化学计量在实验中的应用

化学计量在实验中的应用 现在要比较南外和南师附中的学生人数 有几种方法 班级单位班规定由50人组成常数50 班 微观 分子数 宏观 质量 2Na 2H2O 2NaOH H2 质量 46g36g40g2g 微粒数 2个2个2个1个 化学反应中量的关系 宏观物理量 微观粒子 物质 质量体积浓度 分子原子离子 物质的量 一 物质的量的单位 摩尔 1 物质的量是一个物理量 符号n 单位为摩尔 mol 一 物质的量的单位 摩尔 IUPAC规定 以0 012kg12C所含的碳原子数称为1mol 1个12C原子质量是 1 993 10 23g则 12g12C所含原子数 12 1 993 10 23 6 0221367 1023 约为6 02 10232 把1mol任何粒子的粒子数叫做叫做阿伏加德罗常数 符号为NA 通常用6 02 1023mol 1表示 一 物质的量的单位 摩尔 3 粒子的总个数N 阿伏加德罗常数NA 物质的量n 三者之间的关系为 n N NA 一 物质的量的单位 摩尔 练习 1molH2中约含有个氢分子 1molNH3中约含有个氮原子 个氢原子 2molNaCl中约含有个Na 个Cl 一 物质的量的单位 摩尔 3 01 1023个水分子的物质的量是mol 其中所有原子的物质的量为mol 所有电子的物质的量为mol 能否说1mol小麦约含有6 02 1023个麦粒 为什么 4 物质的量的描述对象是微粒 微粒可以是分子 原子 离子 电子等 使用摩尔表示物质的量时 应该用化学式指明粒子的种类 练习 下列叙述正确的是 A 摩尔是一个物理量B 1摩尔任何物质中都含有相同数目的原子C 4mol水分子中有8mol氢D 物质的量的单位是摩尔E 阿伏伽德罗常数等于6 02 1023F 等物质的量的SO2和SO3 所含原子个数比为3 4G 设NA阿伏伽德罗常数 1molH2所含e 的数目为NA DF 小结 摩尔质量 我们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做 摩尔质量 摩尔质量的单位为g mol或者kg mol 符号为M 已知1mol的C 12的质量为12g 而一个C 12与一个H的质量比为12 1 故1molH的质量就是1g 那么H的摩尔质量就是1g mol 1molO的质量是g O的摩尔质量是g mol 1molO2的质量是g O2的摩尔质量是g mol 1molNa 的质量是g Na 的摩尔质量是g mol 1molNa2SO4的质量是g Na2SO4的摩尔质量是g mol 其中有molNa SO42 的摩尔质量为g mol 1mol任何粒子或者物质的质量以克为单位时 在数值上都与该粒子相对原子质量或相对分子质量相等 物质的摩尔质量 物质的质量 物质的量M m n或n m M 物质的量像一座桥梁 将微粒数和微粒集体质量联系起来 质量相同的SO2和SO3 其摩尔质量比是 物质的量之比是 分子数之比 原子数之比是 氧原子个数之比是 硫原子个数比是 4 5 5 4 5 4 15 16 5 6 5 4 若阿伏加德罗常数记为NA 则12g14C含有的碳原子数 A 等于NAB 小于NAC 大于NAD 无法确定 B 18gH2OmM1molH2OnNA6 02 1023个水分子N 设NA代表阿伏加德罗常数 下列说法中正确的是 A 23g金属钠变为钠离子时失去的电子数目为NAB 18g水所含的电子数目为NAC 8g氦气所含的分子数目为NAD 16g氧气和16g臭氧 O3 所含的原子数相等 AD 已知1gN2含m个分子 则阿伏加德罗常数为 A m 28B m 14C 14mD 28m D 与98g硫酸所含氢原子数相同的氨气的质量是 g 跟4 4gCO2含有相同分子数的下列物质是 A 16gO2B 0 1mol乙醇分子C 1 8gH2OD 3 01 1022个磷酸分子 BC 34 3 在一定体积的容器中加入1 5mol氙气 Xe 和7 5mol氟气 于400 和2633kPa压强下加热数小时 然后迅速冷却至25 容器内除得到一种无色晶体外 还余下4 5mol氟气 则能得无色晶体产物中 氙与氟的原子数之比是 A 1 2B 1 3C 1 4D 1 6 C 把1 15g钠放入水中 要使100个水分子中溶有1个钠离子 最后溶液中水的质量是 A 115gB 100gC 90 9gD 90g D 现有A B C三种化合物 各取40g相混合 完全反应后 得18gB 49gC 还有D生成 已知D的相对分子质量为106 