物质的量讲稿.doc

一、物质的量分子、原子、离子等微观粒子都非常小，仅一滴水，就含有大约1.671021个水分子，这么小的粒子，我们无法直接计数，这样惊人的数字，如果一个一个去数，一个人用尽毕生的精力恐怕也只能数完其中的一万亿分之一，使用起来极不方便。但在科学实验和实际生产中，人们又经常需要知道一定量的物质究竟含有多少微观粒子，在化学反应中微观粒子是以一定个数比进行反应的，为把微观粒子与宏观的质量、体积等联系起来，在微观粒子与可称量的物质之间架起一座桥梁，引入了用来表示含有一定数目粒子集体的物理量物质的量，与质量、长度、时间等一样，“物质的量”也是一种基本物理量。（类似古代量器）国际单位制(SI)的七个基本物理量。名称 长度 质量 时间 电流 热力学温度 发光强度 物质的量 代号 l m t I T I n 每个基本物理量的单位都有它的标准，如质量单位千克的标准是国际千克原器。“摩尔”的标准是：如果在一定量的粒子集体中所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同，该粒子的物质的量就是1mol。由摩尔标准可知，1mol任何粒子所含有的粒子数相等。科学实验表明，在0.012kg 12C中所含有的碳原子约为6.021023。因此，摩尔这个物质的量的单位与其所含有的粒子数目之间的关系，常可表述为：1molO中约含有6.021023个O；1mol H2O中约含有6.021023个H2O，即1mol任何粒子的粒子数都约为6.021023个。二、摩尔1.物质的量的单位2.符号是mol。3.使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类。例如：1molH表示mol氢原子，1mol H2表示1mol氢分子（氢气），1mol H+表示1mol氢离子，但如果说“1mol氢”就违反了使用标准，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。 摩尔的标准是什么？为什么采用这样的标准呢？ 提示：摩尔的标准是：如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与0.012kg12C所含有的碳原子数相同，该粒子的物质的量就是1mol。而元素相对原子质量的定义，是以12C原子的实际质量的1/12作为规定标准，由于两个标准的统一性，就将绝对质量和相对质量统一起来，从而将可称量的宏观物质与微观粒子的数目联系起来三、摩尔质量与化学式量(相对原子质量、相对分子质量) 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是gmol1n(mol)【例1】下列关于物质的量的叙述中，错误的是()A1mol任何物质中都含有6.021023个分子B0.012kg12C中约含有6.021023个碳原子C1mol H2O中含有2mol氢和1mol氧D1mol Ne约含有6.021024个电子 【例2】下列关于阿伏加德罗常数的说法不正确的是()A6.021023就是阿伏加德罗常数B0.012kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数C含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1molD1molNH3所含原子数约是2.4081024【例3】下列各组物质中氧原子的物质的量相同的是()A0.3mol O2和0.3mol H2OB0.1mol H2SO4和3.6g H2OC0.1mol MgSO47H2O和0.1mol C12H22O11(蔗糖)D6.021023个CO2与0.1mol KMnO4【例4】下列说法正确的是()A硫酸的摩尔质量是98gB18g水中含有1mol水CO2的摩尔质量(单位是gmol1)在数值上等于其相对分子质量D1 mol CO的质量为28gmol1 【例5】设一个12C原子的质量为ag，一个R原子的质量为bg，阿伏加德罗常数为NA，则R的相对原子质量可以表示为()A12a/bB12b/a CbNA DaNA 【例6】23.75g某二价金属的氯化物(MCl2)中含有3.011023个Cl，则MCl2的摩尔质量是_。MCl2的相对分子质量是_，M的相对原子质量是_。【例7】若amol H2SO4含有b个氧原子，则NA用ab表示为_。【答案】【例1】AC 【例2】A 【例3】C 【例4】C 【例5】BC 【例6】95g/mol9524 【例7】b/4a四、气体摩尔体积1决定物质体积大小的因素有哪些？为何在相同的条件(指温度和压强)下，粒子数相同气体的体积近似相等而固体、液体却不相等？有三个因素：物质粒子数多少；粒子大小；粒子间距。对气态物质而言，分子间距远大于分子直径大小，故气体体积的大小只决定于分子数的多少和分子间距两个因素。在相同温度和压强时，气体分子之间的平均距离是相同的，因而在分子数相同的条件下，体积也是相同的。而固体和液体物质，其粒子之间距离非常小，可认为是相同的；在粒子数相同的条件下，体积只决定于粒子的大小了，而构成不同固体和液体物质的粒子大小是不同的，所以其体积是不同的。