化学工具知识2-宏观与微观量的转换工具.ppt

1、第2讲 化学工具性知识2,宏观与微观量的转换,宏观可称量的物理量（如质量、体积）,微观粒子个数 （包括有分子、原子、离子、质子、中子、电子等）,转换工具,物质的量是一个表示物质含有结构微粒多少的物理量，是国际单位制中的7个基本物理量之一。物质的量的符号为n，表示含有一定数目粒子的集合体。 “物质的量”是一个物理量的整体名词，四个字必须集合在一起才有特定的含义，四个字缺一不可，否则它的意义将会完全改变。,一、将微观粒子“打包”,物质的量是用来表示物质所含粒子数的集合体，用符号n表示。 物质的量的单位为摩尔，符号为 mol。,摩尔简称摩，符号为mol,来源于拉丁文，原意是大量和堆积,国际上规定：1

2、mol任何粒子集和体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同， 约为 6.02 1023个。 把6.02 1023 mol-1叫做阿伏加德罗常数，符号位NA，单位为mol-1,是一个物理量。,基本物理量,摩尔,mol,发光强度,坎（德拉）,cd,物质的量,1mol碳原子中含有6.021023个碳原子 1mol水分子中含有6.021023个水分子 1mol氢离子中含有6.021023个氢离子 1molH中含有6.021023个H 1molO2中含有6.021023个O2,注意,使用摩尔时要指明微粒名称，如1mol碳原子、1molCO2、不能说1mol氧，因为这时微粒是氧原子还是氧分

3、子分辨不清,6.021023个,1.5NA,0.5mol,1mol,6.021023个,3.011023个,1.8061024个,0.5mol,3mol,阿伏加德罗的贡献,阿伏加德罗（17761856），意大利化学家。1776年8月9日生于都灵，他从学习法律转向研究数学、物理、化学和哲学。1819年，当选为都灵科学院院士。,他在1811年发表了一篇论文，题目是原子相对质量的测定方法及原子进入化合物时数目比例的确定，提出了分子假说：“原子是参加化学反应的质点，而单质或化合物中能独立存在的最小质点则是分子。分子由原子组成，单质分子由相同元素的原子组成；化合物的分子则由不同元素的原子所组成。,阿伏加

4、德罗的分子假说为近代物理和化学的发展提供了重要的理论基础，使人们对物质结构有了新的认识。,1 摩尔物质的质量如何确定,1个铁原子质量 = 9.28810-26千克 1mol铁原子质量 = 9.28810-26千克6.021023个 = 55.91376 10-3千克 = 56克,1个氧原子质量 = 2.65710-26千克 1mol氧原子质量 = 2.65710-26千克6.021023个 = 15.9951410-3千克 = 16克,摩尔质量,将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔 质量,符号为M,常用单位是克/摩 或 g/mol,1mol 任何粒子或物质的质量以克为单位时，其数值都与该粒

5、子的相对原子质量或相对分子质量相等。,二、质量与物质的量的转换工具,氢的原子量是1，1mol氢原子的质量是1g, 氢原子的摩尔质量是1g/mol 氧气的式量是32，1mol氧气分子的质量是32g， 氧气的摩尔质量是32g/mol 硫酸的式量是98，1mol硫酸分子的质量是98g， 硫酸的摩尔质量是98g/mol 氢氧根离子的式量是17，1mol氢氧根离子的质 量是17g,氢氧根离子的摩尔质量是17g/mol,摩尔质量的单位是克/摩,注意,物质的摩尔质量(M)、质量(m)和物质的量(n)之间的关系,m = n M,关于摩尔质量的计算,练习1：24.5gH2SO4的物质的量是多少？ 1.5mol

