化学计量在试验中的应用.ppt

1、第二节 化学计量在试验中的应用,学习目标一、理解物质的量的单位摩尔二、了解“阿伏伽德罗常数”三、掌握物质的量与微粒个数的关系四、掌握摩尔质量的意义五、掌握质量与摩尔质量之间的关系,联想质疑,我们初中时知道，分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子，可以构成客观存在的、具有一定质量的物质，这说明，在我们肉眼看不见的粒子与物质的质量之间，必定存在着某种联系，那么，联系他们的桥梁是什么呢？要解决这个问题，我们来学习第二节化学计量在实验中的应用,一、物质的量的单位摩尔,1. 有一根细绳，请你测定。请回答它的长度？,物理量：长度,单位：米,2. 有一袋小米，请你称量。请回答它的质量？,物理量：质量,单位：

2、克,一、物质的量的单位摩尔,1. 有一瓶水，经测定大约含有306.021023 个水分子。如要你回答水分子的量，这个数据是不是不易记忆？不易使用？,2. 有一瓶铁粉，经测定大约含有266.021023 个电子。如要你回答电子的量，这个数据是不是也不易记忆？不易使用？,如果我们规定， 6.021023 个微粒为一个集体，那么水分子有多少个这样的集体？铁的电子有多少个这样的集体？,30个,26个,一、物质的量的单位摩尔,1. 有一瓶水，经测定大约含有306.021023 个水分子。如要你回答水分子的量，这个数据是不是不易记忆？不易使用？,2. 有一瓶铁粉，经测定大约含有266.02 1023 个电

3、子。如要你回答电子的量，这个数据是不是也不易记忆？不易使用？,如果我们规定， 6.021023 个微粒为一个集体，每一个这样的集体称为一摩尔，那么水分子是几摩尔？铁的电子为几摩尔？,30摩尔,26摩尔,一、物质的量的单位摩尔,摩尔是一个单位,对应的物理量,物质的量,米,长度,克,质量,物质的量：,是一个物理量，表示含有一定数目微观粒子的集合体。,单位：摩尔,符号 ：mol,符号：mol,宏观物质,摩 尔,1摩尔 粒子,个,？,指质子数为6，中子数为6的碳原子,国际上规定：1mol任何粒子所含的粒子数与0.012kg 12C中所含的碳原子数相同。,规定：0.012kg 12C中所含的碳原子数叫“

4、阿伏加德罗常数”。符号：NA,规定： “阿伏加德罗常数”个微粒构成的集体叫做1摩尔。,用6.021023 mol-1表示。,约 6.021023 个微粒,物 质 的 量,国际单位制七个基本物理量之一,符号为n, 表示一定数目粒子的集合体。,单位：摩尔，简称：摩，符号为mol,国际单位制（SI）的7个基本物理量,物质的量n,摩尔,mol,（1）1 mol 碳原子含有 个碳原子,6.021023,（2）0.3 mol 硫酸分子含有 个硫酸分子,0.3 6.021023,（3）10 mol 钠离子含有 个钠离子,106.02 1023,（4）6 mol 电子含有 个电子,6 6.021023,（5）

5、0.5 mol 中子含有 个中子,0.56.02 1023,（6）1 mol Na2SO4含有 mol Na+,2,mol SO42,1,个氧原子,4 6.021023,物质的量、阿伏加德罗常数与微粒个数（N）之间的关系,306.021023 个水分子的物质的量是多少摩？,4、n、 N、NA的关系,（1）1mol碳原子含有 ？ 个碳原子 （2）0.3mol硫酸分子含有 ？ 个硫酸分子 （3）10mol钠离子含有 ？ 个钠离子 （4）6mol电子含有 ？ 个电子 （5）0.5mol中子 含有 ？ 个中子,物质的量是表示微粒的集体，可以用分数或小数表示。,物质的量（n）=,微粒数（N）,阿伏加德罗

6、常数（NA）,例1：在0.5mol O2中含有的氧分子数目是多少？,解：O2的分子数为：,N = n NA,=0.5 mol 6.02 1023mol-1,= 3.01 1023,答：O2的分子数为3.01 1023个。,例2：在0.5mol O2中含有的氧原子数目 是多少？,解：O2的氧原子数为：,N = n 2 NA,=0.5 mol2 6.02 1023mol-1,= 6.02 1023,答：O2的氧原子数为6.02 1023个。,注意事项：,(1)”物质的量”是一个整体。,(2)只适用于微观的粒子。,(3)使用时应指明粒子的种类( 指分子、原子、离子 、电子等结构微粒,以及某些微粒的特

