【化学】12《化学计量在实验中的应用》课件1（人教版必修1）.ppt

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1、第一章 从实验学化学,第二节 化学计量在实验中的应用,【讨论】1.如何测量一本书中一张纸的厚度？ 2.一滴水中有多少个水分子？如何测量一个H2O分子的质量？,一滴水中所含的水分子数，让全世界65亿人去数，每人每分钟数100个，日夜不停的数，需要5千年才能数完。,思考讨论,一谷仓的谷子，假定每一粒谷子的形状、体积、质量是相同的，我们通过哪些方法或途径可以知道这个谷仓中的谷子的个数？,思考讨论,直接数数,先称量出一粒谷子的质量，再用谷仓中谷子的总质量除以一粒谷子的质量。,先称量出100粒谷子的质量，用谷子的总质量除以 100粒谷子的质量，再乘以100 。,先测量出一粒谷子的体积，再用仓库中谷子的总

2、体积除以一粒谷子的体积 。,先用一个容器（升、斗或担），先数出一升（斗或担）中谷子的粒数，再用升（斗或担）去量谷仓库中谷子，用升数乘以一升中谷子的粒数，就为谷仓库中谷子的粒数。,法一：直接计量（方法一）,法二：引入中间物理量换算 （方法二五）,进一步思考根据方法5，若已知一斗谷子所含的谷粒数目为N个，一斗谷子的质量为M kg,则m kg谷子中的谷粒数如何计算？,谷粒数,N,谷子的质量 一斗谷子的质量,进一步思考根据方法5，若已知一斗谷子所含的谷粒数目为N个，一斗谷子的质量为M kg,则m kg谷子中的谷粒数如何计算？,谷粒数,N,谷子的质量 一斗谷子的质量,一滴水中水分子数,如何数出一滴水中含

3、有的水分子数?,N,一滴水的质量 一定数目水分子的质量,想办法在水分子数和水的质量之间找到一个桥梁集体单位。,这个桥梁就是本节课标题：化学中常用的物理量-物质的量,一.物质的量 含义：,概念：表示一定数目粒子的集合体 符号：n 单位：摩尔 简称：摩 符号：mol,是一种物理量，通过它可以把物质的宏观量（如质量、体积）与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来,原意：堆量,1971年第14次国际计量大会规定了七个基本物理量及其单位和符号,一顶,一打：12顶,一瓶,一箱：24瓶,1mol,?个,1 摩尔的标准：1 mol粒子集体所含的粒子数= 0.012 kg12C中所含的碳原子数 6.02102

4、3,把6.021023 mol1叫做阿伏加德罗常数，符号NA。 注意：阿伏加德罗常数是一个物理量，单位是mol1。,n（物质的量）,N（粒子总数）,1mol H,NA个H,2mol H,2NA个H,n mol H,nNA个H,N,n,NA,=,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（展示硬币），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。,1NA=6.021023mol-1,对物质的量的理解,“物质的量”是一个表示“粒子集合体”的专用名词，不可简化和添加。 摩尔作为物质的量的单位，这一单

5、位只适用于微观粒子（分子、原子、电子、中子、质子、离子），不适用于宏观物质。 使用摩尔作为单位表示物质的量时，必须指明微粒的种类，如原子、分子、离子等。且粒子的种类用化学式来表示 “摩尔”是“物质的量”的单位，两者不能混淆。如“某物质的物质的量是多少”不能说成“某物质它的摩尔数是多少”。,1mol大米 1 摩尔氧 1 摩尔氧原子 2 摩尔分子氢 3 摩尔 H2O 0.5 摩尔二氧化碳,未指明微粒种类，是氧原子、氧分子还是氧离子,表示1mol O,表示为2mol H2,表示为 3mol H2O,表示为0.5mol CO2,1、判断下列说法是否正确,不是微观粒子,【课堂练习】 2.填空： （1）1

6、mol O中含有 个O； （2）1mol H2O中含有 个H2O； （3）1mol H+中含有 个H+。,3.根据摩尔的有关知识，进行下列计算： （1）1.204 1024个H，合多少mol? （2）5molO2中有多少个氧分子？ （3）N个水分子的物质的量是多少？（已知阿伏加 德罗常数为NA）,2 mol,3.01 1024,N/NA,6.02 1023,6.02 1023,6.02 1023,“集体”的数目为什么选择6.021023呢？,不好称,不好称,能称但不方便,很好称,6.021023 是个很好也很巧的数啊！,可称量 物质的质量,该物质 含有的粒子数,1mol不同物质的质量和体积,1