现将22gA和11gB反应 能生成D的物质的量为 A 1molB 0 5molC 0 275molD 0 25mol D 在化学方程式中 各物质的化学计量数之比等于该微粒的物质的量之比 如 2H2 O2 2H2O可以理解为2摩尔的H2和1摩尔的O2生成2摩尔的H2O 往某石灰水中通入适量的CO2 最多能得到10g沉淀 再通入CO2使上述沉淀恰好溶解 问共用去二氧化碳的物质的量为多少 标准状况下物质的量均为1mol的水 氯化钠 和氧气的体积的比较 1mol不同物质在标准状况下的体积 规律 1 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 2 相同条件下 气体体积近似相等 而固体 液体却不相等 1mol固体或液体体积的影响因素 1 微粒的大小 2 微粒间距离 主要决定因素 固体 液体 气体分子之间距离比较示意图 一般气体分子的直径约是0 4nm 气体分子间的平均距离约是4nm 通常情况下 10倍 1mol气体体积 主要决定因素 受温度 压强影响 其他条件不变 T V P V 决定物质体积大小有三个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 二 气体摩尔体积 定义 1 单位物质的量的气体所占的体积 单位 2 L mol Vm 符号 3 关系式 Vm 气体体积 气体物质的量 V n Vm 4 注意事项 1 Vm有无数个 2 同一个Vm可能对应无数个状态非标准状况下 气体的摩尔体积一定不是22 4L mol 1 对吗 5 特例 标准状况气体摩尔体积 Vm 在标准状况下1mol任何气体所占的体积都约是22 4L 条件 0 1 01 105Pa S P T 物质的量 状态 近似值 包括纯净物和混合物的气体 S P T 标准状况下1mol气体体积与一只篮球体积的比较 练习 判断下列叙述是否正确 A标准状况下 1mol任何物质的体积都约为22 4LB1mol气体的体积约为22 4LC1mol氖气和1mol氧气体积相同D标准状况下 1mol氧气和氮气混合气 任意比 的体积约为22 4LE22 4L气体所含分子数一定大于11 2L气体所含分子数 下列物质在标准状况下 所占体积最大的是 A 3mol水B 5克氢气C 3 01 1022个N2分子D 44 8升O2 下列各组物质分子数相同的是 A 标准状况下5 9升CO和7克N2B 6 02 1022个CO2和32克O2C 标准状况下22 4升水和1摩H2SD 18克水和44克CO2 B D 理想气体状态方程 克拉珀龙方程 理想气体 分子本身的体积极小 分子间引力极小PV nRT PV nRT 阿伏加得罗定律 同温 同压下 等物质的量的任何气体 含有相同的分子个数 的体积相等 PV nRT 推广 1 同温 同压下 气体的体积与其物质的量成正比 V1 V2 n1 n2 V V0 n n0 2 同温 同体积时 气体的压强与其物质的量成正比 P1 P2 n1 n2 P P0 n n0 3 同温 同压下 气体的密度之比等于其摩尔质量之比 1 2 M1 M2 N2 CO2 SO2三种气体的质量比为14 11 16 它们的分子个数之比为 物质的量之比为 同温同压下的密度比为 同温同压下的体积比为 2 1 1 7 11 16 2 1 1 2 1 1 例 在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和气5L气体Q 在一定条件下发生反应 2R g 5Q g 4X g ny g 反应完全后 容器温度不变 混合气体的压强是原来的87 5 则化学方程式中的n值是 A 2B 3C 4D 5 解法一 可假设充入3mol气体R和5mol气体Q 由反应方程式 2R g 5Q g 4X g ny g 2mol5mol4molnmol3mol5molR过量 余1molR 生成4molX气体和nmolY气体 则 反应后气体物质的量为 n反应后 4 n 1 mol由P反应后 P反应前 n反应后 n反应前 而P反应后 P反应前 87 5 有 4 n 1 3 5 87 5 所以 n 2 巧解 因反应完成后 压强变小 故该反应是气体分子数减小的反应 即 2 5 4 n 得 n 3 只能选A A 分析 由题意 反应前后体积不变 温度不变 则可由推论P2 P1 n2 n1来解答 同温同压下 某瓶充满O2时质量为116g 充满CO2时质量为122g 充满气体A时为114g 则A的相对分子质量为 A 