第二节 化学计量在实验中的应用
本节分四个课时完成,第一课时:物质的量及其单位——摩尔;第二课时:摩尔质量;第三课时:气体摩尔体积和阿伏加德罗定律;第四课时:物质的量浓度及溶液配制。
第一课时:物质的量及其单位——摩尔
一、物质的量及其单位
物质的量是 ,用来表示 集合体,用符号 表示。物质的量的单位为 ,简称 ,符号为 。 1 mo1粒子集体所含粒子数与
相同,约为 。把
又叫阿伏加德罗常数。符号为 。表示为
1 mo1粒子所含粒子数=阿伏加德罗常数的数值。
【练习】1、请根据上述说明回答下列问题:
(1)1 mo1 O2的分子数约为___________,2.5 mol SO2的分子数为___________;
(2)3.01×1023个CO2的物质的量是______mol,其中碳原子的物质的量是________;
(3)1.204× 1023个H2O的物质的量是_____mo1,其中氢原子的物质的量是________。
(4)N个C的物质的量是___________mol。
【思考】、根据以上四个小题,能否得出物质的量(n),阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)的关系
【练习】2、现有CO、CO2、O3三种气体,这三种气体的物质的量之比为1∶2∶3,它们含有的氧原子个数之比为 ( )
A.1∶1∶1 B.1∶2∶3 C.3∶2∶1 D、6∶3∶2
【思考】由此题可以得出什么结论?
【思考】:下列说法是否正确:如若不对,请说明原因。
1 mol人 1 mol细菌 1 mol氧 1 mol质子 1 molH
【随堂练习】
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.下列说法中正确的是 ( )
A.1 mol氧 B.1 mol H2SO4 C.1 mol米 D.1 mol面粉
3.在.1 mol H2O中 ( )
A.含1 mol H B.含6.02×1023个氢原子
C.含6.02×1023个水分子 D.含3.01×1023个氧原子
4.在0.5 mol Na2SO4中,含有的Na+数约为 ( )
A.3.01×1023 B.6.02×1023 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.将1 mol CO与1 mol CO2相比较,正确的是 ( )
A.分子数相等 B.原子数相等 C.电子数相等 D.质子数相等
7.氢原子数目为9.03×1023的NH3是 ( )
A.1.5 mol B.1 mol C.0.5 mol D.2 mol
8.下列说法中正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值) ( )
A.1 mol N2和1 molCO所含的分子数都是NA
B.1 mol H2和1 mol CO2所含的原子数都是NA
C.1 mol CO和1 mol CO2所含的氧原子数都是NA
D.1 mol H2 SO4和1 mol H3PO4所含的原子数都是4NA
9.物质的量相同的甲烷和氨气具有不同的 ( )
A.电子数目 B.质子数目 C.分子数目 D.原子数目
10.相同物质的量的SO2和SO3,所含分子的数目之比为_______,所含O的物质的量
之比为_______ 。
第二课时 摩尔质量
二、摩尔质量
同学们先计算下列几个数据,并研究一下它们有什么规律
粒子符号 物质的相对原(分)子质量 每个粒子的质量(g/个) 1摩物质含有的粒子数(个) 1摩物质质量(g)
C 1.993×10-23
Al 9.032×10-23
H2SO4 1.628×10-22
H2O 2.990×10-23
Na+ 3.821×10-23
OH- 2.824×10-23
【小结】、对于表中所列的物质,1mol物质的质量,以克为单位时,在数值上和
,
在化学上,我们把 叫做摩尔质量。符号为 ,单位为 。
【练习】1、请大家回答以下几个问题:
1 mol H 2O的质量是______,H2O的摩尔质量是_________,
1mol Mg的质量是______,Mg的摩尔质量是_________,
Na+的摩尔质量是______,NO3-的摩尔质量是_________。
2、(1)3 mol Fe的质量是______,1.5 mol CO2的质量是______。
(2)24.5 g H2SO4的物质的量是______。
【思考】1、物质的质量、摩尔质量、物质的量的关系:
、物质的质量、摩尔质量、物质的量、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)的关系
【练习】3、(1)9.03×1023个水分子的物质的量为_______mol,质量为_______;
