《高中化学化学计量在实验中的应用人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学化学计量在实验中的应用人教版必修1（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 1 页 共 24 页第二节 化学计量在实验中的应用 【本节学习要点】 1了解物质的量及其单位摩尔；了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数和物质的量浓度的含义。 2掌握物质的量、物质的质量、微粒数目、标准状况下气体体积之间的关系。 3掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法和应用。 【重难点讲解】 重难点一、物质的量及其单位 1使用“物质的量”与“摩尔”时的注意事项 (1)物质的量“物质的量”四个字是一个整体概念，不得简化或增添任何字，如不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数 量”等。 物质的量是七个基本物理量之一；同“时间”， “长度”等一样，其单位是摩尔。 物质的量表示的是微观粒子
2、或微观粒子的特定组合的集合体，不适用于宏观物质，如 1 mol 苹果的说法是错 误的。 物质的量中所指粒子包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等微观粒子或微观粒子的特定组合 (如 NaCl、Na2SO4 等)。 (2)摩尔 使用摩尔作单位时必须用化学式指明粒子的种类，如 1 mol H 表示 1 摩尔氢原子，1 mol H2 表示 1 摩尔氢分子， 1 mol H表示 1 摩尔氢离子。不能说 1 mol 氢，应该说 1 mol 氢原子(或分子或离子)。 2阿伏加德罗常数 NA 阿伏加德罗常数是一个物理量，单位是 mol1，而不是纯数。 不能误认为 NA 就是 6.021023。 3摩
3、尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系摩尔质量(M)相对原子质量相对分子质量概念单位单位物质的量的物质 所具有的质量；单位 是 g/mol 或 kg/mol一个原子的质量与 12C 的 1/12 作比较，所 得的比值；单位：无化学式中各元素相对 原子质量之和；单位： 无联系摩尔质量以 g/mol 为单位时，在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量； 混合物组成一定时，1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量， 在数值上等于该混合物的平均相对分子质量特别提醒 1 mol 任何粒子的质量以克为单位时，在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。“摩尔质量在数值上一定等
4、于该物质的相对分子质量或相对原子质量”。这句话对否？为什么？ 不对。因为摩尔质量的单位有 gmol1 或 kgmol1 等，只有以 gmol1 为单位时，在数值上才与微观粒子 的相对原子质量或相对分子质量相等。 两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系？为什么？ 相等。因为任何一种原子的相对原子质量，都是以 12C 质量的 1/12 为标准所得的比值。所以，任何原子的质量 之比，就等于它们的相对原子质量之比。 4物质的量 n、质量 m、粒子数目 N 之间的关系计算关系 式(公式)主要应用注意事项nNNA在 n、N 和 NA 中，已知任意两项求第三项NA 有单位：mol1 求 n 或 N
