必修1第一章 第二讲： 化学计量在实验中的应用【学案】

1、第一章从实验学化学第二讲化学计量在实验中的应用教学目标:1.认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。2.了解物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积及物质的量浓度等概念的意义。3.掌握以物质的量为中心的化学量之间的关系及相互之间的换算。4.认识实验、假说、模型、比较、分类等科学方法对化学研究的作用。教学重点:物质的量、物质的量浓度的概念,物质的量、摩尔质量和物质的量浓度的关系,一定物质的量浓度溶液的配制方法。教学难点:物质的量的概念,一定物质的量浓度溶液的配制方法。课时安排:两课时 知识点1、物质的量及其单位摩尔1.物

2、质的量:(1物质的量是国际单位制中个基本物理量之一,科学上采用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。它是一个口头上或书面表达都不可分割的专用名词,不可任意添减字,既是物质的质量,也是物质的数量。它是描述的物理量。它的单位是,符号为,在希腊语中它是“堆量”的意思。(2物质的量只能用来描述、等微观粒子或微粒的特定组合,不能指宏观物质。(3物质的量的计量标准阿伏加德罗常数,称阿伏加德罗常数,符号为,单位。当某物质中指定的粒子集体所含的指定粒子数与相同时,则该粒子物质的量为1mol。如:1 mol H2O中含有H2O 数是个,含氢原子个2.摩尔(1摩尔是物

3、质的量的单位,它们的关系正如长度与米,质量与克一样。(2使用摩尔作单位时,应该用化学式符号指明粒子种类,而不能用名称。否则,概念模糊,意义不清。例:1 mol H 表示1mol氢原子,而不能说1 mol 氢。1摩尔氢离子应如何表示?1molH+。练习:(1判断下列表示方法是否正确? 1 mol 氧 1 mol 钠 1 mol H2SO41 mol Na2CO3 1 mol 苹果 1 mol NO3-(21mol硫酸含有阿伏加德罗常数个微粒。(31mol CaCl2中含_molCa2+,_molCl-,_mol质子。(42 mol CO2中含有1mol C 和_mol O ,含有_个CO2。(5

4、_mol H 2O 中所含有的氧原子数与1.5 mol CO 2中含有的氧原子数相同。 知识点2、摩尔质量 1.1 mol 任何物质的质量1 mol 任何物质均含有阿伏加德罗个粒子,但由于不同的粒子质量不同,故1 mol 不同物质的质量一般也不同。C-12 的相对原子质量为 12 ,而 0.012kgC-12 所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,即1 mol C-12 的质量为 12 g ,由此根据氧元素的相对原子质量可推出 1 mol O 的质量。练习: 1 mol H 、H 2、O 、O 2、 Na 、Na +、SO 42-的质量分别是多少?2.摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔

5、质量。摩尔质量在数值上等于1摩尔物质的质量。 练习:(1Fe 、 Fe 2+、Fe 3+的摩尔质量为 。(2O 2和H 2SO 4的摩尔质量分别为 g/mol 、98 。 (3NH 4+,H 2PO 4的摩尔质量分别为 、 。思考:物质的式量,物质的摩尔质量,1mol 物质的质量三者的区别和联系 如:O 2的式量为 ,摩尔质量 ,1molO 2的质量 。归纳总结 物质的量、质量、摩尔质量、微粒数、阿伏加德罗常数的换算关系知识点3.物质的质量、物质的量、粒子数三者之间的关系 利用阿伏加德罗常数和物质的摩尔质量,可进行三者的相互求算。 知识点4、气体摩尔体积1、追根寻源:决定物质体积大小的因素在粒

6、子数目相同的情况下,物质体积的大小主要决定于微粒的大小和微粒之间的平均距离。当粒子之间的距离很小时,物质的体积就主要决定于微粒间的大小;当粒子间的距离比较大时,物质的体积就主要决定于微粒间的平均距离。气体体积的大小主要决定于气体分子的平均距离。气体的体积与温度、压强等外界条件有怎样的关系?在其他条件不变时,温度越高,气体体积越大;压强越大,气体体积越小。 2、气体摩尔体积:定义:在一定的温度和压强下,单位物质的量的物质所占有的体积。 表达式:Vm =V/n ,常用单位:L/mol标况下,气体的摩尔体积约为22.4L/mol ,这是在特定条件下的气体摩尔体积。 使用标况下气体摩尔体积应注意:a

