化学计量在试验中的应用课件

1.2化学计量在实验中的应用化学计量在实验中的应用n n1.步理解物质的量及其单位摩尔的意义，了步理解物质的量及其单位摩尔的意义，了解物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量解物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量之间的关系，了解摩尔质量与式量的联之间的关系，了解摩尔质量与式量的联系与区别，并能较熟练地进行摩尔质量的系与区别，并能较熟练地进行摩尔质量的计算。计算。n n2.了解引进摩尔这一单位的重要性和必要性，了解引进摩尔这一单位的重要性和必要性，懂得阿伏加德罗常数的涵义。懂得阿伏加德罗常数的涵义。n n 3.培养学生演绎推理、归纳推理和运用化培养学生演绎推理、归纳推理和运用化学知识进行计算的能力。学知识进行计算的能力。教学目的教学目的:1.2化学计量在实验中的应用教学目的:1 2H2+O2 2H2O 微观微观(分子数分子数)：2个个 1个个 2个个 宏观宏观(质量质量)：4g 32g 36g引题引题宏宏 观（质量）观（质量）微观微观(分子数分子数)引题宏观（质量）微观(分2n n原子是化学变化中的最小粒子，分子与分原子是化学变化中的最小粒子，分子与分子、原子与原子按一定的比例定量地进行子、原子与原子按一定的比例定量地进行化学反应，而原子或分子都很小，我们肉化学反应，而原子或分子都很小，我们肉眼不可能观察到，更不可能一个一个地进眼不可能观察到，更不可能一个一个地进行称量。怎样将微观的粒子数目与宏观的行称量。怎样将微观的粒子数目与宏观的物质的质量联系起来，来研究分子、原子物质的质量联系起来，来研究分子、原子或离子所进行的化学反应呢？这就需要确或离子所进行的化学反应呢？这就需要确定一种物理量定一种物理量“物质的量物质的量”。n n科学上采用科学上采用“物质的量物质的量”这个物理量，把这个物理量，把无法直接称量的、肉眼看不见的微观粒子无法直接称量的、肉眼看不见的微观粒子与可称量的、能看见的宏观物质联系起来。与可称量的、能看见的宏观物质联系起来。原子是化学变化中的最小粒子，分子与分子、原子与原子按一定的比3一、物质的量及其单位一、物质的量及其单位摩尔摩尔1、物质的量物质的量（n）含义：含义：表示含有一定数目粒子的集体，是计量表示含有一定数目粒子的集体，是计量微观粒子数目的物理量。符号：微观粒子数目的物理量。符号：n2、物质的量、物质的量 单位：摩尔单位：摩尔 单位符号：单位符号：mol在日常生活、生产和科学研究中，人们人在日常生活、生产和科学研究中，人们人们根据不同的需要使用不同的计量单位。们根据不同的需要使用不同的计量单位。同样，人们用摩尔作为计量微观粒子的同样，人们用摩尔作为计量微观粒子的“物质的量物质的量”的单位。的单位。一、物质的量及其单位摩尔1、物质的量（n）含义：2、物质4物质的量：是国际单位制七个基本物理量之一物质的量：是国际单位制七个基本物理量之一物质的量：是国际单位制七个基本物理量之一物质的量：是国际单位制七个基本物理量之一,符号为符号为符号为符号为n n。物质的量：是国际单位制七个基本物理量之一,符号为n。5一、物质的量及其单位一、物质的量及其单位摩尔摩尔H2OAl一个分子或原子的质量2.99010-23 g4.48510-23 g相对分子质量或相对原子质量18276.021023 6.021023 计算一、物质的量及其单位摩尔H2OAl一个分子或原子的质量627 g Al6.021023个Al原子18 g H2O6.021023个H2O分子27gAl18gH2O73、阿伏加德罗常数、阿伏加德罗常数n n含义：含义：1mol1mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数；罗常数；n n 表示符号：表示符号：N NA A ；n n 单位：单位：mol mol-1-1 ；n n N NA A 6.0210 6.021023 23 molmol-1-1；n n物质的量（物质的量（n n）、微粒数目（）、微粒数目（N N）、）、阿伏阿伏加德罗常数（加德罗常数（N NA A）的关系。）