化學(xué)計(jì)量在試驗(yàn)中的應(yīng)用.ppt

第二節(jié) 化學(xué)計(jì)量在試驗(yàn)中的應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo) 一、理解物質(zhì)的量的單位摩爾 二、了解“阿伏伽德羅常數(shù)” 三、掌握物質(zhì)的量與微粒個(gè)數(shù)的關(guān)系 四、掌握摩爾質(zhì)量的意義 五、掌握質(zhì)量與摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系,聯(lián)想質(zhì)疑,我們初中時(shí)知道，分子、原子、離子等我們?nèi)庋劭床灰姷牧Ｗ?，可以?gòu)成客觀存在的、具有一定質(zhì)量的物質(zhì)，這說明，在我們?nèi)庋劭床灰姷牧Ｗ优c物質(zhì)的質(zhì)量之間，必定存在著某種聯(lián)系，那么，聯(lián)系他們的橋梁是什么呢？要解決這個(gè)問題，我們來學(xué)習(xí)第二節(jié)化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,一、物質(zhì)的量的單位摩爾,1. 有一根細(xì)繩，請你測定。請回答它的長度？,物理量：長度,單位：米,2. 有一袋小米，請你稱量。請回答它的質(zhì)量？,物理量：質(zhì)量,單位：克,一、物質(zhì)的量的單位摩爾,1. 有一瓶水，經(jīng)測定大約含有306.021023 個(gè)水分子。如要你回答水分子的量，這個(gè)數(shù)據(jù)是不是不易記憶？不易使用？,2. 有一瓶鐵粉，經(jīng)測定大約含有266.021023 個(gè)電子。如要你回答電子的量，這個(gè)數(shù)據(jù)是不是也不易記憶？不易使用？,如果我們規(guī)定， 6.021023 個(gè)微粒為一個(gè)集體，那么水分子有多少個(gè)這樣的集體？鐵的電子有多少個(gè)這樣的集體？,30個(gè),26個(gè),一、物質(zhì)的量的單位摩爾,1. 有一瓶水，經(jīng)測定大約含有306.021023 個(gè)水分子。如要你回答水分子的量，這個(gè)數(shù)據(jù)是不是不易記憶？不易使用？,2. 有一瓶鐵粉，經(jīng)測定大約含有266.02 1023 個(gè)電子。如要你回答電子的量，這個(gè)數(shù)據(jù)是不是也不易記憶？不易使用？,如果我們規(guī)定， 6.021023 個(gè)微粒為一個(gè)集體，每一個(gè)這樣的集體稱為一摩爾，那么水分子是幾摩爾？鐵的電子為幾摩爾？,30摩爾,26摩爾,一、物質(zhì)的量的單位摩爾,摩爾是一個(gè)單位,對應(yīng)的物理量,物質(zhì)的量,米,長度,克,質(zhì)量,物質(zhì)的量：,是一個(gè)物理量，表示含有一定數(shù)目微觀粒子的集合體。,單位：摩爾,符號 ：mol,符號：mol,宏觀物質(zhì),摩 爾,1摩爾 粒子,個(gè),？,指質(zhì)子數(shù)為6，中子數(shù)為6的碳原子,國際上規(guī)定：1mol任何粒子所含的粒子數(shù)與0.012kg 12C中所含的碳原子數(shù)相同。,規(guī)定：0.012kg 12C中所含的碳原子數(shù)叫“阿伏加德羅常數(shù)”。符號：NA,規(guī)定： “阿伏加德羅常數(shù)”個(gè)微粒構(gòu)成的集體叫做1摩爾。,用6.021023 mol-1表示。,約 6.021023 個(gè)微粒,物 質(zhì) 的 量,國際單位制七個(gè)基本物理量之一,符號為n, 表示一定數(shù)目粒子的集合體。,單位：摩爾，簡稱：摩，符號為mol,國際單位制（SI）的7個(gè)基本物理量,物質(zhì)的量n,摩爾,mol,（1）1 mol 碳原子含有 個(gè)碳原子,6.021023,（2）0.3 mol 硫酸分子含有 個(gè)硫酸分子,0.3 6.021023,（3）10 mol 鈉離子含有 個(gè)鈉離子,106.02 1023,（4）6 mol 電子含有 個(gè)電子,6 6.021023,（5）0.5 mol 中子含有 個(gè)中子,0.56.02 1023,（6）1 mol Na2SO4含有 mol Na+,2,mol SO42,1,個(gè)氧原子,4 6.021023,物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)與微粒個(gè)數(shù)（N）之間的關(guān)系,306.021023 個(gè)水分子的物質(zhì)的量是多少摩？,4、n、 N、NA的關(guān)系,（1）1mol碳原子含有 ？ 個(gè)碳原子 （2）0.3mol硫酸分子含有 ？ 個(gè)硫酸分子 （3）10mol鈉離子含有 ？ 個(gè)鈉離子 （4）6mol電子含有 ？ 個(gè)電子 （5）0.5mol中子 含有 ？ 