是弱电解质的同离子效应?如何用平衡移动什么是弱电解质的同离子效应?如何用平衡移动的观点来说明同离子效应产生的原因?的观点来说明同离子效应产生的原因?答:在弱电解质溶液中,加入与其含有相同离子的答:在弱电解质溶液中,加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。
易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象★★在氨水溶液中加入少量在氨水溶液中加入少量NH4Cl固体,结果导致固体,结果导致NH3·H2O的解离度降低,该现象称为的解离度降低,该现象称为 同离子同离子 效应平衡移动方向平衡移动方向HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Ac–(aq) Ac–(aq) NH4Ac(aq) (aq) +★什么是难溶电解质的同离子效应?如何用平衡移动的观点来说明同离子效应产生的原因?答:在难溶电解质溶液中,加入与其含有相同构答:在难溶电解质溶液中,加入与其含有相同构晶离子的易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度晶离子的易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度降低的现象降低的现象例:在例:在pbCl2沉淀的饱和溶液中加入少量沉淀的饱和溶液中加入少量NH4Cl固固体,结果导致体,结果导致pbCl2的溶解度降低,因的溶解度降低,因Cl-产生产生同同离子效应离子效应问题:问题:设计一个实验,利用反应的现象说明盐的水解设计一个实验,利用反应的现象说明盐的水解反应是放热还是吸热反应是放热还是吸热要求:叙述实验设计方案,写出实验现象,得出结论。
要求:叙述实验设计方案,写出实验现象,得出结论提示:提示:盐类水解可看成是中和反应的逆反应,由于中盐类水解可看成是中和反应的逆反应,由于中和反应是放热,盐类水解自然是吸热和反应是放热,盐类水解自然是吸热 例:例:制取氢氧化铁胶体时,是利用制取氢氧化铁胶体时,是利用“氯化铁水解氯化铁水解”制制得,得, “氯化铁水解氯化铁水解”时是在不断加热下进行的,由时是在不断加热下进行的,由此可以证明盐类水解反应是吸热反应此可以证明盐类水解反应是吸热反应例例1、、已知:已知: MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O = 1.507V Fe3+ + e- Fe2+ = 0.771V①①将这两个半电池组成原电池,用原电池符号表示该将这两个半电池组成原电池,用原电池符号表示该电池的组成;电池的组成; ②②计算下述反应的标准电动势,并判断标准状态时反计算下述反应的标准电动势,并判断标准状态时反应进行的方向;应进行的方向;MnO4- + 5Fe2+ 8H+ Mn2+ + 5 Fe3+ +4H2O③③计算计算该反应的标准平衡常数和标准吉布斯函数变;该反应的标准平衡常数和标准吉布斯函数变;④④当溶液的当溶液的pH为为1,其它各离子浓度均为,其它各离子浓度均为1.0 mol·L-1时,计算该电池的电动势。
时,计算该电池的电动势 第四章第四章 电化学与金属腐蚀解:解:①① 原电池符号:原电池符号:(-)(-)C((s))│Fe2+(c1),Fe3+(c2)║MnO4-(c3), Mn2+(c4),H+(c5)│C((s)) (+)(+) ②② Eθ = ( MnO4-/ Mn2+ ) -- (Fe3+/Fe2+) =1.507- 0.771= 0.736 V 标准状态时,反应正向进行标准状态时,反应正向进行③③④④例例2、、已知:已知: Cr2O72- + 14H+ +6e 2Cr3+ + 7H2O = 1.36V Br2 + 2e 2 Br - =1.066V①①将这两个半电池组成原电池,用原电池符号表示该将这两个半电池组成原电池,用原电池符号表示该 电池的组成,计算标准电动势;电池的组成,计算标准电动势;②②计算该反应的标准吉布斯函数变和标准平衡常数;计算该反应的标准吉布斯函数变和标准平衡常数; ③③当溶液的当溶液的pH为为2.00,其它各离子浓度均为,其它各离子浓度均为1.0 mol·L-1时,计算该电池的电动势。
