高一化学中常用的物理量.ppt

第三节 化学中常用的物理量 物质的量,高一化学备课组,化学方程式表达的含义,1、表示什么物质参加反应，结果生成什么物质；,H2+Cl2=2HCl,2、表示反应物、生成物各物质的质量比；,3、表示反应物、生成物各气体物质的体积比；,4、表示反应物、生成物各物质的微粒数目之比；,H2 + Cl2 = 2HCl,宏观上：,2g 71g 73g,1L 1L 2L,微观上：,1个H2分子 1个Cl2分子 2个HCl分子,物质的质量、体积可称量，而微粒数目却不可数！,从化学方程式来分析：物质的质量、体积、微粒数目之间肯定有关系！,急需一个物理量：将可称量的质量、体积与不可数的微粒数目之间建立联系！,国际单位制中的七个基本物理量,物质的量,n,摩尔,mol,一、物质的量及其单位摩尔,1、定义：表示物质所含指定微粒（或特定组合）数目大小的物理量。 2、单位：摩尔，简称摩。符号：mol 3、计量标准：1mol任何物质所含指定微粒与0.0012kg一种碳原子（12C)所含的碳原子数相等。 科学上把0.0012kg一种碳原子（12C)所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数（NA 单位：mol-1），其近似值为6.021023。,物质的量(mol),微粒数目之比物质的量之比,使用摩尔概念时的注意事项,适用范围： 使用准则： 大： 小： 广：,微观粒子或它们的特定组合,必须指明微粒符号或化学式,1mol物质所含微粒数巨大,摩尔计量的是微无其微的微观粒子,应用范围极广，是联系微粒个体与 微粒集体、不可称量的反应微粒与 可称量的宏观物质的桥梁。,（1）每摩尔物质含有阿伏伽德罗常数个该物质 的微粒；,（2）摩尔是七个国际基本物理量之一；,（3） 摩尔是物质的质量单位；,（4） 摩尔是物质的数量单位；,（5）1 摩尔小麦约含有6.021023麦粒；,判断下列说法是否正确？,练习1：下列说法是否正确？,1molNa+中含有NA个钠离子 （ ） 1molH2O中含有6.021023个水分子（ ） 1mol氢中含有NA个氢原子 （ ） 1molCO2含有NA个氧原子 （ ） 1molH2O中含有1molH2和 1molO （ ） 1molH2O中含有10NA个质子 （ ）,0.5molNa2SO4含有 mol Na+, mol SO42-, 约含 个O,1,0.5,2mol6.021023mol-1,Na2SO4 Na+ SO42- O 1 2 1 4,1mol 2mol 1mol 4 mol,NA 2NA NA 4NA,练习2、计算并填空：, 3.011024个硫酸分子的物质的量为 mol； 2 mol H2O中含 mol H和 mol O， 含有 个H2O。 9.031023个甲烷分子含 mol C原子、 molH原子， mol质子、 mol电子。 molCO2中含有的氧原子数跟1.8061024个 H2O分子中含有的氧原子数相同。,5,4,2,1. 2041024,1.5,6,15,15,1.5,二、摩尔质量和气体的摩尔体积,1、摩尔质量：1mol物质（即单位物质的量的物质）的质量叫做摩尔质量（符号：M单位：g/mol） 【讨论】1mol物质的质量在数值上有什么特点？ 【结论】数值上等于其相对原子质量或相对分子质量！ 2、摩尔质量、物质的量 与物质的质量之间的关系：,问题 1、1mol不同物质的质量为什么不同？ 2、Na和 Na +的摩尔质量是否相同？为什么？,24.5gH2SO4 物质的量是多少？,解：,H2SO4的相对分子质量为98，则H2SO4的摩尔质量为98g/mol 。,n（ H2SO4 ）=,=0.25mol,答： 24.5gH2SO4 物质的量是0.25mol。,例题1,例题2,1.5molH2SO4 的质量是多少？,解：,由m=nM,m（H2SO4）=n（H2SO4）M（H2SO4）,答：1.5molH2SO4 的质量是157.0g。,=1.5mol 98g/mol,=147.0g,0.01mol某物质的质量为1.08g，此物质的摩尔质量是多少？,解：,=108g/mol,答：此物质的摩尔质量是108g/mol。,例题3,练习1：填空,3.6gH2O的物质的量是 ，含有 个水分子。 11.7gNaCl的物质的量是 ， 共含离子 个。 3.011022个OH-的物质的量为 ， 质量为 g,0.2 mol,1. 2041023,0.2 mol,2. 4081023,0.05 mol,0.85,练习,1求下列物质的质量： 摩碳酸钙 ；mol氢气 ；.