化學(xué)中的計量

化學(xué)中的計量2023/7/31第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量1-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(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。

自然界中氧就有三種同位素:

16O17O18O含量/%99.7590.0370.204

碳有兩種同位素：

12C13C相對含量/%98.8921.108第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對原子質(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：

Ar(H)=1.0079

Ar(O)=15.999第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對分子質(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≈58.44第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-2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物理量。

符號為n單位為摩[爾]（mole）、mol物質(zhì)的量第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位系統(tǒng)中的物質(zhì)的量若為１摩爾，表示該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg12C的原子數(shù)目相等。

0.012kg12C

所含的碳原子數(shù)目(6.022×1023個)稱為阿伏加德羅常數(shù)[Avogadro]（NA）。

第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位

1molH2表示有NA個氫分子

2molC表示有2NA個碳原子

3molNa+表示有3NA個鈉離子

4mol(H2+?O2)表示有4NA個(H2+?O2)的特定組合體，其中含有4NA個氫分子和2NA個氧分子。第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-2物質(zhì)的量及其單位

在使用摩爾這個單位時，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氫離子第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-2物質(zhì)的量及其單位

在混合物中，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=1/5

x(N2)=4mol/(1+4)mol=4/5摩爾分?jǐn)?shù)第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月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

1molH2的質(zhì)量為2.02×10-3kgH2的摩爾質(zhì)量為2.02×10-3kg·mol-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kg·mol-1或g·mol-1第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積

例如在標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP)(273.15K及101.325kPa下)，任何理想氣體的摩爾體積為：Vm,273.15K=0.022414m3·mol-1

=22.414L·mol-1≈22.4L·mol-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/n第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-4物質(zhì)的量濃度1-1-4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：mol·L-1例如若1L的NaOH溶液中含有0.1mol的NaOH，其濃度可表示為：

c(NaOH)=0.1mol·L-1物質(zhì)的量濃度簡稱為濃度物質(zhì)的量濃度(cn)第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-5氣體的計量1-1-5氣體的計量

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，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)第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

理想氣體狀態(tài)方程實際工作中，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。第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

理想氣體狀態(tài)方程實驗測知1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.414×10-3m3,則

101.325×103Pa×22.414×10-3m31mol×273.15K=R=pV/nT=8.3144Pa·m3·mol-1·K-1=8.3144J·mol-1·K-1第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-5氣體的計量

理想氣體分壓定律氣體的分壓(pB)——氣體混合物中，某一組分氣體B對器壁所施加的壓力。即等于相同溫度下該氣體單獨占有與混合氣體相同體積時所產(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=ΣpB第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

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則第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

理想氣體分壓定律同溫同壓下,氣態(tài)物質(zhì)的量與其體積成正比則VBnBVn=pB

nBp

n＝而所以pB=

pVBV第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

體積為10.0L含N2、O2、CO2的混合氣體，T=30℃、p=93.3kPa,其中:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量為5.00g,試計算N2、CO2分壓。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例第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-6化學(xué)計量化合物和非計量化合物1-1-6化學(xué)計量化合物和非計量化合物

能表明組成化學(xué)物質(zhì)的各元素原子數(shù)目之間最簡單的整數(shù)比關(guān)系，因此又稱最簡式

化學(xué)式分子式能表明分子型物質(zhì)中一個分子所包含的各種元素原子的數(shù)目。分子式可能和最簡式相同，也可能是最簡式的整數(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H2OH2O對于那些非分子型物質(zhì),只能用最簡式表示。例如：離子型化合物氯化鈉，習(xí)慣上以最簡式NaCl表示。

第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-6化學(xué)計量化合物和非計量化合物化學(xué)計量化合物具有確定組成且各種元素的原子互成簡單整數(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4∶3原子比恒為1∶1第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-6化學(xué)計量化合物和非計量化合物非化學(xué)計量化合物組成可在一個較小范圍內(nèi)變動，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