6、Na2CO3的质量是多少？,练习2：71gNa2SO4中含有Na+和SO42-的物质的量各是多少？,解：Na2SO4的相对分子质量为142，摩尔质量为142gmol-1,n(Na2SO4)=,=0.5mol,则Na+的物质的量为1mol，SO42-的物质的量为0.5mol,答： 71gNa2SO4中含有Na+的物质的量为1mol,SO42-的物质的量为0.5mol,（1）19.6g硫酸中，氧元素的质量是多少克？,（2）含有1.51022个分子的物质，其质量为0.7g，求该物质的相对分子质量。,2不同物质中，某微粒数相当的计算,1物质质量、物质的量和微粒数之间的相互换算。,（3）0.2mol K

7、ClO3中所含的Cl原子数与多少克CaCl2中所含的Cl-离子个数相等？,常见的转换问题,（5） 5摩尔硫酸和锌粒完全反应，能生成多少克氢气？,（4） 204g由等物质的量的CO、CO2、N2、H2组成的混合气中，CO的质量是多少克？,3有关混合物的计算,4有关化学方程式的计算,例 ：4g氢气与4g氧气反应生成多少摩尔水分子？,解：设反应可生成水分子物质的量为X。 nH2= 4g / 2g/mol = 2mol ,nO2 = 4g / 32g/mol = 0.125mol 2H2 + O2 = 2H2O 2mol 1mol 2mol 2mol 0.125mol xmol 2mol0.125 1

8、mol2mol, 可知氢气过量，根据氧气计算 1mol / 0.125 = 2mol / xmol x = 0.25mol 答：该反应生成0.25mol水分子,三、体积与物质的量间 转换工具,物质体积大小的决定因素： 1、微粒的数目 2、微粒的大小 3、微粒间的平均距离,1mol固体和液体的体积,在20时,1mol Fe的质量为56g，密度为7.8g/cm3，请计算体积。,7.1,10,18.3,18.0,54.1,在标准状况下（SPT）1mol气体的体积,22.4,22.4,22.3,22.4,温度：0 压强：1.01105Pa,影响气体体积的外界因素 气体体积较大的受到温度和压强的影响,温

9、度升高,分子间平均距离增大,体积增大,温度降低,分子间平均距离减小,体积减小,压强增大,分子间平均距离减小,压强减小,分子间平均距离增大,气体摩尔体积,概念：单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积，气体摩尔体积的符号为Vm。气体摩尔体积的常用单位有L/mol和m3/mol。,（1）必须是气体物质，不适用于固体或液体。 （2）物质的量为1摩尔。 （3）研究对象是任何气体，可以是单一成份的纯净气体，也可以是几种成份组成的混合气体。 （4）标准状况下，体积是22.4升。,注意,在标准状况下，气体的摩尔体积为22.4 L/mol，,一定温度与压强下，气体的体积与所含微观粒子的物质的量 转换工具,在

10、一定的温度和压强下，气体分子间距相等，则气体体积的大小只随分子数的多少而变化，相同的体积含有相同的分子数,阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。,同温同压下 V1/V2 = n1 / n2 = N1 / N2 V 气体体积 n 物质的量 N 微粒数,关于气体摩尔体积的计算,微粒数,物质的量,质量,体积,NA,NA,M,M,Vm, Vm,四、溶液的体积、浓度与所含 微观粒子的转换工具,（一）、物质的量浓度：,注意：溶液体积为1L，并非溶剂是1L； 溶质用物质的量表示，而不是溶质质量，也不是溶质的摩尔质量。,物质的量浓度等于溶质的物质的量除以溶液的体积,1填

11、写下列空白 （1）将40gNaOH配成2L溶液，其物质的量浓度为_mol/L。,（2）58.5gNaCl配成1L溶液，其物质的量浓度为_mol/L。,（3）标准状况下，22.4LHCl配成0.5L盐酸，其物质的量浓度为_mol/L。,(40g40g/mol) 2L=0.5mol/L,(22.4 22.4L/mol) 0.5L=2mol/L,（4）2molNaOH配成200mL溶液，其物质的量浓度为_mol/L。,（5）物质的量浓度为2mol/L的硫酸溶液500mL，含硫酸的物质的量为_mol。,（6）10mol HCl能配成_L，物质的量浓度为2mol/L的盐酸。,=10 mol/L,2mol