摩硫酸 ; 2摩CO2 .,2求下列物质的物质的量： 10g碳酸钙 ； 1.2g氢气 ； 9.8g硫酸 ; 66gCO2 ; 含NA个氢原子的水: .,100克,4克,49克,88克,0.1mol,0.6mol,0.1mol,1.5mol,0.5mol,列出下列反应中各物质的质量比，并计算出各物质的物质的量,1、 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3,质量比：,112g : 213g : 325g,物质的量比：,2mol : 3mol : 2mol,2、 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ,质量比：,物质的量比：,46g : 36g : 80g : 2g,2mol:2mol : 2mol :1mol,结论1、化学方程式中的化学计量数之比等于物质的量之比； 2、在化学方程式计算中，用物质的量计算和用物质的质量计算结果相当。,【例1】计算28gFe在氯气中充分反应，需要氯气和生成产物的质量、物质的量各是多少？,【例2】实验室中用高锰酸钾分解制氧气。试计算：用2molKMnO4可制得氧气多少克？,气体摩尔体积,1mol固体的体积,1mol液体的体积,决定物质体积的因素,1.微粒个数,结论： 1.当微粒个数一定时，固体、液体的体积主要由粒子本身的大小决定。 2. 当微粒个数一定时，气体物质的体积主要由微粒间的平均距离决定。,2.微粒的大小,3.微粒间的距离,气体的体积与温度、压强的关系,一定质量的气体，当温度升高时，气体分子之间的距离增大，当温度降低时，气体分子之间的距离减小；当压强增大时，气体分子之间的距离减小，当压强减小时，气体分子之间的距离增大。因此，要比较一定质量气体的体积，就必须要在相同的温度和压强下进行才有意义。,1、单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,在标准状况(0,1.013105Pa)下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol，因此，我们可以认为22.4L/mol是在特定条件下的气体摩尔体积。,2、符号：Vm,3、单位：L/mol,(一)气体的摩尔体积,4、标况下，气体的体积、摩尔体积与气体物质的量之间的关系：,气体的物质的量（mol）,气体的体积（L）,摩尔体积（L/mol）,n(mol)=,V(L),Vm(L/mol),标准状况下：,n(mol)=,V(L),22.4(L/mol),n(mol)=,V(L),22.4(L/mol),使用注意事项：,1、对象：,气体,2、条件：,标准状况（0，101kP）,3、数据：,近似值,【思考】,为什么在使用时要考虑温度和压强？,例题1,下列说法是否正确?,在标准状况下，1mol水的体积约是22.4L （ ） 1mol H2的体积约是22.4L （ ） 1mol CO2和1mol CO所含的分子数和体积都相同 （ ） 1mol O2在20时的体积一定大于22.4L （ ） 在标准状况下，0.5mol N2和1mol O2 的混合气体的 体积约是33.6L （ ）,概括整合,以阿伏伽德罗常数个微粒所组成的微粒集体作标准，表示一定量的物质中含有多少个这样的微粒集体的物理量,物质的量的单位,任何1mol物质中都含有阿伏伽德罗常数个微粒,每摩尔物质的质量，单位为g/mol,12g碳12C中所含碳原子的个数，大约为6.021023,概括整合,任何物质所含的微粒数,任何物质的质量,气体物质在STP时的体积,只适用于STP时的气体,二、有关气体摩尔体积的计算,（1）标准状况下气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系,例题1：在标准状况下，2.2gCO2的体积是多少？,1.12L,【学生练习】计算下列气体在标准状况下的体积。,1、2.8gCO 2、44gCO2 3、64gSO2 4、34gNH3,(2)克拉伯龙方程及其推论,PV=nRT,P 压强，单位atm V 气体的体积，单位L n 气体的物质的量，单位mol T 热力学温度，单位K R 常数，数值为0.082,推论1：同温、同压下，气体的体积之比对于气体的物质的量之比。,V1,V2,=,n1,n2,应用：,H2 + Cl2= 2HCl,微粒数目之比,物质的量之比,气体体积之比,1,1,1,1,1,1,2,2,2,推论2：同温、同压下，相同体积的任何气体所含的分子数目相同（或物质的量相同）,阿佛加德罗定律“四同”,标准状况下，1mol任何气体所占体积都约为22.4L是阿佛加德罗定律的一个特例。,推论3：同温、同压下，任意气体的摩尔质量之比等于密度之比。,M1,M2,1,2,D(相对密度）,标准状况下：,M,22.4,应用：,1、比较气体密度的相对大小,2、计算气体的相对分子质量,推论4：同温、同体积下，气体的压强与气体分子数目成正比。,P1,P2,n1,n2,（2）气体相对分子质量的计算,学生练习,课堂检测 1.在相同的条件下，两种物质的量相同的气体必然 A.体积均为22.4L B.具有相同的体积 C.是双原子分子 D.具有相同的原子数目 2. 同温、同压下，H2和He两种气体单质，如果质量相同，下列说法错误的是 A.体积比为2 ：1 B.原子个数之比为2 ：1 C.密度之比为1 ：2 D.质子数之比为1 ：1,在标准状况下，CO和CO2的混合 气体共39.2L， 质量为61g，求两 种气体的物质的量和各自的体积。