化學(xué)式及有關(guān)計算課件

化學(xué)式及有關(guān)計算化學(xué)式是表示物質(zhì)組成的符號，是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)式可以用來進(jìn)行化學(xué)計算，幫助我們理解化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的量的變化。課程目標(biāo)了解化學(xué)式的定義及種類學(xué)習(xí)各種化學(xué)式的表示方法，掌握元素符號和原子量的含義。掌握化學(xué)式有關(guān)的計算方法熟練運(yùn)用化學(xué)式進(jìn)行化合物的分子式、結(jié)構(gòu)式及化合價的計算，并能進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式的配平。培養(yǎng)化學(xué)思維和解決問題的能力通過學(xué)習(xí)化學(xué)式，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，并能夠運(yùn)用化學(xué)知識解決實際問題?；瘜W(xué)式的定義及種類化學(xué)式化學(xué)式是用元素符號和數(shù)字表示物質(zhì)組成的式子。分子式分子式表示分子中原子種類和數(shù)目的式子。實驗式實驗式表示化合物中最簡單整數(shù)比的原子個數(shù)的式子。結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式表示分子中原子排列順序和化學(xué)鍵的式子。元素符號和原子量1元素符號元素符號是用來表示一種元素的簡寫符號。2原子量原子量是指一種元素原子平均質(zhì)量與碳-12原子質(zhì)量的1/12之比。3相對原子質(zhì)量相對原子質(zhì)量是指元素的原子質(zhì)量與碳-12原子質(zhì)量的1/12之比，沒有單位。4用途元素符號和原子量是化學(xué)計算的基礎(chǔ)，也是化學(xué)研究的基礎(chǔ)?；衔锏姆肿邮郊坝嬎?分子式定義分子式表示化合物中各元素原子的種類和數(shù)目，用元素符號和數(shù)字表示。2分子式計算根據(jù)化合物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和相對原子質(zhì)量，可以計算出化合物的分子式。3舉例說明例如，水的分子式為H?O，表示一個水分子含有2個氫原子和1個氧原子?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式用符號和連線表示分子中原子之間的連接方式，顯示原子之間的相對位置。結(jié)構(gòu)式可以直觀地反映出分子的空間結(jié)構(gòu)，幫助我們理解分子的性質(zhì)和反應(yīng)活性。結(jié)構(gòu)式可以分為簡單結(jié)構(gòu)式和詳細(xì)結(jié)構(gòu)式。簡單結(jié)構(gòu)式只顯示原子之間的連接關(guān)系，不顯示原子之間的鍵角和鍵長。詳細(xì)結(jié)構(gòu)式不僅顯示原子之間的連接關(guān)系，還顯示原子之間的鍵角和鍵長?；瘜W(xué)鍵及化合價化學(xué)鍵原子之間通過共享電子或相互吸引而形成的相互作用力，使原子結(jié)合成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。共價鍵原子之間通過共享電子對形成的鍵，非金屬元素間常見，如H2O，CO2。離子鍵金屬元素與非金屬元素之間形成的鍵，通過電子轉(zhuǎn)移形成陰陽離子，相互吸引，如NaCl，KCl。化合價原子在形成化合物時表現(xiàn)出來的得失電子的能力，用羅馬數(shù)字表示，正負(fù)表示得失電子方向。離子化合物的命名正負(fù)離子順序首先寫出金屬陽離子的名稱，然后寫出非金屬陰離子的名稱。例如，NaCl的名稱為氯化鈉。化合價表示如果金屬陽離子有多種化合價，則需在名稱后用羅馬數(shù)字標(biāo)明其化合價。例如，F(xiàn)eCl2為氯化亞鐵，F(xiàn)eCl3為氯化鐵。共價化合物的命名前綴命名法使用前綴來表示共價化合物中每個元素的原子數(shù)量。例如，二氧化碳(CO2)由一個碳原子和兩個氧原子組成。元素符號共價化合物的名稱以較低電負(fù)性元素的符號開頭，后面是較高電負(fù)性元素的符號。特殊情況一些常見的共價化合物具有特定的名稱，例如水(H2O)和氨氣(NH3)。親和力和電負(fù)性親和力親和力是指原子獲得一個電子形成負(fù)離子時釋放的能量。親和力越大，原子獲得電子的能力越強(qiáng)。電負(fù)性電負(fù)性是指原子在分子中吸引電子對的能力。電負(fù)性越大，原子吸引電子的能力越強(qiáng)。應(yīng)用親和力和電負(fù)性可以用來預(yù)測化學(xué)鍵的類型和極性，以及化合物的性質(zhì)。化學(xué)式的書寫規(guī)則簡單化合物金屬元素在前面，非金屬元素在后面。如氧化鎂，寫成MgO。復(fù)雜化合物酸根離子在前，金屬元素在后。如硫酸銅，寫成CuSO4。特殊情況有些化合物不符合上述規(guī)則，如水，寫成H2O?；瘜W(xué)式的平衡1質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后，原子種類和數(shù)目不變2系數(shù)調(diào)整改變化學(xué)式前方的系數(shù)，使反應(yīng)前后各元素原子數(shù)相等3最小公倍數(shù)找到各元素原子數(shù)的最小公倍數(shù)，使系數(shù)最簡化學(xué)方程式平衡是化學(xué)計量學(xué)的重要基礎(chǔ)，遵循質(zhì)量守恒定律。通過調(diào)整化學(xué)式前方的系數(shù)，使反應(yīng)前后各元素原子數(shù)相等。確定最小公倍數(shù)，化簡系數(shù)，確保方程式最簡形式。化學(xué)反應(yīng)的表示1化學(xué)方程式用化學(xué)式表示化學(xué)反應(yīng)2反應(yīng)物和生成物反應(yīng)物在左側(cè)，生成物在右側(cè)3計量系數(shù)表示參與反應(yīng)物質(zhì)的相對數(shù)量4反應(yīng)條件包括溫度、壓力等化學(xué)方程式簡潔明了地描述了化學(xué)反應(yīng)的過程，為我們提供了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)信息。