S第二节化学计量在实验中的应用

化学必修1第一课时第一章第二节

化学计量在实验中的应用12gC中含多少个碳原子？

物质的量宏观：12gC

32gO244克

C+O2

CO2点燃回顾【思考】如何将可称量与肉眼看不见、难以称量的联系起来呢？可称量物质肉眼看不见，难以称量？

宏观物质微观粒子微观：粒子数按确定比例发生反应1：1：1

表示含有一定数目粒子的集合体物质的量

一、一箱啤酒一打铅笔一双筷子一盒别针碳原子数单位是摩尔、简称摩，符号：mol1打铅笔1双筷子1箱啤酒1盒别针宏观物质

微观粒子1mol

分子、离子、原子……把微小物质扩大倍数形成一定数目的集体以便于便生活、方便科学研究、方便相互交流

参考资料

1971年，由41个国家参加的第14届国际计量大会上，正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物理量单位的提议，并作出决议。从此，“物质的量”就成为了国际单位制中的一个基本物理量，物质的量的单位为摩尔。1、是国际单位制七个基本物理量之一2、物质的量的单位是摩尔、简称摩，符号：mol

C、用摩尔为单位表示某物质的物质的量时，必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。如：1molH、1molH＋、1molH2，不能用“1mol氢”这样含糊无意义的表示。

3、注意事项：

A、“物质的量”是一个物理量的全称，是一个专有名词；物质的量不能当成物质的数量或质量来理解。

B、摩尔只能描述原子、分子、离子、质子、中子和电子等微观粒子，不能描述宏观物质。

D、物质的量的数值可以是整数，也可以是小数。[注意]关于物质的量的几点说明1摩尔的标准：1mol粒子集体所含的粒子数=0.012kg12C中所含的碳原子数1打

12个铅笔1双

2只筷子1箱

16瓶啤酒1盒

100枚别针宏观物质

微观粒子1mol

？个分子、离子、原子……实践体验：已知一个12C原子的质量为1.993×10－26kg，问

0.012kg12C中有多少个碳原子？≈6.02×1023【思考】集体中的成员数参考资料

1971年，由41个国家参加的第14届国际计量大会上，正式宣布国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物理量单位的提议，并作出决议。从此，“物质的量”就成为国际单位制中的一个基本物理量，物质的量的单位为摩尔。同时规定0.012kg12C中所含的碳原子数目作为1mol的标准。

6.02×1023

你知道吗？一滴水中所含的水分子数约为1.67×1021，让10亿人去数，每人每分钟数100个，日夜不停的数，需要

年才能数完．个体数量大时，人们习惯以集体为单位统计个体数量。３万一打一顶一打：12顶1）定义:

2）符号：3）单位:4）对象：表示物质所含微粒多少的一个物理量，也表示含有一定数目粒子的集体n摩尔（mol）1.物质的量微观粒子（分子、原子、离子、原子团、电子、中子、质子等）思考3：C+O2=CO2宏观：12克32克44克微观：粒子数按确定比例发生反应1：1：1微观粒子数与宏观质量之间是什么关系呢？物质的量(n)——表示微观粒子集合体的物理量阿伏加德罗常数(NA)意大利物理学家12g12C所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数的数值，约为6.02×1023阿伏加德罗常数是一个物理量，其单位是mol－1NA＝6.02×1023mol－12、阿伏加德罗常数符号：NA1)定义值：0.012kg12C所含的原子数4)含义：1mol任何微粒所含的微粒数均为阿伏加德罗常数个，约为6.02×1023个2)近似值：约为6.02×10233)单位：mol-112克感受阿伏加德罗常数