,【典题例证2】,溶液及溶液组成的表示方法,溶液,溶质,溶剂,溶液的组成用溶质的质量分数表示：,溶质的质量分数,溶质的质量,溶液的质量,三、物质的量浓度,问题探究,一定体积溶液的组成,探究：配制100mL含0.2mol NaCl的溶液。,实验步骤：,计算,下 一 步,准备 仪器,下 一 步,称量,下 一 步,溶解,下 一 步,转移,下 一 步,定容 摇匀,下 一 步,装瓶 贴签,小结基本步骤： 算称溶转定装,讨论上述配得的溶液怎样表示它的组成？,物质的量浓度：,以单位体积溶液所含溶质B的物质的量 来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B 的物质的量浓度(CB)。单位：mol/L,溶质的 物质的量,溶液的体积,溶质的 物质的量浓度,讨论与练习,2、1mol/L的H2SO4溶液中CH+、 CSO42-分别是多少？,1、将53gNa2CO3固体溶于水配成0.5升溶液，所得 Na2CO3溶液物质的量浓度是多少？,3、将1mol NaCl和1mol CaCl2溶于水配成1升溶液， 所得溶液中各离子物质的量浓度是多少？,C（Na2CO3） =1.0mol/L,C（H+ ）=2mol/L、 C（SO42- ）=1mol/L,C（Na+ ）=1mol/L、 C（Ca2+ ）=1mol/L、 C（Cl-） =3mol/L,1、探讨溶液的质量分数与物质的量浓度 的换算关系,协作探究,例：已知某溶液的溶质的质量分数为，溶质的摩尔质量为Mg/mol，溶液的密度为g/cm3，计算该溶液的物质的量浓度？,2、如何用质量分数为98，密度为1.84g/cm3的浓 硫酸配制250ml 2mol/L的稀硫酸？,溶解：用量筒取约150ml水于烧杯中，再 准确量取26.6ml浓硫酸，沿玻璃棒缓慢加入 水中，边加边搅拌。,定容：直接加水至离容量瓶刻度线23cm时， 改用胶头滴管加水至恰好到刻度。,转移：冷却到室温时，将所得溶液转入250ml容量瓶中，再用30ml水洗涤烧杯和玻璃棒23次，洗涤液全部转入容量瓶中。,将所配稀硫酸转入试剂瓶中，并贴上标签。,根据物质的量浓度进行计算,1根据概念的计算,物质的量（n）,微粒数目（N）,NA,NA,标况气体体积,Vm,Vm,质量,M,M,物质的量浓度,V,V,例1：将23.4gNaCl溶于水中，配成250mL溶液。计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。,练习：配制500mL 0.1mol/L NaOH溶液，NaOH的质量是多少？,2、溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算,例：已知75mL 2mol/L NaOH溶液的质量为80g。计算溶液中溶质的质量分数。,c(mol/L)=,1000(g/cm3),M,练习：标准状况下1体积水中溶解了336体积的HCl气体，得到密度为1.17g/cm3的盐酸，求溶液的物质的量浓度。,3、一定物质的量浓度溶液的稀释,c (浓) V (浓) = c (稀) V（稀）,例：配制250mL 1mol/LHCl溶液，需要12mol/L HCl溶液的体积是多少？,某温度下22NaNO3溶液150mL，加水100g稀释后浓度变为14，求原溶液的物质的量浓度？,1、 0.12mol/L的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液各500mL中Cl-的物质的量浓度 A.相同 B.无法比较 C.依次为0.12mol/L、0.24mol/L、0.36mol/L D.依次为0.06mol/L、0.12mol/L、0.18mol/L,2.若20g密度为d g/cm3的Ca(NO3)2溶液里含有2g Ca2+则NO3离子的物质的量浓度是 A. d/400 mol/L B. 20/dmol/L C.5d mol/L D.2.5d mol/L,3、标准状况下，1体积水溶解700体积氨气，所得溶液密度为0.9g/cm3。此溶液的质量分数为（ ），物质的量浓度为（ ） A.32.1% B.14.8mol/L C.34.7% D.18.4mol/L,4、设NA为阿伏加德罗常数的值，下列对0.3mol/L K2SO4溶液的正确说法是 A.1L溶液中含有0.4NA个钾离子 B.1L溶液中含有K+离子和SO42-离子总数为0.9NA C.2L溶液中钾离子的浓度为1.2mol/L D.2L溶液中含有0.6NA个SO42-离子,5、相对分子质量为M的某物质在室温下的溶解度为Sg，此时测得饱和溶液的密度为 g/cm3。则该饱和溶液的物质的量浓度是 。,物质的量应用于化学方程式的计算,2H2 + O2= 2H2O,化学计量数之比,2 ： 1 ： 2,微粒个数之比：,2 ： 1 ： 2,物质的量之比：,2mol ：1mol ：2mol,结论：,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的微粒数目