7、定组合,如OH- 、 SO42-等 ) 。,（4）阿伏加德罗常数的单位是： mol-1 通常用 6.021023 mol-1 表示,阿伏加德罗常数,符号：NA,(1)等于0.012kg 12C所含的原子数。 (2) 约为6.021023 mol-1 (3)含义：1mol 任何粒子的粒子数,叫阿伏加德罗常数,即NA。,意大利科学家,1、喜欢下国际象棋的同学可能听说过舍罕王重赏国际象棋发现者达依尔的故事：,“陛下，请您在这张棋盘的第一个小格内，赏给我一粒麦粒；在第二个小格内给两粒；第三格内给四粒，照这样下去，后一小格都比前一小格加一倍，然后把摆在棋盘上所有64格的麦粒都赏给您的仆人吧！”,感受阿伏

8、加德罗常数,麦粒的总数= 1 + 2 + 4 + 8 + + 263 = 264 1 =1.845 1019,这竟是全世界在2000年内所生产的全部小麦！,2、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,感受阿伏加德罗常数, 100粒黄豆与100粒绿豆的个数相同，你猜想它们的质量相同吗？, 1mol不同物质中所含的粒子个数相同，你猜想它们的质量相同吗？为什么？ 例如：1mol H2O分子 和 1mol H2SO4分子,摩尔关系的推导：,二、摩尔关系推导（以铁原子为例）,18克水,27克铝,6.021023个水分子 1mol,6.021023

9、个铝原子 1mol,1mol几种物质的质量,64 g Cu,实验测定： 1mol H2O 的质量是 18 g 1mol Al 的质量是 27 g 1mol Fe 的质量是 56 g 1mol SO2的质量是 64 g 1mol CO32-的质量是 60 g,你有没有发现这些数据有什么规律？,1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时, 其数值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,单位物质的量的物质（即1mol物质）所具有的质量叫做摩尔质量。,数值等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。,单位为g/mol 或 gmol-1,符号： M,H2O 的摩尔质量是： Al 的摩尔质量

10、是： Fe 的摩尔质量是 ： SO2的摩尔质量是 ： CO32-的摩尔质量是 ： KCl的摩尔质量是 ： H2SO4的摩尔质量是 ： Na+的摩尔质量是 ：,18 g/mol,27 g/mol,56 g/mol,64 g/mol,60 g/mol,74.5 g/mol,98 g/mol,23 g/mol,物质的量( n )、物质的质量( m )与摩尔质量（M ）之间的关系,24.5g H2SO4 的物质的量是多少摩？,1.5 mol Na2CO3 的质量是多少克？,1mol H2O的质量为18 g/mol 1mol任何物质的质量都等于该物质的相对分子质量 OH-的摩尔质量为17 g/mol 氧

11、气的摩尔质量为32g,下列叙述正确的是( ),C,物质的量是“桥”,NA,M,NA,M,1. 观看视频中气体体积的变化，思考生成H2和O2体积比是多少？,科学探究,2.假设电解了1.8gH2O，根据化学方程式填写下列表格：,0.2g,1.6g,0.1mol,0.05mol,2:1,气体摩尔体积,1mol下列气体在00C、101kPa下的体积,22.4,22.4,22.4,22.4,由体积数据结合物质状态你得出什么结论?,计算一下1mol固体、液体物质在10、101kPa下的体积。,在相同条件下，等物质的量（如1mol ） 固体或液体的体积一般各不相同， 但气体的体积却几乎完全相同。,结论:,影

12、响物质体积的因素是什么？,讨论：,举一个例子：同学们在做操的时候，你们班在操场上所占的面积和哪些因素有关?,人数、人的间距、胖瘦,首先我们来分析1mol固态和液态物质体积为什么不同。,固态结构微粒间的距离很小,液态结构微粒间的距离也小,1mol固体或液体物质的体积只与构成这种物质的粒子大小有关，由于不同的物质粒子大小不相等，所以1mol不同的固体和液体体积大小不同。,7.2cm3,1mol铁,10cm3,1mol铝,18.3cm3,1mol铅,固体物质,液体物质,1mol水,18.0cm3,54.1cm3,1mol硫酸,下面我们来分析1mol不同气态物质在相同条件下体积为什么基本相同。,【思考