如果把6.02×1023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

如果把

6.02×1023

粒米给全球60亿人吃，每人每天吃一斤，要吃14万年，所以物质的量只用来表示原子、分子、离子等微观粒子。

1mol粒子的粒子数0.012Kg12C中所含原子数阿伏加德罗常数6.02×1023约为约为约为‖‖＝说明：1.物质的量只是用于表示微观粒子，不能用于宏观2.物质的量是一个物理量的名称，不能随意删减或改变3.用于表示微观粒子时，应用化学符号予以指明，如n(H)、n(H2)等4.摩尔是一个巨大数量粒子的集合体的单位，可以是整数，也可以是小数，如可以有0.5molO2、0.01molH2SO4等。但分子、原子等具体的粒子，只能是整数，而不能是0.5个或0.01个。2.判断正误，并说明理由。A.1mol氢B.1molCO2C.1mol苹果

1.请说出下列的含义（１）１molＨ（２）３molH2O

练习：表示１mol的氢原子表示３mol的水分子错误。没有指出是分子、原子或离子正确。错误。只能用于微观粒子3.填空题（4）1molH2SO4中含______________个S原子，_____________个O原子，_____________个H原子，_________molO。（1）1molO中约含有_______________个O原子；（2）4molO2中约含有_________molO原子；（3）3molH2SO4中约含_________________个H2SO4

分子，可解离出_______molH+；6.02ㄨ102383×6.02ㄨ102366.02ㄨ10234×6.02ㄨ10232×6.02ㄨ10234(5)1molNaOH中约含有_______molNa+、____molOH-11摩尔是物质的量的单位，每摩尔的任何物质都含有阿伏加德罗常数个粒子1.1molC中约含有

个碳原子6.02×10232.0.5molH2SO4含有

个硫酸分子3.01×1023n=NNA物质的量（单位：mol）微粒数（单位：个）阿伏加德罗常数（单位：mol-1）3、物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数间的关系：N=n.NA▲物质的量与微观粒子数之间成正比：n１／n２＝Ｎ１／Ｎ２2.1molNa2CO3中含有___molNa+、___molCO32-离子练习：211.0.5molH2SO4约含有

个硫酸分子,____________个氢原子。3.01×10236.02×1023３.1.204×1024个H2O分子的物质的量为

。

2mol练习：3.与0.3molH2O含有相同氢原子数的是()A.0.3molHNO3B.3.612×1023个HNO3分子C.0.2molH3PO4D.0.1molNH3BＣ

C+O2==CO2微观角度宏观角度1个C原子1个O2分子1个CO2分子NANANA12g:32g:44g12:12:1213:13:13………::实例探究NA:NA

:NA1mol：1mol：1mol结论化学反应方程式中，系数之比即反应过中各物质的物质的量之比

1molH2O约含有6.02×1023个水分子，质量是18g

1molAl约含有6.02×1023个铝原子，质量是27g1mol不同物质所含的粒子数是相同的，但由于不同粒子的质量不同，1mol不同物质的质量也不同思考1mol物质的质量到底有多大？粒子符号相对分子或原子质量1个分子或原子的质量1摩尔物质的质量H2O

2.990×10－23gAl4.485×10－23gC1.993×10－23gFe9.032×10－23gH2SO41.628×10－22g182712569818g27g12g56g98g结论：1mol任何粒子或物质的质量以g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。二、摩尔质量(M)单位物质的量的物质所具有的质量—物理量1、1mol任何物质的质量以g为单位时，数值上都与其相对分子质量（或相对原子质量）相等．1）定义:

2）符号：3）单位:g/mol或g·mol－1M注：2、只是数值相同，单位不同3、1mol不同物质质量不一定相等质量(m)×Ｍ

÷Ｍ物质的量(n)

（g）n＝m／Ｍ（mol）Mg摩尔质量为＿＿＿＿＿O2其摩尔质量为＿＿＿＿CO32－的摩尔质量为＿＿＿＿24g·mol－132g·mol－160g·mol－1(g·mol－1)N、n、m之间的相互转化Nnm÷NA×M×NA÷M联系微观和宏观物质的桥梁平均摩尔质量的计算(1)已知混合物的总质量(m混)和总物质的量(n混)M==m混/n混(2)已知标准状况下混合气体的密度d混，则M==22.4*d混(3)相对密度：已知同温、同压下，混合气体的密度d混是一种简单气体A的密度dA的D倍，则D称为相对密度２molH2SO4的质量是多少？解：m(H2SO4)=n（H2SO4

