计算化学-第一,二章
第一章 化学反应中的计量和质量关系
反应焓变
U = Qp + W = Qp - pV U2-U1=Qp - p (V2-V1) Qp=(U2+pV2) – (U1+ pV1) 焓: H = U + PV
说明：（1）HQ 无明确物理意义 p = H2 - H1 = H （2）H 是状态函数 （3）单位J、kJ （4）绝对值无法测知
标准摩尔生成焓
定义：标准态下，由最稳定的纯态单质生成1mol某物质的 焓变。 (即等压反应热) 符号： △ H f m 单位： kJ· mol-1 注意：
1.最稳定纯态单质△ fHm =0, 如 △ fHm (石墨)=0 2 △ fHm 代数值越小, 化合物越稳定 3.必须注明温度，若为298.15K时可省略
1-2-2 反应热和反应焓变
反应热：化学反应时，如果体系不做非体积功，当反应 终态的温度恢复到始态的温度时，体系所吸收或放出的 热量，称为该反应的反应热。 通常，反应热的数值为反应进度 =1mol(即发生1mol反 应) 时的反应热。 如： H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l) Qp=-285.83kJ· mol-1
反应焓变
化学反应在封闭体系中、恒压条件下进行，如果 体系不做非体积功： H = H2 - H1 = Qp 单位：kJ· mol-1
化学反应的焓变等于等压反应热 吸热反应：Qp > 0, H > 0 放热反应：Qp < 0, H < 0
如： H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) H＝ Qp=-285.83kJ· mol-1
标准摩尔反应焓变的计算
化学反应的标准摩尔反应焓变等于生成物的标准 摩尔生成焓的总和减去反应物的标准摩尔生成焓 的总和。 化学反应： cC + dD = yY + zZ (任一物质均处于温度T 的标准态) rHm = [yfHm(Y) + zfHm(Z)] - [cfHm(C) + dfHm(D)]
新教材高中化学第2章第1节第1课时化学反应速率课件新人教版选择性必修1ppt
A．v(A)＝0.3 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝0.6 mol·L－1·min－1 C．v(C)＝0.5 mol·L－1·min－1 D．v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1
()
错解：A、B
错因分析：部分同学看到选项中反应速率的数值最大，从而错选 B； 没有注意到选项中反应速率的单位的不同，从而错选 A。
起始/mol：6
5
0
0
转化/mol：3
1
2
2
平衡/mol：3
4
2
2
α(B)＝51×100%＝20%，B 正确；平衡时，c(A)＝34mLol＝0.75 mol/L，
1 mol
C 错误；v(B)＝ΔcΔtB＝
4L 5s
＝0.05
mol/(L·s)，D 错误。
任务二 比较化学反应速率大小的方法
核心素养
2．化学反应速率与化学计量数之间的关系
对一个化学反应：mA＋nB===pY＋qZ，用不同物质表示的反应速 率其关系是 v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝_m_∶__n_∶__p_∶__q__，或vmA＝___v_n_B___ ＝vpY＝___v_qZ____。
3．化学反应速率的测定 (1)测定原理。 任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用。 (2)可测定的具体物理量。 气体体积、__体__系__压__强___、__颜___色__深__浅__、光的吸收、__导__电__能__力___ 等。
化学反应速率的比较
[深化理解]
对于同一化学反应速率用不同物质表示的数值可能不同，但比较反
应速率的大小不能只看数值的大小，而要进行一定的转化，具体比较方
法如下：
(1)归一法：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应 速率。
第一章第二节第一课时反应热的计算课件高二化学人教版(2019)选择性必修1
哲3名中国航天员乘坐神舟十四号
载人飞船飞赴中国空间站。17时
42分，神州十四号成功对接空间
站，载人飞船发射取得圆满成功。
【资料】火箭用偏二甲肼(C2H8N2，l)作燃料，N2O4(l)作氧化剂时，反应生
成CO2、N2和水蒸气。已知：
① C2H8N2 (l) + 4NO2(g) = 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O(g)
A
B
ΔH2 > 0
ΔH1
ΔH2
0
Part 2 盖斯定律的应用
意义：
在众多的化学反应中，有些反应难以直接测得反应热。
若某个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相
加相减而得到，则该反应的反应热也可以由这几个反应的反
应热相加减而得到。
例题) = CO(g)
C(s) +O2 (g) = CO2(g)
CO(g) +
C(s) +O2 (g)
1
2
O2(g) = CO2(g)
ΔH1
ΔH
CO2(g)
ΔH2
CO(g) +
O2(g)
ΔH= ?