的关系。NNAn=3、阿伏加德罗常数含义：1mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗8注意n n（1 1）在使用摩尔时，基本单元应予指明，在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合；子，或这些粒子的特定组合；n n（2 2）物质的量只适用于微观粒子；）物质的量只适用于微观粒子；n n（3 3）物质的量既有数的意义）物质的量既有数的意义,又有单位；又有单位；n n（4 4）摩尔是一系统的物质的量，该系统中摩尔是一系统的物质的量，该系统中所含的基本单元数与所含的基本单元数与0.012 kg 0.012 kg 1212C C的原子数的原子数目相等。目相等。注意（1）在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以是原子、分子9练习：练习：（1）3.011023个个HCl的物质的量是多少？的物质的量是多少？（2）0.3mol Mg 所含的原子数是多少？所含的原子数是多少？（3）0.2molH2O所含的水分子数、氢原子所含的水分子数、氢原子 数、氧原子数分别是多少？数、氧原子数分别是多少？（4）已知）已知 N（H2）=3.011023个个 N（O2）=6.021023个个 求：求：n（H2）：）：n（O2）=？结论：微粒的数目之比等于其物质的量之比结论：微粒的数目之比等于其物质的量之比 即：即：N1:N2=n1:n2练习：（4）已知N（H2）=3.011023个结论：微101：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目微粒：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目微粒的集体，的集体，符号：符号：n，单位：摩尔（，单位：摩尔（mol）2：专用名词，不能拆分：专用名词，不能拆分3：阿伏加德罗常数：阿伏加德罗常数：1mol粒子的数目是粒子的数目是0.012kg12C中所含的碳原子数目，约为中所含的碳原子数目，约为6.021023个个、符号、符号NA，单位：单位：mol-14：物质的量只适用于微观粒子（如原子、分子、离：物质的量只适用于微观粒子（如原子、分子、离子、质子、中子、电子等）不能用来说明宏观物质。子、质子、中子、电子等）不能用来说明宏观物质。5：使用摩尔时，必须用符号或化学式指明粒子的种：使用摩尔时，必须用符号或化学式指明粒子的种类或名称，一般不使用中文名称。类或名称，一般不使用中文名称。6：n=NNA1：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目微粒的集体，111、下面有关摩尔的说法不正确的是、下面有关摩尔的说法不正确的是A、摩尔是国际单位制的一种基本单位、摩尔是国际单位制的一种基本单位B、摩尔是表示物质微粒数量的单位、摩尔是表示物质微粒数量的单位C、摩尔是以阿伏加德罗常数为衡量标准的物质的量、摩尔是以阿伏加德罗常数为衡量标准的物质的量 的单位的单位D、摩尔是表示物质质量的单位。、摩尔是表示物质质量的单位。2、0.5molH2O与与0.5molNH3中含有相同的中含有相同的A、质子数、质子数 B、中子数、中子数 C、分子数、分子数 D、氢原子数、氢原子数B DA C1、下面有关摩尔的说法不正确的是BDAC123、0.5mol Na2SO4含有含有 mol Na+；mol SO42-；约含；约含 个个O。4、0.1mol NH4+中约含有中约含有 个个N，约含，约含有有 个个H.5、1.5mol的的Na2CO3中含有的中含有的Na+离子数是离子数是 含有的含有的CO32-离子数是离子数是 ，含有的含有的O原子数是原子数是 。