第一章 反应中的质量和能量（课件）《无机化学》同步教学（高教版）

第一章 反应中的质量和能量 第一节 化学计量基础 数量 第二节 化学反应中的质量关系 质量 第三节 化学反应中的能量关系 能量 目录 一、相对原子质量和相对分子质量 1、元素：具有相同质子数的一类单核粒子的总称 2、核素：具有相同质子数和中子数的一类单核粒子的总称 3、同位素：质子数相同中子数不同的同一元素的原子互称 4、相对原子量(Ar):元素平均原子质量/(12C原子质量的1/12) 5、相对分子量(Mr):分子平均质量/(12C原子质量的1/12) 二、物质的量及其单位 1、物质的量：我国法定计量单位，微观物质基本的物理量。 摩尔—— 物质的量的单位。1mol=6.023×1023个基本单元。 2、摩尔分数：纯物质的物质的量/混合物中物质的量。 第一节 化学计量基础 三、摩尔质量和摩尔体积与物质的量浓度 1、摩尔质量(M): M=质量/物质的量 M＝m/n 如M＝2.016×10-3 kg/mol 2、摩尔体积(V): V=体积/物质的量 Vm＝V/n 量纲：L/mol 3、物质的量浓度(C): C=物质的量/体积 CNaOH＝0.1019mol/L 四、气体的计量 1、理想气体状态方程: PV=nRT，注意R的量纲。适用范围： 温度不太低，压力不太高，分子间无作用力，分子无体积 1、理想气体分压定律：混合气体总压等于组分气体分压之和 P总＝ΣPi=P1+P2+······+Pi 假定nA和nB混合气体在常温常压下符合理想气体，则有 同温同压下气态物质的量与它的体积成正比，不难导出 五、计量化合物与非计量化合物 1、化学计量化合物(道尔顿体) 指有确定组成且各种元素的原子互为简单的整比关系的化合物。如H2O,NH3 2、非整比计量化合物(贝托莱体) 指组成可在一定范围内变动，原子数之比偏离整比关系的化合物。如YBa2Cu3O7-x 一、根据化学反应式进行的计算 反应式是计算的依据。计算前应配平并确定其数量关系。 例:由FeS2—H2SO4(98%，1万吨)，需含硫40%的FeS2多少吨？ 解:n(FeS2):n(H2SO4)=1:2, 设需x吨纯FeS2,已知M(FeS2)=120 n(FeS2)=m(FeS2)/M(FeS2)=(x×106)/120 = 8334·x mol n(H2SO4)=m(H2SO4)/M(H2SO4) =(10000×106×98%)/98.07=1.0×108 mol 则 8334·x:1.0×108 = 1:2 x=6000(吨) 而x=6000(吨)纯FeS2含S量为6000×32.07×2/120=3200 (吨) 折合成含S40% 的FeS2的量为3200/0.4=8000（吨） 第二节 反应中的质量关系 二、化学计量数与反应进度 1、化学计量数(ν) 对反应 aA + bB = dD + eE,随着反应进行,反应物浓度要减少,产物的浓度要增加, 定义化学计算系数 νA＝-a νB＝-b νE＝e νD＝d 如: N2+3H2=2NH3，ν(N2)= -1 ,ν(H2)= -3 ,ν(NH3)＝2 2、反应进度(ξ我国法定的计量单位) 反应进度是用来表示化学反应进行程度的物理量，对任一反应 aA+bB=dD+eE ，取任一物质(如i),反应前i物质的量为n0i,反应t时刻后,i物质的量为ni,则有 ni= n0i +νi·ξ (ξ—反应进度) 若时间间隔无限小，dni=νi·dξ (微小变化) 若时间间隔有限小，反应开始时ξ0＝0，则t时刻n的变化量为 第二节 反应中的质量关系 结论:ξ的值与选取的物种无关,但与反应式的写法有关。 第二节 反应中的质量关系 反应进行到某一时刻，参与反应的某一物质i的量由n1→n2则反应进度ξ为： 若选择的始态的反应进度不为零，则该过程的反应进度的变化Δξ为： 例1:N2(g)+3H2(g)+2NH3(g)，若反应过程中有1molN2和3molH2反应生成2mol氨，反应进度的变化表示为。 以N2的物质的量的变化表示Δξ 以H2的物质的量的变化表示Δξ 以NH3的物质的量的变化表示Δξ 结论：无论选择哪种物质的物质的量表示反应进度，Δξ的值都一样。若将上术反应写为：2N2(g)+6H2(g)=4NH3(g) 则达到同样反应进度变化时需2molN2与6molH2反应生成4molNH3。可见Δξ与反应式的写法有关。 一、热力学的基本概念和术语 1、体系与环境(System & Surrounding) 体系：