时,计算该电池的电动势①① 原电池符号:原电池符号:(-)(-)C(s)│Br2(l),,Br – (c1) ║Cr2O72-(c2),Cr3+(c3),H+(c4)│C(s)(+)(+) Eθ = (Cr2O72-/ Cr3+) -- (Br2 / Br - ) =1.36 – 1.066= 0.294 V②②③③当溶液的当溶液的pH为为2.00,其它各离子浓度均为,其它各离子浓度均为1.0 mol·L-1时,时, E = (Cr2O72-/ Cr3+) -- (Br2 / Br - ) =1.084 – 1.066 = 0.018V例例4.5 已知已知 (Cr2O7 2-/Cr3+)=1.232v (Fe3+/Fe2+) =0.771v 1.判断标准状态下,下列反应的方向.判断标准状态下,下列反应的方向; Cr2o72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 2.计算反应的标准平衡常数.计算反应的标准平衡常数Kθ;3.将上述反应组成原电池,写出该原电池符.将上述反应组成原电池,写出该原电池符号,并计算反应的标准摩尔吉布斯函数变号,并计算反应的标准摩尔吉布斯函数变 (△△rGθm);; 4、当溶液的p、当溶液的pH=5.0时,除时,除H+(aq)外,其余相外,其余相关离子均处于标准条件下,计算原电池的电动关离子均处于标准条件下,计算原电池的电动势(势(E)。
解:解:1、、 1.232 - 0.771 =0.461V > 0, 反应正向自发进行(从左向右)反应正向自发进行(从左向右) 2、、 其中其中 n1=6,,n2=1,,∴∴n=6 lgKθ =6(1.232-0.771)/0.05917 =46.75 KKθ==1046.75 3、原电池符号或原电池符号或图式图式 ::((-))Pt(s) ∣ ∣Fe2+(c1),,Fe3+(c2) ‖Cr2O72-(c3),,Cr3+(c4) ,,H+(C5)∣ ∣Pt(s) (+) △△rGθm= - nFEθ= - 6×96485C/mol ×0.461V = - 266877.51J/mol=-266.878kJ/mol 4、 其中其中Eθ=0.461V,,n=6 Q={C(Cr2O72-)}-1{C(Fe2+)}-6{C(H+)}-14{C(cr3+)}2{C(Fe3+)}6 =1070 ∵∵E<<0,,∴∴在在pH=5.00时,反应逆向进行。
时,反应逆向进行例例3、、已知:已知: MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O = 1.507V I2 + 2e- I- = 0.545V①①将这两个半电池组成原电池,用原电池符号表示将这两个半电池组成原电池,用原电池符号表示 该电池的组成;该电池的组成; ②②计算下述反应的标准电动势,并判断标准状态时计算下述反应的标准电动势,并判断标准状态时 反应的方向;反应的方向; 2MnO4- +10I- +16H+ == 2Mn2+ + 5I2+4H2O③③计算计算该反应的标准平衡常数和标准摩尔吉布斯函该反应的标准平衡常数和标准摩尔吉布斯函 数变;数变;④④当溶液的当溶液的pH为为1.00,其它各离子浓度均为,其它各离子浓度均为1.0 mol·L-1时,计算该电池的电动势时,计算该电池的电动势 解:解:①① 原电池符号:原电池符号:(-)(-)Pt(c)│I2 (s)│I-(c1) ║ MnO4-, Mn2+,H+│Pt(+)(+) ②② Eθ = ( MnO4-/ Mn2+ ) -- (I2/I-) =1.507- 0.545= 0.962 V 标准状态时标准状态时Eθ >>0,反应正向进行。
