化学平衡

化学平衡包括标准平衡常数，标准平衡常数的应用化学，平衡的移动。框架清晰，内容丰富，小伙伴们赶快学习起来吧！

化学平衡

• 标准平衡常数
  • 化学平衡的基本特征
    • 在一定条件下，可逆反应处于化学平衡状态 r正=r逆
    • （1）系统的组成不在随时间的变化而改变
    • （2）化学平衡是动态平衡
    • （3）平衡组成与达到平衡的动态无关
  • 化学平衡常数表达式
    • 气相
    • 液相
    • Kθ是量纲一的量
    • Kθ是温度的函数，与浓度分压无关
    • 标准化学平衡常熟表达式必须与化学反应计量式相对应
    • 多重平衡原理
  • 标准平衡常数的实验测定
• 标准平衡常数的应用
  • 判断反应程度
    • Kθ愈大，反应进行的越完全
    • Kθ越小，反应进行的越不完全
    • Kθ不太大也不太小，反应物部分的转化为生成物
    • 反应转化率
  • 预测反应方向
    • 反应商J
    • J<Kθ,反应正向进行
    • J>Kθ,反应逆向进行
    • J=Kθ,反应处于平衡状态
  • 计算平衡组成
• 化学平衡的移动
  • 浓度对于化学平衡的影响
    • 平衡时J=Kθ,反应物浓度减少或生成物浓度增加，J>Kθ,反应逆向进行
    • 平衡时J=Kθ,反应物浓度增加或生成物浓度减少，J<Kθ,反应正向进行
  • 压力对于化学平衡的影响
    • 部份物种分压的变化
    • 体积改变引起的分压变化
      • 压缩体积，平衡向气体分子数减少的方向移动
      • 压缩体积，若反应前后气体分子数相等，则平衡不移动
    • 惰性气体的影响
      • 在惰性气体存在的条件下达到平衡，载定温压缩，平衡向气体分子数减少的方向移动
      • 在定温定容已达到平衡的条件下，引入惰性气体，平衡不移动
      • 对于定温定压已达到平衡的条件下，引入惰性气体，平衡向气体分子数增大的方向进行
  • 温度对于化学平衡的影响
    • 放热反应，温度升高，平衡逆向进行
    • 吸热反应，温度升高，平衡正向移动
• 主题

