《元素2-3SI國(guó)際單位制及摩爾2-4相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《元素2-3SI國(guó)際單位制及摩爾2-4相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量（44頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2-1 化 學(xué) 的 基 本 概 念 2-2 元 素2-3 SI國(guó) 際 單 位 制 及 摩 爾 2-4 相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量 和 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 2-5 理 想 氣 體 及 氣 體 分 子 運(yùn) 動(dòng) 論 2 無(wú) 機(jī) 化 學(xué) 的 基 本 概 念 2-1 化 學(xué) 的 基 本 概 念2-1 化學(xué)的基本概念 分 子 是 指 在 保 持 物 質(zhì) 化 學(xué) 性 質(zhì) 的 前 提 下 ， 物 質(zhì) 可分 割 的 極 限 。 即 分 子 是 保 持 物 質(zhì) 化 學(xué) 性 質(zhì) 的 最 小 微 粒 。 分 子 只 是 保 持 物 質(zhì) 化 學(xué) 性 質(zhì) 的 最 小 微 粒 ， 但 并 不是 保 持 物 質(zhì) 的 物 理
2、性 質(zhì) 的 最 小 微 粒 。 雖 然 分 子 可 被 分 割 為 更 小 的 微 粒 原 子 ， 但 由 于原 子 已 不 再 保 持 物 質(zhì) 原 有 的 化 學(xué) 性 質(zhì) ， 所 以 分 子 是 在保 持 物 質(zhì) 原 有 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 的 前 提 下 物 質(zhì) 可 分 割 的 極 限 。2-1-1 分 子 （ Molecule） 2-1 化學(xué)的基本概念 多 數(shù) 物 質(zhì) 是 由 分 子 組 成 的 ， 它 們 的 凝 聚 態(tài) 是分 子 晶 體 ； 但 也 有 少 數(shù) 物 質(zhì) 是 由 原 子 直 接 構(gòu) 成 的 ，原 子 間 以 共 價(jià) 鍵 結(jié) 合 組 成 原 子 晶 體 ， 如 金 剛 石
3、 、 單晶 硅 等 ； 還 有 少 數(shù) 物 質(zhì) 是 直 接 由 正 、 負(fù) 離 子 以 離 子鍵 結(jié) 合 成 離 子 晶 體 ， 如 氯 化 鈉 、 氯 化 銫 等 。2-1-1 分 子 （ Molecule） 2-1 化學(xué)的基本概念 分 子 概 念 的 補(bǔ) 充 、 修 正 和 完 善 ： 根 據(jù) 分 子 微 粒 有 無(wú) 電 荷 和 未 配 對(duì) 電 子 的 特 征 ， 將分 子 微 粒 分 為 分 子 （ 無(wú) 電 荷 、 無(wú) 未 配 對(duì) 電 子 ， 如 Cl2）分 子 離 子 （ 有 電 荷 、 無(wú) 未 配 對(duì) 電 子 ， 如 NO3-、 SO42-） 、分 子 的 離 子 自 由 基 （ 有
4、 電 荷 、 有 未 配 對(duì) 電 子 ， 如 O2-、O2+） 。2-1-1 分 子 （ Molecule） 2-1 化學(xué)的基本概念 在 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 前 提 下 ， 分 子 可 以 進(jìn) 一 步 分 割 為 原子 ， 因 為 在 化 學(xué) 反 應(yīng) 中 ， 只 是 原 子 和 原 子 之 間 的 重 新組 合 ， 而 原 子 本 身 并 沒(méi) 有 變 為 其 它 種 類(lèi) 的 原 子 。 因此 ， 原 子 是 參 加 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 最 小 微 粒 。 原 子 微 粒 包 括 ： 原 子 （ 獨(dú) 立 存 在 的 單 個(gè) 原 子 ） 、離 子 （ 帶 電 荷 的 原 子 ， 如 K+、 S2-
5、） 和 自 由 基 （ 不 能獨(dú) 立 存 在 ， 如 H 、 Cl）2-1-1 分 子 （ Molecule） 2-1 化學(xué)的基本概念 質(zhì) 量 守 恒 定 律 ： 參 加 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 各 物 質(zhì) 質(zhì) 量 的總 和 ， 等 于 反 應(yīng) 后 各 生 成 物 質(zhì) 質(zhì) 量 的 總 和 。 定 組 成 定 律 ： 化 合 物 的 各 組 成 元 素 之 間 皆 有 一恒 定 的 比 例 。 例 如 H2O， H： 11.11%,O:88.89%. 倍 比 定 律 ： 當(dāng) 兩 種 元 素 能 化 合 生 成 幾 種 化 合 物時(shí) ， 與 一 定 量 的 某 元 素 化 合 的 另 一 元 素 的
