《物质的变化及计算》课件

物质的变化及计算课程目标理解物质的变化学习区分物理变化和化学变化，并掌握相关概念。掌握物质变化的计算运用化学计量学原理进行物质的质量、体积、浓度、粒子数等方面的计算。了解选择性分离技术学习常见的物质分离方法，例如蒸馏、结晶、色谱等。什么是物质物质是指占有空间、具有质量并能感知到的东西。换句话说，所有看得见、摸得着的东西都是物质，比如：水、石头、空气等等。物质的存在形式多种多样，从微小的原子和分子到宏观的星球和星系，无不体现着物质的奇妙。物质的三态固态固体具有固定的形状和体积，分子排列紧密，相互之间作用力强。液态液体具有流动性，没有固定的形状，但有固定的体积，分子排列较松散，相互之间作用力较弱。气态气体具有流动性，没有固定的形状和体积，分子排列非常稀疏，相互之间作用力很弱。物质的成分分子由多个原子通过化学键连接在一起形成的结构单元。离子带电的原子或原子团，通过静电吸引力形成离子化合物。原子物质的基本结构单元，包含质子、中子和电子。纯物质和混合物纯物质由一种物质组成的物质，例如水、氧气、二氧化碳等。混合物由两种或多种物质混合而成的物质，例如空气、海水、土壤等。物质的变化1变化2物理变化物质的状态或形状改变3化学变化生成新物质物质的物理变化定义物质的物理变化是指物质的形态、状态发生改变，但物质的组成没有改变，没有生成新的物质。例子水结冰铁块熔化纸张撕碎特征物理变化通常是可逆的，也就是说可以恢复到原来的状态。物质的化学变化化学变化是指物质本身的组成发生了改变，产生了新的物质。例如，燃烧、生锈、发酵等都是化学变化。化学变化通常伴随有能量的变化，如放热或吸热现象。化学变化一般不可逆转，即新的物质难以再变回原来的物质。物质的简单计算质量物质的质量是其所含物质的多少，常用单位是克（g）或千克（kg）。体积物质的体积是指它所占的空间大小，常用单位是毫升（mL）或升（L）。密度物质的密度是指单位体积的物质的质量，常用单位是克每毫升（g/mL）或千克每立方米（kg/m³）。质量守恒定律定律内容在一个封闭的体系中，参加化学反应的各物质的总质量等于反应后生成的各物质的总质量。定律意义解释了物质的质量在化学变化中不会凭空消失或产生，而是以不同的形式存在，保证了物质的质量守恒，是化学研究的基本定律。应用解释化学反应过程中的质量变化，并用于化学反应方程式的配平。适量原理1反应物化学反应中，反应物之间的比例关系，决定了反应的最终产物。2生成物根据反应物的比例，可预测生成物的数量和种类。3化学计量适量原理是化学计量的基础，是化学反应中物质变化的关键。化学计量化学计量是化学中的一个重要分支,它研究化学反应中物质的量与反应产物之间的关系。化学方程式化学反应的简明表达用化学式表示反应物和生成物，并用箭头连接，来描述化学反应过程。反应物和生成物的数量关系化学方程式中，化学式前面的系数表示各物质的物质的量之比。遵循质量守恒定律化学方程式两边原子种类和数目必须相等，体现了质量守恒定律。物质的量概念表示物质所含微粒数目的多少单位摩尔(mol)定义含有6.02×1023个粒子的物质的量为1摩尔关系1mol=6.02×1023个粒子物质的质量计算摩尔质量(g/mol)质量(g)计算物质的质量，需要知道物质的摩尔质量和物质的量。物质的体积计算V体积物质所占的空间大小m质量物质的多少ρ密度单位体积物质的质量浓度计算浓度定义单位质量浓度单位体积溶液中溶质的质量g/mL或g/L物质的量浓度单位体积溶液中溶质的物质的量mol/L体积百分浓度溶液中溶质的体积占溶液总体积的百分比%质量百分浓度溶液中溶质的质量占溶液总质量的百分比%粒子数计算物质的粒子数是指物质中所含有的原子、分子或离子的数量。粒子数的计算需要用到阿伏伽德罗常数，它表示每摩尔物质所含有的粒子数。反应速率计算1时间单位时间内反应物浓度变化2浓度单位体积溶液中溶质的量3温度温度越高，反应速率越快4催化剂催化剂可以加快反应速率反应热计算1焓变反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量。2热化学方程式用于表示化学反应的热效应，并在化学方程式中加入反应热数值。3盖斯定律反应热与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关。4计算利用热化学方程式和盖斯定律进行反应热计算。选择性分离技术1分离混合物选择性分离技术利用物质的物理性质差异，分离混合物中的不同成分。2提高纯度分离技术可以有效去除杂质，提高目标物质的纯度。3应用广泛选择性分离技术广泛应用于化学、生物、医药等领域，对于物质的提纯和分析至关重要。蒸馏分离原理利用混合物中各组分沸点不同，将混合物加热，使沸点低的组分先汽化，再冷凝成液体，从而将混合物分离。应用广泛应用于分离各种混合物，例如分离石油中的各种馏分，制取酒精，海水淡化等。溶解度和溶解热溶解度在一定温度下，某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量，叫做该物质在该溶剂中的溶解度。溶解热溶解热是指在一定温度和压力下，1摩尔溶质溶解于一定量溶剂中所吸收或放出的热量。结晶分离利用溶解度差异结晶分离是利用物质在不同温度下的溶解度差异进行分离的方法。降温结晶当溶液冷却时，溶解度降低，溶质析出形成晶体。蒸发结晶通过蒸发溶剂，使溶液浓缩，溶质析出形成晶体。色谱分离技术利用物质在固定相和流动相之间的分配系数不同，使混合物中各组分分离的技术。广泛应用于化学分析、生物化学、医药等领域。可用于分离和分析各种复杂混合物，如药物、天然产物、环境污染物等。吸收和脱附吸收吸收是指一种物质（吸收剂）将另一种物质（被吸收物）从气体或液体混合物中分离出来的过程，被吸收物进入吸收剂的内部，形成溶液或其他产物。脱附脱附是指将被吸收物从吸收剂中分离出来，使被吸收物恢复到气体或液体状态的过程，通常需要加热、降低压力、改变溶剂等手段。离心分离利用密度差异离心分离是基于物质密度的差异进行分离的一种方法。高速旋转通过高速旋转，密度较大的物质会沉降到离心管的底部，而密度较小的物质则留在上层。广泛应用离心分离技术在生物学、化学、医药等领域都有广泛应用。过滤分离过滤分离原理利用混合物中不同物质的颗粒大小差异进行分离。过滤分离的应用广泛应用于化学实验、工业生产和日常生活。过滤分离的例子过滤自来水、制作咖啡、分离泥沙和水。小结与思考知识回顾通过学习，