2019-2020年高一化学认识化学科学化学中的常用量 物质的量.doc

2019-2020 年高一化学认识化学科学化学中的常用量 物质的量 一. 教学内容： 第 1 章 第 3 节 化学中的常用量物质的量 二. 教学目的 1、了解物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积及物质的量浓度等概 念的意义。 2、掌握以物质的量为中心的化学量之间的关系及相互之间的换算。 3、 “配制一定物质的量浓度的溶液”实验探究。 4、物质的量在化学方程式计算中的应用。 三. 教学重点、难点 以物质的量为中心的化学量之间的关系及相互之间的换算。 四. 知识分析 （一）物质的量及其单位摩尔 1. 物质的量： （1）物质的量是国际单位制中 个基本物理量之一，科学上采用“物质的量”这个 物理量把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。它是一个口头上 或书面表达都不可分割的专用名词，不可任意添减字，既是物质的质量，也是物质的数量。它 是描述 的物理量。它的单位是 ，符号为 ，在 希腊语中它是“堆量”的意思。 （2）物质的量只能用来描述 、 、 、 、 、 等微观粒子 或微粒的特定组合，不能指宏观物质。 （3）物质的量的计量标准阿伏加德罗常数 ，称阿伏加德罗 常数，符号为 ，单位 。 当某物质中指定的粒子集体所含的指定粒子数与 相同时，则该粒子物质 的量为 1mol。 如：1 mol H 2O 中含有 H2O 数是 个，含氢原子 个 答案：（1）七；物质所含微粒多少； 摩尔 ；n；（2）分子、原子、离子、质子、中子、 电子；（3）0.012kg 12C 含的碳原子数；N A ；摩尔；N A；6.0210 23；1.20410 24 2. 摩尔 （1）摩尔是物质的量的单位，它们的关系正如长度与米，质量与克一样。 （2）使用摩尔作单位时，应该用化学式符号指明粒子种类，而不能用名称。否则，概念 模糊，意义不清。 例：1 mol H 表示 1mol 氢原子，而不能说 1 mol 氢。 1 摩尔氢离子应如何表示？ 1molH + 。 练习：（1）判断下列表示方法是否正确？ 1 mol 氧 1 mol 钠 1 mol H 2SO4 1 mol Na 2CO3 1 mol 苹果 1 mol NO 3- （2）1mol 硫酸含有阿伏加德罗常数个微粒。 （ ） （3）1mol CaCl 2 中含 molCa 2+， molCl -， mol 质子。 （4）2 mol CO 2中含有 1mol C 和 mol O ，含有 个 CO2。 （5） mol H 2O 中所含有的氧原子数与 1.5 mol CO2 中含有的氧原子数相同。 答案：（1） （2） （3）1；2；54 （4）2；4；1.20410 24 （5）3 （二）摩尔质量 1. 1 mol 任何物质的质量 1 mol 任何物质均含有 阿伏加德罗个粒子，但由于不同的粒子质量不同，故 1 mol 不同物 质的质量一般也不同。 12C 的相对原子质量为 12 ，而 0.012kg12C 所含的碳原子数为阿伏加 德罗常数， 即 1 mol 12C 的质量为 12 g ，由此根据氧元素的相对原子质量可推出 1 mol O 的质量。 练习： 1 mol H、H 2、O 、O 2、 Na 、Na + 、SO 42- 的质量分别是多少？ 答案：1g；2g；16g；32g；23g；23g；96g 2. 摩尔质量 摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。摩尔质量在数值上等于 1 摩 尔物质的质量。 练习： （1）Fe 、 Fe 2+、Fe 3+ 的摩尔质量为 。 （2）O 2和 H2SO4的摩尔质量分别为 g/mol、98 。 （3）NH 4+，H 2PO4 的摩尔质量分别为 、 。 思考：物质的式量，物质的摩尔质量，1mol 物质的质量三者的区别和联系 如：O 2的式量为 ， 摩尔质量 ，1molO 2的质量 。 答案： 练习：（1）56g/mol （2）32；g/mol （3）18g/mol；97g/mol 思考：32；32g/mol；32g 三者数值相等；意义不同、来源不同、单位不同等 归纳总结 物质的量、质量、摩尔质量、微粒数、阿伏加德罗常数的换算关系 （ M ） （ NA ） 质 量 m 物 质 的 量 n 微 粒 数 N （ M ） （ NA ） （三）气体摩尔体积 追根寻源：决定物质体积大小的因素 在 粒 子 数 目 相 同 的 情 况 下 ， 物 质 体 积 的 大 小 主 要 决 定 于微粒的大小和微粒之间的 平均距离。