2012高考化学一轮复习 化学中常用的物理量——物质的量教案 鲁科版必修1

用心 爱心 专心 1 第第 3 3 节节 化学中常用的物理量化学中常用的物理量 物质的量物质的量 1 1 物质的量及其单位物质的量及其单位 摩尔摩尔 1 物质的量 物质的量是表示物质所含微粒多少的物理量 是国际单位制中七个基本 物理量之一 物质的量的符号为 n 注意 1 这里的微粒是指分子 原子 离子 质子 中子 电子或这些粒子的特定 组合等微观粒子 不能指宏观颗粒 2 物质的量 是一个专用名词 不能拆开 例如 不能说 氢气的量 硫酸的量 而应说 氢气的物质的量 硫酸的物质的量 知识 链接 基本物理量是由人们根据需要选定的 在不同学科中和不同时期 选定的基本物理量有所不同 例如 在力学中选定的基本物理量是 长度 质量 时间 在 热学领域中则采用长度 质量 时间 温度为基本物理量 1971 年前国际制中采用的基本物 理量是六个 即 长度 质量 时间 电流 热力学温度 发光强度 1971 年起又增加了物 质的量为基本物理量 使基本物理量增加到七个 2 阿伏加德罗常数 我们把 0 012kg12C 所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数 其近似 值为 6 02 1023mol 1 符号为 NA 1 阿伏加德罗常数带有单位 其单位是 mol 1 2 阿伏加德罗常数的准确值是 0 012 kg 12C 中所含有的碳原子数目 近似值是 6 02 1023 mol 1 3 NA数值巨大 作用于宏观物质没有实际意义 交流 研讨 为什么选用 0 012 kg 12C 中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数 相对原子质量的确定是以一个 12C 原子的质量的 1 12 作为标准 其他原子的质量跟它比 较所得的比值 12C 的相对原子质量为 12 选用 12g 正是因为 12 这个数值能与相对原子 质量 相对分子质量联系起来 如某原子 R 的相对原子质量为 Ar 1 个 12C 原子质量为 ag 则 1 个 R 原子的质量为 Ar a 12 g 1mol R 原子的质量为 NA Ar a 12 g NA a 12g 所 以 1molR 的质量即为 Ar a 12 g 同理可推得 1mol 某分子 离子等的质量 g 其数值正 好等于其相对分子质量或式量 这给物质的量的计算和应用带来极大方便 3 摩尔 摩尔是物质的量的单位 每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒 摩尔简称 摩 符号为 mol 用心 爱心 专心 2 注意 在使用摩尔表示物质的量时 应该用化学式指明粒子的种类 而不使用该粒子的 中文名称 例如说 1mol 氧 是指 1mol 氧原子 还是指 1mol 氧分子 含义就不明确 又 如说 1mol 碳原子 是指 1mol12C 还是指 1mol13C 含义也不明确 粒子集体中可以是原子 分子 也可以是离子 电子等 例如 1mol F 0 5molCO2 1000mol CO32 amol e 1 5molNa2CO3 10H2O 等 4 物质的量与粒子数 N 的关系 N n NA 满足上述关系的粒子是构成物质的基本粒子或它们的特定组合 如 1molCaCl2与阿伏 加德罗常数相等的粒子是 CaCl2粒子 其中 Ca2 为 1mol Cl 为 2mol 阴阳离子之和为 3mol 2 2 摩尔质量和气体摩尔体积摩尔质量和气体摩尔体积 1 摩尔质量 1 概念 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量 符号为 M 单位常用 g mol 1 注意 摩尔质量与 1 mol 粒子的质量含义不同 但有一定的联系 例如 H2O 的摩尔 质量为 18 g mol 1 1 mol H2O 的质量是 18 g 当摩尔质量的单位取 g mol 1 时 其数值与相对原子质量 相对分子质量或式量 数值相等 但物理意义 单位都不同 在计算或使用时要注意区分 例如 Mr H2O 18 而 M H2O 18 g mol 1 2 摩尔质量 质量 物质的量 粒子数之间的关系 容易看出 在以上转化关系中 物质的量处于核心的地位 可以说 物质的量是联系宏 观与微观的桥梁 为我们的科学计算带来了很大的方便 积累 活用 几个基本符号 物质的量 n 物质的质量 m 摩尔质量 M 粒子数 N 阿 伏加德罗常数 NA 相对原子质量 Ar 相对分子质量 Mr 质量分数 2 气体摩尔体积 交流 