九年级初三化学 第1章化学反应中质量和热量计量关系

1、 第一章 化学反应中质量和热量计量关系 本章学习要求： 1 掌握物质的量的单位摩尔、摩尔质量、物质的量浓度、摩尔质量浓度、摩尔分数、质量分数、体积分数的定义和应用化学方程式的计算。 2 了解标准摩尔反应焓变及物质的标准摩尔生成焓的概念及它们之间的关系，正确书写热化学反应方程式。 3 学会运用黑斯定律计算化学反应的焓变和燃烧热。 讲授内容：物质的量，摩尔质量、物质的量浓度、摩尔质量浓度、摩尔分数、质量分数、体积分数、化学反应的焓变。 本章重点：应用物质的量概念进行有关计算，热化学反应方程式的写法，利用物质的标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变。 本章难点：化学反应的焓变及其计算。 课时安排：2学时

2、 绪 论 1无机化学：研究无机手的组成，结构，性质，制备，应用及其变化规律的基 本原理的一门学科。 2 重要性：是其它许多学科的基础。 是进一步学习其它化学分支学科的基础。 3课程任务：介绍无机化学基本知识，基本理论和基本技能。 1.1计量单位和术语 1.1.1元素的相对原子质量和相对分子质量 12C原子质量的1/12：(Ar)元素的平均原子质量与核素之比。 元素的相对原子质量12C物质的分子或特定单元的平均质量与核素原子质物质的相对分子质量(Mr)：量的1/12之比。 1.1.2物质的量及单位 1212C所含的12g原子数目就是阿伏加C阿伏加德罗常数N：经实验准确测定，A德罗常数NA 物质的

3、量n ：以某种粒子（分子、原子、离子或特定粒子）的数量来表示手质B多少的物理量。 化学中物质的量的单位采用摩尔（mol）。 23个该物质的粒子。 某物质表示有6.023 x 10摩尔（mol）：1mol摩尔质量M：1mol某物质的质量，常用单位：g/mol，摩尔质量在数值上等于其基本单元的相对分子量。 例：M(NaOH)=40 g/ mol n= m/Mm：物质B的质量 BB BB 例题：见P8 例题11 1.1.3物质的量浓度c： B 物质的量浓度c：为物质B的物质的量n除以混合物的体积V，即c = n /V，BBBB 页4共 页1第 单位为mol/L。 1.1.4质量摩尔浓度b： B 质量

4、摩尔浓度b：溶液中溶质B的物质的量n除以溶剂的质量m，即b = BBBn /m，单位为mol/kg。 B 1.1.5 摩尔分数和摩尔比 物质B的摩尔分数x：物质B的物质的量与混合物的物质的量之比。 B 溶质B的摩尔比r：溶质B的物质的量与溶剂的物质的量之比。 B 1.1.6质量分数 物质B的质量分数w：物质B的质量与混合物的质量之比。 B 1.1.7体积分数 物质B的体积分数：纯物质B与混合物在相同温度和压力下的体积之比。 B= xB B 1.2 化学反应中物质的量关系 1.2.1应用化学方程式的计算 化学反应中物质的量关系，可以根据已配平的化学方程式进行计算。例：硫酸与氢氧化钠中和生成硫酸钠

5、和水的反应，可用下列化学方程式表示： 2NaOH HSO = NaSO 2HO 24422由此可知：1mol HSO与2mol NaOH 反应生成1mol NaSO和2mol 水 4242 例15：某硫酸厂以黄铁矿（FeS）为原料生产，现需生产1万吨98HSO，422问需要40S的黄铁矿多少吨？ 解:n(FeS):n(HSO)=1:2, 设需x吨纯FeS,已知M(FeS)=120 24222 n(FeS) =m(FeS2)/M(FeS) =(x106)/120 = 8334x mol 22 n(HSO)= m(HSO)/M(HSO) 442242 =(1000010698%)/98.07=1.

