化学计量在实验中的应用教案

第二节化学计量在实验中的应用

——―-重点难点研析一^——

重难点一、物质的量及其单位

1.使用“物质的量”与“摩尔”时的注意事项

（1）物质的量

①“物质的量”四个字是一人整体概念，不得简化或增添任何字，如不能说成“物质量”“物质的质

量”或“物质的数量”等。

②物质的量是七个基本物理量之一；同“时间”，“长度”等一样，其单位是摩尔（mol）。

③物质的量表示的是微观粒子或微观粒子的特定组合的集合体，不适用于宏观物质，如1mol苹果的

说法是错误的。

④物质的量中所指粒子包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等微观粒子或微观粒子的

特定组合（如NaCl、NaSO等）。

24

（2）摩尔

使用摩尔作单位时必须用化学式指明粒子的种类，如1mo：H表示1摩尔氢原子，1molH表示1摩

2

尔氢分子，1mol氏表示1摩尔氢离子。不能说1mol氢，应该说1mol氢原子（或分子或离子

2.阿伏加德罗常数N

A

阿伏加德罗常数是一个物理量，单位是mol"而不是纯数。

不能误认为N就是6.02X1023。

A

3.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系

摩尔质量（例）相对原子质量相对分子质量

①单位物质的量的物质①一个原子的质量与12c①化学式中各元素相对

概念

所具有的质量；②单位是的1/12作比较，所得的原子质量之和；②单位：

单位g/mol或kg/mol比值；②单位：无无

摩尔质量以g/mcl为单位时.在数值卜等于其相对分子质量或相对原子质量：

联系混合物组成一定时，1mol混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量，

在数值上等于该混合物的平均相对分子质量

特别提醒①1mol任何粒子的质量以克为单位时，在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子

质量相等。

②“摩尔质量在数值上一定等于该物质的相对分子质量或相对原子质量”。这句话对否？为什么？不

对。因为摩尔质量的单位有g・mol」或kgmoL】等，只有以g・mol」为单位时，在数值上才与微观粒

全国中高考备考中心第1页

子的相对原子质量或相对分子质量相等。

③两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系？为什么？

相等。因为任何一种原子的相对原子质量，都是以12c质量的1/12为标准所得的比值。所以，任何原

子的质量之比，就等于它们的相对原子质量之比。

4.物质的量〃、质量相、粒子数目N之间的关系

计算关系

主要应用注意事项

式(公式)

①N有单位：mol-i

A

在〃、N和N中，已知仁意②求〃或N时，概念性问题

NA

n~N

两项求第三项用N；数字性问题用

AA

6.02X1023mol-1

①在M、〃和m中，已知任意M的单位取g/mol时，加的单

m

M=~两项求第三项位取g：的单位取kg/mol

nM

②先求M,后求M

r时，■的单位取kg

①在/〃、N、M和N中，己

A①重视n在〃?和N之间的桥

in知任意三项求第四项梁作用

n

x,w

②以〃恒等列代数方程式解②与N有关的问题莫忽视微

XN4

决较复杂的问题粒的组成和种类

重难点二、气体摩尔体积

1.气体摩尔体积的适用范围

气体摩尔体积的适用范围是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2mol3与0.8mol

的混合气体在标准状况下的体积约为22.4Lo

2.气体摩尔体积的数值

(1)气体摩尔体积的数值与温度和压强有关

⑵标准状况下任何气体的气体摩尔体积为22.4L-mol-i

(3)非标准状况下气体摩尔体枳可能是22.4也可能不是22.4Lmol-i.1mol气体的体积若为

22.4L,它所处的状况不一定是标准状况,如气体在273℃和202kPa时，2m为22.4Lmol」。

特别提醒利用22.4Lmol」计算或判断时一定要看清气体所处的状况。常出现的错误：

①忽视物质在标准状况下的状态是否为气态，如水在标准状况下为液态，计算该条件下的体积时不能

应用22.4L-mol-io

②忽视气体所处的状态是否为标准状况，如“常温常压下2molO2的体积为44.8L”的说法是错误的，

因常温常压下气体摩尔体积不是22.4L-mol-io

全国中高考备考中心第2页

备考中心

3.气体体积与其他物理量的关系

M—NA—Vm

⑴标准状况下气体体积的计算一

V=22.4L•mol-i•n

(2)标准状况下气体密度

_mM(g.mol])

