化学计量在实验中的应用(必修一 第一章第二节).ppt

第二节 化学计量在实验中的应用,第一章 从实验学化学,【复习】,2H2+O2 2H2O,4g 32g 36g,2个 1个 2个,质 量比：,分子个数比：,点燃,宏 观（质量）,微 观(分子数),?,物 理 量,单 位 名 称,单 位 符 号,长 度,质 量,时 间,电 流 强 度,热力学温度,发 光 强 度,米,千 克,秒,安 培,开尔文,坎德拉,摩 尔,m,kg,s,A,K,cd,mol,国际单位制（SI）的七个基本物理量,物 质 的 量,1.概念：是表示含有一定数目微观粒子的集合体。,分子、原子、离子、电子、质子、中子等所有的微观粒子及它们的特定组合,一、物质的量,2.符号：n,3.单位：摩尔 （简称：摩）,注意事项：,1.物质的量是一个专用名词，不能理解为“物质的质量”、 “物质的数量”、“物质量”。,2.物质的量只适用于微观粒子，不适用于宏观物质。,3.用“摩尔”表示物质的量时，应用化学式具体指明粒子的种类。,判断：1. 1mol苹果 2. 1mol氧气,判断：3. 1mol氢 4. 1molH2 5. 1molH,4.摩尔的数值可以是整数，也可以是小数。,5.对于化学式表示微观粒子或它们的特定组合，还应明确微粒间 的内在联系。,判断：6. 1molNO 7. 0.5molH2,填空：8. 1molMgCl2中含有 molMg2+和 molCl-； 9. 3molNH3中含有 molN和 molH；,二、物质的量的单位摩尔,1.概念：1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C 所含的碳原子数相同。,思考一:1摩尔物质的标准是多少呢?,思考二:0.012kg12C所含的碳原子数是多少呢?,2.单位符号：mol,把1mol任何粒子 的粒子数叫做 阿伏加德罗常数,思考三:阿伏加德罗常数与6.021023个碳原子数 的关系是多少呢?,三、阿伏加德罗常数,1.概念：1mol任何粒子的粒子数,2.符号：NA,3.单位：个mol-1,简写成：mol-1,4.数值： 约为6.021023mol-1,5.阿伏加德罗常数、物质的量及微粒数目的关系,N,物质的量 (n),=,物质所含微粒数目 (N),阿伏加德罗常数 (NA),判断题： 1.摩尔是七个物理量之一 2.摩尔是物质的质量单位 3.摩尔是物质的数量单位 4.1摩尔的大米约含有 6.02 1023个米粒 5.把含有6.02 1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1mol 6.含有阿伏加德罗常数个碳原子的集合体计量为1mol 7. 1mol氮含 6.02 1023个N2 8. 1mol任何物质都 含有6.02 1023个原子,（1）1 mol 碳原子含有 个碳原子,（2）0.3 mol 氧气分子含有 个氧气分子,（3）10 mol 钠离子含有 个钠离子,（4）6 mol 电子含有 个电子,（5）0.5 mol 中子含有 个中子,填空题,（6）0.3 mol 硫酸分子含有 个硫酸分子，可电离出 个H+， 个SO42-，共含有 个原子。,（7） 6.02 1023个OH-的物质的量是 ，含有 mol 质子，含有 mol中子，含有 mol电子。,选择题,3.0.1 mol KClO3 和 0.1 mol KClO 中所含微粒数 相等的是 （ ）,（A） 钾离子 （B）氯离子 （C） 氯原子 （D）氧原子,A C,KClO3 = K + ClO3,KClO = K + ClO,1.0.5molNa2SO4中所含的Na+离子数为（ ） A3.011023 B6.021023 C0.5 D1,B,2. mol H2O中含有的氧原子数与1.5mol CO2中含 有的氧原子数相同,3,思考一：1mol不同物质中所含的粒子数是相同的， 1mol物质的质量是否相同？为什么？,18gH2O 1molH2O 约6.021023个水分子,27gAl 1molAl 约6.021023个铝原子,思考二： 0.5molH2O的质量是 g，分子数是 。 0.5molAl的质量是 g，分子数是 。,结论： 1mol任何粒子或物质的质量以g为 单位时，其数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。