化学反应中的质量关系和能量关系

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1、第一章　化学反应中的质量关系和能量关系首先阐述化学中的计量，以巩固高中化学中的有关概念，在此基础上引入化学计量数，反应进度函数，标准态核反应焓变等重要概念，以阐明化学反应中的质量关系和能量关系。在中学化学和大学化学中起承上启下关系。重点要求的是会应用热化学方程式和物质的量标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变。化学是研究物质的组成、结构、性质及化学变化的科学。化学变化又称化学反应，是化学研究的核心部分。物质发生化学反应，常伴随有质量和能量的变化。例如，在空气中燃烧24.3g镁条，不仅会发出耀眼的白光，释放出热能，而且最终生成了40.3g的氧化镁。本章专门就化学反应中的质量关系和能量关系进行讨论

2、。1-1化学中的计量在化学领域中往往要测定或计算物质的质量、溶液的浓度、反应的温度以及气体的压力和体积等，为此，首先需要掌握化学中常用的量和单位以及有关的定律。[粗略计算相对分子质量时，相对原子质量只需取至小数点后两位数即可。]1-1-1　相对原子质量和相对分子质量元素是具有相同质子数的一类单核粒子的总称。具有确定质子数和中子数的一类单核粒子称为核素。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：、、，他们在氧气中的含量分别为99.759%、0.037%和0.204%；碳有两种同位素：和,它们的相对存在量分别为98.892%和1.108%。相对原子质

3、量(Ar)被定义为元素的平均原子质量与核素12C原子质量的1/12之比，以往被称为原子量。例如：Ar(H)=1.0079Ar(O)=15.999英国人道尔顿（J.Dalton,1766～1844年）是第一个测定原子量的人。现在通过质谱仪测定各核素的原子质量及其在自然界的丰度后，可以确定各元素的相对原子质量。北京大学张青莲教授等测定的铟（In）、锑（Sb）、铱（Ir）及铕（Eu）相对原子质量值先后被国际原子量委员会采用为国际标准，说明我国原子量测定的精确度已达到国际先进水平。相对分子质量（Mr）被定义为物质的分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比，以前被称为分子量。例如：

4、Mr（H2O）=18.0148≈18.01Mr（NaCl）=58.443≈58.441-1-2　物质的量及其单位　　“物质的量”（AmountofSubstance）是用于计量指定的微观基本单元，如分子、原子、离子、电子等微观粒子或其特定组合的一个物理量（符号为n），其单位名称为摩[尔]（mole），单位符号为mol。摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012kg12C的原子数目相等。0.012kg12C所含的碳原子数目（6.022×1023个）称为阿伏加德罗常数Avogadro（NA）。因此，如果某物质系统中所含的基本单元数目为NA时，则该物质系统的“物质的量”即为1

5、mol。例如：　　1molH2表示有NA个氢分子;　　2molC表示有2NA个碳原子;　　3molNa+表示有3NA个钠离子;　　4mol（H2+1/2O2）表示有4NA个（H2+1/2O2）的特定组合体，其中含有4NA个氢分子和2NA个氧分子。　　可见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），否则示意不明。例如，若笼统说"1mol氢"，就难以断定是指1mol氢分子还是指1mol氢原子或1mol氢离子。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B的物质的量分数（xB），又称B的摩尔分数。例如在含有1molO2和4molN2的混合气体中，O2和N2的摩

6、尔分数分别为：x(O2)=1mol/(1+4)mol=1/5x(N2)=4mol/(1+4)mol=4/51-1-3　摩尔质量和摩尔体积　　1.摩尔质量　　摩尔质量（M）被定义为某物质的质量（m）除以该物质的物质的量（n）：M=m/nM的单位kg·mol-1或g·mol-1。例如，1molH2的质量近似为2.02×10-3kg，则H2的摩尔质量即为2.02×10-3kg·mol-1。可见分子的摩尔质量（M）与分子的相对质量（Mr）的关系为：M=10-3Mrkg·mol-1　　2.摩尔体积　　摩尔体积（Vm）被定义为某气体物质的体积（V）除以该气体物质的量（n）：Vm=V/n例如，在标准状况

7、(STP)(273.15K及101.325kPa下)，任何理想气体的摩尔体积为：Vm,273.15K=0.022414m3·mol-1=22.414L·mol-1≈22.4L·mol-11-1-4物质的量浓度　　物质的量浓度（cn）被定义为混合物（主要指气体混合物或溶液）中某物质B的物质的量(nB)除以混合物的体积（V）：cn=nB/V　　对溶液来说，亦即1L溶液中所含溶质B的物质的量，其单位名称为摩[尔]每升，单位符号