10.51.20410246.0210222.40810233NA1.5NA4.5NA3、0.5molNa2SO4含有mol135 5、1molC1molC中含有中含有 _ _ 个碳原子个碳原子6.026.0210102323阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数6 6、1molC1molC中约含有中约含有 _ _ 个碳原子个碳原子5、1molC中含有_个碳原子6.144、摩尔质量（、摩尔质量（M）含义：单位含义：单位物质的量物质的量的物质所具有的质量的物质所具有的质量M=mn单位：单位：g/mol数值上等于相对分子数值上等于相对分子(原子原子)质量质量例例:M(Mg)=24g/mol4、摩尔质量（M）含义：单位物质的量的物质所具有的质量M=m151 mol的几种常见物质 1mol的几种常见物质16 练习练习:1、H2SO4的相对分子质量为（的相对分子质量为（）其摩尔质量其摩尔质量 为（为（）2、1.5mol NaOH的质量为（的质量为（）3、11.7gNaCl的物质的量是（的物质的量是（）含有（含有（）个）个Na+共含有离子（共含有离子（）个）个4、3.01 1022个个OH-的物质的量为（的物质的量为（）质量为质量为 （）9898g/mol0.2mol1.20410232.40810230.05mol0.85g60g练习:9898g/mol0.2mol1.204102317物质的量物质的量n n物质的质量物质的质量m m微粒的数目微粒的数目N.MMNA.NA物质的量物质的质量微粒的数目.MMNA.NA18二、气体摩尔体积二、气体摩尔体积二、气体摩尔体积19讨论：n n在标准状况时，氢气、氧气、二氧化碳的在标准状况时，氢气、氧气、二氧化碳的密度分别为密度分别为0.0899g/L、1.429g/L、1.977g/L。1mol这三种气体在标准状况时的体积各为这三种气体在标准状况时的体积各为多少？多少？1molH2的体积为的体积为22.4L1molO2的体积为的体积为22.4L1molCO2的体积为的体积为22.3L讨论：在标准状况时，氢气、氧气、二氧化碳的密度分别为0.0820在标准状况下在标准状况下1mol物质的体积：物质的体积：n n1molFe的体积为的体积为7.2cm3n n1molAl的体积为的体积为10cm3n n1molH2O的体积为的体积为18cm3n n1molH2SO4的体积为的体积为53.6cm3n n1molH2的体积为的体积为22.4Ln n1molO2的体积为的体积为22.4Ln n1molCO2的体积为的体积为22.3L在标准状况下1mol物质的体积：1molFe的体积为7.2c21粒子数目粒子数目?粒子数目?22粒子大小粒子大小?粒子大小?23粒子间距粒子间距?粒子间距?24探究探究n n决定物质的体积大小的主要因素：决定物质的体积大小的主要因素：n n一是构成物质的粒子的大小一是构成物质的粒子的大小n n二是构成物质的粒子的数目二是构成物质的粒子的数目n n三是构成物质的粒子之间的距离三是构成物质的粒子之间的距离探究决定物质的体积大小的主要因素：25构成固态结构微粒间的距离很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构成液态结构微粒间的距离也小所以固体和液体是很难被压缩的。所以固体和液体是很难被压缩的。1mol不同的固态和液态物质的体积主要不同的固态和液态物质的体积主要取决于粒子的大小取决于粒子的大小.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所以26LiLi+321原子半径 0.152 nmNa+11281原子半径 0.186 nmLi原子、原子、Na原子大小比较原子大小比较NaLiLi+321原子半径0.152nmNa+1127LiNa相同数目的相同数目的Li原子与原子与Na原子体积大小比较原子体积大小比较LiNa相同数目的Li原子与Na原子体积大小比较28固体、液体分子间固体、液体分子间可视为紧密堆积可视为紧密堆积对于对于1mol1mol不同的固体和液体物质，为什么它不同的固体和液体物质，为什么它们的体积各不相同呢？