13、与交流】,将1mol液态水加热变成1mol气态水，体积将会发生变化吗？,100H2O(g),3.06104ml,1mol,1mol H2O(l),原因：由液态到气态，粒子间距显著增大。,2,3,4,5,6,7,8,9,10,分子平均距离是分子直径的10倍左右,现在我们来分析一下温度和压强对气体体积的影响,结论：温度升高，体积增大，温度降低，体积减小,原因：温度升高，粒子间距增大，温度降低，粒子间距减小。,结论：压强增大，体积减小，压强减小，体积增大,原因：压强增大，粒子间距减小，压强减小，粒子间距增大。,影响1mol物质体积大小的因素,1.微粒的大小,2.微粒间的距离,固体、液体体积,气体体积

14、,决定,如果温度和压强一定，则微粒间的平均距离一定，体积也就一定。,决定,二、气体摩尔体积,概念：单位物质的量(1mol)的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。,符号: Vm,单位:,22.4L/mol （标况下）,L/mol (Lmol-1) 和 m3/mol （ m3mol-1 ）。,理解要点:,条件：标准状况(STP) 0、 1.01105 Pa 对象：任何气体 物质的量：1mol,结论,体积约为22.4L,因为Vm的大小与温度和压强有关。,CO2 的摩尔体积是22.4L/mol,是对是错,标况下NO2 的体积约是22.4L,标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L,是对是错,变式

15、：标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L。,标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L/mol,物质的量( n ) 、气体体积( V )和气体摩尔体积( Vm )三者之间的关系：,例题：标准状况下， 112 mL 某气体的质量为 0 . 14 g , 则其摩尔质量为 ，相对分子质量为 。,解：,= 0 . 005 mol,n = m / M,= 28 g / mol,1.在标准状况下 1) 11.2LHCl气体含有多少个HCl分子？ 2) 11.2LH2气体含有多少个H2分子？,练习,3.011023,3.011023,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相同数目的粒子

16、。,（相同的物质的量）,小结：,标准状况下的气体摩尔体积(理解要点：） 条件：标准状况 对象：任何气体 阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。,气体摩尔体积,常用单位有L/mol(Lmol-1)和m3/mol。,符号为 Vm,概念：单位物质的量气体所占的体积。,第二节 化学计量在试验中的应用,学习目标（2） 一、理解物质的量浓度的意义，了解 物质的量浓度与质量分数的区别。二、掌握物质的量浓度的简单计算三、掌握一定物质的量浓度溶液配制 的方法,三、物质的量在化学实验中的应用,1. 已知氢氧化钠溶液的质量分数为20%，现有200g 氢氧化钠溶液，请计算溶质的物质的量？,

17、2. 已知某盐酸中含有5mol的HCl分子，现用上述氢氧化钠溶液中和，请计算需要氢氧化钠溶液的质量？,三、物质的量在化学实验中的应用,1. 物质的量浓度,定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液的组成的物理量。,单位：mol/L 或 mol/m3,含义：在1L溶液中含有1mol的溶质，这种溶液中溶质的物质的量浓度就是1mol/L。,将40g NaOH溶于水中，配成 2L溶液，计算所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度？,课堂练习,1. 配制 500mL 0.1mol/L 的NaOH溶液，计算需要氢氧化钠固体的质量是多少？,2. 配制 100mL 1.00mol/L 的NaCl溶液，计算需要

18、NaCl固体的质量是多少？,2. 一定物质的量浓度溶液的配制,以配制 100mL 1.00mol/L NaCl溶液为例, 如果需要你精确配出上述需要的溶液，你会需要哪些仪器，有怎样的操作步骤？,配制一定物质的量浓度的溶液步骤,计算、 称量、 溶解、 转移、 洗涤、 定容、 摇匀、贮存,2. 一定物质的量浓度溶液的配制,以配制 100mL 1.00mol/L NaCl溶液为例,1.计算需要氯化钠的质量。,5.85 g,2.称量NaCl固体。,4.将NaCl溶液移液到容量瓶。,3.用蒸馏水溶解NaCl固体。,5. 洗涤烧杯两至三次，溶液转入容量瓶。轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。,6.定容：加水到

19、接近刻度1-2厘米时，改用胶头滴管加水到刻度。,容量瓶：,用来配制一定体积浓度准确的溶液,使用前要检查是否漏水,溶解或稀释的操作不能在容量瓶中进行,不能长期存放溶液或进行化学反应,（1）使用前要调零 （2）两个托盘上各放一张大小相同的称量纸 （3）称量时遵循左物右码的原则 （4）用镊子夹取砝码应按照从大到小的顺序 （5）称量完毕应将砝码放回盒中，游码归零,天平使用：,溶解：,溶液冷却后再转移到容量瓶,引流：,玻璃棒不能靠在容量瓶口；下端应插到刻度线下；不能被污染。,定容后摇匀：,装入试剂瓶,第二节 化学计量在试验中的应用,学习目标（3） 一、理解物质的量浓度配制过程中引 起的误差。二、掌握物质

