化学反应计量

化学反应计量第一页，共二十一页，2022年，8月28日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:

16O17O18O

含量/%99.7590.0370.204

碳也有三种同位素：

12C13C14C

含量/%

98.8921.108第二页，共二十一页，2022年，8月28日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。第三页，共二十一页，2022年，8月28日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。第四页，共二十一页，2022年，8月28日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第五页，共二十一页，2022年，8月28日物质的量及其单位

1-1-2物质的量及其单位

系统中的物质的量若为

1mol，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。

0.012kg12C所含的碳原子数目称为阿伏加德罗常数[Avogadro]（NA）(6.022×1023个)。

第六页，共二十一页，2022年，8月28日物质的量及其单位

1-1-2物质的量及其单位

1molH2表示有NA个氢分子

2molC表示有2NA个碳原子

3molNa+表示有3NA个钠离子

4mol(H2+½O2)表示有4NA个(H2+½O2)的特定组合体，其中含有4NA个氢分子和2NA个氧分子第七页，共二十一页，2022年，8月28日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氢离子第八页，共二十一页，2022年，8月28日1-1-2物质的量及其单位

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=1/5

x(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

摩尔分数第九页，共二十一页，2022年，8月28日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

1molH2的质量为2.02×10-3kgH2的摩尔质量为2.02×10-3kg·mol-1

某物质的质量(m)除以该物质的物质的量(n)M=m/n

M的单位：kg·mol-1或g·mol-1摩尔质量第十页，共二十一页，2022年，8月28日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=0.022414m3·mol-1

=22.414L·mol-1≈22.4L·mol-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：m3·mol-1

摩尔体积第十一页，共二十一页，2022年，8月28日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——摩尔气体常数第十二页，共二十一页，2022年，8月28日

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。第十三页，共二十一页，2022年，8月28日

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22.414×10-3m3,则

101.325×103Pa×22.414×10-3m3

1mol×273.15K=R=pV/nT=8.3144Pa·m3·mol-1·K-1=8.3144J·mol-1·K-1第十四页，共二十一页，2022年，8月28日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=

ΣpB第十五页，共二十一页，2022年，8月28日

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则它们的压力：pB=nBRT/V

p=nRT/V将两式相除，得pB

nBp

n＝为组分气体B的摩尔分数nBnpB=pnBn则第十六页，共二十一页，2022年，8月28日

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

VBnBVn

=pB

nBp

n＝而所以PB

=

pVBV第十七页，共二十一页，2022年，8月28日

解m(CO2)5.00gM(CO2)44.01g·mol-1n(CO2)===0.114molp(CO2)==Pan(CO2)RT0.114×8.314×303.15

V1.00×10-2

=2.87×104Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)×104Pa=3.79×104Pa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。例第十八页，共二十一页，2022年，8月28日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第十九页，共二十一页，2022年，8月28日1-1-6化学计