6、質(zhì) 量 間 的 比為 簡(jiǎn) 單 的 整 數(shù) 比 。 例 如 CuO和 Cu2O中 Cu的 質(zhì) 量 比 為1： 2， 而 O的 質(zhì) 量 比 為 2： 1。2-1-3 四 大 化 學(xué) 基 本 定 律 2-1 化學(xué)的基本概念 2-2 元 素 (Element)2-2 元素（Element） 2-2-1 元 素 與 單 質(zhì) (Simple Substance) 元 素 ： 原 子 核 里 質(zhì) 子 數(shù) （ 核 電 荷 數(shù) ） 相 同 的 一 類(lèi) 原 子 的 總 稱(chēng) 。 有 游 離 態(tài) （ 原 子 ） 和 化 合 態(tài)（ 離 子 和 原 子 團(tuán) ） 兩 種 形 式 。 由 同 種 元 素 組 成 的 物 質(zhì)
7、稱(chēng) 為 單 質(zhì) 。 單 質(zhì) 是 一 個(gè) 實(shí) 在 的 、 具 體 的 概 念 。 元 素 只 能 存 在 于 具 體 的 物 質(zhì) 中 ， 不 能 單 獨(dú) 存 在 。 是 一 個(gè) 抽 象 的 概 念 。 元 素 、 原 子 和 單 質(zhì) 三 個(gè) 概 念 的 聯(lián) 系 和 區(qū) 別 （ 見(jiàn) P14-15） 。2-2 元素（Element） 2-2-1 元 素 與 單 質(zhì) (Simple Substance)2-2 元素（Element） 判 斷 ： 物 質(zhì) 是 由 元 素 組 成 的 ； 元 素 是 由 原 子 或 分 子 組 成 的 ； 水 中 含 有 氫 元 素 和 氧 元 素 ； H2O是 由 氫
8、元 素 和 氧 元 素 組 成 的 ； 水 是 由 氫 原 子 和 氧 原 子 組 成 的 ； 水 是 H2O在 一 定 狀 態(tài) 下 的 聚 集 體 。2-2-1 元 素 與 單 質(zhì) (Simple Substance)2-2 元素（Element） 2-2-1 元 素 與 單 質(zhì) (Simple Substance)2-2 元素（Element） 原 子 核 質(zhì) 量 數(shù) (A)= 質(zhì) 子 數(shù) (Z)+ 中 子 數(shù) （ N） 核 素 ： 相 同 質(zhì) 子 數(shù) 、 原 子 核 質(zhì) 量 數(shù) 不 同 的 一 類(lèi) 原子 的 總 稱(chēng) 。 如 12C、 13C、 14C等 。 同 位 素 ： 質(zhì) 子 數(shù) 相
9、 同 而 中 子 數(shù) 不 同 的 同 一 元 素 的不 同 核 素 （ 原 子 ） 互 稱(chēng) 為 同 位 素 (Isotopic Element)。 如 12C、 13C、 14C互 稱(chēng) 為 同 位 素2-2-1 元 素 與 單 質(zhì) (Simple Substance)2-2 元素（Element） 2-3 SI國(guó) 際 單 位 制 及 摩 爾2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 2-3-1 SI國(guó) 際 單 位 制 SI 基 本 單 位 ： 七 個(gè) 基 本 單 位 SI 單 位 制 的 詞 頭 我 國(guó) 選 用 的 非 國(guó) 際 單 位 制 單 位2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 2
10、-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 2-3-2 物 質(zhì) 的 量 及 其 單 位 定 義 ： （ 1） 摩 爾 是 一 系 統(tǒng) 的 物 質(zhì) 的 量 。 該 系 統(tǒng) 中 所 包 含的 基 本 單 元 數(shù) 與 0.012kg C-12的 原 子 數(shù) 目 相 等 ， 該 數(shù)目 為 阿 佛 加 德 羅 常 數(shù) NA， 近 似 為 6.022 1023 mol-1。2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 （ 2） 使 用 摩 爾 時(shí) ， 微 粒 的 基 本 單 元 應(yīng) 予 指 明 ， 它 們 可 以 是原 子 、 分 子 、 離 子 、 電 子 及 其 它 粒 子 ， 或 者 是 這 些 粒 子 的 特定 組 合 。 如
11、1 mol（ 1/2 H2SO4） ， 1 mol（ H2 + 1/2 O2=1/2 H2O） ?？?以 用 0.012 kg C-12中 所 含 碳 原 子 的 數(shù) 目 來(lái) 度 量 1 mol。 因 此 ，摩 爾 就 是 以 0.012 kg C-12中 所 含 碳 原 子 數(shù) 為 標(biāo) 準(zhǔn) 來(lái) 衡 量 其 它物 質(zhì) 中 所 含 的 基 本 單 元 數(shù) 目 的 多 少 。 例 如 ， 1mol C含 有 NA個(gè) C原 子 ， 1mol H2O含 有 NA個(gè) H2O分 子 ， 1mol e-含 有 NA個(gè) e-。2-3-2 物 質(zhì) 的 量 及 其 單 位 2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 使 用 “
