黑龙江省虎林市高级中学化学课件1.2 物质的量在实验中的应用

(共51张PPT)
第二节 化学计量在实验中的应用
高考第一轮总复习
第一章 从实验学化学
一、物质的量
1.定义：
表示粒子数目多与少的一个物理量，符号为n
2.单位：
摩尔（mol）
4.使用物质的量及其单位时注意：
①作为物质的量的单位，mol仅能计量 粒子，如
原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等，不
能用于计量宏观物质.
②使用时应用 指明粒子的种类，如1 mol H、
1 mol H2、0.5 mol H＋等.
化学式
微观
3.1mol规定：
0.012kg12C所含的碳原子数
≈
6.02×1023
练习：6.02×1022个水分子中含有 molH2O， mol质子， 个质子。
一、物质的量
5.阿伏伽德罗常数：
（1）定义：
1mol任何粒子中所含的粒子数为阿伏加德罗常数
（2）符号：
NA
≈
6.02×1023
mol－1
（3）关系式：
N=NA×n
0.1
1NA
1
有关NA考察
1、 1molNa2O2中共含有4 NA 个离子；
3、 乙烷中含有8 NA个共价键;
4、在铁和氯气的反应中，1mol铁失去的电子数为2NA;
5、1.8gD2O中含有NA个中子；
8、1L 1mol/L的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA;
2、常温常压下，1mol氦气含有的原子数为2NA;
╳
╳
╳
╳
╳
╳
7、常温常压下22.4L氧气所含的分子数为NA;
6、标准状况下,11.2 L的H2O所含分子数为0.5NA
╳
╳
9、1L 1mol/L的MgCl2溶液中，所含Mg2+数为NA;
╳
有关NA考察注意
1.物质的状态
①水、溴在标准状况时为液态；
②SO3在标准状况下为固态；
③碳原子数大于4的烃，在标准状况下为液态或固态．甲醛含氧衍生物中唯一的气态。
2.状况
告诉体积用到22.4 L/mol时，必须注意到气体是否处于标准
状况，但告诉质量与状况无关
有关NA考察注意
3.特殊物质的摩尔质量
如D2O、T2O、18O2
4.特殊物质中的原子数
5.特殊物质中的共价键数
SiO2、Si、CH4、P4、CO2、烷烃等．
如稀有气体、O3、白磷(P4)等．
6.氧化还原反应中转移电子数
如Na2O2与H2O、Cl2与NaOH、S与Fe、电解AgNO3溶液等．
7.某些离子或离子团水解离子数目发生改变
有关NA考察
【典例导析1】 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 ( )
A.常温常压下的33.6 L氯气与27 g铝充分反
应，转移电子数为3NA
B.标准状况下，22.4 L己烷中共价键数目为
19NA
C.由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，
其中氧原子数为2NA
D.1 L浓度为1 mol/L的Na2CO3溶液中含有NA个
CO
C
2．(2010·山东烟台模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列叙述正确的是 (　　)
A．25℃时，pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2 NA
B．标准状况下，2.24 L Cl2与过量稀NaOH溶液反应，转移的电子总数为0.2 NA
C．室温下，21.0 g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5 NA
D．标准状况下，22.4 L甲醇中含有的氧原子数为1.0 NA
有关NA考察
C
二、摩尔质量
1.定义：
单位物质的量的物质所具有的质量
2.符号及单位：
M
单位：g·mol-1
3.规律：
摩尔质量在数值上等于其相对分子质量
4.公式：
【基础题】下列说法正确的是( )
A．摩尔质量就等于物质的式量
B．摩尔质量就物质式量的6.02×1023倍
C．HNO3的摩尔质量是63 g D．硫酸和磷酸的摩尔质量相等
D
三、气体摩尔体积
1.定义：
2.符号及单位：
一定温度下，单位物质的量的气体所占有的体积。
Vm
L/mol.
