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文檔簡介
第二章化學(xué)基本量及其計算
1.能夠說出物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的概念。
2.學(xué)會物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、基本單元數(shù)、氣體摩爾體積的有關(guān)計算。
3.知道阿伏加德羅常數(shù)與阿伏加德羅定律學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié)物質(zhì)的量一、物質(zhì)的量及其單位物質(zhì)的量與長度、質(zhì)量、溫度、時間等一樣,是7個國際單位制(SI)中的一種基本物理量。物質(zhì)的量是一個整體,它是一個專用名詞,不可拆分,是一個基本物理量。物質(zhì)的量的單位是摩爾在表述物質(zhì)的量時,應(yīng)指明其基本單元?;締卧梢允欠肿?、原子、離子等微粒,也可以是這些微粒的特定組合,一般用化學(xué)式來表示第一節(jié)物質(zhì)的量
書寫物質(zhì)的量n時,應(yīng)在n的右下角或用括號的形式標(biāo)明其基本單元。例如:
氫原子的物質(zhì)的量記做nH或n(H)
水分子的物質(zhì)的量記做nH2O或n(H2O)
鈉離子的物質(zhì)的量記做nNa+或n(Na+)微粒B的物質(zhì)的量記做nB或n(B)第一節(jié)物質(zhì)的量1mol定義:科學(xué)上規(guī)定,0.012kg12C(原子核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子的碳原子)所含的碳原子數(shù)就是1mol。阿伏伽德羅常數(shù)(NA):1mol任何物質(zhì)都含有6.02×1023個基本單元。第一節(jié)物質(zhì)的量1mol物質(zhì)含有的基本單元數(shù)表示如下:
1molC含有6.02×1023個C原子;
1molS含有6.02×1023個S原子;
lmolCO2含有6.02×1023個CO2分子;
1molH2O含有6.02×1023個H2O分子;
1molH+含有6.02×1023個H+離子;
1molOH-含有6.02×1023個0H-離子;
1molH2SO4含有6.02×1023個H2SO4分子;
lmol電子含有6.02×1023個電子;第一節(jié)物質(zhì)的量摩爾能將不可計量的微粒與可計量的宏觀物質(zhì)聯(lián)系起來。例如:化學(xué)方程式H2+Cl2
=2HCl
分子數(shù)之比112
擴大6.02×1023倍l×6.02×1023個
1×6.02×1023個
2×6.02×1023個
物質(zhì)的量之比1mol1mol2mol
質(zhì)量之比2g71g73g在實際應(yīng)用中也經(jīng)常用到千摩爾、毫摩爾、微摩爾等單位:
1kmol=1000mol
1mol=1000mmol
1mmol=1000μmol小結(jié)第一節(jié)物質(zhì)的量二、摩爾質(zhì)量(一)摩爾質(zhì)量
摩爾質(zhì)量就是物質(zhì)B的質(zhì)量除以物質(zhì)的量?;蛘哒f1mol物質(zhì)B的質(zhì)量,就叫摩爾質(zhì)量。即:
用符號表示為:第一節(jié)物質(zhì)的量摩爾質(zhì)量的符號用M表示,單位是g∕mol。表明時應(yīng)在M的右下角或用括號的形式標(biāo)明物質(zhì)的化學(xué)式,例如:MH
,M(H);MCO2’M(CO2).