ΔH1= -393.5KJ/mol
ΔH2= -283.0KJ/mol
ΔH= ΔH1 - ΔH2
= -393.5KJ/mol - (-283.0KJ/mol)
= -110.5KJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(l)
H2(g) + O2(g)
ΔH2
H2O(g)
ΔH1
ΔH3
H2O(l)
第一章 化学基本量和化学计算
一个C 原子
一个O2离子
一个Fe3+ 离子
扩大6.02 ×1023 宏观质量
1molC 原子 12g
1molO 原子
16g
1molFe 原子
56g
相对离子质量 12
16
56
规律二：1摩尔任何离子微粒的质量如果以克为单位，在数值上等于 该微粒的相对离子质量。
23g 1）、1molNa的质量为 2g 2molH的质量为 48g 3molO的质量为 2g 2）、1molH2的质量为 18g 1molH2O的质量为 2molH2SO4的质量为 196g 72g 3molMg2+的质量为
2、标准状况下： （1）44.8升氢气的物质的量是多少？
解： n=V/Vm =44.8L÷22.4L/mol =2mol
（2）0.5摩尔氧气的体积是多少？
V=n×Vm =0.5mol×22.4L/mol =11.2L
（3）14克CO的体积是多少？
V=n×Vm
=(m/M)×Vm =(14g÷28g/mol)×22.4L/mol =11.2L
2、状况：一定温度和压强下 3、气体体积与微粒数目有关，与种类 无关 4、在标准状况下，1mol任何气体所占的体积 都约为22 .4L。
二、关于气体摩尔体积的计算
1、下列说法是否正确？ （1）1摩尔氢气的体积约为22.4L。 （×） （2）标况下，1摩尔任何物质的体积都约为 22.4L。 （×） （3）标况下，1摩尔O2和N2混合气（任意比） 的体积约为22.4L。 （ √） （ ×） （4）任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4L 。
。 。 。 。 。 。 。
规律三：1摩尔任何分子的质量如果以克为单位，在数值 上等于该分子的相对分子质量(relative molecular mass )
2025届高考化学一轮复习第二章物质的量第8讲化学计算的常用方法
第8讲 化学计算的常用方法[课程标准] 1.进一步理解物质的量在化学计算中的“桥梁作用”。
2.了解化学计算的常用方法。
3.初步建立化学计算的思维模型。
方法一 关系式法的应用关系式是表示两种或多种物质之间量的关系的一种简化的式子。
在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间量的关系表示出来，将多步计算简化为一步计算。
高考题量大、时间紧，对于涉及多步计算问题，如滴定试验的有关计算，奇异运用关系式法，可大大缩短答题时间。
BaCrO 4常用于制备颜料、陶瓷、玻璃、平安火柴等。
为了测定某铬酸钡样品中BaCrO 4的含量，进行如下试验：w g 样品――→过量HI 溶液盐酸I 2、Cr 3＋、Ba 2＋、Cl －――――――――――――――――――→V mL c mol ·L －1 Na 2S 2O 3标准液终点已知：杂质不参加反应；滴定反应为I 2＋2S 2O 2－3 ===2I －＋S 4O 2－6 。
(1)写出BaCrO 4与过量HI 溶液反应的离子方程式： _。
(2)BaCrO 4的摩尔质量为M g ·mol －1，则样品中BaCrO 4的质量分数为 %(用代数式表示)。