V=22.4(L-mol-1)

4.阿伏加德罗定律及推论

(1)阿伏加德罗定律的内容

同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的分了飞

①适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。

②“四同”定律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。即三同定一

0

⑵阿伏加德罗定律的推论：

①同温、同压：气体的体积与物质的量成正比1境

Pl=Ml

②同温、同压：气体的密度与摩尔质量成正比P2H

TH1_All

③同温、同压、同体积：气体的质量与摩尔质量成正比

特别提醒①标准状况下的气体摩尔体积是22.4L・山5-1,是阿伏加德罗定律的个特例。

②以上推论只适用于气体(包括混合气体)，公式不能死记硬背，要在理解的基础上加以运用。

5.求气体摩尔质量的常用方法

(1)根据标准状况下气体密度(p)M=pX22.4

⑵根据气体的相对密度(D=pi/p2)MI/M2=D

口=也=巴

说明气体的相对密度是指在同温同压下两种气体的密度之比即P2M。

全国中高考备考中心第3页

备考中心

m

(3)根据物质的量(n)与物质的质量(m)M=--

n

(4)根据一定质量(m)物质中的微粒数(N)和阿伏加德罗常数(N)M=N,m/N

AA

⑸根据化学方程式结合质量守恒定律

(6)混合气体平均摩尔质量

[(4)]仍然成立;②还可以用下式计算:

M=M1Xa%+M2Xb%+M3X

M1.M2、M3,,,,分别表示混合气体中各组成成分的摩尔质量，a%、b%、C%”,,分别表示各组成成

分所占混合气体的体枳分数(即物质的量分数)。

重难点三、物质的量在化学实验中的应用

1.物质的量浓度概念的理解

在公式"B)=m国中

V(B)

⑴溶质是用物质的量表示而不是质量表示；体积表示溶液的体枳，而不表示溶剂的体积，并且体积单

位为L。

(2)带结晶水的物质溶于水后，溶质是不含结晶水的化合物，溶剂中的水包括结晶水。

⑶从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但随溶液体积的变化溶质的物

质】勺量不同。

(4)气体溶于一定体积的水中，溶液的体积不等于溶剂的体枳而应根据溶液密度和溶液质量求算。

(5)若浓溶液稀释或浓度差别我大的溶液混合，混合后溶液的总体积比原来的体积之和小。

2.辨析比较

物质的量浓度与溶液溶质的质量分数

内容物质的量浓度质量分数

以单位体积溶液里含有溶质的物质用溶质质量与溶液质量之比来表示

定义

的量来表示溶液组成溶液组成

溶质的

molg

单位

溶液的

Lg

单位

全国中高考备考中心第4页

物质的量浓度

质量分数=

计算(mol-L-1)=

溶质的质量侬

公式溶质的物质的量(mol)溶液的质量但)°0°

溶液的体积(L)

物质的量浓度(moFL，)=

两者的

lOOOmLX溶液的密度值・mL1)X质量分数

关系

溶质的摩尔质量igmol」)XlL

3.容量瓶使用注意事项

⑴按所配溶液的体积选择合适规格的容量瓶

选择容量瓶必须指明规格，其规格应与所配溶液的体积相等。如果不等，应选择略大于此为积的容量

瓶，如配制500mLimo卜L」的NaCl溶液应选择500mL容量瓶，若需要480mL上述溶液，因无480mL

容量瓶，也选择500mL容量瓶，配500mL溶液所需溶质的物质的量应按配制500mL溶液计算。

⑵容量瓶使用前一定要检验是否漏液

方法是：向容量瓶中注入少量水，塞紧玻璃塞，用手指按住瓶塞，另一只手按住瓶底倒转容量瓶，一

段时间后观察瓶塞处是否有液体渗出，若无液体渗出，将其放正，把玻璃塞旋转180%再倒转观察。

⑶不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释，容量瓶不能作反应器，不能加热，也不能久贮溶

液)