1mol任何物質(zhì)所含的微粒數(shù)是相同的,都是6.02×1023個。但由于不同微粒的質(zhì)量不同,因此,不同物質(zhì)的摩爾質(zhì)量也是不同的.摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對分子(原子)質(zhì)量第一節(jié)物質(zhì)的量(二)原子、分子、離子的摩爾質(zhì)量1.原子的摩爾質(zhì)量任何原子的摩爾質(zhì)量,就是以g/mol為單位,數(shù)值上都等于該種原子的的相對原子質(zhì)量。例如:H的相對原子質(zhì)量是1,1molH的質(zhì)量是1克,H的摩爾質(zhì)量M(H)=1g/mol。O的相對原子質(zhì)量是16,1molO的質(zhì)量是16克,O的摩爾質(zhì)量M(O)=16g/mol。Fe的相對原子質(zhì)量是56,1molFe的質(zhì)量是56克,F(xiàn)e的摩爾質(zhì)量M(Fe)=56g/mol第一節(jié)物質(zhì)的量2.分子的摩爾質(zhì)量由于分子是由原子構(gòu)成的,因此,分子的摩爾質(zhì)量,就是以g/mol為單位,在數(shù)值上等于該種分子的相對分子質(zhì)量。例如:CO2的相對分子質(zhì)量是44,1molCO2的質(zhì)量44克,CO2的摩爾質(zhì)量M(CO2)=44g/mol。H2O的相對分子質(zhì)量是18,1molH2O的質(zhì)量是18克,H2O的摩爾質(zhì)量M(H2O)=18g/mol。O2的相對分子質(zhì)量是32,1molO2的質(zhì)量是32克,O2的摩爾質(zhì)量M(O2)=32g/mol。第一節(jié)物質(zhì)的量3.離子的摩爾質(zhì)量原子得到或失去電子成為離子。由于一個電子的質(zhì)量只有一個質(zhì)子的質(zhì)量的1/1836,所以原子得到或失去電子可以認(rèn)為原子的相對原子質(zhì)量不變,所以,離子的摩爾質(zhì)量,就是以g/mol為單位,在數(shù)值上等于該種離子的化學(xué)式量。例如:Cl-的化學(xué)式量是35.5,1molCl-的質(zhì)量是35.5克,Cl-的摩爾質(zhì)量M(Cl-)=35.5g/molOH-的化學(xué)式量是17,1molOH-的質(zhì)量是17克,OH-的摩爾質(zhì)量M(OH-)=17g∕mol小結(jié)第一節(jié)物質(zhì)的量三、物質(zhì)的量及有關(guān)計算
(一)已知物質(zhì)的質(zhì)量,求其物質(zhì)的量
例2-1計算54g水的物質(zhì)的量是多少?
解已知:水的相對分子質(zhì)量是18,水的摩爾質(zhì)量是18g/mol,m(H2O)=54g
答:54g水的物質(zhì)的量是3mol根據(jù)公式
得:第一節(jié)物質(zhì)的量(二)已知物質(zhì)的量,求質(zhì)量
根據(jù)公式
m=n(H2S04)M(H2S04)=2.5mol×98g∕mol=245g
答:2.5mol硫酸的質(zhì)量是245g。例2-22.5mol硫酸的質(zhì)量是多少克?解已知H2S04的相對分子質(zhì)量是98,H2S04的摩爾質(zhì)量是98g∕mol。第一節(jié)物質(zhì)的量(三)已知物質(zhì)的質(zhì)量,求其物質(zhì)的量和微粒個數(shù)n(H2S04)=49g/98g/mol=0.5molN(H2S04)=n(H2S04)NA=0.5mol×6.02×1023=3.01×1023(個)
答:49g硫酸的物質(zhì)的量是0.5mol;含有3.01×1023個硫酸分子。例2-349g硫酸的物質(zhì)的量是多少?含有多少個硫酸分子?根據(jù)公式解已知H2S04的相對分子質(zhì)量是98,硫酸的摩爾質(zhì)量是98g∕mol。m(H2SO4)=49g第一節(jié)物質(zhì)的量例2-4多少克鐵和3g碳的原子個數(shù)相同?解根據(jù)阿伏加德羅定律,物質(zhì)的量相同,物質(zhì)的基本單元數(shù)也相同。
已知碳的摩爾質(zhì)量是12g/mol,質(zhì)量是3g,根據(jù)公式
n(C)=m(C)/M(C)=0.25mol
則n(Fe)=n(C)=0.25mol
鐵的摩爾質(zhì)量是56g/mol,鐵的質(zhì)量為:
m(Fe)=nM=0.25mol×56g/mol=14g
答:14g鐵和3g碳的原子個數(shù)相同。得第一節(jié)物質(zhì)的量(四)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)例2-5制備1.5molO2,需要分解多少克KClO3?解已知n(O2)=1.5mol
設(shè)需要分解KClO3的物質(zhì)的量為x2KClO3
=2KCl+3O2↑
2mol3mol
xmol1.5mol
2mol:3mol=x:1.5mol
x=1mol
m(KClO3)=n(KClO3)M(KClO3)=1mol×122.5g∕mol=122.5g
答:制備1.5molO2需要分解122.5gKClO3*第二節(jié)氣體摩爾體積一、摩爾體積1mol物質(zhì)在一定條件下所占有的體積就叫做摩爾體積。用符號Vm表示。20℃(293K)時,幾種固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)的摩爾體積。見下表物質(zhì)名稱
