化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.ppt

第二節(jié),化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用1,從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué),物質(zhì)的量,氣體摩爾體積,物質(zhì)的量在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,一、物 質(zhì) 的 量,是一種基本物理量,摩爾,mol,發(fā)光強(qiáng)度,坎（德拉）,cd,物質(zhì)的量,物質(zhì)的量是一個(gè)表示物質(zhì)含有結(jié)構(gòu)微粒多少的物理量，是國(guó)際單位制中的7個(gè)基本物理量之一，是一個(gè)貫穿整個(gè)化學(xué)的核心概念。物質(zhì)的量的符號(hào)為n，實(shí)際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。 “物質(zhì)的量”是一個(gè)物理量的整體名詞，四個(gè)字必須集合在一起才有特定的含義，四個(gè)字缺一不可，否則它的意義將會(huì)完全改變。,為什么要引入物質(zhì)的量的概念,例如 S + O2 = SO2 微觀角度 ：1個(gè)硫原子 1個(gè)氧分子 1個(gè)SO2分子 宏觀角度： 32g 32g 64g 那么我們就需要一個(gè)橋梁把宏觀的質(zhì)量和微觀的粒子數(shù)聯(lián)系起來(lái)，這個(gè)物理量就是,物質(zhì)的量,我們用長(zhǎng)度來(lái)表示物體的長(zhǎng)短，用電流來(lái)表示通電的強(qiáng)度，而物質(zhì)的量是用來(lái)表示物質(zhì)所含粒子數(shù)的集體，用符號(hào)n表示。物質(zhì)的量的單位為摩爾，符號(hào)為mol。,國(guó)際計(jì)量組織規(guī)定光在真空中于1/299792458秒時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長(zhǎng)度為1m，那么1mol的粒子數(shù)是多少呢？,摩爾簡(jiǎn)稱摩，符號(hào)為mol,來(lái)源于拉丁文，原意是大量和堆積,那么1mol所含有的粒子數(shù)是多少呢？下面我們先回顧一下長(zhǎng)度的單位米。,國(guó)際上規(guī)定：1mol粒子集體所含的粒子數(shù)與0.012kg12C中所含的碳原子數(shù)相同。,阿伏加德羅常數(shù)： 0.012kg12C含有的原子數(shù). 把1mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)，符號(hào)位NA,算一算,若一個(gè)碳-12原子 質(zhì)量為1.99310-23g， 則12克12C含有多少個(gè)碳-12原子,12g / 1.99310-23 g/個(gè)= 6.021073 1023個(gè),所以科學(xué)規(guī)定0.012千克12C含有的原子數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù)。6.021023是一個(gè)非常接近的數(shù)值。在概念中我們用阿伏加德羅常數(shù)，在計(jì)算時(shí)用6.021023這個(gè)數(shù)值。這類似于和3.14的關(guān)系,1mol碳原子中約含有6.021023個(gè)碳原子 1mol水分子中約含有6.021023個(gè)水分子 1mol氫離子中約含有6.021023個(gè)氫離子 1molH中約含有6.021023個(gè)H 1molO2中約含有6.021023個(gè)O2,注意,使用摩爾時(shí)要指明微粒名稱，如1mol碳原子、1molCO2、不能說(shuō)1mol氧，因?yàn)檫@時(shí)微粒是氧原子還是氧分子分辨不清,3.011023個(gè),1.8061024個(gè),0.5mol,3mol,6.021023個(gè),1.5NA,0.5mol,1mol,6.021023個(gè),阿伏加德羅的貢獻(xiàn),阿伏加德羅（17761856），意大利化學(xué)家。1776年8月9日生于都靈，他從學(xué)習(xí)法律轉(zhuǎn)向研究數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和哲學(xué)。1819年，當(dāng)選為都靈科學(xué)院院士。,他在1811年發(fā)表了一篇論文，題目是原子相對(duì)質(zhì)量的測(cè)定方法及原子進(jìn)入化合物時(shí)數(shù)目比例的確定，提出了分子假說(shuō)：“原子是參加化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)，而單質(zhì)或化合物中能獨(dú)立存在的最小質(zhì)點(diǎn)則是分子。