《阿伏加德羅定律》課件

阿伏加德羅定律什么是阿伏加德羅定律1相同溫度和壓強(qiáng)下相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子2體積與分子數(shù)氣體體積與氣體分子數(shù)成正比3氣體摩爾體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1摩爾任何氣體的體積都約為22.4升阿伏加德羅定律的發(fā)現(xiàn)歷程蓋·呂薩克定律1808年，法國化學(xué)家蓋·呂薩克發(fā)現(xiàn)，在相同溫度和壓力下，不同氣體的體積之比等于其反應(yīng)系數(shù)之比。道爾頓原子論當(dāng)時(shí)，道爾頓原子論認(rèn)為原子是不可分割的。然而，蓋·呂薩克的定律與道爾頓原子論產(chǎn)生沖突，因?yàn)闊o法解釋氣體體積比為簡單整數(shù)。阿伏加德羅假設(shè)1811年，意大利化學(xué)家阿伏加德羅提出假設(shè)，在相同溫度和壓力下，相同體積的不同氣體含有相同數(shù)目的分子。定律的確認(rèn)阿伏加德羅的假設(shè)解釋了蓋·呂薩克定律，并為化學(xué)計(jì)量學(xué)奠定了基礎(chǔ)。然而，他的假設(shè)直到1860年才被化學(xué)界普遍接受。阿伏加德羅定律的數(shù)學(xué)表達(dá)1體積相同溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。2摩爾相同溫度和壓強(qiáng)下，等摩爾數(shù)的氣體體積相等。阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值符號NA數(shù)值6.02214076×1023mol?1阿伏加德羅常數(shù)的測量方法1電解法測量一定時(shí)間內(nèi)電解產(chǎn)生的氣體體積，計(jì)算出氣體的摩爾數(shù)2X射線衍射法利用X射線衍射技術(shù)，測定晶體的晶胞參數(shù)，計(jì)算出晶胞中所含原子的數(shù)量3質(zhì)譜法測量物質(zhì)的分子質(zhì)量，并利用已知的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)式，計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅定律的應(yīng)用氣體體積計(jì)算阿伏加德羅定律可用于計(jì)算不同溫度和壓強(qiáng)下氣體的體積。摩爾質(zhì)量計(jì)算通過已知質(zhì)量和體積的氣體，可以計(jì)算出其摩爾質(zhì)量?；瘜W(xué)反應(yīng)計(jì)量阿伏加德羅定律可以用來確定化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的用量關(guān)系。摩爾質(zhì)量和摩爾質(zhì)量濃度摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量是指每摩爾物質(zhì)的質(zhì)量。摩爾質(zhì)量以克/摩爾(g/mol)為單位。摩爾質(zhì)量濃度摩爾質(zhì)量濃度是指溶液中每單位體積溶質(zhì)的摩爾數(shù)。摩爾質(zhì)量濃度以摩爾/升(mol/L)為單位。摩爾濃度的計(jì)算1公式摩爾濃度(M)=物質(zhì)的量(mol)/溶液的體積(L)2單位摩爾濃度的單位是摩爾/升(mol/L)3例子將0.5mol的NaCl溶解在1L的水中，則NaCl的摩爾濃度為0.5mol/L理想氣體例子氣球氣球中的空氣可以近似看作理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣球體積膨脹，這是由于氣體分子動(dòng)能增加，撞擊氣球壁的頻率和強(qiáng)度增大?；钊蜌飧谆钊蜌飧字械臍怏w，在一定條件下，可以近似看作理想氣體。我們可以通過改變溫度和體積來觀察壓力的變化。理想溶液例子例如，乙醇和水可以形成理想溶液。在一定溫度和壓力下，乙醇和水的混合物，其蒸氣壓等于其組分蒸氣壓之和。另一個(gè)例子是苯和甲苯的混合物。苯和甲苯的分子結(jié)構(gòu)相似，它們之間的相互作用力也相似，因此它們可以形成理想溶液。化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)用量關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)用量關(guān)系可以用化學(xué)計(jì)量數(shù)來表示。化學(xué)計(jì)量數(shù)是反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)式前的系數(shù)。根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)可以計(jì)算反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量。化學(xué)計(jì)量的重要性精準(zhǔn)控制化學(xué)計(jì)量確?；瘜W(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的精確比例。高效生產(chǎn)通過控制反應(yīng)物用量，優(yōu)化反應(yīng)效率，最大程度利用原料，減少浪費(fèi)。科學(xué)研究化學(xué)計(jì)量是進(jìn)行化學(xué)研究和分析的基礎(chǔ)，提供可靠的數(shù)據(jù)支持?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式的書寫1反應(yīng)物在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物是參與反應(yīng)的物質(zhì)。2生成物化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物是反應(yīng)后形成的新物質(zhì)。3化學(xué)計(jì)量系數(shù)化學(xué)計(jì)量系數(shù)用來表示反應(yīng)物和生成物之間的物質(zhì)的量關(guān)系。