一些化學(xué)基本概念和定律1

第一章普通化學(xué)基本概念和理論第1頁第2頁本章講解內(nèi)容1.1分子原子1.2元素1.3摩爾1.4相對(duì)原子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量1.5理想氣體定律第3頁1.1.1分子分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。注意兩點(diǎn)<1>.分子只能保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),不能保持物質(zhì)的物理性質(zhì);<2>.分子還可以發(fā)生變化,變成其它物質(zhì)的分子(化學(xué)變化)。分子層次

分子物質(zhì),

離子物質(zhì).巨型分子

分子物質(zhì)中,分子是可以獨(dú)立存在的,而離子物質(zhì)中,陽離子和陰離子總是相互依賴而存在的。所謂分子層次就是指可以保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的由原子所組成的基本微粒。分子的性質(zhì)和特點(diǎn)第4頁1.分子和原子是物質(zhì)分割不同層次的微粒,構(gòu)成分子層次基本微粒的內(nèi)部成員就是原子微粒。2.原子是在不斷地運(yùn)動(dòng)著,一旦它在分子層次中的運(yùn)動(dòng)超出了分子層次的范圍,分子層次便受到破壞,從而發(fā)生了化學(xué)變化。所以說它是化學(xué)反應(yīng)的基本微粒。3.原子包括中性原子,帶電原子(離子),原子自由基等。4.原子是可以再分的,原子由更小的微粒(質(zhì)子、中子、電子等)組成。1.1.2原子原子是物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的基本微粒。原子的性質(zhì)和特點(diǎn)第5頁本章講解內(nèi)容1.1分子原子1.2元素1.3摩爾1.4相對(duì)原子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量1.5理想氣體定律第6頁1.2.1元素

元素是原子核里質(zhì)子數(shù)(即核電荷數(shù))相同的一類原子的總稱。如何正確理解元素？1、具有相同核電荷的原子都具有相同的化學(xué)性質(zhì)。所以元素是以原子核的核電荷數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原子進(jìn)行分類。2.表示元素的符號(hào)與表示原子的符號(hào)相同,如H,既表示氫元素,也表示氫原子。3.原子是微觀概念,元素是宏觀概念。原子有量的涵義,元素沒有。如

H

——表示氫元素,也表示一個(gè)氫原子;2H

——只表示兩個(gè)氫原子,不能說成兩個(gè)(種）氫元素

第7頁單質(zhì)和化合物元素、單質(zhì)、化合物等都是宏觀概念。它們都可以通過微觀概念——從原子的不同來理解：元素是具有相同核電荷數(shù)一類原子；單質(zhì)的化學(xué)組成是由一種元素的原子組成(如O2,S,Cu);化合物的化學(xué)組成是由不同種元素的原子組成(如CO2,KCl)。第8頁1.核素也是指原子的種類核素概念中原子的種類是在元素的基礎(chǔ)上再加以細(xì)分,即原子的種類是以原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)為依據(jù)進(jìn)行分類的。質(zhì)子數(shù)不同,或者是中子數(shù)不同的原子,都是不同種類的核素。1.2.2核素具有相同質(zhì)子數(shù)及不同質(zhì)量數(shù)的一類原子。2.表示核素的符號(hào)

如氧元素的三種核素:168O,178O,188O。3.核素符號(hào)的意義與元素類似，如168O,表示氧-16核素,也表示氧-16核素的一個(gè)原子。221H表示氘核素的2個(gè)原子。4.一種元素如果存在有多種核素,則稱該元素為多核素元素,否則稱為單一核素元素。第9頁1.在周期表中同位素同占一個(gè)位置的小格

因而稱為同位素。同位素的質(zhì)子數(shù)相同,因此它們都具有相同的化學(xué)性質(zhì)。同位素多核元素中的不同核素互稱同位素2.同位素的穩(wěn)定性

能穩(wěn)定存在的同位素稱穩(wěn)定同位素,具有放射性的同位素稱為放射性同位素。第10頁本章講解內(nèi)容1.1分子原子1.2元素1.3摩爾1.4相對(duì)原子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量1.5理想氣體定律第11頁1.3.1 國(guó)際單位制(SI)SI制中的基本物理量及其單位名稱和符號(hào)在化學(xué)中,前面六種單位是常用單位。國(guó)際計(jì)量大會(huì)（CGPM第12頁如果所表示的物理量比基本單位大或者小,可以在基本單位前面加上SI制詞頭

。如1000m=1km(千米)10-9m=1nm(1納米)k、n就是SI制的詞頭。SI制詞頭常用SI制詞頭倍數(shù)10910610310-310-610-910-12中文稱號(hào)吉兆千毫微鈉皮國(guó)際稱號(hào)GMkmnp1cm=107nm=1010pm1atm=1.0125×105Pa此外還必須認(rèn)識(shí)一些常用的非國(guó)際單位制單位1.3.2物質(zhì)的量及其單位──摩爾(mole)第13頁一、物質(zhì)的量以摩爾為單位來表示組成物質(zhì)的基本單元數(shù)目多少的物理量稱物質(zhì)的量。二、摩爾單位0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等。SI制單位符號(hào)是：mol注意11kg氧氣中氧分子的物質(zhì)的量是31.25摩爾