分子由原子組成，單質(zhì)分子由相同元素的原子組成；化合物的分子則由不同元素的原子所組成。,阿伏加德羅的分子假說(shuō)為近代物理和化學(xué)的發(fā)展提供了重要的理論基礎(chǔ)，使人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)有了新的認(rèn)識(shí)。,每人都以每秒鐘數(shù)一個(gè)原子的速度晝 夜不停數(shù)，40億人大約需要500萬(wàn)年,假想把1摩爾水分子（直徑為210-10m）一個(gè)挨一個(gè)的擺在地球赤道上（周長(zhǎng)為4萬(wàn)公里），可以繞地球赤道300萬(wàn)周！ 210-106.021023 / 4000104 = 3106,由此可見(jiàn)，摩爾只適用于微觀，不適用于宏觀。 不能說(shuō)“1摩爾鐵釘”、“1摩爾汽車”。因“物質(zhì)的 量”所計(jì)量的對(duì)象是微觀單元，而不是宏觀物體。,摩爾質(zhì)量,將單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾 質(zhì)量,符號(hào)為M,常用單位是克/摩 或 g/mol,連鎖問(wèn)題,1 摩爾物質(zhì)的質(zhì)量如何確定,1個(gè)鐵原子質(zhì)量 = 9.28810-26千克 1mol鐵原子質(zhì)量 = 9.28810-26千克6.021023個(gè) = 55.91376 10-3千克 = 56克,1個(gè)氧原子質(zhì)量 = 2.65710-26千克 1mol氧原子質(zhì)量 = 2.65710-26千克6.021023個(gè) = 15.9951410-3千克 = 16克,氫的原子量是1，1mol氫原子的質(zhì)量是1g, 氫原子的摩爾質(zhì)量是1g/mol 氧氣的式量是32，1mol氧氣分子的質(zhì)量是32g， 氧氣的摩爾質(zhì)量是32g/mol 硫酸的式量是98，1mol硫酸分子的質(zhì)量是98g， 硫酸的摩爾質(zhì)量是98g/mol 氫氧根離子的式量是17，1mol氫氧根離子的質(zhì) 量是17g,氫氧根離子的摩爾質(zhì)量是17g/mol,摩爾質(zhì)量的單位是克/摩,注意,宏觀微觀如鄰邦 兩大世界隔條江 什么用來(lái)做紐帶 “摩爾”兩岸架橋梁,1mol氧氣,物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(M)、質(zhì)量(m)和物質(zhì)的量(n)之間的關(guān)系,關(guān)于摩爾質(zhì)量的計(jì)算,練習(xí)：24.5gH2SO4的物質(zhì)的量是多少？ 1.5mol Na2CO3的質(zhì)量是多少？,m = n M,練習(xí)2：71gNa2SO4中含有Na+和SO42-的物質(zhì)的量各是多少？,解：Na2SO4的相對(duì)分子質(zhì)量為142，摩爾質(zhì)量為142gmol-1,n(Na2SO4)=,=0.5mol,則Na+的物質(zhì)的量為1mol，SO42-的物質(zhì)的量為0.5mol,答： 71gNa2SO4中含有Na+的物質(zhì)的量為1mol,SO42-的物質(zhì)的量為0.5mol,1“物質(zhì)的量”是指（ ） A物質(zhì)的質(zhì)量 B.物質(zhì)的微觀粒子數(shù) C物質(zhì)的質(zhì)量與微觀粒子數(shù) D.能把物質(zhì)的質(zhì)量同微觀粒子數(shù)聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)基本物理量 2.下列說(shuō)法中正確地是（ ） A1 mol氧 B.1 molH2SO4 C.1 mol米 D.1 mol面粉 3.在1 molH2O中( ) A.含1 molH B.含6.021023個(gè)氫原子 C.含6.021023個(gè)水分子 D.含3.011023個(gè)氧原子,課堂練習(xí),D,B,C,4.在0.5 molNa2SO4中,含有的Na+數(shù)約為( ) A.3.011023 B.6.021023 C.0.5 D. 1 5.1 mol下列氣體中所含原子數(shù)最多的是( ) A.H2 B.CO2 C.CH4 D.O2 6.下列說(shuō)法中正確的是(NA代表阿伏加德羅常數(shù)) A.1 molN2和1molCO所含的分子數(shù)都是NA B.1 molH2和1molCO2所含的原子數(shù)都是NA C. 1 molCO和1molCO2所含的氧原子數(shù)都是NA D. 1 molH2SO4和1molH3PO4所含的原子數(shù)都是4NA,B,C,A,7. 下列說(shuō)法不正確的是（ ） A.Na的摩爾質(zhì)量為23g B. Na的摩爾質(zhì)量為23 C. Na的摩爾質(zhì)量為23g/mol D. Na的摩爾質(zhì)量為23g10-2kg/mol 8. 