Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Четвертый семестр / Четвертый семестр / Специальная химия / Савельев Г.Г., Смолова Л.М. Общая химия (2006)

.pdf
Скачиваний:
168
Добавлен:
29.05.2015
Размер:
4.1 Mб
Скачать

Савельев Г.Г., Смолова Л.М. «Общая химия».

Учебное пособие. 2006 г

Раздел 4. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРМОДИНАМИКИ........................................................

105

4.1. Определения. Первый закон термодинамики.................................

105

4.2. Тепловые эффекты химических реакций.........................................

107

4.2.1. Термохимические уравнения ......................................................

107

4.2.2. Термохимические расчеты. Закон Гесса и его следствия.........

108

4.2.3. Тепловые эффекты некоторых превращений............................

114

4.3. Направление химических реакций....................................................

115

4.3.1. Энтропия........................................................................................

115

4.3.2 Энтальпийный и энтропийный факторы. Энергия Гиббса........

117

4.4. Химическое равновесие .......................................................................

120

4.4.1. Константа равновесия..................................................................

121

4.4.2. Свободная энергия и константа равновесия..............................

123

4.4.3. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье....

126

Раздел 5. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА...................................................................

128

5.1. Основные понятия и представления.................................................

128

5.2. Зависимость скорости химической реакции

 

от концентрации реагентов.................................................................

130

5.3. Зависимость скорости от температуры ............................................

131

5.4. Катализ....................................................................................................

135

Раздел 6. РАСТВОРЫ..................................................................................................

139

6.1. Основные характеристики растворов

 

и других дисперсных систем ...............................................................

139

6.2. Способы выражения концентрации растворов ..............................

141

6.3. Термодинамика растворения и растворимость..............................

144

6.4. Свойства разбавленных растворов неэлектролитов......................

146

6.5. Свойства растворов электролитов ....................................................

153

6.5.1. Характеристики растворов электролитов

 

и их коллигативные свойства.......................................................

153

6.5.2. Диссоциация кислот, оснований и солей.

 

Обменные реакции в растворах электролитов...........................

155

6.5.3. Электролитическая диссоциация воды.

 

Водородный показатель................................................................

161

6.5.4. Произведение растворимости......................................................

164

6.5.5. Гидролиз солей.............................................................................

166

Раздел 7. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ..............................................

172

7.1. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) .......................

172

7.1.1. Уравнивание ОВР.........................................................................

173

7.1.2. Типы окислительно-восстановительных реакций.....................

177

7.1.3. Эквиваленты окислителя и восстановителя...............................

179

7.2. Химические источники электрической энергии.............................

180

7.3. Направление окислительно-восстановительных реакций...........

186

7.4. Электролиз..............................................................................................

188

7.5. Количественные законы электролиза...............................................

193

7.6. Использование электрохимических реакций..................................

194

7.7. Коррозия металлов................................................................................

195

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................................

199

201

Савельев Г.Г., Смолова Л.М. «Общая химия». Учебное пособие. 2006 г

Учебное издание

САВЕЛЬЕВ Геннадий Гаврилович СМОЛОВА Лариса Михайловна

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Учебное пособие

Научный редактор, д.х.н. профессор Г.Г. Савельев

Редактор Н.Т. Синельникова

Верстка Л.А. Егорова

Отпечатано в Издательстве ТПУ в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета

Подписано к печати

 

Формат 60×84/16.

Бумага «Снегурочка». Печать Xerox.

Усл. печ. л. 11,86. Уч.-изд. л. 10,73.

Заказ

. Тираж

экз.

Национальный исследовательский Томский политехнический университет Система менеджмента качества

ИздательстваТомскогополитехническогоуниверситетасертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008

. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30. Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru

202

Приложение 1 Таблица 1. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА (8-клеточная форма)

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

II

 

 

 

III

 

 

IV

 

 

 

V

 

 

 

VI

 

 

 

 

 

VII

 

 

 

 

 

 

 

VIII

 

 

 

 

 

 

 

1

 

H

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Н)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

He

 

 

 

водород

1,008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,003

гелий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Li

 

3

 

Be

4

 

 

6

 

 

C

7

N

 

8

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

Ne

 

 

 

 

 

 

6,941

 

 

 

9,012

10,811

 

 

12,011

 

 

 

14,017

 

 

 

15,999

 

 

 

 

18,998

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20,18

 

 

 

 

 

 

литий

 

 

 

бериллий

 

 

 

бор

 

 

углерод

 

 

азот

 

кислород

 

 

 

 

фтор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неон

 

 

3

 

Na

 

11

 

Mg

12

 

13

 

Al

14

 

 

Si

 

15

P

 

16

 

 

S

 

17

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

Ar

 

 

 

 

 

 

22,99

 

 

 

24,30

26,98

 

 

28,08

 

 

 

 

30,97

 

 

 

32,07

 

 

 

 

35,45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39,55

 

 

 

 

 

натрий

 

 

 

магний

 

 

алюминий

 

 