）×Ｍ(H2SO4)=2mol×98g／mol=196g

答：２molＨ2SO4的质量为196g．[例题]注意解题格式1.2molFe的质量是_________，1.5molSO2的质量是_________。2.24.5gH2SO4的物质的量是___________。112g96g0.25mol练习：3.88gCO２中含有多少克氧元素？64g3.NA个氧原子的质量为16g。()判断1.摩尔质量就是该物质的的相对分子质量或相对原子质量（）

4.SO42-的摩尔质量是96（）5.112g的铁粉中含有2NA

个铁原子()╳╳√√2.NA个水分子的质量即水的摩尔质量。()

╳1.等物质的量的SO2

和SO3

相比较，下列结论中错误的是

A.它们的分子数之比为1∶1B.它们所含氧原子数目之比为2∶3C.它们的质量之比为1∶1D.它们所含原子数目之比为3∶4C提高2.等质量的SO2和SO3中硫原子的物质的量之比是（）5∶4(第二课时)1.2化学计量在实验中的应用气体摩尔体积复习：物质的质量m、物质的量n、粒子数N之间的关系如下：mN(÷M)(×M)(×NA)(÷NA)n微观宏观1mol下列气体在00C、1.01×105Pa下的体积名称状态密度(g/L)质量(g)体积(L)H2气体0.08932O2气体1.42932CO2气体1.96544N2气体1.252822.422.422.422.4课本14【科学探究】1mol 固体和液体物质在200C、1.01×105Pa下的体积物质状态密度体积Fe固体7.86g/ml7.12mlAl固体2.7g/ml10mlH2O液体0.998g/ml18.04mlH2SO4液体1.83g/ml53.55ml由体积数据结合物质状态你得出什么结论?

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:1、1mol不同的固态或液态物质，体积不同。2、在相同状态下，1mol气体的体积基本相同。3、标准状况下1mol气体的体积约为22.4L

问题：那么不同状态的物质，体积大小跟哪些因素有关？物质的体积粒子数目粒子大小粒子间距结论:现在我们讨论1mol物质的体积，也就是粒子数都为6.021023。

1mol物质的体积粒子数目粒子大小粒子间距固、液体气体6.0210236.0210231、对于固、液体，粒子间距很小，粒子的大小是决定物质体积大小的主要因素。在固态和液态中粒子本身的大小不同，决定了其体积不同。所以，1mol固体、液体的体积主要决定于原子、分子、离子的大小。2、对于气体，粒子间距较大，决定物质体积大小的主要因素是粒子间的距离。而不同的气体在一定温度和压强下，分子间的距离可以看作是相等的，所以1mol任何气体的体积基本相同结论：（1）粒子数相同时，决定固体、液体体积大小的主要因素是

。（2）分子数相同时，决定气体体积大小的主要因素是

。（3）分子间的平均距离由

和

决定，当

和

时，气体分子间平均距离减小；当

和

时，气体分子间平均距离增大；当

和

时，气体分子间平均距离相等。粒子的大小粒子间的距离温度压强降低温度增大压强升高温度减小压强同温同压思考：1mol气体在任何状况下所占的体积是不是相等？是不是都约为22.4L?【讨论】你给摩尔体积下一个定义？

单位物质的量(1mol)的物质具有的体积叫做摩尔体积。一、气体摩尔体积6、标准状况（温度：0oC、压强1.01×105Pa）5、研究对象：4、公式：VnVm=——3、单位：2、符号：1、定义：L/mol或m3/mol等Vm单位物质的量的气体所占的体积。气体摩尔体积Vm约22.4L/mol任何气体（纯净或混合气体）知识归纳：1、对象：任何气体，包括混合气体2、状况：一定温度和压强下，一般指标准状况,