7、mol物质的质量在数值上有什么特点？,二、摩尔质量,1mol 物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量，符号为 M。 在数值上等于该物质的相对分子（原子）质量 单位是 g mol-1 。,Fe的摩尔质量是： 水的摩尔质量是： NaCl的摩尔质量是： OH-的摩尔质量是：,56 g mol-1,18 g mol-1,58.5 g mol-1,17 g mol-1,物质的量(n)、物质的质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系,n(mol)=m(g)/ M(g/mol),物质的质量(g),物质的量（mol）,微粒数(N),【小结】 1.,2. 物质的量求算公式： n=N/NA n=m/M,摩尔质量（M）,

8、摩尔质量（M）,阿伏加德罗常数（NA）,阿伏加德罗常数（NA）,2:1,同温同压下，1 mol H2和1 mol O2的体积相同,假设电解了1.8 g水，试计算所得H2 和O2的物质的量之比是多少？,观察实验，电解水产生的H2 和 O2体积比约为多少？,结论：,1、比较1 mol H2和1 mol O2的体积大小,2:1,2、计算标准状况 (0、101 kPa)下 1 mol气体的体积,由体积数据结合物质状态你得出什么结论?,在相同条件下，等物质的量的气体的体积几乎相同。 在相同条件下，等物质的量的固体或液体的体积不相同。,结论:,物体体积大小取决于什么因素呢？,影响物质体积的因素,1.粒子数

9、目,2.粒子的大小,3.粒子之间的距离,NA,主要因素,次要因素,主要因素,从微观角度分析,决定1mol物质体积的三个因素,NA,次要因素,忽 略,实验证明同温、同压时，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等， 故同温同压时，1mol气体的体积几乎相等 。,阿伏加德罗定律：在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。,注意：气体包括单一纯净气体和混合气体。,概念：单位物质的量的气体所占的体积叫 做气体摩尔体积。,符号: Vm,标准状况(0C。,101KPa)下Vm22.4L/mol 常温常压下(25C。,101KPa) Vm24.5L/mol,单位: L/mol (Lmol-1) 和

10、m3/mol 。,三、气体摩尔体积,气体包括单一纯净气体和混合气体。,气体摩尔体积,物质的量,气体体积,V,=,Vm,n,1、 CO2 的摩尔体积是22.4L/mol 2、标准状况下1molH2O 的体积约是22.4L 3、标准状况下，1mol任何物质的体积 都约是22.4L 4、标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L。,是对是错,错 未说标准状况下。,错 H2O是液态。,错 应该是1mol任何气体。,错 单位是L/mol。,5、标准状况下1molSO3 的体积约是22.4L 6、常温常压下，1molCO2的体积约是22.4L 7、标准状况下，0.2molN2和0.8molCO2的混 合气体

11、体积约为22.4L 8、标准状况下，22.4L的任何气体都约为1mol,错 标准状况下,SO3是固态。,错 是24.5L。,对,对,例一: 在标准状况下, 2.2 g CO2的体积 是多少？,= 0 . 05 mol 22 . 4 L / mol,= 1 . 1 2L,解：,例二：标准状况下， 112 mL 某气体的质量为 0 . 14 g , 则其摩尔质量为 ，相对分子质量为 。,解：,= 0 . 005 mol,n = m / M,= 28 g / mol,四、物质的量浓度,常用单位：,c（B）,mol/L（或 molL-1）,单位体积溶液中所含溶质B的物质的量.,定义,符号：,思考： 1

12、 mol L-1 的NaOH溶液的含义是什么？,含义：在1L溶液中含有1 mol的溶质，这种溶液中溶质的物质的量浓度就是1 mol L-1,思考：将 1molNaCl溶解在1L水中,所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1mol/L?,思考：将1ml10mol L-1浓硫酸加入9ml水中，所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1mol/L?,说明1：溶液体积不等于溶剂体积，也不等于溶剂体积和溶质体积直接相加，是溶质和溶剂混合溶解后的实际体积。,思考：将6.2gNa2O溶于水所得400ml溶液中，溶质是什么物质？物质的量浓度是多少？,思考： 100ml 1mol L-1 的HCl溶液，HCl物质的量

