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1、第二节 化学计量在实验中的应用第二节 化学计量在实验中的应用1.认识“ 物质的量” 是描述微观粒子集体的一个物理量, 摩尔是物质的量的基本单位。理解阿伏加德罗常数的定义。2.理解摩尔质量的概念及摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的关系。理解气体摩尔体积、 物质的量浓度的概念, 熟悉通过“ 物质的量” 进行物质的“ 质量” “ 粒子数” “ 体积( 气体) ” “ 物质的量浓度” 等物理量之间相互转换计算的方法。3.初步学会配制一定物质的量浓度的溶液的方法和技能。如熟悉实验中使用的仪器、 溶质的溶解、 溶液的转移方法以及定容的注意事项等。4.体验科学探究过程, 学习运用以实验为基础的实证研究方
2、法。体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。培养归纳、 演绎、 推理能力。要点1 物质的量的单位 摩尔 (1) 物质的量概念: 是国际单位制中七个基本物理量之一, 表示含有 一定数目粒子的集合体。用符号n表示。这里的微粒是指分子、 原子、 离子、 质子、 中子、 电子或原子团等。单位: 摩尔, 简称摩, 其符号为m o l。注意事项: 物质的量不能表示宏观物质; “ 物质的量” 这 四个字是一个整体, 不得简化或增添任何字。(2) 摩尔规定:1m o l粒子集体所含的粒子数与0. 0 1 2k g1 2C所 含的碳原子数相同, 约为6. 0 21 02 3。注意事项: 使用摩尔时必须指明
3、物质微粒的名称或符 号或化学式或符号的特定组合。如1m o lH表示1m o l氢原子,1m o lH2表示1m o l氢分子( 或氢气) ,1m o lH+表示1m o l 氢离子, 但如果说“1m o l氢” 就违反了使用准则, 因为氢是元 素名称, 不是微粒名称, 也不是微粒的符号或化学式。(3) 阿伏加德罗常数:0. 0 1 2k g1 2C中所含的碳原子数约 为6. 0 21 02 3个, 把6. 0 21 02 3m o l-1叫做阿伏加德罗常数,并用NA表示。注意:6. 0 21 02 3m o l-1为阿伏加德罗常数的近似值, 不能说6. 0 21 02 3m o l-1就是阿
4、伏加德罗常数。阿伏加德罗常数是一个有单位的常数, 单位为m o l-1, 在考查基本概念时要特别注意。(4) 物质的量、 阿伏加德罗常数与粒子数(N) 之间的关系 为n=N/NA。【 案例1】 下 列 关 于 物 质 的 量 的 叙 述 中, 错 误 的 是 ( ) 。A. 1m o l任何物质都含有6. 0 21 02 3个分子B. 0. 0 1 2k g1 2C中约含有6. 0 21 02 3个碳原子C. 1m o l水中含有2m o l氢和1m o l氧D. 1m o lN e含有6. 0 21 02 4个电子【 精析】 因为有些物质是由分子组成的( 例如水、 硫酸 等) , 有些物质是
5、由离子组成的 例如N a C l、C a(OH)2等 , 还 有些物质是由原子直接构成的( 例如金刚石等) , 所以A的叙述是错误的。根据规定,0. 0 1 2k g1 2C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数, 其近似值为6. 0 21 02 3, 所以B的叙述是对的。根据规定, “ 使用摩尔表示物质的量时, 应该用化学式指明粒子的种类, 而不使用该粒子的中文名称” 。C中表示水的组成时, 不用名称表示, 所以是不正确的。氖原子核外有1 0个电子, 则1m o lN e也应含有1 06. 0 21 02 3个电子, 所以D的 叙述是正确的。【 解答】 A、C顿有所悟 因为物质的量及其单位摩尔的
6、使用范围是微观粒子。因此在使用中应指明粒子的名称。6. 0 21 02 3是非常巨大的一个数值, 所以宏观物体不便用物质的量和摩尔。要点2 摩尔质量 (1) 概念: 单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质 量。单位是“g/m o l( 或gm o l-1) ” 。(2) 物质的摩尔质量与物质的量、 相对原子质量( 相对分子质量) 的关系实例表:微粒符号相对质量物质的量/m o l所含微粒数/个摩尔质量/gm o l-1F e5 616. 0 21 02 35 6O23 216. 0 21 02 33 2H2S O49 816. 0 21 02 39 8OH-1 716. 0 21 02 31
7、 7N a+2 316. 0 21 02 32 3结论:1m o l任何粒子或物质的质量以克为单位时, 其数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。(3) 物质的量(n) 、 质量(m) 和摩尔质量(M) 之间的关系:n=mM。关键提醒 物 质 的 量 (n) 、 物 质 的 质 量 (m) 、 粒 子 数(N) 、 摩尔质量(M) 之间的转化关系为mMMnNAN AN。【 案例2】 下列关于摩尔质量的说法正确的是( ) 。A.水的摩尔质量是1 8gB. 2m o l水的摩尔质量是1m o l水摩尔质量的2倍C.任何物质的摩尔质量都等于它的相对分子质量或相对 原子质量D.水的摩尔质量是氢气摩
8、尔质量的9倍【 精析】 A项摩尔质量的单位是gm o l-1; 摩尔质量的数值取决于物质的种类, 而与物质的多少无关;C中物质的摩尔质量只有以gm o l-1为单位时数值上才等于该物质的相对分子质量或相对原子质量;D中水的摩尔质量为1 8gm o l-1,第一章 从实验学化学 H2的为2gm o l-1, 所以D正确。【 解答】 D要点3 气体摩尔体积(1) 决定物质体积大小的因素物质体积的大小取决于构成这种物质的: 粒子数目、 粒子的大小、 粒子之间的距离这三个因素。1m o l不同的固态物质或液态物质的体积是不同的, 主要取决于粒子的大小。这是因为构成这些物质的粒子的个数都是6. 0 21