研讨 物质的体积与组成物质粒子有什么关系 m n N M NA NA M 用心 爱心 专心 3 1 总结规律 相同条件下 相同物质的量的不同物质所占的体积 固体 液体 气体 相同条件下 相同物质的量的气体体积近似相等 而固体 液体 却不相等 2 决定物质体积大小的因素 物质粒子数的多少 物质粒子本身的大 小 物质粒子之间距离的大小 3 决定气体体积大小的因素 气体分子间平均距离比分子直径大得多 因 此 当气体的物质的量 粒子数 一定时 决定气体体积大小的主要因素是粒子间平 均距离的大小 4 影响气体分子间平均距离大小的因素 温度和压强 温度越高 体积越 大 压强越大 体积越小 当温度和压强一定时 气体分子间的平均距离大小几乎 是一个定值 故粒子数一定时 其体积是一定值 1 概念 一定的温度和压强下 单位物质的量气体所占的体积叫气体摩尔体积 Vm V n 单位为 L mol 1和 m3 mol 1 标准状况 即 0 1 个大气压 101 kPa 简写为 STP 在相同的温度和压强下 1mol 任何气体所占的体积在数值上近似相等 任何气体包括 纯净气体和混合气体 标准状况下 气体的摩尔体积约为 22 4 L mol 1 气体摩尔体积受温度和压强的影响 不同条件下 气体的摩尔体积可能不同 标况下 约为 22 4 L mol 1 但不是标况时也可能是 22 4 L mol 1 比如温度高于 0 压强小于 101 kPa 附 附 1mol1mol 干冰由固态变为气态体积变化示意图 干冰由固态变为气态体积变化示意图 2 阿伏加德罗定律 即四同定律 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 即同温同压同体积同温同压同体积 同分子数同分子数 P1V1 T1 P2V2 T2 PV nRT m MRT R 为常数 用心 爱心 专心 4 阿伏加德罗定律的推论 n 物质的量 气体的密度 M 气体的摩尔质量 V 气 体的体积 m 气体的质量 N 气体的分子数 同温 同压下 V1 V2 n1 n2 N1 N2 同温 同体积下 P1 P2 n1 n2 N1 N2 同温 同压下 1 2 M1 M2 m2 m1 同温 同压 同体积下 m1 m2 M1 M2 同温 同压 同质量下 V1 V2 M2 M1 同温 同体积 同质量下 P1 P2 M2 M1 3 3 物质的量浓度物质的量浓度 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 其表达式为 n B c B V 注意 1 物质的量浓度和溶液的质量分数 w B m B m 溶液 100 有本质区 别 2 从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液 其浓度不变 但所含溶质的 量因体积不同而不同 推广 引申 1 物质的量浓度与溶质的质量分数间的关系 c B 1000 mL g mL w 1 L M g mol 2 溶液稀释规律 溶质不变 m 浓 w 浓 m 稀 w 稀 溶质的物质的量不变 c 浓 v 浓 c 稀 v 稀 2 物质的量浓度溶液的配制 1 认识新仪器 容量瓶 一定物质的量浓度溶液的配制是本节重点之一 配制这种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 只用于配制溶液 不能用作反应容器 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 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 用心 爱心 专心 5 称量 溶解并冷 将溶液转移 洗涤烧杯 2 3 次 却至室温 到容量瓶中 并转移到容量瓶中 摇匀 加水至离刻度线 加水至刻度线 反转摇匀 1 2 厘米 体积选择合适的容量瓶 使用前 除洗涤外 还应检验容量瓶是否漏液 向容量瓶注入液体时 应沿细玻璃棒注入 以防注入操作时液体流出而损失 容量瓶上只有一个刻度线 正确读数时 要使视线 容量瓶刻度线和瓶内液面的最低 点相切 2 物质的量浓度溶液的配制步骤 计算 求出所配制溶液的溶质的质量 如果是用浓溶液 如浓 H2SO4 来配制一定物质 的量浓度的稀溶液 则需求算出浓溶液所需用的体积 称量 如果溶质是固体 可用天平称量溶质的质量 如果是浓溶液 可用量筒来量取量取 溶液的体积 溶解 转移 把称量好的溶质或浓溶液放入烧杯中 如果是浓硫酸 则烧杯中应先加 水再加浓硫酸 并边加边搅拌 加适量的蒸馏水溶解 搅拌静置冷却到室温下 再用玻璃 棒引流 