5、时，概念性问题 用 NA；数字性问题用 6.021023 mol1Mmn在 M、n 和 m 中，已知任 意两项求第三项M 的单位取 g/mol 时，m 的 单位取 g；M 的单位取第 2 页 共 24 页先求 M，后求 Mrkg/mol 时，m 的单位取 kgmn M MN NA NA在 m、NA、M 和 N 中， 已知任意三项求第四项 以 n 恒等列代数方程式解 决较复杂的问题重视 n 在 m 和 N 之间的桥 梁作用 与 N 有关的问题莫忽视微 粒的组成和种类重难点二、气体摩尔体积 1气体摩尔体积的适用范围 气体摩尔体积的适用范围是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体，如 0.2 m
6、ol H2 与 0.8 mol O2 的混 合气体在标准状况下的体积约为 22.4 L。 2气体摩尔体积的数值 (1)气体摩尔体积的数值与温度和压强有关 (2)标准状况下任何气体的气体摩尔体积为 22.4 Lmol1 (3)非标准状况下气体摩尔体积可能是 22.4 Lmol1，也可能不是 22.4 Lmol1。1 mol 气体的体积若为 22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在 273和 202 kPa 时，Vm 为 22.4 Lmol1。 特别提醒 利用 22.4 Lmol1 计算或判断时一定要看清气体所处的状况。常出现的错误： 忽视物质在标准状况下的状态是否为气态，如水在标准状
7、况下为液态，计算该条件下的体积时不能应用 22.4 Lmol1。 忽视气体所处的状态是否为标准状况，如“常温常压下 2 mol O2 的体积为 44.8 L”的说法是错误的，因常温常 压下气体摩尔体积不是 22.4 Lmol1。 3气体体积与其他物理量的关系(1)标准状况下气体体积的计算V=22.4 Lmol-1n V=22.4 Lmol-1 V=22.4 Lmol-1 (2)标准状况下气体密度4阿伏加德罗定律及推论 (1)阿伏加德罗定律的内容 同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 “四同”定律：同温、同压、同体积、同分子数
8、中只要有“三同”则必有第“四同” 。即“三同定一同” 。 (2)阿伏加德罗定律的推论：同温、同压：气体的体积与物质的量成正比第 3 页 共 24 页同温、同压：气体的密度与摩尔质量成正比 同温、同压、同体积：气体的质量与摩尔质量成正比 特别提醒 标准状况下的气体摩尔体积是 22.4 Lmol-1，是阿伏加德罗定律的一个特例。 以上推论只适用于气体(包括混合气体)，公式不能死记硬背，要在理解的基础上加以运用。 5求气体摩尔质量的常用方法 (1)根据标准状况下气体密度() M=22.4 (2)根据气体的相对密度(D=1/2) M1/M2=D说明 气体的相对密度是指在同温同压下两种气体的密度之比即。
9、(3)根据物质的量(n)与物质的质量(m) M=nm(4)根据一定质量(m)物质中的微粒数(N)和阿伏加德罗常数(NA) M=NA.m/N(5)根据化学方程式结合质量守恒定律 (6)混合气体平均摩尔质量 (4)仍然成立；还可以用下式计算：(4)仍然成立；还可以用下式计算： _ M=M1a%+M2b%+M3c% M1、M2、M3分别表示混合气体中各组成成分的摩尔质量，a%、b%、c%分别表示各组成成分所占混 合气体的体积分数(即物质的量分数)。 重难点三、物质的量在化学实验中的应用 1物质的量浓度概念的理解在公式 c(B)中n(B)V(B)(1)溶质是用物质的量表示而不是质量表示；体积表示溶液的
10、体积，而不表示溶剂的体积，并且体积单位为 L。 (2)带结晶水的物质溶于水后，溶质是不含结晶水的化合物，溶剂中的水包括结晶水。 (3)从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但随溶液体积的变化溶质的物质的量 不同。 (4)气体溶于一定体积的水中，溶液的体积不等于溶剂的体积而应根据溶液密度和溶液质量求算。 (5)若浓溶液稀释或浓度差别较大的溶液混合，混合后溶液的总体积比原来的体积之和小。 2辨析比较 物质的量浓度与溶液溶质的质量分数内容物质的量浓度质量分数定义以单位体积溶液里含有溶质的物质 的量来表示溶液组成用溶质质量与溶液质量之比来表示 溶液组成溶质的 单位molg溶液的
