化学计量在实验中的应用教案（人教版必修1）.doc

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1、第二节化学计量在实验中的应用【本节学习要点】1了解物质的量及其单位摩尔；了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数和物质的量浓度的含义。2掌握物质的量、物质的质量、微粒数目、标准状况下气体体积之间的关系。3掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法和应用。重难点一、物质的量及其单位1使用“物质的量”与“摩尔”时的注意事项(1)物质的量“物质的量”四个字是一个整体概念，不得简化或增添任何字，如不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。物质的量是七个基本物理量之一；同“时间”，“长度”等一样，其单位是摩尔。物质的量表示的是微观粒子或微观粒子的特定组合的集合体，不适用于宏观物质，如1 mol苹果的

2、说法是错误的。物质的量中所指粒子包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等微观粒子或微观粒子的特定组合(如NaCl、Na2SO4等)。(2)摩尔使用摩尔作单位时必须用化学式指明粒子的种类，如1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢离子。不能说1 mol氢，应该说1 mol氢原子(或分子或离子)。2阿伏加德罗常数NA阿伏加德罗常数是一个物理量，单位是mol1，而不是纯数。不能误认为NA就是6.021023。3摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系摩尔质量(M)相对原子质量相对分子质量概念单位物质的量的物质所具有的质量；单位是g/

3、mol或kg/mol一个原子的质量与12C的1/12作比较，所得的比值；单位：无化学式中各元素相对原子质量之和；单位：无单位联系摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量；混合物组成一定时，1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量，在数值上等于该混合物的平均相对分子质量特别提醒1 mol任何粒子的质量以克为单位时，在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。“摩尔质量在数值上一定等于该物质的相对分子质量或相对原子质量”。这句话对否？为什么？不对。因为摩尔质量的单位有gmol1或kgmol1等，只有以gmol1为单位时，在数值上才与微观粒子的相对

4、原子质量或相对分子质量相等。两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系？为什么？相等。因为任何一种原子的相对原子质量，都是以12C质量的1/12为标准所得的比值。所以，任何原子的质量之比，就等于它们的相对原子质量之比。4物质的量n、质量m、粒子数目N之间的关系计算关系式(公式)主要应用注意事项n在n、N和NA中，已知任意两项求第三项NA有单位：mol1求n或N时，概念性问题用NA；数字性问题用6.021023 mol1M在M、n和m中，已知任意两项求第三项先求M，后求MrM的单位取g/mol时，m的单位取g；M的单位取kg/mol时，m的单位取kgmnN在m、NA、M和N中，已知任意三项求

5、第四项以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题重视n在m和N之间的桥梁作用与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类重难点二、气体摩尔体积1气体摩尔体积的适用范围气体摩尔体积的适用范围是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。2气体摩尔体积的数值(1)气体摩尔体积的数值与温度和压强有关(2)标准状况下任何气体的气体摩尔体积为22.4 Lmol1(3)非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 Lmol1，也可能不是22.4 Lmol1。1 mol气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在27

6、3和202 kPa时，Vm为22.4 Lmol1。特别提醒利用22.4 Lmol1计算或判断时一定要看清气体所处的状况。常出现的错误：忽视物质在标准状况下的状态是否为气态，如水在标准状况下为液态，计算该条件下的体积时不能应用22.4 Lmol1。忽视气体所处的状态是否为标准状况，如“常温常压下2 mol O2的体积为44.8 L”的说法是错误的，因常温常压下气体摩尔体积不是22.4 Lmol1。3气体体积与其他物理量的关系 (1)标准状况下气体体积的计算V=22.4 Lmol-1nV=22.4 Lmol-1V=22.4 Lmol-1(2)标准状况下气体密度4阿伏加德罗定律及推论(1)阿伏加德罗

7、定律的内容同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。“四同”定律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。即“三同定一同”。(2)阿伏加德罗定律的推论：同温、同压：气体的体积与物质的量成正比同温、同压：气体的密度与摩尔质量成正比同温、同压、同体积：气体的质量与摩尔质量成正比特别提醒标准状况下的气体摩尔体积是22.4 Lmol-1，是阿伏加德罗定律的一个特例。以上推论只适用于气体(包括混合气体)，公式不能死记硬背，要在理解的基础上加以运用。5求气体摩尔质量的常用方法(1)根据标准状况下气体密度()M=22.4(2

8、)根据气体的相对密度(D=1/2)M1/M2=D说明气体的相对密度是指在同温同压下两种气体的密度之比即。(3)根据物质的量(n)与物质的质量(m)M=(4)根据一定质量(m)物质中的微粒数(N)和阿伏加德罗常数(NA)M=NA.m/N (5)根据化学方程式结合质量守恒定律(6)混合气体平均摩尔质量(4)仍然成立；还可以用下式计算：(4)仍然成立；还可以用下式计算：_M=M1a%+M2b%+M3c%M1、M2、M3分别表示混合气体中各组成成分的摩尔质量，a%、b%、c%分别表示各组成成分所占混合气体的体积分数(即物质的量分数)。重难点三、物质的量在化学实验中的应用1物质的量浓度概念的理解在公式c