当粒子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于微粒间的大小；当粒子间的距 离比较大时，物质的体积就主要决定于微粒间的平均距离。 气体体积的大小主要决定于气体分子的平均距离。 气体的体积与温度、压强等外界条件有怎样的关系？ 在其他条件不变时，温度越高，气体体积越大；压强越大，气体体积越小。 气体摩尔体积： 定义：在一定的温度和压强下，单位物质的量的物质所占有的体积。 表达式：V m V/n ， 常用单位:L/mol 标况下，气体的摩尔体积约为 22.4L/mol，这是在特定条件下的气体摩尔体积。 使用标况下气体摩尔体积应注意： a、条件：标准状况， b、单位：L/mol， c、适用范围：气体， d、数值约为 22.4L/mol 应用气体摩尔体积（标况）计算的几种情况： 气体体积 V 物质的量 n 质量 m 摩尔质量 M 密度 式量 Mr 、据气体体积求其物质的量：nV/22.4L/mol 、据气体质量求其标况下体积：Vm （22.4L/mol）/M 、据气体摩尔质量求其标况下密度：M/22.4L/mol 、据气体标况下的体积求质量：m VM/22.4L/mol 、据标况下气体密度求式量：M22.4L/mol 、据气体标况下的溶解度，求饱和溶液的质量分数、物质的量浓度（略） 标准状况是指温度为，压强为 101KPa。 小练习 如果 ag 某气体中含有的分子数为 b，则 cg 该气体在标况下的体积是 （用 NA表示 阿伏加德罗常数） 答案：因为 Ma/（b/N A） ，所以 V22.4L/molcg/（a N A/b）22.4bc/ （N Aa）L （四）物质的量浓度 （一）物质的量浓度 1. 定义：单位体积的溶液中所含溶质的物质的量。 2. 符号：C B 常用单位：mol/L 数学表达式 C Bn B/V 思 考 ： （ 1） 1.0L 1mol/LH2SO4 中 溶 质 以 存 在 ， 物 质 的 量 各 是 。 从 其 中 取 出 100mL， 溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 是 ， 以 上 微 粒 物 质 的 量 浓 度 各 是 。 （ 2） 1.0L 1mol/L 葡萄糖（C 6H12O6）溶液中，溶质以 存在，质量是 g 。 答案： （1）H + SO42-；2mol 1mol；1mol/L；2 mol/L 1 mol/L （2）分子；180 （二）配制一定物质的量浓度的溶液。 配制 0.1L 0.4m ol/L 的 NaCl 溶 液 1. 常用实验仪器： 认识仪器 容量瓶 规格： 100ml 标识：20 0C 100ml 使用注意事项： 每一容量瓶只能配置相应规定体积的溶液， 使用前要检验是否漏水 容量瓶不能加热，不能久贮溶液，不能在瓶内溶解固体或稀释液体 2. 实验步骤： 计算溶质的质量（或体积） 。 称量。 （固体一般用托盘天平，液体用量筒或滴定管） 溶解（或稀释）在烧杯中进行，并且恢复到室温。 移液，用玻璃棒引流，转移到容量瓶中。 洗涤，用蒸馏水洗烧杯与玻璃棒约 23 次，并将洗涤液注入容量瓶中，轻轻摇动容量 瓶使溶液混和均匀。 定容：继续加水到液面在刻度线以下 2-3cm 时，改用胶头滴管逐滴加水，使溶液凹面恰 好与刻度线相切。 摇匀：反复颠倒摇匀。 将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴好标签备用。 3. 误差分析： 步骤 具体情况 影响 砝码有油污或生锈 偏高 砝码残缺或放在了左盘（且使用了游码） 偏低 量筒内有水（量取液体溶质时） 偏低 俯视量筒刻度 偏低 仰视量筒刻度 偏高 吸水性,挥发性,药品长时间暴露 偏低 溶解 搅拌及转移时有液体溅出,未洗涤烧杯及玻璃棒 偏低 溶液未冷却就倒入容量瓶中；定容时俯视刻度 偏高定容 定容时仰视刻度 偏低 （三）关于物质的量浓度的计算。 1. 关于物质的量浓度概念的计算，包括已知溶质质量和溶液体积求浓度。 配制一定浓度溶液时所需溶液的质量和溶液的体积的计算等。