摩爾體積Vm(cm3/mol)
物質(zhì)名稱
摩爾體積Vm(cm3/mol)鐵
7.1水
1.8鋁
10硫酸
54.1鉛
18.33蔗糖
215.5由此看出,固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的摩爾體積是不相同的
幾種固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)的摩爾體積(293K)*第二節(jié)氣體摩爾體積二、氣體摩爾體積幾種氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況(溫度273.15K和壓強為101.325kPa)下的摩爾體積。物質(zhì)名稱摩爾質(zhì)量(M)(g/mol)密度(ρ)(g/L)摩爾體積(Vm)(L/mol)近似值氧氣
32.001.42922.39氫氣
2.020.09022.42≈22.4氮氣
28.021.25122.41二氧化碳
44.011.97722.26由此可見:1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L,這個體積稱為氣體的摩爾體積。符號Vm,o
;單位L/mol,即Vm,o=22.4L/mol。
(一)含義*第二節(jié)氣體摩爾體積為什么1mol的固體或液體物質(zhì)的體積不相同,而1mo1氣體物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積幾乎都相同呢?
我們知道,物質(zhì)的體積主要由兩個方面決定:一是微粒的大小,二是微粒間的距離。對于固體和液體物質(zhì)來說,由于微粒間排列緊密,微粒間的距離很少,固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)的體積主要由微粒的大小決定,物質(zhì)不同,微粒的大小不同,所以,固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的摩爾體積就不同。對于氣體物質(zhì),氣體分子與分子之間排列非常疏松,分子間的距離很大,而分子的體積很小,可以忽略分子的大小對體積的影響,氣體的體積主要取決于分子間的平均距離。在同溫同壓下,不同氣體分子間的平均距離基本相同,因而1mol的任何氣體分子占據(jù)的體積就基本相同,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下都約22.4L。*第二節(jié)氣體摩爾體積在同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子,這一規(guī)律稱為阿伏加德羅定律。
注意:阿伏加德羅定律僅適用于氣體物質(zhì),而不適用于固態(tài)和液態(tài)物質(zhì),因為固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)微粒間的距離比氣體小得多,微粒本身的大小不能忽略不計,它們的體積不僅與分子數(shù)有關(guān),而且與微粒本身大小有關(guān)。*第二節(jié)氣體摩爾體積(二)關(guān)于氣體摩爾體積的計算注意:氣體摩爾體積的計算僅適用于標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體。
*第二節(jié)氣體摩爾體積1.已知氣體的質(zhì)量,計算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積。例2-6計算48g氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升?解(1)計算48g氧氣的物質(zhì)的量已知氧氣的相對分子質(zhì)量是32,氧氣的摩爾質(zhì)量是32g∕mol。根據(jù)公式*第二節(jié)氣體摩爾體積(2)計算1.5mol氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積已知Vm,o=22.4L/mol
根據(jù)公式
V=nVm,o
=1.5mol×22.4L∕mol=33.6L
答:48g氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是33.6L。*第二節(jié)氣體摩爾體積2.已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積,求氣體的質(zhì)量例2-7計算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L氨氣的質(zhì)量是多少克?解(1)計算氨氣的物質(zhì)的量已知V=33.6L
Vm,o=22.4L/mol根據(jù)公式
*第二節(jié)氣體摩爾體積(2)計算氨氣的質(zhì)量已知氨氣的摩爾質(zhì)量M(NH3)=17g/molm(NH3)=nM=1.5mol×17g∕mol=25.5g答:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L氨氣的
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