大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 化学动力学基础)

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大连理工大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(原子结构)【圣才出品】

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第8章 原子结构8.1 复习笔记一、氢原子光谱与Bohr 理论 1.氢原子光谱(1)线状光谱:元素的原子辐射所产生的具有一定频率的、离散的特征谱线。

(2)氢原子光谱特征:①线状光谱;②频率具有规律性。

(3)氢原子光谱的频率公式1512212113.28910()s v n n -=⨯- 【注意】n 2>n 1,且均为正整数,n 1=2时,n 2=3,4,5,6。

2.Bohr 理论Bohr 理论(三点假设):(1)定态假设:核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上稳定运行,且不辐射能量; (2)跃迁规则:①基态→激发态:电子处在离核最近、能量最低的轨道上(基态);原子获得能量后,基态电子被激发到高能量轨道上(激发态);②激发态→基态:不稳定的激发态电子回到基态释放光能,光的频率取决于轨道间的能量差。

光能与轨道能级能量的关系式为 h ν=E 2-E 1=ΔE氢原子能级图如图8-1-1所示。

图8-1-1 氢原子光谱中的频率与氢原子能级能级间能量差为H 221211()E R n n ∆=-式中,R H 为Rydberg常数,其值为2.179×10-18J 。

n 1=1,n 2=∞时,ΔE =2.179×10-18J ,为氢原子的电离能。

二、微观粒子运动的基本特征 1.微观粒子的波粒二象性定义:具有粒子性和波动性的微观粒子。

微观粒子的波长为h hmv pλ==式中,m 为实物粒子的质量;v 为粒子的运动速度;p 为动量。

2.不确定原理Heisenberg 不确定原理:处于运动状态的微观粒子的动量和位置不能同时确定。

表示为4hx p π∆⋅∆≥式中,Δx 为微观粒子位置的测量偏差;Δp 为微观粒子的动量偏差。

【注意】波动性是大量粒子运动或一个粒子多次重复运动所表现出来的性质。

三、氢原子结构的量子力学描述 1.薛定谔方程与量子数 (1)薛定谔方程()2222222280mE V x y z hψψψπψ∂∂∂+++-=∂∂∂ 式中,ψ为量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式,即原子轨道;E 为轨道能量(动能与势能总和);V 为势能;m 为微粒质量;h 为普朗克常数;x ,y ,z 为微粒的空间坐标。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 p区元素(三))

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15.1 复习笔记一、卤素的概述卤素包括氟、氯、溴、碘和砹五种元素,均为非金属元素,其中氟的非金属性最强,碘有微弱的金属性,砹是放射性元素。

1.卤素的性质卤素的许多性质有规律的递变。

随着原子序数的增大,卤素原子的半径依次增大,电离能依次减小,电负性依次减小。

其单质的氧化性按F 2,Cl 2,Br 2,I 2的次序减弱,卤素负离子的还原性按F -,Cl -,Br -,I -的次序增强。

2.卤素原子的价层电子结构卤素原子的价层电子构型为n s 2n p 5,除氟只形成-1氧化值的化合物外,氯、溴、碘都能形成多种氧化值(-1,+1,+3,+5,+7)的化合物。

3.卤素形成的单质氯水,溴水,碘水的主要成分是单质,在碱存在下,促进X 2在H 2O 中的溶解、歧化。

2222X 2H O 4HX O +−−→+,激烈程度:222F Cl Br >>>I 222X H O HXO HX −−−→++←−−−,激烈程度:222Cl Br I >>二、卤化物1.卤化物金属卤化物;根据卤化物的键型,又可分为离子型卤化物和共价型卤化物。

(1)活泼金属和较活泼金属的低氧化态卤化物是离子型的。

它们的熔点、沸点、溶解度等性质与晶格能大小有密切联系。

金属卤化物大多易溶于水,对应氢氧化物不是强碱的都易水解,产物通常为氢氧化物或碱式盐。

(2)非金属卤化物和p 区元素的多数金属卤化物都是共价型的。

p 区元素中的一些卤化物也属于共价型卤化物。

非金属卤化物为共价型卤化物,易水解,产物通常为两种酸。

3233BX 3H O H BO 3HX (X Cl,Br,I)+−−→+=4223SiCl 3H O H SiO 4HCl+→+(3)卤化物的键型及性质的递变规律:同一周期:从左到右,阳离子电荷数增大,离子半径减小,离子型向共价型过渡,熔沸点下降。

同一金属不同卤素:①AlX 3随着X 半径的增大,极化率增大,共价成分增多;Na 的卤化物均为离子键型,随着离子半径的减小,晶格能增大,熔沸点增大。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 d区元素(一))

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16.1 复习笔记一、d区元素概述1.d区元素d区元素处于s区元素和p区元素之间,又称过渡元素。

d区元素价层电子构型为(n-1)d1-10n s1-2,d区元素都是金属元素。

2.d区元素的原子半径和电离能过渡元素的原子半径从左到右的递减比较小,这是由于电子逐一填充到次外的d亚层中。

这些增加的电子处在次外层,有较大的屏蔽作用,使有效核电荷增加不明显,从而使原子的大小变化不大。

主族元素的原子半径,在同一族中从上到下随原子序数的增加而增大,电离能变小,金属性增强。

过渡元素原子半径增大的程度小于主族元素,特别是第二过渡系与第三过渡系相应元素的原子半径很接近,因为镧元素之后增加的l4个元素都属于ⅢB族过渡元素。

在这些元素的原子中,增加的电子几乎都进入外数第三层的4f轨道中,由于f电子的屏蔽作用较大,有效核电荷增大的极少,使镧系元素的原子半径逐渐缩小的不明显(镧系收缩)。

