第一章 化学基本量和化学计算

第一章化学基本量

和化学计算第一节物质的量及其单位一、摩尔

表示含有一定数目粒子的物理量物质的量是一个专用名词，不能拆开理解

2物质的量描述的对象是粒子集体1mol任何粒子的数目＝阿伏加德罗常数［说明］摩尔是物质的量的单位，物质的量描述的对象是粒子的集体，但没有限定的何种粒子集体，因此，我们在使用摩尔表示物质的量时，要指明粒子的种类。阿伏加德罗常数：科学上把12g12C含有的原子数成为阿伏加德罗常数。阿伏加德罗常数经过试验已测得比较准确的数值，一般采用6.02×1023这个近似的数值1molC中约含有_________个C1molH2O中约含有_________个H2O1molSO42-中约含有_________个SO42-1mole－中约含有_________个e－6.02×10236.02×10236.02×10236.02×1023O2的物质的量

阿伏加德罗常数

粒子数1mol×6.02×1023mol－１

＝____________0.5mol×6.02×1023mol－１

＝____________２mol×6.02×1023mol－１

＝____________

n

×ＮＡ

＝__________6.02×10233.01×10231.204×1023NN=n×NA或：微观粒子数=物质的量×阿伏加德罗常数例题一在0.5molO2中含有的O2的分子数目是多少？解：O2的分子数为N=n×NA

=0.5mol×6.02×1023个/mol=3.01×1023个答：O2的分子数为3.01×1023个例题二：在0.5molO2中含有的O的原子数目是多少？解：O2的O原子数为N=n×2×NA

=0.5mol×2×6.02×1023个/mol=6.02×1023个答：O2的O原子数为6.02×1023个小结由于0.012Kg12C所含的碳原子数目约为6.02×1023，这样，就可以用物质的量这个物理量将可称量的物质的质量同微观粒子的数目联系起来。质量

物质的量

粒子数0.012Kg12C约为6.02×1023个C物质的量(n)＝

微粒数(个)N阿伏加德罗常数(个/摩)NA思考：两种物质所含微粒个数之比==N1N2（1）定义：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。（2）符号：M（3）单位：g/mol（或kg/mol）（4）数值：（当单位为g/mol）等于物质或粒子的式量（5）公式:

n(mol)=m(g)M(g/mol)两个变式：

(1)m=n•M(2)mM=n二、摩尔质量微观粒子宏观质量一个C原子一个O原子一个Fe原子扩大6.02×10231molC原子1molO原子1molFe原子16g56g12g相对原子质量165612规律一：1摩尔任何原子的质量如果以克为单位，在数值上等于该原子的相对原子质量(relativeatomicmass)一个C原子一个O2-离子一个Fe3+离子宏观质量扩大6.02×10231molC原子1molO原子1molFe原子16g56g12g165612规律二：1摩尔任何离子微粒的质量如果以克为单位，在数值上等于该微粒的相对离子质量。相对离子质量1）、1molNa的质量为

。

2molH的质量为

。

3molO的质量为

。2）、1molH2的质量为

。

1molH2O的质量为

。

2molH2SO4的质量为

。

3molMg2+的质量为

。规律三：1摩尔任何分子的质量如果以克为单位，在数值上等于该分子的相对分子质量(relativemolecularmass)总结：1摩尔任何粒子的质量，以克为单位，在数值上等于该粒子的式量23g2g48g2g18g196g72g1、摩尔质量1mol物质的质量。单位：在数值上等于其式量2、摩尔质量与1mol物质的质量的区别与联系区别：单位不同联系：数值上等于其式量gg/mol①使用范围：A.任何一种微观粒子

B.无论是否纯净

C.无论物质的状态物质的量的意义：是联系宏观和微观的纽带或桥梁。表达式：nmNMNANAM宏观物体的质量纽带或桥梁微观粒子的个数物质的量n、摩尔质量M

、物质的质量m；阿伏加得罗常数NA

之间的区别。三、有关物质的量的计算实验室需要32g氧气，问至少需要多少摩尔氯酸钾加热分解？生成的KCl的分子数目是多少？解：2KClO3===2KCl+3O2↑

MnO22×122.53×32m(KClO3)32g答：至少需要氯酸钾0.67moln(O2)=——m(O2)M(O2)KClOn0.67mol81.6g)(3≈=122.5g/molKClOm81.6g32g×2×122.5)(3≈=3×32物质的量应用于化学方程式的计算步骤：1.写出有关反应方程式3.对应计量数，找出相关物质的物质的量2.找出相关物质的计量数之比4.根据原理进行计算第二节气体摩尔体积物质名称状态物质的量

mol摩尔质量g•mol-1密度g•cm-3体积Cm3Fe固1567.8Al固1272.7Pb固120711.3H2O液1181H2SO4液1981.837.21018.31853.6表1.几种1mol固,液体的体积(V=m/ρ)[结论]相同条件下，1摩尔不同固体或液体物质的体积是

