1-2-化学计量在化学实验中的应用

1、宏观,微观,第二节 化学计量在实验中的应用,宏观的物质与微观的肉眼看不见的粒子存在着某种联系。,宏观物质（可见、可称量）,微观粒子（难见、难称量）,物质的量,物质的量,一、物 质 的 量,概念理解,国际单位制(SI)中的七个基本物理量,简称摩 符号：mol,表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。,一、物 质 的 量,概念：,符号：,单位：,一定数目是多少呢？ 这里的粒子集合体是什么呢？,千克：标准 国际千克原器的质量为1kg。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的。它是一个高度和直径均为39mm用铂铱合金制成的圆柱体。原形保存在巴黎国际计量局。,米：标准 1791年法国决定把通过

2、巴黎的地球子午线从赤道到北极的长度的1/千万规定为一米。 后来根据测量结果把这个长度用铂铱合金制成了标准米原器，保存在巴黎国际计量局。,1983年第17届国际计量大会决定用光速定米，规定1米等于光在真空中于1/2 9979 2458秒时间间隔内所经路径的长度。,如此巨大的数字，不方便计算和交流，怎么办？,1mol到底有多大，其衡量标准是什么？,一顶,一打：12顶,一瓶,一件：24瓶,当个体数量很大时，人们习惯以集体为单位对其进行计算,感受生活,一打铅笔有12支,一盒别针有100只,一打鸡蛋有12个,感受生活,mol,一个,微观粒子的数量很大，我们将以集体为单位对其进行计算,0.012kg12C

3、,碳原子数,1 mol,摩尔：标准,6.021023 约为6.021023（近似值）,NA,0.012kg12C,碳原子数,1mol任何粒子的粒子数,1mol任何粒子的粒子数,约为6.021023mol（近似值）, 阿伏加德罗常数,定义：,符号：,单位：,mol-1,意大利科学家,NA（精确值）,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。,感受一下,如果把 6.021023 粒米给全球60亿人吃，每人每天吃一斤，要吃14万年,阿伏加德罗常数是一个很庞大的数字！,NA与6.021023mol（近似值）的适用条件,6.021023mol（近似值

4、）用于计算 类似与3.14,NA(精确值)用于概念的叙述和表达,表达式：,N = nNA,物质的量，阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系？,物质的量与粒子数成正比：,使用物质的量及其单位摩尔时的注意事项:,专有化：“物质的量”这四个字是一个整体，作为专用名词，不得简化或增添任何字。,微观化:物质的量只适用于描述微观的粒子或其特定组合，不能用于表示宏观物质。,具体化:使用摩尔作单位时一定要用化学式指明粒子的种类，而不能使用中文名称，如1molH、1molH2,集体化:物质的量计量的是粒子的集合体，不是单个粒子。,注意事项：,1mol大米 1 摩尔氢 1 摩尔氧原子 2 摩尔分子氢 3 摩尔 水 0.

5、5 摩尔二氧化碳,判断下列说法是否正确,下列叙述正确的是： A.1mol任何物质都含有6.021023个分子 B.0.012kg 12C中含有约6.021023个 C.1mol H2O中含有2mol氢和1mol氧 D.1mol Ne约含有6.021024个电子,1mol任何粒子或物质中所含的粒子数是相同的，那么它们的质量是否相同呢？,1mol不同粒子或物质的质量,1mol不同粒子或物质的质量在数值上有什么特点？,1mol任何粒子或物质的质量就是以克为单位，在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量。,原来如此啊！,M,单位物质的量的物质所具有的质量,摩尔质量,定义：,符号：,计算式：,gmol,

6、物质的量，质量与摩尔质量三者之间的关系？,单位：,m = n M, Mg的相对原子质量是（ ） 1mol Mg 的质量是（ ） Mg的摩尔质量是（ ）, O2的相对分子质量是 （ ） 1mol O2的质量是 （ ） O2的摩尔质量是（ ）,摩尔质量与粒子或物质的相对原子质量（相对分子质量）有何关系？,计算与理解,课堂练习,不同粒子或物质的摩尔质量,任何粒子或物质的摩尔质量就是以/摩尔为单位，在数值上等于其相对原子质量（相对分子质量）,.摩尔质量“三性” 等同性:摩尔质量单位为gmol-1时,只是在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等,其含义和单位是不同的。 确定性:对于指定的物质来说,其摩尔

