化学计量在实验中的应用.ppt

第二节,化学计量在实验中的应用1,从实验学化学,物质的量,气体摩尔体积,物质的量在化学实验中的应用,一、物 质 的 量,是一种基本物理量,摩尔,mol,发光强度,坎（德拉）,cd,物质的量,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，是一个贯穿整个化学的核心概念。物质的量的符号为n，实际上表示含有一定数目粒子的集体。 “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。,为什么要引入物质的量的概念,例如 S + O2 = SO2 微观角度 ：1个硫原子 1个氧分子 1个SO2分子 宏观角度： 32g 32g 64g 那么我们就需要一个桥梁把宏观的质量和微观的粒子数联系起来，这个物理量就是,物质的量,我们用长度来表示物体的长短，用电流来表示通电的强度，而物质的量是用来表示物质所含粒子数的集体，用符号n表示。物质的量的单位为摩尔，符号为mol。,国际计量组织规定光在真空中于1/299792458秒时间间隔内所经路径的长度为1m，那么1mol的粒子数是多少呢？,摩尔简称摩，符号为mol,来源于拉丁文，原意是大量和堆积,那么1mol所含有的粒子数是多少呢？下面我们先回顾一下长度的单位米。,国际上规定：1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同。,阿伏加德罗常数： 0.012kg12C含有的原子数. 把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号位NA,算一算,若一个碳-12原子 质量为1.99310-23g， 则12克12C含有多少个碳-12原子,12g / 1.99310-23 g/个= 6.021073 1023个,所以科学规定0.012千克12C含有的原子数就是阿伏加德罗常数。6.021023是一个非常接近的数值。在概念中我们用阿伏加德罗常数，在计算时用6.021023这个数值。这类似于和3.14的关系,1mol碳原子中约含有6.021023个碳原子 1mol水分子中约含有6.021023个水分子 1mol氢离子中约含有6.021023个氢离子 1molH中约含有6.021023个H 1molO2中约含有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子分辨不清,3.011023个,1.8061024个,0.5mol,3mol,6.021023个,1.5NA,0.5mol,1mol,6.021023个,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。,每人都以每秒钟数一个原子的速度昼 夜不停数，40亿人大约需要500万年,假想把1摩尔水分子（直径为210-10m）一个挨一个的摆在地球赤道上（周长为4万公里），可以绕地球赤道300万周！ 210-106.021023 / 4000104 = 3106,由此可见，摩尔只适用于微观，不适用于宏观。 不能说“1摩尔铁钉”、“1摩尔汽车”。因“物质的 量”所计量的对象是微观单元，而不是宏观物体。,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,连锁问题,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,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,宏观微观如邻邦 两大世界隔条江 什么用来做纽带 “摩尔”两岸架桥梁,1mol氧气,物质的摩尔质量(M)、质量(m)和物质的量(n)之间的关系,关于摩尔质量的计算,练习：24.5gH2SO4的物质的量是多少？ 1.5mol Na2CO3的质量是多少？,m = n M,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“物质的量”是指（ ） A物质的质量 B.物质的微观粒子数 C物质的质量与微观粒子数 D.能把物质的质量同微观粒子数联系起来的一个基本物理量 2.下列说法中正确地是（ ） A1 mol氧 B.1 molH2SO4 C.1 mol米 D.1 mol面粉 3.在1 molH2O中( ) A.含1 molH B.含6.021023个氢原子 C.含6.021023个水分子 D.含3.011023个氧原子,课堂练习,D,B,C,4.在0.5 molNa2SO4中,含有的Na+数约为( ) A.3.011023 B.6.021023 C.0.5 D. 1 5.1 mol下列气体中所含原子数最多的是( ) A.H2 B.CO2 C.CH4 D.O2 6.下列说法中正确的是(NA代表阿伏加德罗常数) A.1 molN2和1molCO所含的分子数都是NA B.1 molH2和1molCO2所含的原子数都是NA C. 1 molCO和1molCO2所含的氧原子数都是NA D. 1 molH2SO4和1molH3PO4所含的原子数都是4NA,B,C,A,7. 下列说法不正确的是（ ） A.Na的摩尔质量为23g B. Na的摩尔质量为23 C. Na的摩尔质量为23g/mol D. Na的摩尔质量为23g10-2kg/mol 8. 下列气体中所含分子数目最多的是 A.1gH2 B.10gCO2 C.30gCl2 D.17g NH3,C,D,9.质量相等的SO2 和SO3，物质的量之比为 ， 硫原子的原子个数之比为 ，氧原子的原子个数之比为 。,5：4,5：4,5：6,（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。