这就造成第二、第三过渡系元素的原子半径比较接近。

相对第二过渡系元素而言,第三过渡系元素有效核电荷较多,电离能较大,金属活泼性减弱。

3.d区元素的物理性质过渡元素单质大多熔点高、沸点高、密度大、硬度大、导电和导热性良好。

其中熔点最高的是钨,密度最大的是锇,硬度最大的是铬。

这可能是因为过渡元素的单质原子半径小,采取紧密堆积时原子间除了s电子外,还有部分d电子参与成键,在金属键之外有部分共价键,因此结合牢固。

4.d区元素的化学性质(1)第一过渡系元素都是比较活泼的金属,而第二、第三过渡系元素不如第一过渡系元素活泼。

这种差异表现在它们和酸的反应上。

第一过渡系金属除了钒和铜外,均能置换酸中的氢放出氢气;第二、第三过渡系金属均不活泼,除了IIIB族的钇,镧以及IIB族的镉外,它们很难和非氧化性酸作用。

如要将它们溶解,需分别选用浓H2SO4,HNO3,王水,HNO3与HF的混酸或者熔碱与它们相作用。

例如:第一过渡系除Cu外均能与稀酸作用,第二、三过渡系仅能溶于王水、氢氟酸,而Ru, Rh, Os, Ir不溶于王水。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 原子结构)

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8.1 复习笔记一、氢原子光谱与Bohr 理论1.氢原子光谱氢原子光谱是人们认识原子结构的实验基础,原子光谱是线状光谱。

每种元素的原子辐射都具有由一定频率成分构成的特征光谱,是一条条离散的谱线,称为线状光谱。

每一种元素都有各自不同的原子光谱。

氢原子光谱的频率的经验公式:,n=3,4,5,615122113.28910()s 2v n-=⨯-2.Bohr 理论Bohr 理论(三点假设):(1)核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐射能量;(2)通常,电子处在离核最近的轨道上,能量最低——基态;原子获得能量后,电子被激发到高能量轨道上,原子处于激发态;(3)从激发态回到基态释放光能,光的频率取决于轨道间的能量差。

氢原子光谱中各能级间的能量关系式为:21h E E ν=-氢原子能级图如图8-1所示。

图8-1能级间能量差为H 221211(E R n n ∆=-式中,R H 为Rydberg 常数,其值为2.179×10-18 J 。

当时,,即氢原子的电离能。

121n n ==∞或182.17910J E -∆=⨯二、微观粒子运动的基本特征1.波粒二象性微观粒子具有粒子和光的特性,即具有波粒二象性。

微观粒子的波长为:hhmv pλ==式中,m 为实物粒子的质量;v 为粒子的运动速度;p 为动量。

2.不确定原理Heisenberg 不确定原理:2hx p π∆⋅∆≥式中,Δx 为微观粒子位置的测量偏差;Δp 为微观粒子的动量偏差。

微观粒子的运动不遵循经典力学的规律。

微观粒子的波动性是大量微粒运动表现出来的性质,即具有统计意义的概率波。

三、氢原子结构的量子力学描述1.薛定谔方程与波函数式中,ψ为量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式,即原子轨道;E 为轨道能量(动能与势能总和);V 为势能;m 为微粒质量;h 为普朗克常数;x ,y ,z 为微粒的空间坐标。

2.量子数主量子数n :n =1,2,3…正整数,它决定电子离核的远近和能级。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(热化学)【圣才出品】

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式中,U、p、V、H 均是状态函数,焓(H)与热力学能的单位相同,其绝对值也不能 测定。
②热化学方程式 定压反应热 Qp:封闭系统中,系统压力与环境压力相等时的反应热。 在定压和不做非体积功的过程中,封闭系统从环境所吸收的热等于系统焓的增加,即 Qp=ΔH 规定:吸热反应,ΔH>0;放热反应,ΔH<0。 焓变 ΔH 的单位为 J·mol-1 或 kJ·mol-1。 反应的定压反应热可以用杯式热量计测量。
5.化学反应计量式和反应进度 (1)化学反应计量式(化学反应方程式) ①定义 依据质量守恒定律,用规定的化学式和化学符号表示化学反应的式子。 ②化学反应方程式书写原则 a.根据反应方向和事实,写出反应物和产物的化学式; b.根据原子守恒、电荷守恒配平化学式; c.标注物质状态(g,l,s,aq)。 (2)反应进度(ξ)
气体的标准状态:p=pϴ。混合气体中某组分的标准态是指该组分单独存在且分压为 pϴ 时的状态。
液体或固体的标准状态:温度为 T,p=pϴ。 液体溶液中溶剂和溶质的标准态:p=pϴ,bB=bϴ=1mol·kg-1,且表现出无限稀释溶 液特性时溶质的假想状态。溶液浓度较小时,bϴ≈cϴ=1mol·L-1。
2.热力学第一定律(能量守恒与转化定律) (1)定义 系统的热力学能的变化等于系统与环境之间传递的热和功的总值,其数学表达式为
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ΔU=Q+W
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【适用条件】封闭系统。
(2)应用
隔离系统的过程:Q=0,W=0,ΔU=0。
二、热力学第一定律 1.能量传递 (1)能量传递的形式 热和功是系统与环境之间能量传递的两种形式,能量的传递具有方向性。 (2)能量传递的过程 ①热力学上规定: a.系统吸热,Q>0;系统放热,Q<0; b.环境对系统做功,W>0;系统对环境做功,W<0。 ②功的分类: a.体积功:系统因体积变化而对抗外压所做的功; b.非体积功:所有其他形式的功。 (3)能量传递的特点 热力学能(内能,U)是系统所有粒子内部能量的总和。无法测定具体值,但可确定其 变化量(ΔU) 能量传递特点:热和功不是状态函数,均与过程有关,而热力学能 U 是状态函数,与 过程无关。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 p区元素(一))