12、/L0.5L,=1mol,=5L,2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？所含溶质是否相等？,3.1L 1mol/L NaCl溶液与1L 1mol/LCaCl2溶液所含溶质的微粒数相同吗？为什么？,1、下列溶液中的c(Cl-)与50ml、1mol/L AlCl3溶液中的c(Cl-)相等的是 A.150ml、1mol/L NaCl B.75ml、2mol/L CaCl2 C.150ml、3mol/L KCl D.75ml、1mol/L FeCl3,答案：C D,c(Cl-)=1mol/L,c(Cl-)=4mol/L,c(Cl-

13、)=3mol/L,c(Cl-)=3mol/L,2、填写下列空白：,（1）1mol/LMgCl2溶液，Mg2+的物质的量浓度为_mol/L，Cl-的物质的量浓度为_mol/L。,（2）0.5mol/L H2SO4溶液，H+的物质的量浓度为mol/L，SO42-的物质的量浓度为。,（3）在Al2(SO4)3溶液，Al3+的物质的量浓度为0.2mol/L则Al2(SO4)3的物质的量浓度为mol/L。 SO42-的物质的量浓度为mol/L。,1,2,1,0.5,0.1,0.3,（4）已知2LAl2(SO4)3 溶液中含Al3个数为9.031023，则溶液中SO42-的物质的量浓度为。,解:设SO42

14、-的物质的量为x，Al3+的物质的量为n=9.031023/6.021023 mol-=1.5mol 2Al3+-3SO42- 2mol 3mol 1.5mol x,X=2.25mol,则溶液中SO42-的物质的量浓度 =2.25mol/2L=1.125mol/L,（二）物质的量浓度溶液的配制,容量瓶,1构造：磨口、细颈、底平。 2特点： 容量瓶上注明温度和量程。 容量瓶上只有刻线而无刻度。 3使用范围：专门用来配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液。 4注意事项： 瓶塞不漏液。 不可装热或冷的液体。 不许存放液体或进行化学反应。,练习：配制100mL 0.1mol/L的CuSO4溶液。,配制步

15、骤,第一步:,第二步:,仪器,溶质为固体,溶质为液体,例：配制100ml1.00mol/L的氯化钠溶液,第三步:,第四步:,第五步:,用玻璃棒引流, 将烧杯中的NaCl溶液转移到100ml容量瓶中。,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁23次；洗液应全部转移到容量瓶中。轻轻振荡，使溶液充分混合。,在小烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌，溶解后，冷却至室温。 (搅拌时沿一定方向，控制一定速度，玻璃棒不要碰烧杯底，也不要把玻璃棒放在实验台上，以免弄脏。溶解时加水不要太多。),为什么,第六步:,第七步:,第八步:,向 100mL容量瓶中注入蒸馏水，距刻度 1 2cm处停止，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度

16、线相切，把这一操作称为定容。,将容量瓶盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次，使溶液混合均匀。,将配好的溶液倒入试剂瓶中，盖上瓶塞，贴上标 签。,配制溶液过程示意图,计算,称量,溶解,转移,洗涤,定容,摇匀,装瓶贴签,静置冷却,配制物质的量浓度溶液的操作步骤：,配制物质的量浓度溶液需要的仪器：,计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签。,托盘天平或量筒、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、试剂瓶,实验中需2mol/L的Na2CO3溶液950ml，配置时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别为（ ） A.1000ml、212g B.950ml、201.4g C.500ml、286g D.任意规格、572g,A,只能配制容量瓶上规定容积的溶液，即不能配制任意体积的一定量的物质的量浓度溶液。,欲配制500mL0.5mol/L稀硫酸，用量筒量取 mL 98密度为1.84g/cm3的浓硫酸，再用取适量蒸馏水，将缓缓注入到 中，并用 不断搅拌，待溶液后，将溶液沿玻璃棒移入中，用少量蒸馏水洗涤和 23次，将洗涤液移入中。向容量瓶中注入蒸馏水至刻度线