3.常用数值：
在标准状况下（指温度为 ,压强为 ）约为 。
0℃
101 kPa
22.4 L/mol
状况：标况
状态：气体
下列说法正确的是 (　　)
①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L
④常温常压下，28 g CO与N2的混合气体的所含的原子数为2NA
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol
⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同
A.①③⑤　　B.④⑥ C.③④⑥ D.①④⑥
B
四、阿伏伽德罗定律
1.内容：
同温同压下，同体积的气体具有同数目的分子（三同定一同）
2.推论：
同温同压下
同温同体下
【例1】在相同的温度和压强下，4个容器中分别装有4种气体。已知各容器中的气体和容器的容积分别是a. CO2，100mL；b. O2，200mL；c.N2，400mL；d.CH4，600mL则4个容器中气体的质量由大到小的顺序是（　　）
A．a>b>c>d B．b>a>d>c
C．c>d>b>a D．d>c>a>b
C
【例2】（2004年上海卷）下列两种气体的分子数一定相等的是（　　）
A.质量相等、密度不等的N2和C2H4 B.等温等密度的CO和C2H4
C.等温等体积的O2和N2 D.等压等体积的N2和CO2
A
【 pv=nRT】 在三个密闭容器中分别充入Ne、
H2、O2三种气体，在以下各种情况下排序正确
的是 ( )
A.当它们的体积、温度和压强均相同时，三种
气体的密度ρ(H2)>ρ(Ne)>ρ(O2)
B.当它们的温度和密度都相同时，三种气体的
压强p(H2)>p(Ne)>p(O2)
C.当它们的质量、温度和压强均相同时，三种
气体的体积V(O2)>V(Ne)>V(H2)
D.当它们的压强、体积和温度均相同时，三种
气体的质量m(H2)>m(Ne)>m(O2)
B
四、阿伏伽德罗定律
3.气体相对分子质量求法：
（1）摩尔质量法：M=m/n
（2）标态密度法：M=22.4×ρ
（3）相对密度法：同T、P：ρ1/ρ2=M1/M2
(Mr1＝D×Mr2)
（4）物质的量分数或体积分数法：
M(混)＝M1×n1%＋M2×n2%＋……
＝M1×V1%＋M2×V2%＋……
1. 448mL某气体在标准状况下的质量为1.28克，求该气体的相对分子质量。
35.6 g/mol
2.实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2
2O3，若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为　 　(保留一位小数)。
64
五、物质的量浓度
1.定义：
用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。符号为CB.
2.表达式：
3.单位：
mol/L.
4.注意：
①V指溶液的体积，不是溶剂的体积
②溶液是均匀稳定的，CB与V（aq）无关
③B可以指分子，也可指分子电离出的离子
④CuSO4·5H2O溶于水后，溶质为CuSO4
有关CB计算
1.c与质量分数w之间换算
ρ—溶液密度（ g mL-1 ）
)
(
)
(
L
mol
M(B)
1000ρω　　
c(B)=
1
D
有关CB计算
2.气体溶质溶于水C计算
例题2：将标准状况下的a L HCl(气)溶于1000 g水中，得到的盐酸密度为b g/cm3，则该盐酸的物质的量浓度是？
A
有关CB计算
3.有关稀释的计算
m1ω1=m2ω2
（稀释前后溶液中溶质质量不变）
c1V1=c2V2
（稀释前后溶液中溶质物质的量不变）
C
4.有关溶液混合的计算
有关CB计算
例题4： 将50mL0.2mol/L的H2SO4和150mL0.8mol/L的H2SO4溶液混和后的物质的量浓度 （稀溶液混合一般体积不变）
4.有关溶液混合的计算
有关CB计算
①浓度与密度的变化关系
a．若溶液的密度大于1 g/cm3，溶质的质量分数越大，则其密度就越大．
b．若溶液的密度小于1 g/cm3，溶质的质量分数越大，则其密度就越小．
常见溶液中，氨水、酒精等溶液比水轻，氯化钠溶液、硝酸、硫酸等溶液比水重．
4.有关溶液混合的计算
有关CB计算
a．两种不同质量分数的溶液等体积混合，若溶液的密度大于1 g/cm3，则混合溶液的质量分数大于它们和的一半；若溶液的密度小于1 g/cm3，则混合溶液的质量分数小于它们和的一半
②等体积或等质量溶液混合后的质量分数的变化规律
b．无论溶液的密度大于1 g/cm3，还是小于1 g/cm3，等质量
混合时，所得混合溶液的质量分数都等于它们和的一半．
例题　下图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容．据此，下列说法正确的(　　)
A．该硫酸的物质的量浓度为9.2 mol/L
B．1 mol Zn与足量的该硫酸反应产生2 g氢气
C．配制200 mL 4.6 mol/L的稀硫酸需取该硫酸50 mL
D．该硫酸与等质量的水混合所得溶液的物质的量浓度大于9.2 mol/L
C
六、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。
实验
第一步：计算：
实验步骤：
m(NaCl)=n(NaCl)×M(NaCl)
= c(NaCl)×V[NaCl(aq)]×M(NaCl)
=1.0mol/L×0.1L×58.5g/mol
=5.85g
所需氯化钠的质量为5.9克
六、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。
实验
实验步骤：
第二步：称量：在天平上称量5.9克氯化钠固体，
并将它倒入小烧杯中。
调平衡，怎样调？
左物右码，放反了会怎样？
对于有腐蚀性的氢氧化钠应
放在玻璃器皿中称量
六、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。
实验
实验步骤：
第三步：溶解：在盛有氯化钠固体的烧杯中加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使其溶解。
5.9
六、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。
实验
实验步骤：
第四步：移液：将溶液沿玻璃棒注入100ml容量瓶中。
如何将烧杯中的液体转移到容量瓶中？
假如转液时不小心有部分液体溅出来怎么办？
溶解后能否立即转液，有何影响？
六、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。
实验
实验步骤：
第五步：洗涤：用蒸馏水洗烧杯2—3次，并倒入
容量瓶中。
为什么要洗涤玻璃棒和烧杯？
洗涤液怎么处理
六、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。
实验
实验步骤：
第六步：定容：倒水至刻度线
1—2cm处改用胶头滴管滴到凹液面
最低处与刻度线相切
下列两种定容时的操作正确吗 ，
会使体积偏大还是偏小？
六、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。
实验
实验步骤：
第七步：摇匀：盖好瓶塞，上下颠倒、摇匀。
第八步：装瓶、贴签
装瓶
假设上下摇匀后液面下降这时怎么办，能否往里面补充水
【思考与交流】
1.怎样用18mol/L 的浓硫酸配制250ml 1mol/L 的H2SO4溶液，其步骤有和仪器哪些？
☆步骤：计算、量取、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签。
☆仪器：25ml量筒、烧杯、玻璃棒、
250ml容量瓶、胶头滴管
准确配制一定物质的量浓度溶液步骤：
计算
溶解
洗涤
转移
定容
摇匀
转移
装瓶
称量
六、一定物质的量浓度溶液的配制
1.实验步骤：
计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签。
2.实验仪器：
托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、Xml容量瓶(一定要说明规格）、胶头滴管
六、一定物质的量浓度溶液的配制
3.实验仪器介绍：
标注：
瓶上标有容积，温度，颈部标有刻度线；
规格：
100mL，250mL，500mL，1000mL，
只能特定体积的溶液不能
配制任意体积的溶液
六、一定物质的量浓度溶液的配制
3.实验仪器介绍：
注意：
1、使用之前要检查是否漏水.
