第一章化学反应中的质量关系和能量关系

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1、无机化学Inorganicchemistry1课程简介:无机化学是化学学科的重要基础课，四大化学之一。第一门化学基础课，是后继化学课及专业课的基础。是培养化工、材料、环境等各类专业工程技术人才的整体知识结构及能力结构的重要组成部分性质和作用课程设置与要求主要内容：化学反应的基本原理（1-4章，重点掌握）物质结构的基础理论（5-8章，理解）主要元素及化合物的基本知识（9-15章，了解）无极实验的基本技能（16章，了解）目的：培养学生具有分析解决一般无机化学实际问题的能力，具有进行无机化学实验和自学无机化学书刊的能力第一章化学反应中的质

2、量关系和能量关系第一节物质的凝聚态和层次31物质的聚集态和层次聚集态物质三态：气体、液体、固体等离子态：高温、辉度放电、射线辐射等条件下气体分子部分或全部解离为粒子状态，呈现出与有别于气、液、固三态的一种新物态。物质的层次层次空间尺度遵循运动规律实例宇观>103m相对论力学地球、太阳、星云宏观10-8~106m牛顿力学交通工具介观10-9~10-7m牛顿力学和量子力学纳米材料与科学微观<10-8m量子力学原子、分子、电子、核子第一章化学反应中的质量关系和能量关系第二节化学中的计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

3、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。自然界中氧有三种同位素:16O17O18O含量/%99.7590.0370.204碳也有三种同位素：12C13C14C含量/%98.8921.10851.2.1相对原子质量和相对分子质量例如：Ar(H)=1.0079Ar(O)=15.999相对原子质量(Ar)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。61.2.1相对原子质量和相对分子质量例如：Mr(H2O)=18.0148≈18.01Mr(NaCl)=58.4

4、43≈58.44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。相对分子质量(Mr)1.2.1相对原子质量和相对分子质量7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：n单位：摩[尔]（mole）、mol物质的量1.2.2物质的量及其单位8系统中的物质的量若为1mol，表示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所含的碳原子数目称为阿伏加德罗常数[Avogadro]（NA）(6.022×1023个)。1.

5、2.2物质的量及其单位91molH2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+½O2)表示有4NA个(H2+½O2)的特定组合体，其中含有4NA个氢分子和2NA个氧分子1.2.2物质的量及其单位10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:笼统说“1mol氢”难以断定是指1mol氢分子还是指1mol氢原子或1mol氢离子1.2.2物质的量及其单位11如含1molO2和4molN2的混合气体中,O2和N2的摩尔分数分别为：x(O2)=1mol/

6、(1+4)mol=1/5x(N2)=4mol/(1+4)mol=4/5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的摩尔分数摩尔分数1.2.2物质的量及其单位12例如：1molH2的质量为2.02×10-3kgH2的摩尔质量为2.02×10-3kg·mol-1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摩尔质量1.2.3摩尔质量和摩尔体积13例如在标准状况(STP)(273.15K及101.325kPa下)，任何理想气体的

7、摩尔体积为：Vm,273.15K=0.022414m3·mol-1=22.414L·mol-1≈22.4L·mol-1某气体物质的体积(V)除以该气体物质的量(n)Vm=V/n单位：m3·mol-1摩尔体积1.2.3摩尔质量和摩尔体积14混合物中某溶质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1L溶液中所含溶质B的物质的量单位：摩(尔)每升单位符号：mol·L-1例如若1L的NaOH溶液中含有0.1mol的NaOH，其浓度可表示为：c(NaOH)=0.1mol·L-1物质的量浓度简称为浓度物质的量浓度(

8、cB)1.2.4物质的量浓度15理想气体状态方程pV=nRTp——气体的压力，单位为帕(Pa)V——体积，单位为立方米(m3)n——物质的量，单位为摩(mol)T——热力学温度，单位为“开”(K)R——摩尔气体常数1.2.5气体的计量