[解题导引]分析流程中的物质信息 ―→确定产物 ―→依据得失电子配平 ―→找出已知量和目标量 ―→找出关系式 ―→进行计算解析： 依据题示信息，BaCrO 4中＋6价Cr 元素被还原成Cr 3＋，HI 中I －被氧化成I 2，依据得失电子守恒配平离子方程式2BaCrO 4＋6I －＋16H ＋===2Ba 2＋＋2Cr 3＋＋3I 2＋8H 2O ，由滴定反应知， 2BaCrO 4～3I 2～6Na 2S 2O 3，3n (BaCrO 4)＝n (Na 2S 2O 3)，则样品中BaCrO 4的质量分数为cVM 1 000×3w ×100%＝cVM30w%。
答案： (1)2BaCrO 4＋6I －＋16H ＋===2Ba 2＋＋2Cr 3＋＋3I 2＋8H 2O (2)cVM30w归纳总结学生用书第37页归纳总结对点练1.测定K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)中铁的含量。
2019-2020年人教版化学高一必修一第一章第二节化学计量在实验中的运用-《气体摩尔体积及其计算》
气体摩尔体积及相关计算1.常温常压下,下列选项中两种物质的体积基本相同的是( )A.2g 2H 和32g 2OB.1mol 2H O 和1mol 2COC.3mol 2O 和2mol 3OD.1mol Fe 和1mol 2Br2.在一定温度和压强下的理想气体,影响其所占体积大小的主要因素是( )A.分子直径的大小B.分子间距离的大小C.分子间引力的大小D.分子数目的多少3.下列有关气体摩尔体积的叙述正确的是( )A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积,为22.4-1L mol ⋅B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4-1L mol ⋅C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4-1L mol ⋅D.相同物质的量的气体的摩尔体积相同4.下列各组物质中,所含分子数相同的是( )A.2L 2SO 和2L 2COB.9g 水和标准状况下11.2L 2COC.标准状况下,1mol 氧气和22.4L 水D.0.1mol 2H 和2.24L HCl 气体5.在标准状况下,由0.5g 2H 、11g 2CO 和4g 2O 组成的混合气体,其体积约为( )A.8.4LB.11.2LC.14.0LD.16.8L6.同温同压下,等质量的4CH 比和2CO 气体相比,下列说法不正确的是( )A.密度比为4:11B.分子数之比为4:11C.体积比为11:4D.物质的量之比为11:47.某非金属单质A 和氧气发生化合反应生成B,B 为气体,其体积是反应掉氧气体积的两倍(同温同压)。
关于B 分子组成的推测一定正确的是( )A.有1个氧原子B.有2个氧原子C.有1个A 原子D.有2个A 原子8.下列说法错误的是( )A.1mol 氢气所占体积约为22.4LB.气态物质所占的体积主要由分子数目和分子间距离决定C.1mol 2O 与1mol 3O 所含的分子数相等D.物质的聚集状态发生改变主要是因为构成物质的基本粒子间的距离发生改变9.若a g 某气体中含有的分子数为b ,则c g 该气体在标准状况下的体积是(用A N 表示阿伏加德罗常数的值)( )A.22.4cb /(a A N )LB.22.4b /A N LC.22.4a A N /b LD.cb /(a A N )L10.下列每组分别给出了两个量,其中可以组成物质的量的求算公式的组别是( )11.在标准状况下有:①6.72L 4CH ;②233.0110 个氯化氢分子;③13.6g 硫B 化氢;④0.2mol 3NH 。
计算化学-第一-二章
原子的化学位移上（NMR) • 可以解释很多环化合物的稳定性差别
D. 化学反应机理
化学反应机理的研究主要在于确定其单 步反应的过渡态, 即势能面上的鞍点。
反应物
பைடு நூலகம்
产物
与确定分子的最稳定构型不同, 要研究反应 机理, 必须找到势能面上的鞍点, 在此鞍点处, 振动频率有且只有一个频率是虚数.