,该物质的相对分子质量为28,2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）多少克硫酸所含的分子数与3.6g10盐酸所含的分子数相等。,x=0.98g,氧元素的质量是12.8g。,课堂练习,（6） 5摩尔硫酸和锌粒完全反应，能生成多少克氢气？,（5） 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,CO的质量为56g。,能生成10g氢气。,（4）0.2mol KClO3中所含的Cl原子数与多少克CaCl2中所含的Cl-离子个数相等？,与11.1g CaCl2所含Cl-离子数相等,2、0.3mol氨气和0.4mol硫化氢的质量 等，所含分子数 等，原子数 等，物质的量_ 等。（填相等或不等）,5,不相,不相,相,不相,3、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 1mol2mol, 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,课堂小结,你掌握 了吗？,第二节,化学计量在实验中的应用2,从实验学化学,二 气体摩尔体积,摩尔体积,气体摩尔体积,关于气体摩尔体积的计算,气体摩尔体积,一、摩尔体积 单位物质的量的物质所占的体积,1、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。,1、1mol固体和液体的体积,7.1,10,18.3,18.0,54.1,几种物质的体积示意图,2、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,为什么1mol液体、固体的体积各不相同，而1mol气体在标准状况下的体积是基本相同的？,物质体积的决定因素： 1、微粒的数目 2、微粒的大小 3、微粒间的平均距离,当微粒的数目一定时（1mol)物质的体积决定于微粒的大小和间距,固体或液体,气体,气体分子在较大空间快速运动 气体分子平均间距较大。 通常情况下一般气体分子直径 约是0.4nm,分子间的平均距离 是4nm，即平均距离是分子直 径的10倍左右 气态物质的体积比它在固 态或液态时大1000倍左右,气态物质的结构特点,二、气体摩尔体积,1、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，体积约是22.4升。,注意,在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol，,（1）标准状况下，0.5mol H2占有的体积是_ L。 （2）标准状况下，2mol O2占有的体积是_L。 （3）标准状况下，4.48L CO2的物质的量是_mol。 （4）标准状况下，33.6L H2的物质的量是_mol。 （5）标准状况下，16g O2的体积是_L。 （6）标准状况下，11.2L N2中含中的N2分子数是_个。,课堂练习,11.2,44.8,0.2,1.5,11.2,3.011023,是否1摩尔的气体只有在标准状况下的体积约是22.4升,2、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,若温度升高，压强增大，则体积仍可能为22.4升,课堂练习 2判断下列说法是否正确？为什么 （1）标况下任何气体的体积都约是22.4L。 （2）1摩尔二氧化碳占有的体积约为22.4L。 （3）1摩尔水在标准状况下的体积约为22.4L。 （4）1摩尔二氧化硫在20时的体积比22.4L大。 （5）1摩尔氯化氢在3.03105Pa时的体积比22.4L少。,3.标准状况下有（1）6.72LCH4 (2) 3.011023个HCl分子 （3）13.6gH2S，下列对这三种气体的关系从小到大的排列顺序是： A、物质的量_ B、体积_ C、质量_ D、氢原子_ 4.N2、CO2、SO2三种气体的质量比为7：11：16时，它们的分子个数比为_；物质的量之比为_；同温同压下体积比为_,在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,三、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,V0, V0,第二节,化学计量在实验中的应用3,从实验学化学,（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。,随堂练习一,1填写下列空白 （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/L0.5L,=1mol,=5L,物质的量浓度等于溶质的物质的量除以溶液的体积,小结,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？,随堂练习二,3.1L 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？,课堂练习三,1、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-)=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-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,三、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NaCO3溶液转移到500ml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 500mL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线相切，把这一操作称为定容。,将容量瓶盖好瓶塞，用食指