化学计量在实验中的应用(总).ppt

1个碳原子,1个氧分子,1个二氧化碳分子,12 g,32 g,44 g,微粒数：,质量：,【知识回顾】,新物理量,?,1971年，由41个国家参加的第14届国际计量大会上，正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物理量单位的提议，并作出决议。从此“物质的量”就成为了国际单位制中的一个基本物理量。,一、物质的量,1、物质的量（n）,物质的量：表示含有一定数目粒子的集体的物理量。,（“物质的量”是一个专用名词，四字不可分割）,用“个”可以吗？,1滴水中含有1.671021个水分子,12个1打 100根火柴1盒,国际计量大会规定：“物质的量”单位 -“摩尔 ”，简称“摩”，符号“mol”,来源于拉丁文 moles, 意思：大量和堆集,第二节 化学计量在实验中的应用,第一章 从实验学化学,一、物质的量,1、物质的量（n）,物质的量：表示含有一定数目粒子的集体的物理量。,2、摩尔（mol）“物质的量”的单位,（“物质的量”是一个专用名词，四字不可分割）,1千克的规定,1889年第一届国际计量大会批准以这个用铂依合金制作国际千克原器作为质量标准，,？物质的量的1个单位即1 mol表示多少个微粒,第二节 化学计量在实验中的应用,第一章 从实验学化学,一、物质的量,1、物质的量（n）,物质的量：表示含有一定数目粒子的集体的物理量。,2、摩尔（mol）“物质的量”的单位,（“物质的量”是一个专用名词，四字不可分割）,不好称,不好称,好称不方便,好称又方便,6.021023是个很好也很巧的数啊！,第二节 化学计量在实验中的应用,第一章 从实验学化学,一、物质的量,1、物质的量（n）,物质的量：表示含有一定数目粒子的集体的物理量。,2、摩尔（mol）“物质的量”的单位,（“物质的量”是一个专用名词，四字不可分割）,标准：以 0.012 kg 12C所含的碳原子数目为1mol微粒的标准。,0.012 kg 12C所含的碳原子数目 = 1 mol 任何微粒的粒子数,阿伏加德罗常数（NA）,（精确值，单位：mol 1）, 6.021023 mol-1,(近似值),第二节 化学计量在实验中的应用,第一章 从实验学化学,一、物质的量,1、物质的量（n）,物质的量：表示含有一定数目粒子的集体的物理量。,2、摩尔（mol）“物质的量”的单位,1 mol微观粒子数的取值为0.012 kg 12C中所含碳原子数目， 这个数目又称阿伏加德罗常数，符号为NA，近似取值为 6.021023mol-1。,3、物质的量（n）、微观粒子数（N）与阿伏加德罗常数（NA） 间的关系,或,（“物质的量”是一个专用名词，四字不可分割）,第二节 化学计量在实验中的应用,第一章 从实验学化学,注意：,（1）1 mol任何粒子所含数目均相同，为阿伏加德罗常数。,（3）使用摩尔作单位时，应该用化学式指明微观粒子的种类 （分子、原子、离子、电子、质子、中子等）,例：1 mol H2SO4中含有NA个H2SO4分子；,1 mol Na2CO3中含有2NA 个Na+和NA 个CO32-。,（4）对混合物也可应用物质的量及其单位。,（2）物质的量只适用于微观粒子，不能用于宏观物质。,规范：1mol H2,1mol H,1mol H+,1mol 氢分子,1mol 氢原子,1mol 氢离子,1mol 氢,不规范,1、1 mol H2O中,H的物质的量为 ， 个数为,O的物质的量为 ， 个数为,质子的物质的量为 ， 个数为,电子的物质的量为 ， 个数为,2mol,1.2041024,1mol,10mol,10mol,6.021023,6.021024,6.021024,课堂练习,2、下列说法中正确的是（ ） A、1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个分子 B、0.012 kg 12C的物质的量为1 mol C、相同物质的量的SO2和SO3 含有氧原子数之比为3:2 D、0.5mol氖气中含有6.021023个氖原子,B,（1） 3.011024个硫酸分子的物质的量为 mol； （2）9.031023个甲烷分子含 mol C原子、 mol H原子， mol质子、 mol电子。 （3） molCO2中含有的氧原子数跟1.8061024个 H2O分子中含有的氧原子数相同。,3、计算并填空,5,1.5,6,15,15,1.5,4、一定量的下列物质中，含电子总数为NA的是（ ） A、0.012 kg 12C B、0.1 mol OH- C、6.021023个H2O D、0.5 NA个NH4+,B,扩大NA倍：,物质的量：,n,NA,?,【知识回顾】,1g,27g,18g,17g,96g,请同学根据这几个例子，归纳1 mol粒子的质量与该粒子的相对分子质量在数量方面有什么关系？