60B 32C 44D 28 D 关于物质摩尔质量的计算方法 1 已知气体摩尔体积 Vm 和密度 M Vm 标况下 M 22 4L mol g L 22 4 g mol2 已知同温同压下气体相对密度DM1 M2 1 2 DM1 D M23 已知物质的质量 m 物质的量 n M m n4 混合气体的平均摩尔质量M m总 n总 M1 n1 M2 n2 某固体A在一定条件下分解为B C D三种气体 2A B 2C 3D 测得生成的气体的密度是相同状况下H2密度为15倍 则固体A的摩尔质量为 A 90g molB 120g molC 30g molD 60g mol A 在体积为1L的干燥烧瓶中 用排空气法收集HCl气体 测得烧瓶中气体对氧气的相对密度为1 082 此气体中HCl的体积为L 0 75 在一顶盖可自由滑动的密闭容器中 有CH4和O2的混合气体 1g L在标准状况时 则 1 该混合气体的平均相对分子质量为 2 该混合气体中CH4与O2的体积比是 3 该混合气体中CH4与O2的质量比为 4 引燃密闭容器中气体 发生反应CH4 2O2 CO2 2H2O恢复到标准状况 则容器中气体的平均摩尔质量为 密度为 22 4 3 2 3 4 25 3g mol 1 13g L 物质的量浓度 1 定义 单位体积溶液中所含溶质B的物质的量 2 符号 CB3 表达式 CB nB V4 单位 mol L 1或mol m 3 说明 1 溶液体积不等于溶剂体积 也不等于溶质体积与溶剂体积之和 是溶质和溶剂混合溶解后的实际体积 m 1L水中倒入294g纯硫酸 所得溶液的物质的量浓度3mol L 填大于 小于 等于 已知该溶液密度为1 17g cm3 小于 2 71mol L 2 溶质 是溶液中的溶质 可以指化合物 也可指离子有106gNa2CO3固体配制成1L溶液 其物质的量浓度为1mol L 其中Na 的物质的量浓度为 CO32 的物质的量浓度 100mL1mol LNa2CO3与200mL1mol LNaCl中c Na 浓度相等吗 某溶液分析 其中只含有Na K Ca2 Cl NO3 已知其中Na K Ca2 NO3 的浓度均为0 1mol L 则Cl 的物质的量浓度为 3 对于一定浓度的溶质 不论取用体积是多少 浓度都不变 但溶质的量不同 不管是溶质的质量还是溶质的物质的量 若从1L0 5mol L的NaOH溶液中分别取5mL 50mL的溶液 他们的物质的量浓度是否相等 他们的溶质的质量相等吗 分别是多少 1 求气体溶质的溶液的物质的量浓度 在标准状况下 将56L氨气完全溶于0 1L水中 形成的溶液密度为0 91g cm3 求此溶液的物质的量浓度 在标准状况下将盛满HCl气体的试管倒置入水中 当试管中充满水时立即取出 此时试管中溶液的物质的量浓度约为多少 有关物质的量浓度的计算 2 饱和溶液溶解度与物质的量浓度的换算已知某溶解度为S的饱和溶液 密度为 g mLc 3 溶液稀释的计算主要公式 m 溶质 m 浓 浓 m 稀 稀 n 溶质 c 浓 V 浓 c 稀 V 稀 练习 配制200mL1 0mol LH2SO4溶液 需要18mol LH2SO4溶液的体积是多少 11 1mL 练习 常温下将20g质量分数为14 的NaCl溶液与30g质量分数为24 的NaCl溶液混合 得到密度为1 17g cm3的混合溶液 求 1 该溶液中NaCl的质量分数 2 该溶液中NaCl物质的量浓度 3 在1000g水中溶解molNaCl才能使其浓度与上述混合溶液的浓度相等 20 4mol L 4 3 4 溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算某市售浓硫酸中溶质的质量分数为98 密度为1 84g cm3 求此浓硫酸的物质的量浓度 18 4mol L 请大家总结出 溶质质量分数为 密度为 g cm3 的某溶液中 其溶质的物质的量浓度c的计算公式 已知溶液的密度 g mL 溶质的摩尔质量为M则cB 1000 M mol L 注意 单位的统一 练习 用 1 198g cm3 37 0 的浓HCl配制500mL3 0mol L的稀HCl 需要浓HCl的体积是多少 123 5mL 5 溶液的混合密度为0 91g cm3的氨水质量分数为25 该氨水用等体积水稀释 所得溶液质量分数12 5 等于 大于或小于 质量分数为90 的硫酸溶液和质量分数为10 的硫酸溶液等体积混合 溶液的质量分数50 等于 大于或小于 物质的量浓度溶液的配制1 仪器介绍 容量