用到的公式为：Cn/V 例：配制 500ml 0.1mol/L CuSO4溶液，需要 CuSO45H2O 的质量是多少？ m0.5L0.1mol/L250g/mol12.5g 2. 溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算。 例 1：市售浓硫酸中溶质的质量分数为 98%，密度为 1.84g/cm3，计算市售浓硫酸的物质的 量浓度? C（1000ml1.84g/cm 398%）/（98g/mol1L）18.4mol/L 例 2：正常人体中,血液中葡萄糖（简称血糖）的质量分数约为 0.1%，设血液的密度为 1g/cm3,则血糖的物质的量浓度是多少? C（1000ml1g/cm 30.1%）/（180g/mol1L）0.0056mol/L 3. 一定物质的量浓度溶液的稀释。 例 1：将 250ml 质量分数为 98%，密度为 1.84g/cm3的浓硫酸稀释到 600ml，此时溶液中硫 酸的物质的量浓度是多少？ C（250ml1.84g/cm 398%/（98g/mol0.6L）7.67mol/L 例 2：300 mL 某 H2SO4溶液中含 H2SO4 147 g,用此溶液配制 1.0 mol/L 的 H2SO4需原溶液和 水的体积比是 _。 1：4 （四）气体溶解的计算 例：标准状况下，a 体积氨气溶解于 b 体积水中得溶液密度为 d g/mL，求溶液的物质的量 浓度及溶质的质量百分数？ C1000ad/（17a+22400b） mol/L w17a/（17a+22400b） （五）物质的量应用于化学方程式的计算 交流探究 引入了“物质的量”这个物理量后，化学方程式所体现的物质之间已不仅局 限于各物质的质量关系，同时可以反映出相互之间。微观领域的粒子数量关系，近而把相关的 各个物理量联系起来。 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质相应组成粒子的数目之比，等于 各物质的物质的量之比。 格式归纳 在化学方程式中，列比例计算时要保持“上下一致，左右相当”的原则。 即：同一物质的物理量及单位必须相同，不同物质之间物理量及单位可以不同，各物理量 之间均能通过物质的量来相互转化。 例题 1：完全中和 0.1molNaOH 需要 H 2SO4 的物质的量是多少？ 所需 H 2SO4的质量是多少？ 2NaOH+ H2SO4 Na 2SO4+2H2O 2mol 1mol 0.1mol n（H 2SO4） n（H 2SO4）0.1mol1mol/2mol0.05mol m（H 2SO4）98g/mol0.05mol4.9g 例 2：在 200 ml 0.1mol/L 的 AlCl3溶液中，滴入足量的硝酸银溶液，生成的沉淀的质量 是多少？ AlCl3+3AgNO33AgCl+A l（ NO3） 3 1mol 3143.5g 0.2L0.1mol/L m（ AgCl） m（ AgCl）（3143.5g0.2L0.1mol/L）/1mol8.61g 【模拟试题】 一、选择题 1. 设 NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ） A. NA个氮气分子和 NA个一氧化碳的质量比为 1：1 B. 水的摩尔质量等于 NA个水分子的相对分子质量之和 C. 1moL 氧气的质量等于 NA个氧原子的质量 D. 111g 氯化钙中所含离子数目为 2NA个 2. 质量相同的下列物质中，含分子数最多的是（ ） A. O2 B NH3 C CO D CH4 3. 14g 氮气中含有的微粒是（ ） A. 约 6.021023个氮原子 B. 约 3.011023个氮原子 C. 约 6.021023个氮分子 D. 1moL 氮分子 4. 下列叙述正确的是（ ） A. 同温同压下，相同体积的物质，它们的物质的量必相等 B. 任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必相等 C. 1L 一氧化碳气体一定比 1L 氧气的质量小 D. 等体积，等物质的量浓度的强酸中所含的 H 数一定相等 5. 下列说法正确的是（ ） A. 1mol 任何气体的体积都是 22.4L B. 1molH2 的质量是 1g，它所占的体积是 22.4L C. 在标准状况下，1mol 任何物质所占的体积都约为 22.4L D. 