6、0108 mol 则 8334x:1.0108 = 1:2 x=6000(吨) 而x=6000(吨)纯FeS含S量为600032.072/120=3200 (吨) 2 折合成含S40% 的FeS的量为3200/0.4=8000（吨） 2 1.2.2化学计量系数() 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 A-a B-b Ee Dd HSO 42 例如: N+3H=2NH，(N)= -1 ,(H)= -3 ,(NH3)2 若反应过程中22322有N消耗了0.1mol，H就消耗0.3mol，而NH则增加0.2mol。反应式前

7、面的系322数称为化学计量系数，对反应物来讲是量的减少，取负值，对生成物来讲则是量的增加，取正值。 1.3化学反应的焓变 页4共 页2第 化学反应中常常伴随能量的变化，为能定量地讨论反应中热量变化，必须先明确先明确一些概念和术语。 1.3.1系统 环境 相： 系统：以一定种类和质量的物质所组成的整体作研究对象，该整体称为系统。 环境：系统以外的一切。 相：系统中任何具有相同的物理性质或化学性质的均匀部分称为相。 例：水一个相 NaCl 水溶液一个相 油和水两相 系统中同一物质处于不同聚集状态、不同相。例：密闭容器中水和水蒸气两相 化学反应：（反应物 + 生成物 系统） a单相反应系统（均相）：

8、 反应物和生成物 同相。 b多相反应系统 （非均相）： 反应物和生成物 不同相。 1.3.2化学反应热和焓变： 摩尔反应焓变(rHm)=恒压摩尔反应热 敞口容器进行：a只做体积功时，反应从终态的温度恢复到始态温度时系统所吸收或放出的热量。 b系统把热量环境，称放热反应。p和rHm为负 环境将热量系统，称吸热反应。p和rHm为正 1.3.2.1标准摩尔反应焓变 为了便于比较摩尔反应焓变rHm，规定一个统一的条件，在该条件下测得的摩尔反应焓变为标准摩尔反应焓变 m(298.15k) = -92.2 KJ/mol rH（g） ）例：N（g+ 3H（g）= 2NH322m书写注意: :reaction

9、缩写,表示进行化学反应 rH :表示按该反应方程式进行,反应进度为1mol (298.15k)：表示系统的始态和终态温度为298.15k ：表示反应系统中各物质处于标准态 Hrm(298.15k)的意义：在298.15K下的标准摩尔反应焓变。 气体标准态：各气体分压为101325Pa。且为理想气体。 溶液标准态：该溶质的浓度为1mol/l 液体或固体标准态：101325Pa下的纯净液体或固体。 书写热化学反应方程式注意： rHm与反应方程式写法有关。 a须注明各物质聚集状态： g（gas）气、 l（liquid）液 bs（solid）固、aq水溶液 一个反应正逆反应的rHm绝对值相同，符号相反

10、。 cm是指完成了反应进度为1mol时热效反应。（逆反应的存在） *d. rH 1.3.2.2物质的标准摩尔生成焓（生成热） 定义：在热力学标准条件下，由指定的稳定单质生成1mol纯物质的反应焓变。m表示。 H用fm：f表示生成formation HP15 f按定义：稳定单质的标准摩尔生成焓等于零。 P346 附录一些物质的标准摩尔生成焓。 化学手册中可查到。 页4共 页3第 ) = -285.83KJ/mol P348 Hm(HO,例：H(g)+ 1/2O (g) = HO() 222f 2eE bBrm可求一般化学反应的 HdDm，例aA利用 Hf Hr(B) m H Hm(A)(-m=d. H).m(D)e. Hm(E)(-a).ffff Hm3HO() 的r(g)例：计算反应 CHOH()3O(g) = 2CO22522)m(CHOH, H Hm(HO,)(-1) 解：rH Hm =2.3.m(CO,g)5f222ff 0 (-3) 0 (-285.83)(-1) (-277.7)(-393.15) = 23 = -1366.8KJ/mol （盖斯）1.3.2.3黑斯定律及其应用：而与过程的只决定于反应物的始态和生成物的终态，定律：化学反应的热效应， 途径无关。m a间接计算一些难以测定的化合物的 H应用：f ?kJH?394?O(g)?CO(g) ?(1) C(s)12