7、、条件:标准状况;b 、单位:L/mol;c 、适用范围:气体;d 、数值约为22.4L/mol 应用气体摩尔体积(标况计算的几种情况:气体体积V 物质的量n 质量m 摩尔质量M 密度 式量Mr 、据气体体积求其物质的量:n =V/22.4L/mol、据气体质量求其标况下体积:V =m (22.4L/mol /M×N A÷N A n N、据气体摩尔质量求其标况下密度:=M/22.4L/mol、据气体标况下的体积求质量:m= VM/22.4L/mol、据标况下气体密度求式量:M=22.4L/mol、据气体标况下的溶解度,求饱和溶液的质量分数、物质的量浓度(略标准状况是指温度为

8、0,压强为101KPa。小练习如果ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标况下的体积是(用NA表示阿伏加德罗常数知识点5、物质的量浓度(一物质的量浓度1.定义:单位体积的溶液中所含溶质的物质的量。2.符号:CB常用单位:mol/L数学表达式 CB=nB/V思考:(11.0L 1mol/LH2SO4中溶质以存在,物质的量各是。从其中取出100mL,溶液的物质的量浓度是,以上微粒物质的量浓度各是。(21.0L 1mol/L葡萄糖(C6H12O6溶液中,溶质以存在,质量是g 。(二配制一定物质的量浓度的溶液。配制 0.1L0.4mol/L的NaCl 溶液1. 常用实验仪器:认识仪器容量瓶;规格

9、:100ml标识:200C 100ml;使用注意事项:每一容量瓶只能配置相应规定体积的溶液,使用前要检验是否漏水容量瓶不能加热,不能久贮溶液,不能在瓶内溶解固体或稀释液体2. 实验步骤:计算溶质的质量(或体积。称量。(固体一般用托盘天平,液体用量筒或滴定管溶解(或稀释在烧杯中进行,并且恢复到室温。移液,用玻璃棒引流,转移到容量瓶中。洗涤,用蒸馏水洗烧杯与玻璃棒约23次,并将洗涤液注入容量瓶中,轻轻摇动容量瓶使溶液混和均匀。定容:继续加水到液面在刻度线以下2-3cm时,改用胶头滴管逐滴加水,使溶液凹面恰好与刻度线相切。摇匀:反复颠倒摇匀。将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签备用。 1. 关于物质

10、的量浓度概念的计算,包括已知溶质质量和溶液体积求浓度。配制一定浓度溶液时所需溶液的质量和溶液的体积的计算等。用到的公式为:C=n/V例:配制500ml0.1mol/L CuSO4溶液,需要CuSO4·5H2O的质量是多少?m=0.5L×0.1mol/L×250g/mol=12.5g2. 溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算。例1:市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%,密度为1.84g/cm3,计算市售浓硫酸的物质的量浓度?C=(1000ml×1.84g/cm3×98%/(98g/mol×1L=18.4mol/L例2:正常人体中

11、,血液中葡萄糖(简称血糖的质量分数约为0.1%,设血液的密度为1g/cm3,则血糖的物质的量浓度是多少?C=(1000ml×1g/cm3×0.1%/(180g/mol×1L=0.0056mol/L3. 一定物质的量浓度溶液的稀释。例1:将250ml质量分数为98%,密度为1.84g/cm3的浓硫酸稀释到600ml,此时溶液中硫酸的物质的量浓度是多少?C=(250ml×1.84g/cm3×98%/(98g/mol×0.6L=7.67mol/L例2:300 mL某H2SO4溶液中含H2SO4147 g,用此溶液配制1.0 mol/L的H2