кремний

 

фосфор

 

 

 

сера

 

 

 

 

хлор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аргон

 

 

4

 

K

 

19

 

 

Ca

20

 

Sc

 

21

Ti

22

 

V

23

 

Cr

 

24

 

Mn

 

25

 

Fe

26

 

Co

27

 

Ni

 

28

 

 

 

калий

39,10

 

 

 

40,08

 

 

44,96

 

 

 

47,90

 

 

50,94

 

 

51,99

 

 

 

 

54,94

 

 

55,85

 

 

58,93

 

 

 

 

58,70

 

 

 

 

 

 

 

кальций

 

скандий

 

 

титан

 

 

 

ванадий

 

хром

 

 

 

 

марганец

 

железо

 

 

 

кобальт

 

 

никель

 

 

 

 

 

29

 

 

Cu

 

30

Zn

 

31

 

Ga

32

 

Ge

 

33

As

 

34

 

 

Se

 

35

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

 

Kr

 

 

 

 

63,55

 

 

 

 

 

65,39

 

 

69,72

 

 

72,59

 

 

 

 

74,92

 

 

 

78,96

 

 

 

 

79,90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83,80

 

 

 

 

 

 

 

 

медь

 

 

 

цинк

 

галлий

 

 

германий

 

мышьяк

 

 

 

селен

 

 

 

 

бром

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

криптон

 

 

5

 

Rb

 

37

 

Sr

38

 

Y

 

39

Zr

40

 

 

Nb

41

 

Mo

42

 

Tc

 

43

 

Ru

44

 

Rh

45

 

Pd

 

46

 

 

 

рубидий

85,47

 

 

 

87,62

 

 

88,90

 

 

 

91,22

 

 

92,91

 

 

95,94

 

 

 

 

[97]

 

 

101,07

 

 

102,90

 

 

 

 

106,42

 

 

 

 

 

 

 

стронций

 

иттрий

 

 

цирконий

 

 

 

ниобий

 

 

 

молибден

 

технеций

 

рутений

 

 

 

родий

 

 

палладий

 

 

 

 

47

 

 

Ag

 

48

Cd

 

49

 

In

50

 

 

Sn

 

51

Sb

 

52

 

 

Te

 

53

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

 

 

Xe

 

 

 

 

107,87

 

 

 

112,40

 

 

114,82

 

 

118,69

 

 

 

121,75

 

 

 

127,60

 

 

 

 

126,90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

131,30

 

 

 

 

 

 

 

 

серебро

 

 

 

кадмий

 

индий

 

 

олово

 

сурьма

 

 

теллур

 

 

 

 

йод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ксенон

 

 

6

 

Cs

 

55

 

 

Ba

56

 

La*

57

Hf

72

 

 

Ta

73

 

 

W

 

74

 

Re

 

75

 

Os

76

 

Ir

 

77

 

Pt

 

78

 

 

 

 

 

 

132,90

 

 

 

137,34

 

 

138,90

 

 

178,49

 

 

180,95

 

 

183,85

 

 

 

 

186,21

 

 

190,2

 

 

192,22

 

 

 

 

195,09

 

 

 

 

цезий

 

 

 

 

барий

 

 

лантан

 

 

гафний

 

 

 

тантал

 

 

 

вольфрам

 

рений

 

 

осмий

 

 

 

иридий

 

 

платина

 

 

 

 

 

79

 

 

Au

 

80

Hg

 

81

 

Tl

82

 

Pb

 

83

Bi

 

84

 

 

Po

 

85

 

 

At

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86

 

 

Rn

 

 

 

 

196,97

 

 

 

200,59

 

 

204,37

 

 

207,2

 

 

 

 

208,98

 

 

 

[209]

 

 

 

 

[210]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[222]

 

 

 

 

 

 

 

 

золото

 

 

 

ртуть

 

таллий

 

 

свинец

 

висмут

 

полоний

 

 

 

 

астат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радон

 

 

 

 

Fr

 

87

 

Ra

88

 

Ac**

89

Rf

104

 

 

Db

105

 

Sg

 

106

 

Bh

107

 

Hs

108

Mt

109

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[223]

 

 

 

[226]

актиний

[227]

 

 

 

[261]

 

 

[262]

 

 

[263]

 

 

 

 

[262]

 

 

[265]

 

 

[266]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

франций

 

 

 

радий

 

 

 

 

резерфордий

 

дубний

 

 

 

сиборгий

 

борий

 

 

хассий

 

 

 

мейтнерий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛАНТАНОИДЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ce

58

 

Pr

59

 

 

Nd

60

Pm

61

Sm

62

 

Eu

63

 

Gd

64

 

Tb

65

 

Dy

66

 

Ho

67

 

Er 68

 

Tm

69

Yb

70

 

Lu

71

 

 

 

140,12

 

 

140,91

 

 

144,24

 

 

[145]

 

 

150,4

 

 

151,96

157,25

 

 

158,92

 

162,50

 

 

164,93

 

167,26

 

