一些化学基本概念和定律1

第一章普通化学基本概念和理论第1页第2页本章讲解内容1.1分子原子1.2元素1.3摩尔1.4相对原子质量相对分子质量1.5理想气体定律第3页1.1.1分子分子是保持物质化学性质的最小微粒。注意两点<1>.分子只能保持物质的化学性质,不能保持物质的物理性质;<2>.分子还可以发生变化,变成其它物质的分子(化学变化)。分子层次

分子物质,

离子物质.巨型分子

分子物质中,分子是可以独立存在的,而离子物质中,阳离子和阴离子总是相互依赖而存在的。所谓分子层次就是指可以保持物质化学性质的由原子所组成的基本微粒。分子的性质和特点第4页1.分子和原子是物质分割不同层次的微粒,构成分子层次基本微粒的内部成员就是原子微粒。2.原子是在不断地运动着,一旦它在分子层次中的运动超出了分子层次的范围,分子层次便受到破坏,从而发生了化学变化。所以说它是化学反应的基本微粒。3.原子包括中性原子,带电原子(离子),原子自由基等。4.原子是可以再分的,原子由更小的微粒(质子、中子、电子等)组成。1.1.2原子原子是物质进行化学反应的基本微粒。原子的性质和特点第5页本章讲解内容1.1分子原子1.2元素1.3摩尔1.4相对原子质量相对分子质量1.5理想气体定律第6页1.2.1元素

元素是原子核里质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。如何正确理解元素？1、具有相同核电荷的原子都具有相同的化学性质。所以元素是以原子核的核电荷数为标准对原子进行分类。2.表示元素的符号与表示原子的符号相同,如H,既表示氢元素,也表示氢原子。3.原子是微观概念,元素是宏观概念。原子有量的涵义,元素没有。如

H

——表示氢元素,也表示一个氢原子;2H

——只表示两个氢原子,不能说成两个(种）氢元素

第7页单质和化合物元素、单质、化合物等都是宏观概念。它们都可以通过微观概念——从原子的不同来理解：元素是具有相同核电荷数一类原子；单质的化学组成是由一种元素的原子组成(如O2,S,Cu);化合物的化学组成是由不同种元素的原子组成(如CO2,KCl)。第8页1.核素也是指原子的种类核素概念中原子的种类是在元素的基础上再加以细分,即原子的种类是以原子核中质子数和中子数为依据进行分类的。质子数不同,或者是中子数不同的原子,都是不同种类的核素。1.2.2核素具有相同质子数及不同质量数的一类原子。2.表示核素的符号

如氧元素的三种核素:168O,178O,188O。3.核素符号的意义与元素类似，如168O,表示氧-16核素,也表示氧-16核素的一个原子。221H表示氘核素的2个原子。4.一种元素如果存在有多种核素,则称该元素为多核素元素,否则称为单一核素元素。第9页1.在周期表中同位素同占一个位置的小格

因而称为同位素。同位素的质子数相同,因此它们都具有相同的化学性质。同位素多核元素中的不同核素互称同位素2.同位素的稳定性

能稳定存在的同位素称稳定同位素,具有放射性的同位素称为放射性同位素。第10页本章讲解内容1.1分子原子1.2元素1.3摩尔1.4相对原子质量相对分子质量1.5理想气体定律第11页1.3.1 国际单位制(SI)SI制中的基本物理量及其单位名称和符号在化学中,前面六种单位是常用单位。国际计量大会（CGPM第12页如果所表示的物理量比基本单位大或者小,可以在基本单位前面加上SI制词头

。如1000m=1km(千米)10-9m=1nm(1纳米)k、n就是SI制的词头。SI制词头常用SI制词头倍数10910610310-310-610-910-12中文称号吉兆千毫微钠皮国际称号GMkmnp1cm=107nm=1010pm1atm=1.0125×105Pa此外还必须认识一些常用的非国际单位制单位1.3.2物质的量及其单位──摩尔(mole)第13页一、物质的量以摩尔为单位来表示组成物质的基本单元数目多少的物理量称物质的量。二、摩尔单位0.012kg碳-12的原子数目相等。SI制单位符号是：mol注意11kg氧气中氧分子的物质的量是31.25摩尔

