1.2化学计量在实验中的应用教案(人教版必修1)

第二节 化学计量在实验中的应用

【本节学习要点】

1．了解物质的量及其单位——摩尔；了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数和物质的量浓度的含义。 2．掌握物质的量、物质的质量、微粒数目、标准状况下气体体积之间的关系。 3．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法和应用。

重难点一、物质的量及其单位

1．使用“物质的量”与“摩尔”时的注意事项 (1)物质的量

①“物质的量”四个字是一个整体概念，不得简化或增添任何字，如不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。

②物质的量是七个基本物理量之一；同“时间”，“长度”等一样，其单位是摩尔。

③物质的量表示的是微观粒子或微观粒子的特定组合的_______，不适用于_______物质，如1 mol苹果的说法是错误的。

④物质的量中所指粒子包括_______、原子、_______、质子、中子、_______、原子团等微观粒子或微观粒子的特定组合(如NaCl、Na2SO4等)。

(2)摩尔

使用摩尔作单位时必须用__________指明粒子的种类 2．阿伏加德罗常数NA

阿伏加德罗常数是一个物理量，单位是mol1，而不是纯数。

－

不能误认为NA就是6.02×1023。

3．摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系

概念 单位 摩尔质量(M) ①单位物质的量的物质所具有的质量；②单位是g/mol或kg/mol 相对原子质量 ①一个原子的质量与12C的1/12作比较，所得的比值；②单位：无 相对分子质量 ①化学式中各元素相对原子质量之和；②单位：无 摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量；联系 混合物组成一定时，1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量，在数值上等于该混合物的______________ 特别提醒 ①1 mol任何粒子的质量以克为单位时，在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。 ②“摩尔质量在数值上一定等于该物质的相对分子质量或相对原子质量”。这句话对否？为什么？ ③两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系？为什么？ 4．物质的量n、质量m、粒子数目N之间的关系

计算关系 式(公式) ____________ 主要应用 在n、N和NA中，已知任意注意事项 ①NA有单位：mol1 － 第1页

两项求第三项 ②求n或N时，概念性问题用NA；数字性问题用6.02×1023 mol1 －①在M、n和m中，已知任意__________ 两项求第三项 ②先求M，后求Mr ①在m、NA、M和N中，已___________ 知任意三项求第四项 ②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题 重难点二、气体摩尔体积 1．气体摩尔体积的适用范围

M的单位取g/mol时，m的单位取g；M的单位取kg/mol时，m的单位取kg ①重视n在m和N之间的桥梁作用 ②与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类 气体摩尔体积的适用范围是_______，可以是单一气体，也可以是_______，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。

2．气体摩尔体积的数值

(1)气体摩尔体积的数值与_____和_____有关

(2)标准状况下任何气体的气体摩尔体积为______L·mol1

－

(3)非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·mol1，也可能不是22.4 L·mol1。1 mol气体的体积若为22.4 L，

－

－

它所处的状况不一定是标准状况，如气体在273℃和202 kPa时，Vm为22.4 L·mol1。

－

3．气体体积与其他物理量的关系

(1)标准状况下气体体积的计算①V=22.4 L·mol-1·n ②V=22.4 L·mol-1·?? ③V=22.4 L·mol-1·?? (2)标准状况下气体密度

4．阿伏加德罗定律及推论 (1)阿伏加德罗定律的内容

同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 ①适用范围：____________________________________ ②“四同”定律：_____________________________________。

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(2)阿伏加德罗定律的推论：

①同温、同压：气体的体积与__________成正比 ②同温、同压：气体的密度与摩________成正比

③同温、同压、同体积：气体的质量与_________成正比

特别提醒 ①标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1，是阿伏加德罗定律的一个特例。 ②以上推论只适用于________包括混合气体)，公式不能死记硬背，要在理解的基础上加以运用。 5．求气体摩尔质量的常用方法

(1)根据标准状况下气体密度(ρ) M=_________ (2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2) ________

说明 气体的相对密度是指在同温同压下两种气体的_________。 (3)根据物质的量(n)与物质的质量(m)_______

(4)根据一定质量(m)物质中的微粒数(N)和阿伏加德罗常数(NA) ________ (5)根据化学方程式结合质量守恒定律 (6)混合气体平均摩尔质量

(4)仍然成立；②还可以用下式计算： →(4)仍然成立；②还可以用下式计算： _ M=M1×a%+M2×b%+M3×c%?