下列氣體中所含分子數(shù)目最多的是 A.1gH2 B.10gCO2 C.30gCl2 D.17g NH3,C,D,9.質(zhì)量相等的SO2 和SO3，物質(zhì)的量之比為 ， 硫原子的原子個(gè)數(shù)之比為 ，氧原子的原子個(gè)數(shù)之比為 。,5：4,5：4,5：6,（1）19.6g硫酸中，氧元素的質(zhì)量是多少克？,（2）含有1.51022個(gè)分子的物質(zhì)，其質(zhì)量為0.7g，求該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。,該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為28,2不同物質(zhì)中，某微粒數(shù)相當(dāng)?shù)挠?jì)算,1物質(zhì)質(zhì)量、物質(zhì)的量和微粒數(shù)之間的相互換算。,（3）多少克硫酸所含的分子數(shù)與3.6g10鹽酸所含的分子數(shù)相等。,x=0.98g,氧元素的質(zhì)量是12.8g。,課堂練習(xí),（6） 5摩爾硫酸和鋅粒完全反應(yīng)，能生成多少克氫氣？,（5） 204g由等物質(zhì)的量的CO、CO2、N2、H2組成的混合氣中，CO的質(zhì)量是多少克？,3有關(guān)混合物的計(jì)算,4有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算,CO的質(zhì)量為56g。,能生成10g氫氣。,（4）0.2mol KClO3中所含的Cl原子數(shù)與多少克CaCl2中所含的Cl-離子個(gè)數(shù)相等？,與11.1g CaCl2所含Cl-離子數(shù)相等,2、0.3mol氨氣和0.4mol硫化氫的質(zhì)量 等，所含分子數(shù) 等，原子數(shù) 等，物質(zhì)的量_ 等。（填相等或不等）,5,不相,不相,相,不相,3、4g氫氣與4g氧氣反應(yīng)生成多少摩爾水分子？,解：設(shè)反應(yīng)可生成水分子物質(zhì)的量為X。 nH2= 4g / 2g/mol = 2mol ,nO2 = 4g / 32g/mol = 0.125mol 2H2 + O2 = 2H2O 2mol 1mol 2mol 2mol 0.125mol xmol 2mol0.125 1mol2mol, 可知?dú)錃膺^(guò)量，根據(jù)氧氣計(jì)算 1mol / 0.125 = 2mol / xmol x = 0.25mol 答：該反應(yīng)生成0.25mol水分子,課堂小結(jié),你掌握 了嗎？,第二節(jié),化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用2,從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué),二 氣體摩爾體積,摩爾體積,氣體摩爾體積,關(guān)于氣體摩爾體積的計(jì)算,氣體摩爾體積,一、摩爾體積 單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所占的體積,1、1mol固體和液體的體積,在20時(shí),1mol Fe的質(zhì)量為56g，密度為7.8g/cm3，請(qǐng)計(jì)算體積。,1、1mol固體和液體的體積,7.1,10,18.3,18.0,54.1,幾種物質(zhì)的體積示意圖,2、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（SPT)1mol氣體的體積,22.4,22.4,22.3,22.4,溫度：0 壓強(qiáng)：1.01105Pa,為什么1mol液體、固體的體積各不相同，而1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是基本相同的？,物質(zhì)體積的決定因素： 1、微粒的數(shù)目 2、微粒的大小 3、微粒間的平均距離,當(dāng)微粒的數(shù)目一定時(shí)（1mol)物質(zhì)的體積決定于微粒的大小和間距,固體或液體,氣體,氣體分子在較大空間快速運(yùn)動(dòng) 氣體分子平均間距較大。 通常情況下一般氣體分子直徑 約是0.4nm,分子間的平均距離 是4nm，即平均距離是分子直 徑的10倍左右 氣態(tài)物質(zhì)的體積比它在固 態(tài)或液態(tài)時(shí)大1000倍左右,氣態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),二、氣體摩爾體積,1、概念：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積，氣體摩爾體積的符號(hào)為Vm。氣體摩爾體積的常用單位有L/mol和m3/mol。