它不僅能表示反應(yīng)物和生成物，還能展示反應(yīng)的計量關(guān)系，并有助于理解反應(yīng)條件的影響?；瘜W(xué)量熱和化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)化學(xué)量熱化學(xué)量熱研究化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化，包括反應(yīng)熱和焓變。燃燒熱燃燒熱是指1摩爾物質(zhì)完全燃燒時放出的熱量，是一個重要的熱化學(xué)數(shù)據(jù)。熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)是指化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量，可以用焓變來表示。焓變與溫度焓變的大小與反應(yīng)溫度有關(guān)，溫度越高，焓變越大。摩爾的概念及其應(yīng)用11.摩爾的概念摩爾是物質(zhì)的量的單位，定義為含有阿伏伽德羅常數(shù)個粒子的物質(zhì)的量。它表示物質(zhì)的微觀數(shù)量與宏觀質(zhì)量之間的橋梁。22.摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量是指每摩爾物質(zhì)的質(zhì)量，以克/摩爾為單位。它可以通過元素周期表中的原子量計算得到，并用于物質(zhì)質(zhì)量和物質(zhì)的量之間的相互轉(zhuǎn)化。33.摩爾體積摩爾體積是指每摩爾氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，約為22.4升/摩爾。它用于氣體體積和物質(zhì)的量之間的相互轉(zhuǎn)化。44.摩爾濃度摩爾濃度是指每升溶液中溶質(zhì)的摩爾數(shù)，以摩爾/升為單位。它用于表示溶液中溶質(zhì)的濃度，方便進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的計算。溶液的濃度單位及計算質(zhì)量百分濃度溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的百分比。體積百分濃度溶液中溶質(zhì)的體積占溶液總體積的百分比。摩爾濃度每升溶液中所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)?；瘜W(xué)反應(yīng)的量化關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的量化關(guān)系是指化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間的質(zhì)量比、體積比以及物質(zhì)的量之間的關(guān)系，是化學(xué)計算的基礎(chǔ)。例如，通過化學(xué)反應(yīng)方程式，我們可以計算出反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量等信息。了解化學(xué)反應(yīng)的量化關(guān)系，可以幫助我們更好地理解化學(xué)反應(yīng)過程，并進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)計算。1質(zhì)量守恒化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。2原子守恒化學(xué)反應(yīng)前后原子種類和數(shù)目不變。3物質(zhì)的量通過摩爾的概念，可以將質(zhì)量、體積等物理量與物質(zhì)的量聯(lián)系起來。氣體的性質(zhì)及其量化關(guān)系氣體是物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，其分子之間距離較大，運(yùn)動自由度高。氣體具有可壓縮性、可流動性、擴(kuò)散性等特性，其性質(zhì)可用氣體狀態(tài)方程描述。氣體的量化關(guān)系主要包括氣體摩爾體積、氣體密度、氣體分壓等概念，它們與氣體狀態(tài)方程密切相關(guān)，并可用于計算氣體反應(yīng)的量化關(guān)系。氣體的狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程描述了理想氣體壓強(qiáng)、體積、溫度和物質(zhì)的量之間的關(guān)系，是研究氣體性質(zhì)的重要工具。pV=nRT氣體常數(shù)R為氣體常數(shù)，其值為8.314J/(mol·K)，適用于各種氣體。實際氣體實際氣體并非完全符合理想氣體狀態(tài)方程，但當(dāng)氣體處于低壓和高溫狀態(tài)時，其行為接近理想氣體。應(yīng)用該方程可用于計算氣體的壓力、體積、溫度或物質(zhì)的量，并用于預(yù)測氣體在不同條件下的行為。氣體反應(yīng)的量化關(guān)系氣體反應(yīng)的量化關(guān)系是化學(xué)計量學(xué)中的重要內(nèi)容。它幫助我們了解氣體反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物的比例關(guān)系，以及反應(yīng)條件對反應(yīng)結(jié)果的影響。反應(yīng)方程式反應(yīng)物生成物比例關(guān)系N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)氮?dú)獍睔?:3:2離子反應(yīng)的量化關(guān)系離子反應(yīng)的量化關(guān)系是指離子反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的定量關(guān)系。這些關(guān)系可以用來預(yù)測反應(yīng)的產(chǎn)物、計算反應(yīng)的反應(yīng)熱、確定反應(yīng)的平衡常數(shù)等。