反应正向进行③③④④问题:问题:设计一个实验,利用化学反应的现象得出如下电对的设计一个实验,利用化学反应的现象得出如下电对的电极电势的大小顺序,电极电势的大小顺序, Fe3+/ Fe2+ MnO4- /Mn2+ Sn4+/ Sn2+ I2 / I- (要求:用离子方程式表示设计,写出实验现象,得出(要求:用离子方程式表示设计,写出实验现象,得出电极电势的大小顺序)电极电势的大小顺序)(1)将KMnO4溶液加入酸化后的Fe2+溶液中,看到KMnO4的紫红色褪去 MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5 Fe3+ + 4H2O 反应的发生证明:φ(MnO4- /Mn2+)> φ(Fe3+/ Fe2+) (2)将FeCl3溶液加入KI溶液中,并加入1mL淀粉,可看到溶液变为深蓝色 Fe3+ + I- = Fe2+ + I2 反应的发生证明:φ(Fe3+/ Fe2+)> φ(I2 / I- )(3) 在I2溶液中加入1mL淀粉溶液,溶液变为深蓝色,加入SnCl2溶液时,深蓝色消失 I2 + Sn2+ = I- +Sn4+ 反应的发生证明:φ(I2 / I-)> φ(Sn4+/ Sn2+)则各电对电极电势数值大小顺序为:φ((MnO4- /Mn2+)>)>φ((Fe3+/ Fe2+)>)>φ((I2 / I- )>)>φ((Sn4+/ Sn2+))★★钢铁发生腐蚀的主要类型为钢铁发生腐蚀的主要类型为 吸氧腐蚀吸氧腐蚀 和和 析氢析氢腐蚀腐蚀 。
金属防腐的阴极保护法分为金属防腐的阴极保护法分为 牺牲阳极保护牺牲阳极保护法法 和和 外加电流法外加电流法 ★★如果要在某镀件上镀一层锌,则阴阳极材料分别如果要在某镀件上镀一层锌,则阴阳极材料分别是什么?是什么? 答:以镀件作为阴极材料,以金属锌作为阳极材答:以镀件作为阴极材料,以金属锌作为阳极材料,在锌盐溶液中进行电解即可料,在锌盐溶液中进行电解即可例:例:按洪特规则,氧原子按洪特规则,氧原子2p轨道上有轨道上有 2个个 未未成对电子;根据泡利不相容原理,原子的第成对电子;根据泡利不相容原理,原子的第三电子层最多可以容纳三电子层最多可以容纳 18个个 电子;电子;4s轨道的轨道的能量低于能量低于3d轨道的现象称为轨道的现象称为能级交错能级交错 第五章第五章 物质结构基础问题:问题:简述原子核外电子排布三原则简述原子核外电子排布三原则1)能量最低原理)能量最低原理 ((2)保里不相容原理)保里不相容原理 ((3)洪特规则(包含洪特规则特例))洪特规则(包含洪特规则特例)问题:问题:用保里(泡利)不相容原理及取值规则,用保里(泡利)不相容原理及取值规则,说明第说明第 三电子层最多能容纳多少个电子?三电子层最多能容纳多少个电子?答:答:n=3时,时,l可取可取0,,1,,2。
l可取可取0,1,2时,时,m可分别取可分别取 0;;0,,±1;;0,,±1,,±2,,合计合计m共可取共可取9个值,即共有个值,即共有9条轨道根据保里(泡利)不相容原理,每条轨道最多可根据保里(泡利)不相容原理,每条轨道最多可以容纳以容纳2个电子,故第三电子层最多可以容纳个电子,故第三电子层最多可以容纳18个个电子16S::1s22s22p63s23p4 p区、三周期、区、三周期、ⅥA、、2个成单电子个成单电子 17Cl::1s22s22P63s23p5 p区、三周期、区、三周期、ⅦA、、1个个成单电子成单电子 19K::1s22s22p63s23p64s1 s区区 、四周期、、四周期、ⅠA、、1个个成单电子成单电子 24Cr::1s22s22p63s23p63d54s1 d区、四周期、区、四周期、ⅥB、、6成单电子成单电子29Cu::1s22s22p63s23p63d104s1 ds区、四周期、区、四周期、ⅠⅠB、、1成单电子成单电子1、分子的极性与电偶极矩、分子的极性与电偶极矩 电偶极矩电偶极矩μ=0,非极性分子,非极性分子 例:例:H2、、CO2、、SiF4、、SiH4、、BCl3 为非极性分子。