9、(B)中(1)溶质是用物质的量表示而不是质量表示；体积表示溶液的体积，而不表示溶剂的体积，并且体积单位为L。(2)带结晶水的物质溶于水后，溶质是不含结晶水的化合物，溶剂中的水包括结晶水。(3)从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但随溶液体积的变化溶质的物质的量不同。(4)气体溶于一定体积的水中，溶液的体积不等于溶剂的体积而应根据溶液密度和溶液质量求算。(5)若浓溶液稀释或浓度差别较大的溶液混合，混合后溶液的总体积比原来的体积之和小。2辨析比较物质的量浓度与溶液溶质的质量分数内容物质的量浓度质量分数定义以单位体积溶液里含有溶质的物质的量来表示溶液组成用溶质质量与溶液质量

10、之比来表示溶液组成溶质的单位molg溶液的单位Lg计算公式物质的量浓度(molL1)质量分数100%两者的关系物质的量浓度(molL1)3.容量瓶使用注意事项(1)按所配溶液的体积选择合适规格的容量瓶选择容量瓶必须指明规格，其规格应与所配溶液的体积相等。如果不等，应选择略大于此体积的容量瓶，如配制500 mL1 molL1的NaCl溶液应选择500 mL容量瓶，若需要480 mL上述溶液，因无480 mL容量瓶，也选择500 mL容量瓶，配500 mL溶液所需溶质的物质的量应按配制500 mL溶液计算。(2)容量瓶使用前一定要检验是否漏液方法是：向容量瓶中注入少量水，塞紧玻璃塞，用手指按住瓶塞

11、，另一只手按住瓶底倒转容量瓶，一段时间后观察瓶塞处是否有液体渗出，若无液体渗出，将其放正，把玻璃塞旋转180，再倒转观察。(3)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释，容量瓶不能作反应器，不能加热，也不能久贮溶液。(4)配制好的溶液应及时转移到试剂瓶中，并贴上标签。4一定物质的量浓度溶液配制过程中的注意事项(1)向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，以防液体溅至瓶外。(2)不能在容量瓶中溶解溶质，溶液注入容量瓶前要恢复到室温。(3)容量瓶上只有一个刻度线，读数时要使视线、容量瓶刻度线与溶液凹液面的最低点相切。(4)如果加水定容时超过刻度线或转移液体时溶液洒到容量瓶外，均应重新配制。(5)定

12、容后再盖上容量瓶塞摇匀后出现液面低于刻度线，不能再加蒸馏水。(6)称量NaOH等易潮解和强腐蚀性的药品，不能放在纸上称量，应放在小烧杯里称量。若稀释浓H2SO4，需在烧杯中加少量蒸馏水再缓缓加入浓H2SO4，并用玻璃棒搅拌。5配制一定物质的量浓度溶液的误差分析一般是依据实验原理，对实验结果的数学表达式进行分析(属于公式法)。c(B)。c(B)的误差取决于m和V的值是否准确。以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例分析以下操作：能引起误差的一些操作过程分析对c的影响称量时间过长mV减小不变偏低用滤纸称NaOH减小不变偏低向容量瓶注液时少量流出减小不变偏低未洗烧杯和玻璃棒减小不变偏低定容时，水加多

13、后用滴管吸出减少不变偏低定容摇匀时液面下降再加水不变增大偏低定容时俯视读数(读刻度)不变减小偏高定容时仰视读刻度不变增大偏低方法引导定容误差的判断方法定容的目标是容量瓶的容积，相关主要方法是以平视式、以容量瓶的刻度线为目标、观察液面与刻度的位置关系，标准是液面的最低点与刻度线齐平时，液体体积恰好等于容量瓶的容积。(A)仰视式观察，溶液体积偏大。如图(a)(B)俯视式观察，溶液体积偏小。如图(b)6关于物质的量浓度的计算(1)溶液的稀释与混合稀释溶质的质量不变c1V1=c2V2c1、c2和V1、V2分别表示稀释前后溶液的物质的量浓度和体积a稀溶液稀释时V2=VH2O+V1b浓溶液稀释时V2VH2

14、O+V1混合c1V1+c2V2=c混V混a混合后溶液体积V混=V1+V2(两溶液浓度相同或差别较小或稀溶液混合)b混合物溶液体积改变V混(两溶液浓度差别较大)c1、c2，1、2，V1、V2分别表示混合前同一溶质溶液的物质的量浓度、密度、体积，c混、混、V混表示混合溶液的物质的量浓度、密度、体积(2)物质的量浓度c(B)与溶质质量分数(w)的换算c(B)M：溶质B的摩尔质量：溶液密度(gmL1)推导方法设溶液为1 L，则c(B)w100%100%(3)饱和溶液物质的量浓度与溶解度(S)的换算c(B)：饱和溶液密度(gmL1)M：溶质B的摩尔质量(gmol1)注只适用于饱和溶液中的换算推导方法设溶

