无机化学复习提纲 - (2)(4)

催化剂能显著地加快化学反应速率，是由于在反应过程中催化剂与反应物之间形成一种能量较低的活化配合物，改变了反应的途径，与无催化反应的途径相比较，所需的活化能显著地降低，从而使活化分子百分数和有效碰撞次数增多，导致反应速率加快。

均相催化与多相催化 催化剂与反应物同处于一个相中的催化反应称均相催化。催化剂与反应物处于不同相中的催化反应叫多相催化。多相催化反应发生在催化剂表面（相界面），催化剂表面积愈大，反应速率愈快。

酶及其催化作用 酶是一类结构和功能特殊的蛋白质，它在生物体内所起的催化作用称为酶催化。酶催化作用有以下特点：

① 高效。酶的催化效率比普通无机或有机催化剂高106 ~ 1010倍。 ② 高度的专一性。催化剂一般都具有专一性，但作为生物催化剂的酶其专一性更强，一种酶往往只对一种特定的反应有效。

③ 酶催化反应所需的条件要求较高。人体内的酶催化反应一般在体温37℃和血液PH约7.35～7.45的条件下进行的。若遇到高温、强酸、强碱、重金属离子或紫外线照射等因素，都会使酶失去活性。

第四章 酸碱平衡

内容提要

1、强电解质溶液

强电解质在溶液中是全部解离的，在溶液中不存在分子与离子的解离平衡。然而，由于离子氛的存在，从实验所测得的强电解质在溶液中的解离度都小于100%，称为“表观”解离度。

电解质溶液中，离子的有效浓度称为活度。活度间存在下列关系：

与电解质的理论浓度之

活度系数与离子强度有关。 2、酸碱质子理论 （1）酸碱质子理论

质子理论认为：凡能给出质子（H+）的物质是酸；凡能接受质子的物质是碱（酸碱定义）。酸给出质子后转变成其对应的共轭碱；碱接受质子后转变成其对应的共轭酸。酸和碱依质子相互转变的关系成为共轭关系（酸碱共轭关系）。HAc

-+2-3-+

—Ac、NH4—NH3、H2PO4—PO4和H3O—H2O分别为对应的共轭酸碱对，共轭酸碱对之间相差一个质子。 （2）酸碱的相对强弱

水中的质子不能独立存在 由于质子体积小和电荷密度高，或与碱结合形成酸，或与水分子结合形成水合质子（H3O+），为书写方便，往往将水合质子写成H+。如果供出质子与接受质子在水分子之间进行，则称为质子自递反应。如：

质子自递反应的平衡常数，称为水的质子自递平衡常数子积常数）：

＝

（也称为水的离

在25℃时，常用负对数表示：

＝。由于，和在数值上较小，

，，

即

当溶液为中性时，＝，溶液的PH与POH相等；当溶液为酸

是

性时，溶液的PH小于POH；当溶液为碱性时，溶液的PH大于POH。由于温度的函数，只有在25℃时，

＝

，中性溶液的PH＝POH＝7.00；在

其他温度下，中性溶液的PH＝POH≠7.00。

强酸容易供给质子，其共轭碱较弱；强碱容易接受质子，其共轭酸较弱。酸给出质子，必须在有另一种接受质子的碱存在时才能实现质子的转移（酸碱反应），所以，酸碱反应是两个共轭酸碱对共同作用的结果；酸碱反应的实质是质．．．．．．．．．

子转移反应。某酸的．．．．．

值越大，酸性越强；某碱的值越大，碱性越强。酸与

其共轭间的强度存在着如下关系：

·

＝

在一定温度下是一个常数。由此可见，只要知道了酸的解离常数，就可

以求得其共轭碱的解离常数，反之也同样。 3、酸碱平衡及水溶液中氢离子浓度的计算 （1）酸碱平衡及质子条件式

酸碱的浓度，是指酸碱在溶液中的总的物质的量浓度，用表示，单位为mol·L-1。溶液的酸度，是指溶液中氢离子的浓度，严格来讲是指它们的活度，常用氢离子浓度的负对数表示，即PH。如在HAc溶液中，由于解离，醋酸以HAc和Ac-两种物种存在，在一定条件下，竭力反应达平衡后，则醋酸的分析浓度与上述两种物种平衡浓度之间的关系是

多元酸（碱）在溶液中分步解离，其强度仍然以它的解离常数表示。例如，而二元酸H2B分步解离为HB-，B2-：

其共轭碱的碱式解离为

可见；通常，＞，＞

质子条件方程简称质子条件，用PBE表示。要写出质子条件式，必须选一些物质作参考，以它作为水准来考虑质子得失，这个水准称为零水准。在平衡体系中，选作零水准的物质通常是水溶液中大量存在并参与了质子转移的物质。根据得失质子组分得质子的浓度等于失质子的浓度，书写质子条件方程。

在处理涉及多级解离关系的物质时，有些物质与质子参考水准相比，质子转移数可能在2以上，此时则应在它们的浓度前乘上相应的系数。

例如NaH2PO4水溶液中，大量存在并参与了质子转移的物质是H2O和H2PO4-，故选它们作零水准，它们质子转移的情况是

失电子产物 得电子产物

所以，NaH2PO4水溶液的质子条件式是

质子条件方程表明了溶液中各物种及各型体质子的授受关系，是计算溶液中PH及由PH 求算有关物种浓度相关公式的重要关系式；也是得到滴定曲线方程、重点误差公式的重要方程。

质子条件方程能引申为质点条件（质点平衡式）。质点可以是质子、金属离子、配体或电子等。

（2）水溶液中的氢离子浓度的计算

① 强酸（或强碱）溶液 以浓度为 mol·L-1的HCl溶液为例，它在水溶液中完全解离。溶液中质子来自HCl和H2O的解离，其质子条件方程为

当较大，水解离所产生的氢氧根离子浓度可以忽略不计，则质子条件简化为

。

在这样的条件下，容易中氢离子浓度等于酸的浓度（忽略离子强度的影响）。 ② 一元弱酸HB（或弱碱）溶液 一元弱酸（或弱碱）在水溶液中部分解离，溶液中氢离子来自HB和H2O的解离，溶液中氢离子浓度的计算，涉及到四种情况六个公式：精确式、三个近似式、二个最简式。关键是理解和掌握它们的使用条件。

以浓度为

mol·L-1的弱酸HB溶液为例，溶液中质子来自HB和H2O的解

离，其质子条件方程为

③ 氢离子浓度计算的精确式 精确式可以适合任何条件下一元弱酸溶液中

的计算。但是用手工解三次方程式较难得（可用计算机求解），因此有

必要进行简化处理。

④ 氢离子浓度计算的近似式 若弱酸的浓度和简化为

较大，则质子条件方程

所以

该式为计算一元弱酸氢离子浓度的近似式。当

。

时，用该式计算

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