個(gè)中子,物質(zhì)的量是表示微粒的集體，可以用分?jǐn)?shù)或小數(shù)表示。,物質(zhì)的量（n）=,微粒數(shù)（N）,阿伏加德羅常數(shù)（NA）,例1：在0.5mol O2中含有的氧分子數(shù)目是多少？,解：O2的分子數(shù)為：,N = n NA,=0.5 mol 6.02 1023mol-1,= 3.01 1023,答：O2的分子數(shù)為3.01 1023個(gè)。,例2：在0.5mol O2中含有的氧原子數(shù)目 是多少？,解：O2的氧原子數(shù)為：,N = n 2 NA,=0.5 mol2 6.02 1023mol-1,= 6.02 1023,答：O2的氧原子數(shù)為6.02 1023個(gè)。,注意事項(xiàng)：,(1)”物質(zhì)的量”是一個(gè)整體。,(2)只適用于微觀的粒子。,(3)使用時(shí)應(yīng)指明粒子的種類( 指分子、原子、離子 、電子等結(jié)構(gòu)微粒,以及某些微粒的特定組合,如OH- 、 SO42-等 ) 。,（4）阿伏加德羅常數(shù)的單位是： mol-1 通常用 6.021023 mol-1 表示,阿伏加德羅常數(shù),符號：NA,(1)等于0.012kg 12C所含的原子數(shù)。 (2) 約為6.021023 mol-1 (3)含義：1mol 任何粒子的粒子數(shù),叫阿伏加德羅常數(shù),即NA。,意大利科學(xué)家,1、喜歡下國際象棋的同學(xué)可能聽說過舍罕王重賞國際象棋發(fā)現(xiàn)者達(dá)依爾的故事：,“陛下，請您在這張棋盤的第一個(gè)小格內(nèi)，賞給我一粒麥粒；在第二個(gè)小格內(nèi)給兩粒；第三格內(nèi)給四粒，照這樣下去，后一小格都比前一小格加一倍，然后把擺在棋盤上所有64格的麥粒都賞給您的仆人吧！”,感受阿伏加德羅常數(shù),麥粒的總數(shù)= 1 + 2 + 4 + 8 + + 263 = 264 1 =1.845 1019,這竟是全世界在2000年內(nèi)所生產(chǎn)的全部小麥！,2、如果把6.021023個(gè)直徑為2.5cm的硬幣排 成一行，可以來回于地球與太陽之間240.8億次,感受阿伏加德羅常數(shù), 100粒黃豆與100粒綠豆的個(gè)數(shù)相同，你猜想它們的質(zhì)量相同嗎？, 1mol不同物質(zhì)中所含的粒子個(gè)數(shù)相同，你猜想它們的質(zhì)量相同嗎？為什么？ 例如：1mol H2O分子 和 1mol H2SO4分子,摩爾關(guān)系的推導(dǎo)：,二、摩爾關(guān)系推導(dǎo)（以鐵原子為例）,18克水,27克鋁,6.021023個(gè)水分子 1mol,6.021023個(gè)鋁原子 1mol,1mol幾種物質(zhì)的質(zhì)量,64 g Cu,實(shí)驗(yàn)測定： 1mol H2O 的質(zhì)量是 18 g 1mol Al 的質(zhì)量是 27 g 1mol Fe 的質(zhì)量是 56 g 1mol SO2的質(zhì)量是 64 g 1mol CO32-的質(zhì)量是 60 g,你有沒有發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)有什么規(guī)律？,1mol任何粒子或物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位時(shí), 其數(shù)值都與該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等。,2、摩爾質(zhì)量,單位物質(zhì)的量的物質(zhì)（即1mol物質(zhì)）所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。,數(shù)值等于該物質(zhì)的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量。,單位為g/mol 或 gmol-1,符號： M,H2O 的摩爾質(zhì)量是： Al 的摩爾質(zhì)量是： Fe 的摩爾質(zhì)量是 ： SO2的摩爾質(zhì)量是 ： CO32-的摩爾質(zhì)量是 ： KCl的摩爾質(zhì)量是 ： H2SO4的摩爾質(zhì)量是 ： Na+的摩爾質(zhì)量是 ：,18 g/mol,27 g/mol,56 g/mol,64 g/mol,60 g/mol,74.5 g/mol,98 g/mol,23 g/mol,物質(zhì)的量( n )、物質(zhì)的質(zhì)量( m )與摩爾質(zhì)量（M ）之間的關(guān)系,24.5g H2SO4 的物質(zhì)的量是多少摩？,1.5 mol Na2CO3 的質(zhì)量是多少克？