,思考 交流,教材 P12 图1-11；图1-13,可知：1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时，数值上都与 该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。,计算:1 mol Na2SO4的质量 ( ) 1 mol NH4+的质量( ) 1 mol CO32- 的质量 ( ),142 g,18 g,60 g,二、摩尔质量（M）,1、摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量。 符号M，常用单位：g/mol或kg/mol。,例如：M（S）= 32 g/mol M（H2O）=18 g/mol,2、物质的量(n)、物质质量(m)和物质摩尔质量(M)的关系,摩尔质量的单位采用 g/mol时，数值上等于其相对原子质量或相对分子质量。,注意：（1）某一纯净物，摩尔质量不随量的多少而改变。,（2）摩尔质量与相对分子（原子）质量、质量的区别和联系。,例题：24.5 g H2SO4 物质的量是多少？,解：,H2SO4的相对分子质量为98，则H2SO4的摩尔质量为98g/mol 。,n（ H2SO4 ）=,=0.25mol,答： 24.5gH2SO4 物质的量是0.25mol。,（1）3.6gH2O的物质的量是 ，含有 个水分子。 （2）11.7gNaCl的物质的量是 ， 共含离子 个。 （3）3.011022个OH-的物质的量为 ， 质量为 g,0.2 mol,1. 2041023,0.2 mol,2. 4081023,0.05 mol,0.85,课堂练习,1、填空,2、已知X原子的质量为a， 12C原子的质量为b，阿伏加德罗常数为NA，则X的相对原子质量可以表示为（ ） A、 aNA B、bNA C、12b/a D、12a/b,AD,课堂练习,3、3.011022 个OH- 的物质的量为0.05mol， 质量为_， 含有质子的物质的量为_， 含有电子的物质的量为_， 这些 OH- 与物质的量为_的NH3质量相同， 这些 OH- 和_g Na+含有的离子数相同。,0.85g,0.45mol,0.5mol,0.05mol,1.15g,将4g NaOH溶于多少克水中，才能使每100个H2O分子溶有一个Na+?,n（H2O）= 100 n（Na+）= 100 0.1mol = 10mol,m（H2O）= n（H2O） M（H2O） = 10mol 18g/mol = 180g,课堂练习,讨论1：下列说法中，正确的是（ ） A、28 g氮气含有氮原子数目为NA B、1 molCH4的质量等于NA个甲烷分子质量之和 C、1 mol氧含有微粒数约为6.021023 D、1 mol H2O中含有1 mol H2和1 mol O,3、下列各组物质中，其分子数一定相同的是（ ） A 1 g H2 和 6.021023个O2 B 1 mol H2O 和 NA个CO2分子 C 35.5 g Cl2 和 1 mol He D NA个N2分子和48 g O2分子,4、各取一定量的Na、Mg、Al分别与足量稀硫酸充分反应， 若产生H2量相同，则耗这三种金属物质的量之比为（ ） A、632 B、236 C、331 D、321,根据下列三个反应： 2Na+H2SO4Na2SO4+H2 Mg+ H2SO4MgSO4+H2 2Al+3 H2SO4Al2(SO4)3+3H2,5、15.5g Na2X中含有0.5mol Na+离子，则Na2X的摩尔质量为（ ） A 31 gmol-1 B 62 gmol-1 C 78 gmol-1 D 87.5 gmol-1,？,M,个数比 1 : 1 : 1,质量比 12 : 32 : 44,n之比 1 : 1 : 1,结论：化学方程式中物质化学式前的系数之比，还表示了各物质的物质的量之比。,V(g),?,质量 4g 32g 36g,物质的量 2mol 1 mol 2mol,体积 ？,【知识回顾】,科学探究,1 mol物质在特定条件下所具有的体积,22.4 L,22.4 L,7.2 cm3,10 cm3,53.6 cm3,18.0 cm3,可见：相同条件下，1mol不同的固体物质或液体物质体积不同， 1mol不同的气体物质体积基本相同。,教材P13,思考 交流,你能根据以前所学知识解释出现体积结果的原因吗？,三、气体摩尔体积,1、影响物质体积的因素,固体、液体体积大小的决定因素,分子数目,气体体积大小的决定因素,分子间平均距离,分子数目,压强,温度,微粒的大小,同温同压下，任何气体分子的间距相同。