最新同济大学普通化学复习纲要

2010年《普通化学》考研辅导资料之一——《普通化学》考研内容精选第一章 化学反应的基本规律 一、基本知识点： 1、体系的状态函数（1）体系—人为规定研究对象的物质系统。

敞开体系：体系与环境有物质和能量交换。

封闭体系：体系与环境无物质交换，但有能量交换。

孤立体系：体系与环境无物质交换，又无能量交换。

（2）状态—体系中一切性质的总和。

广度性质：表现体系量的特征（与体系中物质的量成正比），例如体积V 、质量m 、热容C 、 热力学能U 、焓H 、熵S 、吉布斯自由能G 等，具有加和性。

强度性质：表现体系质的特征（与体系中物质的量无关），例如温度T 、压力P 、浓度c 、 密度ρ 等，不具有加和性。

（3）状态函数—由状态所决定的每一种理化性质，统称为体系的状态函数。

或能决定状态的性质和以一定关系随这些性质而变化的其它性质，统称为体系的状态函数。

例如T 、P 、V 和H = U + pV 、 G = H – TS 等。

(4)状态函数特征—其变量仅与状态有关，而与变化途径无关。

例如0dT =⎰（循环过程）其数学处理可用全微分的概念，H 其微量变化可用dH 表示，而热Q 是由于体系与环 境的温度差别而引起的能量传递量，Q 的数值会随具体途径而变化，故热Q 不是状态函数，其微量变化要用δQ 表示。

因为在等压过程中，Q p = △H ，所以dH =δQ p 。

2、热力学第一定律（化学反应中的能量守恒）(1) 热力学能（内能）U —是体系内部各种能量的总和。

是体系自身的性质，是广度性质，是体系的一种状态函数。

其绝对值无法确定，但其变量△U 只取决于体系的始、终态。

（2）热力学第一定律数学表达式: △U = U 2 – U 1 = Q + W = Q v (等容反应热)（3）等压反应热与焓：H = U + pV ， △U = Q p + W ，△H = Q p所以焓也是体系的一种状态函数。

其绝对值也是无法确定，但其变量△H 只取决于体系的始、终态。

其是体系的广度性质，具有加和性。

（4）盖斯定律——化学反应的反应热只与反应体系的始、终态有关，而与其变化的途径无关。

()()()r m fm f m B f m BH H H v H B θθθθ∆=∆-∆=∆∑∑∑产物反应物（5）()()298.15r m r m r m H T H K H θθθ∆≈∆=∆3、热力学第二定律：孤立体系中所发生的任意过程总是向着熵增大的方向进行。

（1） 熵（S ）——是体系的状态函数，是量度体系混乱度的函数。

（2） 标准熵()m S T θ：在标准状态下，1mol 某纯物质从0 K 慢慢升温到T K 时两状态间的熵变。

（3） S S S ∆=∆+∆孤立体系环境 （4）()()()r m m m B m BS S S v S B θθθθ∆=-=∑∑∑产物反应物4、热力学第三定律：在热力学温度0K 时，任何纯物质的熵值为零。

00S =（1）()()()00S S T S S T S T ∆=-=-= （2）()()()m m m S g S l S s θθθ>>（3）()()()321m m m S T S T S T θθθ>> 321()T T T >>（4） ()()298.15r mr m r m S T S K S θθθ∆≈∆=∆5、化学反应的自发性判据 （1）0,0r m r m H S θθ∆<∆> 该化学反应在任何温度下能自发进行。

（2） 0,0r m r m H S θθ∆>∆< 该化学反应在任何温度下不能自发进行。

（3） 0,0r m r m H S θθ∆<∆< 该化学反应在低于某温度下能自发进行。

（4） 0,0r m r m H S θθ∆>∆> 该化学反应在高于某温度下能自发进行。

6、吉布斯自由能与化学反应的自发性判据 （1） ,G H TS G H T S =-∆=∆-∆ （2）()298.15298.15r m r m r m r m G K G H S θθθθ∆=∆=∆-⨯∆（3） ()r m r m r m G T H T S θθθ∆=∆-∆（4） ()()()r m f m f m B f m BG G G v G B θθθθ∆=∆-∆=∆∑∑∑产物反应物（5）()0r m G T θ∆< 该化学反应在某温度标准状态下能自发进行。

()0r m G T θ∆> 该化学反应在某温度标准状态下不能自发进行。

()0r mG T θ∆= 该化学反应在某温度标准状态下处平衡状态。

（6）()0r m G T ∆< 或 ()40r m G T θ∆<-KJ 。

mol ¯1该化学反应在某温度非标准状态下能自发进行。

()0r m G T ∆>或()40r m G T θ∆>+KJ 。

mol ¯1该化学反应在某温度非标准状态下不能自发进行。

()0r m G T ∆= 该化学反应在某温度非标准状态下处平衡状态。

7、热力学等温、等压方程式：（1） ()()ln r m r m G T G T RT J θ∆=∆+ （2）()() 2.303lg r m r m G T G T RT J θ∆=∆+（3） ()0r m G T ∆= 时，()()()ln 2.303lg r m G T RT K T RT K T θθθ∆=-=-8、化学反应限度——化学平衡（1） 化学平衡的特征：是在一定温度下，化学反应建立的相对的一种动态平衡。

