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1、化学中的计量2022/10/232022/10/23第1页，本讲稿共23页1-1-1 相对原子质量和相对分子质量相对原子质量和相对分子质量1-1-1 相对原子质量和相对分子质量 具有确定质子数和中子数的一类单核粒子称为核素。元素是具有相同质子数的一类单核粒子的总称。质子数相等而中子数不等的同一元素的一些原子品种互称为同位素。自然界中氧就有三种同位素:16O 17O 18O含量/%99.759 0.037 0.204 碳有两种同位素：12C 13C相对含量/%98.892 1.108第2页，本讲稿共23页1-1-1 相对原子质量和相对分子质量相对原子质量(Ar)被定义为元素的平均原子质量与核素1
2、2C原子质量的1/12之比，以往被称为原子量。例如：Ar(H)=1.0079 Ar(O)=15.999第3页，本讲稿共23页1-1-1 相对原子质量和相对分子质量相对分子质量相对分子质量(Mr)被定义为物质的分子或特定单元被定义为物质的分子或特定单元的平均质量与核素的平均质量与核素12C原子质量的原子质量的1/121/12之比之比.(.(以前被称为分子以前被称为分子量量)例如：例如：Mr(H2O)=18.014818.01Mr(NaCl)=58.44358.44第4页，本讲稿共23页1-1-2物质的量及其单位物质的量及其单位1-1-2物质的量及其单位 是用于计量指定的微观基本单元是用于计量指定
3、的微观基本单元(如分子、原子、离子、电子等微观粒子如分子、原子、离子、电子等微观粒子)或其特定组合的一个或其特定组合的一个物理量。物理量。符号为符号为n n 单位为摩单位为摩 尔尔（molemole）、）、molmol物质的量物质的量第5页，本讲稿共23页物质的量及其单位物质的量及其单位1-1-2物质的量及其单位 系统中的物质的量若为摩尔，系统中的物质的量若为摩尔，表示该系统中所包含的基本单元数与表示该系统中所包含的基本单元数与0.012kg0.012kg1212C C的原子数目的原子数目相等。相等。0.012kg12C 所含的碳原子数目所含的碳原子数目(6.0221023个个)称为阿称为阿伏
4、加德罗常数伏加德罗常数Avogadro（NA）。）。第6页，本讲稿共23页物质的量及其单位物质的量及其单位1-1-2物质的量及其单位 1molH2表示有表示有NA个氢分子个氢分子2molC表示有表示有2NA个碳原子个碳原子3molNa+表示有表示有3NA个钠离子个钠离子4mol(H2+O2)表示有表示有4NA个个(H2+O2)的特定组合体，的特定组合体，其中含有其中含有4NA个氢分子和个氢分子和2NA个氧分子。个氧分子。第7页，本讲稿共23页1-1-2物质的量及其单位 在使用摩尔这个单位时，一定要指明基本单位在使用摩尔这个单位时，一定要指明基本单位(以化学式表示以化学式表示)否则示意不明。否则
5、示意不明。例如例如:笼统说笼统说“1mol氢氢”难以断定是指难以断定是指1mol氢分子氢分子还是指还是指1mol氢原子或氢原子或1mol氢离子氢离子第8页，本讲稿共23页1-1-2物质的量及其单位 在混合物中，B的物质的量(nB)与混合物的物质的量(n)之比，称为组分B的物质的量分数(xB)，又称B的摩尔分数。如如 含含1molO2和和4molN2的混合气体中的混合气体中,O2和和N2的摩尔分数分别为：的摩尔分数分别为：x(O2)=1mol/(1+4)mol=1/5x(N2)=4mol/(1+4)mol=4/5摩尔分数摩尔分数第9页，本讲稿共23页1-1-3 摩尔质量和摩尔体积摩尔质量和摩尔体
6、积1-1-3 摩尔质量和摩尔体积 例如例如1molH2的质量为的质量为2.0210-3kgH2的摩尔质量为的摩尔质量为2.0210-3kgmol-1摩尔质量摩尔质量某物质的质量某物质的质量(m)除以该物质的物质的量除以该物质的物质的量(n)M=m/nM的单位的单位kgmol-1或或gmol-1第10页，本讲稿共23页1-1-3 摩尔质量和摩尔体积 例如例如在标准状况在标准状况(STP)(273.15K及及101.325kPa下下)，任何理想气体，任何理想气体的摩尔的摩尔体积为：体积为：Vm,273.15K=0.022414m3mol-1=22.414Lmol-122.4Lmol-1摩尔体积摩尔
7、体积某气体物质的体积(V)除以该气体物质的量(n)Vm=V/n第11页，本讲稿共23页1-1-4 物质的量浓度物质的量浓度1-1-4 物质的量浓度 混合物中某物质B的物质的量(nB)除以混合物的体积(V):cB=nB/V 对溶液来说，即对溶液来说，即1L溶液中所含溶质溶液中所含溶质B的物质的量的物质的量。单位：摩单位：摩(尔尔)每升每升单位符号：单位符号：molL-1例如例如若若1L的的NaOH溶液中含有溶液中含有0.1mol的的NaOH，其浓度可表，其浓度可表示为：示为：c(NaOH)=0.1molL-1物质的量浓度简称为浓度物质的量浓度简称为浓度物质的量浓度物质的量浓度(cn)第12页，本
