第二节 化学计量在实验中的应用.ppt

假定我们有一篓面值一元的硬币 假定每一硬币的形状 体积 质量是相同的 我们通过哪些方法或途径可以知道这篓硬币的个数 导入新课 我们通过以下这些方法或途径 上述方法总结为两种方法模型 直接计量和换算 前者直接获得硬币个数 后者通过引入中间物理量搭桥 换算出硬币个数 模型一 直接计量 方法一 模型二 引入中间物理量换算 方法二 方法八 总之 一 物质的量的单位 摩尔 二 气体摩尔体积 三 物质的量在化学实验中的应用 第二节 化学计量在试验中的应用 1 使学生认识摩尔是物质的量的基本单位 了解物质的量与微观粒子之间的关系 了解摩尔质量的概念 2 了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性 懂得阿伏加德罗常数的涵义 3 使学生了解物质的量 摩尔质量 物质的质量之间的关系 能用于进行简单的化学计算 4 初步培养学生演绎推理 归纳推理 逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力 教学目标 知识与能力 1 通过引导学生对自己熟悉问题的分析 让他们学会怎样从中提炼总结出解决问题的科学方法 2 通过模拟科学家解决实际问题的探究活动 让学生感受科学家在面对实际问题时 如何分析 联想 类比 迁移 概括和总结 如何建立数学模型 培养他们解决实际问题的能力 1 通过概念的学习和溶液的配制 培养学生理论联系实际的学习自然科学的思想 2 培养学生学习自然科学的学习兴趣以及严谨求实的学习态度 过程与方法 情感态度与价值观 重点 1 对物质的量 摩尔 摩尔质量 气体摩尔体积的理解 2 如何寻找 选择解决问题的途径 建立数学模型 物质的量 摩尔 摩尔质量 气体摩尔体积的含义和应用 一定物质的量浓度溶液的配置方法 难点 教学重难点 一 物质的量的单位 摩尔 水是大家很熟悉的物质 由水分子组成 那我们怎么可以知道1滴水 0 05ml 0 05g 有多少个水分子 结合前面解决一篓硬币有多少个的方法模型 列举出含有多少个水分子的方法或途径 分析评价 方法一可以看作是属于模型一的 直接计量 方法二 五可以看作是属于模型二的 引入中间物理量换算 同样的理由 我们也可以排除方法二 方法四 由于不同的微粒的体积不一定相同 我们没有1cm3的各种宏观物质中所含微粒的个数的现成的数据 方法五不具有普遍性 如果采用方法五求一定质量物质中所含微观粒子数 我们还需要做大量的工作 但我们有现成的表示原子相对质量的相对原子量 只要我们适当确定方法三中构成微粒集体的微粒数目 使得这一微粒集体的质量是可以称量的 也许我们能够找到一条具有普遍意义的解决问题的有效途径 所以人们用摩尔作为计量原子 离子或分子等微观粒子的 物质的量 的单位 微粒个数 物质的量 物质的质量 气体的体积 溶液的体积 微观 桥梁 宏观 1961年 化学家E A Guggenheim将摩尔称为 化学家的物质的量 并阐述了它的涵义 1971年 在由41个国家参加的第14届国际计量大会上 正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会 国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物质的量的单位的提议 并作出了决议 国际计量委员会于1969年提出 1971年第十四届国际计量大会通过的关于摩尔的条文 摩尔是一系统的物质的量 该系统中所含的基本单元数与0 012kg12C的原子数目相等 我们把含有6 02X1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔 把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数 是个物理量 符号为NA 通常用6 02X1023mol 1表示 物质的量 表示含有一定数目粒子的集合体 用符号n表示 物质的量的单位为摩尔 摩尔简称摩 符号为mol 阿伏加德罗是意大利物理学家 他对6 02 1023这个数据的得出 有着很大的贡献 用其名字来表示该常数 以示纪念 物质的量 阿伏加德罗常数与数子数N之间的关系 mol可以计量所有微观粒子 如1molFe 1molO2 1molNa 1molSO42 国际单位制 SI 的7个基本单位 1mol不同物质中所含的粒子数是相同的 但它们的质量不同 1molH2O 