为非极性分子 电偶极矩电偶极矩μ≠0,极性分子,极性分子例:例:HCl、、 KCl、、CH3COOH、、HCHO、、H2S2、分子空间构型与杂化轨道理论、分子空间构型与杂化轨道理论 SP 直线形直线形 HgCl2 BeCl2 μ=0 SP2 平面三角形平面三角形 BCl3 BF3 μ=0 SP3 正四面体形正四面体形 CCl4 、CH4 、、SiCl4 μ=0(不等性)(不等性)SP3 三角锥形三角锥形 NH3 、、PH3 μ≠0(不等性)(不等性)SP3 V字形字形 H2O、、H2S μ≠0分子极性的判断方法分子极性的判断方法((1)双原子分子:)双原子分子:同种原子同种原子构成的构成的 为为非极性非极性 ((H2 、O2);); 不同种原子不同种原子构成的构成的 为为极性极性 ((HF、 HCl 、CO)2)多原子分子:)多原子分子:★★同种原子同种原子构成的构成的 为为非极性非极性(有例外);(有例外);★★不同种原子构成的:不同种原子构成的:①①若结构为中心对称,则为若结构为中心对称,则为非极性分子非极性分子((CH4、、BF3、、 BeClBeCl2 2 HgCl HgCl2 2 CO2、、CS2等);等);②②若结构不为中心对称,则为若结构不为中心对称,则为极性分子极性分子((NH3、、H2O、、 H2S等)。
等)3、分子间普遍存在范德华力,它包括、分子间普遍存在范德华力,它包括色散力,取色散力,取 向力、诱导力向力、诱导力极性分子间极性分子间存在这三种力(色、取、诱),其中取向力存在这三种力(色、取、诱),其中取向力随分子极性增强而增大,极性分子间的作用力以随分子极性增强而增大,极性分子间的作用力以色散力色散力为主非极性分子间非极性分子间只存在只存在色散力,色散力,色散力随摩尔质量增大而色散力随摩尔质量增大而增大,熔点、沸点随之增大而升高增大,熔点、沸点随之增大而升高 例:例:色散力色散力 HF<<HCl<<HBr<<HI★★氢键氢键存在于氢原子和电负性较大的原子(存在于氢原子和电负性较大的原子(O、、N、、F)之间 H2O 、、HF、、CH2COOH等分子之间存在氢键等分子之间存在氢键 含氢键的物质熔点、沸点一般较高含氢键的物质熔点、沸点一般较高 例:沸点递增的顺序例:沸点递增的顺序 HCl<<HBr<<HI << HF分子间氢键使熔、沸点有所升高,分子内氢键则相反分子间氢键使熔、沸点有所升高,分子内氢键则相反问题:为什么常温下问题:为什么常温下F2、、Cl2是气体,是气体,Br2是液体,是液体,I2是固体?是固体?答:因为答:因为F2、、Cl2、、Br2、、I2是是结构相似的同系列物结构相似的同系列物质,是非极性分子,随着相对分子质量增大,分子质,是非极性分子,随着相对分子质量增大,分子变形性增大,分子间力(色散力)逐渐增强,物质变形性增大,分子间力(色散力)逐渐增强,物质的熔、沸点逐渐升高,所以常温下的熔、沸点逐渐升高,所以常温下F2、、Cl2是气是气体,体,Br2是液体,是液体,I2是固体。
是固体问题:问题:BF3分子具有平面三角形构型,而分子具有平面三角形构型,而NH3却是三角锥型,试用杂化轨道理论加以说明却是三角锥型,试用杂化轨道理论加以说明解答:解答:BF3 分子中,分子中,B原子采用原子采用sp2 杂化轨道杂化轨道成键;成键;NH3分子中,分子中,N原子采用不等性原子采用不等性sp3 杂杂化轨道成键,化轨道成键,N原子上还有一对孤电子对原子上还有一对孤电子对问题:乙醇(乙醇(C2H5OH)和二甲醚)和二甲醚((CH3OCH3)为同分异构体,为什么乙醇的)为同分异构体,为什么乙醇的沸点比二甲醚高许多?沸点比二甲醚高许多?答:乙醇分子之间可以形成氢键,二甲醚分答:乙醇分子之间可以形成氢键,二甲醚分子之间不能形成氢键子之间不能形成氢键晶体的特征:晶体的特征:((1)具有固定的几何外形;)具有固定的几何外形;((2)具有固定的熔点;)具有固定的熔点;((3)(某些性质)具有各向异性某些性质)具有各向异性原子晶体原子晶体:晶格结点上微粒间的作用力是共价键晶格结点上微粒间的作用力是共价键例:例:SiC、、SiO2、、Ga、、As、、Ge(锗)、单晶硅((锗)、单晶硅(Si)、)、金刚石(金刚石(C)。