7、质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的改变而改变,不能认为摩尔质量与质量成正比,与其物质的量成反比。 近似性:由于电子的质量非常微小,所以粒子的摩尔质量以gmol-1为单位时,其数值近似等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量。,m n N,M,M,NA,NA,质量,物质的量,粒子数,m/M = n = N/NA,可称量物质的质量,该物质含有的粒子数,桥梁,计算： 3.011023个CO2的物质的量是多少？, 27gH2O 中所含氢原子、氧原子的数目是多少？, 2 mol Mg变成Mg2+时失去的电子数是多少？, NA个 CO2的物质的量是多少？,若50滴水正好是mmL，则1滴水所含的分子数是

8、（ ） A.m50186.021023 B. 6.021023 C. 6.021023 D.,n（H2O）= 100 n（Na+） = 100 0.1mol = 10mol,m（H2O）= n（H2O） M（H2O） = 10mol 18g/mol = 180g,例1.将4gNaOH溶于多少克水中，才能使每100个H2O分子溶有一个Na+？,注意解题格式,设电解了1.8gH2O，完成下面表格。,2 ：1,0.2g,1.6g,0.1mol,0.05mol,2 ：1,结论：.,电 解 水 试 验,电解H2O时，生成的V(H2):V(O2)是多少？,气体体积与物质的量之间有什么关系？,计算下列1mo

9、l物质的体积。,22.4L,22.4L,7.12cm3,10cm3,18.04cm3,53.55cm3,固 体,气体,液 体,同温同压下，1mol不同气体的体积相同，约为22.4L。,同温同压下，1mol不同固体或液体的体积各不相同。,在同温同压下，为什么1mol的固态物质、液态物质的体积不相同，而1mol的气体体积却相同呢？,决定物质体积大小的因素有哪些？,体积,粒子的数目,粒子的大小,粒子之间的距离,1.在固态物质或液态物质中，粒子之间的距离非常小(近似为零)，,1mol物质中所含粒子的数目都是相同的。,所以1mol固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小。,体积,粒子的大小,粒子之间

10、的距离,水从液态变化到气态时的体积变化,1mol H2O(l),100,50,18.0 ml,2.对于气体来说，由于粒子之间的距离远大于.,气体的体积主要决定于粒子之间的距离。,粒子本身的大小对气体的体积影响很小，几乎可以忽略。,气体分子间的距离由什么决定？,温度,结论：温度升高，粒子间距增大，体积增大，温度降低，粒子间距减小，体积减小。,压强,结论：压强增大，粒子间距减小，体积减小，压强减小，粒子间距增大，体积增大。,因此对于气体来说，在表示气体的体积时，必须指明气体所处的条件（温度、压强）。.,在相同的温度和压强下，任何气体.，所以（在相同的温度和压强）下气体的体积决定于粒子的数目，,粒子

11、数相同的任何气体所占有的体积都是相同的。,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粒子。,T、 P、 V N 和 n,同温同压下，气体的密度与摩尔质量、相对分子质量成正比。,同温同容时，气体的压强与气体粒子数、物质的量成正比,阿伏加德罗定律推论,同温同压下，气体的体积与粒子数、物质的量成正比。,PV=nRT,Vm,单位物质的量的气体所占有的体积,定义：,符号：,表达式：,Lmol或m3/mol,单位：,V = n Vm,二、气体摩尔体积,n = m/M = N/NA = V/Vm,标准状况下，Vm 约为22.4L/mol,应用“气体摩尔体积” 应注意的问题,气

12、体摩尔体积的数值不是固定不变的，取决于气体所处的温度和压强。,任何气体在标准状况下的气体摩尔体积都约为22.4L/mol。,条件：标准状况下,适用对象：气体（任何）,数值：约为22.4L/mol,气体摩尔体积只针对气体而言，可以是单一气体也可以是混合气体；与固体物质和液体物质无关。,同温同压下，气体的体积只与气体的分子数目有关，而与气体分子的种类无关 。,条件、状态,在同温同压下，相同质量的下列气体，占有的体积由大到小的顺序是：,Cl2 N2 H2 CO2 O2,同温同压下，相等质量的SO2和O2相比较，下列说法正确的是（ ）,A.体积比为1：2 B.密度比为2：1 C.体积比为2：1 D.密