9、 02 3个, 粒子之间的距离都非常小, 但这些粒子的大小是不相同的。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分子。这是因为:气体粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径。当粒子数目相同时, 气体的体积主要决定于气体粒子之间的距离。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等的。(2) 气体摩尔体积概念: 单位物质的量的气体所占的体积, 叫做气体摩尔体积, 符 号 为Vm, 常 用 的 单 位 有L/m o l( 或Lm o l-1) 和m3/m o l( 或m3m o l-1) 。与气 体 的 物 质 的 量 (n) 、 气 体 体 积 (V) 之 间 的 关
10、系:Vm=Vn。气体摩尔体积的数值决定于气体所处的温度和压强,在标准状况(0和1 0 1k P a) 下, 气体摩尔体积为2 2. 4Lm o l-1, 而在2 5 和1 0 1k P a的 条 件 下, 气 体 摩 尔 体 积 为2 4. 5Lm o l-1。(3) 注意事项: 对于气体摩尔体积的理解, 应注意以下几个方面的问题:气体摩尔体积的适用范围是气态物质。在标准状况下,1m o l气体所占的体积约是2 2. 4L。气体的体积与温度、 压强有关。相同温度下, 单位物质的量的气体压强越小, 气体体积越大; 相同压强下, 单位物质的量的气体温度越高, 气体体积越大。气体摩尔体积不仅适用于纯
11、气体, 也适用于混合气体。如0. 3m o lH2与0. 7m o lO2的混合气在标准状况下的体积约为2 2. 4L。1m o l气体在非标准状况下的体积, 可能是2 2. 4L, 也可能不是2 2. 4L。【 案例3】 标准状况下有6. 7 2L甲烷;3. 0 11 02 3个氯化氢分子;1 3. 6g硫化氢;0. 2m o lNH3。下列对这四种气体的关系从小到大表示不正确的是( ) 。A.体积:p(H2)p(O2)B.p(O2)p(N e)p(H2)C.p(H2)p(O2)p(N e)D.p(H2)p(N e)p(O2)【 精析】 由阿伏加德罗定律知, 当和T相同时,p和M成反比, 由
12、于M(O2)M(N e)M(H2) , 所以p(O2)M乙,D项错误。【 解答】 B【 归纳演绎】 解答本题时应注意气体的体积受温度和压强的影响, 注意阿伏加德罗定律及其推论的含义与应用。探究创新题【 例3】 ( 拓展点3)(2 0 1 0四川卷)标准状况下VL氨气溶解在1L水中( 水的密度近似为1g/m L) , 所得溶液的密度为g/m L, 质量分数为w, 物质的量浓度为cm o l/L, 则下列关系不正确的是( ) 。A.=1 7V+2 24 0 0 2 2. 4+2 2. 4V B.w=1 7c 10 0 0C.w=1 7V 1 7V+2 24 0 0D.c=10 0 0V 1 7V+
13、2 24 0 0【 精析】 A项, 氨气溶解于水中, 溶液的体积不等于(V+1)L, 故不正确。【 解答】 A【 技法规律】 对物质溶解度概念的理解与计算在今 后的考查中仍将占有一席之地。夯基固本1.( 要点1) 下列说法中不正确的是( ) 。A.摩尔是以阿伏加德罗常数为衡量标准的物质的量的单位B.阿伏加德罗常数就是6. 0 21 02 3C. 6. 0 21 02 3m o l-1叫做阿伏加德罗常数D.科学上规定含有6. 0 21 02 3个粒子的任何粒子集合体计量为1m o l2.( 要点5) 容量瓶上一般标有( ) 。温度 浓度 容量 压强 刻度线酸式或碱式A.B.第一章 从实验学化学
14、C.D.3.( 要点1) 设nA代表阿伏加德罗常数(NA) 的数值, 下列说法正确的是( ) 。A. 2 2. 4LC l2中含有nA个C l2分子B. 1L0. 1m o lL-1N a 2S O4溶液中有0. 1nA个N a+C. 1m o lH2与1m o l C l2反应生成nA个HC l分子D. 1m o l C a变成C a2+时失去的电子数为2nA4.( 要点1) 下列物质溶于水电离出的C l-数目与2m o lN a C l溶于水电离出的C l-数目相同的是() 。A. 1m o lM g C l2B. 2m o lK C l O3C. 1m o lA l C l3D. 1.
15、5m o l C a C l25.( 要点3) 在标 准状 况下, 与2g氦气 所占 体 积 相 同 的 是 ( ) 。A. 2 gH2B. 3. 0 11 02 3个C O分子C. 0. 2 5m o lN2D. 5. 6LCH46.( 要点4) 用1 0m L0. 1m o lL-1的B a C l2溶液恰好使相同体积的硫酸铁、 硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀。则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是( ) 。A. 322B. 123C. 133D. 3117.( 要点1) 下列说法中, 不正确的是( ) 。A. 1m o l任何物质都含有6. 0 21 02 3个原子B. 0. 0 1 2k g1 2C含有6. 0 21 02 3个碳原子C.阿伏加德罗常数的“ 集体” 就是1m o lD.使用摩尔这一单位时必须指明微粒的名称8.( 要点3) 同温同压下, 甲、 乙两容器分别盛有甲烷和氨气,已知它们 所 含 原 子 数 相 同, 则 甲、 乙 两 容 器 的 体 积 比 是( ) 。A. 43B. 54C. 45D. 1