即:0℃，101kPa,通常状况为20℃，101kPa3

、结论：在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L。

4、定量：标准状况下气体摩尔体积为22.4L·mol-15、有关计算：(标准状况下）

V=n×22.4L/mol（n---气体的物质的量）6、同温同压下气体体积大小与微粒数目有关，与种类无关1、下列说法是否正确？（1）1摩尔氢气的体积约为22.4L。（2）标准状况下，1摩尔水的体积约22.4L。（3）20oC时，1摩尔氧气的体积约22.4L。（4）2×105Pa时，1摩尔氮气的体积小于22.4L。2、标准状况下：（1）44.8L氢气的物质的量是多少？（2）0.5mol氧气的体积是多少？（3）14gCO的体积是多少？（4）33.6L氮气中含多少个氮分子？练习：（×）（×）（×）（×）2mol11.2L11.2L1.5NA［判断正误］

1.标况下，1mol任何物质的体积都约为22.4L。2.1mol气体的体积约为22.4L。

3.标况下，1molO2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4L。

4.22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。

5.任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4L。6.只有在标况下，气体的摩尔体积才能是22.4L。

错，物质应是气体。错，未指明条件——标准状况。正确，气体体积与分子种类无关。

错，未指明气体体积是否在相同条件下测定。错，与温度和压强有关，如标准状况下约是22.4L。错，不一定，与温度和压强有关。[练习]下列说法正确的是（）（A）在标准状况下，1mol水和1molH2的体积都约是22.4L（B）2gH2和44gCO2的体积相等（C）1mol某气体的体积为22.4L，则该气体一定处于标准状况（D）在标准状况下，1gH2和11.2LO2的物质的量相等D[讨论]在一定温度和压强下，并不一定是标准状况，1mol不同的气体体积是否相同？在同温同压下，相同分子数的气体，其体积

（）；在同温同压下，体积相同的气体，其分子数（）；在同温同压下，气体体积的大小与分子数目成（）比。相同相同正[练习]

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_____①Cl2②N2③H2④CO2⑤O2[答案]

③>②>⑤>④>①物质质量物质的量微粒数÷M×M×NA÷NA×22.4L/mol÷22.4L/mol[小结]（标准状况）气体体积1、定律：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数。二.阿伏加德罗定律(3)标况下气体摩尔体积是该定律的特例。(2)“三同”定“一同”：同温、同压、若同体积则同分子数(1)使用范围：任何气体2、阿伏加德罗定律的推论同温同压下：V1=V2

即N1=N2同温同压下，任何气体的体积与物质的量、分子数成正比即：V1∶V2=n1∶n2=N1:N2n1=n2推论1练习：在标准状况下，22.4LCO和17gNH3的体积之比为所含分子数之比为所含原子数之比为在标准状况下:①2gH2

②分子数为3.01x1023的CO2③0.8molHCl④1.12LCl2

体积由大到小的顺序是①③②④1:11:11:2同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比。即：m1∶m2=M1∶M2推论2同温同压下：若V1=V2

即N1=N2n1=n2=m1M1m2M2=m1M1m2M2则n1=n2练习：标准状况下，等体积的氧气和某气体质量比为1：2.5，则该气体的摩尔质量是多少？80g/mol同温同压下，相同质量的任何气体的体积比等于它们的相对分子质量的反比。即：V1∶V2=M2∶M1。同温同压下：若m1=m2

推论3练习：则n1xM1=n2xM2V1VmV2VmxM1=xM2V1V2=M2M1

同温同压下，等质量的下列气体的体积由大到小排列顺序①CO2②H2③Cl2④HCl⑤SO2②④①⑤③推论4同温同压下，任何气体密度之比等于其式量之比，等于摩尔质量比。ρ1∶ρ2=M1∶M2V1V2n1n2同温同压下：==m1m2m1m2ρ1ρ2M1M2=ρ1ρ2M1M2练习：在标准状况下，空气的平均式量为29，相同条件下的下列气体密度比空气密度大的是（）①CO2②H2③Cl2④HCl⑤N2①③④推论5恒温恒容下，气体的压强比等于它们的物质的量之比。