们的体积各不相同呢？在微粒数目相同的情况下，固体、在微粒数目相同的情况下，固体、液体液体的体积主要由粒子本身大小决定。的体积主要由粒子本身大小决定。结论结论:固体、液体分子间对于1mol不同的固体和液体物质，为什么它们29气体分子间距离很大气体分子间距离很大气体分子间距离很大30 实验启示实验启示 气体分子间的平均距离要比气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。01 mol H2O(18 mL)1001 mol H2O (g)(3.06104 mL)(体积扩大1700倍)实验启示气体分子间的平均距离要比固体和液体中31说明：右击空白区，点说明：右击空白区，点“播放播放”说明：右击空白区，点“播放”321mol不同的气态物质的体积主要取决于不同的气态物质的体积主要取决于气体粒子间的距离气体粒子间的距离.在相同的温度和压强下，任何气体粒子之在相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相同的。间的距离可以看成是相同的。结论：在相同温度和压强下，粒子数相同的结论：在相同温度和压强下，粒子数相同的任何气体都含有相同的体积。任何气体都含有相同的体积。推论：在相同温度和压强下，相同体积的任推论：在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同的粒子数。何气体都含有相同的粒子数。1mol不同的气态物质的体积主要取决于气体粒子间的距离.在相33一、气体摩尔体积一、气体摩尔体积n n1、定义：单位物质的量的气体所占的体积、定义：单位物质的量的气体所占的体积n n符号：符号：Vm 单位：单位：L/moln n2、标准状况时标准状况时Vm=22.4L/mol（T为为0、P为为101kPa时的状况为标准状况）时的状况为标准状况）一、气体摩尔体积1、定义：单位物质的量的气体所占的体积34二、关于气体摩尔体积的计算二、关于气体摩尔体积的计算n n物质的量（物质的量（n）、气体体积（）、气体体积（V）、气体摩）、气体摩尔体积（尔体积（Vm）之间的关系：之间的关系：n nn=V/Vm（标况下标况下n=V/22.4L.mol-1）二、关于气体摩尔体积的计算物质的量（n）、气体体积（V）、35三、阿伏加德罗定律n n1、内容：在相同的温度和压强下，相同体、内容：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子积的任何气体都含有相同数目的粒子n n2、推论：、推论：V1/V2=N1/N2=n1/n2（相同状况下）相同状况下）三、阿伏加德罗定律1、内容：在相同的温度和压强下，相同体积36练习练习n n例例1、在标准状况下，、在标准状况下，2.2gCO2的体积是多的体积是多少？少？n n例例2、在标准状况下，测得、在标准状况下，测得1.92g某气体的体某气体的体积为积为672mL。计算此气体的相对分子质量。计算此气体的相对分子质量。练习例1、在标准状况下，2.2gCO2的体积是多少？37三、物质的量在化学实验中的应用三、物质的量在化学实验中的应用n n化学反应有很多是在溶液中进行的，在工化学反应有很多是在溶液中进行的，在工业生产和科学研究中要定量研究在溶液中业生产和科学研究中要定量研究在溶液中发生的化学反应发生的化学反应。n n通常用物质的量浓度来计算比较方便。通常用物质的量浓度来计算比较方便。三、物质的量在化学实验中的应用化学反应有很多是在溶液中进行的38 1.物质的量浓度物质的量浓度(cB)含义：以单位体积溶液里所含溶质含义：以单位体积溶液里所含溶质B的的物质的量物质的量,叫做溶质叫做溶质B的物质的量浓度。的物质的量浓度。