高中化学必修一——化学计量在实验中的应用.doc

化学【必修一】学科教师辅导讲义年 级： 高一 辅导科目： 化学 课时数：2次课 题第一章第二节 化学计量在实验中的应用教学目的1、掌握物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度的基本概念2、掌握物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度之间的关系3、掌握一定物质的量浓度溶液的配制步骤和误差分析4、物质的量浓度的简单计算教学内容一、课前复习二、知识导入三、新课讲解（一） 物质的量1定义：表示物质所含微粒多少的物理量，也可以说成含有一定数目微粒的集合体。2符号：n。3单位：摩尔，简称摩，符号是mol。4使用时的注意事项： （1）“物质的量”是一个物理量的全称，是一个专有名词；物质的量不能当成物质的数量或质量来理解。（2）摩尔只能描述原子、分子、离子、质子、中子和电子等微观粒子，不能描述宏观物质。（3）用摩尔为单位表示某物质的物质的量时，必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。如：1 mol H、1 mol H、 1 mol H2，不能用 “1 mol 氢”这样含糊无意义的表示。 （4）物质的量的数值可以是整数，也可以是小数。例题1 下列关于摩尔的说法中，正确的是（ ）A物质的量就是物质的质量。B. 摩尔是国际单位制的七个基本单位之一C摩尔既是物质的量的单位，又是粒子的数量单位D 1 mol 钠（二）阿伏加德罗常数1、定义： 1 mol 任何粒子所含有的的粒子数。科学上规定：1摩尔的标准：1 mol粒子所含的粒子数= 0.012 kg 12C中所含的碳原子数 6.021023 2、符号：NA。 3、单位：mol-1。4、 使用时的注意事项： NA6.021023 mol -1 不能认为 6.021023就是阿伏加德罗常数，也不能认为1mol粒子=6.021023个例题2 下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是（ ） A阿伏加德罗常数是一个纯数，没有单位 B阿伏加德罗常数就是6.021023 C阿伏加德罗常数是指1 mol 的任何粒子的粒子数 D阿伏加德罗常数就是：6.021023 mol-1（三）物质的量、阿伏加德罗常数、微粒数目之间的关系1、举例：（1）1mol碳原子含有1NA 个碳原子（2）0.3mol硫酸分子含有0.3NA个硫酸分子（3）10mol钠离子含有10NA个钠离子（4）6mol电子含有6NA 个电子（5）0.5mol中子含有0.5NA个中子2、说明：（1）微粒之间的个数之比等于其物质的量之比；（2）化学反应方程式中，系数之比即反应过中各物质的物质的量之比。 例题3 NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是() A6.021023个H2分子中含氢原子数为1NAB10mol H2O中含有氢原子数为20NAC2mol H2SO4 中含有的氧原子数为2NAD12.041023个H2SO4中含有的总原子数为7NA（四）摩尔质量1、定义：1mol物质所具有的质量叫该物质的摩尔质量。2、 符号：M。3、 单位：g/mol 。4、 使用时的注意事项： 1mol任何微粒或物质的质量以克为单位时，在数值上等于该微粒的相对原子质量或相对分子质量。（1）1mol任何原子的质量（以克为单位）在数值上等于这种原子的相对原子质量。（2）1mol任何分子的质量（以克为单位）在数值上等于这种分子的相对分子质量。（3）1mol任何离子的质量（以克为单位）在数值上等于这种离子的式量。例题4 Na的摩尔质量为 、Na+的摩尔质量为 、H2SO4的摩尔质量为 、HNO3的摩尔质量为 （五）物质的质量、物质的量、摩尔质量之间的关系例题5 1mol Fe的质量是： 、1mol O2的质量是： 、1mol H2SO4的质量是： 、 1mol Fe2+的质量是： 、例题6 NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中不正确的是()A64 g氧气中含氧分子数为2NAB1.7 g OH中所含的电子数为NAC49 g硫酸中所含氧原子数为2NAD58.5 g氯化钠中所含的离子数为NA 例题7 23.75 g某2价金属的氯化物(MCl2)中含有3.011023个Cl，则MCl2的摩尔质量为_，MCl2的相对分子质量为_，M的相对原子质量为_。（六）气体摩尔体积1、定义：单位物质的量（1mol）的气体所占有的体积。2、符号：Vm3、单位：L/mol(或Lmol-1)4使用时注意事项： （1）影响气体摩尔体积的因素：气体所处的温度和压强。 （2）标准状况下(即0 和101 kPa)，气体摩尔体积Vm=22.4 L/mol。 注意：不是任何情况下1mol气体体积都是22.4 L/mol。5、计算公式：（使用此公式时物质只能是气体）例题8 下列说法正确的是()A标准状况下，6.021023个分子所占的体积约是22.4 LB0.5 mol H2所占的体积是11.2 LC标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 LD标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L例题9 在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()A甲的分子数比乙的分子数多B甲的物质的量比乙的物质的量少C甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小（七）阿伏加德罗定律及其推论 1. 