,四、摩尔质量,1.概念：单位物质的量物质所具有的质量,2.符号：M,3.单位：gmol-1,4.数值：等于该微粒的相对原子（分子）质量,5.物质的量( n ) 、质量( m )和摩尔质量( M ) 关系：,n=,m,M,变换为 m= n M,练习： 1.M(H2O)= 。 2.M( NaCl)= 。 3.M(SO42-)= 。 4.M(OH-)=_,2. 71gNa2SO4中含有的Na+和SO42-的物质的量多少？,3. 等质量的下列物质中，所含分子数最少的是 （ ） A、Cl2 B、 HCl C、NH3 D、H2SO4,D,4. 1g H2O中含有a个H，则阿伏加德罗常数为（ ） A、(a/9)mol-1 B、 9a mol-1 C、 2a mol-1 D、a mol-1,B,练习题,24.5gH2SO4的物质的量是多少？ 1.50molNa2CO3的质量是多少？,【讨论】你给摩尔体积下一个定义？,五、气体摩尔体积,1.概念：单位物质的量的气体所占的体积,2.符号：Vm,3.单位：L/mol(或Lmol-1) m3 /mol(或m3 mol-1),4.物质的量、气体体积与气体摩尔体积的关系,n=,V,Vm,变换为 V= n Vm,思考：是否有提及固体摩尔体积？液体摩尔体积？ 1mol物质体积相同吗？ 影响物质体积的因素有哪些？,7.12ml,10.00ml,18.04ml,53.55ml,在200C、1.01105Pa下，下表中列出几种固体和液体 的密度，请计算出1mol以下物质的体积,在200C、1.01105Pa下，1mol不同的固体物质 或液体物质含有的粒子数相同，而粒子之间的距离是非 常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定 于粒子的大小。 但因粒子大小是不相同的，所以， 1mol不同的固 态物质或液态物质的体积是不相同的。,思考：在相同温度和压强下，当气体粒子数目相同时， 气体体积是否也存在一定的差异？,计算1mol下列气体在00C、1.01105Pa下的体积,22.4,22.4,22.4,22.4,思考：你从表中数据可得出什么结论呢？为什么？,结论： 在相同条件下，等物质的量（如1mol ） 固体物质或液体物质的体积一般各不相同， 但气体物质的体积却几乎完全相同。,六、影响物质体积大小的因素,1.粒子的数目,2.粒子的大小,3.粒子间的距离,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，因此，粒子数相同的 任何气体都 具有相同的体积。,也可以这样来表达： 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。,阿伏加德罗定律 俗称“四同”定律,结论：,标准状况下的气体 摩尔体积示意图,理解要点:,条件：标准状况(STP) 0、 1.01105 Pa 对象：任何气体 物质的量：1mol,结论：,气体摩尔体积为22.4Lmol-1,1.CO2 的摩尔体积是22.4L/mol,判断题,2.标准状况下NO2 的体积约是22.4L,4.标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L,3.标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L,5.标准状况下，1molH2O的体积是22.4L,6. 1molH2在25和101KPa体积是22.4L,7. 含0.2molH2和0.8molO2的混合气体在标准状况下 的总体积约为22.4L,2.标准状况下， 112 mL 某气体的质量为 0 . 14 g , 则其摩尔质量为 ， 相对分子质量为 。,1.在标准状况下 ： 1) 0.5mol HCl气体占有的体积是多少？ 2) 33.6LH2 的物质的量是多少？,计算题,28 gmol-1,28,11.2L,1.5mol,解法归纳：, M22.4,七、阿伏加德罗定律,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。