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13.1 复习笔记一、p区元素概述1.p区元素包括了除氢以外的所有非金属元素和部分金属元素。

与s区元素相似,p区元素的原子半径在同一族中自上而下逐渐增大,它们获得电子的能力逐渐减弱,元素的非金属性也逐渐减弱,金属性逐渐增强。

除第ⅦA族和稀有气体外,p区各族元素都由明显的非金属元素过渡到明显的金属元素。

2.p区元素特征(1)各族元素性质由上到下呈现二次周期性①第二周期元素具有反常性(只有2s,2p轨道);第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能。

②第四周期元素表现出异样性(d区插入),例如:溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸(HClO3,HIO3)、高卤酸(HClO4,H5IO6)强。

③最后三个元素性质缓慢地递变(d区、f区插入)。

(2)多种氧化值①p区元素的价电子构型为n s2n p1-6,具有多种氧化态。

例如:氯的氧化值有+1,+3,+5,+7,-1,0等。

②惰性电子对效应:同族元素从上到下,低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。

(3)电负性大,形成共价化合物。

二、硼族元素1.硼族元素概述硼族元素包括B,Al,Ga,In,Tl五种元素,其价电子构型为n s2n p1,因此他们一般形成氧化值为+3的化合物。

随着原子序数的增加,形成低氧化值+1化合物的趋势逐渐增强。

硼的原子半径较小,电负性较大,所以硼的化合物都是共价型的,在水溶液中也不存在B3+。

在硼族元素化合物中形成共价键的趋势自上而下依次减弱。

(1)缺电子元素硼族元素原子的价电子轨道数为4,而其价电子只有3个,这种价电子数小于价键轨道数的原子称为缺电子元素。

它们所形成的化合物有些为缺电子化合物。

缺电子化合物的特点:易形成配位化合物HBF4;易形成双聚物Al2Cl6。

(2)硼族元素的一般性质①B是非金属单质,Al、Ga、In、Tl是金属单质;②B,Al,Ga的氧化态是+3,In的氧化态是是+1和+3,Tl的氧化态是+1;③B的最大配位数是4,Al、Ga、In、Tl 的最大配位数是6。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(配合物结构)【圣才出品】

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第11章配合物结构11.1 复习笔记一、配合物的空间构型、异构现象和磁性1.配合物的空间结构(1)定义配合物:提供孤电子对的配体与接受孤电子对的中心离子(或原子)以配位键结合形成的化合物。

配合物的空间结构:围绕着中心离子(或原子)的配体排布的几何构型。

(2)影响因素①配位数的多少;配合物的空间构型与配位数间的关系如表11-1-1所示。

表11-1-1 配合物的空间构型与配位数②中心离子、配体种类。

示例:[Ni(CN)4]2-为平面正方形构型,而[Ni(Cl)4]2-是四面体构型。

(3)配合物的空间构型的规律①形成体在中间,配体围绕中心离子排布;②配体间倾向于尽可能远离,能量低,配合物稳定。

2.配合物的异构现象(1)定义配合物的异构现象:两种或两种以上配合物的化学组成相同而结构、性质不同的现象。

(2)分类配合物的异构现象可分为:键合异构、配位异构、几何异构和旋光异构。

在这里主要介绍后两种异构现象。

①几何异构:根据配体相对于中心离子的排列位置可分为顺式异构体和反式异构体两类。

配位数为4的平面正方形和配位数为6的八面体构型的配合物会发生顺、反异构。

配位数为4的四面体配合物以及配位数为2和3的配合物不存在几何异构体。

②旋光异构(光学异构):由分子的特殊对称性(无对称面和对称中心)形成的两种异构体而引起旋光性相反的现象。

两种旋光异构体互成镜像关系。

配位数为4的平面正方形构型的配合物一般无旋光性,而四面体构型则存在旋光性。

3.配合物的磁性(1)定义配合物的磁性:配合物在磁场中所表现出来的相关特性。

(2)分类: ①顺磁性物质:含有未成对电子的配合物;②反磁性物质:不含有未成对电子的配合物。

(3)表示方法配合物磁性可用磁矩(µ)进行表示。

磁矩µ与配合物中的未成对电子数n 间的关系为式中,µB 为磁矩单位,玻尔磁子,1µB =9.274×10-24J ·T -1。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 氧化还原反应电化学基础)

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 氧化还原反应电化学基础)

7.1 复习笔记一、氧化还原反应的基本概念化学反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。

将有电子转移(或得失)的反应称为氧化还原反应。

在氧化还原反应中,还原剂失去电子被氧化,氧化剂得到电子被还原,氧化过程和还原过程同时发生。

1.氧化值(1)氧化值的定义元素的氧化值是指某元素的一个原子的荷电数。

该荷电数是假定把每一化学键的电子指定给电负性更大的原子而求得的。

(2)氧化值的规则确定氧化值的规则: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,在氧的氟化物中,如OF2和O2F2中,氧的氧化值分别为+2和+1;⑤在所有的氟化物中,氟的氧化值为-1;⑥碱金属和碱土金属在化合物中的氧化值分别为+1和+2;⑦在中性分子中,各元素氧化值的代数和为零;在多原子离子中,各元素氧化值的代数和等于离子所带电荷数。