M1、M2、M3??分别表示混合气体中各组成成分的摩尔质量，a%、b%、c%??分别表示各组成成分所占混合气体的体积分数(即物质的量分数)。

重难点三、物质的量在化学实验中的应用 1．物质的量浓度概念的理解 在公式__________中

(1)溶质是用________表示而不是质量表示；体积表示_____的体积，而不表示_____的体积，并且体积单位为L。 (2)带结晶水的物质溶于水后，溶质是不含结晶水的化合物，溶剂中的水包括结晶水。

(3)从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但随溶液体积的变化溶质的________不同。

(4)气体溶于一定体积的水中，溶液的体积______溶剂的体积而应根据溶液密度和溶液质量求算。 (5)若浓溶液稀释或浓度差别较大的溶液混合，混合后溶液的总体积比原来的体积之和______ 2．辨析比较

物质的量浓度与溶液溶质的质量分数

内容 物质的量浓度 质量分数 定义 以单位体积溶液里含有溶质的物质的量来表示溶液组成 用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成 第3页

溶质的 单位 溶液的 单位 mol g L 物质的量浓度 g 计算 公式 (mol·L)＝ 溶质的物质的量(mol) 溶液的体积(L)－1质量分数＝ 溶质的质量(g)×100% 溶液的质量(g)－两者的 关系 3.容量瓶使用注意事项 物质的量浓度(mol·L1)＝ 1 000 mL×溶液的密度(g·mL1)×质量分数 －溶质的摩尔质量(g·mol1)×1 L－4．一定物质的量浓度溶液配制过程中的注意事项 (拌。

5．配制一定物质的量浓度溶液的误差分析

一般是依据实验原理，对实验结果的数学表达式进行分析(属于公式法)。c(B)＝

n(B)

＝-------。c(B)的误差取决V

于m和V的值是否准确。以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例分析以下操作：

能引起误差的一些操作 m 用滤纸称NaOH 向容量瓶注液时少量流出 未洗烧杯和玻璃棒 定容时，水加多后用滴管吸出 定容摇匀时液面下降再加水 定容时俯视读数(读刻度) 定容时仰视读刻度 方法引导 定容误差的判断方法 过程分析 V 对c 的影称量时间过长 响

定容的目标是容量瓶的容积，相关主要方法是以平视式、以容量瓶的刻度线为目标、观察液面与刻度的位置关系，标准是液面的最低点与刻度线齐平时，液体体积恰好等于容量瓶的容积。

(A)仰视式观察，溶液体积--------。如图(a) (B)俯视式观察，溶液体积-----。如图(b)

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6．关于物质的量浓度的计算 (1)溶液的稀释与混合

①稀释 溶质的质量不变----------------

[c1、c2和V1、V2分别表示稀释前后溶液的物质的量浓度和体积] a．稀溶液稀释时V2=VH2O+V1 b．浓溶液稀释时V2≠VH2O+V1 ②混合

[c1、c2，ρ1、ρ2，V1、V2分别表示混合前同一溶质溶液的物质的量浓度、密度、体积，c混、ρ混、V混表示混合溶液的物质的量浓度、密度、体积]

(2)物质的量浓度c(B)与溶质质量分数(w)的换算 －

－

c(B)＝1 000(mL·L1)ρ(g·mL1)wM(g·mol－

1)

M：溶质B的摩尔质量 ρ：溶液密度(g·mL－

1)

推导方法 设溶液为1 L，则

mL－

1)－

－

①c(B)＝n(B)V＝ρ(g·

×1 000 mL×w1 000(mL·L1)·ρ(g·mL1)wM(g·mol－1)＝M(g·mol－1)

1 L

n－

－

②w＝m(B)(B)×Mc(B)(mol·L1)×1 L×Mm(溶液)×100%＝(g·mol1)1 000 mL×ρ(g·mL－1)＝ρ(g·mL－

1)×1 000 mL

×100%＝ c(B)(mol·L－

1)M(g·mol－

1)

1000(mL·L－1)·ρ(g·mL－1)

(3)饱和溶液物质的量浓度与溶解度(S)的换算 －

－

c(B)＝1 000(mL·L1)·ρ(g·mL1)·S(g)(S＋100)(g)·M(g·mol－1)

ρ：饱和溶液密度(g·mL－

1) M：溶质B的摩尔质量

(g·mol－

1)

注 只适用于饱和溶液中的换算

推导方法 设溶剂为100 g，则B为S g，溶液为(100＋S)g S(g)

c(B)＝n(B)

M(g·mol－

1)V＝(100＋S)g＝

－3－1

ρ(g·mL－1)×10

L·mL1000(mL·L－

1)·ρ(g·mL－

1)·S(g)

(100＋S)(g)·M(g·mol－1)

(4)标准状况下气体溶于水所得溶液的物质的量浓度 标准状况下，V L气体溶于V(H2O)L中，所得溶液密度为 ρ(g·mL－

1)则：

①气体的物质的量：-------------------------- ②溶液体积：--------------------------------------- ③根据c＝------------------知

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1000(mL·L1)·ρ(g·mL1)·V(L)

c＝ －1－1M(g·mol)·V(L)＋22400(g·mol)·V(H2O)(L)

－

－

-

题型1物质的量及其单位

【例1】 下列说法中正确的是( ) A．摩尔是国际单位制中的七个物理量之一 B．0.5 mol H2O中含有的原子数目为1.5NA C．64 g氧相当于2 mol氧