即：p1∶p2=n1∶n2

推论6推论7压强相同，分子数相等的气体，体积与温度成正比温度相同，分子数相等的气体，体积与压强成反比V1

：V2=T1

：T2V1

：V2=P2：P1二、阿伏加德罗定律的几个推论：气体状态方程：PV=nRT推论：1、同温、同压：2、同温、同体积：3、同温、同压、等质量：4、同温、同压、同体积：V1/V2=n1/n2

ρ1/ρ2=M1/M2P1/P2=n1/n2V1/V2=M2/M1

m1/m2=M1/M2=ρ1/ρ2

三、关于气体摩尔体积的计算有关气体摩尔体积的计算主要以下关系：mMMXXNANAVVmXVmXρρnN1、求生成物的分子式例题1、在一定温度和压强下，1体积X2（气）跟3体积Y2（气）化合生成2体积气态化合物A，则化合物A的化学式是（）A、XY3B、XYC、X3YD、X2Y3【分析】（1）由阿伏加德罗定律的推论：同温、同压下，V1/V2=n1/n2，得：n(X2):n（Y2）:n(A)=1:3:2（2）由物质的量之比=化学方程式各物质前的系数比，反应的化学方程式可表示为：X2+3Y2=2A。（3）根据质量守恒定律，可知A的分子式为XY3。【小结】一般思路：（1）微粒个数比=物质的量之比=化学方程式中各物质的系数比；（2）写出化学反应方程式；（3）由质量守恒定律确定生成物的分子式。

A2、相对分子质量的确定例题2、有一真空瓶的质量为m1g,该瓶充入氧气后总质量为m2g；在相同状况下，若改充某气体A后，总质量为m3g。则A的分子量为。32(m3–m1)/(m2–m1)分析：（1）m(O2)=m2–m1(g)则：n(O2)=(m2–m1)g/32g·mol-1=(m2–m1)/32mol（2）m(A)=m3–m1(g)，设气体A的摩尔质量为M，则：n(A)=(m3–m1)/Mmol（3）因气体A与氧气的体积相等，由推论：V1/V2=n1/n2得：(m2–m1)/32mol=(m3–m1)/Mmol则：M=32(m3–m1)/(m2–m1)(g/mol)小结：求相对分子质量的几种方法：（1）应用阿伏加德罗定律求解。（如，例题2）（2）已知标准状况下气体的密度（ρ）求解：

M=22.4ρ（3）已知非标准状况下气体的压强（P）、温度（T）、密度（ρ）求解：M=ρRT/P（4）由摩尔质量公式求解：M=m/n（5）混合气体的平均式量：

M（混）=m（总）/n（总）（6）由气体的相对密度求解（略）课堂小结练习：1、标准状况下,4.4克CO2与多少克氧气所占的体积相同？2、A气体对空气的相对密度为0.966，求①该气体的相对分子质量。②该气体在标准状况下的密度3、求同温同压下，相同质量的甲烷与氧气的体积之比。3.2g2:1281.25三、有关混合气体平均摩尔质量的计算m总n总M=例6、某混合气体含2mol氧气和8mol氮气，求其平均相对分子质量。2mol×32g/mol+8mol×28g/mol2mol+8mol=28.8g/molM==M1×V1%+M2×V2%+…=M1×n1%+M2·n2%+…解：平均摩尔质量也就是1mol混合气体的质量。所以混合气体的平均相对分子质量为28.8例7：某水煤气中H2和CO的体积分数都是50%，求平均式量，若H2和CO的质量分数都是50%，求平均式量。H2和CO质量分数都是50%时，H2和CO的体积分数分别为93.3%和6.7%，以此，求的混合气体的平均式量为3.73g·mol-1解：H2和CO体积分数都是50%时

M=M(H2)×50%+M(CO)×50%=2g·mol-1×50%+28g·mol-1×50%=15g·mol-1(第三课时)1.2化学计量在实验中的应用物质的量浓度1.溶液的组成成分是什么?2.溶质质量分数的计算公式是什么?