们的氧化数。

如CO2,C氧化值为+4,O的氧化值为-2。

氧化数可为整数,也可是分数或小数。

氧化剂中某元素的原子得到电子,其氧化值降低;还原剂中某元素的原于失去电子,其氧化值升高。

氧化还原电对:在半反应式中,同一元素的两种不同氧化数物种组成了氧化还原电对。

用符号表示为:氧化型/还原型。

氧化型或还原型物质必须是能稳定存在的。

2.氧化还原反应方程式的配平(1)配平原则①电荷守恒:氧化剂所得电子数等于还原剂所失电子数;②质量守恒:反应前后各元素的原子总数必须各自相等,各物种电荷数的代数和相等。

(2)配平步骤①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式);②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应;③分别配平两个半反应方程式,等号两边各元素的原子总数各自相等且电荷数相等;④确定两个半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数,将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数,使得、失电子数目相同,将两者合并,就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。

大学无机化学第五版第三章化学动力学基础

大学无机化学第五版第三章化学动力学基础

aA(aq) + bB(aq)
yY(aq) + zZ(aq)
r dcA dcB dcY dcZ adt bdt ydt zdt
对于定容的气相反应:
r 1 dpB
B dt
§3.2 浓度对反应速率的影响 —速率方程
3.2.1 化学反应速率方程
3.2.2 由实验确定反应速率方程的 简单方法——初始速率法
反应速率—— mol·L-1·s-1等 分类:平均速率( r )、瞬时速率( r )
若以C1、C2代表时间t1、t2时,某反应物或生成物的 浓度则:
平均速率:化学反应在某一有限时段内浓度的变化量。
_
r= ±
C2 - C1 t2 - t1
△C =±
△t
为使反应速率为正值:若用反应物浓度表示 C2﹤C1,△C为负,则前面加负号;若用生成物浓度表 示 C2﹥C1,△C为正,则前面取正号。
答:各物质的系数不同;各数值除以系数后相等。
对于一般的化学反应: 0 BB
B
定容条件下,定义:r d
Vdt
r——定容条件下的反应速率(mol·L-1·s-1)
d dnB dt Bdt r d dnB 1 dcB Vdt V Bdt Bdt
溶液中的化学反应:
反应 级数
2
1+1
2NOg O2 g 2NO2 g r k[c(NO)]2c(O2) 2+1
2+1 2NOg 2H2 g N2 g H2Og r k[c(NO)]2 c(H2 )
S2O82 aq 3I aq 2SO24 aq I3 aq
t/ s
VSTP O2 /mL cN2O5 / mol L1

无机化学知识点摘要大连理工大学第五版

无机化学知识点摘要大连理工大学第五版

Q 表示。
以热的形式转移能量总带有一定的方向性。热能自动地从高温物体传递到低温物体。热力学中以
Q
值的正、负号来表明热传递的方向。若环境向系统传递热量,系统吸热,
Q 为正值,即 Q>0;。系统
向环境放热, Q 为负值, Q<O。 Q 与具体的变化途径有关,不是状态函数
(2) 功:系统与环境之间除热以外其他的能量传递形式,称之为功,以符号
体积和它们相互间的作用力都可以忽略不计, 这就是理想气体混合物。 其中每一种气体都称为该混合气
体的组分气体。
5、混合气体中某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。
对于理想气体来说, 某组分气体的
分压力等于在相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
6、 Dalton 分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。 7、 Amage 分体积定律: 混合气体中组分 B 的分体积 VB 是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压
力时占有的体积。
8、气体分子动理论的基本要点:
(1) 气体是由分子组成的,分子是很小的粒子,彼此间的距离比分子的直径大许多,分子体积与气体体
积相比可以略而不计。
(2) 气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒地无规则运动之中。
(3) 除了在相互碰撞时,气体分子间相互作用是很弱的,甚至是可以忽略的。
(4) 气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。碰撞时总动能保持不变,没有能量损失。
W 表示。环境对系统做功 ( 环
境以功的形式失去能量 ),W>0; 系统对环境做功 (环境以功的形式得到能量 )W<0 。功与热一样,与途
径有关,不是状态函数。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(9-12章)【圣才

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2.共价键的特点:具有饱和性和方向性。 饱和性:一个原子能有几个未成对的电子,便可与其他原子的几个自旋相反的未成对电 子配对成键。 方向性:指每个原子与周围原子形成共价键有一定角度(两个原子间形成共价键时往往 只能沿着一定的方向结合)。
3.共价键的键型: (1)σ键:原子轨道沿核间联线方向进行同号重叠形成的共价键(头碰头),其键能大, 稳定性高。 (2)π键:两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠(肩并肩),其键能小于
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第 9 章 分子结构
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9.1 复习笔记
一、价键理论 价键理论,简称 VB 理论,又称电子配对理论,本质是由于原子轨道重叠,原子核间电 子几率密度增大吸引原子核而成键。 1.基本要点: (1)原子中自旋方向相反的未成对的电子相互配对形成稳定的化学键; (2)形成共价键的原子轨道必须在对称性一致的前提下发生重叠,重叠程度愈大,形 成的共价键愈牢固,即原子轨道最大重叠原理。
键级越大,键越牢固,分子越稳定。 (2)键能 在双原子分子中,于 100 kPa 下将气态分子断裂成气态原子所需要的能量称为键的解 离能。 在多原子分子中,断裂气态分子中的某一个键,形成两个“碎片”时所需要的能量称为 此键的解离能。 键能通常是指标准状态下气体分子拆开成气态原子时,每种键所需能量的平均值。 (3)键长 分子中两原子核间的平衡距离称为键长。 键长递增,键能则递减;单键、双键及叁键的键长依次缩短,键能依次增大,但与单键 并非两倍、三倍的关系。 (4)键角 键角和键长是反映分子空间构型的重要参数,它们均可通过实验测知。 (5)键矩
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键矩是表示键的极性的物理量,记作μ。μ为矢量。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(d区元素(二))【圣才】