13、是多少？,思考：将0.5mol的乙醇配成1L溶液，该溶液的物质的量浓度是多少？,说明2：“溶质”是溶液中的溶质，可以指化合物，也可以指离子，也可以指反应后的产物。,思考：将25gCuSO4.5H2O溶于适量水中，配成100ml溶液，所得的溶液中溶质的物质的量浓度是多少？（注：CuSO4.5H2O的式量为250）,说明3：带结晶水的物质作为溶质时，其物质的量的计算，用带有结晶水物质的质量除以带有结晶水物质的摩尔质量。,思考：从1L 1mol/L蔗糖溶液中分别取出100mL、10mL、1mL，取出的溶液中蔗糖的物质的量浓度及物质的量各是多少？,1,1,1,0.1,0.01,0.001,说明4：溶液

14、是均一的，对于一定物质的量浓度的溶液，不论取用它的体积多少，溶液中溶质的物质的量浓度是不变的。但是在不同体积的溶液中，溶质的物质的量不同。,mol,g,L,g,cB=nB/V,体积相同，物质的量浓度相同的溶液中，所含溶质物质的量相同，但溶质质量不同。,质量相同，溶质质量分数相同的溶液中，所含溶质的质量相同，但溶质的物质的量不同,cB（溶液）,V（aq),V(aq),课堂小结,五、物质的量浓度计算,基本量的换算,溶液中溶质微粒数目的计算,质量分数与物质的量浓度的换算,溶液稀释与浓缩,两种不同浓度溶液混合,化学反应中计算,请大家计算一下下列各溶质的物质的量浓度:,0.5,2,0.2,0.5,1,0

15、.05,基本量的换算,2溶液中溶质微粒数目的计算,例： 2L 1mol/L的H2SO4溶液，含溶质的物质的量为 mol，含H+ 个，SO42- 个。,2,2.4081024,1.2041024,3溶质的质量分数与物质的量浓度的换算,摩尔质量（g/mol),密度（g/mL),1000 ,注：密度的单位是g/cm3 是溶液的质量分数 M 是溶质的摩尔质量,例：某浓硝酸中溶质的质量分数为94%，密度为1.5g/cm3。计算该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度。,解：设有1000ml硝酸溶液，则,m(HNO3) =HNO3(aq)VHNO3(aq)（HNO3） = 1.5g/cm31000cm394% =

16、1410g,n(HNO3) = m(HNO3)/M(HNO3) =1410g/63gmol-1 = 22.4mol,答：该硝酸中HNO3的物质的量浓度为22.4mol/L,思路：C = n / V,例：某浓硝酸中溶质的质量分数为94%，密度为1.5g/cm3。计算该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度。,答：该硝酸中HNO3的物质的量浓度为22.4mol/L,解：根据解题思路可得： C=- = -,1000 ,M,63,1000 94% 1.5,=22.4mol/L,例：2mol/LNaOH溶液（=1.08g/cm3） 的溶质的质量分数为：,解：设有1L NaOH溶液，则,m(NaOH) = 2mo

17、l/L1L40g/mol = 80g,mNaOH(aq)=1.08g/cm31000cm3= 1080g,NaOH(aq) = 80g/1080g100% = 7.4%,答：该溶液溶质的质量分数为7.4%,思路： = m B /m(aq ),例：2mol/LNaOH溶液（=1.08g/cm3） 的溶质的质量分数为：,解：根据解题思路可得： C=- =-,答：该溶液溶质的质量分数为7.4%,M,1000 ,1000,C M,=-100,10001.08,240,=7.4%,溶液稀释与浓缩,结论：浓溶液配制稀溶液前后溶质的量不变,思路：稀释溶液前后溶质的物质的量相等,C1V1= C2V2,例：将1