让溶解后的溶液沿玻璃棒注入容量瓶内 洗涤 转移 用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2 3 次 每次洗涤后的溶液都要注入容量 瓶内 以确保溶质全部进入容量瓶 防止产生误差 轻轻震荡容量瓶 使溶液充分混合 定容 摇匀 然后注入蒸馏水直至液面离刻度线 1cm 2cm 改用胶头滴管逐滴加蒸馏 水至溶液的凹液面正好与刻度相切 盖好瓶塞 反复上下颠倒 摇匀 装瓶 贴签 最后把上面配好的溶液转移至规定的试剂瓶 贴好标签 写明溶液名称 和物质量浓度 附 配制附 配制 250mL0 20mol L250mL0 20mol L 碳酸钠溶液示意图 碳酸钠溶液示意图 用心 爱心 专心 6 领悟 整合 1 物质的量浓度与质量分数都是表示溶液组成的物理量 它们的转换关系如下 m 溶质 m 溶液 n V c M 2 化学反应中各物质之间的物质的量的关系要比它们的质量关系简单 量取溶液的体积 也比称量其质量方便 因此 物质的量浓度比质量分数应用更加广泛 3 定量实验操作细则以及实验仪器的选择主要是围绕减小实验误差来考虑 配制物质的 量浓度溶液也不例外 其操作步骤为 计算 称量 溶解 转移 洗涤 定容 摇匀 装瓶 联想 发散 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析 由 c n 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 若称量物错放在托盘天平的右盘上 n 可能偏小使 c 偏小 因为称 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 为溶质的 n 少了 4 量简量取计算出的浓溶液体积时仰视刻度 n 偏大使 c 偏大 5 除洗涤烧杯和玻璃棒外 还洗涤了量筒 则 n 偏大使 c 偏大 因为量筒在标定刻度 时 没有把附在器壁上的残留液计算在内 用水洗涤反而使溶质的量偏大 造成 c 偏大 6 定容时仰视刻度 则 v 偏大 使 c 偏小 用心 爱心 专心 7 7 定容时俯视刻度 则 v 偏小 使 c 偏大 8 若容量瓶使用前有少量蒸馏水 则无影响 9 若容量瓶使用前用标准也润洗 则 n 偏大而使 c 偏大 4 思想方法 本节概念较多 可以用比较法加深对它们的理解和掌握 1 物质的量与摩尔的区别和联系 物质的量摩尔 区别表示含有一定数目粒子的集体的物理量为物质的量的单位 联系摩尔是物质的量的单位 2 物质的量与阿伏加德罗常数的区别和联系 物质的量阿伏加德罗常数 区别 表示物质所含数目的集体的物理量 单 位是摩尔 0 012kg12C 所含碳原子数 单位 mol 1 联系n NA N N NA n 3 物质的量浓度与质量分数之间的区别和联系 内容物质的量浓度质量分数 定义 以 1L 溶液里含有多少摩溶质来表示 溶液组成的物理量 用溶质质量与溶液质量之比来表示 溶液组成的分数 溶质的单位 molg 溶液的单位 Lg 计算公式 物质的量浓度 mol L L mol 溶液的体积 溶质的物质的量 质量分数 g g 溶液的质量 溶质的质量 100 4 基本关系 以物质的量为核心的各物理量间的转化关系 cV V V M m N N n mA 用心 爱心 专心 8 22 4L mol 22 4L mol M M C C NA NA 物质的质量 微粒个数标准状况下气体的体积 溶液的体积 物质的量 单元专题探究 平均相对分子质量的求法平均相对分子质量的求法 1 已知标准状况时气体密度 M1 22 4 2 已知非标准状况气体温度 压强 密度 M1 P RT 3 已知两种气体的相对密度 D MA DMB 气体的相对密度 D B A B A M M 4 混合气体的平均式量 n1 n2 表示混合物中各组分的物质的量 V1 V2 表示 混合物中各组分的体积 M1 M2 表示混合物中各组分的式量 混合气体本来无式量 但 对组成一定的混合气体来说 可以根据其各组的组成和式量来计算所谓的平均式量 它在数 值上等于混合气体的平均摩尔质量 其表达式为 M 总 总 n m 总 n nMnmnm ii 2211 M1 n1 M2 n2 Mi ni 总 V VMVmVm ii 2211 M1 V1 M2 V2 MiVi 混合物的式量可以用平均值法确定 如空气的主要成分为 O2和 N2 空气的平均相对分子 质量为 29 介于两种气体相对分子质量之间 十字交叉法十字交叉法 十字交叉法是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法 凡可按 M1n1 M2