这也是气体摩尔体积相同的原因。2.与单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量相似，单位物质的量的任何气体(纯净物或混合物)所占的体积叫气体摩尔体积，用Vm表示。与摩尔质量的单位gmol1相似，气体摩尔体积的单位是Lmol1或m3mol1。与摩尔质量的表达式M相似，气体摩尔体积的数学表达式为Vm。Vm气体摩尔体积，V气体体积，n气体的物质的量。注意：气体摩尔体积与1mol气体的体积在数值上相同，但二者单位不同，表示的意义不同。3.气体摩尔体积的数值不是固定不变的。由于气体的体积受温度和压强的影响，当二者发生变化时，气体摩尔体积的大小也发生变化。如在标准状况下(温度为0，压强为101kPa的状况叫标准状况)，Vm22.4Lmol1；在25，101kPa的条件下，Vm24.8Lmol1。4.在学习的过程中，我们应用较多的是标准状况下的气体摩尔体积。对于标准状况下Vm22.4Lmol1应注意以下几点：1mol气体在标准状况下的体积约为22.4L，但1mol气体的体积为22.4L时的状况不一定是标准状况；适用范围：仅对气体而言，固体、液体的体积计算不能用22.4Lmol1；一般使用22.4Lmol1是在标准状况下，非标准状况下的气体摩尔体积在计算时基本不用；1mol气体的体积在标准状况下约为22.4L，是个约数，不是个准确数。5标准状况下体积与物质的量、气体质量与微粒数之间的关系：n(mol)注：气体摩尔体积计算中常用的公式(1)标准状况下求气体体积：Vn22.4 Lmol1。(2)mV适用于任何种类的物质的质量、密度、体积间的换算。(3)M22.4 Lmol1该式是(2)的特例，适用于标准状况下任意种类的气体的摩尔质量、密度间的换算。6在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子(阿伏加德罗定律)。由这一结论，你还能推出哪些结论？ 提示：(1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，等于粒子数之比。(2)在同温度、同体积的条件下，气体的压强之比等于其分子数之比，等于其物质的量之比。(3)在同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比用公式表示分别是：同温同压下，；在同温度、同体积的条件下，；同温同压下，【例1】下列说法正确的是()A32g O2占有的体积约为22.4LB22.4L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子C在标准状况下，22.4L水的质量约为18gD22g二氧化碳与标准状况下11.2L HCl含有相同的分子数【例2】用NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是()A标准状况下，22.4L H2O含有的分子数为NA B常温常压下，1.06g Na2CO3含有的Na离子数为0.02NA C通常状况下，NA个CO2分子占有的体积为22.4LD物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中，含有Cl个数为NA【例3】如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数)()A.LB.LC.L D.L【例4】同温、同压下，某容器充满O2重116g，充满CO2重122g，现充满某气体重114g，则该气体的相对分子质量为()A28 B60C32 D44【例5】关于同温同压下等体积的CO2和CO的叙述：质量相等；密度相等；所含分子数相等；所含碳原子数相等。其中正确的是()A B C D【例6】同温同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述中正确的是()A体积比1 11 B体积比11 16C密度之比1 1 D氧原子数之比1 1【例7】11g CO2在标准状况下的体积是_，温度不变，压强变为202kPa，所含的分子数为_；同温同压下，同体积的NH3和H2S气体的物质的量之比是_；同温同压下，同质量的NH3和H2S气体的体积比是_；同质量的O2和O3气体中所含氧原子个数比是_；若NH3和H2S所含氢原子个数相等，则它们的物质的量之比是_。【例8】(1)2 mol O3和3 mol O2的质量之比_，分子数之比_，同温同压的密度之比_，含氧原子数之比_，体积之比_。(2)O3与Cl2具有相似的性质，均可用于自来水的消毒。已知二者在消毒时均被还原为最低价态，则相同状态下10 L O3与_L Cl2的消毒能力相当。(3)气体化合物A分子式可表示为OxFy，已知同温同压下10 mL A受热分解生成15 mL O2和10 mL F2，则A的化学式为_，推断的依据为_。