(2)与19.2 g SO2所含氧原子数目相同的SO3的质量是_______;
(3)质量相等的下列物质中,所含原子数最少的是 ( )
A.H2O B.NH3 C.CH4 D.H3PO4
(4)7.2 g水分子的数目为__________。
【课堂练习】:
1.下列说法正确的是 ( )
A.Na的摩尔质量为23 g B.Na的摩尔质量为23
C.Na的摩尔质量为23 g/mol D.Na的摩尔质量为23 g×10-2kg/mol
2.下列气体中所含分子数目最多的是 ( )
A.1 g H2 B.10 g CO2 C.30 g C12 D.17 g NH3
第三课时 气体摩尔体积
1mol不同物质的体积
化学式 体积
0℃,101 kPa 20℃,101 kPa 0℃,202 kPa
Fe 7.2 crn3
NaCl 27.0 cm3
H2O 18.0 cm3
C2H5OH 58.3 cm3
H2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
O2 22.4 L 24.0L 11.2 L
CO2 22.4 L 23.9 L 11.2 L
请大家分析以上表格中的数据,思考:
(1)在相同的温度和压强下,1 mol的不同气体的体积在数值上有什么特点
(2)在不同的温度和压强下,1 mol的相同气体的体积在数值上有什么特点
为什么在相同状况下,1mol不同的固体和液体的体积各不相同,而1mol不同气体的体积却相同呢 决定物质体积大小的因素是什么?
三、气体摩尔体积
在化学上,我们把一定的温度和压强下, 叫做气体摩尔体积。用 表示,单位为 。
标准状况下( ),气体摩尔体积约为 。
【练习】1、分析气体体积与物质的量的关系。
(1)标况下,2 mol CO2的体积为____________;
(2)标况下,0.15 mol NO的体积为____________;
(3)标况下,0.2 mol H2O的体积为____________;
(4)标况下,2 mol Cu的体积为____________。
【思考】1、物质的量,气体体积和气体摩尔体积存在以下关系:
2、气体摩尔体积的使用应注意什么?
3、物质的质量、物质的量、微粒数目与气体摩尔体积之间的关系:
【练习】2、
(1)标况下,67.2 L HCl的物质的量为_______,质量为________,分子数目为________;
(2)标况下,6.8 g H2S气体的体积为________;
(3)标况下,6.02×1023个N2分子的体积为________ 。
四、阿伏加德罗定律及其推论
化学式 1mol不同气体的体积
0℃,101 kPa 20℃,101 kPa 0℃,202 kPa
H2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
O2 22.4 L 24.0L 11.2 L
CO2 22.4 L 23.9 L 11.2 L
根据表格数据归纳出阿伏加德罗定律的内容:
【练习】:
1.标准状况下,1mol H2和3molO2的体积比是__________。
2.标准状况下,3.01×1023个 H2分子与1.204×1023个O2分子所占的体积比是_______。
3.标准状况下,相同体积的氧气和氮气的质量比为_____________。
4.常温常压下,相同体积的下列气体质量最大的是( )
A、O2 B、H2 C、CO2 D、N2
5.同温同压下,相同质量的氢气与氧气的体积比为_____________。
6.相同条件下,等质量的下列下列气体所占体积最大的是( )
A、O2 B、H2 C、CO2 D、N2
7.标准状况下,氢气和氧气的密度比为____________。(提示:)
(由上述练习导出阿伏加德罗定律的推论)
推论1:同温同压下,任何气体的体积比等于其物质的量之比,也等于其粒子数目之比。
推论2:相同条件下,相同体积的任何气体质量比等于其摩尔质量之比。
推论3:相同条件下,相同质量的任何气体体积比等于其摩尔质量之反比。
推论4:相同条件下,任何气体的密度比等于其摩尔质量之比。
作业设计
1.“标准状况”指的是 ( )
A.常温常压 B.20℃ C.0℃,一个大气压 D.一个大气压
2.下列说法中,正确的是 ( )
A.气体的摩尔体积约为22.4 L/mol
B.1 mol H2的质量是2 g,它所占的体积是22.4 L/mol
C.在标准状况下;1 mol任何物质所占的体积都约为22.4 L
D.在标准状况下,.1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L
3.标准状况下,112 mL某气体的质量为0.15 g,则其摩尔质量是_________,相对分子质量是_______。
4.讨论决定气体体积的因素。
第四课时 物质的量浓度
请完成下图,并结合示意图具体说明物质的量是如何把物质的宏观量与所含微粒数联系起来。