(4)配制好的溶液应及时转移到试剂瓶中，井贴上标签。

4.一定物质的量浓度溶液配制过程中的注意事项

(1)向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，以防液体溅至瓶外。

⑵不能在容量瓶中溶解溶质，溶液注入容量瓶前要恢5：到室温。

(3)容量瓶上只有一个刻度线，读数时要使视线、容量瓶刻度线与溶液凹液面的最低点相切。

(4)如果加水定容时超过刻度线或转移液体时溶液洒到容量瓶外，均应重新配制。

(5)定容后再盖上容量瓶塞摇匀后出现液面低于刻度线，不能再加蒸储水。

(6)称量NaOH等易潮解和强腐蚀性的药品，不能放在纸上.称量，应放在小烧杯里称量。若稀释浓HSO,

24

需在烧杯中加少量蒸储水再缓缓加入浓HSO,并用玻璃棒搅拦。

24

5.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析

一般是依据实验原理，对实验结果的数学表达式进行分析(属于公式法)。c(B)=®=也。c(B)的误

VMV

差取决于，〃和V的值是否准确。以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例分析以下操作：

能引起误差的一些操作过程分析对C

全国中高考备考中心第5页

备考中心

的影

mV

称量时间过长响

减小不变偏低

用滤纸称NaOH减小不变偏低

向容量瓶注液时少量流出减小不变偏低

未洗烧杯和玻璃棒减小不变偏低

定容时，水加多后用滴管吸出减少不变偏低

定容摇匀时液面下降再加水不变增大偏低

定容时俯视读数(读刻度)不变减小偏高

定容时仰视读刻度不变增大偏低

方法引导定容误差的判断方法

Z

刻3川冢

旌

■■

J

ab

定容的目标是容量瓶的容积，相关主要方法是以平视式、以容量瓶的刻度线为目标、观察液面与刻度

的位置关系，标准是液面的最低点与刻度线齐平时，液体体积恰好等于容量瓶的容积。

(A)仰视式观察，溶液体枳偏大。如图(a)

(B)俯视式观察，溶液体积偏小。如图(b)

6.关于物质的量浓度的计算

(1)溶液的稀释与混合

①稀释溶质的质量不变clV1=c2V2

[cl、c2和VI、V2分别表示稀释前后溶液的物质的量浓度和体积]

a.稀溶液稀释时V2=VH2O+V1

b.浓溶液稀释时V2WVH2O+V1

②混合

clVl+c2V2=—RV混

a.混合后溶液体积丫混丑1+丫2(两溶液浓度相同或差别较小或稀溶液混合)

mVp+Vp

b.混合物溶液体积改变Y----5为两溶液浓度差别较大)

«Pp

[c、c,P、P,Y、V分别表示混合前同一溶质溶液的物质的量浓度、密度、体积，c、p、U

121212«r；fiitt

表示混合溶液的物质的量浓度、密度、体积]

(2)物质的量浓度QB)与溶质质量分数(W)的换算

全国中高考备考中心第6页

dB)=LQ23叫工」垃(左皿/

M(gmol」)

M：溶质B的摩尔质量p：溶液密度(g・mL」)

推导方法设溶液为1L,则

①c(B尸呼可&处000_mLXc£OOOjmLLjig2pL

口M(gmol-i)

1L

函=/$_x100%=-一=㈣吧±2型S年㈣二2x100%=

〃?(溶液)100DmLXp(gmL-i)p(g-mL-i)Xl000mL

c[Bl(molL口必左如Ji

1000(mL-L!)P(gmL1)

(3)饱和溶液物质的量浓度与溶解度⑸的换算

ZR)=LQ2Qlmkt」)2传四L上限

IJ(S+100)(g)A/(gmcl-i)

P：饱和溶液密度(gmLi)历：溶质B的摩尔质量

(gmol」)

注只适用于饱和溶液中的换算

推导方法设溶剂为100g，则B为Sg,溶液为(100+S)g

S闾

〃旧)

C(B)=3M(g-mol-])

VflOO+Og

lO^L-mL-1

P(g-mLi)

IpOOtoLLJloJgimLJES'lgL(100+

S)(g)-M(gmol-i)

(4)标准状况下气体溶于水所得溶液的物质的量浓度

标准状况下，VL气体溶于V(HO)L中，所得溶液密度为

2

p(gmL」)则：

VL

①气体的物质的量:

22.4L-mol】

②溶液体积：V=X10-3L-mL-i

P(gmL-i)

