安陽工學(xué)院無機(jī)化學(xué)電子教案一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量

1、安陽工學(xué)院無機(jī)化學(xué)電子教案趙亮化工系第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量2022/9/4內(nèi)容提要1-1-1 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量1-1-2 物質(zhì)的量及其單位1-1-3 摩爾質(zhì)量和摩爾體積1-1-4 物質(zhì)的量濃度1-1-5 氣體的計(jì)量1-1-6 化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物1-1-1 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量 具有確定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的一類單核粒子稱為核素。 元素是具有相同質(zhì)子數(shù)的一類單核粒子的總稱。 質(zhì)子數(shù)相等而中子數(shù)不等的同一元素的一些原子品種互稱為同位素。1-1-1 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)原子質(zhì)量(Ar) 被定義為元素的平均原子質(zhì)量與核素12C原子質(zhì)量的1/12之比，以往被稱為原子量。例如

2、： Ar(H) = 1.0079 Ar(O) = 15.9991-1-1 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量(Mr) 被定義為物質(zhì)的分子或特定單元的平均質(zhì)量與核素12C原子質(zhì)量的1/12之比.(以前被稱為分子量)例如：Mr(H2O)= 18.0148 18.01 Mr(NaCl)= 58.443 58.441-1-2物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位 是用于計(jì)量指定的微觀基本單元(如分子、原子、離子、電子等微觀粒子)或其特定組合的一個(gè)物理量。 符號(hào)為n 單位為摩爾（mole）、mol物質(zhì)的量1-1-2物質(zhì)的量及其單位 系統(tǒng)中的物質(zhì)的量若為摩爾，表示該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.0

3、12kg12C的原子數(shù)目相等。 0.012 kg 12C 所含的碳原子數(shù)目(6.0221023個(gè))稱為阿伏加德羅常數(shù)Avogadro（NA）。 1-1-2物質(zhì)的量及其單位 1mol H2表示有NA個(gè)氫分子2mol C表示有2NA個(gè)碳原子3mol Na+表示有3NA個(gè)鈉離子4mol (H2+O2)表示有4NA個(gè)(H2+O2)的特定組合體，其中含有4NA個(gè)氫分子和2NA個(gè)氧分子。1-1-2物質(zhì)的量及其單位 在使用摩爾這個(gè)單位時(shí)，一定要指明基本單位(以化學(xué)式表示)否則示意不明。 例如: 籠統(tǒng)說“1mol氫”難以斷定是指1mol氫分子還是指1mol氫原子或1mol氫離子1-1-2物質(zhì)的量及其單位在混合

4、物中，B的物質(zhì)的量(nB)與混合物的物質(zhì)的量(n)之比，稱為組分B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(xB)，又稱B的摩爾分?jǐn)?shù)。如 含1molO2和4molN2的混合氣體中, O2和N2的摩爾分?jǐn)?shù)分別為：x(O2)=1mol/(1+4)mol =1/5x(N2)=4mol/(1+4)mol =4/5摩爾分?jǐn)?shù)1-1-3 摩爾質(zhì)量和摩爾體積1-1-3 摩爾質(zhì)量和摩爾體積 例如 1mol H2的質(zhì)量為2.0210-3kg H2的摩爾質(zhì)量為2.0210-3kgmol-1摩爾質(zhì)量某物質(zhì)的質(zhì)量(m)除以該物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)M = m/n M的單位kgmol-1或gmol-11-1-3 摩爾質(zhì)量和摩爾體積 例如 在標(biāo)準(zhǔn)狀況(

