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第一章 化学的一些基本概念和定律. §1 － 1 化学的一些基本概念. 1- 1 原子、分 子. 1. 原子是物质进行化学反应的基本微粒。 2. 分子是保持物质化学性质的最小微粒。. 1- 2 元 素. 1. 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。由不同种元素构成的物质称化合物。. 2. 核素. 具有一定数目的质子数和一定数目的中子的一种原子称为核素。. 3. 同位素. 质子数相同而中子数不同的各种元素的原子。. 1-3 原子量、分子量. ( 相对 ) 原子量 : 一种元素的原子量是该元素的摩尔质量对核数 12C
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第一章 化学的一些基本概念和定律 §1－1 化学的一些基本概念 1- 1 原子、分 子 1.原子是物质进行化学反应的基本微粒。 2.分子是保持物质化学性质的最小微粒。 1- 2 元 素 1. 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。由不同种元素构成的物质称化合物。
2. 核素 具有一定数目的质子数和一定数目的中子的一种原子称为核素。 3. 同位素 质子数相同而中子数不同的各种元素的原子。 1-3 原子量、分子量 (相对)原子量:一种元素的原子量是该元素的摩尔质量对核数12C 的摩尔质量1／12的比值。 该元素的原子质量 12C的原子质量×1／12 某元素的原子量 =
该元素的原子质量 = ×12 12C的原子质量 原子量用符号Ar(E)表示，A代表原子，r 代表相对，E代 表元素。 分子量： 分子式是由原子组成的，只要知道组成分子的元素及其原子数 目，就可以写出分子式，就可以计算出分子量。分子量等于组成 该分子的个原子的原子量的总和。和原子量一样，分子量也是没 有单位的相对量。分子量用符号Mr表示，M代表分子，r表示相对
例如： Mr(O2)=2×15.9994=31.9988 Mr(H2SO4)=2×1.0079+32.06+4×15.9994=98.08 §1－2 国际单位制和摩尔 2-1 国际单位制及摩尔我国法定计量单位 2-2 摩尔我国法定计量单位 （参阅教材上册P15—18）
2-3 物质的量及其单位—摩尔 1971年国际计量大会制定了一个新的国际单位，即“物 质的量”的单位—摩尔。其定义是：摩尔是一系统的物质的 量，该系统中所包含的基本单元数与0.012千克碳－12的原 子数目相等。其单位名称称为摩〔尔〕，单位符号为mol。 在使用摩尔时，基本单元应予以指明，可以是原子、分子、 离子、电子及其它粒子，或是这些粒子的特定组合。
2- 4 摩尔质量 某系统物质的量为一摩尔时，该物质的质量称为 摩尔质量。用符号M表示，单位为克·摩－1(g·mol－ 1) 。如物质的基本单元是原子，则其摩尔质量在数值 上等于原子量。
§1－3 重要气体定律 3-1 理想气体状态方程式 理想气体状态方程式是一个包含气体体积(V) ﹑压力(P)与温 度(T)之间关系的方程式。它是由实验中结合出来的波义尔定律﹑ 查理(Charles)定律和阿伏伽德罗定律合并组成的一个方程式，所 以也是一个近似实验定律。其数学表达是为：
pV=nRT 式中 p：气体压力； V：气体体积； n：气体的物质的量； T：气体的热力学温度； R：摩尔气体常数（简称气体常 数） R的数值随压力和体积的单位不同而改变，可以通过式1–1求出。在标准状况下（1.01325ⅹ105Pa,对于理想气体选择温度为273.15K）理想气体的摩尔体积约为22.414L·mol-1,将这些值代入式1–1得: pV R= nT 1.01325ⅹ105Paⅹ22.414L = 1molⅹ273.15K =8.314.3Pa·Lmol-1·K-1
若压力用Pa为单位，体积用m3为单位，可得： pV 1.01325ⅹ105Paⅹ22.4ⅹ10-3 R= = nT 1molⅹ273.15K =8.314.3Pa·m3·mol-1·K-1 =8.314.3J·mol-1·K-1 因此使用气体常数时，必需注意P,V的单位，以便选用适当的 R值。