12、SO4需原溶液和水的体积比是_。1:4(四气体溶解的计算例:标准状况下,a体积氨气溶解于b体积水中得溶液密度为d g/mL,求溶液的物质的量浓度及溶质的质量百分数?C=1000ad/(17a+22400b mol/L w=17a/(17a+22400b(五物质的量应用于化学方程式的计算化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质相应组成粒子的数目之比,等于各物质的物质的量之比。格式归纳:在化学方程式中,列比例计算时要保持“上下一致,左右相当”的原则。即:同一物质的物理量及单位必须相同,不同物质之间物理量及单位可以不同,各物理量之间均能通过物质的量来相互转化。例题1:完全中和 0.1molNaO

13、H 需要H2SO4的物质的量是多少?所需 H2SO4的质量是多少?2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O2mol 1mol0.1mol n(H2SO4n(H2SO4=0.1mol×1mol/2mol=0.05molm(H2SO4=98g/mol×0.05mol=4.9g例2:在200 ml 0.1mol/L 的AlCl3溶液中,滴入足量的硝酸银溶液,生成的沉淀的质量是多少?AlCl3 + 3AgNO3= 3 AgCl+Al(NO331mol 3×143.5g0.2L×0.1mol/L m (AgCl /1mol =8.61g 阿伏加德罗定律:

14、同温同压下,同体积的气体具有同数的分子。在非标准状况下,不能用气体摩尔体积22.4 L / mol 进行计算,这时可利用阿氏定律及其有关关系来计算。由这一定律可知: 同温同压下,同体积的任何气体含有相同物质的量的分子; 同温同压下任何混合气体的分子总数与相同状态下的各纯气体的分子数之和相同。并且还可推出气体反应定律:在有气体存在的化学方程式中,气体物质的化学计量数之比,既是分子数之比,物质的量之比,也是相同状态下气体体积比。与此相关的还有以下几条规律应掌握:1、同温同压下,气体的体积与物质的量成正比。对于一反应体系(包括密闭体系,气体总体积与总的物质的量成正比。即:21V V =21n n 。

15、2、同温同体积下,气体的压强与物质的量成正比。对于一反应体系(包括密闭体系,气体总的物质的量之比等于压强比。即:21P P =21n n 。3、同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于摩尔质量之比,等于密度之比。即:21m m =21MM =21。4、同温同压下,相同质量的任何气体的体积比等于摩尔质量之反比。即: 21V V =12M M 。5、同温同体积时,等质量的任何气体的压强之比等于摩尔质量的反比。即: 21P P =12MM 。6、当温度相同,物质的量也相同时,气体的体积与压强成反比。即:21V V =12P P 。二、有关气体的几个量的求解策略 1、关于气体的相对密度。气体的相对密度

16、是指两种气体的密度比。 D =21=2211V m V m =故相对密度可以看作是气体的相对分子质量之比。因此,相对密度单位为1,是一个微观量。利用相对密度可求气态物质的相对分子质量。M r1=D ×M r2若以空气作标准,则为:M r =29 D 空 ,若是氢气作标准,则为:M r =22H D 。2、求气态有机物的摩尔质量或相对分子质量高中化学必修 1 (1 物质的量定义法：M 第一章 从实验学化学 (2 密度法：M×22.4 mol / L (3 质量体积法：M m n m ×22.4 mol / L V 2 (4 相对密度法：Mr1D×Mr2；M

17、r 29 D 空 ，Mr 2 DH 。(微观法 、求混合气体(气体间不发生反应 3、 求混合气体(气体间不发生反应的平均摩尔质量或平均相对分子质量 、求混合气体 (1 物质的量定义法： M m n (2 密度法： M ×22.4 mol / L (3 平均量法：混合气体可看成一种气体，不过平均分子量应按下式计算： M M1×n1%M2×n2%M1×V1%M2×V2% 三、有关物质的量浓度的二关系 同 c、同 V 的溶液中所含溶质的物质的量相等。 从一溶液中取出任一体积的溶液，其溶质的物质的量浓度不变，但溶质的物质的量 和质量都减少。 (1 有关