,1mol H2O的質(zhì)量為18 g/mol 1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量都等于該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 OH-的摩爾質(zhì)量為17 g/mol 氧氣的摩爾質(zhì)量為32g,下列敘述正確的是( ),C,物質(zhì)的量是“橋”,NA,M,NA,M,1. 觀看視頻中氣體體積的變化，思考生成H2和O2體積比是多少？,科學(xué)探究,2.假設(shè)電解了1.8gH2O，根據(jù)化學(xué)方程式填寫下列表格：,0.2g,1.6g,0.1mol,0.05mol,2:1,氣體摩爾體積,1mol下列氣體在00C、101kPa下的體積,22.4,22.4,22.4,22.4,由體積數(shù)據(jù)結(jié)合物質(zhì)狀態(tài)你得出什么結(jié)論?,計(jì)算一下1mol固體、液體物質(zhì)在10、101kPa下的體積。,在相同條件下，等物質(zhì)的量（如1mol ） 固體或液體的體積一般各不相同， 但氣體的體積卻幾乎完全相同。,結(jié)論:,影響物質(zhì)體積的因素是什么？,討論：,舉一個(gè)例子：同學(xué)們在做操的時(shí)候，你們班在操場上所占的面積和哪些因素有關(guān)?,人數(shù)、人的間距、胖瘦,首先我們來分析1mol固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)體積為什么不同。,固態(tài)結(jié)構(gòu)微粒間的距離很小,液態(tài)結(jié)構(gòu)微粒間的距離也小,1mol固體或液體物質(zhì)的體積只與構(gòu)成這種物質(zhì)的粒子大小有關(guān)，由于不同的物質(zhì)粒子大小不相等，所以1mol不同的固體和液體體積大小不同。,7.2cm3,1mol鐵,10cm3,1mol鋁,18.3cm3,1mol鉛,固體物質(zhì),液體物質(zhì),1mol水,18.0cm3,54.1cm3,1mol硫酸,下面我們來分析1mol不同氣態(tài)物質(zhì)在相同條件下體積為什么基本相同。,【思考與交流】,將1mol液態(tài)水加熱變成1mol氣態(tài)水，體積將會(huì)發(fā)生變化嗎？,100H2O(g),3.06104ml,1mol,1mol H2O(l),原因：由液態(tài)到氣態(tài)，粒子間距顯著增大。,2,3,4,5,6,7,8,9,10,分子平均距離是分子直徑的10倍左右,現(xiàn)在我們來分析一下溫度和壓強(qiáng)對氣體體積的影響,結(jié)論：溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小,原因：溫度升高，粒子間距增大，溫度降低，粒子間距減小。,結(jié)論：壓強(qiáng)增大，體積減小，壓強(qiáng)減小，體積增大,原因：壓強(qiáng)增大，粒子間距減小，壓強(qiáng)減小，粒子間距增大。,影響1mol物質(zhì)體積大小的因素,1.微粒的大小,2.微粒間的距離,固體、液體體積,氣體體積,決定,如果溫度和壓強(qiáng)一定，則微粒間的平均距離一定，體積也就一定。,決定,二、氣體摩爾體積,概念：單位物質(zhì)的量(1mol)的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。,符號: Vm,單位:,22.4L/mol （標(biāo)況下）,L/mol (Lmol-1) 和 m3/mol （ m3mol-1 ）。,理解要點(diǎn):,條件：標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP) 0、 1.01105 Pa 對象：任何氣體 物質(zhì)的量：1mol,結(jié)論,體積約為22.4L,因?yàn)閂m的大小與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)。,CO2 的摩爾體積是22.4L/mol,是對是錯(cuò),標(biāo)況下NO2 的體積約是22.4L,標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何物質(zhì)的體積都約是22.4L,是對是錯(cuò),變式：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的摩爾體積都是22.4L。,標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的摩爾體積都是22.4L/mol,物質(zhì)的量( n ) 、氣體體積( V )和氣體摩爾體積( Vm )三者之間的關(guān)系：,例題：標(biāo)準(zhǔn)狀況下， 112 mL 某氣體的質(zhì)量為 0 . 14 g , 則其摩爾質(zhì)量為 ，相對分子質(zhì)量為 。,解：,= 0 . 005 mol,n = m / M,= 28 g / mol,1.