12化学计量在实验中的运用.ppt

,第二节 化学计量在实验中的应用,问题的提出：,C + O2 = CO2,宏观 12克 32克 44克,微观 ？ ？ ?,微观粒子与可称量的物质之间是如何联系的呢？,物质的量是把微观粒子和宏观物质联系起来的一座桥梁。,（难见、难称量）,微观粒子,宏观物质,（可见、可称量）,物质的量,物 理 量,单 位 名 称,单 位 符 号,长 度,质 量,时 间,电 流 强 度,热力学温度,发 光 强 度,米,千 克,秒,安 培,开尔文,坎德拉,摩 尔,m,kg,s,A,K,cd,mol,国际单位制（SI）的七个基本物理量,物 质 的 量,例：12克碳中含有多少个碳12原子？,一个碳12原子的质量： 1.9910-23克,所以，12克/ 1.9910-23克6.021023,如此巨大的数字不方便计算和交流，怎么办？,6.021023,一顶,一打：12顶,1mol,一个,个体数量大时，人们习惯以集体为单位统计个体数量。微观粒子的数量很大，我们也将以集体为单位对其进行计算。,一、物质的量的单位摩尔 1、物质的量定义：表示含有一定数目微观粒子的集合体的一个物理量 2、单位：摩尔（简称“摩”）,（n）,（mol）,（）,国际规定： 1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg 12C所含有的碳原子数相同，约为6.021023个 。,国际规定：把1mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数(NA)。,即 NA6.021023mol-1,3、阿伏加德罗常数,注意,不能认为 6.021023就是阿伏加德罗常数，也不能认为1mol粒子=6.021023个。,物质的量（）、粒子个数（）和阿伏加德罗常数（）三者之间的关系,用符号表示：,（1）、物质的量是一个专有名词，由四个字组成 ，是一个整体，不能分割，也不可加字、减字。如 H2SO4 的 物质的量不能简化为 H2SO4的量，也不能写成 H2SO4的质量或 H2SO4的数量。,注 意,m,（2）、物质的量只适用于微观粒子或它们的特定的组合，使用摩作单位时，所指粒子必须指明粒子的种类，如分子、原子、离子、电子、质子、中子等。且粒子的种类一般都要用化学符号表示。 如：1molNa 、 2molO2 、 4molO 10.2molH2O 、 0.6molNaCl 、0.025molFe2+,在0.5 mol O2中含有的氧分子数目是多少？,解：,N(O2)= n(O2) NA,=0.5 mol 6.02 1023mol-1,= 3.01 1023,答： 0.5 mol O2中含有的氧分子数为3.01 1023个。,例题,注意解题格式,先公式、后数字；标明每一个量的所属；带单位计算。,在0.5 mol O2中含有的氧原子数目是多少？,解：每个O2分子中含有两个氧原子，氧原子数为,N(O)= n(O2)2 NA,=0.5 mol2 6.02 1023mol-1,= 6.02 1023,答： 0.5 mol O2中含有的氧原子数为6.02 1023个。,例题,注意解题格式,、1 mol Na2CO3中约含有_molNa+、_molCO32-，共含有离子的个数为_个。,0.3 6.02 1023,1.806 1023,练习：,1、1 mol C中约含有 个碳原子,2、0.3 mol H2SO4含有 个硫酸分子,、 1.204 1024个H2O2分子的物质的量为 。,6.02 1023,2 mol,2,1,36.02 1023,1.806 1024,6、判断正误，并说明理由。 A.1mol氢 B. 1mol CO2,5、请说出下列的含义 （）mol （）mol,表示mol的氢原子,表示mol的水分子,错误。没有指出是分子、原子或离子,正确。,物质物质的量的表示方法： 物质的量的多少（mol）能表示微观粒子的符号或文字,知识链接,微粒个数,个,个,个,物质的量,mol,mol,mol,微粒个数,物质的量,个,个,个,mol,mol,mol,化学反应方程式中，系数之比即反应过程中 各物质的物质的量之比。,启示,实验中，如何取出mol或mol粒子、或更多物质的量的物质？,请找出1mol物质的质量有什么规律？,4、摩尔质量单位物质的量的物质所具有的质量。,结论：1mol任何粒子或物质的质量以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。, m n ,（g）,nm,（mol）,（gmol）,符号：单位：gmolgmol,mol的质量是多少？,解：,m()= n（ ）(),= molgmol,= g,答：mol的质量为g,例题,注意解题格式,mol中氧元素的质量是多少？