化学反应计量

1、化学反应计量第1页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一第一节化学反应中的计量无机化学多媒体电子教案第一章 化学反应中的 质量关系和能量关系第一节 化学反应中的计量1-1-1 相对原子质量和相对分子质量 1-1-1 相对原子质量和相对分子质量 具有确定质子数和中子数的一类单核粒子称为核素。 元素是具有相同质子数的一类单核粒子的总称。 质子数相等而中子数不等的同一元素的一些原子品种互称为同位素。 自然界中氧就有三种同位素: 16O 17O 18O 含量/% 99.759 0.037 0.204 碳也有三种同位素： 12C 13C 14C 含量/% 98.892 1.108第2页

2、，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-1 相对原子质量和相对分子质量 例如： Ar(H) = 1.0079 Ar(O) = 15.999相对原子质量(Ar)元素的平均原子质量与核素12C原子 质量的1/12之比。 以往被称为原子量。第3页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-1 相对原子质量和相对分子质量 例如： Mr(H2O)= 18.0148 18.01 Mr(NaCl)= 58.443 58.44相对分子质量(Mr)物质的分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比。 以前被称为分子量。第4页，共21页，2022年，5月2

3、0日，22点50分，星期一1-1-2物质的量及其单位 1-1-2物质的量及其单位 是用于计量指定的微观基本单元 (如分子、原子、离子、电子等微观 粒子)或其特定组合的一个物理量。 物质的量符号：n 单位：摩尔（mole）、mol 第5页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一物质的量及其单位 1-1-2物质的量及其单位 系统中的物质的量若为 1 mol， 表示该系统中所包含的基本单元数与0.012kg12C的原子数目相等。 0.012 kg 12C所含的碳原子数目称为阿伏加德罗常数Avogadro（NA） (6.0221023个)。 第6页，共21页，2022年，5月20日，2

4、2点50分，星期一物质的量及其单位 1-1-2物质的量及其单位 1mol H2表示有NA个氢分子2mol C表示有2NA个碳原子3mol Na+表示有3NA个钠离子4mol (H2+O2)表示有4NA个(H2+O2)的特定组合体，其中含有4NA个氢分子和2NA个氧分子第7页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-2物质的量及其单位 在使用摩尔这个单位时，一定要指明基本单位(以化学式表示)，否则示意不明。 例如: 笼统说“1mol氢” 难以断定是指1mol氢分子 还是指1mol氢原子或1mol氢离子第8页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-2物

5、质的量及其单位 如 含1molO2和4molN2的混合气体中, O2和N2的摩尔分数分别为： x(O2)=1mol/(1+4)mol =1/5x(N2)=4mol/(1+4)mol =4/5在混合物中，B的物质的量(nB)与混合 物的物质的量(n)之比，称为组分B的 物质的量分数(xB)，又称B的摩尔分数 摩尔分数第9页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-3 摩尔质量和摩尔体积1-1-3 摩尔质量和摩尔体积 例如 1mol H2的质量为2.0210-3kg H2的摩尔质量为2.0210-3kgmol-1 某物质的质量(m)除以该物质的物质的量(n) M = m/n

6、M的单位：kgmol-1或gmol-1摩尔质量第10页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-3 摩尔质量和摩尔体积 例如 在标准状况(STP)(273.15K及101.325kPa下)，任何理想气体的摩尔 体积为： Vm,273.15K = 0.022414 m3mol-1 = 22.414Lmol-1 22.4Lmol-1 某气体物质的体积(V)除以该气体物质的量(n) Vm = V/n 单位： m3mol-1 摩尔体积第11页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-5 气体的计量1-1-5 气体的计量 理想气体状态方程pV = nRTp气体

7、的压力，单位为帕(Pa)V体积，单位为立方米(m3)n物质的量，单位为摩(mol)T热力学温度，单位为“开”(K)R摩尔气体常数第12页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一 理想气体状态方程实际工作中，当压力不太高、温度不太低的情况下，气体分子间的距离大，分子本身的体积和分子间的作用力均可忽略，气体的压力、体积、温度以及物质的量之间的关系可近似地用理想气体状态方程来描述。第13页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一 理想气体状态方程实验测知1mol理想气体在标准状况下的体积为 22.41410-3 m3, 则 101.325103Pa22.41410-3

8、 m3 1mol273.15K=R= pV/nT= 8.3144 Pam3mol-1K-1 = 8.3144 Jmol-1K-1第14页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-5 气体的计量 理想气体分压定律气体的分压(pB)气体混合物中，某一 组分气体B对器壁所施加的压力。 等于相同温度下该气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。道尔顿分压定律混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。 p = pB第15页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一 理想气体分压定律如 组分气体B的物质的量为nB 混合气体的物质的量为n 混合气体的体积为V 则它们的

9、压力： pB = nBRT/V p = nRT/V将两式相除，得pB nB p n为组分气体B的摩尔分数nB npB= pnBn则第16页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一 理想气体分压定律同温同压下,气态物质的量与其体积成正比 则 VB nBV n =pB nB p n而 所以PB = pVBV第17页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一 解m(CO2) 5.00g M(CO2) 44.01gmol-1n(CO2)= = =0.114molp(CO2)= = Pa n(CO2)RT 0.1148.314303.15 V 1.0010-2 =2.871

10、04Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)104Pa =3.79104Pa 体积为10.0L含N2、O2、CO2的混合气体, T=30、p =93.3kPa, 其中:p(O2)=26.7kPa, CO2的含量为5.00g, 试计算N2、CO2分压。例第18页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-6化学计量化合物和非计量化合物1-1-6 化学计量化合物和非计量化合物 能表明组成化学物质的各元素原子数目之间最简单的整数比关系, 因此又称最简式。 化学式分子式能表明分子型物质中一个分子所包含的各种元素原子的数目。分子式可能和最简式相同，也可能是最简式的整数倍。例如：对于那些非分子型物质,只能用最简式表示 例如：离子型化合物氯化钠，习惯上以最 简式NaCl表示。 分子型物质化学式分子式气态氯化铝AlCl3Al2Cl6 水H2OH2O第19页，共21页，2022年，5月20日，22点50分，星期一1-1-6 化学计量化合物和非计量化合物具有确定组成且各种元素的原子互成简单 整数比的化合物，这类化合物