决定物质体积的主要因素 当温度、压强一定时，气体粒子之间的距离是相等的。所以，在相同温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积，这就是阿伏加德罗定律。 2. 使用阿伏加德罗定律的注意事项 （1）阿伏加德罗定律适用的对象是气体，不适用于固体和液体。 （2）本定律又称为“四同定律”。即同温、同压、同体积和同粒子数，只要有三个 “同”成立，第四个“同”必定成立。 3. 阿伏加德罗定律的推论 （1）同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量（或分子数目）之比，即 （2）同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量（或相对分子质量）之比，即 （3）同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量（或分子数目）之比，即 （4）同温同压同体积下，气体的质量之比等于其摩尔质量（或相对分子质量）之比，即 （5）同温同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量（或相对分子质量）成反比，即 （6）同温同体积下，同质量的两种气体，其压强与摩尔质量（或相对分子质量）成反比，即阿伏加德罗定律及其推论也可以通过理想气体状态方程pV=nRT来理解、记忆和推导。例题10 下列条件下，两种气体的分子数一定不相等的是()A 相同质量、不同密度的N2和C2H4 B相同体积、相同密度的CO和C2H4C相同温度、相同压强、相同体积的O2和N2D相同压强、相同体积、相同质量的O2和N2例题11 在标准状况下有：6.72 L CH4；3.011023个氯化氢分子；13.6 g硫化氢；0.2 mol氨气，下列对这四种气体相关量的比较不正确的是()A体积： B密度： C质量： D氢原子数： （八）物质的量浓度1、定义：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。2、符号：c3、单位：mol/L。4、 表达式：注意：（1）体积是指溶液的体积而不是溶剂的体积，单位一般用L。（2）因为溶液具有均一、稳定性，所以无论取出多少体积，其各种浓度(物质的量浓度、溶质的质量分数、离子浓度)均不变，但所含溶质的量则因体积不同而不同。（3）某些物质溶于水后与水发生反应生成了另外一种物质，此时溶质是反应后的生成物，而不是原反应物，例如：Na2O、SO3、CaO等溶于水后的溶质分别是NaOH、H2SO4、Ca(OH)2。例题12 下列溶液中物质的量浓度为1 molL-1的是()A将40 g NaOH溶解在1 L水中B将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液C将1 L 10 molL-1浓盐酸加入9 L水中D将10 g NaOH溶解在少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL（九）一定物质的量浓度溶液的配制1实验仪器：一定规格的容量瓶、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。2实验步骤基本步骤为计算、称量或量取、溶解并恢复至室温、转移、洗涤并转移、振荡摇匀、定容、反复倒转摇匀。七字方针：计量溶冷洗定摇以配制500 mL 0.4molL-1 NaCl溶液为例：（1）计算：需11.7g NaCl。（2）称量：用托盘天平称量时，药品放在托盘天平的左盘，若放反了，所配浓度小于0.10 molL-1。（3）溶解：将称得的药品放入烧杯中，加适量水溶解，并用玻璃棒搅拌，加速溶解。（4）移液：当溶液冷却至室温时，将烧杯的引流嘴紧靠玻璃棒（注意：不要让溶液在容量瓶刻度线上面沿瓶壁流下），缓慢注入500mL容量瓶中。（5）洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，将洗液转入容量瓶中，若不洗涤，所配浓度偏低。（6）定容：当液面接近刻度12 cm处改用胶头滴管确定溶液的体积，若俯视定容，则所配浓度偏高。（7）摇匀：摇匀后发现液面低于刻度线，若再加蒸馏水则所配浓度偏低。3. 配制类型（1）用固体配制一定物质的量浓度的溶液，如用NaCl固体配制100 mL 1.0 molL-1 NaCl溶液。（2）用液体配制溶液，如用醋酸(CH3COOH)配制200 mL 0.5 molL-1 CH3COOH溶液。（3）将浓溶液稀释成不同浓度的稀溶液，如将 12 molL-1的浓HCl稀释成1 molL-1的稀HCl。在用浓溶液配制稀溶液时的计算公式为：c(浓溶液)V(浓溶液)c(稀溶液)V(稀溶液)4. 配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析误差分析依据的原理：，由m、V决定实验误差。（见附表）例题13 利用碳酸钠晶体(Na2CO310H2O)来配制0.5 molL-1的Na2CO3溶液1 000 mL，假如其他操作均是准确无误的，下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是()A称取碳酸钠晶体100 gB定容时，俯视观察刻度线C移液时，对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗D定容后，将容量瓶振荡均匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线（十）物质的量浓度的计算1. 物质的量浓度的计算（1）c=n(溶质) / V(溶液)（2） (物质的量浓度与质量分数的换算)2. 