2.表示物质的量时,应先指明基本单元。物质的基本单元可以是各种任意指定的微粒如:原子、分子、离子、2H、H2O、3OH-等等。第14页阿佛加德罗常数1摩尔基本单元数目与0.012kg碳-12的原子数目相等,这个数目称为阿佛加德罗常数。用NA表示：

NA=6.022×1023所以,1mol12C含有NA个12C原子。1molH2O含有2NA个H原子和1NA个O原子。AmedeoAvogadro1776-1856阿佛加德罗，意大利物理学家，它的主要贡献是创立了分子学说，阿佛加德罗常数和阿佛加德罗定律是他在1811年提出的。第15页

摩尔质量1mol12C原子的质量是0.012kg(12g),记为:M(12C)=12g·mol-11molH2O分子的质量是0.018Kg(18g),记为:M(H2O)=18g·mol-11molOH-离子的质量是0.017Kg(17g),记为:M(OH-)=17g·mol-1

1摩尔基本单元的质量称为摩尔质量。常用M表示,单位是g·mol-1第16页本章讲解内容1.1分子原子1.2元素1.3摩尔1.4相对原子质量相对分子质量1.5理想气体定律第17页1、原子质量某核素一个原子的质量称为该核素的原子质量。常用A表示。原子质量单位:一个12C核素原子质量的十二分之一定义为“统一的原子质量单位”,用“u”表示。1u=A(12C)×——112所以碳—12原子的质量是：A(12C)=12u这样，某一核素的原子质量,以u为单位时,数值上等于它的质量数（质子数+中子数）。同理：A(16O)=16uA(17O)=17uA(18O)=18u1.4.1相对原子质量第18页2.平均原子质量某元素的平均原子质量等于各同位素的原子质量与其丰度的积之和。A平均(E)=ΣA(同位素)×丰度例:汞的各同位素及其丰度如下表:同位素

204Hg202Hg201Hg200Hg199Hg198Hg196HgA(u)

204202201200199198196 丰度(%)

6.8529.8013.2226.1316.8410.020.146汞的平均原子质量:A平均(Hg)

=204u×6.85%+202u×29.80%+201u×13.22%+200u×26.13%+199u×16.84%+198u×10.02%+196u×0.146%=200.6u第19页2、相对原子质量(简称原子量)

一种元素的相对原子质量就是该元素1个原子质量与12C核素1个原子质量的1/12的比值，用Ar(E)表示因为1mol任何元素都含有相同的原子数,所以有：Ar(E)=——————————E元素的平均原子质量A(12C)———12A(12C)———12=1u所以原子量的数值与平均原子质量的数值是相等的，其不同仅是前者无单位，后者有单位。就如比重和密度的关系一样。第20页例:求50g硫原子的“物质的量”。平均原子质量、原子量、摩尔原子质量的区别解:因为S原子量是32.06,所以

M(S)=32.06g·mol-1n(S)=—————1.56mol50g32.06g·mol-1物质的量(n)=———————质量(m)摩尔质量(g·mol-1)第21页本章讲解内容1.1分子原子1.2元素1.3摩尔1.4相对原子质量相对分子质量1.5理想气体定律第22页1.5.1理想气体状态方程式分子的体积和分子间作用力都可以忽略的气体称为理想气体。状态函数描述一种气体的状态时所用到的物理量称为状态函数。如压力(P)、温度(T)、体积(V)、物质的量(n)等等。理想气体理想气体的状态方程描述理想气体确定状态时所用的各状态函数(物理量)间的相互关系式称为理想气体的状态方程。PV=nRTPV=——RTmMP——压力V——体积T——温度n——物质的量m——质量R——气体常数M——摩尔式量对于一定气体，在等温条件下：P1V1=P2V2

=nRT=常数第23页混合气体分压定律分体积在相同温度条件下,组分气体的分体积等于混合气体相同压力时所占的体积。用Vi表示VT=——=—————nTRTP(n1+n2+n3)