11、Lg第 4 页 共 24 页单位计算 公式物质的量浓度 (molL1) 溶质的物质的量(mol)溶液的体积(L)质量分数100%溶质的质量(g)溶液的质量(g)两者的 关系物质的量浓度(molL1) 1 000 mL 溶液的密度(gmL1) 质量分数溶质的摩尔质量(gmol1) 1 L 3.容量瓶使用注意事项 (1)按所配溶液的体积选择合适规格的容量瓶 选择容量瓶必须指明规格，其规格应与所配溶液的体积相等。如果不等，应选择略大于此体积的容量瓶，如配 制 500 mL1 molL1 的 NaCl 溶液应选择 500 mL 容量瓶，若需要 480 mL 上述溶液，因无 480 mL 容量瓶，也 选
12、择 500 mL 容量瓶，配 500 mL 溶液所需溶质的物质的量应按配制 500 mL 溶液计算。 (2)容量瓶使用前一定要检验是否漏液 方法是：向容量瓶中注入少量水，塞紧玻璃塞，用手指按住瓶塞，另一只手按住瓶底倒转容量瓶，一段时间后 观察瓶塞处是否有液体渗出，若无液体渗出，将其放正，把玻璃塞旋转 180，再倒转观察。 (3)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释，容量瓶不能作反应器，不能加热，也不能久贮溶液。 (4)配制好的溶液应及时转移到试剂瓶中，并贴上标签。 4一定物质的量浓度溶液配制过程中的注意事项 (1)向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，以防液体溅至瓶外。 (2)不能在容量
13、瓶中溶解溶质，溶液注入容量瓶前要恢复到室温。 (3)容量瓶上只有一个刻度线，读数时要使视线、容量瓶刻度线与溶液凹液面的最低点相切。 (4)如果加水定容时超过刻度线或转移液体时溶液洒到容量瓶外，均应重新配制。 (5)定容后再盖上容量瓶塞摇匀后出现液面低于刻度线，不能再加蒸馏水。 (6)称量 NaOH 等易潮解和强腐蚀性的药品，不能放在纸上称量，应放在小烧杯里称量。若稀释浓 H2SO4，需在 烧杯中加少量蒸馏水再缓缓加入浓 H2SO4，并用玻璃棒搅拌。 5配制一定物质的量浓度溶液的误差分析一般是依据实验原理，对实验结果的数学表达式进行分析(属于公式法)。c(B)。c(B)的误差取决于n(B)VmM
14、Vm 和 V 的值是否准确。以配制一定物质的量浓度的 NaOH 溶液为例分析以下操作：能引起误差的一些操作过程分析mV对 c 的影 响称量时间过长减小不变偏低用滤纸称 NaOH减小不变偏低向容量瓶注液时少量流出减小不变偏低未洗烧杯和玻璃棒减小不变偏低定容时，水加多后用滴管吸出减少不变偏低定容摇匀时液面下降再加水不变增大偏低定容时俯视读数(读刻度)不变减小偏高定容时仰视读刻度不变增大偏低方法引导 定容误差的判断方法第 5 页 共 24 页定容的目标是容量瓶的容积，相关主要方法是以平视式、以容量瓶的刻度线为目标、观察液面与刻度的位置关 系，标准是液面的最低点与刻度线齐平时，液体体积恰好等于容量瓶的
15、容积。 (A)仰视式观察，溶液体积偏大。如图(a) (B)俯视式观察，溶液体积偏小。如图(b) 6关于物质的量浓度的计算 (1)溶液的稀释与混合 稀释 溶质的质量不变 c1V1=c2V2 c1、c2 和 V1、V2 分别表示稀释前后溶液的物质的量浓度和体积 a稀溶液稀释时 V2=VH2O+V1 b浓溶液稀释时 V2VH2O+V1 混合 c1V1+c2V2=c 混 V 混 a混合后溶液体积 V 混=V1+V2(两溶液浓度相同或差别较小或稀溶液混合)b混合物溶液体积改变 V 混(两溶液浓度差别较大)m混混V11V22混c1、c2，1、2，V1、V2 分别表示混合前同一溶质溶液的物质的量浓度、密度、体积，c 混、 混、V 混表示 混合溶液的物质的量浓度、密度、体积 (2)物质的量浓度 c(B)与溶质质量分数(w)的换算c(B)1 000(mLL1)(gmL1)wM(gmol1)M：溶质 B 的摩尔质量 ：溶液密度(gmL1) 推导方法 设溶液为 1 L，则c(B)n(B)V(gmL1) 1 000 mL wM(gmol1)1 L1 000(mLL1)(gmL1)wM(gmol1)w100%100%m(B)m(溶液)n(B) M1 000 mL (gmL1)c(B)(molL1) 1 L M(gmol1)(gmL1) 1 000 mL