气体溶于水所得溶液物质的量浓度的计算1 L水(密度为1 gmL-1)吸收了V L（标准状况）气体，气体相对分子质量为M，所得溶液的密度为 gmL-1，此溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度分别为 3. 稀释定律：c1V1=c2V2(稀释前后溶质的物质的量守恒) m1w1=m2w2(稀释前后溶质的质量守恒)注意：两溶液混合，若题目中提示忽略溶液体积变化时，则体积可相加；若未提示忽略体积变化，则体积不能相加，此时用V=m溶液计算。4. 同一溶质，质量分数分别为a%、b%的两溶液混合（1）若两溶液等质量混合，则混合后溶液中溶质的质量分数等于12(a%+b%)。（2）若是浓度越大，密度越小的溶液，如氨水、酒精等，则等体积混合后所得溶液中溶质的质量分数小于12(a%+b%)。（3）若是浓度越大，密度越大的溶液，如常见的酸(稀H2SO4)、碱(NaOH溶液)、盐(NaCl溶液)等，则等体积混合后所得溶液中溶质的质量分数大于12(a%+b%)。5. 有关离子浓度的守恒关系（1）物料守恒：元素原子的物质的量不变。（2）电荷守恒：溶液呈电中性，即溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。例题14 在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO42-完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol 氨气，则原溶液中的Al3+浓度(molL-1)为()A(2b-c)/2aB(2b-c)/a C(2b-c)/3aD(2b-c)/6a四、课堂练习1、如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体的物质的量是（NA表示阿伏加德罗常数）（ ） A. mol B. mol C. mol D. mol2、三种正盐的混合溶液中含有0.2molNa+、0.25molMg2+、0.4molCl，则SO42离子物质的量为（ ）A. 0.1mol/L B. 0.3mol/L C. 0.5mol D. 0.15mol3、设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）A. 2.3g金属钠变成钠离子时失去的电子数目为0.2NA B. 2g氢气所含原子数目为NAC. 17gNH3所含的电子数为10NA D. NA个氧分子和NA个氢分子的质量比等于16:14、两份体积相同的某植物营养液，其配方如下：含量 成分编号KClK2SO4ZnSO4ZnCl20.3mol0.2mol0.1mol0.1mol0.3mol0.1mol两份营养液的成分（ ）A. n（K+）相同 B. n（Cl）相同 C. 完全相同 D. 完全不同5、mg某金属M与含nmolHCl的盐酸恰好完全反应，生成MCl2和H2，则该金属的相对原子质量为（ ） A. B. C. D. 6、同温、同压下两个容积相同的储气瓶，一个装有C2H4气体，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内气体一定具有相同的（ ） A. 质量 B. 原子总数 C. 碳原子总数 D. 密度7、下列各组中，两种气体的分子数一定相等的是（ ）A. 温度相同，体积相同的O2和N2 B. 质量相等，密度不等的N2和C2H4C. 体积相等，密度相等的CO和C2H4 D. 压强相等，体积相同的N2和CO8、NA代表阿伏加德罗常数。下列有关叙述正确的是( )A. 标准状况下，2.24 L H2O含有的分子数等于0.1NAB. 常温下，100 mL 1 molL-1 Na2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NAC. 分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4 L，质量为28 gD. 3.4 g NH3中含NH键数目为0.2NA9、实验室为标定一种烧碱样品的物质的量浓度，称取该烧碱样品4.0 g配成1 L溶液，取出20.00 mL置于锥形瓶中，用0.10 molL-1 HCl标准液滴定，恰好完全中和时消耗标准盐酸19.00 mL，若烧碱中只含有一种杂质，则不可能是 ( ) A. NaHCO3B. Na2CO3 C. Ca(OH)2D. NaCl10、由14CO和12CO组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同，则下列关系正确的是()A. 混合气体中14CO与12CO的分子数之比为14：15B. 混合气体中14CO与12CO的物质的量之比为1：1C. 混合气体中14CO与12CO的质量之比为14：15D. 混合气体中14CO与12CO密度之比为1：111、t时，将a g NH3完全溶解于水，得V mL饱和溶液，测得该溶液的密度为 gcm-3(2w1 Dw1w22w19实验室需要480 mL 0.4 molL1的NaCl溶液，有如下操作步骤：把称量好的NaCl晶体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解。把所得溶液小心转入一定容积的容量瓶中。继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1 cm2 cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切。用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀。将容量瓶瓶塞塞紧，充分