加水
倒立
观察
瓶塞旋转180o
倒立
观察
2、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。
３、容量瓶的规格要与所配溶液的体积相同。
4、读数时 ，应平视刻度线，使溶液的凹液面正好与刻度线相切。
自由交流
3.实验中哪些操作会导致实验误差？最终对所配制的浓度有什么影响？
2.用Na2CO3·10H2O晶体，配制0.2 mol/L
的Na2CO3溶液480 mL。
（1）实验中用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、
烧杯，还缺少 ；实验中两次用到玻璃棒，其作用是 、 。
(2)应称取Na2CO3·10H2O的晶体的质量: 。
六、一定物质的量浓度溶液的配制
500 mL容量瓶、胶头滴管
搅拌、 引流
28.6 g
操作 nB V CB
转液前容量瓶有少量水
砝码、药品放反
称量氢氧化钠时间过长
转液时有液体溅出
未冷却就转移
未洗涤玻璃棒和烧杯
定容加水过量又吸出
定容时俯视标线
定容时仰视标线
摇匀后液面下降又加水
4.误差分析：
1．用固体NaOH配制250 mL 0.5 mol/L NaOH溶液：
(1)在下列仪器中：①托盘天平(带砝码)；②量筒；③烧杯；④玻璃棒；⑤漏斗；⑥500 mL容量瓶；⑦药匙；⑧250 mL容量瓶；⑨胶头滴管；⑩坩埚．
A．配制过程中必须用到的仪器有________ ．(填写代号)．
B．容量瓶使用前应________．中学化学实验常用仪器中使用前和容量瓶使用有相同操作的不同类玻璃仪器还有________、________；
①②③④⑦⑧⑨
检查是否漏水
滴定管　 分液漏斗
(2)下列操作使所配制的NaOH溶液浓度偏高的有________(填写代号)．
①称取固体NaOH时未用小烧杯
②没有用水冲洗烧杯2～3次
③定容时，俯视液面使之与刻度相切
④溶液配好摇匀后，发现液面低于刻度线，又加水至液面与刻度线相切
⑤将未冷却的溶液注入容量瓶后，马上定容
⑥样品中混有Na2O杂质
③⑤⑥
D
七、有关物质的量的计算
题型一：物质的量直接应用于方程式的计算
七、有关物质的量的计算
题型一：物质的量直接应用于方程式的计算
A
　(2009·全国卷Ⅰ)将15 mL 2 mol/L Na2CO3溶液逐滴加入到40 mL 0.5 mol/L MCln盐溶液中，恰好将溶液中的Mn＋
离子完全沉淀为碳酸盐，则MCln中n值是 (　　)
A.4　　　　　　　　　　 B.3
C.2 D.1
七、有关物质的量的计算
题型一：物质的量直接应用于方程式的计算
B
七、有关物质的量的计算
题型二：电荷守恒法
A
已知其它离子浓度求某一种离子浓度
七、有关物质的量的计算
题型二：电荷守恒法
已知其它离子浓度求某一种离子浓度
七、有关物质的量的计算
题型二：电荷守恒法
已知其它离子浓度求某一种离子浓度
【例1】 (2009·上海高考)臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性 实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气体的平均摩尔质量为________g/mol(保留一位小数)
(2)将8 L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5 L,其中臭氧为________L
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6 g 则原混合气体中臭氧的体积分数为________
七、有关物质的量的计算
题型三：体积差量法
已知前后体积变化值或n变化值
35.6
3
50%
七、有关物质的量的计算
题型三：体积差量法
已知前后体积变化值或n变化值
2010·全国卷Ⅱ)在一定的温度 压强下,向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下得到干燥气体460 mL,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为( )
A.1:4 B.1:3
C.1:2 D.1:1
A