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制备:
Cu 2
OH
2
CO3
200℃
2CuO
CO2
H2O
特点:CuO 是碱性氧化物,与 H2SO4、HCl、HNO3 作用生成铜盐。如:CuSO4·5H2O
(胆矾)。
蓝色的 CuSO4·5H2O 受热逐步脱水得到 CuSO4 白色粉末。无水 CuSO4 具有强吸水性。
①Cu2+的氧化性
2Cu2 4I 2CuI s,白+I2 I CuI2 无色
2Cu 2
4CN
2CuCN
s,白
CN 2
CN
Cu
CN 2
②Cu2+的鉴定(弱酸性)
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2Cu2 Fe CN6 4 Cu2 Fe CN6 s红棕
④Zn 与强碱溶液或氨水反应,生成配离子和 H2。
【注意】汞蒸气对人体有害,当汞不慎撒落后,可通过撒硫粉生成难溶硫化汞的方法除
去。
3.锌族元素的化合物 Zn、Cd、Hg 三者均能形成氧化值为+2 的化合物,汞还能形成氧化值为+1 的化合物。 (1)锌、镉的化合物 ①卤化物 锌的卤化物中,ZnF2 微溶于水外,其他易溶于水。ZnCl2 的水解反应为 ZnCl2+H2O⇌Zn(OH)Cl+HCl ②氧化物和氢氧化物 ZnO、CdO 均难溶于水,ZnO 呈两性,CdO 呈碱性。 Zn2+、Cd2+的溶液中分别加入适量碱,则生成相应氢氧化物 Zn(OH)2、Cd(OH) 2。 ③硫化物 ZnS(白色)、CdS(黄色)均难溶于水。ZnS 溶于稀酸,CdS 难溶于稀酸,利用生成
③Cu(Ⅱ)与 Cu(Ⅰ)的转化

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(1-4章)【圣才出

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pB
nB RT V
pB xB p
式中,
xB
nB n
,为
B
组分气体的物质的量分数,即摩尔分数。
四、分体积定律
混合气体体积等于各组分气体的分体积之和:
V V1 V2 VB
B
理想气体混合物中某一组分 B 的分体积 VB 是该组分气体单独存在并具有与混合气体相
p p1 p2 或 p pB
B
混合气体中某组分气体 B 对器壁产生的压力称为该组分气体的分压力 pB。组分气体即 理想气体混合物中的每一种气体。
对于理想气体来说,某组分气体 B 的分压力 pB 等于相同温度下该组分气体单独占有与 混合气体相同体积时所产生的压力,即:
pBV nBRT
2 / 83
p2
p1V1 V2
103.4 3.5103 5.10 103
71kPa
因为 M
mRT V
,
所以
M (He)
637g 8.314J mol 1 K 1 273.15K 103.4kPa 3.5 103L
4.0g
mol
1 。
(3)已知 p1 101.325kPa0.98 99.30kPa ,V1 104 L , T1 303K , p2 60.80kPa ,
M M mRT pV
其中,M 单位为 g·mol-1。 (3)确定气体的密度
根据 M mRT RT ,得出: pV p pM RT
三、分压定律 理想气体状态方程式不仅适用于单一组分的气体,也适用于多组分的混合气体或其中某 一种组分气体。在理想气体混合物中,若各组分之间不发生化学反应,也没有任何其他相互 作用,则它们之间互不干扰,如同各自单独存在一样。 分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和,这一定律被称为 Dalton 分压定律。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(沉淀溶解平衡)【圣才】

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第 6 章 沉淀溶解平衡
6.1 复习笔记
一、溶解度和溶度积 1.溶解度 定义:溶解度(s)指溶液在一定温度达到溶解平衡时,溶剂中所含的溶质的量。单位 为 mol/L 或 g/100g H2O。
2.溶度积 定义:溶度积指一定温度下,难溶电解质的溶解速率等于沉淀速率时的标准平衡常数 Kspϴ。 对于一般的沉淀反应 AnBm(s)⇌nAm+(aq)+mBn-(aq) 溶度积通式为:Kspϴ(AnBm)={c(Am+)}n{c(Bn-)}m。 【注意】溶度积 Kspϴ 与固体晶型有关,其大小与温度有关,与溶液离子的浓度无关; 溶解度 s 的大小与温度、PH、溶液组成等有关。
NH
4
)][PO34
]
3.放射化学技术在确定溶度积常数中是很有用的。在测定 Kspϴ(AgIO3)实验中,将 50.0mL 的 0.010mol·L-1AgNO3 溶液与 100.0mL 的 0.030mol·L-1NaIO3 溶液在 25℃下 混合,并稀释至 500.0mL。然后过滤掉 AgIO3 沉淀。滤液的放射性计数为 44.4s-1·mL-1, 原 AgNO3 溶液的放射性计数 74025s-1·mL-1。计算 Kspϴ(AgIO3)。
3.溶度积与溶解度 溶度积与溶解度换算关系如表 6-1-1 所示。
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表 6-1-1 溶度积与溶解度换算关系
【说明】对难溶电解质 AmBn(s),当“m/n”相同时,称为同类型,其 Kspϴ 与 S 的换 算关系式相同电子书、题库视频学习平台

2.同离子效应和盐效应 (1)同离子效应:在难溶电解质饱和溶液中加入含有同离子的易溶强电解质使难溶电 解质的溶解度降低的现象。 (2)盐效应:在难溶电解质溶液中加入易溶强电解质使难溶电解质溶解度增大的现象。 【注意】在加入含有同离子的强电解质时,同离子效应和盐效应均会产生,以前者为主。 若难溶电解质的 Kspϴ 很小,忽略盐效应;若 Kspϴ 较大,必须考虑盐效应。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 氧化还原反应电化学基础)