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 1) 11.2LHCl氣體含有多少個(gè)HCl分子？ 2) 11.2LH2氣體含有多少個(gè)H2分子？,練習(xí),3.011023,3.011023,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相同數(shù)目的粒子。,（相同的物質(zhì)的量）,小結(jié)：,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積(理解要點(diǎn)：） 條件：標(biāo)準(zhǔn)狀況 對象：任何氣體 阿伏加德羅定律：同溫同壓下，相同體積的任何氣體含有相同數(shù)目的分子。,氣體摩爾體積,常用單位有L/mol(Lmol-1)和m3/mol。,符號為 Vm,概念：單位物質(zhì)的量氣體所占的體積。,第二節(jié) 化學(xué)計(jì)量在試驗(yàn)中的應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo)（2） 一、理解物質(zhì)的量濃度的意義，了解 物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的區(qū)別。 二、掌握物質(zhì)的量濃度的簡單計(jì)算 三、掌握一定物質(zhì)的量濃度溶液配制 的方法,三、物質(zhì)的量在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,1. 已知?dú)溲趸c溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，現(xiàn)有200g 氫氧化鈉溶液，請計(jì)算溶質(zhì)的物質(zhì)的量？,2. 已知某鹽酸中含有5mol的HCl分子，現(xiàn)用上述氫氧化鈉溶液中和，請計(jì)算需要?dú)溲趸c溶液的質(zhì)量？,三、物質(zhì)的量在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,1. 物質(zhì)的量濃度,定義：以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液的組成的物理量。,單位：mol/L 或 mol/m3,含義：在1L溶液中含有1mol的溶質(zhì)，這種溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度就是1mol/L。,將40g NaOH溶于水中，配成 2L溶液，計(jì)算所得氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度？,課堂練習(xí),1. 配制 500mL 0.1mol/L 的NaOH溶液，計(jì)算需要?dú)溲趸c固體的質(zhì)量是多少？,2. 配制 100mL 1.00mol/L 的NaCl溶液，計(jì)算需要NaCl固體的質(zhì)量是多少？,2. 一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制,以配制 100mL 1.00mol/L NaCl溶液為例, 如果需要你精確配出上述需要的溶液，你會(huì)需要哪些儀器，有怎樣的操作步驟？,配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟,計(jì)算、 稱量、 溶解、 轉(zhuǎn)移、 洗滌、 定容、 搖勻、貯存,2. 一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制,以配制 100mL 1.00mol/L NaCl溶液為例,1.計(jì)算需要氯化鈉的質(zhì)量。,5.85 g,2.稱量NaCl固體。,4.將NaCl溶液移液到容量瓶。,3.用蒸餾水溶解NaCl固體。,5. 洗滌燒杯兩至三次，溶液轉(zhuǎn)入容量瓶。輕輕搖動(dòng)容量瓶，使溶液混合均勻。,6.定容：加水到接近刻度1-2厘米時(shí)，改用膠頭滴管加水到刻度。,容量瓶：,用來配制一定體積濃度準(zhǔn)確的溶液,使用前要檢查是否漏水,溶解或稀釋的操作不能在容量瓶中進(jìn)行,不能長期存放溶液或進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),（1）使用前要調(diào)零 （2）兩個(gè)托盤上各放一張大小相同的稱量紙 （3）稱量時(shí)遵循左物右碼的原則 （4）用鑷子夾取砝碼應(yīng)按照從大到小的順序 （5）稱量完畢應(yīng)將砝碼放回盒中，游碼歸零,天平使用：,溶解：,溶液冷卻后再轉(zhuǎn)移到容量瓶,引流：,玻璃棒不能靠在容量瓶口；下端應(yīng)插到刻度線下；不能被污染。