,（1）必須是氣體物質(zhì)，不適用于固體或液體。 （2）物質(zhì)的量為1摩爾。 （3）研究對(duì)象是任何氣體，可以是單一成份的純凈氣體，也可以是幾種成份組成的混合氣體。 （4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積約是22.4升。,注意,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的摩爾體積約為22.4 L/mol，,（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.5mol H2占有的體積是_ L。 （2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2mol O2占有的體積是_L。 （3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4.48L CO2的物質(zhì)的量是_mol。 （4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6L H2的物質(zhì)的量是_mol。 （5）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，16g O2的體積是_L。 （6）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L N2中含中的N2分子數(shù)是_個(gè)。,課堂練習(xí),11.2,44.8,0.2,1.5,11.2,3.011023,是否1摩爾的氣體只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約是22.4升,2、影響氣體體積的外界因素 氣體體積較大的受到溫度和壓強(qiáng)的影響,溫度升高,分子間平均距離增大,體積增大,溫度降低,分子間平均距離減小,體積減小,壓強(qiáng)增大,分子間平均距離減小,壓強(qiáng)減小,分子間平均距離增大,若溫度升高，壓強(qiáng)增大，則體積仍可能為22.4升,課堂練習(xí) 2判斷下列說(shuō)法是否正確？為什么 （1）標(biāo)況下任何氣體的體積都約是22.4L。 （2）1摩爾二氧化碳占有的體積約為22.4L。 （3）1摩爾水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為22.4L。 （4）1摩爾二氧化硫在20時(shí)的體積比22.4L大。 （5）1摩爾氯化氫在3.03105Pa時(shí)的體積比22.4L少。,3.標(biāo)準(zhǔn)狀況下有（1）6.72LCH4 (2) 3.011023個(gè)HCl分子 （3）13.6gH2S，下列對(duì)這三種氣體的關(guān)系從小到大的排列順序是： A、物質(zhì)的量_ B、體積_ C、質(zhì)量_ D、氫原子_ 4.N2、CO2、SO2三種氣體的質(zhì)量比為7：11：16時(shí)，它們的分子個(gè)數(shù)比為_(kāi)；物質(zhì)的量之比為_(kāi)；同溫同壓下體積比為_(kāi),在一定的溫度和壓強(qiáng)下，氣體分子間距相等，則氣體體積的大小只隨分子數(shù)的多少而變化，相同的體積含有相同的分子數(shù),阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。,同溫同壓下 V1/V2 = n1 / n2 = N1 / N2 V 氣體體積 n 物質(zhì)的量 N 微粒數(shù),三、關(guān)于氣體摩爾體積的計(jì)算,微粒數(shù),物質(zhì)的量,質(zhì)量,體積,NA,NA,M,M,V0, V0,第二節(jié),化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用3,從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué),（一）、物質(zhì)的量濃度：,注意：溶液體積為1L，并非溶劑是1L； 溶質(zhì)用物質(zhì)的量表示，而不是溶質(zhì)質(zhì)量，也不是溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。,隨堂練習(xí)一,1填寫(xiě)下列空白 （1）將40gNaOH配成2L溶液，其物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L。,（2）58.5gNaCl配成1L溶液，其物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L。,（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LHCl配成0.5L鹽酸，其物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L。