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E (Zn2 / Zn) 0.7621V , E (Fe2 / Fe) 0.4089V , E (Fe3 / Fe2 ) 0.769V , E (Cl2 / Cl ) 1.36V 。
EM F E (Cl2 / Cl ) E (Fe3 / Fe2 ) 1.36V 0.769V 0.591V
则 E (In / In) E (In3 / In ) 需大于零,由查表知 E (In / In) E (In3 / In ) 0.125V (0.445V ) 0.32V 0
所以能发生歧化反应,则:
(2)查阅表得 E (Tl3 / Tl ) 1.280V , E (Tl / Tl) 0.336V ,若发生歧化,则 E (Tl / Tl) E (Tl3 / Tl ) 需大于零, 由查表知 E (Tl / Tl) E (Tl3 / Tl ) 0.336V 1.280V 1.616V 0
解:电对的标准电极电势越小,对应的还原型的还原能力越强。查阅电极电势表可 知还原剂的还原性顺序由强到弱为: Zn, Sn, H2S, Sn2 , SO32 , Cu , I , Fe2 , Hg22 , Br 。
9. 根据各物种相关的标准电极电势,判断下列பைடு நூலகம்应能否发生;如果能发生反应,完成 并配平有关反应方程式:
10. 根据附表六中能查到的相关电对的标准电极电势的数据,判断下列物种能否歧化,
确定其最稳定的产物,并写出歧化反应的离子方程式,计算 298K 下反应的标准平衡常数。
在碱性溶液中。
解:(1)查阅表得 E (In3 / In ) 0.445V , E (In / In) 0.125V ,若发生歧
化,
2
2
3. 完成并配平下列在酸性溶液中所发生反应的方程式。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 化学动力学基础)

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3.2 课后习题详解
1.在酸性溶液中,草酸被高锰酸钾氧化的反应方程式为:
其反应速率方程为:
确定各反应物种的反应级数和反应的总级数。反应速率系数的单位如何? 解:根据反应级数的基本概念和速率方程式
r kc(MnO4 )c(H2C2O4 ) 可知:对于 MnO4 ,反应级数为 1;对于 H2C2O4 ,反应级数为 1。 所以总反应的反应级数为 2,反应速率系数的单位为 molgL1gs1 。
来的 5 倍,所以溴的颜色消失的时间是第 1 组的 5 倍,即 t 2.9102 s 5 1.4103 s 。
(7)将第 6 次实验与第 1 次实验对比,丙酮和溴的浓度都相同,盐酸的浓度增至原
来的 4 倍,则反应速率增至原来的 4 倍,溴的消失时间变为原来的 1 , 4
t 1 290s 72s 。 4
以测定溴的黄棕色消失所需要的时间来研究其速率方程。23.5℃下,该反应的典型实 验数据如下表:
(1)哪一物种是限制因素?
(2)在每次实验中,丙酮浓度有很大变化吗?HCl 浓度变化吗?并说明之。
(3)该反应对 Br2 的反应级数是多少?并说明之。 (4)该反应对丙酮的反应级数是多少?对 HCl 的反应级数是多少?
度比其大的多。而 HCl 的浓度不变,因为其为催化剂。
(3)该反应对溴的反应级数为 0。因为通过第 1 组和第 2 组实验数据分析得到,当 丙酮和盐酸的浓度不变时,对溴而言,溴的浓度变为原来的 2 倍,反应时间也变为原来的
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2 倍,反应速率与溴的浓度无关台。
(4)同理通过对第 1 组和第 3 组实验数据分析得到,该反应对 CH3COCH3 的反应级 数为 1。通过第 1 组和第 4 组实验数据分析得到,该反应对 HCl 的反应级数也为 1。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(p区元素(三))【圣才】

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第15章p区元素(三)15.1 复习笔记一、卤素概述1.卤素卤素:元素周期表中第ⅦA族元素(F、Cl、Br、I、At)。

其中,氟的非金属性最强,碘有微弱的金属性,砹是放射性元素。

2.卤素的性质(1)价电子构型:ns2np5;(2)常见氧化值:F(-1),Cl、Br、I(-1,+1,+3,+5,+7);(3)电负性:大,F>Cl>Br>I;(4)单质氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。

二、卤素单质1.卤素单质的物理性质卤素单质的物理性质如表15-1-1所示。

表15-1-1 卤素单质的物理性质2.卤素单质的化学性质卤素单质与水作用会发生置换反应和歧化反应。

(1)置换反应:2X2+2H2O→4HX+O2,激烈程度:F2>Cl2>Br2>I2。

(2)歧化反应:X2+H2O⇌HX+HXO,激烈程度:Cl2>Br2>I2。

【注意】需要重点掌握几种卤素单质的颜色及其反应类型,溶液鉴别类题目中经常会涉及到此部分内容。

三、卤化物1.卤化物(1)定义卤化物是卤素与电负性较小的元素生成的化合物。

(2)分类根据卤化物的元素种类,可分为金属卤化物和非金属卤化物;根据卤化物的键型,可分为离子型卤化物和共价型卤化物。

(3)金属卤化物和非金属卤化物金属卤化物:碱金属、碱土金属等元素卤化物属于离子型卤化物,熔、沸点较高,易溶于水,熔融状态和水溶液中可导电;高氧化值金属卤化物,如AlCl3、FeCl3等,属共价型卤化物,熔沸点低,熔融后不导电,极易水解。