18、0毫升2 mol/L的硫酸溶液加水稀释到0.5mol/L，其体积为多少毫升？,例:配制500mL1 mol/L的H2SO4溶液，需要密度为1.8g/mL的浓硫酸（98%硫酸）多少毫升？,解: 0.51=V1.898%98,解：10mL2mol/LVH2SO4(aq)0.5mol/L,两种不同浓度溶液混合,思路：C3V3 = C1V1+C2V2,（混合前后溶质的物质的量总和不变）,规律1：密度大于水的溶液，溶液的质量分数越大，密度越大，溶质物质的量浓度就越大，如盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液。反之亦然。 规律2：同种溶质两种不同浓度的溶液混合 溶质的质量分数分别为 a%、b%，混合溶液的密度为g/ml

19、 （1）等质量混合后的质量分数为：(a%+b% ) /2，物质的量浓度为：1000 (a%+b% ) /2M （2）等体积混合(大大小小) 若1 g/mL，混合后的质量分数大于(a%+b% ) /2， ，物质的量浓度大于1000 (a%+b% ) /2 M 如硫酸、硝酸溶液. 若1g/mL，混合后的质量分数小于 (a%+b% ) /2，物质的量浓度小于1000 (a%+b% ) /2 M 如氨水、乙醇溶液.,化学反应中计算,例：中和1升0.5 mol/LNaOH溶液，需要多少升 1mol/LH2SO4溶液？,解：2NaOHH2SO4 2mol 1mol 1L0.5mol/L VH2SO（aq)

20、1mol/L,六、一定物质的量浓度溶液的配制,容量瓶简介:,容量瓶,2.使用之前要检查是否漏水.,如何检漏?,形状: 细颈，梨形，平底的玻璃瓶；,构造: 瓶上标有容积，温度，颈部标有刻度线；,规格：100mL，250mL，500mL，1000mL；,3.只能用作配制的量具。不能在其中直接溶解或稀释固体或浓溶液，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。移动容量瓶，应手握刻度线以上部分。,4.读数时 ，应平视，使溶液的凹液面正好与刻度相切。,物质的量溶液浓度配制,1、步骤：,2、仪器：,计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴标签。,托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶

21、头滴管、试剂瓶、药匙,现在，我们要配制100ml 0.5mol/L的NaCl 溶液怎么办？首先应该做什么？,1、计算 计算所需无水氯化钠的质量 m(NaCl)=n(NaCl)M(NaCl) =0.5mol/L0.1L58.5g/mol =2.925g,?,5.9g NaCl,误差分析：,1、计算,2、称量,3、溶解,4、转移,5、洗涤,6、定容,7、摇匀,若不小心将烧杯中的溶液洒到了容量瓶外面，则物质的量浓度,偏低,若洗涤液没有转入容量瓶，则物质的量浓度,偏低,加水没到刻度线，则物质的量浓度,偏低,偏高,摇匀后，发现液面低于刻度线再补水，则物质的量浓度,C浓V浓 = C稀 V稀,原理：,溶液稀

22、释前后，溶液中溶质的物质的量相同,浓溶液稀释计算公式：,化学计算中的守恒法： 1. 化学反应前后:质量守恒 2. 离子化合物或电解质溶液：电荷守恒（阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数） 3. 溶液稀释或溶液混合前后：溶质的物质的量守恒,溶液配制练习： A、欲配制 1000 mL 浓度为 0.12 molL-1 的 NaOH 溶液，需要的仪器是 （托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、试剂瓶、药匙） m (NaOH) =n (NaOH) M (NaOH) =C (NaOH) V (NaOH) M (NaOH) = 0.12 molL-1 1L 40g mol-1 =4.8g,B、请选择配制过程所必须的操作，按操作先后顺序编号，为（ ） 用适量蒸馏水洗涤烧杯23次，洗涤液也注入容量瓶，使混合均匀。 用胶头滴管滴加蒸馏水使溶液凹液面与刻度相切。 在托盘天平上先称取洁净干燥烧杯的质量后称取（ ）g NaOH . 将容量瓶瓶塞盖紧，反复摇匀。 向烧杯中加适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使其溶解，并使其恢复室温。 将溶液沿玻璃棒注入（ ）mL 容量瓶。,356124,1000,4.8,物质的量浓度 （CB),物质的量 （nB）,气体在标准状况 下的体积 (VB),粒子数 (NB),质 量 （mB）,