D．1 mol任何物质都约含有6.02×1023个原子

学习化学概念时，一定要把与概念相关的文字读细、读精，要抓住概念的本质特征去理解；使用物质的量及其单位时，一定要用化学式表明粒子的种类，不能用中文名称，以确保含义明了。

题型2气体摩尔体积的概念

【例2】 下列说法中正确的是( ) A．32 g O2占有的体积约为22.4 L B．22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子 C．在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 g

D．22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数

①标准状况下任何单一气体或混合气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol1，即与气体的种类无关。非标准状

－

况下气体摩尔体积也有可能为22.4 L·mol1。

－

②若题目给出物质的体积：一要看是否为标准状况；二要看该物质在标准状况下是否为气体。若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol

－1

进行求解。

③若题目给出气体的质量或物质的量则粒子数目与外界条件无关。 ④若题目求稀有气体的粒子数目，需注意它是单原子分子。 题型3阿伏加德罗定律及其推论

【例3】 在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( )

A．两种气体的压强相等

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B．O2比O3的质量小 C．两种气体的分子数目相等 D．两种气体的氧原子数目相等

解答该题时要注意两个问题：

①温度问题：气体的压强与温度有关，物质的量不相等时，若温度也不相等，气体的压强有可能相等。 ②O2和O3的组成问题：尽管O2和O3的物质的量不相等，但质量相等，而质量实际上是氧原子的质量，所以二者所含原子数也相等。

题型4一定物质的量浓度溶液的配制

【例4】 实验室里需用480 mL 0.1 mol/L的硫酸铜溶液，现选用500 mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是( )

A．称取7.68 g硫酸铜，加入500 mL水 B．称取12.0 g胆矾配成500 mL溶液 C．称取8.0 g硫酸铜，加入500 mL水 D．称取12.5 g胆矾配成500 mL溶液

特别要注意三点：

1．所配溶液体积与容量瓶规格要匹配，如果配制250 mL溶液，应当选250 mL容量瓶。当所需溶液不是容量瓶的规格时，选与之接近的大规格容量瓶，如480 mL溶液，应先配制500 mL溶液，然后再取480 mL即可。

2．溶液体积不等于溶剂体积。

3．所称的是CuSO4，还是CuSO4·5H2O计算时要注意。 题型5物质的量浓度与质量分数的计算

【例5】 体积为V(mL)、密度为ρ(g·cm3)的溶液，含有摩尔质量为M的溶质质量为m(g)，物质的量浓度为c，

－

质量分数为w。下列表达式中不正确的是( )

1 000ρwwA．c＝ B．m＝V·ρ· M100C．w＝

cM1 000m

D．c＝ 1 000ρMV

溶液中溶质质量分数与物质的量浓度相互换算，一定要通过溶液密度这个桥梁，溶液的质量除以溶液密度等于溶液的体积。这个体积的单位是“mL”而不是“L”，忽略了抽象符号的单位，将导致换算结果的错误。

1．设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( ) A．标准状况下0.1 NA个水分子所占的体积约是2.24 L B．11.2 L CO2中含有11NA个电子

C．NH3的摩尔质量等于NA个氨分子的质量之和

D．101 kPa、0℃时，18 mL水和202 kPa、27℃时32 g O2所含分子数均为NA

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。

2．下列叙述正确的是( )

A．一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定 B．一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定 C．气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 L D．不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等

3．相等物质的量的CO和CO2相比较，下列有关叙述中正确的是( )

①它们所含的分子数目之比为1∶1 ②它们所含的O原子数目之比为1∶2 ③它们所含的原子总数目之比为2∶3 ④它们所含的C原子数目之比为1∶1

⑤它们所含的电子数目之比为7∶11

A．①④ B．②③ C．④⑤ D．①②③④⑤

4．在同温、同压下，A容器的氯气和B容器的氨气中，若它们所含的原子数相等，则这两个容器的体积之比是( )

A．2∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．1∶3 5．用经过准确称量的NaOH固体配制250 mL 0.2 mol/L NaOH溶液。 (1)在下列实验仪器中，不必使用的是________(填代号)。 A．托盘天平 B．500 mL试剂瓶 C．500 mL容量瓶 D．250 mL烧杯 E．胶头滴管

(2)除上述仪器中可使用的以外，还缺少的仪器是________；在该实验中的用途是________________________________________________________________________。

(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是________。 (4)配制时经以下操作步骤，正确的顺序是________。

A．用适量的蒸馏水加入盛NaOH的烧杯中完全溶解，冷却至室温 B．将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中

C．继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1 cm～2 cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切

D．用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤液都小心注入容量瓶，并轻轻振荡 E．将容量瓶塞塞紧，充分摇匀

(5)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是________。 a．定容时俯视标线

b．没有进行上述操作步骤D c．加蒸馏水不慎超过刻度线 d．容量瓶使用前内壁沾有水珠 e．砝码上有杂质

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