RTP=——+——+——n1RTPn2RTPn3RTPVT=V1+V2+V3+...nT=n1+n2+n3恒温恒压第24页分压力假设在一个容器中用若干个隔板隔开着若干种气体n1V1

Tn2V2

Tn3V3

TnTVTTnT=n1+n2+n3VT=V1+V2+V3

P=——=—————nTRTVT(n1+n2+n3)

RTVT=——+——+——n1RTVTn2RTVTn3RTVTP=P1+P2+P3在相同温度下，i组分气体的分压力等于它占有与混合气体相同体积时的压力。用Pi表示抽开隔板P=P1+P2+P3+...第25页体积分数、摩尔分数、分压定律组份气体的分体积与混合气体的总体积之比称体积分数。用xi表示。Xi=——ViVT组份气体物质的量与混合气体各组份物质的量的总和之比称摩尔分数。用NI表示。Ni=——ninTVi=——n1RTPVT=——nTRTPXi=——ViVT=—=NininT混合气体的总压力等于各组分气体分压之和，这个定律称为分压定律。P=P1+P2+P3+...类似上述推导可得出:——=——PiPTninTPi=NiPT本章小结第26页化学基本概念分子、原子、元素、单质和化合物、核素、同位素、原子序数、物质的量、原子量、分子量、摩尔式量、标准摩尔体积、分压力、分体积、摩尔分数。化学基本定律阿佛加德罗定律、理想气体状态方程、气体扩散定律。分压定律单击有关复习内容第27页分体积：在相同温度条件下,组分气体的分体积等于其与混合气体相同压力时所占的体积。用Vi表示分压力：在相同温度条件下,组分气体的分压力等于其单独占有该容器时所具有的压力。用Pi表示Pi=NiPTVi=Ni

VTNi=——ninT第28页结论:分压力或分体积,不是混合前的压力和体积,应根据混合后的体积来计算。例

在298K时，将压力为3.33×104的氮气0.2L和压力为4.67×104的氧气0.3L移入0.3L的真空容器，问混合气体中各组分气体的分压力、分体积和总压力各是多少？从答案中可以得到什么结论？解:根据

p1V1=p2V2

求混合气体得分压：P=3.33×104Pa×——=2.22×104Pa0.20.3N2P=4.67×104Pa×——=4.67×104Pa0.30.3O2总压:PT=2.22×104+4.67×104=6.89×104Pa根据:Vi=XiVT=——VTPiPTV=————×0.3=0.097(L)N22.22×1046.89×104V=————×0.3=0.203(L)O24.67×1046.89×104第29页将1体积氮气和3体积氢气的混合气体放入反应器中，在总压力为1.42×106Pa的压力下开始反应，当原料气有9%反应时，各组分的分压和混合气体的总压力各为多少？解:N2+3H2=2NH3反应前原料气的分压:P=PTX=1.42×106×——=3.55×105

(Pa)N2N214P=PTX=1.42×106×——=1.065×106(Pa)H2H234反应后剩下的原料气分压:P’

=P×(1-9%)=3.23×105

(Pa)N2N2P’

=P×(1-9%)=9.69×105

(Pa)H2H2生成的NH3是消耗的N2的两倍P=(P-P’

)×2=(3.55-3.23)×105×2=6.40×105

(Pa)混合气体的总压:PT=p’+p’+p=1.35×106(Pa)N2H2NH3第30页1.标准状况下，0.4dm3某气体中1.143g，试求该气体相对分子质量？

2.在573K，白磷的蒸汽对空气的相对密度是4.28，P的相对原子量为31，空气的平均相对分子量是29，问白磷蒸分子式是什么？3.在298K，

用0.25dm3烧瓶某反应产生的气体，收集压力位7.33╳104Pa，气体净重0.118g，求气体相对质量。第31页4.一个装有8.4gN的5.0dm3储气瓶，以一个活门与另一个装有4.0g氧气的3.0dm3储气瓶相连接。打开活门使两种气体相混，若温度为300K，问氮气、氧气的分压及储气瓶总压？

5.在110kPa和100℃时，

混合300cm3