,解：个硫酸分子中含有个，的质量是：,m()= n（ ） (),= mol4gmol,= 128g,答：氧元素的质量为128g,例题,注意解题格式,N n m之间的相互转化,N,n,m,NA,M,NA,M,联系微观和宏观物质的桥梁,【练习】1.课本P13学与问,2.等质量的下列物质中，所含分子数最少的是 （ ） A、Cl2 B、 HCl C、NH3 D、H2SO4,D,例 4. 9 g硫酸里含有多少个硫酸分子?,解: 硫酸的相对分子质量是98,硫酸的摩尔质量是 98g/mol 。,n (H2SO4) =,4. 9 g,98g/mol,= 0.05 mol,答：4.9克硫酸里含有 3.011022个硫酸分子。,N (H2SO4) =,0.05 mol6.021023/mol,= 3.011022,第一章,从实验学化学,第二节 化学计量在实验中的应用,第二课时,3、NA个氧原子的质量为16g。 ( ),复习：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2 NA 个铁原子( ),不对,不对,对,对,2、 NA个水分子的质量即水的摩尔质量。( ),不对,问：什么叫摩尔质量？,答：单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量(mn),什么叫气体摩尔体积？,1、我们已经学习了“物质的量（n）”及其单位摩尔（mol），由n可以求出哪些物理量？,思考,2、在实验室或在生产中，对于气态物质常使用它的体积而不是质量。那么物质的量与气体体积之间有什么关系？1mol气态物质占据的体积有多大？,物质,状态,1 mol 物质所含微粒数,1 mol 物质 质量(g),密度 (g/L),体积 (L),H2,O2,气,气,(6.02)(1023),(6.02)(1023),2.016,32.00,0.0899,1.429,22.4,22.4,1 mol 气体的体积 (标准状况),压强为 101K Pa 温度为 0 oC,物质,状态,1 mol 物质所含微粒数,1 mol 物质 质量(g),密度 (g/cm3),体积 (cm3),Fe,Al,Pb,H2O,H2SO4,固,固,固,液,液,(6.02)(1023),(6.02)(1023),(6.02)(1023),(6.02)(1023),(6.02)(1023),56,27,207,18,98,7. 86,2. 7,11. 3,1,1. 81,7. 12,10,18.3,18,54.1,1 mol 固体、液体物质的体积,m,讨论为什么1mol 固态和液态物质体积不同，而相同条件下1mol气态物质的体积却基本相同？,物质的粒子数目；,粒子的大小；,粒子之间的距离；,回答 决定物质体积大小的因素有三个：,m,启发 决定物质体积大小的因素有哪些呢？,结论：,固体和液体的体积由粒子的大小决定; 气体的体积由粒子间的距离决定.,思考：气体的粒子间的距离有什么来决定呢?,气体的压强和温度,压强越大分子间的距离就越小；温度越高气体分子间的距离越大；,同温同压下气体的分子间的距离相同,单位物质的量的气体所占的体积,二、气体摩尔体积,单位是“L/mol”或“Lmol-1”,（ V）,在相同条件（同温同压）下,1mol任何气体的体积几乎都相同，即m是常数：,00C、101KPa下,1mol任何气体的体积约是22.4,标准状况（标况）,m.4mol （L）n（mol）.4（mol）,m ,n,VnVm,结论：在标准状况下，1mol 任何气体所占的体积都约为22.4 L。,适用条件：标准状况,注 意,物质的量：1 mol,研究对象：任何气体，可以是纯净气体，也可以是混和气体。,22. 4升是一个近似值,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。,适用对象：任何气体,注 意,适用条件：同温、同压、同体积,结论：分子数目相同，即气体物质的量相同。,m,填空,（3）标准状况下，0.5mol O2 占有的体积是 L，含有O2分子数为 个。,11.2,（2）标准状况下，33.6L H2 的物质的量是 mol，含有H2分子数为 个,1.5,0.5NA,1.5NA,（1）标准状况下，0.5mol H2 占有的体积是 L，含有H2分子数为 个。,11.2,0.5NA,比一比,1. 下列说法是否正确 ？为什么？ （1）标准状况下任何气体的体积都约是 22.4 L （2）1 摩尔二氧化碳占有的体积约为 22.4 L （3） 1 摩尔水在标准状况下的体积约为 22.4 L （4）1 摩尔二氧化硫在20 oC 时的体积比 22.4 L 大 （5）1 摩尔氯化氢在(3.03)(105)Pa 时的体积比 22.4 L 小,说法错误。因未指明气体的物质的量。,说法错误。因未指明气体所处的状况。,说法错误。 因水在标准状况下不是气体。,说法错误。 因忽略了压强的影响。,说法错误。 因忽略了温度的影响。