20、的量浓度的简单计算三、掌握物质的量浓度浓溶液的稀释,误差分析及讨论,下列操作对实验结果有何影响（偏高、偏低、无影响）？,未用蒸馏水洗涤烧杯内壁。,转移溶液时有部分液体溅出。,容量瓶内壁有水珠。,（偏低）,（偏低）,（无）,加水定容时超过了刻度线。,（偏低）,定容后摇匀，出现容量瓶内液面低于刻度线的现象，再加水到刻度线,（偏低）,天平的砝码生锈。,（偏高）,称取的NaOH已潮解。 定容时,未将水滴加到标线 定容后,盖好瓶盖反复摇匀，发现液面低于标线,没有加蒸馏水使液面到达刻度线。,（偏低）,（偏低）,（偏高）,（无影响）,在托盘天平上称取12.4g NaOH时，误将砝码放在天平的左盘上。,误差分

21、析及讨论,定容时俯视：,定容时仰视：,实际加水量未到刻度线，使溶液的物质的量浓度增大。,实际加水量超过刻度线，使溶液的物质的量浓度减小。,1. 1L 2 mol/L H2SO4溶液取出10mL，则该10mL 溶液物质的量浓度为 mol/L，含 mol H2SO4 ; C(H+)为 ， C(SO42-)为 。,练习：,2. 5 mol/L的 AlCl3 中， C(Al3+)为 ；C（Cl-)为 ； 3. 3 mol/L的 Al2(SO4)3中， C(Al3+)为 ； C （SO42-)为 ；,2,0.02,4 mol/L,2 mol/L,5 mol/L,15 mol/L,6 mol/L,9 mo

22、l/L,4. 100ml 0.2mol/LBa(OH)2溶液中， c (Ba+)= 。 c (OH-)= 。 5. 200ml 0.5mol/LAl2(SO4)3 溶液中, c (SO42-)= . c (Al3+)= . 6. Fe2(SO4)3 中 c(Fe3+)=0.6mol/L, 则c(SO42-)= .,0.2 mol/L,0.4 mol/L,1.5 mol/L,1 mol/L,0.9 mol/L,1. 浓硫酸和稀硫酸在性质上有什么差异？,2. 如果将5mL 浓硫酸稀释为20mL的稀硫酸，得到的稀硫酸与原浓硫酸中所含H2SO4的物质的量相等吗？,用 18 mol/L的浓硫酸配制 25

23、0mL 9mol/L 的稀硫酸。请计算需要浓硫酸的体积？,溶液稀释的计算,要配制500mL 0.6mol/L 的NaOH溶液，需 6 mol/L 的NaOH溶液多少毫升？,6 mol/LV = 0.6mol/L 500mL,V = 50 mL,答：需6 mol/L的NaOH溶液50mL 。,解：设需6 mol/L NaOH 溶液的体积为V,稀释前后溶质的质量和物质的量不变，故有：,C1V1 = C2V2 ( 体积单位不一定用升，相同则可）,1. 计算配制 500mL 0.1mol/L的 CuSO4 溶液需要胆矾多少克？,（ 12.5g ）,计算练习,2. 在VmL KCl溶液中含W克KCl,

24、这种KCl 溶液的物质的量浓度为 。,1000W / 74.5V mol/L,3. 在VmL水中加入KCl W 克,待KCl 全部溶解后, 测得溶液的密度为 dg/cm3，这种KCl溶液的物质的量浓度为 。,1000Wd / 74.5 ( V+W) mol/L,4. 在VmL水中加入W克 c% KCl 溶液, 摇匀后测得溶液的密度是 d g/cm3, 混合后KCl溶液的物质 的量浓度是 .,10Wcd / 74.5(V+W),混合溶液物质的量浓度的计算,50 mL 0.5 mol/L BaCl2 溶液和100 mL 0.5 mol/L NaCl溶液混合后，求溶液中Cl- 的物质的量浓度（设溶液体积变化忽略不计）。,5.要配制 500mL 0.6mol/L 的NaOH溶液，需6 mol/L 的NaOH溶液多少毫升？,浓溶液提供的n(溶质)和稀溶液所需的相等,* 计算依据:,*计算公式： C1V1 = C2V2,( 体积单位不一定用升，相同则可）,V = 50 mL,6. 配制 500mL 1mol/L的硫酸溶液，需要密度为1.84 g/mL的浓硫酸(98%)的体积是多少毫升?,V = 27.17 mL,V * 1.84g/mL * 98% / 98 g/mol = 1mol/L * (500/1000)L,课堂练习