离子晶体离子晶体:晶格结点上微粒间的作用力是离子键晶格结点上微粒间的作用力是离子键例:例:NaCl、、kCl 、、NaF、、BaO、、MgO、、CaO金属晶体:金属晶体:晶格结点上微粒间的作用力是金属键晶格结点上微粒间的作用力是金属键例:例:Fe、、Cu、、Al分子晶体:分子晶体:晶格结点上微粒间的作用力是分子间力晶格结点上微粒间的作用力是分子间力例:例:CO2((S)) 、、X2、、HX、、SO2 、、NH3、、O2 N2、、H2、、C2H5OH、萘、稀有气体等萘、稀有气体等 晶体基本类型晶体基本类型 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体格点上微粒格点上微粒正、负离子正、负离子 原子原子 分子分子 金属原子金属原子实例实例 NaCl 金刚石(金刚石(C )) CO2((s)) Fe微粒间作用力微粒间作用力离子键离子键 共价键共价键 分子间力分子间力 金属键金属键熔沸点熔沸点 较高较高 高高 低低 一般较高,部分低一般较高,部分低硬度硬度 较大较大 大大 小小 一般较大,部分小一般较大,部分小导电性导电性 水溶液或熔融液易水溶液或熔融液易 导电导电 绝缘体或半导体绝缘体或半导体一般不导电一般不导电良导体良导体熔沸点、硬度从大到小的顺序:(一般情况)熔沸点、硬度从大到小的顺序:(一般情况) 原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体 离子晶体:离子晶体: BaO >> kCl MgO >> NaCl谢谢!第六章 1、配合物的定义、配合物的定义 分分子子中中含含有有配配位位键键的的物物质质称称为为配配位位化化合合物物。
简简称配合物称配合物 形成配位键必须具备以下两个条件:形成配位键必须具备以下两个条件:①①一一个个原原子子其其价价电电子子层层有有未未成成键键的的共共用用电电子子对对,,又又称称孤孤对对电子电子;;②②另一个原子其价电子层另一个原子其价电子层有空轨道有空轨道配合物根据组成单元不同,分为配合物根据组成单元不同,分为中性配位分子中性配位分子和和配离子化合物配离子化合物两大类中性配位分子:中性配位分子:[Ni(CO)4]、、 [FeCl2(NH3)2] 等等配离子化合物配离子化合物::[Cu(NH3)4]SO4、、K4[Fe(CN)6] 等等 [Cu(NH3)4]SO4配离子化合物配离子化合物 内 界[Cu(NH3)4]2+外 界SO42-中心离子 Cu2+配 体 (NH3) 4中心离子 Cu2+ 配位原子↑ 配位数↑ K4[Fe(CN)6]外 界 K + 内 界 [Fe(CN)6]4-中心离子 Fe2+配 体 (CN) 6 配位原子↑↑ 配位数★★配离子之间发生相互转化,反应向着生成更稳定的配配离子之间发生相互转化,反应向着生成更稳定的配离子方向进行。
离子方向进行直接以直接以Kθf的大小来比较其稳定性大小的大小来比较其稳定性大小Kθf越大,配合越大,配合物越稳定物越稳定例例 K稳稳([FeF6]3-)=2.04×1014, K稳稳([Fe(CN)6]3-)=1.00×1042,则可知则可知[Fe(CN)6]3-比比[FeF6]3-稳定,下面的反应可以发生:稳定,下面的反应可以发生: [FeF6]3- ++ 6CN- = [Fe(CN)6]3- ++ 6F – 配合物转化的方向:配合物转化的方向:由由 Kθf小的配合物转变为小的配合物转变为Kθf大配合物大配合物沉淀(难溶电解质)转化的方向:沉淀(难溶电解质)转化的方向:由由 Kθs大的沉淀(难溶电解质)大的沉淀(难溶电解质)转变为转变为Kθs小的沉淀(难溶电解质)小的沉淀(难溶电解质) 结束语结束语谢谢大家聆听!!!谢谢大家聆听!!!57。