其特征可用平衡常数表示。

（2） 标准平衡常数()K T θ可用热力学等温、等压方程式求得，故又称热力学平衡常数。

对某一反应而言，标准平衡常数的数值仅与温度有关。

（3） 对气相反应()0B Bv B g =∑而言：()()/BB BK T p p υθθ=∏若为溶液中溶质的 反应()0B Bv B aq =∑而言：()()/BB BK T c c υθθ=∏（4） 多重平衡规则：某总反应为若干个分步反应之和（或之差）时，则总反应的平衡常数为这 若干个分步反应平衡常数的乘积（或商）。

9、化学反应速率（1） 基元反应（简单反应）为一步到底的反应。

非基元反应（复杂反应）为多步基元反应组成，其化学反应速率由其中最慢一步基元反应决定。

（2） 化学反应进度BBn v ξ∆=单位：mol （3） 化学反应速率1B B dc v dtυ=单位：mol.dm ˉ3.s ˉ1（4） 反应的活化能 a E （60250 kj.mol ˉ1） a E =E 临界-E 平均（5） 质量作用定律 x yA B k c c υ= （x,y 的数值由实验决定）（5） 反应速率常数（k ）为当c(A)=c(B)=1 mol.dm ˉ3时的反应速率。

对某一反应而言，反应速率常数的数值与温度有关,此外与反应的活化能有关.使用适当的催化剂可改变活化能.（6） 化学反应速率与反应速率常数及浓度有关.另外在多相体系中,其化学反应速率还与相界面的大小有关.二、重点及难点1、化学反应方向的判断（1）()0r m G T ∆< 该反应向正反应方向进行（反应自发）()0r m G T ∆> 该反应向逆反应方向进行（反应非自发） ()0r m G T ∆= 该反应处平衡状态 （2）()()lnr m J G T RT KT θ∆= ()()2.303lgr m J G T RT KT θ∆=若()J K T θ< 该反应向正反应方向进行（反应自发）()J K T θ> 该反应向逆反应方向进行（反应非自发） ()J K T θ= 该反应处平衡状态 （3）()40r m G T θ∆<- KJ 。

mol ¯1()71.010K T θ>⨯该反应向正反应方向进行（反应自发）()40r mG T θ∆>+ KJ 。

mol ¯1()71.010K T θ-<⨯该反应向逆反应方向进行（反应非自发）（4）0,0r m r m H S θθ∆<∆< 该化学反应在低于某温度下能自发进行r m r m H T S θθ∆<∆ 0,0r m r mH S θθ∆>∆> 该化学反应在高于某温度下能自发进行 r m r mH T S θθ∆>∆ 2、化学反应的标准平衡常数与温度的关系 ()()()212112lg 2.303T r T K H m T T KRTT ∆-=3、化学反应的反应速率常数与温度的关系 ()212112lg 2.303a E T T k k RTT -=三、计算题中运用的计算公式使用条件和注意事项1、某化学反应标准摩尔焓变的计算： ()()()r m f m f m B f m BH H H v H B θθθθ∆=∆-∆=∆∑∑∑产物反应物使用条件——要依据已给定的某化学反应来进行计算，故其与化学反应式的书写形式有关。

注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数。

()()298.15r mr m r m H T H K H θθθ∆≈∆=∆使用条件——在任何温度下某化学反应标准摩尔焓变可近似等于298.15K 时该化学反应的标准摩尔焓变，因为某化学反应标准摩尔焓变与温度关系不大。

注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数，其单位为kj.mol ˉ1。

()r mr m r m G T H T S θθθ∆=∆-∆使用条件——利用在某温度下某化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变及298.15K 时该化学反应的标准摩尔熵变来进行计算。

也因为某化学反应的标准摩尔熵变与温度关系不大。

注意事项——式中的吉布斯自由能变与温度有关，故要使用该温度下的吉布斯自由能变进行计算，注意使用的单位要一致。

因为其中化学反应的标准熵变的单位为j.mol ˉ1.K ˉ1. ()()()212112lg2.303T r T K H m T T KRTT ∆-=使用条件——利用在不同温度下该化学反应的标准平衡常数来进行计算。

注意事项——注意使用的单位要一致。

因为式中的标准气体常数R 的单位为j.mol ˉ1.K ˉ1.2、某化学反应标准摩尔熵变的计算：()()()r m mmBm BS S S vS B θθθθ∆=-=∑∑∑产物反应物使用条件——要依据已给定的某化学反应来进行计算，故其与化学反应式的书写形式有关。

注意事项——不要忘记化学反应式中的化学计量数。

化学反应标准熵变的单位为j.mol ˉ1.K ˉ1.()()298.15mm m S T S K S θθθ≈= ()()298r m r m r m S T S S ∆≈∆≈∆使用条件——在任何温度下某物质的标准摩尔熵等于298.15K 时的标准熵，同样在任何温度下某化学反应的标准摩尔熵变可近似等于298.15K 时该化学反应的标准摩尔熵变。