View 这里面的选项都是于分子的显 示有关的，如显示氢原子，显示键， 显示元素符号，显示哑原子显示坐 标轴等
可从GVIEW 中直接向高斯提交计算。这是GVIEW 作为高斯软件配
Calculalte： 套功能的重要体现。从所给的对话框中可以选择工作类型Job Type
（如优化，能量或频率等）;计算方法Method（如半经验方法，HF 方法，DFT 方法，MP 方法等，还可以选定基组）;Title(对所要做的 计算给一个说明，以备以后的查看) Link 0（给检查点文件命名，还 可以在此用RWF 命令设置临时数据交换文件的大小）； General, Guess,（这两个选项主要是给出体系中各原子的连接关系及如何给出 初始猜测）；NBO（可在此设定NBO 计算）,PBC（可在此设定晶体 的有关计算）,Solvation（可在此设定溶液中的计算，除了选择溶剂 外，还要选择模拟溶剂的理论模型）
此时会出现右边的窗口
根据C-F键的长度在 0.675和 2.700之间的方框内进行C-F键 的调整。完毕后点击OK即可。
(6)．双击GVIEW界面上的 图标，出现以下窗口 这是GVIEW里内置的链烃库，选中乙烷
(7).在工作窗口内空处点左键
化学选择性必修一第一章化学反应的热效应二节 反应热的计算第一课时 1.2.1盖斯定律及其应用课件3份
然后从L到S，体系吸收 热量(∆H2>0)
推论：同经一过个一热个化循环学，反体应系方仍程处式于S，态正，向因为反物应质∆没H1有与发逆生向变反化，应所∆H2大小相
等，符号相以就反不，能即引：发∆能H量1=变–∆化H，2 即∆H1+∆H2=0
4.图例说明
从反应途径角度：A→D： ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)； 从能量守恒角度： ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。
【思考】
C的燃烧，很难控制C只生成CO而不继续生成CO2，C（s）+ ½ O2（g）=CO（g）因此这个反应的ΔH无法直接测得。但这个反应 的反应热是冶金工业中非常有用的数据，应该如何获得呢？能否 利用一些已知反应的反应热来计算其他反应的反应热呢？
答案自然是肯定的 应用盖斯定律，可间接地把它的反应热计算出来。
H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) △H＝△H1＋ △H2＝－285.8kJ/mol
实例2
同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有 时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观 点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热 效应是相同的”。已知：
P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；
H1 = -2983.2 kJ/mol
P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； H2 = -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 ①－4×②：
P4_(_白_磷_、__s_) _=__4_P_(_红_磷_、__s_)；_____H_=__-_29_._2_k_J_/m_。ol
C(s)+O2(g)=CO(g) ∆H1=-393.5 kJ/mol CO(g)+ 12O2 (g)=CO2(g) ∆ H2=-283.0 kJ/mol 上述三个反应具有如下关系：
第一章第二节反应热的计算课件高二化学人教版选择性必修一
2．合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起 着重要作用。贮氢合金ThNi，可催化由CO、H2合成CH4的反应。已知 温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)══CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165 kJ·mol－1， CO(g)＋H2O(g)══CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1。温度为T时，试 写出CO、H2合成CH4的热化学方程式。
规律方法指导：
反应热的计算与大小比较 ①寻找ΔH之间的等量关系时，应特别注意盖斯定律的应 用，通过方程式的加减进行计算。 ②比较ΔH大小时，应特别注意物质的状态，理清物质三 态变化中能量的变化。