8、讲稿共23页1-1-5 气体的计量气体的计量1-1-5 气体的计量 理想气体状态方程理想气体状态方程pV=nRTp气体的压力，单位为帕气体的压力，单位为帕(Pa)V体积，单位为立方米体积，单位为立方米(m3)n物质的量，单位为摩物质的量，单位为摩(mol)T热力学温度，单位为热力学温度，单位为“开开”(K)R摩尔气体常数摩尔气体常数第13页，本讲稿共23页 理想气体状态方程理想气体状态方程实际工作中，当压力不太高、温度不太低的情况下，气体分子间的距离大，分子本身的体积和分子间的作用力均可忽略，气体的压力、体积、温度以及物质的量之间的关系可近似地用理想气体状态方程来描述。第14页，本讲稿共23页
9、 理想气体状态方程理想气体状态方程实验测知实验测知1mol气体在标准状况下的体气体在标准状况下的体积为积为22.41410-3m3,则则101.325103Pa22.41410-3m31mol273.15K=R=pV/nT=8.3144Pam3mol-1K-1=8.3144Jmol-1K-1第15页，本讲稿共23页1-1-5 气体的计量 理想气体分压定律理想气体分压定律气体的分压气体的分压(pB)气体混合物中，某一气体混合物中，某一组分气体组分气体B对器壁所施加的压力。对器壁所施加的压力。即等于相同温度下该气体单独占有与混合气体相同体积时所产生即等于相同温度下该气体单独占有与混合气体相同体积时
10、所产生的压力。的压力。道尔顿分压定律道尔顿分压定律混合气体的总压力等于各组分气体的分压混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。之和。p=pB第16页，本讲稿共23页 理想气体分压定律理想气体分压定律如 组分气体B的物质的量为nB 混合气体的物质的量为n 混合气体的体积为V则它们的压力：pB=nBRT/V p=nRT/V将两式相除，得pB nBp n为组分气体B的摩尔分数nBnpB=pnBn则则第17页，本讲稿共23页 理想气体分压定律理想气体分压定律同温同压下,气态物质的量与其体积成正比 则VB nBV n=pB nBp n而而所以所以pB=pVBV第18页，本讲稿共23页 体积为体积为10
11、.0L含含N2、O2、CO2的混合气体，的混合气体，T=30、p=93.3kPa,其中其中:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量为的含量为5.00g,试计算试计算N2、CO2分压。分压。解m(CO2)5.00gM(CO2)44.01gmol-1n(CO2)=0.114molp(CO2)=Pa n(CO2)RT0.1148.314303.15V 1.0010-2=2.87104Pap(N N2)=p-p(O2O2)-p(CO2CO2)=(9.33-2.67-2.87)104Pa=3.79104Pa例例第19页，本讲稿共23页1-1-6化学计量化合物和非计量化合物化学计量化合物和非计量化合物1
12、-1-6 化学计量化合物和非计量化合物 能表明组成化学物质的各元素原子数目之间最简单的整数比关系，因此又称最简式 化学式化学式分子式分子式能表明分子型物质中一个分子所包含的各种元素原子的数目。分子式可能和最简式相同，也可能是最简式的整数倍。例如分子式可能和最简式相同，也可能是最简式的整数倍。例如分子型物质化学式分子式气态氯化铝AlCl3Al2Cl6水H2OH2O对于那些非分子型物质对于那些非分子型物质,只能用最简式表示只能用最简式表示。例如：离子型化合物氯化钠，习惯上以最简式例如：离子型化合物氯化钠，习惯上以最简式NaCl表示。表示。第20页，本讲稿共23页1-1-6 化学计量化合物和非计量化
13、合物化学计量化合物化学计量化合物具有确定组成且各种元素的原子互成简单具有确定组成且各种元素的原子互成简单整数比的化合物，这类化合物又称整数比的化合物，这类化合物又称整比化整比化合物合物或或道尔顿体道尔顿体。例如：例如：一氧化碳中氧与碳质量比恒为一氧化碳中氧与碳质量比恒为4 3原子比恒为原子比恒为1 1第21页，本讲稿共23页1-1-6 化学计量化合物和非计量化合物非化学计量化合物非化学计量化合物组成可在一个较小范围内变动，而又保持基本结构不变的化合组成可在一个较小范围内变动，而又保持基本结构不变的化合物，这类化合物偏离了原子互为整数比的关系，又称为物，这类化合物偏离了原子互为整数比的关系，又称为非整比非整比化合物化合物或或贝多莱体贝多莱体。例如例如:还原还原WO3或加热或加热WO2与与WO3的混合物，均可制得的混合物，均可制得WO2.92。又如又如:方铁矿的物相分析发现方铁矿的物相分析发现,在在900时其组成为时其组成为FeO1+x(0.09x0.19)。第22页，本讲稿共23页第一节结束第一节结束第一节第一节 结束结束第一章 化学反应中的质量关系和能量关系无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案2022/10/232022/10/23第23页，本讲稿共23页