文档介绍：College of Material Chemistry and Chemical Engineering
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2021/3/11
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§ 物质的聚集态和层次
§ 化学中的计量
第一章 化学反应中的质量关系和能量关系
§ 化学反应中的能量关系
§ 化学反应中的质量关系
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物质的聚集态和层次
物质的聚集态
物质三态
日常生活中人们接触到的自然界物质通常有气体（gas）、液体（liquid）和固体（solid）三种聚集状态。
其中气体、液体属流态，液体、固体属凝聚态。
在一定条件下，气、液、固三态还可以共存， C、 Pa下，水、冰、水蒸气可以共存。
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等离子态
在足够高的温度或辉光放电条件下，气体分子会部分甚至几乎完全解离为原子并进一步电离为气态离子。一般情况下，这种电离的气体包含正、负电荷总数相等的正离子、电子，以及少量电中性的原子、分子。当电离产生的带电粒子达到一定的密度并能持续存在足够长的时间，这种高电离的气体与原来未电离时相比较，性质上（导电性、粒子间作用力、受磁场的影响以及化学反应活性等）发生了根本性的变化，呈现为一种有别于气、液、固三态的新物态——等离子态（plasma state），意指其中粒子所带的正电荷量和负电荷量相等。
只要急剧加热到2万摄氏度左右，所有物质都呈等离子态。
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由于等离子体的独特性能，等离子体技术在许多科技领域获得广泛应用，除了被应用于照明、金属焊接、表面镀膜、表面刻蚀等一般性的技术领域外，在化学、化工领域如化学合成、高分子聚合、溅射制膜、化学气相沉积及发动机废气治理等方面均有应用。尤其是冷等离子体技术，在化学、化工领域更具有实用价值，原因是高能量的电子可使反应物分子、原子电离激活为活性粒子而利于反应，而且反应又能在较低的温度下进行。
自然界中的物质除了有气、液、固、等离子态以外，在特殊条件下还有超固体、中子态、磁性超流态以及辐射场态等。
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物质的层次
物理学家把自然界中的物质按个体（或粒子）的空间尺度大小及运动规律划分为三个层次：
层次 空间尺度 遵循运动规律 实例
宇观 >106m 相对论力学 地球、太阳、星云
宏观 >(10-8~106) m 牛顿力学 交通工具
微观 <(10-10~10-8) m 量子力学 原子、分子、电子、核子
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但是，随着高分辨电子显微镜的应用和制备纳米级（1nm=10-9m）材料技术的发展，科学家们发现在宏观物体和微观粒子区间“接壤”处的一些物质，如直径处于纳米级（1～100 nm）的粒子，其运动既不同于宏观物体，又有别于微观粒子，可称为介观粒子的物质层次。
从此物理学发展出一个新的分支——介观物理学，化学也出现了一个研究方向——纳米材料与技术。
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化学中的计量
相对原子质量和相对分子质量
1) 相对原子质量 （原子量）
元素：具有相同质子数的一类单核粒子的总称。
同位素：质子数相等而中子数不等的同一元素不同原子互称
为同位素。
例如：氧元素有三种同位素：16O、17O、18O
碳元素有两种同位素：12C、13C。
在周期表上占有同一位置,化学行为几乎相同,但原子质量不同,从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。
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相对原子质量（Ar)：元素原子的平均质量与核素12C原子质量的
1/12之比。
2) 相对分子质量（Mr）（分子量）
分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比。
一个分子的相对分子质量等于分子内所有原子的相对质量
之和。
物质的量（n）及其单位
1) 单位：mol
1mol = ×1023 (NA)个
混合物中，某组分i的物质的量与混合物的物质的量之比。
例如：Ar(H)= Ar(O)=
2) 物质的量分数（摩尔分