,理解要点： 阿伏加德罗定律仅适用于气体，可以是单一气体， 也可以是混合气体，对固体、液体不适用；,阿伏加德罗定律的条件是三个“同”，只有在同温、 同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论；,理论依据：,理想气态方程：PVnRT （ 备注：R为常数）,推论：,同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比：,同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比：,练习,1.在同温同压下，1体积2气体与3体积2气体完全 反应生成2体积气体，则气体的分子式为 。,2.在一定温度下，向一个恒容容器中通入4molCO 和2molO2充分反应，则反应前后容器的压强之比 为 。,同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比等于 其摩尔质量或密度之比：,同温同压下，任何气体密度之比等于其摩尔质量之比：,练习,3.同温同压等质量的N2O和CO2的叙述：体积相同； 碳原子数与氮原子数相等； 原子数相等； 分子数相等； 其中正确的是 。,4.同温同压下，向两个密闭容器中分别充满等质量的 O2、O3气体，下列说法正确的是 。 A、两气体的物质的量之比为3：2 B、两种容器的体积之比为2：3 C、两种气体的分子数目相等 D、两种气体的密度之比为3：2,A,5.mg氢气和ng氦的下列说法中，正确的是（ ） A.同温同压下，H2与He的体积之比为m:2n B.同温同压下，若m=n， H2与He的分子数之比为2:1 C.同温同压下，同体积时， H2与He的质量之比 为m/n1 D.同温同压下， H2与He的密度之比为1:2,BD,6.在两个容积相同的容器中，一个盛装HCl，另一个 盛装H2和Cl2的混合气体。在同温同压下，两个容 器内的气体一定具有相同的 ； 在两个容积相同的容器中，一个盛装NH3，另一个 盛装H2和N2的混合气体。在同温同压下，两个容 器内的气体可能具有相同的 ； 原子数 分子数 密度 质量 相对分子质量,7.由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下 与N2密度相同，则该混合气体中CO2、H2和CO 的体积比为（ ） A、29:8:13 B、12:1:14 C、13:8:29 D、8:13:57,8.某集气瓶中充满空气时质量为152.34g， 当充满O2时质量为152.37g，若改充为CO2， 其质量为（ ） A、152.40g B、152.43g C、152.46g D、152.49g,C,D,能力提升,9.在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体为6.72L， 质量为12g，此混合物中CO和CO2 物质的量之比是 ，CO的质量分数是 ， 混合气体的平均相对分子质量是 。,10.标况下，两个容积相同容器中，一个盛有NH3气体， 另一个盛有N2和H2的混合气体。若两容器内的气体 具有相等的电子数，则混合气体中N2和H2的物质的量 之比为 A4:1 B1:2 C2:1 D1:4,C,1:3,17.5%,40,回忆 在初中阶段，同学们学过一种溶液浓度 的表示方法，是如何进行表示？,a.计算所需溶质和水的质量;,b.用托盘天平称量所需溶质，倒入烧杯中;,c.把水的密度近似看作1g/cm3，用量筒量取一定体积的 水，倒入盛有溶质的烧杯里，用玻璃棒搅拌，使溶质 溶解;,d.把配好的溶液装入试剂瓶中，盖好瓶塞并贴上标签(标 签中应包括药品的名称和溶液中溶质的质量分数)，放 到试剂柜中。,如何配制一定质量分数的溶液？,八、物质的量浓度,1.概念：单位体积溶液所含溶质B的物质的量,2.符号：（B）,3.单位：molL-1,4.溶质物质的量、溶液体积及物质的量浓度的关系,C(B)=,n(B),V(aq),变换为 n(B)= C(B) V(aq),判断题,1.将1gNaCl溶于水制成1L溶液 ，则c=1mol/L ; 2.将1molNaCl溶于1L水中，则c=1mol/L; 3.若从1L 1 mol/L的NaOH溶液中取出20mL， 则取出的NaOH溶液c=1mol/L； 4.同体积 、同物质的量浓度的不同溶液中，含溶质的 物质的量相等；,1.0.2mol/L的H2SO4的含义是_; 2.