化学计量数载化学中的应用

1、 有一次，吴国孙权送给曹操一只大象，曹有一次，吴国孙权送给曹操一只大象，曹操十分高兴。大象运到许昌那天，曹操带领操十分高兴。大象运到许昌那天，曹操带领文武百官和小儿子曹冲，一同去看。文武百官和小儿子曹冲，一同去看。 曹操的人都没有见过大象。这大象又高又大，曹操的人都没有见过大象。这大象又高又大，光说腿就有大殿的柱子那么粗，人走近去比光说腿就有大殿的柱子那么粗，人走近去比一比，还够不到它的肚子。一比，还够不到它的肚子。曹曹操对大家说：操对大家说：“这只大象真是大，可是到底有多重呢？你这只大象真是大，可是到底有多重呢？你们哪个有办法称它一称？们哪个有办法称它一称？” 嘿！这么大个家伙，可怎么称嘿！

2、这么大个家伙，可怎么称呢！大臣们纷纷议论开了。呢！大臣们纷纷议论开了。一个说：一个说：“只有造一杆顶大顶大的秤来称。只有造一杆顶大顶大的秤来称。”另一个说：另一个说：“这可要造多大的一杆秤呀！再说，大象是活的，这可要造多大的一杆秤呀！再说，大象是活的，也没办法称呀！我看只有把它宰了，切成块儿称。也没办法称呀！我看只有把它宰了，切成块儿称。”他的话刚说完，所有的人都哈哈大笑起来。大家说：他的话刚说完，所有的人都哈哈大笑起来。大家说：“你这你这个办法呀，真叫笨极啦！为了称称重量，就把大象活活地宰个办法呀，真叫笨极啦！为了称称重量，就把大象活活地宰了，不可惜吗？了，不可惜吗？”大臣们想了许多办法，一

3、个个都行不通。真叫人为难了。大臣们想了许多办法，一个个都行不通。真叫人为难了。这时，曹冲从人群里走出来，对曹操说：这时，曹冲从人群里走出来，对曹操说：“，我有个法儿，我有个法儿，可以称大象。可以称大象。”1、曹冲解决问题的方法？3、你能否称出一个原子的质量？由曹冲称象想到的由曹冲称象想到的2、怎样测出一张纸的厚度？12g微粒已知已知:一个碳原子的质量为一个碳原子的质量为 1.993 1023g 求求: 12g 这种碳这种碳中所含的碳原子数中所含的碳原子数？ 计算计算 解：解： 6.021023 个个12g1.993 1023g碳原子数碳原子数= =人们习惯以集体为单位统计个体数量一打支交流与思

4、考当个体数量大时，人们怎样统计个体数量?一年365天 6.021023个微粒个微粒500g问题探究：宏观物质的质量与肉眼看不见的微观粒子问题探究：宏观物质的质量与肉眼看不见的微观粒子之间必然存在着某种联系，如何建立这种联系呢？之间必然存在着某种联系，如何建立这种联系呢？500g 宏观物质宏观物质微观粒子微观粒子物质的量物质的量资料卡片：国际单位制资料卡片：国际单位制(SI)(SI)中的七个基本物理量中的七个基本物理量电流热力学温度发光强度质量质量时间时间长度长度物理量米千克物质的量物质的量摩尔摩尔 意大利物理学家把含有个粒子的任何粒子集体计量定为摩尔一、物质的量 1、 单位为摩尔（简称“摩”）

5、（n）（mol）阿伏加德罗常数（）分子、原子、离子、质分子、原子、离子、质子、中子、电子、中子、电子子2 2、度量对象、度量对象( (粒子粒子) )：1摩尔氦气中有6.02X1023个氦原子1摩尔水中有6.02X1023个水分子 1mol的任何物质都含有约6.021023个微粒 国际计量大会规定： 将0.012kg12C中所含有的碳原子数称为阿伏加德罗常数【Avogadros constant 】 符号表示为：NA ，单位：mol-1， 其数值约为6.02 1023阿阿伏加德罗常数伏加德罗常数 ：N NA A 意大利物理学家 阿梅代奥阿伏加德罗(A.Avogadro,1776-1856)注意事