168,93

173,04

 

 

174,97

церий

 

празеодим

 

неодим

прометий

самарий

 

европий

гадолиний

 

тербий

 

 

диспрозий

 

гольмий

 

эрбий

 

 

тулий

 

иттербий

 

лютеций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АКТИНОИДЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Th

90

 

Pa

91

 

 

U

92

Np

93

Pu

94

 

Am

95

 

Cm

96

 

Bk

97

 

Cf

98

 

Es

99

 

Fm 100

 

Md

101

No

102

 

Lr

103

 

 

 

232,04

 

 

[231]

 

 

238,03

 

 

[237]

 

 

[244]

 

 

[243]

[247]

 

 

[247]

 

 

 

[251]

 

 

[254]

 

[257]

 

 

 

[258]

 

[259]

 

 

[260]

торий

 

протактиний

уран

 

нептуний

плутоний

 

америций

кюрий

 

 

берклий

 

 

калифорний

 

энштейний

 

фермий

 

менделевий

нобелий

 

лоуренсий

Приложение 2 Таблица 2. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА (18-клеточная форма)

1

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 He

 

1,008

 

 

 

Символ элемента

 

Относительная атомная масса

 

 

 

 

 

 

 

 

4,003

 

1s1

 

 

 

 

 

 

 

 

Состояние валентных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1s2

 

3

Li

4

Be

 

 

 

 

 

16 S

 

5 B

6 C

7 N

8 O

 

9 F

 

 

10 Ne

 

6,941

9,012

Атомный номер

 

32,066

 

электронов

 

 

 

10,811

12,011

14,007

15,999

 

18,998

 

 

20,18

 

2s1

2s2

элемента Z

 

3s23p4

 

 

 

 

 

 

2s22p1

2s22p2

2s22p3

2s22p4

 

2s22p5

 

 

2s22p6

 

11

Na

12

Mg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

 

 

18 Ar

 

22,99

24,305

 

 

 

Граница между металлами и неметаллами

 

 

 

26,982

28,086

30,974

32,066

 

35,453

 

 

39,95

 

3s1

3s2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3s23p1

3s23p2

3s23p3

3s23p4

3s23p5

 

 

3s23p6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

K

20

Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

 

 

36 Kr

 

39,10

40,08

44,96

47,88

 

50,94

51,996

54,94

55,84

58,93

58,69

63,546

65,39

69,72

72,61

74,92

78,96

 

79,90

 

 

83,80

 

4s1

4s2

3d14s2

3d24s2

3d34s2

3d54s1

3d54s2

3d64s2

3d74s2

3d84s2

3d104s1

3d104s2

4s24p1

4s24p2

4s24p3

4s24p4

4s24p5

 

 

4s24p6

 

37

Rb

38

Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

 

 

54 Xe

 

85,47

87,62

88,906

91,22

 

92,91

95,94

98,91

101,07

102,901

106,42

107,87

112,40

114,82

118,71

121,75

127,60

 

126,90

 

 

131,30

 

5s1

5s2

4d15s2

4d25s2

4d45s1

4d55s1

4d55s2

4d7

4d8

4d10

4d105s1

4d105s2

5s25p1

5s25p2

5s25p3

5s25p4

5s25p5

 

 

5s25p5

 

55

Cs

56

Ba

57 La*

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

 

 

86 Rn

 

132,90

137,33

138,90

178,49

 

180,95

183,85

186,21

190,2

192,22

195,08

196,97

200,59

204,38

207,2

208,98

208,98

 

209,99

 

 

222,02

 

6s1

6s2

5d16s2

5d26s2

5d36s2

5d46s2

5d56s2

5d56s2

5d76s2

5d96s1

5d106s1

5d106s2

6s26p1

6s26p2

6s26p3

6s26p4

6s26p5

 

 

6s26p6

 

87

Fr

88

Ra

89Ac**

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110

111

112

113

114

115

116

 

 

 

 

118

 

 

117

 

 

 

223,02

226,02

227,03

261,11

 

262,11

263,12

262,12

[265]

[266]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7s1

7s2

6d17s2

6d27s2

6d37s2

6d47s2

6d57s2

6d67s2

6d77s2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Лантаноиды

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

140,12

140,91

144,24

144,91

150,4

151,96

157,25

158,92

162,50

164,93

167,26

168,93

173,04

174,97

 

4f26s2

4f36s2

4f46s2

4f56s2

4f66s2

4f76s2

4f75d16s2

4f96s2

4f106s2

4f116s2

4f126s2

4f136s2

4f146s2

5d16s2

** Актиноиды

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100Fm

101Md

102 No

103 Lr

232,04

231,036

238,051

237,048

244,064

243,06

247,07

247,07

251,08

[254]

[257]

258,1

[259]

[260]

 

6d27s2

5f26d17s2

5f36d17s2

5f46d17s2

5f67s2

5f77s2

5f76d17s2

5f86d17s2

5f106s2

5f117s2

5f127s2

5f137s2

5f147s2

6d17s2