〔变式训练1〕已知：C2H5OH(l)══C2H5OH(g) ΔH1 6H2O＋6CO2(g)══C6H12O6(g)＋6O2(g) ΔH2 C6H12O6(g)══2C2H5OH(l)＋2CO2(g) ΔH3 C2H5OH(g)＋3O2(g)══3H2O(g)＋2CO2(g) ΔH4 下列说法正确的是
a．虚拟路径：
b．应用盖斯定律求解： ΔH1＝___Δ_H_＋__Δ__H_2 则 ： ΔH＝ _Δ_H_1_－__Δ_H_2_＝__－__3_9_3_._5_k_J_·m__o_l－__1－__(_－__2_8_3_.0__k_J_·m__o_l－_1_)_＝__－____ _______________1_1_0_.5__k_J·_m_o_l。－1
第二节 反应热的计算
学习目标 1．通过盖斯定律的学习，理解盖斯定律，并能利用盖斯定律解决简单问 题。 2．通过热化学方程式、中和热、燃烧热和盖斯定律的学习，能进行反应 焓变的简单计算。
核心素养 1．从宏观角度认识和掌握盖斯定律，培养宏观辨识和微观探析的能力。 2．认识化学变化的本质是既有新物质生成又伴有能量变化，并遵循盖斯 定律，培养变化观念与平衡思想。 3．通过分析、推理等方法总结反应热与始态、终态的相互关系，建立认 知模型，能运用模型解决有关反应热的计算。
高中化学第2章 第8讲 化学计算的常用方法---2023年高考化学一轮复习
在工农业生产中广泛用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂等。
(1)称取5.42
g过氧化钙样品，灼烧时发生如下反应：2CaO2·xH2O
高温 =====
2CaO＋O2↑
＋2xH2O，得到O2在标准状况下体积为672 mL，则该样品中CaO2的物质的量为
_0_._0_6_m__o_l 。
对点训练
n(O2)＝22.04.6L7·2mLol－1＝0.03 mol，则
6c1V1－3c2V2 液中溶质的质量分数是______a______%__(已知尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和 CO2)。
对点训练
吸收 NH3 的硫酸的物质的量为 V1×10－3 L×c1 mol·L－1－V2 ×10－3 L×c2 mol·L－1
×12＝(V1c1－12V2c2)×10－3 mol，
达到滴定终点时I2完全反应，可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色，且半分 钟内颜色不再发生变化；
根据滴定过量的I2消耗Na2S2O3溶液的体积和关系式I2～ 2S2O23－，可得
n(I2)过量＝12×0.100 0V×10－3mol，再根据关系式 S2－～I2 可知，
n(S2－)＝0.100 0×25.00×10－3 mol－12×0.100 0V×10－3mol
n(CaCO3)＝ 100
7.0 g ＝0.07 g·mol－1
mol。
根据钙元素守恒，可知：n(CaO)＝0.07 mol－0.06 mol＝0.01 mol， 所以m(CaO)＝0.01 mol×56 g·mol－1＝0.56 g。
对点训练 ②样品中CaO2·xH2O中的x为___0_.5___。
审题流程
答 案 根 据 实 验 流 程 及 反 应 方 程 式 得 关 系 式 ： CuSO4·5H2O ～ Na2S2O3 ， 样 品 中 n(CuSO4·5H2O)＝0.100 0 mol·L－1×0.019 8 L＝0.001 98 mol，则CuSO4·5H2O样品的纯
第一章 计算化学简介
计算化学
理论化学
理论与计算化学
本课程的教学目的
介绍计算化学的基本理论，方法，程序 介绍量子化学的基本概念和基础知识 本课程的特点： 理论，科学问题，科学计算
Some things are simple but hard to do.
A. Einstein
计算机和数学方法的发展
硬件的发展 数学方法的发展
超级计算机
超级计算机 “白色ASCI”，每秒运算速度达 12.3万亿次，有两个篮球场大，需用28辆 大卡车才能分装运走。IBM公司将这部计算 机用于核武器模拟试验，今年12月安装在 能源部设在加利福尼亚州的劳伦斯.利弗莫 尔国家实验室。
相当于15,000台笔记本电脑的计算能力
计算化学的发展趋势和方向
计算化学方法的发展现状 1952年H. Schull等三人用手摇计算机花两年才完成一个
N2分子的从头算。
有人断言：用尽世界上的纸张恐亦无法完成一个 Fe原子
的计算 50年代末，大型计算机的浮点运算速度为 0.01Mflops， 仅及PIII 的 1/5000 ！
