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 O22H2O 4g32g36g 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 1molH25 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 1molNO7 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 02 1023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 02 1023mol 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1mol6 含有阿伏加德罗常数个碳原子的集合体计量为1mol7 1mol氮含6 02 1023个N28 1mol任何物质都含有6 02 1023个原子 1 1mol碳原子含有个碳原子 2 0 3mol氧气分子含有个氧气分子 3 10mol钠离子含有个钠离子 4 6mol电子含有个电子 5 0 5mol中子含有个中子 填空题 6 0 3mol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 1molKClO3和0 1molKClO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 AC KClO3 K ClO3 KClO K ClO 1 0 5molNa2SO4中所含的Na 离子数为 A 3 01 1023B 6 02 1023C 0 5D 1 B 2 molH2O中含有的氧原子数与1 5molCO2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 18gH2O1molH2O约6 02 1023个水分子 27gAl1molAl约6 02 1023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 g mol 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 Cl2B HClC NH3D H2SO4 D 4 1gH2O中含有a个H 则阿伏加德罗常数为 A a 9 mol 1B 9amol 1C 2amol 1D amol 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L mol 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 01 105Pa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 01 105Pa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 01 105Pa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 01 105Pa对象 任何气体物质的量 1mol 结论 气体摩尔体积为22 4L mol 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 112mL某气体的质量为0 14g 则其摩尔质量为 相对分子质量为 1 在标准状况下 1 0 5molHCl气体占有的体积是多少 2 33 6LH2的物质的量是多少 计算题 28g mol 1 28 11 2L 1 5mol 解法归纳 M 22 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 PV nRT 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 2B 两种容器的体积之比为2 3C 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 2nB 同温同压下 若m n H2与He的分子数之比为2 1C 同温同压下 同体积时 H2与He的质量之比为m n 1D 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 13B 12 1 14C 13 8 29D 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 40gB 152 43gC 152 46gD 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A 4 1B 1 2C 2 1D 1 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 mol L 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1L1mol 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1LNaOH溶液中含有40gNaOH 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 LAl2 SO4 3溶液中含有c Al3 c SO42 5 已知c Cl 1mol L 则c CaCl2 填空题 1mol L 1 2 5mol L 1 0 4mol L 1 0 mol L 1 0 mol L 1 1LH2SO4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 8L0 4mol L的NaOH溶液 2 2L0 15mol L的Na3PO4溶液 3 1L0 3mol L的Na2SO4溶液 4 2L0 5mol L的NaCl溶液 0 4mol L 1 0 45mol L 1 0 6mol L 1 0 5mol L 1 7 将100ml0 1mol L 1BaCl2溶液与50ml0 2mol L 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 02mol L 1 0 01mol L 1 0 2mol L 1 0 1mol L 1 8 有K2SO4和Al2 SO4 3的混合溶液 已知其中Al3 浓度为0 4mol L 1 SO42 的浓度为0 7mol L 1 则该溶液中的K 浓度为 0 25mol L 1 0 15mol L 1 0 1mol L 1 0 2mol L 1 C 9 有K2SO4 MgSO4 和Fe2 SO4 3的混合溶液 已知其中Fe3 浓度为0 2mol L 1 Mg2 的浓度为0 3mol L 1 SO42 的浓度为0 7mol L 1 则该溶液中的K 浓度为 0 25mol L 1 0 15mol L 1 0 1mol L 1 0 2mol L 1 C N K N Mg2 N Fe3 N SO42 n K 2n Mg2 3n Fe3 2n SO42 c K 2c Mg2 3c Fe3 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 00mol L 1NaCl溶液 10 现需要配制100mL1 00mol L 1NaCl溶液需用NaCl的质量是多少 解 配制100mL1 00mol L 1NaCl溶液中NaCl的物质的量为 n NaCl c NaCl V NaCl aq 100mL 1 00mol L 1 0 1mol 0 1molNaCl质量为 m NaCl n NaCl M NaCl 0 1mol 58 5g mol 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 00mol L 1NaCl溶液2 配制480mL1mol L 1H2SO4溶液3 配制200mL1mol L 1CuSO4溶液 100mL 1000mL容量瓶 500mL容量瓶 250mL容量瓶 二 配制100ml1 00mol L 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 00mol L 1NaCl溶液 步骤 洗涤 用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2 3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 00mol L 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 00mol L 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 00mol L 1NaCl 二 配制100ml1 00mol L 1NaCl溶液 步骤 计算 称量 转移 洗涤 摇匀 装瓶 二 配制100ml1 00mol L 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 00mol L 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1LD 将16g胆矾溶于少量水中 然后将引溶液称释到1L 已知 M NaOH 40g mol 1M CuSO4 160g mol 1 复习 配制100ml1 00mol L 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2 3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500ml1mol L 1硫酸溶液 需用质量分数为98 密度为1 84g cm 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500ml1mol L 1硫酸溶液 需用质量分数为98 密度为1 84g cm 3的浓硫酸的体积是多少 溶液稀释公式 如何配制500ml1mol L 1硫酸溶液 500mL 三 配制500ml1mol L 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溶液沿烧杯的内壁缓缓注入盛有蒸馏