的。计算1摩尔固体、液体物质的体积。不相同物质名称物质的量

mol摩尔质量g•mol-1密度g•L-1体积LH212.0160.0899O2132.001.429CO2144.011.96522.422.422.4表2.几种1mol气体在标准状况下的体积(标准状况：温度为0℃，压强为101KPa)[结论]在标准状况下，1mol任何气体所占的体积

L。都约为22.41.当粒子数一定时，固、液、气态物质的体积主要取决于：气体粒子间的平均距离。

粒子的大小；2、因为气体粒子间的平均距离主要决定于气体的温度和压强，而对相同粒子数的气体，其体积主要决定于粒子间的平均距离。一、气体摩尔体积（Vm）对象：任何气体（纯净或混合气体）标准状况下：Vm约22.4L/mol标准状况：温度：0oC、压强1.01×105Pa定义：单位物质的量的气体所占的体积。单位：L/mol或m3/molVn公式：

Vm=——v——体积n——物质的量Vm——气体摩尔体积注意：1、状态：气体2、状况：一定温度和压强下3、气体体积与微粒数目有关，与种类无关4、在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L。二、关于气体摩尔体积的计算1、下列说法是否正确？（1）1摩尔氢气的体积约为22.4L。（2）标况下，1摩尔任何物质的体积都约为22.4L。（3）标况下，1摩尔O2和N2混合气（任意比）的体积约为22.4L。（4）任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4L。（√）（

×

）（

×

）（

×

）2、标准状况下：（1）44.8升氢气的物质的量是多少？（2）0.5摩尔氧气的体积是多少？（3）14克CO的体积是多少？n=V/Vm=44.8L÷22.4L/mol=2mol解：V=n×Vm

=0.5mol×22.4L/mol

=11.2L

V=n×Vm

=(m/M)×Vm

=(14g÷28g/mol)×22.4L/mol

=11.2L

3、在标准状况下，44.8LO2

的质量是多少克？解：n(O2)=V(O2)/Vm=44.8L/22.4L/mol=2mol

m(O2)=n(O2)*M(O2)=2mol×32g/mol=64g答：在标准状况下,44.8LO2

的质量是64g.在标准状况下，Vm=22.4L/mol4、在标准状况下，85g氨气占多大体积？解：n(NH3)=m(NH3)/M(NH3)=85g/17g/mol=5mol

V(NH3)=n(NH3)*Vm=5mol×22.4L/mol=112L答：在标准状况下,85g氨气所占体积为112L.在标准状况下,

Vm=22.4L/mol小结：一、气体摩尔体积（Vm）常用单位有L/mol和m3/mol。Vm=Vn公式：概念：单位物质的量气体所占的体积。（1）微粒数目（2）微粒大小（3）微粒的平均间距物体体积的大小取决于对象：任何气体（纯净或混合气体）标准状况：温度为0℃，压强为101KPa

在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是22.4L。(或气体在标准状况下的Vm约是22.4L/mol)第三节根据化学方程式的计算1.化学方程式的书写原则(1)以客观事实为基础

不能臆造事实上不存在的物质和化学反应,如我们不能把氧化铝写成ALO而是AL2O3,不能把氧化铁写成FeO,而是Fe2O3.(2)遵守质量守恒定律

遵守质量守恒定律，就是等号两边各种原子的数目必须相等对于书写化学方程式就是配平．一、化学方程式２．化学方程式的书写步骤(1)写:

点燃根据事实写出反应物和生成物的化学式,中间用短横线相连.P+O2-----P2O5(2)配::配平化学方程式,并检验(就是等号两边各种原子的数目必须相等)4P+502-----2P2O5(3)等::将短横线改写成”===“4P+502===2P205(4)标:标明反应发生条件以及生成物状态“↑”或“↓”（5)查：检查化学式是否写错，化学方程式是否配平,条件和物质状态标注是否标了,标了是否恰当4P+502===2P205例一、知一物，求一物例二、涉及质量的变化例三、涉及物质的体积例四、涉及含杂质类型例五、溶液综合计算例六、溶液综合计算二、根据化学方程式的计算知一物求一物例一、用氢气还原氧化铜实验中，若制得6.4克铜，则参加反应的氢气的质量是多少？参加反应的氢气的质量为x