5、STP)(273.15K及101.325kPa下)，任何理想氣體的摩爾體積為：Vm,273.15K = 0.022414 m3mol-1 = 22.414Lmol-1 22.4Lmol-1摩爾體積某氣體物質(zhì)的體積(V)除以該氣體物質(zhì)的量(n)Vm = V/n1-1-4 物質(zhì)的量濃度 混合物中某物質(zhì)B的物質(zhì)的量(nB)除以混合物的體積(V):cB = nB/V 對(duì)溶液來說，即1L溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量 。 單位：摩(爾)每升 單位符號(hào)：molL-1物質(zhì)的量濃度(cn)1-1-5 氣體的計(jì)量 理想氣體狀態(tài)方程pV = nRTp氣體的壓力，單位為帕(Pa)V體積，單位為立方米(m3)n物質(zhì)的量，

6、單位為摩(mol)T熱力學(xué)溫度，單位為“開”(K)R摩爾氣體常數(shù) 理想氣體狀態(tài)方程實(shí)際工作中，當(dāng)壓力不太高、溫度不太低的情況下，氣體分子間的距離大，分子本身的體積和分子間的作用力均可忽略，氣體的壓力、體積、溫度以及物質(zhì)的量之間的關(guān)系可近似地用理想氣體狀態(tài)方程來描述。 理想氣體狀態(tài)方程實(shí)驗(yàn)測(cè)知1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.41410-3m3,則101.325103Pa22.41410-3 m31mol273.15K=R= pV/nT= 8.3144 Pam3mol-1K-1= 8.3144 Jmol-1K-1pV = nRT1-1-5 氣體的計(jì)量理想氣體分壓定律氣體的分壓(pB)氣體混合

7、物中，某一組分氣體B對(duì)器壁所施加的壓力。即等于相同溫度下該氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。道爾頓分壓定律混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓之和。 p = pB 理想氣體分壓定律如 組分氣體B的物質(zhì)的量為nB 混合氣體的物質(zhì)的量為n 混合氣體的體積為V則它們的壓力： pB = nBRT/V p = nRT/V將兩式相除，得pB nBp n為組分氣體B的摩爾分?jǐn)?shù)nBnpB= pnBn則 理想氣體分壓定律 工業(yè)上常用各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)表示混合氣體的組成,同溫同壓下,氣態(tài)物質(zhì)的量與其體積成正比 則VB nBV n=pB nBp n而所以 pB = pVBV 體積為10.0L含N2、O

8、2、CO2的混合氣體，T=30、p=93.3kPa, 其中:p(O2)=26.7kPa, CO2的含量為5.00g, 試計(jì)算N2、CO2分壓。解m(CO2) 5.00gM(CO2) 44.01gmol-1n(CO2)= = =0.114molp(CO2)= = Pa n(CO2)RT 0.1148.314303.15 V 1.0010-2=2.87104Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)104Pa =3.79104Pa例n p 9.33104n(O2) p(O2) 2.67104= = =0.2861-1-6 化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物 能表明組成

9、化學(xué)物質(zhì)的各元素原子數(shù)目之間最簡(jiǎn)單的整數(shù)比關(guān)系，因此又稱最簡(jiǎn)式 化學(xué)式分子式能表明分子型物質(zhì)中一個(gè)分子所包含的各種元素原子的數(shù)目。分子式可能和最簡(jiǎn)式相同，也可能是最簡(jiǎn)式的整數(shù)倍。例如分子型物質(zhì)化學(xué)式分子式氣態(tài)氯化鋁AlCl3Al2Cl6水H2OH2O1-1-6 化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物化學(xué)計(jì)量化合物具有確定組成且各種元素的原子互成簡(jiǎn)單整數(shù)比的化合物，這類化合物又稱整比化合物或道爾頓體。例如：一氧化碳中氧與碳質(zhì)量比恒為43原子比恒為111-1-6 化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物非化學(xué)計(jì)量化合物組成可在一個(gè)較小范圍內(nèi)變動(dòng)，而又保持基本結(jié)構(gòu)不變的化合物，這類化合物偏離了原子互為整數(shù)比的關(guān)系，又稱為非整比化合物或貝多萊體。例如: 還原 WO3 或加熱WO2 與WO3 的混合物，均可制得WO2.92。又如: 方鐵礦的物相分析發(fā)現(xiàn), 在900時(shí)