,m,练习,1. 标准状况，1mol任何物质的体积都约是22.4L。,错，物质应是气体,2. 1mol气体的体积约为22.4L。,（错，标准状况）,3. 标准状况下，1molO2和N2混合气体的体积约为22.4L。,（对，气体体积与分子种类无关）,4. 22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体 所含的分子数。,（错，未指明是否在相同条件）,5. 标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L。,6. 只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能约为22.4L/mol。,（错，不一定）,（错，“约为”；单位应为L/mol）,在 H2 + Cl2 = 2 HCl 反应中，各物质的化学计量数表示什么意义？,表示三种物质的分子数之比为 1：1：2,表示三种物质的物质的量之比为 1：1：2,表示三种物质(气体)的体积比为 1：1：2,m,小结:N,n,m,V之间的相互转化,V （气体）, V, V,V （气体）,22.4,22.4,（标况）,小结:,m,（标况）,在一定温度下和压强下，1体积X2（g）跟3体积Y2（g）化合生成2体积气体化合物，则该化合物的分子式是（ ） AXY3 BXY CX3Y DX2Y3,分析：根据推论：X23Y2 2Z 根据质量守恒：X23Y2 2XY3,答案：A,同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O 2五种气体所占的体积由大到小的顺序是,CH4、N2、O2、CO2、Cl2,例一: 在标准状况下, 2.2g CO2的体积是多少？,= 0 . 05 mol 22 . 4 L / mol,= 1 . 1 2L,解：,解：,= 0 . 005 mol,n = m / M,= 28 g / mol,讨论：,、从n，得到微观粒子数与物质的量成正比 、那么从nm，我们也可以得出： 气体的体积与其物质的量成正比，,相同条件下，,相同体积的任何气体都含有相同的物质的量,相同条件下，,、综合两式，得到： 相同条件下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子（分子或有原子）。,某温度时，一定量的氢化物AH3在一定体积的密闭容器中可完全分解成两种气体单质，此时压强增加了75%。则AH3分解的化学方程式为： 。,提示：xAH3 = Ax3x/2H2,答案：4AH3 = A46H2,同温同压下，同体积的两种氮的气态氧化物，x是1.8克，y是0.5克。已知y的相对分子质量是 30，则x的化学式是（ ） AN2O BNO CNO2 DN2O5,m,同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O 2五种气体所占的体积由大到小的顺序是：（ ）,练习:,CH4、N2、O2、CO2、Cl2,第一章,从实验学化学,第二节 化学计量在实验中的应用,第三课时,N,n,m,V之间的相互转化,V （气体）,22.4,（标况）,22.4,（标况）,归纳：,请列出标准状况下求算气体体积可能的方法：,1、V=m/ 2、V=nVm (V=m/MVm V=N/NAVm),请计算：把gNaOH固体溶解于水中配成10的溶液，请求出）这溶液中NaOH的物质的量是多少？）每升溶液中含有NaOH的物质的量是多少？ 解：溶解于水中的NaOH固体的物质的量总共为： n（NaOH）m（NaOH）（NaOH） ggmol mol 每升溶液中所含有的NaOH固体的物质的量为：,mol.mol,C（a） = （物质的量浓度）,三、物质的量在化学实验中的应用,含义：单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，称为B的物质的量浓度。 符号 CB 单位 mol或mol 计算公式： n（）C（）V Vn（）C（）,CB=nB / V,1、物质的量浓度,a、基本量的换算,例 ：在200mL稀盐酸里溶有0.73g HCl ,计算溶液的物质的量浓度。,解： n (HCl)= =,0.73g,36.5g/mol,= 0. 02 mol,C (HCl)= =,0.02 mol,0.2L,= 0. 1 mol/L,答： 这种盐酸的浓度是 0.1 mol/L,m,2、有关物质的量浓度的计算,m(HCl),M(HCl),n (HCl),V稀盐酸,例：计算配制 500 mL 0.1 mol/L 的NaOH 溶液所需NaOH的质量。,n (NaOH) =C（a） = 0. 1 mol/L 0. 5 L = 0. 05 mol,m (NaOH) = n (NaOH) M (NaOH) = 0. 