在恒为恒压下，理想气体的体积只与气体的物质的量有关，与气体的种类无关。换言之，与气体的性质------气体的大小及分子的极性等性质无关。在恒为恒压下，理想气体的体积只与气体的物质的量有关，与气体的种类无关。换言之，与气体的性质------气体的大小及分子的极性等性质无关。 严格的来说，这一方程式只适用于分子本身没有体积和分子之间无作用力的气体，及理想气体。 【例】在标准状况下，16.0gO2若为理想气体，应占体积多少L? 解：根据 pV = n R T nRT 则 V= p 16.0 ⅹ8314.3ⅹ273.15 32.0 代入数据 =11.2 L V= 1.01325ⅹ105
答：在标准状况下，16.0g 02应占体积 11.2L。 3- 2 混合气体分压定律 混合气体分压定律是：混合气体的总压力等于各组分气体分压 力之和。 P总=P1+P2+P3……+Pi P总表示混合气体的总压力，Pi表示组分气体的分压力。 根据分压定律，可以计算混合气体的总压力，也可以根据总压力计算组分气体的分压 力 证明如下：设混合气体中含有1，2，3，…，i中气体，物质的各种量分别为n1,n2,n3 …,ni,分压力分别为p1,p2,p3, …,pi.混合气体中各种气体的体积的温度（T）及体积（V）都与混合体积相同。若各组分气体均为理想气体，则
p总V =n总RT =(n1+n2+n3+ …ni )RT =n1RT+n2RT+n3RT+ ni RT… =p1V+p2V+p3v+ …+piv =(p1+p2+p3+…+pi)V i p总=p1+p2+p3+ … +pi=∑pi i=1 另外，根据 p总V =n总RT p1V =n1RT p2V =n2RT… piV =niRT
p1 n1 p2 n2 p3 n3 = = = p总 n总 p总n总p总n总 n1 n2 n3 式中 分别是各种组分气体1，2，…，I n总 ，， n总 ， n总 的摩尔分数，以n1,n2,n3, … ,ni表示。这样，每一组分气体的分压 力与混合气体的总压力之间有如下关系式： piV =niRT 即每一组分气体莪分压力等于混合气体的总压力和该组分气体 摩尔分数的乘积
3- 3 气体扩散定律 在同温﹑同压下，气体的扩散速度与气体密度的平方 根成 正比。若以 U 表示扩散速度，P 表示密度，则 U∞√1／ 9 对于A,B两种气体的扩散速度与它们的密度有如下关系： UA√pB UB√pA = 根据理想气体方程式可导出气体的密度与它的摩尔质量成正比 ： pV=nRT
m M 即 pV= RT m V P = 因为 MP RT P = 所以 代入式1- 2，得 UA√PB√MB = = UB √PA √MA
式中MA,MB分别是气态物质 A,B的摩尔质量。所以格雷厄姆定 律又可述为:在同温、同压下，各种不同气体的扩散速度与气体密 度的平方根成反比，称为气体扩散定律，气体扩散定律又可叙述 为：在同温、同压下，气体的扩散速度与其摩尔质量的平方根成 反比。 3- 4 气体物质分子量的测定 气态或易挥发物质分子量的测定方法较多，例如相对密度 法，标准摩尔体积法及气体扩散法等 一、相对密度法
根据阿伏伽德罗定律，同温、同压下相同体积的气体含有相同数根据阿伏伽德罗定律，同温、同压下相同体积的气体含有相同数 目的分子。因此，当温度、压力相同时、相同体积的两种气体，气质 量之比等于它们的分子量之比，即 m2 Mr2 = m1 Mr1 式中Mr1和Mr2分别代表两种气态物质的分子量，m1和m2分别代 表相同体积时两种气态物质的量。m2/m1是某一定体积气体的质量与 同体积另一种气体质量之比，称为前者对于后者的相对密度，常以 D表示。这样上市可写为：Mr2=DMr1
若测得了某气体对任一已知分子量的气体的相对密度，便可求出若测得了某气体对任一已知分子量的气体的相对密度，便可求出 该气态物质的分子量。若以氢气为标准，则上式可改写为： Mr = 2.016 × D 若以空气为标准，则上式变为： Mr = 29 × D 29为空气的平均分子量。 二、标准摩尔体积法 1mol的任何气体在标准状况下都占据0.0224m3的体积。因此只要 测得某气体在标准状况下的密度（㎏∕m3），便可求出该气态物质 的分子量。
三、应用气体扩散定律求气态物质的分子量 根据气体扩散定律： U1 √M2 = U2 √M1 若能测出两种气态物质的扩散速度，并且一种气态物质的分子量 已知，便能算出另一种气态物质的分子量。 四、应用理想气体状态方程式气态物质的分子量 对于非标准状态下的气体，可以应用理想气体状态方程式求气态物 质的分子量。
理想气体状态方程式为： pV=nRT 或 m M RT pV= M为气态物质的质量（单位g），M为摩尔质量（单位 g·mol-1）。若已知某气态物质的体积、压力、温度及质量，便可 应用上式求的该气态物质的分子量。 3-5 气体定律的偏差和修正（选学）