2∶64

=

x∶6.4克H2+CuO=Cu+H2O264x6.4克x=0.2克参加反应的氢气的质量为0.2克解：设

答：方程式

质量比

已未知比例式求解练习：7.9克高锰酸钾受热完全分解，可制得氧气质量是多少克？解：设生成氧气的质量为x316∶32

=7.9克∶x2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑

316327.9克

xx=0.8克答：生成氧气的质量为0.8克例2、取氯酸钾和二氧化锰的混合物15.5克，放入一大试管中加热，反应完全后冷却到反应前温度，称残余固体质量为10.7克。求生成氧气多少克？生成氯化钾多少克？解：根据题意，生成氧气的质量为：15.5克-10.7克=4.8克。设生成的氯化钾的质量为x

149∶96=x∶4.8克x4.8克x=7.45克答：生成氧气4.8克，生成氯化钾7.45克。149962KClO3=2KCl+3O2↑MnO2涉及质量变化练习：取氯酸钾和二氧化锰的混合物30克，放入一大试管中加热，反应完全后，残余固体中含氯化钾的质量为14.9克。求生成氧气多少克？原混合物中含氯酸钾多少克？解：设生成氧气的质量为x，原混合物中氯酸钾的质量为y：

149∶96=14.9克∶x245∶149=y∶14.9克y14.9克xx=9.6克；y=24.5克；答：生成氧气9.6克，原混合物中氯酸钾质量为24.5克。245149962KClO3=2KCl+3O2↑MnO2例3、将一定质量的锌投入50ml密度为1.40g/cm3的稀硫酸中正好反应，生成的2.24升（标态）氢气。求：参加反应的锌和硫酸的质量。（已知标准状况下氢气的密度是0.0899g/L）解：生成氢气的质量为：2.24×0.0899=0.2克。设参加反应的锌和硫酸的质量分别为x和y:

65∶2=x∶0.2克

98∶2=y∶0.2克

xy0.2克x=6.5克y=9.8克答：参加反应的锌和硫酸的质量分加为6.5克和9.8克。65982Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑涉及物质的体积例4、求6.5克含杂质的质量分数为２０％的锌与足量的稀硫酸反应后，生成氢气的质量为多少？（杂质不与硫酸反应）解：设生成氢气的质量为x:

65∶2=6.5克×（1－20%）∶x6.5克×（1－20%）xx=0.16克答：生成氢气0.16克。652Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑涉及含杂质计算分析：杂质不反应，要把杂质去掉。纯物质的质量＝不纯物质的质量×物质的纯度例：某石灰石样品12.5克（杂质不溶于水也不与酸反应），恰好与94.4克稀盐酸完全反应，生成4.4克CO2。假定生成的CO2全部逸出。求：①原石灰石样品中碳酸钙的质量；②反应后溶液中溶质的质量分数。石灰石12.5克分析碳酸钙杂质94.4克稀盐酸溶液其它氯化氢水水氯化钙CO24.4g杂质→＋＋反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑碳酸钙杂质氯化氢水水氯化钙CO24.4g杂质→＋＋方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑解：设设样品中CaCO3

质量为x，反应生成

CaCl2的质量为y：质量比10011144已、未知xy4.4g比例式100∶44=x∶4.4g计算x=10g比例式111∶44=y∶4.4g计算y=11.1g反应后溶液总质量

12.5g+94.4g－2.5g－

4.4g=100g反应后溶液中溶质的质量分数11.1g100g×100%=11.1%答：

样品中CaCO3质量为10g，反应后溶液中溶质的质量分数为11.1%。12.5g94.4g4.4g+2.5g12.5+94.4-4.4-2.5例5：将60克Na2CO3溶液与20%的盐酸（密度为1.1g/cm3）完全反应后，溶液质量减少了4.4g。试求：①消耗20%的盐酸多少毫升；②反应后溶液中溶质的质量分数是多少？Na2CO3+2HCl=2NaCl

+H2O+CO2↑方程式20%的盐酸体积为x，则其中含HCl的质量为x×1.1×20%，另设反应后生成NaCl的质量为y：解：设7311744质量比x×1.1×20%y4.4g已未知