计算化学方法的发展现状
计算中最为费时的，是所谓电子相互作用的库仑作用矩阵元 和交换作用矩阵元。这类涉及两个电子的二重积分（双电子 积分）的数量正比于体系中电子总数的4次方。例如，计算一 个100个电子的小分子竟然需要先算1亿个双电子积分。
2 n 2 ( i Vee VeN ) (r ) Ee (r ) 2m i 1
2
2 n 2 ( i Vee VeN VNN ) ( R) E ( R) 2 2m 团性质（容量性质） 自由能，焓，熵，热容 不可测量性质 键级
静态－动态 小分子体系－纳米尺度 计算方法的改进和融合
人教版高中化学必修一第一章第二节化学计量在实验中的应用 课件(共28张PPT)
• 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不 堪忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021年11月16日星期二12时58分0秒12: 58:0016 November 2021
• 1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 • 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 • 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 • 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 • 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
1mol Fe 1mol O2
×
物质量 物质的质量
1mol 大米 1mol 铁 1mol 氧
物质的量及其单位在使用中应该注意什么？
物质的量及其单位在使用中的注意事项
a.“物质的量”使基本物理量，四个字是一个整 体，不能拆开理解；也不可缩减为“物质量”
b.表示的是微观粒子集体：分子、原子、离子、 原子团、电子等
A.1gH2
B.44gCO2
C.32gO2
D.34g NH3
（相对原子质量：H 1 C 12 O 16 N 14 ）
物质的量、质量、粒子数、摩尔质量之间的换算
B
• 2.下列说法中正确地是（ ）
A．1 mol氧 C.1 mol米
B.1 molH2SO4 D.1 mol面粉
• 3. 下列说法正确的是（C ）
第一、二章知识点复习+学案-2023-2024学年高一上学期化学人教版(2019)必修第一册
化学第一、二章知识点复习1.常见的胶体：Fe(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、豆浆、墨水、云、烟、雾、有色玻璃、水晶、土壤、血液2.Fe(OH)3胶体制备方法涉及的化学方程式为3.区别溶液和胶体的方法为4.胶体和其它分散系的本质区别是5.提纯胶体的实验操作名称为6.电泳现象证明（注意胶粒不带电。
）7.溶液、浊液、胶体三种分散系中，能透过滤纸的有，能透过半透膜的有。
8.以下胶体在生活中的应用或胶体性质的原理是①河流入海口形成沙洲②平行光照射蛋白质溶液侧面有光亮通路③血液透析④工厂中常用静电除尘④“往伤口上撒盐” ④卤水点豆腐9.已知H3PO3与足量的KOH反应生成K2HPO3，则KH2PO3是盐，H3PO3是元酸10.大多数酸性氧化物能和水反应生成，但是不能和水生成相应的酸。
只有对应的碱性氧化物能和水反应生成相应的碱，其它的碱性氧化物不能和水生成相应的碱。
11.下列物质中：①氢氧化钠固体②铜丝③氯化氢气体④稀硫酸⑤二氧化碳气体⑥氨水④碳酸钠粉末④蔗糖晶体④熔融NaHSO4④FeSO4·7H2O晶体④液氨④氢氧化铁胶体（1）属于电解质的是，该状态下能导电的是：，属于分散系的是。
（2）写出④在该状态下的电离方程式，以及在水中的电离方程式。
12.（1）电解质在水溶液中的反应实质上是离子反应。
非溶液体系无法写成离子方程式。
如：NaHCO3受热分解不能写成写成：2HCO3- ≜CO32-+CO2+H2O。
（2）离子方程式中，哪些类物质能拆成离子形式：。
（3）写出下列离子方程式：④过量的CO2通入澄清石灰水中④醋酸和氨水反应④碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水④向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至恰好沉淀完全④向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至恰好呈中性13.常见离子方程式正误判断的考法：①反应是否符合事实？②拆不拆？③电荷守恒、原子守恒、电子守恒14.写出常用的氧化性、还原性顺序表：氧化性：MnO4-> Cl2 > Br2 > Fe3+ > I2 > S还原性：Mn2+ < 。