13、度比为1：2,【牛刀小试】,混合气体平均摩尔质量的求解方法,= M1V1% + M2V2% + ,(V1%、V2%表示各组分的体积分数（物质的量分数)。,专 题 讲 座,28.8,N2,28,O2,32,32-28.8,28.8-28,表示溶液组成的方法：,配制容易,优点：,缺点：,称量溶液的质量比量取溶液的体积复杂,根据溶液的质量可以计算出溶质的质量,Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+ H2O,质 量,106 ：73 ： 117 : 44 ：18,物质的量,1 : 2 : 2 : 1 : 1,化学反应中质量关系比物质的量关系复杂,cB,单位体积溶液里所含溶质B的物质的量

14、,物质的量浓度：,符号：,表达式：,mol/L,单位：,n = V cB,三、物质的量在化学实验中的应用,定义：,有关物质的量浓度的计算：,物质的量浓度的计算：,质量分数与物质的量浓度的换算：,是关键,溶液稀释的计算：,稀释定律：C1V1= C2V2,溶液混和的计算：,C3V3 = C1V1 + C2V2,依据化学方程式的计算：,N2 + 3H2 2NH3,物质的量之比,气体体积之比,分子数之比,质 量 之 比,容量瓶：用于配制一定体积浓度准确溶液的仪器。,容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃瓶，瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞。,配制100mL 1mol/L 的NaCl溶液,配制一定物质的量浓度的溶液：,

15、溶液配制,实验1-1,仪 器：,容量瓶上只有一个刻度,容量瓶上标有温度和容积,容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上，以防止损坏或丢失。,实验仪器：,托盘天平或量筒、 药匙、烧杯、 玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,实验1-1,配制100mL 1mol/L 的NaCl溶液溶液,实验步骤：,配制溶液时，需选择合适规格的容量瓶。,使用前要检查容量瓶是否漏水,计算,n(NaCl) = C(NaCl) V(NaCl)(aq) = 1 mol/L0.1 L = 0.1mol,m(NaCl) = n(NaCl) M(NaCl) = 0.1mol58.5g/mol = 5.85g,注意解题格式P15,配制100mL 1

16、mol/L 的NaCl溶液需要多少克NaCl？,称量,用托盘天平称取固体溶质的质量或用量筒量取液体溶质的体积。,思考：如果称量的是NaOH，能否直接放在称量纸上称量？为什么？应如何操作？,应恢复至室温,溶解,将溶质倒入小烧杯, 加入适量的水并用玻璃棒搅拌溶解, 冷却致室温。,5.9g,转移,玻璃棒引流。由于容量瓶瓶颈较细，为避免液体洒在外面，应用玻璃棒引流。,注意事项：,点拨：玻璃棒末端要伸入容量瓶刻度线以下。,减少实验误差,洗涤,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次，并将洗涤液全部注入容量瓶。,振荡,轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀，,旋摇,定容,定容时不小心液面超过了刻度线，怎么办？能用

17、胶头滴管把多余的液体取出吗？,将蒸馏水注入容量瓶，当凹液面距离刻度线12cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液体凹液面最低处与刻度线相切。,必须重新配制,摇匀,盖好瓶塞，用食指按住瓶塞，另一只手的手指托住瓶底，反复上下颠倒，使溶液混合均匀。,思考：摇匀后发现液面低于刻线，能否补充水？,答:不能。液面低于刻线是因为还有溶液挂壁，当静置后就会恢复原状。,装瓶贴签,将配制好的溶液倒入试剂瓶，然后在试剂瓶上贴上标签，注明溶液的名称和浓度。,nB称量、转移、洗涤,V（aq）读数错误/未冷却/定容,俯视或仰视对物质的量浓度的影响？,俯视刻度线，实际加水量未到刻度线，使溶质的物质的量浓度增大；,仰视刻度线，实际加水量超过刻度线，使溶质的物质的量浓度减小。,误差分析,配制100mL 1.00mol/L的NaCl溶液,实验1-5,计量溶转洗定摇装,0.5L1mol/LFeCl3溶液与0.2L1mol/LKCl溶液