,注意：讨论气体的体积时，必须指明温度和压强。,单位物质的量的气体所占的体积 。,符号为Vm ，单位为 L/mol 或 m3/mol.,注意： 物质状态-气态；, 既可为纯净气体，也可为混合气体, 在不同的温度、压强下， Vm 的值可能不同。,即：标准状况下，Vm 22.4 L/mol,在标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L。,2、气体摩尔体积（Vm）,气体摩尔体积：,条件：温度 0 压强 101KPa,对象,1、判断下列说法正误 （1）标准状况下，1摩尔任何物质的体积都 约是22.4L。 （2）气体摩尔体积约是22.4L。 （3）22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气 体所含分子数 （4）当温度高于0时，1摩尔任何气体体积 都大于22.4L。 （5）1摩尔CO和1摩尔CO2所含分子数相 同，体积也相同。 （6）1mol水蒸气在标准状况下的体积为22.4 L （7）标准状况下，1摩尔O2和N2的混合气体（任意比） 的体积一定约为22.4L,课堂练习,2、下列叙述正确的是（ ） A、标准状况下，1 mol H2O的体积约为22.4 L B、1 mol任何气体所含分子数相同，其体积都约为22.4 L C、同体积的不同气体，所含分子数一定相同 D、常温常压下，1 mol CO2的体积大于22.4 L,4、a mol N2与a mol CO相比较，下列叙述中不正确的是（ ） A、质量一定相同 B、所含分子数一定相同 C、所含原子数一定相同 D、气体体积一定相同,D,3、一定温度和压强下，决定气体体积大小的主要因素是（ ） A、气体的质量 B、气体分子的物质的量 C、气体分子间平均距离 D、气体分子本身的大小,B,D,3、阿伏加德罗定律,阿伏加德罗定律：在同温同压下，相同体积的任何气体所含 分子数相同。,V(g), Vm, Vm,P1=P2 T1=T2 V1=V2,N1=N2 ( n1=n2),推 论,2、同T、同V时，P与n 的关系,成正比,3、同T、同n时，P与V的关系,成反比,成正比,4、同T、同P时， r 与M的关系,1、同T、同P 时，V与 N (n) 的关系,成正比,同T、同P时，两种气体的相对密度 D,讨 论,1、在常温常压下，a mol N2 和 b mol CO相比较，下列叙述 不正确的是（ ） A 气体的体积之比为 a : b B 摩尔质量之比为 a : b C 质量之比为 a : b D 密度之比为 a : b,BD,2、同温同压下，a g 气体 X 和 b g 气体 Y 含有相同的分子数， 下列说法中不正确的是（ ） A X与Y摩尔质量比为ab B 同温同压下，X与Y的密度比为ab C 相同质量的X与Y的分子数比为ba D 相同质量的X与Y在同温同压下体积之比为ab,D,V(g), Vm, Vm,4、关于气体摩尔体积的计算,V = n V m 标准状况下， V = n 22.4 L/mol,教材P18 10题,1、标准状况下，将2.80 g氮气，3.20 g氧气，4.00 g氩气混合，该混合气体的体积为 。,2、标准状况下，有 8.96 L CO2， 3.011023个CH4， 24 gO2， 0.6 mol NH3。对这四种气体的下列关系中，由小到大排列不正确的是（ ） A、体积： B、密度： C、质量： D、原子数：,B,课堂练习,3、有一空瓶，抽成真空时质量为276.802g，充满H2时质量为277.204g，相同条件下当充满某种气体时质量为285.244g，求此气体的相对分子质量。,即,解：,根据：,5、混合气体的平均摩尔质量（平均相对分子质量）,0.1mol CO2 + 0.9 mol H2,1mol CO2 + 9 mol H2 1mol混合气体的质量为6.2g,0.2mol CO2 + 1.8 mol H2,混合气体各组分的物质的量之比一定，1mol该混合气体的质量一定。,=,M1n1+ M2n2+ + Mi ni,n1+n2+ +ni,=,M1x1+ M2x2+ + Mi xi,xi物质的量分数、个数分数、体积分数，不能是质量分数。,注意：混合固体也可求平均分子量，此时xi不能代表体积分数。,1mol混合气体的质量为6.2g,1mol混合气体的质量为6.2g,例2、64g O2和64g SO2组成的混合气体相对于相同状况下的H2 的密度比为多少？,例1、求空气的平均相对分子质量,= 28g /mol0.8 + 32g /mol0.2 = 28.8g/mol,m总=64g + 64g =128g,n总=64g / 32g mol-1 + 64g / 64g mol-1 = 3mol,= 128g /3mol =42.7g /mol,=,= 21.35,十字交叉法:,例3、若空气的平均分子量为28.8，请计算空气中N2与O2的 体积比？