无机及分析化学计算公式1-4章节
无机及分析化学计算公式第一章：溶液和胶体理想气体方程：PV=nRT，其中T为开尔文温度表示物质的量浓度：C a=n aV质量摩尔浓度：b a=n am b,其中n a为溶质的量，m b为溶剂的质量质量分数：w a=m am，m a为溶质的质量，m为溶液的质量摩尔分数：x b=n bn，n b为b溶质的物质的量，n为总体物质的量拉乌尔定律：p=p0x b，p为稀溶液的蒸汽压，p0为同种情况下溶剂的饱和蒸汽压，x b为溶剂的摩尔分数沸点和凝固点的计算：k b和k f为沸点和凝固点常数，b B为溶剂的质量摩尔分数沸点：∆T b=k b b B凝固点：∆T f=k f b B渗透压公式：π=cRT第二章：化学反应基本原理反应进度：ξ=∆n b v b∆n b：反应中任意物质的变化量v b：化学计量系数，反应物为负值，生成物为正值热力学第一定律：△U ＝Q + W焓：H =U +pV吉布斯函数：G =H −TS ，T 为开尔文温度，S 为熵∆G ＜0，过程可正向自发进行； ∆G = 0，系统处于平衡态； ∆G ＞0，过程正向不能自发进行 标准平衡常数：① 气相反应，物质的分压用相对分压(p /p)表示2SO 2(g ) + O 2(g ) = 2SO 3(g )K θ=② 液相反应，物质的浓度用相对浓度(c /c) 表示 K θ=第三章：化学分析概论 采样公式：m =Kd a m :采取试样的最低质量/kg d : 试样中最大颗粒的直径/mmK, a : 经验常数, K值在0.02～ 0.15，a 值在1.8 ～ 2.5{p (SO 2)/p Ө}2 {p (O 2)/p Ө}2HAc= H + + Ac -{c (H +)/c Ө}⋅ {c (Ac -)/c Ө}其中X 为测量值，T 为真实值 绝对误差：E a =X −T 相对误差：E r =E a T×100%di 为偏差，X i 为测量值，X 为平均值 平均值：X =X 1+X 2+⋅⋅⋅+X nn绝对偏差：d =X i −X 相对偏差：d r =X ×100%平均偏差：d =|d 1|+|d 2|+⋅⋅⋅+|d n |n=∑|d i |n i=1n相对平均偏差：r =dX×100%μ为总体平均值 总体标准偏差：σ=√∑(X i −μ)2n i=1n相对标准偏差：s r =X×100%第四章：酸碱平衡 解离度：α=√K a θ/c 0 一元酸的型体分布：δ(A －)=K aθc(H +)+K aθ二元酸的型体分布：δ(A 2−)=K a 1θK a 2θ2+a 1θ+a 1θa 2θ三元酸的型体分布：δ(A3−)K a 1θK a 2θK a 3θc 3(H +)+K a 1θc 2(H +)+K a 1θK a 2θc(H +)+K a 1θK a 2θK a 3θ一元弱酸的酸度计算[弱碱同理]：若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ≥500，则c(H +)=√c 0K a θ 若c 0K a θ≥20K w θ，c 0/K a θ<500则，c(H +)=−K a θ+√K aθ2+4c 0K a θ2若c 0K a θ<20K w θ，c 0/K a θ≥500则，c(H +)=√c 0K a θ+K wθ两性物质酸度计算：c 0K a2θ≥20K w θ，c 0<20K a 1θ则c(H +)=√c 0K a1θK a 2θK a 1θ+c 0c 0K a 2θ≥20K w θ，c 0≥20K a 1θ则c(H +)=√K a 1θ×K b 1θ c 0K a 2θ<20K w θ，c 0≥20K a 1θ，则c(H +)=√K a 1θ(c 0K a 2θ+K w θ)c 0缓冲溶液pH 的计算： pH =pK aθ− lg c ac b,其中c a 为共轭酸浓度，c b 为共轭碱浓度缓冲溶液的缓冲范围：pH =pK a θ±1。
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第一章 计算模型
计算化学的方法主要有分子力学理论(Molecular Mechanics)和电子结构理论(Electronic Structure Theory)。
两者的共同点是： 1. 计算分子的能量，分子的性质可以根据能量按照一定的 方法得到。 2. 进行几何优化，在起始结构的附近寻找具有最低的能量 的结构。几何优化是根据能量的一阶导数进行的。 3. 计算分子内运动的频率。计算依据是能量的二阶导数。
5.