【答案】例1-例6 D， B， A， A，C，B 例7 5.6L1.50510231:1 2:1 1:1 2:3 例8 (1)1123321123(2)30(3)O3F2阿伏加德罗定律和质量守恒定律 五平均摩尔质量及其求法(1)平均摩尔质量( )假设混合气体为1mol，组成1mol混合气体的每一种气体的摩尔质量与其所占体积分数的乘积之和，就是混合气体的平均摩尔质量及1mol混合气体的质量，以g/mol为单位。平均摩尔质量不仅适用于气体，对固体和液体也同样适用，常用于混合物的计算。(2)平均摩尔质量的求算方法 已知混合物质的总质量m(混)和总物质的量n(混)，则：(混)已知标准状况下混合气体的密度(混)，则：(混)22.4L/mol(混)已知同温、同压下混合气体的密度(混)是一种简单气体A的密度(A)的倍数D(常叫相对密度)，则：D，即(混)DM(A)已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数(对气体)，则：(混)MaA%MbB%McC%【例1】 某混合气体只含有氧气和甲烷,在标准状况下,该气体的密度为1.00g/l求该气体中氧气和甲烷的体积比? 解：先求出混合气体的平均摩尔质量： M1.00g/L22.4L/mol22.4g/mol再由平均摩尔质量计算: 32x16(1-x)=22.4 x=0.4 所以氧气与甲烷的体积比为: 0.4(1-0.4)=23溶液中溶质的质量分数表示溶质质量与溶液质量之比。利用这种表示溶液组成的方法，可以了解和计算一定质量的溶液中所含的溶质的质量。在用溶液中的溶质的质量分数表示溶液的组成时，没有涉及溶液的体积，配制方法也比较简单。但这种表示方法在计算时很不方便。为了方便计算，通常用一种体积浓度来表示溶液的浓度，这就是物质的量浓度。1如何认识容量瓶？ 提示：配制一定物质的量浓度的溶液，所用的专用仪器容量瓶的使用要注意以下几点：(1)只用于配制溶液，不能用作反应容器。(2)溶液注入容量瓶前需恢复到常温。因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热，而容量瓶必须在常温下使用。(3)用容量瓶不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。这是因为容量瓶的规格是固定的，常用的有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等规格，配制溶液时可据所需溶液的体积选择合适的容量瓶。(4)使用前，除洗涤外，还应检验容量瓶是否漏液。(5)向容量瓶注入液体时，应沿玻璃棒注入，以防液体流出而造成损失。(6)容量瓶上只有1个刻度线，读数时要使视线与容量瓶刻度线和瓶内凹液面的最低处相切。2配制一定物质的量浓度溶液的误差如何分析？ 提示：由cn/V可知，误差来源的根本原因是：物质的量或溶液体积产生误差，若n偏大或V偏小，则c偏大；若n偏小或V偏大，则c偏小。(1)若被称量的物体错放在托盘天平的右盘上，n可能偏小，使c偏小，因为m(左)m(右)m(游)。(2)转移过程中有少量溶液或洗涤液洒在容量瓶外，则n偏小，而使c偏小。(3)未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗涤液未转移入容量瓶，配出的溶液浓度偏低，因为n小了。(4)用量筒取出浓溶液的体积时，仰视刻度，n偏大，使c偏大。(5)定容时仰视刻度，则V偏大，使c偏小。定容时俯视刻度，则V偏小，使c偏大。(6)除洗涤烧杯和玻璃棒外，还洗涤了量筒(或移液管)，则浓度偏大。因为量筒(或移液管)在标定刻度时，没有把附在器壁上的残留液计算在内，用水洗涤，反而使所需溶质的物质的量偏大，造成浓度偏大。(7)若容量瓶使用前有少量蒸馏水，则无影响。(8)若容量瓶使用前用标准液润洗，则n偏大，而使c偏大。(9)未等溶液冷却就定容，浓度偏大。因为配制的溶液在容量瓶中冷却后实际体积偏小。(10)定容后倒转容量瓶几次，发现凹面最低点低于刻度线，再补水至刻度线，浓度偏小，因为倒转过程中，使少量溶液残留在瓶颈和瓶塞内壁，补加水，反而使体积增大。(11)配制NaOH溶液，称量NaOH固体时在托盘上垫纸或直接称量，会使浓度偏小，因NaOH会潮解，称取的NaOH质量少于所需质量。(12)定容时滴水超过了刻度线，后用滴管吸出达刻度线，浓度偏小，因为溶质减少了。 1物质的量浓度的概念 以单位体积溶液里所含溶质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。该“体积”是指溶液的体积。在概念中，单位体积所表示的体积是1L，B表示的是各种溶质。物质的量浓度的表示符号为cB。2物质的量浓度的数学表达式CB，式中nB的意义是溶质B的物质的量，其单位是mol/L或molL1。数学表达式中的三个量，知道其中两个量可以求第三个量，可表示为nBCBV，V。温馨提示：体积是指溶液的体积，而不是溶剂的体积； 溶质B可表示各溶质，如H2SO4、NH3，也可以是H、OH等； 溶质的量不是用质量，而是用物质的量来表示； 从一定的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；若体积不同，所含溶质的物质的量也不同； 物质的量浓度与质量分数之间的区别和联系5溶液稀释的计算向一定浓度和体积的某溶液中加入水后，溶液的浓度变小，溶液的体积增大，但溶液中溶质的质量或溶质的物质的量不变。