比例式73∶44=x×1.1×20%∶4.4g计算x=33.2cm3比例式117∶44=y∶4.4g计算y=11.7g反应后溶液质量

60g+33.2×1.1－

4.4g=92.1g反应后溶液中溶质的质量分数11.7g92.1g×100%=12.7%答：

消耗盐酸的体积为33.2cm3，反应后溶液中溶质的质量分数为12.7%。例6：将CaCO3和CaCl2的混合物27.8克，加入131克的稀盐酸中正好完全反应，生成8.8克气体。求：①原混合物CaCO3中的质量；②反应后溶液中溶质的质量分数是多少？

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑方程式10011144质量比xy8.8g已未知

比例式100∶44=x∶8.8g计算x=20g比例式111∶44=y∶8.8g计算y=22.2g反应后溶液质量

27.8g+131g－

8.8g=150g反应后溶液中溶质的质量分数30g150g×100%=20%答：

CaCO3的质量为20g，反应后溶液中溶质的质量分数为20%。CaCO3的质量为x，另设反应后生成CaCl2的质量为y：解：设反应后溶液中CaCl2总质量为

22.2g+（27.8-20）g=30g表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。三、热化学方程式热化学方程式能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于25℃101kPa时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。3、热化学方程式需注明各物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H，并用“空格”隔开，△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol或J/mol2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指:25℃1.01×105Pa；3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H的数值也加倍；若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变热化学方程式表示的意义1、反应物和生成物的种类、聚集状态2、反应中各物质的物质的量比和质量比3、反应中放出或吸收的热量。综上所述第四节溶液的浓度★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组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。公式：CB=单位：nB:molV溶液

:L或m3CB:mol/L或mol/m3一、物质的量浓度练习：1.判断A、将1gNaCl溶于水制成1L溶液，则C=1mol/L;()B、将1molNaCl溶于1L水中，则C=1mol/L;()C、若从1L1mol/L的NaOH溶液中取出20mL，则C=1mol/L；()D、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；()2.500mL，0.1mol/L的Na2CO3溶液中含有溶质的物质的量；质量为；Na+的物质的量为；CO32-的物质的量为；注意：1L是溶液的体积，不是水的体积。xx√√0.05moL5.3g0.1moL0.05moL★一定物质的量浓度溶液的配制1、容量瓶简介:容量瓶使用之前要检查是否漏水.如何检漏?

加水倒立观察瓶塞旋转180o倒立观察只能用作配制的量具。不能在其中直接溶解或稀释固体或浓溶液，不能将热的溶液倒入，不能作为反应器，也不能长期存放溶液。移动容量瓶，应手握刻度线以上部分。读数时，应平视，使溶液的凹液面正好与刻度相切。形状:细颈，梨形，平底的玻璃瓶；构造:瓶上标有容积，温度，颈部标有刻度线；规格：100mL，250mL，500mL，1000mL；2、步骤：3、仪器：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴标签。托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、试剂瓶、药匙1、计算

2、称量3、溶解4、转移5、洗涤6、定容7、摇匀左物右码错为左码右物后，物质的量浓度偏低不小心将烧杯中的溶液洒到了容量瓶外面，物质的量浓度偏低洗涤液没有转入容量瓶，物质的量浓度偏低加水没到刻度线偏低偏高摇匀后，发现液面低于刻度线再补水，物质的量浓度4、误差分析：【例1】在200mL稀盐酸里溶有0.73gHCl,计算溶液的物质的量浓度。解：n(HCl)=

7.3g

36.5g/mol

=0.02molV(HCl)

=

200mL

1000mL/L

=0.2L

C(HCl)=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L

答：

这种盐酸的浓度是0.1mol/L1、配制溶液的计算：★一定物质的量浓度溶液的计算【例2】计算配制500mL0.1mol/L的NaOH溶液所需NaOH的质量。V

(NaOH)

=

500mL

1000mL/L

=0.5Ln(NaOH)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol

m(NaOH)=0.05mol×40g/mol=2g

答：

配制500mL0.1mol/LNaOH溶液需NaOH2g。解：【例3】标准状况下，将448LNH3

溶于1L水中，得到浓度为0.9g/cm3

的氨水。求此氨水的物质的量浓度。解：n(NH3)=

448L

22.4L/mol

=20molm(NH3)=20mol×17g/mol=340g

V(氨水)=

1340g

0.9g/mL

×1000mL/L=1.49L

答：

此氨水的浓度是13.4mol/Lm(氨水)=340g+1000g=1340g

C(氨水)=

20mol

1.49L=13.4mol/L【例4】要配制500mL