非金属卤化物:共价型卤化物,熔沸点随卤素原子序数的增大而升高。

(4)卤化物的键型及性质的递变规律同周期:从左到右,离子型向共价型过渡,离子半径↓,阳离子电荷数↑,熔沸点↓,导电性↓。

同一金属不同卤素:随着卤素X 离子半径↑,极化率↑,共价性↑。

同一金属不同氧化值:氧化值高的卤化物具有明显共价性,熔沸点相对较低。

2.卤化氢(1)物理性质无色、具有刺激性气味的气体,液态的卤化氢不导电。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 p区元素(二))

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14.1 复习笔记氮族元素包括氮、磷、砷、锑和铋。

氮和磷是非金属元素,砷和锑为准金属,铋是金属元素。

氮族元素形成的化合物主要是共价型的,且原子愈小,形成共价键的趋势愈大。

氮族元素氢化物的稳定性从NH3到BiH3依次减弱,碱性也依次减弱,酸性依次增强。

氮族元素氧化物的酸性随原子序数的递增而递减。

一、氮族元素单质氮主要以单质N2存在于大气中。

磷容易被氧化,主要以磷酸盐形式存在于自然界中。

通常将磷酸钙、沙子和焦炭混合加热至1500 ℃制取白磷。

磷的同素异形体有白磷、红磷和黑磷三种。

白磷化学性质活泼,易氧化,能自燃,有剧毒。

砷、锑和铋主要以硫化物存在于自然界中。

通常将硫化物焙烧得到相应的氧化物,然后用碳还原制备相应的单质。

二、氮族元素化合物1.氮的化合物氮原子的价层电子构型为n s2n p3。

氮能形成氧化值为+3和+5的化合物,其中氮原子大多以共价键与其他元素的原子结合。

(1)氨与铵盐氨分子是极性分子,其构型为三角锥。

氨分子间形成氢键,氨的熔点、沸点在同族元素氢化物中反常地高。

氨的主要反应类型为:①氨作为Lewis碱发生加合反应;②氨分子中的氢被取代;③氨作为还原剂被氧化。

铵盐易溶于水,在水中发生水解反应,与强碱作用并加热生成氨。

固体铵盐受热分解的规律为:挥发性酸的铵盐(如(NH4)2CO3等)分解为氨和相应的酸;不挥发性酸的铵盐(如(NH4)3PO4等)分解为氨和相应的酸或酸式盐;氧化性酸的铵盐(如(NH4)2Cr2O7等)分解为氮气等产物。

(2)氮的氧化物、含氧酸及其盐氮可以形成多种氧化值的氧化物:N2O,NO,N2O3,NO2,N2O4,N2O5等。

它们的热稳定性较差。

NO易被O2氧化为NO2,NO用于制取硝酸和硝酸盐。

①亚硝酸:亚硝酸是弱酸,很不稳定,易分解;亚硝酸盐一般易溶于水,碱金属、碱土金属的亚硝酸盐热稳定性较高。

在酸性溶液中亚硝酸盐具有氧化性。

NO2-中,氮原子与氧原子形成σ键,还形成一个三中心四电子的大π键。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 酸碱平衡)

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大的酸是较强的酸。
K
θ a
受温度影响变化不大。
弱酸的解离常数可用 pH 计测定溶液的 pH 值来确定。通过计算可得一定浓度的弱酸
溶液的平衡组成。通常情况下,
K
θ a
?
K
θ w
,在计算
HA
溶液中的
c
(H3O+)时,可以忽
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略水的解离平衡。
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5.1 复习笔记
一、酸碱质子理论的基本概念 1.酸 能释放质子 H+的任何含氢原子的分子或离子的物种,即质子的给予体。
2.碱 任何能与质子结合的分子或离子的物种,即质子的接受体。
3.两性物质 既能给出质子,又能接受质子的物质。水就是两性物质之一。
4.共轭酸碱对 酸给出质子生成相应的碱(共轭碱),而碱结合质子后又生成相应的酸(共轭酸);酸 与碱之间的这种依赖关系称共轭关系。相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对,例如:HAc 的 共轭碱是 Ac-,Ac-的共轭酸是 HAc,HAc 和 Ac-是一对共轭酸碱对。
5.酸碱解离反应 根据酸碱质子理论,可知酸碱解离反应实质是质子转移反应。 酸和碱的强弱不仅决定于酸和碱本身释放质子和接受质子的能力强弱,同时也取决于 溶剂接受和释放质子的能力。同一种物质在不同溶剂中的酸碱性不同,因此,为了比较不 同种酸、碱的强度,应在同一溶剂中进行。通常以水作为溶剂比较酸、碱传递质子的能力。
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6.溶剂的区分效应 根据各种弱酸、弱碱的标准解离常数可以比较酸、碱的强弱,这就表现了溶剂水的区 分能力。同一溶剂能区分不同酸(或碱)相对强弱的作用,称为溶剂的区分效应。

大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(名校考研真题详解 化学动力学基础)

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3.3 名校考研真题详解一、判断题1.升高同样温度,大的反应速率增加的倍数比小的反应速率增加的倍数大。

(a E a E )[南京航空航天大学2012研]【答案】×【解析】根据Arrhenius 方程可知,与反应速率成反比,当升高同样0e a E RT k k -=a E 温度时,大的反应速率增加的倍数比小的反应速率增加的倍数小。

a E a E 2.反应级数越大,反应的反应速率越大。

( )[南京航空航天大学2012研]【答案】×【解析】反应速率与反应物浓度之间的定量关系为:,其中为反应的A B r kc c αβ=αβ+总级数,可知反应速率不仅与反应级数有关,与反应的浓度也有关,故反应级数越大,反应的反应速率不一定越大。