对于溶液而言，通常测量体积比较方便，而对于溶质而言，知道其物质的量比较方便。能否将这两个量联合起来呢？溶质质量分数=溶质的质量溶液的质量100%提问问题探究2.定义式是:

以单位体积溶液中所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量叫溶质B的物质的量浓度。1.物质的量浓度定义：CB=nB/Vmol/L或

mol·L-1

3.单位:一、物质的量浓度

（1）nB

表示溶质B的物质的量，V表示溶液的体积，不是溶剂的体积。（2）用mol/L表示的溶液通常称作物质的量浓度的溶液。由于溶液是均一的，从溶液中取出任意体积的溶液，其浓度与原来溶液的浓度相同，所含溶质的物质的量则因体积不同而不同。注意1.将40gNaOH溶于2L水中配成溶液，其物质的量浓度为0.5mol/L。这样叙述是否正确？为什么？答：不是，此2L指的是溶剂的体积。2.从1L1mol/LNa2CO3溶液中取200mL，取出的溶液中溶质的物质的量浓度是

，取出的溶液中溶质的物质的量是

。1mol/L0.2mol

合作探究[练习]1.判断题（1）将1gNaCl溶于水制成1L溶液，则c=1mol/L;()（2）将1molNaCl溶于1L水中，则c=1mol/L;()（3）若从1L1mol/L的NaOH溶液中取出20mL，则取出的NaOH溶液c=1mol/L；()（4）同体积、同物质的量浓度的不同溶液中，含溶质的物质的量相等；()xx√

√

注意：1L是溶液的体积，不是水的体积。例题课本P162.填空题（1）0.2mol/L的H2SO4的含义是__________;（2）将1LNaOH溶液中含有40gNaOH，其物质的量浓度为_________;（3）200mL的NaOH溶液中含有20gNaOH，其物质的量浓度为_________;

（4）0.2mol/LAl2(SO4)3溶液中含有c(Al3+)=_________,c(SO42-)=_________;（5）已知c(Cl-)=1mol/L,则c(CaCl2)=_________________。小结

物质的量微粒数NA..NAM..M质量

气体体积(标准状况)Vm..Vm物质的量浓度..V×V例1：将23.4gNaCl溶于水，配成250mL溶液，计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。

c(NaCl)=0.4mol/0.25L=1.6mol/Ln(NaCl)=

=0.4mol23.4g58.5g/mol二、关于物质的量浓度的计算1.定义式：CB=nB/V2、关于气体溶质的计算例2：标况下44.8LHCl溶于水配成500mL溶液。计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。c(HCl)=n(HCl)————V=4mol/Ln(HCl)=

44.8L=————22.4L/molV（HCl）Vm_______=2mol解：=2mol0.5L3.溶液稀释的计算【例3】要配制500mL0.6mol/L的NaOH溶液，需6mol/L的NaOH溶液多少毫升？6mol/L×V=0.6mol/L×500mL

V=50mL

答：需6mol/L的NaOH溶液50mL。解：设需6mol/LNaOH溶液的体积为V分析：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）4.混合溶液物质的量浓度的计算【例4】50mL0.5mol/LBaCl2

溶液和100mL0.5mol/LNaCl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）。C(Cl-)=

50mL×0.5mol/L×2+100mL×0.5mol/L

50mL+100mL=0.67mol/L

答：

溶液中Cl-的物质的量浓度是0.67mol/L解：5.

c与ω之间的换算【分析】设溶液的体积为1L，溶液的质量分数为ω

，密度为ρg/cm3，溶质的摩尔质量为Mg/mol则有：C=而ω=

Cmol/L×1L

×M

g/mol

1000mL×ρ

g/cm3物质的量浓度与

溶质质量分数

的换算必须以密度为桥梁。

1000mL×ρg/cm3

×ω÷M

g/mol

1L=

1000mL×

ρ

g/cm3

×ωM

g/mol

×1L×100%【例5】98%的密度为1.84g/cm3的浓硫酸，其物质的量浓度为多少？C(H2SO4)=

1000×1.84

×98%98

×

1

=18.4mol/L解：答：浓硫酸的物质的量浓度为18.4mol/L

mol/L溶液配制实验仪器实验步骤