,1、实验测定CO与O2的混合气体的密度是相同状况下 H2 密度的14.5倍，则该气体的平均摩尔质量是_, CO与O2的物质的量之比为_，CO的质量分数是_。,29g/mol,3 : 1,72.4%,2、由H2、CO2、CO组成的混合气体，在同温同压下 与氮气的密度相等。 该混合气体中CO2、H2、CO的体积比 可能是 （ ） A.22 : 1: 14 B.13 : 8 : 29 C.26 : 16 : 57 D.无法确定,BC,课堂练习,1、设NA表示阿佛加德罗常数。下列说法不正确的是 A醋酸的摩尔质量与NA个醋酸分子的质量在数值上相等 BNA个氧分子和NA个氢分子的质量比等于161 C28g氮气所含的原子数目为NA D在标准状况下，0.5NA个氯气分子所占体积是11.2L,2、下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值） A在常温常压下,11.2 L N2含有的分子数为0.5 NA B在常温常压下,1 mol Ne含有的原子数为NA C71 g Cl2所含原子数为2 NA D在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子 数相同,3、a个某分子的质量为b g，则该种分子的相对分子质量为 ( ) A. b/a B. 6.021023b/a C. 6.021023b D. 6.021023a/b,4、2 g AO32-中，核外电子数比质子数多3.011022个，则元素A的相对原子质量是（ ） A. 12 B. 27 C. 32 D. 80,5、固体A在一定温度下分解成气体B、C、D， 2A=B+2C+3D，若测得生成气体的质量是相同体积的H2的15倍，则固体A的摩尔质量是( ) A. 30 g/mol B. 60 g/mol C. 90g/mol D. 120 g/mol,6、由A、B两种气体组成的混合气体中，A的质量分数为m%。 若A的相对分子质量为MA，B的相对分子质量为MB，则混合气体 的相对平均分子质量为( ),7、在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是（ ） A两种气体的压强相等 BO2比O3的质量小 C两种气体的分子数目相等 D两种气体的氧原子数目相等,V(溶液),?,【知识回顾】,（一）物质的量浓度,以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的 物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。,符号为CB，常用单位为mol/L 或 mol/m3。,n(溶质) V(溶液),C,nB = cB V液,V液= nB / cB,注意：1、溶液体积不等于溶剂体积。,2、同一溶液，溶质的物质的量浓度与所取溶液体积无关。,四、物质的量在化学实验中应用,讨论：,例2：若在50 mL溶液中溶解有9.5 g MgCl2，则该溶液中MgCl2的 物质的量浓度为多少？,溶液中Cl -的物质的量浓度为多少？,微粒数之比,物质的量之比,物质的量浓度之比,1 : 1 : 2,1 : 1 : 2,1 : 1 : 2,电荷守恒关系,2 c(Mg2+) =1 c(Cl-),MgCl2 = Mg2+ + 2 Cl-,例1：教材P15例题,C, C,练习1：将5.85 g NaCl 溶解于水，配制成250 mL溶液，从中取 50 mL，这50 mL溶液中含NaCl 物质的量浓度为（ ） A、2 molL-1 B、0.08 molL-1 C、0.4 molL-1 D、0.2 molL-1,C,练习2：V L硫酸铝溶液中，测知含铝元素（设均以Al3+ 离子形式存在）m g，这种溶液中含SO42-离子物质的量浓度为（ ）,C,课堂练习,练习3：用10mL 0.1molL-1 的BaCl2溶液恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸锌、硫酸钾三种溶液中的SO42- 离子完全沉淀。这三种盐溶液物质的量浓度之比是（ ） A、322 B、123 C、133 D、311,C,讨论：如何用固体NaCl配制100g质量分数为5%的 NaCl溶液？ 用到了哪些仪器？,所用仪器：药匙、天平、胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒,步骤：1、计算溶质质量和所需水的体积。 