6、项物质的量只适用于微观粒子使用时要用化学式指明粒子种类“物质的量物质的量”与微粒数之间的换算与微粒数之间的换算1、已知物质的量（n），求微粒数（N）例：2mol氮分子含有_ _个氮分子26.021023微粒数= 物质的量（6.021023）2、已知微粒数（N），求物质的量（n）物质的量(n) = 微粒数 6.021023例：6.021023个氦原子是_mol氦原子。3.011023个氦原子的物质的量是_mol。10.5物质的量(n) = 微粒数 6.021023物质的量(n) 与微粒数(N ) 和 阿伏伽德罗常数(NA ) 之间的关系NNAn = =NNA= =n NAn N = =微粒数=

7、物质的量（6.021023） 物质的量 （摩尔） 微粒 （个） 2 mol水分子 ( )摩尔氢分子( )摩尔镁原子 0.5 mol氮气 0.8mol碳原子3.01 3.01 10 102323 2 2 6.02 6.02 10 10232312120.5 0.5 6.02 6.02 10 1023230.50.5练习练习1 1( ( ) )摩尔氦原子摩尔氦原子 12 12 6.02 6.02 10 102323 1 16.02 6.02 10 1023230.8 0.8 6.02 6.02 10 102323 物质的量 （摩尔） 微粒 （个） 2摩尔水分子0.8 摩尔镁原子( )摩尔氧气 3.

8、01X10231 1摩尔氮气摩尔氮气 2 2X6.02X10X6.02X1023236.02X106.02X1023234.816X104.816X1023231.204X101.204X1024240.80.8X6.02X10X6.02X1023230.50.5趣味小知识如果把6.021023个直径为2.5cm的硬币排成一行，可以来回于地球与太阳之间240.8亿次如果有 6.021023 粒米让全球60亿人吃，每人每天吃10斤,可吃多少时间？ 判断正误，说明理由。判断正误，说明理由。A.1 molCOA.1 molCO2 2B.1 molB.1 mol小麦小麦C. C.摩尔是摩尔是7 7个基

9、本物理量之一个基本物理量之一D.1 molD.1 mol氢氢 小麦不是微观粒子小麦不是微观粒子没有指出是具体的哪种微观粒子！没有指出是具体的哪种微观粒子！ 摩尔不是物理量摩尔不是物理量从以上可以看出，阿伏加德罗常数是一个很庞大的数字，从以上可以看出，阿伏加德罗常数是一个很庞大的数字，因此物质的量的描述对象只能应用于因此物质的量的描述对象只能应用于，不适用，不适用于宏观物质。于宏观物质。感悟一下感悟一下2 2、1mol1mol的标准与阿伏加德罗常数的标准与阿伏加德罗常数 1mol的标准: 0.012 kg12C中所含的碳原 子数目,数目约为6.021023个。 1 2 3阿伏加德罗常数: 单位m

10、ol1,符号：NA，约为6.021023 mol11 mol物质（微粒）: 含NA个粒子的任何物质或微粒的集合体。 1mol粒子的粒子数0.012Kg12C中所含原子数阿伏加德罗常数6.021023约为约为约为我知道了我还想知道分析1mol物质的质量数值上有什么规律Cl一个微粒的质量1.9931023 g4.48510-23g5.31410-23g2.99010-23g物质的量molmolmolmolmol物质的质量相对分子或原子质量交流与思考 12 27 32 181mol1mol几种物质的质量几种物质的质量64 g Cu定义：单位：数值：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。 符号：

11、Mg/mol或kg/mol以g/mol为单位时，在数值上等于物质或粒子的式量二、摩尔质量注意：与相对原子质量（Ar）或相对分子质量（Mr）的关系： 两者数值相等，摩尔质量有单位( gmol-1 )而相对原子质量或相对分子质量无单位 即1摩尔氢气的质量 =2克氢气的摩尔质量=2 g/mol摩尔质量在数值上等于式量氢气(H2)的式量为2水的摩尔质量(M) =18 g/mol(H2O)的式量为18即1摩尔水的质量(m)=18克物质的量(n)物质的质量 (m) 摩尔质量(M) 摩尔质量(M) 1mol O1mol O2 2的质量是（的质量是（ ） O O2 2的摩尔质量是（的摩尔质量是（ ） O O2