1molAl 粒子数 6 02X1023个水分子 6 02X1023个铝分子 18g水 27g铝 质量 1 1molH2O中含有个水分子 2 3molCO2中有个碳原子个氧原子 4 1 204 1024个氢气分子的物质的量是mol 3 2molNaCl中有个钠离子 个氯离子 实践检验 6 02 1023 1 806 1024 3 612 1024 1 204 1024 1 204 1024 2 总结规律 1molH2O的质量是18g 2molH2O的质量是36g 0 5molH2O的质量是18g 4molH2O的质量是72g 如果我们用水分子的质量去除以水的物质的量都将得到18g mol 而这一数值与水分子的相对分子质量相等 于是我们引进新的单位 摩尔质量 1mol其他物质 发现什么了 摩尔质量 定义 单位物质的量的物质所具有的质量 摩尔质量的符号为 M 常用的单位为 g mol 或g mol 1 特点 物质的摩尔质量的数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等 例如 Mg的摩尔质量是24g mol KCl的摩尔质量是74 5g mol SO2的摩尔质量是64g mol 反回来一起来想一想怎么算 1滴水 0 05ml 0 05g 有多少个水分子 解决问题 1 算出水的物质的量n m M 物质的量 n 质量 m 和摩尔质量 M 之间存在的下述关系 n m M 2 算出水分子的个数N n NA 同学们把你们的结果说出来 二 气体摩尔体积 我们首先来观看电解水实验 实验结果分析 生成气体体积之比 V H2 V O2 2 1 反应方程式 假设电解了1 8gH2O 根据方程式计算生成的O2 H2的质量 再根据O2 H2的摩尔质量 计算物质的量 并写下表 计算结果 0 2g 0 1mol 1 6g 0 05mol n H2 n O2 2 1 n H2 n O2 2 1 V H2 V O2 2 1 生成气体体积之比 生成的物质的量之比 结论 在相同温度和压强下 1molO2和H2的体积相同 气体的体积与湿度 压强的关系非常密切 一定质量的气体 升高温度 气体体积增大 加大压强 气体体积缩小 比较一定质量的气体体积 必须在相同温度 相同压强的条件下 通常将0 压强为101kPa时的状况称为标准准状况 我们已知在0 101kPa 标准状况 时 气体的密度 那么1mol气体的体积是多少 1molH2的体积为 1molO2的体积为 1molN2的体积为 在标准状况下 1mol任何气体所占的体积都约为22 4L 我们把单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积 单位是L mol 1 22 4L mol 1是特定条件下气体摩尔体积 特定条件下的气体摩尔体积的四要素 1 研究对象 任何气体 2 研究条件 标准状况 3 气体物质的量 1mol 4 结论 体积约为22 4L 以上四点构成气体摩尔体积的完整概念 气体分子的直径约为0 4nm 气体分子之间的距离约为4nm 即分子之间的距离是分子的距离约是分子直径的10倍 当分子数目相同时 气体体积的大小决定于气体分子之间的距离 而不是气体分子本身的大小 气体摩尔体积是气体的体积与气体的物质的量之比 气体摩尔体积为定量研究气体参加的化学反应带来了方便 1 计算一定质量的气态物质的相对分子质量 2 计算标准状况下的气体密度 观察溶液浓度有哪些表示方法 如何表示溶液浓度比较方便 如何按要求配制溶液 三 物质的量在化学实验中的应用 某矿泉水标签 某酒标签 某人的体检指标 例如 我们来配置浓度为2 的NaCl溶液 首先我们称取2g的NaCl 然后量取98g的水 把NaCl溶于水就得到了要求的溶液 那么一定物质的量溶于一定体积的溶液里怎么表示呢 物质的量的浓度cB 单位为mol L 我们使用物质的量浓度这个物理量 来表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量 也称为B的物质的量浓度 符号为cB 例 配制500ml0 1mol LNaOH溶液需要NaOH的质量是多少 解 500ml0 1mol LNaOH溶液中NaOH的物质的量为 n NaOH c NaOH V NaOH aq 0 1mol Lx0 5L 0 05mol 0 05molNaOH的质量为 m NaOH n NaOH M NaOH 0 05molx40g mol 