无机化学

• 化学平衡
  • 标准平衡常数
    • 化学平衡的基本特征
      • 在一定条件下，可逆反应处于化学平衡状态 r正=r逆
      • （1）系统的组成不在随时间的变化而改变
      • （2）化学平衡是动态平衡
      • （3）平衡组成与达到平衡的动态无关
    • 化学平衡常数表达式
      • 气相
      • 液相
      • Kθ是量纲一的量
      • Kθ是温度的函数，与浓度分压无关
      • 标准化学平衡常熟表达式必须与化学反应计量式相对应
      • 多重平衡原理
    • 标准平衡常数的实验测定
  • 标准平衡常数的应用
    • 判断反应程度
      • Kθ愈大，反应进行的越完全
      • Kθ越小，反应进行的越不完全
      • Kθ不太大也不太小，反应物部分的转化为生成物
      • 反应转化率
    • 预测反应方向
      • 反应商J
      • J<Kθ,反应正向进行
      • J>Kθ,反应逆向进行
      • J=Kθ,反应处于平衡状态
    • 计算平衡组成
  • 化学平衡的移动
    • 浓度对于化学平衡的影响
      • 平衡时J=Kθ,反应物浓度减少或生成物浓度增加，J>Kθ,反应逆向进行
      • 平衡时J=Kθ,反应物浓度增加或生成物浓度减少，J<Kθ,反应正向进行
    • 压力对于化学平衡的影响
      • 部份物种分压的变化
      • 体积改变引起的分压变化
        • 压缩体积，平衡向气体分子数减少的方向移动
        • 压缩体积，若反应前后气体分子数相等，则平衡不移动
      • 惰性气体的影响
        • 在惰性气体存在的条件下达到平衡，载定温压缩，平衡向气体分子数减少的方向移动
        • 在定温定容已达到平衡的条件下，引入惰性气体，平衡不移动
        • 对于定温定压已达到平衡的条件下，引入惰性气体，平衡向气体分子数增大的方向进行
    • 温度对于化学平衡的影响
      • 放热反应，温度升高，平衡逆向进行
      • 吸热反应，温度升高，平衡正向移动
• 氧化还原平衡
  • 氧化还原反应，电化学基础
    • 氧化值
      • ①单质中，元素的氧化值为零。
      • ②在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数 。
      • ③在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。
      • ④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧化值分别为+2和+1。
    • 氧化还原方程式的配平
  • 电化学电池
    • 原电池的构造
      • 两极一液一回路
      • ①负极“-”在左边，正极“+”在右边，盐桥用“‖”表示
      • ②半电池中两相界面用“ ”分开，同相不同物种用“,”分开，溶液、气体要注明cB，pB
      • ③纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,”分开
        • Pt | Cl2(p) | Cl-(c)
    • 原电池电动势的测定
    • 原电池的最大功和Gibbs函数
  • 电极电势
    • 标准氢电势与甘汞电势
      • 氢为0
      • 甘汞电势为0.2415
    • 标准电极电势
    • Nernst
      • 影响电极电势的因素
        • 氧化型或还原型的浓度或分压
        • 介质的酸碱性
        • 氧化型形成沉淀 ，E↓; 还原型形成沉淀 ，E↑。
          • 氧化型和还原型都形成沉淀，看二者 的相对大小。若 (氧化型) < (还原型)，则 E↓；反之，则 E↑。
        • 配合物的生成
  • 电极电势的应用
    • 判断氧化剂、还原剂的 相对强弱
    • 判断氧化还原反应进行的方向
    • 确定氧化还原反应进行的限度
      • 计算难溶电解质溶度积(Ksp ) 计算弱电解质解离常数 (Ki )
    • 元素电势图
• 配位平衡
  • 配位化合物
    • 配合物的组成
      • 路易斯酸为形成体
      • 路易斯碱为配位体
      • 配位原子
      • 单齿配位体
      • 多齿配位体
      • 配位数
      • 螯合物
    • 配合物的化学式与命名
      • 配盐： 先阴后阳 ， 简单酸根加化 ， 复杂酸根加酸 先离子后分子 同是离子或同是分子 ， 按配位原子元素符号的英文字母顺序排列 配位原子相同 ， 少原子在先 按非配位原子的元素符号英文字母顺序排列 先无机后有 配酸： xxx酸 配碱： 氢氧化xxx
    • 配合物的分类
      • 螯合物
      • 多核配合物
      • 简单配合物
      • 复杂配合物
      • 烯烃配合物
      • 多酸性配合物
  • 配位反应与配位平衡
    • 配合物的稳定性
    • 配合物的解离常数与稳定常数
    • 配体取代反应与解离反应
      • 硬酸
      • 硬碱
      • 软酸
      • 软碱
      • 硬亲硬 ， 软亲软
      • 螯合效应： 螯合物比具有同配位原子的配合物更稳定
• 酸碱平衡
  • 酸碱质子理论
    • 酸碱质子理论的基本概念
      • 酸，质子的给予体 碱，质子的接受体 共轭酸碱 两性物质 酸碱解离反应是质子转移反应 水是两性物质，自身的解离反应也是质子转移反应 盐类的水解也是离子酸碱的质子转移反应 非水溶液的酸碱反应也是离子酸碱的质子转移反应
    • 酸和碱的相对强弱
      • 酸越强，其共轭碱越弱 酸碱的强度取决于酸自身的性质，和溶剂的性质
  • 水的解离平衡和溶液的pH值
    • 水的解离平衡
      • 水的离子积常数
    • 溶液的pH值
      • pH+pOH=14
  • 弱酸弱碱的解离平衡
    • 一元弱酸的解离平衡
      • 越大 ， 酸性越强
      • 稀释定律： 在一定温度下 ， 弱电解质的解离度随溶液的稀释而增加
    • 多元弱酸的解离平衡
    • 盐溶液的解离平衡
      • 强酸弱碱盐 （离子酸） 弱酸强碱盐 （离子碱） 酸式盐 （其酸碱性比较水解和电离的程度）
    • 子主题
  • 缓冲溶液
    • 同离子效应： 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
    • 缓冲溶液： 具有能保持本身pH相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而 显著改变pH的溶液
    • 缓冲溶液pH值的计算
      • 子主题
      • 由于同离子效应的存在 ， 通常用初始浓度c0(a) ,c0(b)代替平衡浓度c(a) ,c(b)
      • 若缓冲溶液是由弱碱及其共轭酸组成 ， pKa则由pKa + pKb = pKw求得
      • 分清缓冲溶液中的共轭酸 ， 然后再确定pKa值 pKa指的是共轭酸的解离常数的负对数
    • 影响缓冲溶液pH值的因素
      • 缓冲溶液的缓冲能力是有限的 缓冲溶液的pH主要是由 pKa决定的 ， 还与cb/ca 或 nb/na有关 缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关 ， cb ， ca较大时,缓冲能力强。 cb/ca 或 nb/ na接近1时 ， 缓冲能力大
    • 缓冲范围和缓冲能力
      • 缓冲溶液配制所需条件： 1.所选择的缓冲溶液 ， 除了参与和 H+或 OH– 有关的反应以 外 ， 不能与反应系统中的其它物质发生副反应 2pKa尽可能接近所需溶液的pH值
  • 酸碱指示剂
  • 酸碱电子理论
    • 路易斯酸： 凡是能给出电子对的原子、 分子、 离子
    • 路易斯碱： 凡是能接受电子对的原子分子离子
• 沉淀溶解平衡
  • 溶解度与溶度积
    • 溶解度
    • 溶度积
    • 溶解度与溶度积之间的关系
  • 沉淀的生成与溶解
    • 溶度积规则
    • 同离子效应与盐效应
      • 同离子效应：在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用
      • 盐效应：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用
    • pH与沉淀溶解平衡的影响
      • 难溶金属氢氧化物
      • 硫化物
      • Kspa
        • 越大，金属硫化物越易溶
    • 沉淀的配位溶解
  • 两种沉淀平衡之间的转换
    • 分布的沉淀
      • 1同类型Ksp比较Ksp大小2.离子浓度
    • 沉淀的转化
      • 子主题
• 无机化学化学化工学院化学工程与工艺2022级2班20221007153杨亚轩15932359336