12、 物 質(zhì) 的 量 ” 及 其 單 位 （ 摩 爾 ） 時(shí) 應(yīng) 注 意 以下幾 點(diǎn) ： 摩 爾 是 “ 物 質(zhì) 的 量 ” 的 單 位 ， 與 “ 物 質(zhì) 的 量 ” 是不 同的 概 念 ， 不 能 認(rèn) 為 “ 摩 爾 包 含 有 質(zhì) 量 或 數(shù) 量 的 意 義 ” ； 某 物 系 中 所 含 的 基 本 單 元 數(shù) 是 NA的 多 少 倍 ， 則該 物 系 中 “ 物 質(zhì) 的 量 ” 就 是 多 少 摩 爾 ；2-3-2 物 質(zhì) 的 量 及 其 單 位 2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 物 理 量 = 純 數(shù) 單 位 。 “ 物 質(zhì) 的 量 ” = 純 數(shù) 摩 爾 = nB ,， nB 只 能 稱(chēng)
13、為B物 質(zhì) 的 “ 物 質(zhì) 的 量 ” ， 不 能 稱(chēng) 為 摩 爾 數(shù) 。 “ 物 質(zhì) 的 量 ” （ nB） 與 “ 質(zhì) 量 （ m） ”是 兩個(gè) 不同 的 物 理 量 ， 不 能 認(rèn) 為 “ 摩 爾 既 是 數(shù) 量 單 位 ， 又是質(zhì) 量 單 位 ”2-3-2 物 質(zhì) 的 量 及 其 單 位 2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 2-3-3 摩 爾 質(zhì) 量 (Molar Mass) M = 物 質(zhì) 的 質(zhì) 量 /物 質(zhì) 的 量 = m/ nB2-3 SI國(guó)際單位制及摩爾 2-4 相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量 和 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量2-4 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量 2-4-1 相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量
14、 相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量 簡(jiǎn) 稱(chēng) 為 原 子 量 。定 義 ： 一 種 元 素 的 相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量 是 該 元 素 1mol的 質(zhì) 量對(duì) 核 素 12C的 1 mol質(zhì) 量 的 1/12的 比 值 。 符 號(hào) Ar(E)。 Ar(E) = 元 素 E一 個(gè) 原 子 的 平 均 質(zhì) 量 /(12C的 原 子 質(zhì)量 /12) 原 子 的 平 均 質(zhì) 量 = (某 核 素 的 原 子 質(zhì) 量 豐 度 )） Ar(E)=(Ar(E i) 豐 度 )/(12C的 原 子 質(zhì) 量 /12） 2-4 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量 注 意 ： 相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量 僅 是 一 個(gè) 相 對(duì) 的 比 值
15、， 它 是 無(wú)單 位 的 物 理 量 ； 某 元 素 的 原 子 量 是 該 元 素 n個(gè) 核 素 相 對(duì) 原 子 質(zhì)量 的 平 均 值 ； 原 子 量 無(wú) 單 位 ， 但 原 子 質(zhì) 量 有 單 位 （ u一 個(gè)質(zhì) 子 的 質(zhì) 量 ） ， 12C的 原 子 質(zhì) 量 =12 u。 例 如 ， 硅 的 原 子 量 是 其 三 種 同 位 素 的 平 均 原子 量 （ P19） 。2-4-1 相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量2-4 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量 2-4-2 相 對(duì) 分 子 量 相 對(duì) 分 子 量 （ Mr） 等 于 組 成 分 子 的 各 原 子 的 相對(duì) 原 子 質(zhì) 量 的 總 和 。 有
