《无机化学》天津大学第四版第一章：化学反应中的质量关系和能量关系范本.ppt

1.3.1 应用反应方程式的计算 化学反应方程式： 根据质量守恒定律，用元素符号和化学式表示化学变化中质和量的关系式。 根据已配平的化学反应方程式中各物种的定量关系来进行计算某物种的量。 祝同学们学习一帆风顺！ * * * * 1-1-6化学计量化合物和非计量化合物 1.2.6 化学计量化合物 能表明组成化学物质的各元素原子数目之间最简单的整数比关系, 因此又称最简式。 化学式 分子式 能表明分子型物质中一个分子所包含的各种元素原子的数目。 分子式可能和最简式相同，也可能是最简式的整数倍。例如： 对于那些非分子型物质,只能用最简式表示 例如：离子型化合物氯化钠，习惯上以最 简式NaCl表示。 H2O H2O 水 Al2Cl6 AlCl3 气态氯化铝 　分子式 　化学式　　 分子型物质　　 1.2.6 化学计量化合物 具有确定组成且各种元素的原子互成简单 整数比的化合物，这类化合物又称整比化 合物或道尔顿体。 例如： 　一氧化碳中氧与碳质量比恒为4∶3 　　　　　　　　　原子比恒为1∶1 化学计量化合物 第三节 化学反应中的质量关系 化学计量数(ν) 化学反应　　 cC + dD = yY + zZ 移项　　　 0 = -cC - dD + yY + zZ 令　 -c =νC、-d =νD、y =νY、z =νZ 得　 　 0 =νCC +νDD +νYY + νZZ 可简化写出化学计量式的通式： B—包含在反应中的分子、原子或离子。 νB—数字或简分数，称为(物质)B的化学 计量数。 1.3.2化学计量数与反应进度 0＝∑ BB ν B 规定，反应物的化学计量数为负， 产物的化学计量数为正。 例 N2 + 3H2 = 2NH3 0 = - N2 - 3H2 + 2NH3 =ν(N2)N2 +ν(H2)H2 +ν(NH3)NH3 N2、H2、NH3的化学计量数 ν(N2) = -1、ν(H2) = -3、ν(NH3) = 2 表明反应中每消耗1 mol N2和3 mol H2 生成2 mol NH3 1.3.2化学计量数与反应进度 1.3.2化学计量数与反应进度 反应进度 0＝∑ BB ν B 对于化学计量方程式 dξ = νB-1dnB ξ为反应进度, 其单位为mol nB为B的物质的量, νB为B的化学计量数 改写为 dnB = νB dξ 开始时ξ0=0、nB(ξ0)积分到ξ时的nB(ξ) 得： nB(ξ)-nB(ξ0)=νB(ξ-ξ0) 则 △nB =νBξ 反应进度 △nB =νBξ 即任一化学反应各反应物及产物的改变量 (△nB) 均与反应进度 (ξ) 及各自的计量系数(νB)有关。 对产物B 若ξ0＝0、nB(ξ0)＝0 则 nB ＝νBξ 1.3.2化学计量数与反应进度 例 反应：N2 + 3H2 = 2NH3 N2、H2、NH3的化学计量数 ν(N2) = -1、ν(H2) = -3、ν(NH3) = 2 当ξ0＝0时,若有足够量的N2和H2、n(NH3)＝0 根据　?nB ＝νBξ、ξ＝ ?nB/νB ?n(N2)/mol ?n(H2)/mol ?n(NH3)/mol ξ/mol 0 0 0 0 -1/2 -3/2 1 1/2 -1 -3 2 1 -2 -6 4 2 1.3.2化学计量数与反应进度 ?n(N2)/mol ?n(H2)/mol ?n(NH3)/mol ξ/mol 0 0 0 0 -1/2 -3/2 1 1/2 -1 -3 2 1 -2 -6 4 2 对同一化学反应方程式， 反应进度(ξ)的值与选用反应式中何种物 质的量的变化进行计算无关。 1.3.2化学计量数与反应进度 例 反应：N2 + 3H2 = 2NH3 注意: 同一化学反应如果化学反应方程式的写法不同（亦即νB不同）, 相同反应进度时对应各物质的量的变化会有区别。 例如：当ξ = 1 mol时 反应方程式 N2+ H2=NH3 N2+3H2=2NH3 ?n(N2)/mol - -1 ?n(H2)/mol