12、 2的相对分子质量是（的相对分子质量是（ ） 1mol Mg 1mol Mg 的质量是（的质量是（ ） MgMg的摩尔质量是（的摩尔质量是（ ） MgMg的相对原子质量是（的相对原子质量是（ ）计算与理解32 g24 g/mol24 g3232 g/mol24发现规律1mol任何粒子或物质的质量（以克为单位 时），其数值与这种粒子的相对原子（分子）质量相等。1molCu质量是 1molO2质量是_ 1molNa+质量是 1molNaCl质量是_ 64g32g23g58.5g结论:课堂练习： 练习练习1. 1. COCO2 2的式量为的式量为_,_,摩尔质量为摩尔质量为_ _ _；molmol二

13、氧化碳的质量为二氧化碳的质量为_;_;4.4g4.4g二氧化碳的物质的量为二氧化碳的物质的量为_;_;2mol2mol二氧化碳的质量为二氧化碳的质量为_. _. 8.8g8.8g二氧化碳相当于二氧化碳相当于_. _. 4444g/mol88 gC12 O1644 g0.1 mol0.2 mol 质量（克） 物质的量 （摩尔） 微粒 （个） 0.5摩尔水分子36克水（ ）摩尔氢分子 1摩尔镁原子 2摩尔氮气6.02X106.02X102222 N-14 H-1 O-16 Mg-249 9克克2mol2mol2X6.02X102X6.02X1023230.10.10.20.2克克2424克克6.0

14、2X106.02X1023232X6.02X102X6.02X1023235656克克3.01X103.01X102323下列说法正确的是 （ ）AO的摩尔质量是32 gmol-1B硫酸的摩尔质量是98gCCO2的相对分子质量是44gDH2O摩尔质量是18g/molD 那么，物质的量，物质的质量，物质的摩尔质量三者之间的关系是怎样的呢？m mn nM =M =n n = =m mMMm m = =n nMMn n = =m mMMm mn nM =M =例例 ： 24.524.5克克H H2 2SOSO4 4的物质的量是多少的物质的量是多少? ?解：解：H H2 2SOSO4 4的相对分子质量

15、为的相对分子质量为9898，故其摩尔质量，故其摩尔质量为为98 gmol98 gmol1 1。n(Hn(H2 2SOSO4 4) ) 14242molg98g5 .24)SOH(M)SOH(m0.25 mol0.25 mol答：答：24.5g24.5g的的H H2 2SOSO4 4的物质的量是的物质的量是0.25mol0.25mol知识迁移知识迁移1、0.5molNaOH的质量是多少？的质量是多少？2、若、若水（水（H2O）的质量是）的质量是36g，你能算出水分子的，你能算出水分子的个数吗？个数吗？【小试身手】宏观物质的质量与微观粒子数目的关系宏观物质的质量与微观粒子数目的关系 m mN NN

16、 NA A= =MMn n= =归纳小结: 物质的量是把微观粒子和宏观物质联系起来物质的量是把微观粒子和宏观物质联系起来的一座桥梁。的一座桥梁。（难见、难称量）（难见、难称量）微观粒子微观粒子宏观物质宏观物质（可见、可称量）（可见、可称量）物质的量物质的量 N NA A N NA A MM M M微粒微粒数数( (N)N)物质的量物质的量(n) (n) 物质的质量物质的质量(m) (m) 意义意义:若amolH2SO4中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为 （ ）Aa/(4b) mol-1 Bb/a mol-1 Ca/b mol-1 Db/(4a) mol-1D D试试吧试试吧三、气体摩

17、尔体积 （ “Vm”) 微粒数的微粒数的多少多少； 微粒的微粒的大小大小； 微粒间的微粒间的距离距离。 （1）决定物质体积的三个因素：）决定物质体积的三个因素：构成固态结构微粒间的距离很小构成液态结构微粒间的距离也小气体分子间距离很大 实验启示实验启示 气体分子间的平均距离要比固气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。体和液体中粒子之间的平均距离大得多。01 mol H2O( 18 mL)1001 mol H1001 mol H2 2O (g) O (g) (3.06(3.0610104 4 mL) mL)(体积扩大1700倍) 因素状态粒子个数 粒子大小固体和 液 体