物质的量浓度表示溶液组成的物理量物质的量浓度表示溶液组成的物理量.表达式：表达式：CB=nBV单位：单位：mol/L物质的量浓度物质的量浓度=溶质的物质的量溶质的物质的量溶液的体积溶液的体积1.物质的量浓度(cB)表达式：CB=nBV单位：39例例1：将：将23.4gNaCl溶于水溶于水,配成配成250ml溶液。溶液。计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。例例2：配制：配制500ml0.1mol/LNaOH溶液，需要溶液，需要NaOH的质量是多少？的质量是多少？例例3：某市售浓硫酸中溶质的质量分数为：某市售浓硫酸中溶质的质量分数为98，密度为密度为1.84g/cm3。计算该市售浓硫酸中的物质。计算该市售浓硫酸中的物质的量浓度。的量浓度。例1：将23.4gNaCl溶于水,配成250ml溶液。计算所40物质的量物质的量n n物质的质量物质的质量m m微粒的数目微粒的数目N气体的体积气体的体积V物质的质量物质的质量浓度浓度 C.NA.MMNAVm.VmVV.物质的量物质的质量微粒的数目气体的体积物质的质量.NA.MM412.物质的量浓度溶液的配制物质的量浓度溶液的配制计计量量溶溶冷冷移移洗洗定定摇摇n n例：怎样配制例：怎样配制 100mL 1mol/L 100mL 1mol/L 的的NaClNaCl溶液？溶液？2.物质的量浓度溶液的配制计量溶冷移洗定摇例：怎样配制42 实验所需仪器实验所需仪器 烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙（固体溶质使用）、托盘天平、药匙（固体溶质使用）、量筒（液体溶质使用）量筒（液体溶质使用）实验所需仪器43配制配制一定物质的量浓度溶液的一定物质的量浓度溶液的步骤步骤计算计算计算计算：n(NaCl)=1mol/L0.1L=0.1mol m(NaCl)=0.1mol58.5g/mol=5.85g称量：称量：用托盘天平称或用量筒量用托盘天平称或用量筒量溶解：溶解：在烧杯中用适量蒸馏水使之完全溶解在烧杯中用适量蒸馏水使之完全溶解 (注注:应冷却应冷却,不可在容量瓶中溶解不可在容量瓶中溶解)转移、洗涤：将溶液转移、洗涤：将溶液转移、洗涤：将溶液转移、洗涤：将溶液移入移入100mL100mL容量瓶，用少量容量瓶，用少量蒸馏水蒸馏水 洗涤烧杯和玻璃棒洗涤烧杯和玻璃棒2 23 3次，洗涤液也注入容量瓶。次，洗涤液也注入容量瓶。定容：定容：定容：定容：加水到接近刻度加水到接近刻度2 23 3厘米时，改用胶头滴管加到厘米时，改用胶头滴管加到 刻度线。刻度线。配制一定物质的量浓度溶液的步骤计算：n(NaCl)=1mol44可能影响溶液浓度的操作n n1 1、固体药品的称取与液体药品的量取是否准确；、固体药品的称取与液体药品的量取是否准确；、固体药品的称取与液体药品的量取是否准确；、固体药品的称取与液体药品的量取是否准确；n n2 2、转移或搅拌溶液时有部分液体溅出；、转移或搅拌溶液时有部分液体溅出；、转移或搅拌溶液时有部分液体溅出；、转移或搅拌溶液时有部分液体溅出；n n3 3、未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤了量筒；、未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤了量筒；、未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤了量筒；、未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤了量筒；n n4 4、溶质溶解后未冷却至室温；、溶质溶解后未冷却至室温；、溶质溶解后未冷却至室温；、溶质溶解后未冷却至室温；n n5 5、定容时水加多了或加少了；定容时水加多了或加少了；定容时水加多了或加少了；定容时水加多了或加少了；n n6 6、定容时未平视刻度线。定容时未平视刻度线。