2、用天平称量5 gNaCl。 3、用量筒量取95 mL水。（把水的密度近似看作1 g/cm3） 4、在烧杯中溶解NaCl。,（二）一定物质的量浓度溶液的配制,天 平（量筒）,？,容量瓶：,规格：,容量瓶上标有：温度、容积、刻度线,使用容量瓶时应注意：,a 要考虑容量瓶的规格。,b 使用前要检查是否漏水。,c 不能加热，不能久贮溶液，不能在瓶内溶解固体或稀释液体。 不能用于化学反应。,一种容积精确的仪器, 用于配制一定体积、 一定物质的量浓度的溶液,常用有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等几种。,教材P15,1、配制步骤：,（1）计算,（2）称量,（3）溶解并复温,（4）移液,（5）洗涤,（7）定容,实验1-5 配制 100 mL 1.00 mol/L的NaCl 溶液。,（为什么要恢复至室温？）,（需要注意什么？）,（P16 学与问1）,（8）摇匀,若凹液面超出刻度线，能否用胶头滴管将多出的溶液取出？,摇匀后发现液面低于刻度线，能否再滴加蒸馏水？,托盘天平的读数为小数点后一位，不估读。,天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,2、所需仪器：,（一）用固体药品配制一定物质的量浓度的溶液,（6）轻摇,（为什么要摇动？）,讨论：误差分析,增大,减小/ 不变,减小,偏低,偏高,偏低/ 不变,增大,偏高,减小,偏低,减小,偏低,偏小,偏高,无影响,减小,偏低,减小,偏低,偏小,偏高,偏大,偏低,导与练P14 训练3,三、关于物质的量浓度的计算,(一) 关于物质的量浓度概念的计算,溶质：固体、溶液、气体,体积：近似处理 由计算,例1、若用CuSO45H2O晶体配制500mL 0.2mol/L 的CuSO4 溶液，需要CuSO45H2O晶体的质量为（ ） A、25g B、16g C、9g D、50g,A,例2、标准状态下 500 体积 HCl 气体溶解在1体积水中，所得 盐酸的密度为 d g /cm3 ,求该盐酸的物质的量浓度。,作业： 导与练活页P123：第一章检测题110题 在笔记本上完成第一章总结,2、100mL 0.3molL-1 Na2SO4溶液和50mL 0.2molL-1的Al2(SO4)3 溶液混合后，溶液中SO42-离子的物质的量浓度为（ ） A、0.20molL-1 B、0.25molL-1 C、0.40molL-1 D、0.60molL-1,3、将8%的NaOH溶液100g蒸发一定量水后，剩质量分数为14%的NaOH溶液50mL，浓缩后溶液中含NaOH的物质的量浓度为（ ） A、4molL-1 B、3.5molL-1 C、2molL-1 D、无法计算,1、教材P17 4题,(三) 物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算,1、物质的量浓度和溶质质量分数的区别,mol,g,L,g,体积相同，物质的量浓度相同的溶液中，所含溶质物质的量相同但溶质质量不同。,质量相同，溶质质量分数相同的溶液中，所含溶质的质量相同，但溶质的物质的量不同,W=m质/m液 100%,c(B)= n(B)/V,2、相互转化,（注意：体积单位）,例题：某市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%，密度为 1.84g/cm3，计算该硫酸的物质的量浓度。,练习：体积为V L，密度为gcm3的某溶液中，含摩尔质量为 M gmol-1 的溶质m g，若此溶液中溶质物质的量浓度为 C molL-1，含溶质质量分数为，下列关系式中错误的是（ ）,BC,(四) 等体积、等质量溶液混合时质量分数的变化规律,例：10%的H2SO4溶液与30%的H2SO4溶液 等体积混合，混合溶液的质量分数为（ ） 等质量混合，混合溶液的质量分数为 （ ）,A 20% B = 20% C 20% D 无法计算,A,B,（2） 6.021023颗谷子，分给全世界60亿人，每人每年吃1000斤，可吃多少年？（每斤谷子约为20000粒）,（6.021023 20000 ） （60108 1000）= 5106,（1）1molH2O可以绕地球300万圈,（3）若让一个动物喝水，每秒钟喝进1000亿个水分子，那么要19万年才能把阿伏伽德罗常数个水分子喝完。,俯视,仰视,溶液体积偏小,溶液体积偏大,平视,俯视或仰视刻度线对溶液浓度的影响,俯视刻度线，实际加水量未到刻度线，使溶液的物质的量浓度增大； 仰视刻度线，实际加水量超过刻度线，使溶液的物质的量浓度减小。,构成固态结构微粒间的距离很小,构成液态结构微粒间的距离也小,气体分子间距离很大,