18、1mol1mol主要因素主要因素忽略忽略1mol1mol忽忽略略决定因素决定因素从微观角度分析,决定物质体积的三个因素 粒子间距离粒子间距离气气 体体同温同压下，气体粒子间的距离相等相同的温度和压强下1mol任何气体所占的体积都相同讨论2、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？3、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都相同呢？1、决定气体体积大小的主要因素有哪些？ 标准状况（S.T.P）：温度（0、273K） 压强（101KPa、1.01105Pa)T.P相同d相同相同（.L).体积（V）取决于分子数目（N或n）分子间平均距离（d）d取决于VnTdPd1mol标准状况下气体摩尔

19、体积要点：v条件：标准状况 （S.T.P）v对象：任何气体v物质的量:1mol结论体积约占体积约占. .22.4L(标准状况）6.021023分子 0.282m标准状况下的气体摩尔体积示意图气体摩尔体积：v常用单位有L/mol(Lmol-1)和m3/mol。Vm=Vnv公式：v符号为Vmv概念：单位物质的量气体所占的体积。注意：注意：在在标准状况标准状况下，下，1mol1mol任何气体任何气体所占的体积所占的体积都都约是约是22.4L22.4L。理解此概念必须注意四个要点：必须是气体物质，不适用固体、液体；物质的量为1mol；必须是标准状况（0 ，1.01105Pa）；气体的物质的量为mol时

20、,体积约是22.4L。 阿伏加德罗定律适用范围：任何气体定律要点：“三同” 定 “一同” 有三个相同，第四个必定相同在相同的温度和压强下，相同体积的任何气在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含相同数目的粒子（相同物质的量）。体都含相同数目的粒子（相同物质的量）。阿伏加德罗定律的推论阿伏加德罗定律的推论111222PnPnNN2、在同温同体积下：111222VnVnNN1、在同温同压下：比例关系：比例关系：“两同两同”, ,另另“两个两个”成成“比例比例” 阿伏加德罗定律的推论:对于任何_ 在同温同压下气体体积V与物质的量n之间的关系为：_； 在同温同压同体积时其质量m、式量M、密度d之间

21、的关系为：_； 在同温同体积时其压强P与物质的量n之间的关系为_； 在同温同压同质量时其体积V与式量M之间的关系为_。气体V1:V2=n1:n2m1:m2=M1:M1=d1:d2=DP1:P2=n1:n2V1:V2=M2:M1 在标准状况下，由甲烷和氧气组成的混合气体，其密度为1g/L，则混合气体中甲烷的质量分数为（ ）A. 60% B. 43% C. 40% D. 57% 利用“十字交叉法”求混合气体中各气体的组成。【练习练习】M=22.4L/mol1g/L = 22.4g/mol163222.49.66.4w(CH4) = 32316522.4100= 42.85BCH4:O2:解:50物

22、质的量浓度 定义：单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，称为B的物质的量浓度。 符号 CB 单位 mol/L或 mol L-1 。 表达式：物质的量浓度（mol/L）= )()(Lmol溶液的体积溶质的物质的量CB=nB/V含义： 在1L溶液中含有1mol溶质，这种溶质的物质的量浓度就是1mol/L。51知识网络：知识网络：粒子个数粒子个数N N 物质的量物质的量n n 质量质量m m气体体积V 物质的量浓度CB Vm Vm NA NA M M V液 V液 52物质的量浓度溶质的质量分数单位公式特点molmol /L L同种溶液中同种溶液中，物质的量浓度与物质的量浓度与溶质质量分溶质质量分数不变

23、（一定）。数不变（一定）。W=mW=m质质/m/m液液 100%100% CB= nB/VCB= nB/V53课堂练习一 用5molNaOH配成500mL溶液，其浓度为 mol/L，取5mL该溶液，其浓度为 _mol/L。 从1L 1mol/L NaCl溶液中，分别取出100mL、10mL和1mL溶液，它们的物质的量浓度是否相等？所含溶质各是多少克？1010相等；溶质质量分别为5.85g、0.585g、0.0585g54课堂练习1、将40g NaOH溶于2L水中配成溶液，其物质的量浓度为0.5mol/L。这样叙述是否正确？为什么？2、从1L3mol/L的NaOH溶液中取出50mL，则取出的溶液