所以，有下列关系式 (浓溶液)V(浓溶液)w(浓)(稀溶液)V(稀溶液)w(稀) c(浓溶液)V(浓溶液)c(稀溶液)V(稀溶液)【例1】下列说法中正确的是(C)A1L水中溶解了58.5g NaCl，该溶液的物质的量浓度为1mol/LB从1L 2mol/L的H2SO4溶液中取出0.5L，该溶液的浓度为1mol/LC配制500mL 0.5molL1的CuSO4溶液，需62.5g胆矾D中和100ml 1mol/L的H2SO4溶液，需NaOH 4g【例2】标准状况下，将350体积HCl气体溶于1体积水中，所得溶液的密度为1.18gmL1。求此溶液中HCl的质量分数和物质的量浓度。 【解析】HCl的质量分数为100%36.3%，HCl的物质的量浓度为11.7molL1。另一方面如果能够熟练应用c进行运算，会更快捷。关于1molL1 K2SO4溶液的下列说法正确的是(C)A溶液中含有1mol K2SO4 B可由1mol K2SO4溶于1L水得到C溶液中c(K)2molL1 D1L溶液中含2mol K，2mol SO 现有mg某气体，它由四原子分子构成，它的摩尔质量为Mgmol1。则：(1)该气体的物质的量为_mol。(2)该气体中所含的原子总数为_个。(3)该气体在标准状况下的体积为_L。(4)该气体溶于1L水中(不考虑反应)，其溶液中溶质的质量分数为_。(5)该气体溶于水后形成VL溶液，其溶液的物质的量浓度为_molL1。【答案】(1)(2)(3)(4)100%(5)温馨提示：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容积。 仰视、俯视刻度线对浓度大小的影响(见下图)：(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看到的是刻度线，刻度线低于液面的实际刻度，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，结果浓度偏低。(2)俯视刻度线(图2)。恰好相反，刻度线高于液面的实际读数，使得加水量偏小，结果浓度偏高。能引起误差的操作(以配制0.1molL1 NaOH溶液为例) 因变量 c(molL1) n V 称量前小烧杯内有水 无影响 称量时间过长 减小 偏小 用滤纸称NaOH 减少 偏小 向容量瓶中注液时有少量流出 减小 偏小 未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 偏小 定容时水加多了，用滴管吸出 减小 偏小 定容摇匀时液面下降再加水 增大 偏小 定容后经振荡、摇匀、静置，液面下降 无影响 定容时俯视刻度线 减小 偏大 定容时仰视刻度线 增大 偏小 某实验需要470mL 0.4molL1的NaOH溶液，配制该溶液时，用托盘天平称取NaOH固体的质量(A)A等于8.0gB等于8.00gC等于8g D等于2.0g有下列化学仪器：托盘天平；玻璃棒；药匙；烧杯；量筒；容量瓶；胶头滴管；细口试剂瓶；标签纸。(1)现需要配制500mL 1mol/L硫酸溶液，需用质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸_mL。(2)上述仪器按实验中使用的先后顺序，其编号顺序是_。(3)容量瓶使用前检验漏水的方法是_。(4)若实验遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响_。(填写“偏高”“偏低”或“不变”)用以稀释浓硫酸的烧杯未洗涤：_。未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中：_。摇匀后发现液面低于刻度线再加水：_。容量瓶中原有少量蒸馏水：_。定容时俯视液面：_。【答案】(1)27.2(2)(3)往容量瓶内加适量水，塞好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手托住瓶底，把容量瓶倒立过来，如不漏水，把瓶塞旋转180后塞紧，再把瓶倒立过来，若不漏水，才能使用(4)偏低；偏高；偏低；不变；偏高4注意以下几点(1)概念中的体积是_的体积而不是_的体积。(2)溶质的量是用物质的量来表示的，而不能用物质的质量来表示。(3)以带有结晶水的物质作溶质，在确定溶质的物质的量时，结晶水合物的质量除以结晶水合物的摩尔质量。(4)溶质是溶液中的溶质，可以指化合物，也可以指离子或其他特定组合的物质。(5)一些物质在溶于水时，溶质发生了变化，如：Na、Na2O、Na2O2的水溶液，溶质为_，SO3溶于水后溶质为_。(6)同一溶液，其浓度大小和体积的大小无关，从中取出多少浓度均不变。溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度间的换算。c(c为溶质的物质的量浓度molL1，溶液密度gcm3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量)，此公式可按溶液体积为1 L进行推导，推导过程可用右图表示：由V(溶液)作为起点逆时针推