16、些 物 質(zhì) 沒(méi) 有 分 子 式 只 有 化 學(xué) 式 ， 其 相 對(duì) “ 分子量 ” 就 是 其 “ 化 學(xué) 式 量 ” 。 2-4 相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量 2-5 理 想 氣 體 及 分 子 運(yùn) 動(dòng) 論 2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 氣 體 的 特 征 ： 擴(kuò) 散 性 和 可 壓 縮 性 。 因 此 溫 度 和壓 力 對(duì) 氣 體 體 積 有 較 大 的 影 響 。 T、 p、 V 是 描 述 氣 體 狀 態(tài) 的 三 個(gè) 參 數(shù) ， 它 們 之間 的 聯(lián) 系 為 pV = nRT， 稱(chēng) 為 理 想 氣 體 定 律 ， 也 稱(chēng)Clapeyron方 程 。 這 個(gè) 方 程 式 普 適 于 一 切
17、 理 想 氣 體 。2-5-1 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 式 2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 理 想 氣 體 ： 在 任 何 條 件 下 都 能 服 從 理 想 氣 體 狀態(tài) 方 程 式 的 氣 體 。 實(shí) 際 上 ， 理 想 氣 體 是 不 存 在 的 ，實(shí) 際 氣 體 滿 足 某 些 假 定 條 件 可 被 稱(chēng) 為 理 想 氣 體 。 假定 ： 氣 體 分 子 的 體 積 可 以 忽 略 不 計(jì) ； 氣 體 分 子 之 間 完 全 沒(méi) 有 相 互 作 用 ， 即 氣 體 分 子之 間 發(fā) 生 的 碰 撞 完 全 是 彈 性 碰 撞 。2-5-1 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 式 2-
18、5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 真 實(shí) 氣 體 的 行 為 不 可 能 在 任 何 條 件 下 都 服 從 理 想氣 體 方 程 ， 只 有 在 “ 溫 度 不 太 低 （ 273） ， 壓 力 不 太高 ” （ 105Pa） 下 ， 才 服 從 理 想 氣 體 方 程 。 當(dāng) 固 定 兩 個(gè) 變 量 時(shí) ， 就 可 以 得 到 一 系 列 氣 體 的 實(shí)驗(yàn) 定 律 。（ 1） n、 T不 變 ， 得 到 波 義 爾 （ Boyle） 定 律 PV= k 1， or p1V1 = p2V2 2-5-1 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 式 2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 （ 2） n、 p不 變 ， 得
19、 到 蓋 -呂 薩 克 （ G ay-Lussac） 定 律 V/T= k2， or V1 / T2= V2 / T2（ 3） n、 V不 變 ， 得 到 查 理 （ Charles） 定 律 p/ T = k3， or p1 / T1 = p2 / T2（ 4） p、 T不 變 ， 得 到 阿 佛 加 得 羅 （ Avogadro） 定 律 V = k4n， or V1 /n1 = V2 /n22-5-1 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 式 2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 在 pV = nRT中 ： T熱 力 學(xué) 溫 度 （ K） ， n物 質(zhì)的 量 （ mol） ,Vm3 or dm3 or
20、 cm3, p壓 力 Pa or kPa。 R的 取 值 ： R的 值 隨 p、 V的 單 位 不 同 而 異 ， R = pV/nT= 101325 Pa 22.414 10-3 m3/1 mol 273.15 K = 8.314 Pa.m3.mol-1.K-1 = 8.314 kPa.dm3.mol-1.K-1 = 8.314 J.mol-1.K-12-5-1 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 式 2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 常 見(jiàn) 的 幾 種 R值 如 下 ：R= 8.314 Pa.m3.mol-1.K-1 = 8.314 kPa.dm3.mol-1.K-1 = 8.314 J.mol-
21、1.K-1 = 1.99 cal.mol-1.K-1 = 0.0831 bar.dm3.mol-1.K-1 = 0.0821atm.dm3.mol-1.K-1 = 62.4mmHg.dm3.mol-1.K-1 完 全 理 想 的 氣 體 雖 然 不 存 在 ， 但 許 多 實(shí) 際 氣 體 ，特 別 是 哪 些 不 容 易 液 化 的 氣 體 ， 如 He、 H2、 O2、 N2等 在 常 溫 常 壓 下 的 性 質(zhì) 近 似 于 理 想 氣 體 。2-5-1 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 式 2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 混 合 氣 體 中 某 種 氣 體 的 相 對(duì) 含 量 可 以 用 氣