B. 分子的稳定构形
几何结构来自同一体系能量差值， 容易 比较， 因此几何结构的优化一般都比 较准确
分子的稳定构形
• 理论计算的第一步一般是先优化结构， 得到理论上本模型的最稳定结构！
• 确定分子的稳定结构就是找到分子的极 小能量点, 比较不同构形的能量差，确定 最稳定构形。结构决定性能！
极小点 最小点
Gaussian 包含多种化学模型(计算方法)，比如
Gaussian 关键词 方法 HF Hartree-Fock 自恰场模型 B3LYP Becke型3 参数密度泛函模型，采用Lee-Yang-Parr 泛函 MP2 二级Moller-Plesset 微扰理论
MP4 四级 微扰理论
QCISD(T) 二次CI
基组 基组是分子轨道的数学表达，具体见第七章 开壳层，闭壳层 指电子的自旋状态，对于闭壳层，采用限制性计算方法，在 方法关键词前面加R；对于开壳层，采用非限制性计算方法， 在方法关键词前面加U。比如开壳层的HF 就是UHF。对于不 加的，程序默认为是闭壳层。 一般采用开壳层的可能性是 1. 存在奇数个电子，如自由基，一些离子 2. 激发态 3. 有多个单电子的体系 4. 描述键的分裂过程 模型的组合 高精度的计算往往要几种模型进行组合，比如用中等算法进 行结构优化，然后用高精度算法计算能量。
密度泛函(Density Functional Methods) 密度泛函是最近几年兴起的第三类电子结构理论 方法。它采用泛函(以函数为变量的函数)对薛定 鄂方程进行求解，由于密度泛函包涵了电子相关， 它的计算结果要比HF 方法好，计算速度也快。
1.2 化学模型(Model Chemistries)
化学模型的应用
1. 2. 3. 4. 5. 模型的建立 分子的稳定构形 分子的各种谱图 化学反应机理 分子中的化学键
A.化学模型的可计算性
最大原子数 分子力学 半经验 HF(DFT) MP2 CCSD(T) CASPT2 1000-100万 200-1000 50-200 25-50 8-12 <10 可计算量 粗略的几何结构 几何结构(有机分子) 能量(含过渡金属) 能量(弱, 氢键) 精确能量(弱作用) 磁性(多个多重度)
电子结构理论
这一理论基于薛定鄂方程，采用量子化学方法对分子进行处理。 主要有两类： 1. 半经验方法 包括AM1，MINDO/3，PM3，常见的软件包有MOPAC， AMPAC，HyperChem，以及Gaussian。半经验方法采用了一 些实验得来的参数，来帮助对薛定鄂方程的求解。 2. 从头算 从头算，在解薛定鄂方程的过程中，只采用了几个物理 常数，包括光速，电子和核的质量，普朗克常数，在求解薛定 鄂方程的过程中采用一系列的数学近似，不同的近似也就导致 了不同的方法。最经典的是Hartree-Fock 方法，缩写为HF。 从头算能够在很广泛的领域提供比较精确的信息，当然计算量 要比前面讲的方法大的多，就是贵得多了。
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用NICS度量环的芳香性
• NICS（Nuclear-Independent Chemical Shift ）与核无关的化学位移 • 芳香性是化学分子稳定的一个重要方面 • 芳香性来源于环上的大p键 • 芳香性可以用位于环中心处虚 原子的化学位移上（NMR) • 可以解释很多环化合物的稳定性差别
模型建立的步骤
1. 2. 3.
4.
找出活性中心: 配位中心, 反应中心 划定最感兴趣的区域: 主要配体及官能团 根据化学知识进行剪切断键,用类似原子或官 能团补全: 用氢原子代替甲基等 对削减太多的模型, 至少建立两个层级的模型 , 互相比较结果以确定能反映本质的最小模型 利用最小模型进行详细研究, 解释实验结果和 现象: 结构稳定性, 最稳构型等
1.1 计算化学概述
分子力学理论
分子理论采用经典物理对分子进行处理，可以在MM3， HyperChem，Quanta，Sybyl，Alchemy 等软件中看 到。根据所采用的力场的不同，分子理论又分为很多种。 分子力学理论方法很便宜(做量化的经常用贵和便宜来描 述计算，实际上就是计算时间的长短，因为对于要花钱 上机的而言，时间就是金钱；对于自己有机器的，要想 算的快，也要多在机器上花钱)，可以计算多达几千个原 子的体系。其缺点是: 1. 每一系列参数都是针对特定原子得出的。没有对于原 子各个状态的统一参数。 2. 计算中忽略了电子，只考虑键和原子，自然就不能处 理有很强电子效应的体系，比如不能描述键的断裂。
计算稳定构形的热化学数据
• 体系总能量(电子能量+核排斥能) • 零点振动能(从振动频率计算出) • 从0K到298K的焓, 熵(按理想气体计算)
C. 分子的各种谱图
在得到分子的稳定结构后, 可以从其波函 数得到相关的谱图, 并与实验进行对比 分子简正振动频率(红外和拉曼) (Freq) 核磁共振屏蔽张量和磁化系数 (NMR) 振动圆二色性(Freq=VCD) 旋光性(Polar=OptRot)