2g 如何来配制100mL1mol LNaCl溶液 实验1 5配制100mL1mol LNaCl溶液 1 计算需要NaCl固体的质量g 5 85g 2 根据计算结果 称量NaCl 并放入烧杯中 用适量的水溶解 3 将烧杯中的溶液注入容量瓶 并用少量蒸馏水洗涤烧杯2 3次 洗涤液也都注入容量瓶 轻轻摇动容量瓶 使溶液混合均匀 蒸馏水 4 将蒸馏水注入容量瓶 液面离容量瓶刻度线下1 2cm时 改用滴管加蒸馏水至液面与刻度线相切 盖好瓶盖 反复上下颠倒 摇匀 实验注意事项 1 用蒸馏水洗涤烧杯 一定要将洗涤液也注入容量瓶 2 用滴管加入蒸馏水时一定要平视容量瓶水面凹面的高度 3 摇匀溶液时 一定要把盖子盖紧 c 浓溶液 V 浓溶液 c 稀溶液 V 稀溶液 实验中如果水加多了 溶质的物质的量没变 那么溶液就变稀了 所以我们常用下面式子来计算有关的量 阿伏加德罗常数 物质的量 物质的量浓度溶液的配制 概念 物质的量浓度 质量分数 定量计算 气体摩尔体积 概念 计算公式 课堂小结 1 05上海卷 设阿伏加德常数为NA 则下列说法正确的是 A 常温常压下 11 2L甲烷中含有的氢原子数为2NAB 标准状况下 0 3mol二氧化硫中含有氧原子数为0 3NAC 常温下 2 7g铝与足量的盐酸反应 失去的电子数为0 3NAD 常温下 1L0 1mol LMgCl2溶液中含Mg2 数为0 2NA C 高考链接 解析 A项 必须为标准状况下 11 2L的甲烷中氢原子的个数为2Na B项 标准状况下 0 3mol二氧化硫中含有氧原子数为0 6mol D项 1L0 1mol LMgCl2溶液中含有Mg2 0 1Na 2 07广东卷 下列叙述正确的是 A 48gO3气体含有6 02 1023个O3分子B 常温常压下 4 6gNO2气体含有1 81 1023个NO2分子C 0 5mol LCuCl2溶液中含有3 01 1023个Cu2 D 标准状况下 33 6LH2O含有9 03 1023个H2O分子 A 解析 B项 标准状况下4 6gNO2气体含有6 02 1022个NO2分子C项 必须为1L0 5mol LCuCl2溶液中才能含有3 01 1023个Cu2 D项 对于液体来说计算分子个数应该用质量来计算而非体积 3 01上海卷 设NA为阿佛加德罗常数 下列说法不正确的是 A 标准状况下的22 4L辛烷完全燃烧 生成二氧化碳子数为8NAB 18g水中含有的电子数为10NAC 46g二氧化氮和46g四氧化二氮含有的原子数为为3NAD 在1L2mol L的硝酸镁溶液中含有的硝酸根离子数为4NA A 解析 A项 22 4L辛烷完全燃烧生成二氧化碳分子数为1NA 1 下列对于 摩尔 的理解正确的是 A 摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量B 摩尔是物质的量的单位 简称摩 符号为molC 摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来D 国际上规定 0 012kg碳原子所含有的碳原子目为1摩尔 B 课堂练习 2 下列有关阿佛加德罗常数 NA 的说法错误的是 A 32gO2所含的原子数目为NA B 0 5molH2O含有的原子数目为1 5NA C 1molH2O含有的H2O分子数目为NA D 0 5NA个氯气分子的物质的量是0 5mol A 3 下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是 A 单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积B 通常状况下的气体摩尔体积约为22 4LC 标准状况下的气体摩尔体积约为22 4LD 相同物质的量的气体摩尔体积也相同 C 4 某10 NaOH溶液 加热蒸发掉100g水后得到80mL20 的溶液 则该20 NaOH溶液的物质的量浓度为 A 6 25mol LB 12 5mol LC 7mol LD 7 5mol L A 5 实验室用氯化钠固体配制1 00mol L的NaCl溶液0 5L 回答下列问题 1 请写出该实验的实验步骤 计算 称量 溶解转移 洗涤转移 定容摇匀 3 试分析下列操作对所配溶液的浓度有何影响及造成该影响的原因 为加速固体溶解 可稍微加热并不断搅拌 在未降至室温时 立即将溶液转移至溶量瓶定容 对所配溶液浓度的影响 原因是 500mL 烧杯 药匙 玻