2.表示物質(zhì)的量時(shí),應(yīng)先指明基本單元。物質(zhì)的基本單元可以是各種任意指定的微粒如:原子、分子、離子、2H、H2O、3OH-等等。第14頁阿佛加德羅常數(shù)1摩爾基本單元數(shù)目與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等,這個(gè)數(shù)目稱為阿佛加德羅常數(shù)。用NA表示：

NA=6.022×1023所以,1mol12C含有NA個(gè)12C原子。1molH2O含有2NA個(gè)H原子和1NA個(gè)O原子。AmedeoAvogadro1776-1856阿佛加德羅，意大利物理學(xué)家，它的主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)立了分子學(xué)說，阿佛加德羅常數(shù)和阿佛加德羅定律是他在1811年提出的。第15頁

摩爾質(zhì)量1mol12C原子的質(zhì)量是0.012kg(12g),記為:M(12C)=12g·mol-11molH2O分子的質(zhì)量是0.018Kg(18g),記為:M(H2O)=18g·mol-11molOH-離子的質(zhì)量是0.017Kg(17g),記為:M(OH-)=17g·mol-1

1摩爾基本單元的質(zhì)量稱為摩爾質(zhì)量。常用M表示,單位是g·mol-1第16頁本章講解內(nèi)容1.1分子原子1.2元素1.3摩爾1.4相對(duì)原子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量1.5理想氣體定律第17頁1、原子質(zhì)量某核素一個(gè)原子的質(zhì)量稱為該核素的原子質(zhì)量。常用A表示。原子質(zhì)量單位:一個(gè)12C核素原子質(zhì)量的十二分之一定義為“統(tǒng)一的原子質(zhì)量單位”,用“u”表示。1u=A(12C)×——112所以碳—12原子的質(zhì)量是：A(12C)=12u這樣，某一核素的原子質(zhì)量,以u(píng)為單位時(shí),數(shù)值上等于它的質(zhì)量數(shù)（質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)）。同理：A(16O)=16uA(17O)=17uA(18O)=18u1.4.1相對(duì)原子質(zhì)量第18頁2.平均原子質(zhì)量某元素的平均原子質(zhì)量等于各同位素的原子質(zhì)量與其豐度的積之和。A平均(E)=ΣA(同位素)×豐度例:汞的各同位素及其豐度如下表:同位素

204Hg202Hg201Hg200Hg199Hg198Hg196HgA(u)

204202201200199198196 豐度(%)

6.8529.8013.2226.1316.8410.020.146汞的平均原子質(zhì)量:A平均(Hg)

=204u×6.85%+202u×29.80%+201u×13.22%+200u×26.13%+199u×16.84%+198u×10.02%+196u×0.146%=200.6u第19頁2、相對(duì)原子質(zhì)量(簡(jiǎn)稱原子量)

一種元素的相對(duì)原子質(zhì)量就是該元素1個(gè)原子質(zhì)量與12C核素1個(gè)原子質(zhì)量的1/12的比值，用Ar(E)表示因?yàn)?mol任何元素都含有相同的原子數(shù),所以有：Ar(E)=——————————E元素的平均原子質(zhì)量A(12C)———12A(12C)———12=1u所以原子量的數(shù)值與平均原子質(zhì)量的數(shù)值是相等的，其不同僅是前者無單位，后者有單位。就如比重和密度的關(guān)系一樣。第20頁例:求50g硫原子的“物質(zhì)的量”。平均原子質(zhì)量、原子量、摩爾原子質(zhì)量的區(qū)別解:因?yàn)镾原子量是32.06,所以

M(S)=32.06g·mol-1n(S)=—————1.56mol50g32.06g·mol-1物質(zhì)的量(n)=———————質(zhì)量(m)摩爾質(zhì)量(g·mol-1)第21頁本章講解內(nèi)容1.1分子原子1.2元素1.3摩爾1.4相對(duì)原子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量1.5理想氣體定律第22頁1.5.1理想氣體狀態(tài)方程式分子的體積和分子間作用力都可以忽略的氣體稱為理想氣體。狀態(tài)函數(shù)描述一種氣體的狀態(tài)時(shí)所用到的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)。如壓力(P)、溫度(T)、體積(V)、物質(zhì)的量(n)等等。理想氣體理想氣體的狀態(tài)方程描述理想氣體確定狀態(tài)時(shí)所用的各狀態(tài)函數(shù)(物理量)間的相互關(guān)系式稱為理想氣體的狀態(tài)方程。PV=nRTPV=——RTmMP——壓力V——體積T——溫度n——物質(zhì)的量m——質(zhì)量R——?dú)怏w常數(shù)M——摩爾式量對(duì)于一定氣體，在等溫條件下：P1V1=P2V2

=nRT=常數(shù)第23頁混合氣體分壓定律分體積在相同溫度條件下,組分氣體的分體積等于混合氣體相同壓力時(shí)所占的體積。用Vi表示VT=——=—————nTRTP(n1+n2+n3)