,(40g40g/mol) 2L=0.5mol/L,(22.4 22.4L/mol) 0.5L=2mol/L,（4）2molNaOH配成200mL溶液，其物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L。,（5）物質(zhì)的量濃度為2mol/L的硫酸溶液500mL，含硫酸的物質(zhì)的量為_(kāi)mol。,（6）10mol HCl能配成_L，物質(zhì)的量濃度為2mol/L的鹽酸。,=10 mol/L,2mol/L0.5L,=1mol,=5L,物質(zhì)的量濃度等于溶質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積,小結(jié),2從1L 1mol/L NaCl溶液中，分別取出100mL、10mL和1mL溶液，它們的物質(zhì)的量濃度是否相等？所含溶質(zhì)是否相等？,隨堂練習(xí)二,3.1L 1mol/L NaCl溶液與1L 1mol/LCaCl2溶液所含溶質(zhì)的微粒數(shù)相同嗎？為什么？,課堂練習(xí)三,1、下列溶液中的c(Cl-)與50ml、1mol/L AlCl3溶液中的c(Cl-)相等的是 A.150ml、1mol/L NaCl B.75ml、2mol/L CaCl2 C.150ml、3mol/L KCl D.75ml、1mol/L FeCl3,答案：C D,c(Cl-)=1mol/L,c(Cl-)=4mol/L,c(Cl-)=3mol/L,c(Cl-)=3mol/L,2、填寫(xiě)下列空白：,（1）1mol/LMgCl2溶液，Mg2+的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L，Cl-的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L。,（2）0.5mol/L H2SO4溶液，H+的物質(zhì)的量濃度為mol/L，SO42-的物質(zhì)的量濃度為。,（3）在Al2(SO4)3溶液，Al3+的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L則Al2(SO4)3的物質(zhì)的量濃度為mol/L。 SO42-的物質(zhì)的量濃度為mol/L。,1,2,1,0.5,0.1,0.3,（4）已知2LAl2(SO4)3 溶液中含Al3個(gè)數(shù)為9.031023，則溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度為。,解:設(shè)SO42-的物質(zhì)的量為x，Al3+的物質(zhì)的量為n=9.031023/6.021023 mol-=1.5mol 2Al3+-3SO42- 2mol 3mol 1.5mol x,X=2.25mol,則溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度 =2.25mol/2L=1.125mol/L,三、物質(zhì)的量濃度溶液的配制,容量瓶,1構(gòu)造：磨口、細(xì)頸、底平。 2特點(diǎn)： 容量瓶上注明溫度和量程。 容量瓶上只有刻線而無(wú)刻度。 3使用范圍：專門(mén)用來(lái)配制一定體積、一定物質(zhì)的量濃度的溶液。 4注意事項(xiàng)： 瓶塞不漏液。 不可裝熱或冷的液體。 不許存放液體或進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。,練習(xí)：配制100mL 0.1mol/L的CuSO4溶液。,配制步驟,第一步:,第二步:,儀器,溶質(zhì)為固體,溶質(zhì)為液體,例：配制100ml1.00mol/L的氯化鈉溶液,第三步:,第四步:,第五步:,用玻璃棒引流, 將燒杯中的NaCO3溶液轉(zhuǎn)移到500ml容量瓶中。,用少量蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁23次；洗液應(yīng)全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中。輕輕振蕩，使溶液充分混合。,在小燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，溶解后，冷卻至室溫。 (攪拌時(shí)沿一定方向，控制一定速度，玻璃棒不要碰燒杯底，也不要把玻璃棒放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，以免弄臟。溶解時(shí)加水不要太多。),為什么,第六步:,第七步:,第八步:,向 500mL容量瓶中注入蒸餾水，距刻度 1 2cm處停止，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至溶液的凹液面正好與刻度線相切，把這一操作稱為定容。,將容量瓶蓋好瓶塞，用食指