定容时未平视刻度线。定容时未平视刻度线。n n7 7、定容后经振荡、摇匀，发现凹液面低于刻度定容后经振荡、摇匀，发现凹液面低于刻度定容后经振荡、摇匀，发现凹液面低于刻度定容后经振荡、摇匀，发现凹液面低于刻度线，再加水至刻度线。线，再加水至刻度线。线，再加水至刻度线。线，再加水至刻度线。可能影响溶液浓度的操作1、固体药品的称取与液体药品的量取是否45讨论讨论定容时俯视或仰视刻度线，对溶液的定容时俯视或仰视刻度线，对溶液的浓度有何影响？浓度有何影响？讨论定容时俯视或仰视刻度线，对溶液的浓度有何影响？46俯视或仰视刻度线对溶液浓度的影响俯视或仰视刻度线对溶液浓度的影响俯视或仰视刻度线对溶液浓度的影响47n n俯视刻度线，实际加水量未到刻度线，使俯视刻度线，实际加水量未到刻度线，使溶液的物质的量浓度增大；溶液的物质的量浓度增大；n n仰视刻度线，实际加水量超过刻度线，使仰视刻度线，实际加水量超过刻度线，使溶液的物质的量浓度减小。溶液的物质的量浓度减小。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；48小结：容量瓶的使用六忌 n n1、忌用容量瓶进行溶解（体积不准确）、忌用容量瓶进行溶解（体积不准确）n n2、忌直接往容量瓶倒液（洒到外面）、忌直接往容量瓶倒液（洒到外面）n n3、忌加水超过刻度线（浓度偏低）、忌加水超过刻度线（浓度偏低）n n4、忌读数仰视或俯视（仰视浓度偏低，、忌读数仰视或俯视（仰视浓度偏低，俯视浓度偏高）俯视浓度偏高）n n5、忌不洗涤玻璃棒和烧杯（浓度偏低）、忌不洗涤玻璃棒和烧杯（浓度偏低）n n6、忌标准液存放于容量瓶（容量瓶是量器，、忌标准液存放于容量瓶（容量瓶是量器，不是容器）不是容器）小结：容量瓶的使用六忌1、忌用容量瓶进行溶解（体积不准49n n1.浓硫酸和稀硫酸在性质上有比较大的差异。浓硫酸和稀硫酸在性质上有比较大的差异。例如，浓硫酸的密度比稀硫酸的大；将浓硫例如，浓硫酸的密度比稀硫酸的大；将浓硫酸、稀硫酸分别滴在蓝色石蕊试纸上，浓硫酸、稀硫酸分别滴在蓝色石蕊试纸上，浓硫酸能使石蕊试纸先变红后变黑（纸被腐蚀），酸能使石蕊试纸先变红后变黑（纸被腐蚀），而稀硫酸只能使石蕊试纸变红（久置后也会而稀硫酸只能使石蕊试纸变红（久置后也会变黑）；浓硫酸稀释时会放出大量的热，而变黑）；浓硫酸稀释时会放出大量的热，而稀硫酸稀释时放出的热量不大；浓硫酸露置稀硫酸稀释时放出的热量不大；浓硫酸露置在空气中会变稀，稀硫酸露置在空气中浓度在空气中会变稀，稀硫酸露置在空气中浓度变化不大；浓硫酸常温下不与铁反应，稀硫变化不大；浓硫酸常温下不与铁反应，稀硫酸能与铁反应产生氢气等。酸能与铁反应产生氢气等。讨论讨论1.浓硫酸和稀硫酸在性质上有比较大的差异。例如，浓硫酸的密度50讨论讨论n n2.将将5 mL浓硫酸稀释为浓硫酸稀释为20 mL稀硫酸，得到稀硫酸，得到的稀硫酸与原浓硫酸中所含的稀硫酸与原浓硫酸中所含H2SO4的物质量的物质量相等。这是因为稀释前与稀释后相等。这是因为稀释前与稀释后H2SO4的质的质量是不变的，只是溶液体积增大了，所以量是不变的，只是溶液体积增大了，所以两种溶液中两种溶液中H2SO4的物质的量相等。的物质的量相等。讨论2.将5mL浓硫酸稀释为20mL稀硫酸，得到的稀硫酸51溶液的稀释溶液的稀释浓溶液配制稀溶液时：浓溶液配制稀溶液时：C（浓溶液）浓溶液）V（浓溶液）浓溶液）=C（稀溶液）稀溶液）V（稀溶液）稀溶液）例：例：配制配制250mL1mol/L盐酸溶液，需要盐酸溶液，需要12mol/L盐酸溶液的体积是多少？盐酸溶液的体积是多少？溶液的稀释浓溶液配制稀溶液时：例：配制250mL1mol/L52讨论讨论n n如果从这如果从这20 mL稀硫酸中取出稀硫酸中取出5 mL，与原与原5 mL浓硫酸相比，溶质的物质的浓硫酸相比，溶质的物质的量、溶液中溶质的物质的量浓度是否量、溶液中溶质的物质的量浓度是否相同？为什么？相同？为什么？讨论如果从这20mL稀硫酸中取出5mL，与原5mL浓硫53