RTP=——+——+——n1RTPn2RTPn3RTPVT=V1+V2+V3+...nT=n1+n2+n3恒溫恒壓第24頁分壓力假設(shè)在一個(gè)容器中用若干個(gè)隔板隔開著若干種氣體n1V1

Tn2V2

Tn3V3

TnTVTTnT=n1+n2+n3VT=V1+V2+V3

P=——=—————nTRTVT(n1+n2+n3)

RTVT=——+——+——n1RTVTn2RTVTn3RTVTP=P1+P2+P3在相同溫度下，i組分氣體的分壓力等于它占有與混合氣體相同體積時(shí)的壓力。用Pi表示抽開隔板P=P1+P2+P3+...第25頁體積分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)、分壓定律組份氣體的分體積與混合氣體的總體積之比稱體積分?jǐn)?shù)。用xi表示。Xi=——ViVT組份氣體物質(zhì)的量與混合氣體各組份物質(zhì)的量的總和之比稱摩爾分?jǐn)?shù)。用NI表示。Ni=——ninTVi=——n1RTPVT=——nTRTPXi=——ViVT=—=NininT混合氣體的總壓力等于各組分氣體分壓之和，這個(gè)定律稱為分壓定律。P=P1+P2+P3+...類似上述推導(dǎo)可得出:——=——PiPTninTPi=NiPT本章小結(jié)第26頁化學(xué)基本概念分子、原子、元素、單質(zhì)和化合物、核素、同位素、原子序數(shù)、物質(zhì)的量、原子量、分子量、摩爾式量、標(biāo)準(zhǔn)摩爾體積、分壓力、分體積、摩爾分?jǐn)?shù)?；瘜W(xué)基本定律阿佛加德羅定律、理想氣體狀態(tài)方程、氣體擴(kuò)散定律。分壓定律單擊有關(guān)復(fù)習(xí)內(nèi)容第27頁分體積：在相同溫度條件下,組分氣體的分體積等于其與混合氣體相同壓力時(shí)所占的體積。用Vi表示分壓力：在相同溫度條件下,組分氣體的分壓力等于其單獨(dú)占有該容器時(shí)所具有的壓力。用Pi表示Pi=NiPTVi=Ni

VTNi=——ninT第28頁結(jié)論:分壓力或分體積,不是混合前的壓力和體積,應(yīng)根據(jù)混合后的體積來計(jì)算。例

在298K時(shí)，將壓力為3.33×104的氮?dú)?.2L和壓力為4.67×104的氧氣0.3L移入0.3L的真空容器，問混合氣體中各組分氣體的分壓力、分體積和總壓力各是多少？從答案中可以得到什么結(jié)論？解:根據(jù)

p1V1=p2V2

求混合氣體得分壓：P=3.33×104Pa×——=2.22×104Pa0.20.3N2P=4.67×104Pa×——=4.67×104Pa0.30.3O2總壓:PT=2.22×104+4.67×104=6.89×104Pa根據(jù):Vi=XiVT=——VTPiPTV=————×0.3=0.097(L)N22.22×1046.89×104V=————×0.3=0.203(L)O24.67×1046.89×104第29頁將1體積氮?dú)夂?體積氫氣的混合氣體放入反應(yīng)器中，在總壓力為1.42×106Pa的壓力下開始反應(yīng)，當(dāng)原料氣有9%反應(yīng)時(shí)，各組分的分壓和混合氣體的總壓力各為多少？解:N2+3H2=2NH3反應(yīng)前原料氣的分壓:P=PTX=1.42×106×——=3.55×105

(Pa)N2N214P=PTX=1.42×106×——=1.065×106(Pa)H2H234反應(yīng)后剩下的原料氣分壓:P’

=P×(1-9%)=3.23×105

(Pa)N2N2P’

=P×(1-9%)=9.69×105

(Pa)H2H2生成的NH3是消耗的N2的兩倍P=(P-P’

)×2=(3.55-3.23)×105×2=6.40×105

(Pa)混合氣體的總壓:PT=p’+p’+p=1.35×106(Pa)N2H2NH3第30頁1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.4dm3某氣體中1.143g，試求該氣體相對(duì)分子質(zhì)量？

2.在573K，白磷的蒸汽對(duì)空氣的相對(duì)密度是4.28，P的相對(duì)原子量為31，空氣的平均相對(duì)分子量是29，問白磷蒸分子式是什么？3.在298K，

用0.25dm3燒瓶某反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，收集壓力位7.33╳104Pa，氣體凈重0.118g，求氣體相對(duì)質(zhì)量。第31頁4.一個(gè)裝有8.4gN的5.0dm3儲(chǔ)氣瓶，以一個(gè)活門與另一個(gè)裝有4.0g氧氣的3.0dm3儲(chǔ)氣瓶相連接。打開活門使兩種氣體相混，若溫度為300K，問氮?dú)狻⒀鯕獾姆謮杭皟?chǔ)氣瓶總壓？

5.在110kPa和100℃時(shí)，

混合300cm3