将1L NaOH溶液中含有40g NaOH，其物质的量浓 度为_; 3.200mL的NaOH溶液中含有20gNaOH，其物质的量 浓度为_; 4.0.2mol/L Al2(SO4)3溶液中含有 c(Al3+)=_, c(SO42-)=_; 5.已知c(Cl-)=1mol/L ,则c(CaCl2)=_。,填空题,1molL-1,2.5molL-1,0.4molL-1,0.molL-1,0.molL-1,1L H2SO4溶液中含H2SO4 的物质的量为0.2mol,6.下列溶液中，Na+物质的量浓度分别是多少？ （1）0.8L 0.4mol/L的NaOH溶液 （2）2L 0.15mol/L的Na3PO4溶液 （3）1L 0.3mol/L的Na2SO4溶液 （4）2L 0.5mol/L的NaCl溶液,0.4molL-1,0.45molL-1,0.6molL-1,0.5molL-1,7.将100ml0.1molL-1 BaCl2溶液与50ml0.2molL-1 的aCl溶液混合，若不考虑溶液混合时体积的变化， 则混合溶液中氯离子的浓度是,.0.02molL-1,.0.01molL-1,.0.2molL-1,.0.1molL-1,8.有K2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液，已知其中Al3+浓度为0.4molL-1 ，SO42-的浓度为0.7molL-1 ，则该溶液中的K+浓度为,.0.25molL-1,.0.15molL-1,.0.1molL-1,.0.2molL-1,C,9.有K2SO4、MgSO4、和Fe2(SO4)3的混合溶液，已知其中Fe 3+浓度为0.2molL-1 ，Mg 2+的浓度为0.3molL-1 ，SO42-的浓度为0.7molL-1 ，则该溶液中的K+浓度为,.0.25molL-1,.0.15molL-1,.0.1molL-1,.0.2molL-1,C,N(K+) N(Mg 2+) N(Fe 3+) N(SO42-),n(K+) + 2n(Mg 2+) +3n(Fe 3+)= 2n(SO42-),c(K+) + 2c(Mg 2+) +3c(Fe 3+)= 2c(SO42-),2,3,2,+,+,=,溶液中电荷守恒规律：,能力提升复习,如何配制100mL1.00molL-1NaCl溶液？,10.现需要配制100mL1.00molL-1NaCl溶液需 用NaCl的质量是多少？,解：配制100mL1.00molL-1NaCl溶液中NaCl的 物质的量为：,n(NaCl)=c(NaCl)VNaCl(aq) = 100mL1.00molL-1 =0.1mol,0.1molNaCl质量为：,m(NaCl)=n(NaCl)M(NaCl) = 0.1mol58.5gmol-1 =5.85g,一定物质的量浓度溶液的配制,一、容量瓶,1. 构造：,2.规格：,温度、容积、刻度线,100mL、250mL、500mL、1000mL,3.使用过程中应注意事项,检漏,往瓶内加水，塞好瓶塞，,用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，,把瓶底倒立过来，观察瓶塞周围是否有水漏出，,如果不漏水，把瓶塞旋转180后塞紧，,仍将瓶倒过来，再检验是否漏水。,冷却,将溶液注入容量瓶前需恢复到常温，为什么？,因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热， 而容量瓶必须是在常温下使用。,加液,向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，且玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以下的内壁上，以防止注入操作时液体流出瓶外，造成溶质减少。,读数,读数时，要平视刻度线，使刻度线与瓶内溶液凹液面的最低处相切。,4.容量瓶的选择原则,选择容量瓶遵循“大而近”原则，即所配溶液体积 等于或略小于容量瓶的容积。,练习：容量瓶的选择 1.配制1000mL1.00molL-1NaCl溶液 2.配制480mL1molL-1H2SO4溶液 3.