,定容后搖勻：,裝入試劑瓶,第二節(jié) 化學(xué)計(jì)量在試驗(yàn)中的應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo)（3） 一、理解物質(zhì)的量濃度配制過程中引 起的誤差。 二、掌握物質(zhì)的量濃度的簡單計(jì)算 三、掌握物質(zhì)的量濃度濃溶液的稀釋,誤差分析及討論,下列操作對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響（偏高、偏低、無影響）？,未用蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁。,轉(zhuǎn)移溶液時(shí)有部分液體濺出。,容量瓶內(nèi)壁有水珠。,（偏低）,（偏低）,（無）,加水定容時(shí)超過了刻度線。,（偏低）,定容后搖勻，出現(xiàn)容量瓶內(nèi)液面低于刻度線的現(xiàn)象，再加水到刻度線,（偏低）,天平的砝碼生銹。,（偏高）,稱取的NaOH已潮解。 定容時(shí),未將水滴加到標(biāo)線 定容后,蓋好瓶蓋反復(fù)搖勻，發(fā)現(xiàn)液面低于標(biāo)線,沒有加蒸餾水使液面到達(dá)刻度線。,（偏低）,（偏低）,（偏高）,（無影響）,在托盤天平上稱取12.4g NaOH時(shí)，誤將砝碼放在天平的左盤上。,誤差分析及討論,定容時(shí)俯視：,定容時(shí)仰視：,實(shí)際加水量未到刻度線， 使溶液的物質(zhì)的量濃度增大。,實(shí)際加水量超過刻度線，使溶液的物質(zhì)的量濃度減小。,1. 1L 2 mol/L H2SO4溶液取出10mL，則該10mL 溶液物質(zhì)的量濃度為 mol/L，含 mol H2SO4 ; C(H+)為 ， C(SO42-)為 。,練習(xí)：,2. 5 mol/L的 AlCl3 中， C(Al3+)為 ；C（Cl-)為 ； 3. 3 mol/L的 Al2(SO4)3中， C(Al3+)為 ； C （SO42-)為 ；,2,0.02,4 mol/L,2 mol/L,5 mol/L,15 mol/L,6 mol/L,9 mol/L,4. 100ml 0.2mol/LBa(OH)2溶液中， c (Ba+)= 。 c (OH-)= 。 5. 200ml 0.5mol/LAl2(SO4)3 溶液中, c (SO42-)= . c (Al3+)= . 6. Fe2(SO4)3 中 c(Fe3+)=0.6mol/L, 則c(SO42-)= .,0.2 mol/L,0.4 mol/L,1.5 mol/L,1 mol/L,0.9 mol/L,1. 濃硫酸和稀硫酸在性質(zhì)上有什么差異？,2. 如果將5mL 濃硫酸稀釋為20mL的稀硫酸，得到的稀硫酸與原濃硫酸中所含H2SO4的物質(zhì)的量相等嗎？,用 18 mol/L的濃硫酸配制 250mL 9mol/L 的稀硫酸。請計(jì)算需要濃硫酸的體積？,溶液稀釋的計(jì)算,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：設(shè)需6 mol/L NaOH 溶液的體積為V,稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量和物質(zhì)的量不變，故有：,C1V1 = C2V2 ( 體積單位不一定用升，相同則可）,1. 計(jì)算配制 500mL 0.1mol/L的 CuSO4 溶液需要膽礬多少克？,（ 12.5g ）,計(jì)算練習(xí),2. 在VmL KCl溶液中含W克KCl, 這種KCl 溶液的物質(zhì)的量濃度為 。,1000W / 74.5V mol/L,3. 在VmL水中加入KCl W 克,待KCl 全部溶解后, 測得溶液的密度為 dg/cm3，這種KCl溶液的物質(zhì)的量濃度為 。,1000Wd / 74.5 ( V+W) mol/L,4. 在VmL水中加入W克 c% KCl 溶液, 搖勻后測得溶液的密度是 d g/cm3, 混合后KCl溶液的物質(zhì) 的量濃度是 .,10Wcd / 74.5(V+W),混合溶液物質(zhì)的量濃度的計(jì)算,50 mL 0.5 mol/L BaCl2 溶液和100 mL 0.5 mol/L NaCl溶液混合后，求溶液中Cl- 的物質(zhì)的量濃度（設(shè)溶液體積變化忽略不計(jì)）。,5.要配制 500mL 0.6mol/L 的NaOH溶液，需6 mol/L 的NaOH溶液多少毫升？,濃溶液提供的n(溶質(zhì))和稀溶液所需的相等,* 計(jì)算依據(jù):,*計(jì)算公式： C1V1 = C2V2,( 體積單位不一定用升，相同則可）,V = 50 mL,6. 配制 500mL 1mol/L的硫酸溶液，需要密度為1.84 g/mL的濃硫酸(98%)的體積是多少毫升?,V = 27.17 mL,V * 1.84g/mL * 98% / 98 g/mol = 1mol/L * (500/1000)L,課堂練