四、 物质的量浓度
在化学上,我们就用物质的量浓度这个 来表示溶液的浓度,物质的量浓度表示 ,符号为 。根据物质的量浓度的概念,
可表示为: ,物质的量浓度常用的单位为 。
【思考】、请大家判断下列说法是否正确:
(1)物质的量浓度是指1 L水里所含溶质的物质的量。
(2)将40克的NaOH溶解在1 L水中所得的溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol/L。
【练习】1、
(1)将2mol Na2SO4 溶于水配成4L溶液,其溶液物质的量浓度为__________,其中Na+的物质的量浓度为____________;
(2)配制2 mol/L NaCl溶液100 mL,需要NaCl的物质的量为_______,质量为______。(3)在标准状况下,11。2L的HCl气体溶于水配成1L溶液,其溶液物质的量浓度为 。
五、配制一定物质的量浓度溶液的计算
例题:配制500 mL 0.1 mol/LNaOH溶液需要NaOH的质量是多少
解
配制一定体积的溶液,需要用到一种特殊的仪器 ,容量瓶常用于配制一定体积的、浓度准确的溶液。大家看看容量瓶上有哪些标记,都代表什么意思
归纳配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤:
计算 2.称量 3.溶解 4.静置冷却 5.转移 6.洗涤 7.定容 8.摇匀 9.存放
【思考】1、几次用到玻璃棒,作用分别是什么?
2、配制一定物质的量浓度溶液用到什么仪器?
3、课本16页学与问
4、如果用18 mol/L的浓硫酸配制100 mL 1 mol/L的稀硫酸,应如何操作
讨论并归纳出实验步骤:
1.计算:根据c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)计算出所需浓硫酸的量;
2.量取:使用量筒量取浓硫酸;
3.稀释:注意必须先在烧杯中加入蒸馏水,然后将浓硫酸加入进行稀释;
4.冷却:浓硫酸的稀释大量放热,所以冷却的步骤显得尤为重要;
5.转移 6.洗涤 7.定容 8.摇匀 9.存放
作业设计
1.下列说法中正确的是 ( )
A.将10 g CaCO3粉末加水配成100 mL溶液,物质的量浓度为1 mol·L-1
B.将100 mL 5 mol·L-1HCl溶液在蒸发皿中蒸发至50 mL溶液,HCl物质的量浓度变为10 mol·L-1
C.将10 mL5 mol·L-1NaCl溶液与90 mL水混合,所得溶液中NaCI物质的量浓度约为0.01 mol·L-1
D.向100 mL饱和澄清的石灰水中加入10 g CaO,搅拌、静置并恢复到原来的温度,石灰水中Ca(OH)2物质的量浓度变小了
2.下列溶液中Cl一浓度最大的是 ( )
A.2 mol·L-1的HCl溶液 B.1 mol·L-1的KCl溶液
C.0.8 mol·L-1的A1C13溶液 D.0.5 mol·L-1的FeCl2溶液
3.物质的量浓度相同的NaCl,MgCl2,A1C13三种溶液,当溶液体积比为3∶2∶1时,三种溶液中Cl一的物质的量之比为 ( )
A.3∶4∶3 B.1∶2∶3 C.3∶2∶1 D.1∶1∶1
4.300 mI.某浓度的NaOH溶液中含有60 g溶质。现欲配制1 mol·L-1NaOH溶液,应取原溶液与蒸馏水的体积比约为 ( )
A.1∶4 B.1∶5 C.2∶1 D.2∶3
5.用胆矾配制0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,下列操作正确的是 ( )
A.取25 g胆矾溶于1 L水中
B.取16 g胆矾溶于水配成1 L溶液
C.取25 g胆矾溶于水配成1 L溶液
D.将胆矾加热除去结晶水,再取16 g硫酸铜溶于1 L水中
6.某位同学配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时,造成所配溶液浓度偏高的原因是 ( )
A.定容时仰视 B.向容量瓶中加水未到刻度线
C.有少量的NaOH溶液残留在烧杯里
D.用带游码的托盘天平称2.4 g NaOH时误用了“左码右物”方法
7.配制250 mL1 mol·L-1的H2SO4溶液所要用的稀释仪器是_______,定容仪器是______,用于引流的仪器是_______,用于加水使溶液凹面恰好与刻度线相切的仪器是_______。
8.某同学用98%(c=18.4 mol/L)的浓硫酸来配制500 mL0.3 mol·L-1的稀硫酸。
他先用100 mL的量筒取8.1mL浓硫酸,然后向量筒中加水约50 mL,将稀释后的溶液由量筒直接倒入500 mL容量瓶中,小心地加蒸馏水直到液面接近刻度线2~3 cm处,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液凹面最低处与刻度线相切,把容量瓶盖紧,再倒转、摇匀。指出上述操作的错误并改正。