22、體 的 分 體 積或 體 積 分 數(shù) 表 示 ， 也 可 以 用 組 分 氣 體 的 分 壓 表 示 。 1 分 體 積 、 體 積 分 數(shù) 、 摩 爾 分 數(shù) 在 恒 溫 恒 壓 下 ， 混 合 氣 體 的 總 體 積 （ VT） 等 于 各組 分 氣 體 分 體 積 （ Vi） 之 和 ， 即 VT = Vi 某 組 分 氣 體 的 分 體 積 （ Vi） 與 總 體 積 （ VT） 之 比稱(chēng) 為 該 組 分 氣 體 的 體 積 分 數(shù) ， 即 Xi = Vi / VT X i = 1 2-5-2 混 合 氣 體 定 律2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 混 合 氣
23、 體 中 某 種 氣 體 的 “ 物 質(zhì) 的 量 ” （ ni） 與 混 合 氣 體各 組 分 的 總 “ 物 質(zhì) 的 量 ” （ nT） 之 比 ， 稱(chēng) 為 該 組 分 氣 體 的摩 爾 分 數(shù) （ Ni） 。 nT = ni ; Ni = ni / nT ; Ni = 1 在 恒 溫 恒 壓 下 ， Xi =Vi / VT = ni / nT = Ni 所 以 ， Vi = ni / nT VT = Ni VT 亦 即 ， Xi = Ni（ 相 同 體 積 的 氣 體 具 有 相 同 的 分 子 數(shù) ）2-5-2 混 合 氣 體 定 律2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 設(shè) 在 溫 度 T（ K
24、） 時(shí) ， 混 合 物 由 A、 B、 C三 種 氣 體組 成 ， 其 “ 物 質(zhì) 的 量 ” 分 別 為 nA、 nB 和 nC， 體 積 為 V，則 nT = nA+ nB + nC pA = nART/ V， pB = nBRT/ V， pC = nCRT/ V 則 pT = nRT/ V = (nA+ nB+ nC)RT/ V pT = nART/ V + nBRT/ V + nCRT/ V = pA+ pB + pC pi / pT = ni /nT = Ni 即 pi = NipT = ni /nTp（ 恒 T、 恒 V下 使 用 ）2-5-3 道 爾 頓 分 壓 定 律2-5 理
25、想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 2-5-3 道 爾 頓 分 壓 定 律 同 理 ， 可 得 到 恒 溫 （ T） 與 恒 壓 （ p） 下 Vi = VT pi / pT 或 pi = pT Vi / VT2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 1828年 ， 格 拉 罕 姆 （ Graham） 由 實(shí) 驗(yàn) 發(fā) 現(xiàn) ： 恒 溫 （ T） 與 恒 壓 （ p） 時(shí) ， 氣 體 的 擴(kuò) 散 速 率（ u） 和 它 的 密 度 （ ） 的 平 方 根 成 反 比 。 即 u1/u2 = (2/1)1/2 = (M2/M1)1/2 = (Mr2/Mr1)1/2 （ M = mRT/ pV = RT/ p）2-5-4 氣 體
26、 擴(kuò) 散 定 律2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 例 現(xiàn) 有 一 個(gè) 6 dm3、 9 MPa的 氧 氣 貯 罐 和 另 一 個(gè)12 dm3、 3 MPa的 氮 氣 貯 罐 。 兩 個(gè) 容 器 由 活 塞 連接 ， 打 開(kāi) 活 塞 待 兩 種 氣 體 混 合 均 勻 后 （ 設(shè) 混 合 前后 溫 度 不 變 ） ， 求 此 時(shí) 氧 氣 、 氮 氣 的 分 壓 力 和 分體 積 。2-5-4 氣 體 擴(kuò) 散 定 律2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 解 兩 份 氣 體 起 始 狀 態(tài) 壓 力 不 同 ， 混 合 之 后 總 體積 改 變 為 18 dm3。 混 合 后 的 總 壓 力 為 :P = P（ O2） V（ O2） /VT + P（ N2） V（ N2） /VT = 9 6 /18 +3 12 /18 = 2 + 3 = 5（ MPa）則 氧 氣 的 分 體 積 V（ O2） = VTP（ O2） / P = 18 3/5 = 10.8（ dm3） 氮 氣 的 分 體 積 V（ N2） = VTP（ N2） / P = 18 2/5 = 7.2（ dm3）答 (略 )2-5-4 氣 體 擴(kuò) 散 定 律2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論 作 業(yè) : 12， 15， 23， 25， 272-5-4 氣 體 擴(kuò) 散 定 律2-5 理想氣體及分子運(yùn)動(dòng)論
元素2-3SI國(guó)際單位制及摩爾2-4相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量