24、中溶质的物质的量浓度是多少？3mol/L553、10mL1mol/L的硫酸溶液比100mL1mol/L的硫酸溶液的浓度小。这种说法是否正确，为什么？4、现有0.2mol/L的K2SO4溶液，当取此溶液1L时，K+离子浓度是0.4mol/L,当取此溶液2L时，SO42-离子的浓度为0.4mol/L。这样说对吗？56课堂练习1、下列溶液与100mL0.5mol/LNa2SO4溶液中的 Na+的物质的量浓度相等的是Na+物质的量相等的是：A、200mL0.5mol/LNaCl溶液B、100mL1mol/LNa2CO3溶液C、100mL0.5mol/LNa3PO4溶液D、1L1mol/LNaOH溶液D

25、A57二、物质的量浓度溶液的配制二、物质的量浓度溶液的配制 例：怎样配制100mL 1.00mol/L 的NaCl溶液？ 七字方针：七字方针： 计计量量溶溶冷冷洗洗定定摇摇58实验所需仪器 烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙（固体溶质使用）烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙（固体溶质使用）、量筒（液体溶质使用）、量筒（液体溶质使用） 59二、物质的量浓度的相关计算1、根据定义式计算：已知 质量计算浓度CB= nB/V气体的体积计算浓度602 2、标况下、标况下XLHClXLHCl溶于溶于1L1L水得到密水得到密度为度为 g/mLg/mL的盐酸，其物质的量的盐酸，其物质的

26、量浓度？浓度？例例1、将将1.06g Na1.06g Na2 2COCO3 3溶解在水中，溶解在水中，配成配成100mL100mL溶液，所得溶液中溶质溶液，所得溶液中溶质的物质的量浓度是多少？的物质的量浓度是多少？612、物质的量浓度与质量分数的换算：CB=1000 MB =CMB1000623、求、求98%的的H2SO4 (密度为密度为1.84 gcm-3) 的物质的量浓度？的物质的量浓度？ 4、求、求63%的的HNO3 (密度为密度为1.2 gcm-3) 的物质的量浓度？的物质的量浓度？63计算原则：计算原则：溶液中溶质的溶液中溶质的物质的物质的量守恒（或溶质的质量守恒）。量守恒（或溶质的

27、质量守恒）。若是两溶液混合，则混合后溶液若是两溶液混合，则混合后溶液中溶质的总物质的量（或总质量）中溶质的总物质的量（或总质量）等于两溶液中溶质的物质的量等于两溶液中溶质的物质的量（或质量）之和。（或质量）之和。 四、有关溶液稀释或浓缩（无晶体四、有关溶液稀释或浓缩（无晶体析出）的计算：析出）的计算：64例例5： 将将20mL物质的量浓度为物质的量浓度为0.5mol/L的的NaOH溶液加水稀释至溶液加水稀释至500mL，求稀释后所得溶液的物质，求稀释后所得溶液的物质的量浓度？的量浓度？ C1V1=C2V2C1V1+C2V2+=C混V混 基本量的换算基本量的换算)L()mol()mol/g(溶液

28、的体积溶质的物质的量物质的量浓度溶质的质量分数溶质的质量溶质的物质的量 MVmV Mm VnC66有关溶液稀释的计算 结论：浓溶液配制稀溶液前后 C1V1=C2V2 n有关两种不同浓度溶液混合的计算 C3V3 = C1V1+C2V2 （混合前后溶质的物质的量总和不变） n有关溶液反应的计算 67溶质粒子数目的计算一 0.5mol/L的NaCl溶液250mL，所含的溶质的质量是多少克？物质的量是多少？溶质的粒子数分别是多少？2L 1mol/L的H2SO4溶液，含溶质的物质的量为 mol，含H+ 个，SO42- 个。浓度为1mol/L的酒精（难电离）和硫酸铝溶液（完全电离）各1L，求它们溶液中含溶质粒子数各是多少？68溶质粒子数目的计算二 0.5 mol /L的下列溶液500mL中含NO3-数目最多的是：（ ）NO3- 物质的量浓度最大的是：（ ） A.硝酸钾 B.硝酸钡 C.硝酸镁 D.硝酸铝 求等体积的0.5 mol /L的三种溶液硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝中阳离子的个数比？阴离子的个数比？69基本量的换算练习一 例1把49克H2SO4配成2L稀H2SO4，其物质的量浓 度为多少？ 例2在200mL稀盐酸中溶有0.7