9.将一定体积的密度为1. 19 g·cm-3,HCl的质量分数为36.5%的浓盐酸稀释至50 mL,使溶液中HCl的物质的量浓度为1.02 mol·L-1。计算所用浓盐酸的体积。
【综合练习】
1.下列说法正确的是 ( )
A.22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子
B.在标准状况下,22.4L水的质量约为18g
C.22g二氧化碳与标准状况下11.2LHCl含有相同的分子数
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
2、粗盐中含可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐,除去这些杂质的试剂可选用①Na2CO3、②NaOH、③BaCl2、④ HCl ,加入的先后顺序可以是 ( )
A.①②③④ B.②③①④
C.②①③④ D.③②①④
3、提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液,可使用的方法为( )
A.加入过量Na2CO3溶液、过滤、除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
B.加入过量K2SO4溶液、过滤、除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
C.加入过量K2CO3溶液、过滤、除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
4、下列各溶液中,Na+物质的量浓度最大的是 ( )
A.4L0.5mol/LNaCl溶液 B.1L0.3mol/LNa2SO4溶液
C.5L0.4mol/LNaOH D.2L0.15mol/LNa3PO4
5. 下列各物质中含氮原子数最多的是( )
A. 0.1molNH4Cl B. 0.1molNH4NO3
C. 1.204×1023 CO(NH2)2 D. 0.2mol NH3·H2O
6、 下列萃取与分液结合进行的操作(用CCl4为萃取剂从碘水中萃取碘)中错误的是( )
A.饱和碘水和CCl4加入分液漏斗中后,塞上上口部的塞子,用左手压住分液漏斗上口部,右手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来振荡。
B.静置,分液漏斗中溶液分层,下层呈紫红色上层几乎无色。
C.打开分液漏斗的活塞使全部下层液体沿承接液体的烧杯内壁慢慢流出。
D、最后继续打开活塞另用容器承接并保存上层液体。
7、 将5mol/L的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中NO3-的物质的量浓度为( )
A.mol/L B.mol/L C.mol/L D.mol/L
8、用已准确称量的氯化钠固体配制0.1mol/L的氯化钠溶液500mL,需要用到的仪器是①烧瓶 ②烧杯 ③1000mL的容量瓶 ④500mL的容量瓶 ⑤胶头滴管 ⑥玻璃棒 ( )
A. ②④⑤⑥ B. ②③⑤⑥ C. ①②④⑤ D. ②④⑤
9、在标准状况下,将wg A气体(摩尔质量为Mg/mol)溶于1L水中,所得溶液密度为dg/mL,则此溶液的物质的量浓度为( )
B.
C.
D.
10、现有下列仪器:烧杯、铁架台(带铁圈)、三角架、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿和蒸馏烧瓶,从缺少仪器的角度分析,不能进行的实验项目是( )
A、过滤 B、蒸发 C、分液 D、萃取
11、实验室中需要配制2mol/L的NaCl溶液950mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取NaCl质量分别是 ( )
A.950mL,111.2g B.500mL,117g C.1000mL,117g D.任意规格,111.2g
12、把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混和物6.56g溶于水制成100mL溶液,其中
c(Na+)=0.5mol/L。在该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应,将溶液蒸干后,所得固体质量为 ( )
A .2.93 g B.5.85 g C.6.56g D.无法确定
1
13.4gNa2X中含Na+0.4mol,则Na2X的摩尔质量是 ,X的相对原子质量是 。
14.VL硫酸铁溶液中含Fe3+mg,则溶液中SO42-的物质的量浓度为 。