《化学计量学及应用》PPT课件.ppt
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1、补充章补充章 STOICHIOMETRY化学计量学化学计量学化学计量学化学计量学(stoichiometry)是以化学反应式形式表达的质量守恒定律,是以化学反应式形式表达的质量守恒定律,用于计算某一时刻化学组成和各组分的数量变化用于计算某一时刻化学组成和各组分的数量变化。运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地提取有用的优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地提取有用的化学信息。是一门新兴的化学交叉学科。化学信息。是一门新兴的化学交叉学科。与基于量子化学的计算化学与基
2、于量子化学的计算化学(Computational Chemistry)的不同之点在于的不同之点在于化学计量学是以化学测量为其基点,实质上是化学量测的基础理化学计量学是以化学测量为其基点,实质上是化学量测的基础理论与方法学,为化学量测提供理论和方法,为各类波谱及化学量论与方法学,为化学量测提供理论和方法,为各类波谱及化学量测数据的解析,为化学化工过程的机理研究和优化提供新途径,测数据的解析,为化学化工过程的机理研究和优化提供新途径,涵盖了化学量测的全过程,包括采样理论与方法、试验设计与化涵盖了化学量测的全过程,包括采样理论与方法、试验设计与化学化工过程优化控制、化学信号处理、分析信号的校正与分辨
3、、学化工过程优化控制、化学信号处理、分析信号的校正与分辨、化学模式识别、化学过程和化学量测过程的计算机模拟、化学定化学模式识别、化学过程和化学量测过程的计算机模拟、化学定量构效关系、化学数据库、人工智能与化学专家系统等。量构效关系、化学数据库、人工智能与化学专家系统等。2022/10/261(1)表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系的方程。)表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系的方程。如:如:N23H22NH3 可以写成如下一般化形式:可以写成如下一般化形式:N23H22NH30 一个由一个由S个组分参予的反应体系,其计量方程可写成:个组分参予的反应体系,其计量方程可写成:1A
4、l2A2SAS0 或或 式中:式中:Ai表示表示i组分,组分,i为为i组分的计量系数。组分的计量系数。规定反应物的计量系数为负,反应产物的计量系数为正。规定反应物的计量系数为负,反应产物的计量系数为正。2.1 化学计量方程及其应用化学计量方程及其应用(结合习题解和参考书)(结合习题解和参考书)2022/10/262注意:注意:计量方程仅表示由于反应引起的各反应物之计量方程仅表示由于反应引起的各反应物之间量的变化关系,与反应的实际历程无关。间量的变化关系,与反应的实际历程无关。在计量方程的计量系数之间不应含有除在计量方程的计量系数之间不应含有除1以外以外的任何公因子。的任何公因子。用用个计量方程
5、即可描述各反应组分之间量个计量方程即可描述各反应组分之间量变化关系的反应称之为单一反应;必须用两变化关系的反应称之为单一反应;必须用两个个(或更多或更多)计量方程才能确定各反应组分在反计量方程才能确定各反应组分在反应时量变化关系的反应,称为复合反应。应时量变化关系的反应,称为复合反应。2022/10/263如果有如果有m个反应同时进行,则第个反应同时进行,则第j个反应和总反应的化学计量个反应和总反应的化学计量式可分别表达为式可分别表达为(2)线性方程组:)线性方程组:(3)矩阵:)矩阵:2022/10/2642.2 收率收率=转化率转化率选择性选择性对于单一反应,收率等于转化率,而选择性等于对
6、于单一反应,收率等于转化率,而选择性等于对于单一反应,收率等于转化率,而选择性等于对于单一反应,收率等于转化率,而选择性等于1 1转化率是针对反应物的,而收率选择性则是针对目的产物的。转化率是针对反应物的,而收率选择性则是针对目的产物的。转化率是针对反应物的,而收率选择性则是针对目的产物的。转化率是针对反应物的,而收率选择性则是针对目的产物的。2022/10/265 多重反应的收率(多重反应的收率(Yield)及选择性)及选择性 (Selectivity)多重反应是指有多个反应同时进行的体系多重反应是指有多个反应同时进行的体系 同时反应:同时反应:Simultaneous reactions连
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