05 mol 40 g/mol = 2g,答： 配制500mL 0.1mol/LNaOH溶液需NaOH 2g 。,解：,V (NaOH),公式：,浓浓稀稀,b.有关溶液稀释和浓缩的计算,原理：稀释溶液时，溶质的物质的量不变,【例】要配制500mL 0.6mol/L 的NaOH溶液，需 6 mol/L 的NaOH溶液多少毫升？,6 mol/LV = 0.6mol/L 500mL,V = 50 mL,答：需6 mol/L的NaOH溶液50mL 。,解：设需6 mol/L NaOH 溶液的体积为V,m,【例】中和 1L 0. 5mol/L NaOH 溶液，需要多少升的1 mol/L H2SO4 溶液？,2 NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O,解：,答：需 1mol/L H2SO4 溶液 0.25L。,设需 1 mol / L H2SO4 溶液的体积为 x,2 mol 1 mol,(0. 5 mol/L)(1L),(1 mol/L)(x),2 mol : ( 0. 5 mol/L)(1L) = 1mol : ( 1 mol /L)( x ),x = 0.25L,c.有关溶液反应的计算,m,例：已知 NaNO3 Na2CO3 Na3PO4 三种溶液中 Na+ 浓度相等，溶液的体积比为 3：2：1，求溶液中溶质的物质的量之比。, C ( Na+ ) 相等, C ( NaNO3 ) : C ( Na2CO3 ) : C ( Na3PO4 ) = 1 : 1/2 : 1/3 = 6 : 3 : 2, V ( NaNO3 ) : V ( Na2CO3 ) : V (Na3PO4 ) = 3 : 2 : 1, n ( NaNO3 ) : n ( Na2CO3 ) : n ( Na3PO4 ) = 63 : 32 : 21 = 9 : 3 : 1,d.在物质的量浓度溶液中溶质微粒数目的计算,解：,3、一定物质的量浓度溶液的配制,例：怎样配制100mL 1.00mol/L 的NaCl溶液？,实验所需仪器,烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙（固体溶质使用）、量筒（液体溶质使用）,容量瓶,常用的的规格有： 100ml 250ml 500ml 1000ml,1、配制溶液时，选用和所配溶液体积相等或稍大的容量瓶进行配制。 2、使用前检查是否漏水。,3、使用前用蒸馏水洗净,4、不准将溶质直接转移入容量瓶加水溶解,注意：,5、溶液注入容量瓶前需恢复到室温。这是因为溶质在烧杯内稀释或溶解时常有热效应(如NaOH、H2SO4）。容量瓶的使用有一定的温度指数，只标明在一定温度下的正确体积。未等溶液冷却就定容，会使浓度偏高。 6、若加水定容时超过刻度线，或摇匀时洒出几滴溶液，只能重配。,步骤及所用仪器：, 计算 称量（托盘天平或量筒） 溶解（烧杯、玻璃棒） 移液和洗涤( 100ml容量瓶、玻璃棒） 摇匀 定容（胶头滴管） 振荡 装瓶贴签,5.9gNaCl,100ml,讨论：,定容时俯视或仰视刻度线，对溶液的浓度有何影响？,俯视,仰视,1）称量时左盘高,右盘低,2）称量时称量物放在右盘,而砝码放在左盘,、称量产生误差,）量筒量取液体药品时仰视读数,）量筒量取液体药品时俯视读数,误差分析：,、溶解、转移、洗涤产生误差,6）未洗涤溶解用的玻璃棒和烧杯,7）洗涤液未转入容量瓶中而倒入废液缸中,）溶解过程中有少量液体溅出烧杯,9）定容时俯视刻度,0)定容时液面低于刻度线,1）未等溶液冷却就定容,8）定容时仰视刻度,2）定容后发现液面高于刻度线后,用滴管吸出少量溶液,、定溶误差,13)摇匀后发现液面低于刻度再加水,误差分析,14.原容量瓶洗净后未干燥,15.容量瓶中含有少量的水,16.往容量瓶中加水时有少量加到瓶外,均无影响,随堂检测：,欲配制1 mol/L的氢氧化钠溶液250mL，完成下列步骤： 用天平称取氢氧化钠固体 克。 将称好的氢氧化钠固体放入 中加 蒸馏水将其溶解，待 后将溶液沿 移入 mL的容量瓶中。,10,烧杯,少量,冷却,玻璃棒,250,用少量蒸馏水冲洗 次，将冲洗液移入容量瓶中，在操作过程中不能损失点滴液体，否则会使溶液的浓度偏 （高或低）。 向容量瓶内加水至刻度线 时，改用 小心地加水至溶液凹液面与刻度线相切，若加水超过刻度线，会造成溶液浓度偏 ，应该 。 最后盖好瓶盖， ，将配好的溶液移入试剂瓶中并贴好标签。,23,低,12厘米,胶头滴管,低,重新配制,摇匀,感受阿伏加德罗常数,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。,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，所以物质的量只用来表示原子、分子、离子等微观粒子。,