4反應(yīng)條件反應(yīng)條件是指影響反應(yīng)發(fā)生的因素，例如溫度、壓力、催化劑等。化學(xué)平衡的概念1可逆反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)可以向正向和逆向進(jìn)行，稱為可逆反應(yīng)。2動(dòng)態(tài)平衡正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率相等，體系的宏觀性質(zhì)不再變化，但反應(yīng)仍在進(jìn)行，稱為動(dòng)態(tài)平衡。3平衡常數(shù)平衡常數(shù)反映了化學(xué)反應(yīng)在平衡狀態(tài)下各物質(zhì)濃度的相對關(guān)系。化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)過程中的熱量變化稱為反應(yīng)熱。熱化學(xué)方程式用化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的方程式。焓變的概念焓變表示化學(xué)反應(yīng)過程中熱量的變化。焓變是反應(yīng)體系焓的改變量，通常用符號ΔH表示。正值表示吸熱反應(yīng)，負(fù)值表示放熱反應(yīng)。內(nèi)能與焓內(nèi)能一個(gè)系統(tǒng)中所有粒子的動(dòng)能和勢能之和。焓在恒壓條件下，系統(tǒng)內(nèi)能的變化加上系統(tǒng)體積變化做功的總和。焓變的測量方法量熱法量熱法是測量化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的最常用的方法。它利用量熱計(jì)來測量反應(yīng)過程中熱量的變化，進(jìn)而計(jì)算焓變。間接法間接法利用已知的熱化學(xué)數(shù)據(jù)，例如標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，來計(jì)算未知反應(yīng)的焓變。焓變值的應(yīng)用預(yù)測反應(yīng)方向焓變值可以幫助預(yù)測化學(xué)反應(yīng)是否會自發(fā)進(jìn)行，即反應(yīng)是否會釋放能量或吸收能量。計(jì)算反應(yīng)熱焓變值可以用于計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，即反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量。設(shè)計(jì)新反應(yīng)焓變值可以幫助化學(xué)家設(shè)計(jì)新的化學(xué)反應(yīng)，以獲得所需的產(chǎn)物和能量變化。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的焓變標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，物質(zhì)的焓變是其標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，即在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由其組成元素的穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)的焓變。反應(yīng)過程中的焓變1吸熱反應(yīng)焓變?yōu)檎?放熱反應(yīng)焓變?yōu)樨?fù)值自發(fā)過程與非自發(fā)過程自發(fā)過程指的是在一定條件下，不需要外界做功就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。非自發(fā)過程指的是在一定條件下，需要外界做功才能進(jìn)行的過程。熱力學(xué)第一定律能量守恒熱力學(xué)第一定律指出，能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。系統(tǒng)和環(huán)境在熱力學(xué)中，系統(tǒng)是指我們關(guān)注的特定部分，而環(huán)境是指系統(tǒng)之外的一切。熱力學(xué)第一定律描述了系統(tǒng)與環(huán)境之間的能量交換。熱力學(xué)第二定律熵增加原理一個(gè)孤立體系的熵總是隨著時(shí)間的推移而增加，直到達(dá)到平衡狀態(tài)。熱力學(xué)過程不可逆任何自然過程都是不可逆的，能量只能從高溫物體流向低溫物體，不能反向流動(dòng)。自由能的概念1自由能體系在恒溫恒壓條件下，能夠?qū)ν庾龇求w積功的最大限度。2吉布斯自由能表示體系在恒溫恒壓下，能夠自發(fā)進(jìn)行的最大非體積功。3自由能變化反應(yīng)過程中體系自由能的改變量，可以用來判斷反應(yīng)的自發(fā)性。自由能變化與自發(fā)性1負(fù)自由能變化化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行2正自由能變化化學(xué)反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行3零自由能變化化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)吉布斯自由能吉布斯自由能一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)，表示一個(gè)系統(tǒng)在一定條件下可做功的能量符號G公式G=H-TS單位焦耳(J)化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性判斷焓變焓變是反應(yīng)過程中焓的變化，負(fù)值表示放熱反應(yīng)，有利于自發(fā)進(jìn)行。熵變熵變是反應(yīng)過程中熵的變化，正值表示體系混亂度增加，有利于自發(fā)進(jìn)行。吉布斯自由能吉布斯自由能變化是衡量反應(yīng)自發(fā)性的指標(biāo)，負(fù)值表示自