18、量纲式：c (2 用浓溶液 A(用质量分数表示配制稀溶液 B(用物质的量浓度表示求所需浓溶液的体 积 VA cB × VB × M A × VA × A 3 (mol / L (L (g / mol % (mL (g / cm (3 物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算 令 V1L1000 mL，则得：c n ；mV×× ；mc×V×M V (4 稀释规则：稀释前后溶质的质量和物质的量不变。 m 浓× 浓 m 稀× 稀 V 浓×浓× 浓 V 稀×稀× 稀

19、 c 浓×V 浓 c 稀×V 稀 (5 混合规则：混合前后溶质的质量不变。 m1×1% m2×2% m3×3% ，式中,m1m2 m3 (质量有加和性 则有体积效应， V1V2 V3(体积没有加和性， 即 c1V1 × c2V2 = c3V3 若告诉混合后溶液的密度， 混合后溶液的体积要根据混合溶液的密度来计算。 典例剖析 【例 1】已知铁的相对原子质量是 56，则 1 个铁原子的质量是g。 】 【例 2】在 24g 碳原子中，所有碳原子的电子数为个。 】 + 2.3g 金属钠与水反应后， 所得的溶液中， 要使每 100 个水分子中溶

20、解有 1 个 Na ， 【 例 3】 求所需水的质量。 延伸点拨： 延伸点拨：由本题求解过程可知，物质的量起到了微观与宏观的桥梁作用。 22 【例 4】某硫酸钠溶液中含有 3.01×10 个 Na+，则该溶液中 SO42 的物质的量是。 】 【例 5】4时某一滴管滴出 30 滴水，体积为 amL，则每滴水中所含的水分子数为 】 陈颢 316285334 第 6 页，共 9 页 一切为了学生的发展 1000mL × × M × 1L 高中化学必修 1 A C 第一章 从实验学化学 B 6.02×1023 30×18a 18 ×

21、 30 a 6 . 02 × 10 23 18 a × 6 .02 × 10 23 30 a × 6.02×1023 D 30×18 【例 6】下列关于物质的量的叙述中，错误的是 23 A.1 mol 任何物质都含有 6.02×10 个分子 12 23 B.0.012 kg C 中含有约 6.02×10 个碳原子 C.1 mol 水中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧 24 D.1 mol Ne 含有 6.02×10 个电子 【例 7】 由 CO2、H2 和 CO 组成的混合气在同温同压下与氮气的密度

22、相同。 则该混合气 体中 CO2、H2 和 CO 的体积比为 A29:8:13 B22:1:14 C13:8:29 D26:16:57 (2003 年全国A、 C 是短周期A 和A 族元素的碳酸盐， B、 它们的质量分别为 mA、 【 例 8】 mB、mC，与足量盐酸完全反应，消耗盐酸的物质的量分别为 nA(HCl、nB(HCl、nC(HCl。 已知：mAmB+mC，nA(HClnB(HCl+ nC(HCl） 。请填空： (1写出短周期A 和A 族元素形成的所有碳酸盐的名称： (2若以 MA、MB 和 MC 分别表示 A、B、C 的相对分子质量，试写出 MA、MB 和 MC 三者的相互 关系式

23、 。 (3A 的正确选择有 种，其化学式为： 。 (4若 A 和 B 为A 族元素的碳酸盐，C 为A 族元素的碳酸盐，则 A、B、C 的化学式依 次是 ，mBmC1 。 （保留 2 位小数） 【例 9】在 25101kPa 下，将 15L02 通入 10LCO 和 H2 的混合气体中，使其完全燃烧，干 燥后恢复至原来的温度和压强。 (1若剩余气体的体积为 15L，则原 CO 和 H2 的混合气中，V（CO）=_L,V(H2=_L。 (2若剩余气体体积为 aL，则原 CO 和 H2 的混合气中，V（CO）:V（H2）=_。 (3若剩余气体的体积为 aL,则 a 的取值范围是_。 3 【例 10】