在标准状况下，1mol 任何气体所占的体积都约为 22.4L 6. 实验室需用 450mL0.1mol.L-1的硫酸铜溶液，现选用 500mL 容量瓶进行配制，以下操作正 确的是（ ） A. 称取 7.2g 硫酸铜，加入 500mL 水 B. 称取 11.2g 胆矾，配成 500mL 溶液 C. 称取 8.0g 硫酸铜，加入 250mL 水 D. 称取 12.5g 胆矾，配成 500mL 溶液 7. 下列说法中不正确的是（ ） A. 磷酸的摩尔质量与 6.021023个磷酸分子的质量在数值上相等 B. 6.02X1023个氮分子和 6.021023个氢分子的质量比等于 14：1 C. 32g 氧气所含的原子数目为 26.021023 D. 常温常压下，0.56.0210 23个一氧化碳分子所占体积是 11.2L 8. 从 2L 物质的量浓度为 1mo1L-1的 NaOH 溶液中取出 100mL 溶液，下面关于这 100mL 溶液的 叙述错误的是（ ） A. 物质的量浓度为 0.1mo1L-1 B. 物质的量浓度为 1mo1L-1 C. 含氢氧化钠 4g D. 含氢氧化钠 0.1mo1 9. 精确配制 250mL 一定物质的量浓度的 NaOH 溶液，下列实验操作正确的是（ ） A. 选择仪器时，使用 500mL 容量瓶 B. 称量时，直接将氢氧化钠固体放在托盘天平的纸片上 C. 称好的氢氧化钠固体放在容量瓶中，加入少量水溶解 D. 将烧杯中的氢氧化钠注入未经干燥的洁净容量瓶中 10. 光纤通讯是一种现代化的通讯手段，光纤通讯容量大，一对光纤上可同时传送 3 万门电 话的信号。制造光导纤维的主要原料是 SiO2,下列关于 SiO2的说法正确的是（ ） A. SiO2摩尔质量是 60 B. 1 mol SiO2中含有 1 mol O2 C. 1.5mol SiO2中含有 1.8061024个氧原子 D. 1 mol SiO2质量是 60 g mol-1 二、填空题 11. （1）质量相同的 SO2和 SO3所含 S 原子数之比为_，氧原子数之比为_； （2）与 2.3 g NO2所含原子数目相同的 NO 的质量是_； （3）12.4 g Na2R 含 Na+离子 0.4mol，则 Na2R 的摩尔质量为_，R 的相对原子质量 为_。 12. 用已准确称量的 1.06gNa2CO3固体配制 0.1molL-1Na2CO3溶液 100ml，所需要的仪器有 _。 13. 今有氯气和氢气的混和气体 100ml（标准状况）其中一种气体体积为 55mL，另一种气体 体积为 45mL。光照使两种气体发生反应后，恢复到标准状况，气体体积为_mL。为了证 明反应后气体中 H2和 Cl2有剩余，使气体通过 10mL 水，并使剩余气体干燥后恢复到标准状况， 若： （1）剩余_mL 气体，证明有_剩余，理由是_； （2）溶液有_性质，证明有_剩余，理由是_. 三、计算题 14. 若要使 2.3g 钠与水反应后的溶液中 Na 与水分子的个数比为 1：10，求需水的质量。 15. 标准状况下，用一定量的水吸收氨气后制得浓度为 12.0molL-1，浓度为 0.915gcm-3的氨 水。试计算 1 体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水.（本题中氨的相对分子质量以 17.0 计，水的密度以 1.00gcm-3计） 16. 将 250mL 密度为 1.1gcm-3H2SO4的质量分数为 15的硫酸跟适量的铁屑充分反应。计算： （1）此硫酸中 H2SO4的物质的量浓度。 （2）生成的 H2的体积（标准状况） 。 （3）将生成的 FeSO4配成 400mL 溶液，此溶液中 FeSO4的物质的量的浓度是多少？ 参考答案 一、选择题 1. A 2. D 3.A 4.B 5.D 6.D 7. D 8. A 9. D 10. C 二、填空题 11. （1）5：4 5：6 （2）2.25g （3）62g/mol -1 16 12. 100mL 容量瓶，烧杯，量筒，玻璃棒，胶头滴管 13. 100 （1）10 H 2 H2不与水反应，不溶于水 （2）漂白 Cl 2 Cl2溶于水，产生有漂白性的 HClO 三、计算题 14. 19.8g 15. 378 体积 16. （1）1.68molL -1 （2）V（H 2）9.4L （3）c（FeSO 4）1.05molL -1