③根据c=_」一•知

H溶液)

=______1228叫值1口"______

c-M(g-moTij-V(L)T22400(ginol>)-VfHpj'lLj

全国中高考备考中心第7页

备考中心

特别提醒①溶液体积的单位是L,p的单位是g-mLi时，利用“溶液）=计算以溶液）时注

P。谷?（幻

意单位换算。

②当气体作为溶质溶于水时，溶液的体积不等于气体体积在溶剂体积之和，也不等于溶剂的体积，而

应该是口溶液）"纵。

p（溶液）

③浓度差别较大的两溶液或浓溶液加水稀释时，混和后溶液的体积”混合）=_巴二.

d混合）

———一典型实例剖析———

题型1物质的量及其单位

【例1】下列说法中正确的是（）

A.摩尔是国际单位制中的七个物理量之一

B.0.5molH。中含有的原子数目为L5N

2A

C.64g氧相当于2moi氧

D.1mol任何物质都约含有6.02X1023个原子

解析A项：物质的量是国际单位制中的七个物理量之一，摩尔是物质的量的单位：C项：使用物质的

量或摩尔时必须用化学式指明确定的粒子，“2mol氧”这种说法中的氧未指明是氧原子、氧分子还是氧

离子；D项：构成物质的粒子除了原子外，还有分子、离子等。

答案B

⑥方法总结

学习化学概念时，一定要把与概念相关的文字读细、读精，要抓住概念的木质特征去理解；使用物质

的量及其单位时，一定要用化学式表明粒子的种类，不能用中文名称，以确保含义明了。

题型2气体摩尔体积的概念

【例2】下列说法中正确的是（）

A.32gO占有的体积约为22.4L

2

B.22.4LN含阿伏加德罗常数个氮分子

2

C.在标准状况下，22.4L水的质量约为18g

D.22g二氧化碳与标准状况下11.2LHC1含有相同的分子数

解析A、B项都没有指明在标准状况下，因而是错误的；C项在标况下水是液体；D项中22gCO

2

的物质的量与标况下的11.2LHC1的物质的量相等，所含分子数也相等。

答案D

全国中高考备考中心第8页

⑥拓展提升

①标准状况下任何单一气体或混合气体的气体摩尔体积都约为22.4Lmol-i,即与气体的种类无关。

非标准状况下气体摩尔体积也有可能为22.4L-mol-io

②若题目给出物质的体积：一要看是否为标准状况；二要看该物质在标准状况下是否为气体。若不是

气体或非标准状况均不能用22.4L-mol-i进行求解。

③若题目给出气体的质量或物质的量则粒子数目与外界条件无关。

④若题目求稀有气体的粒子数目，需注意它是单原子分子。

题型3阿伏加德罗定律及其推论

【例3】在体积相同的两个密闭容器中分别充满O、O气体，当这两个容器内温度和气体密度相等

23

时，下列说法正确的是（）

A.两种气体的压强相等

B.O比O的质量小

23

C.两种气体的分子数目相等

D,两种气体的氧原子数目相等

解析本题主要考杳对气体温度、压强、体积、密度、质量等物理量的相互关系及阿伏加德罗定律的

理解和掌握情况。

根据m=体积、密度相等的O、O的质量相等，物质的量之比为2：-=3:2,压强之比为3：2,

233248

分子数目之比为3:2,o2mi:K正确答案为D,

原子数目之比为3：4虫=

答案D

⑥拓展提升

解答该题时要注意两个问题：

①温度问题：气体的压强与温度有关，物质的量不相等时，若温度也不相等，气体的压强有可能相等。

②O和O的组成问题：尽管O和O的物质的量不相等，但质量相等，而质量实际上是氧原子的质

2323

量，所以二者所含原子数也相等。

题型4一定物质的量浓度溶液的配制

【例4】实验室里需用480mL0.1mol/L的硫酸铜溶液，现选用500mL容量瓶进行配制，以下操作

正确的是（）

A称取7.68g硫酸铜，加入500mL水

B.称取12.0g胆桃配成500mL溶液

C.称取8.0g硫酸铜，加入500mL水

D.称取12.5g胆矶配成500mL溶液

全国中高考备考中心第9页

解析配制500mL