24、 在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为 V mL，溶液密度为 d g·cm ， 1 质量分数(质量百分比浓度为 w%，物质的量浓度为 c mol·L ，溶液中含氢氧化钠质量为 m g。 (1用 w 来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S为 。 (2用 m、V 表示溶液中溶质的物质的量浓度 c 为 。 (3用 w、d 表示溶液中溶质的物质的量浓度 c 为 。 (4用 c、d 表示溶液中溶质的质量分数为 。 陈颢 316285334 第 7 页，共 9 页 一切为了学生的发展 高中化学必修 1 第一章 从实验学化学 知能训练 一、选择题 1.（2006 上海 8）某非金属单质 A

25、 和氧气发生化合反应生成 B。B 为气体，其体积是 反应掉氧气体积的两倍（同温同压。以下对 B 分子组成的推测一定正确的 A 有 1 个氧原子 B 有 2 个氧原子 C 有 1 个 A 原子 D 有 2 个 A 原子 3 2.（2006 全国理综·9）某氯化镁溶液的密度为 1.18g/cm ，其中镁离子的质量分数为 5.1%，300mL 该溶液中 Cl 离子的物质的量约等于 A 0.37mol B 0.63mol C 0.74mol D 1.5mol 3实验室需用 480mL0.1 mol/L 的硫酸铜溶液，现选取 500 mL 容量瓶进行配制，以下操 作正确的是 A称取 7.68g

26、 硫酸铜，加入 500 mL 水 B称取 12.0g 胆矾配成 500 mL 溶液 C称取 8.0g 硫酸铜，加入 500 mL 水 D称取 12.5g 胆矾配成 500 mL 溶液 4某温度下向 100g 澄清的饱和石灰水中加入 5.6g 生石灰，充分反应后恢复到原来的 温度。下列叙述正确的是 A沉淀物的质量为 5.6g B沉淀物的质量为 7.4g C饱和石灰水的质量大于 98.2g D饱和石灰水的质量小于 98.2g 5质量分数为 n 的 NaOH 溶液，其物质的量浓度为 a mol·L-1，加热蒸发水使质量分数 变成 2n，此时该溶液的物质的量浓度为 b mol·L-

27、1，则 a 与 b 的关系为 Ab = 2a Ba = 2b Cb > 2a Db < 2a 6（2003 年江苏）质量分数为 a 的某物质的溶液 m g 与质量分数为 b 的该物质的溶液 n g 混合后，蒸发掉 p g 水。得到的溶液每毫升质量为 q g，物质的量浓度为 c。则溶质的分子 量（相对分子质量）为 Aq(am+bn/c(m+np Bc(m+np /q(am+bn C1000q(am+bn/c(m+np D1000c(m+np/q(am+bn 7（2003 年江苏）若以1 和2 分别表示浓度为 a mol·L 1 和 b mol·L 1 氨水的质量分

28、 数，且知 2a=b，则下列推断正确的是（氨水的密度比纯水的小） A、21=2 B、22=1 C、2>21 D、1<2<21 1 3 8 100g 浓度为 18 mol·L 、 在 密度为(g·cm 的浓硫酸中加入一定量的水稀释成 9mol·L 1 的硫酸，则加入水的体积为 A小于 100mL B等于 100mL C大于 100mL D等于 100/mL 9（20002 年春季）今有 0.1mol·L 1Na2SO4 溶液 300mL，0.1mol·L 1MgSO4 溶液 200mL 1 和 0.1mol·L Al2(SO43 溶液 100mL，这三种溶液中硫酸根离子浓度之比是 A111 B322 C323 D113 10 100mL 0.3mol·L 1Na2SO4 溶液和 50mL 0.2mol·L 1Al2(SO43 溶液混合后， 溶液中 SO42 的物质的量浓度为 A0.20mol·L 1 B0.25mol·L 1 C0.40mol·L 1 D0.50mol·L 1 二、填空题 11在配制物质的量浓度溶液时，下列操作出现的后果是(填： “溶液浓度不准确”“偏 、 低”“偏高”“无影响”： 、 、 (1配制氢氧化钠溶液时，称取已吸潮的氢氧