氧化还原平衡

• 氧化还原反应，电化学基础
  • 氧化值
    • ①单质中，元素的氧化值为零。
    • ②在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数 。
    • ③在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。
    • ④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧化值分别为+2和+1。
  • 氧化还原方程式的配平
• 电化学电池
  • 原电池的构造
    • 两极一液一回路
    • ①负极“-”在左边，正极“+”在右边，盐桥用“‖”表示
    • ②半电池中两相界面用“ ”分开，同相不同物种用“,”分开，溶液、气体要注明cB，pB
    • ③纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,”分开
      • Pt | Cl2(p) | Cl-(c)
  • 原电池电动势的测定
  • 原电池的最大功和Gibbs函数
• 电极电势
  • 标准氢电势与甘汞电势
    • 氢为0
    • 甘汞电势为0.2415
  • 标准电极电势
  • Nernst
    • 影响电极电势的因素
      • 氧化型或还原型的浓度或分压
      • 介质的酸碱性
      • 氧化型形成沉淀 ，E↓; 还原型形成沉淀 ，E↑。
        • 氧化型和还原型都形成沉淀，看二者 的相对大小。若 (氧化型) < (还原型)，则 E↓；反之，则 E↑。
      • 配合物的生成
• 电极电势的应用
  • 判断氧化剂、还原剂的 相对强弱
  • 判断氧化还原反应进行的方向
  • 确定氧化还原反应进行的限度
    • 计算难溶电解质溶度积(Ksp ) 计算弱电解质解离常数 (Ki )
  • 元素电势图