1摩爾比離子反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的摩爾比2濃度離子反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的濃度關(guān)系3體積離子反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的體積關(guān)系4質(zhì)量離子反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的速率和影響因素反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越快，因為反應(yīng)物分子之間碰撞的幾率更大。溫度溫度越高，反應(yīng)速率越快，因為溫度升高會使反應(yīng)物分子動能增加，碰撞的幾率和有效碰撞的幾率都增加。催化劑催化劑可以改變反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)，它通過改變反應(yīng)途徑來降低活化能。反應(yīng)物表面積對于固體反應(yīng)物，表面積越大，反應(yīng)速率越快，因為反應(yīng)物分子接觸的面積越大，碰撞的幾率也更大?；瘜W(xué)平衡的概念及特點1可逆反應(yīng)化學(xué)平衡是指可逆反應(yīng)中，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物濃度保持不變的狀態(tài)。2動態(tài)平衡化學(xué)平衡并非靜止?fàn)顟B(tài)，而是正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中反應(yīng)物和生成物的濃度保持不變。3條件影響化學(xué)平衡是一個動態(tài)過程，受溫度、壓強(qiáng)、濃度等因素影響。4平衡移動改變影響平衡的因素，平衡會向著減弱影響的方向移動?；瘜W(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)（K）是衡量可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物濃度比值的指標(biāo)，反映了反應(yīng)進(jìn)行的程度。K值的大小可以預(yù)測反應(yīng)的方向和產(chǎn)率，用于計算平衡濃度和計算反應(yīng)熱。K值反應(yīng)方向產(chǎn)率K>>1正反應(yīng)為主高K<<1逆反應(yīng)為主低K≈1正逆反應(yīng)程度相當(dāng)中等酸堿反應(yīng)及其平衡酸堿反應(yīng)酸堿反應(yīng)是指酸與堿發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水的反應(yīng)。酸和堿的反應(yīng)是化學(xué)中最常見的反應(yīng)之一，在生活中也有廣泛的應(yīng)用。例如，醋酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成醋酸鈉和水，就是典型的酸堿反應(yīng)。化學(xué)平衡化學(xué)平衡是指可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化的狀態(tài)。酸堿反應(yīng)的平衡常數(shù)稱為酸堿平衡常數(shù)，可以用來判斷反應(yīng)的進(jìn)行方向和程度。例如，弱酸和弱堿的反應(yīng)，通常不能完全反應(yīng)，會達(dá)到一個化學(xué)平衡狀態(tài)。溶解度積及其應(yīng)用溶解度積常數(shù)溶解度積常數(shù)表示在一定溫度下，難溶性鹽在飽和溶液中金屬陽離子濃度與陰離子濃度冪之積的常數(shù)。預(yù)測沉淀通過計算離子積和溶解度積的比較，可以預(yù)測難溶性鹽在溶液中是否會沉淀出來。控制溶解度通過控制溶液的pH值或添加其他離子，可以調(diào)節(jié)難溶性鹽的溶解度，實現(xiàn)對化學(xué)反應(yīng)的控制。環(huán)境應(yīng)用溶解度積常數(shù)在水處理、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，如去除重金屬離子、控制水體中的鈣鎂離子含量等。氧化還原反應(yīng)及其量化關(guān)系電子轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)涉及電子從一個物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一個物質(zhì)。平衡方程式反應(yīng)式中，反應(yīng)物和生成物的系數(shù)必須滿足質(zhì)量守恒和電荷守恒。摩爾比摩爾比表示反應(yīng)物和生成物之間的量化關(guān)系，可用于計算反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量、體積等。電極電勢及其應(yīng)用11.概述電極電勢是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下，電極反應(yīng)達(dá)到平衡時，該電極相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電勢差。22.測量方法通常采用電化學(xué)方法進(jìn)行測量，利用標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為參照電極，測量待測電極的電位。33.應(yīng)用電極電勢可用于預(yù)測和分析化學(xué)反應(yīng)的氧化還原趨勢，并應(yīng)用于電池、電解、腐蝕等領(lǐng)域。電解質(zhì)分解及其應(yīng)用電解水電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣，用于燃料電池和工業(yè)生產(chǎn)。電解食鹽水電解食鹽水制取氯氣、氫氧化鈉和氫氣，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)。電解鋁冶煉電解氧化鋁制取鋁，是重