配制200mL1molL-1CuSO4溶液,100mL,1000mL容量瓶,500mL容量瓶,250mL容量瓶,二、配制100ml1.00molL-1NaCl溶液 （用固体溶质配制）,计算：需要NaCl固体的质量：,5.85g,5.9g,称量：根据计算结果用托盘天平准确称取NaCl固体；,如何称量易潮解或易腐蚀的药品可能还会用到：,或,步骤,溶解：将称好的NaCl固体放入烧杯中，用适量的 蒸馏水溶解并用玻璃棒搅拌；,仪器：,具体操作：,二、配制100ml1.00molL-1NaCl溶液,步骤,洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒23次，并将 洗涤液都注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使 溶液混合均匀；,移液：待溶液冷却至室温后，将烧杯 中的溶液沿玻璃棒注入100mL容量瓶；,二、配制100ml1.00molL-1NaCl溶液,步骤,定容：将蒸馏水注入到容量瓶，当液面离容量瓶颈 刻度线下1 2cm时，改用胶头滴管滴加 蒸馏水到溶液凹液面最低处与刻度线相切；,二、配制100ml1.00molL-1NaCl溶液,步骤,摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀；,装瓶：将溶液倒入干燥洁净的试剂瓶中，盖好瓶塞 并贴上标签（标签中应包括药品的名称和溶液 物质的量浓度），放到试剂柜中。,1.00molL-1 NaCl,二、配制100ml1.00molL-1NaCl溶液,步骤,计算、称量,转移,洗涤,摇匀,装瓶,二、配制100ml1.00molL-1NaCl溶液,步骤归纳：,托盘天平、药匙（固体溶质使用）、量筒、 烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,二、配制100ml1.00molL-1NaCl溶液,仪器,练习：,1.实验室中需要配制2mol/L的NaOH溶液850mL，配制 时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是,A.950mL，76g,B.500mL，80g,C.1000mL，80g,D.1000mL，76g,2.使用胆矾配制1L0.1mol/LCuSO4溶液，正确的做法是,A.将胆矾加热除去结晶水后，称取16g溶于1L水中 B.称取胆矾25g溶于1L水中 C.将25g胆矾溶于少量水中，然后将溶液称释到1L D.将16g胆矾溶于少量水中，然后将引溶液称释到1L,已知：M (NaOH)=40gmol-1 M (CuSO4)=160gmol-1,复习：配制100ml1.00molL-1NaCl溶液步骤,计算、称量,转移,洗涤,摇匀,装瓶,计算：需要NaCl固体的质量； 称量：根据计算结果用托盘天平准确称取NaCl固体；,溶解：将称好的NaCl固体放入烧杯中，用适量的 蒸馏水溶解并用玻璃棒搅拌；,移液：待溶液冷却至室温后，将烧杯中的溶液沿 玻璃棒注入到100mL容量瓶,洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒23次，并将 洗涤液都注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使 溶液混合均匀；,定容:将蒸馏水注入到容量瓶，当液面离容量瓶颈 刻度线下1 2cm时，改用胶头滴管滴加 蒸馏水到溶液凹液面最低处与刻度线相切；,摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀；,装瓶：将溶液倒入干燥洁净的试剂瓶中，盖好瓶塞 并贴上标签（标签中应包括药品的名称和溶液 物质的量浓度），放到试剂柜中。,现需要配制500ml1 molL-1硫酸溶液，需用质量分数 为98%、密度为1.84gcm-3的浓硫酸的体积是多少？,思考题,解：设溶液的体积为mL,公式：物质的量浓度与质量分数的关系：,c(浓溶液) (浓溶液) c(稀溶液)(稀溶液),思考题,现需要配制500ml1 molL-1硫酸溶液，需用质量分数 为98%、密度为1.84gcm-3的浓硫酸的体积是多少？,溶液稀释公式：,如何配制500ml1 molL-1硫酸溶液？,500mL,三、配制500ml1 molL-1硫酸溶液（用液态溶质配制）,计算、量取,转移,洗涤,摇匀,装瓶,计算：需要浓H2SO4溶液的体积； 量取：根据计算结果用量筒量取浓H2SO4溶液；,溶解：将量好的浓H2SO4溶液沿