3.的反应,实验测定的动力学方程表明是二级反应,因此它是一个222H I HI +→双分子反应。

( )[南京航空航天大学2011研]【答案】×【解析】反应的分子数是指参加反应的物种粒子数,故该反应的分子数是3。

反应的级数是指速率方程中各浓度项的相应指数之和,它与反应的分子数没有必然联系。

但通常在基元反应或简单反应,反应的分子数与反应的级数相等。

1.已知某化学反应的速率常数为,则此反应为()级反应,半衰416.2910s --⨯期为( )s 。

[南京航空航天大学2012研]【答案】一;1102【解析】速率系数单位由反应级数n 确定,可表示为;故该反应为111(mol L )s n ---⋅⋅一级反应。

一级反应的半衰期为:1/241ln 21102s 6.2910t s--==⨯2.对于( )反应,其反应级数一定等于化学反应方程式中反应物的计量数(),速率系数的单位由()决定。

若某反应速率系数k 的单位是mol -2·L 2·s -1,则该反应的反应级数是( )。

[北京科技大学2011研]【答案】元;之和;反应级数;三【解析】化学反应速率方程是反应速率与反应物浓度之间的定量关系为:A Br kc c αβ=式中,k 为速率系数,与浓度无关,与温度T 有关。

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3.1 复习笔记
一、基本概念
1.平均速率
在某一时间间隔内浓度变化的平均值,。

1c r n t
∆=±⋅∆2.瞬时速率
时间间隔Δt→0时的平均速率的极限值,01lim t c dc r n t
n dt ∆→±∆==±⋅⋅∆。

3.定容反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,定义式为:(其中),单位为mol·L -1·s -1。

B B d d 1d d c r V t t
ξν==B B n c V =二、化学反应速率方程
1.化学反应速率方程的表述
化学反应速率方程是反应速率与反应物浓度之间的定量关系,
A B
r kc c αβ=式中,k 为速率系数,与浓度无关,与温度T 有关,单位由反应级数n 确定,可表示为(mol·L -1)1-n ·s -1;c A ,c B 分别为反应物A 和B 的浓度,单位为mol·L -1;α,β分别为反应对A 和B 的反应级数,量纲为一;(α+β)为反应的总级数。

速率常数k :
(1)可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率;
(2)k由化学反应本身决定,与反应物的本性有关,是化学反应在一定温度时的特征常数,不同的反应有不同的k值;
(3)相同条件下,k的大小反映了反应的快慢,k值越大,反应速率越快;
(4)k的数值与反应物的浓度无关;
(5)同一反应,k随温度、溶剂和催化剂而变化。

反应级数:
(1)表示反应速率与物质的量浓度(摩尔浓度)的关系;
(2)零级反应表示反应速率与反应物浓度无关;
(3)一级反应表示反应速率与反应物浓度的一次方成正比;二级…三级…类推,四级及以上反应不存在;
(4)反应级数可以是分数或负数,负数时表示该物质浓度的增加反而抑制了反应,使反应速率下降。

2.确定反应级数的方法
(1)对于基元反应(一步完成),α=a,β=b;
(2)对于复合反应,α和β由实验确定。

3.温度对化学反应速率的影响
(1)大多数化学反应的速率都随温度的升高而增大。

(2)如果反应物浓度恒定,温度每升高10K,反应速率大约增加2~4倍。

(3)不论吸热反应还是放热反应,温度升高反应速率都加快。

三、Arrhenius 方程
1.Arrhenius 方程
对大多数化学反应来说,温度升高,k 增大,反应速率加快,只有少数反应例外。

Arrhenius 方程:表示温度T 与速率常数k 之间定量关系的方程式,
或 0e a E RT k k -=0ln ln a
E k k RT
=-式中,E a 为实验活化能,单位为kJ·mol -1;k 0为指前参量,又称为频率因子,与k 有相同的单位。

2.Arrhenius 方程的应用
(1)计算反应的活化能E a ;
(2)由E a 计算反应速率系数k 。

四、反应速率理论和反应机理
1.碰撞理论
反应物分子A 和B 必须通过碰撞,而且只有其碰撞动能大于或等于某临界能E c 的碰撞才能发生反应。

根据碰撞理论,反应物分子必须有足够的最低能量,并以适宜的方位相互碰撞,才能导致发生有效碰撞。

碰撞频率越高,活化分子分数越大,概率因子大,才可能有较大的反应速率。

2.活化络合物理论(过渡态理论)
分子发生碰撞首先形成一种过渡态的活化络合物。

形成的过渡态络合物不稳定,能很快转化为产物,也可能转化为反应物。

过渡态和始态的势能差为正反应的活化能。

温度一定时,增大反应物浓度,就增大了活化分子数,反应加快;浓度一定时,如果升高温度,临界能E c减小,活化分子数增加,反应速率系数增大,反应加快。

3.反应机理
(1)基元反应
基元反应指反应物微粒(如分子、原子和离子等)经一步作用就直接转化为产物的反应。

又称之为简单反应。

注:基元反应的反应级数与反应方程式中反应物化学式的系数是一致的,但属于基元反应的反应很少,大部分的化学反应都是复合反应。

(2)复合反应
复合反应指反应物微粒(如分子、原子和离子等)要经两步或两步以上作用才转化为产物的反应。

注:复合反应的反应级数与反应方程式中反应物化学式的系数是不一致的,由实验确定。

(3)降低温度反应速率加快的反应(特例)。

五、催化剂对反应速率的影响
1.催化剂的定义
催化剂是指存在少量就能显著加速反应而本身质量并无损耗的物质。

2.催化剂的主要特点
(1)催化剂只能对热力学上可能发生的反应起加速作用;
(2)催化剂只改变反应途径,降低反应活化能,同时加快正、逆反应速率,缩短了达到平衡的时间,并不改变反应的平衡状态;
(3)催化剂有选择性;
(4)催化剂只有在特定的条件下才显示活化性。

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