15、剂为100 g，则B为S g，溶液为(100S)gc(B)(4)标准状况下气体溶于水所得溶液的物质的量浓度标准状况下，V L气体溶于V(H2O)L中，所得溶液密度为(gmL1)则：气体的物质的量：溶液体积：V103LmL1根据c知c特别提醒溶液体积的单位是L，的单位是gmL1时，利用V(溶液)计算V(溶液)时注意单位换算。当气体作为溶质溶于水时，溶液的体积不等于气体体积和溶剂体积之和，也不等于溶剂的体积，而应该是V(溶液)。浓度差别较大的两溶液或浓溶液加水稀释时，混和后溶液的体积V(混合)。题型1物质的量及其单位【例1】下列说法中正确的是()A摩尔是国际单位制中的七个物理量之一B0.5 mol

16、 H2O中含有的原子数目为1.5NAC64 g氧相当于2 mol氧D1 mol任何物质都约含有6.021023个原子解析A项：物质的量是国际单位制中的七个物理量之一，摩尔是物质的量的单位；C项：使用物质的量或摩尔时必须用化学式指明确定的粒子，“2 mol氧”这种说法中的氧未指明是氧原子、氧分子还是氧离子；D项：构成物质的粒子除了原子外，还有分子、离子等。答案B学习化学概念时，一定要把与概念相关的文字读细、读精，要抓住概念的本质特征去理解；使用物质的量及其单位时，一定要用化学式表明粒子的种类，不能用中文名称，以确保含义明了。 题型2气体摩尔体积的概念【例2】下列说法中正确的是()A32 g O2

17、占有的体积约为22.4 LB22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子C在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 gD22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数解析A、B项都没有指明在标准状况下，因而是错误的；C项在标况下水是液体；D项中22 g CO2的物质的量与标况下的11.2 L HCl的物质的量相等，所含分子数也相等。答案D标准状况下任何单一气体或混合气体的气体摩尔体积都约为22.4 Lmol1，即与气体的种类无关。非标准状况下气体摩尔体积也有可能为22.4 Lmol1。若题目给出物质的体积：一要看是否为标准状况；二要看该物质在标准状况下是否为气体。若不是气体或

18、非标准状况均不能用22.4 Lmol1进行求解。若题目给出气体的质量或物质的量则粒子数目与外界条件无关。若题目求稀有气体的粒子数目，需注意它是单原子分子。 题型3阿伏加德罗定律及其推论【例3】在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是()A两种气体的压强相等BO2比O3的质量小C两种气体的分子数目相等D两种气体的氧原子数目相等解析本题主要考查对气体温度、压强、体积、密度、质量等物理量的相互关系及阿伏加德罗定律的理解和掌握情况。根据mV，体积、密度相等的O2、O3的质量相等，物质的量之比为32，压强之比为32，分子数目之比为32，O原子

19、数目之比为11。正确答案为D。答案D解答该题时要注意两个问题：温度问题：气体的压强与温度有关，物质的量不相等时，若温度也不相等，气体的压强有可能相等。O2和O3的组成问题：尽管O2和O3的物质的量不相等，但质量相等，而质量实际上是氧原子的质量，所以二者所含原子数也相等。 题型4一定物质的量浓度溶液的配制【例4】实验室里需用480 mL 0.1 mol/L的硫酸铜溶液，现选用500 mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是()A称取7.68 g硫酸铜，加入500 mL水B称取12.0 g胆矾配成500 mL溶液C称取8.0 g硫酸铜，加入500 mL水D称取12.5 g胆矾配成500 mL溶液解析配

20、制500 mL溶液需CuSO4；0.5 L0.1 molL10.05 mol，质量为8 g，换算成胆矾的质量为12.5 g。但C不符合一定物质的量浓度溶液的配制要求，即不是加入500 mL水，而是定容后溶液体积为500 mL，故应选D。答案D特别要注意三点：1所配溶液体积与容量瓶规格要匹配，如果配制250 mL溶液，应当选250 mL容量瓶。当所需溶液不是容量瓶的规格时，选与之接近的大规格容量瓶，如480 mL溶液，应先配制500 mL溶液，然后再取480 mL即可。2溶液体积不等于溶剂体积。3所称的是CuSO4，还是CuSO45H2O计算时要注意。 题型5物质的量浓度与质量分数的计算【例5】

21、体积为V(mL)、密度为(gcm3)的溶液，含有摩尔质量为M的溶质质量为m(g)，物质的量浓度为c，质量分数为w。下列表达式中不正确的是()Ac BmVCw Dc解析已知溶质摩尔质量、质量分数和溶液密度时，c的含义为1 L溶液中所含溶质的物质的量；若已知溶质摩尔质量、溶液的物质的量浓度和溶液密度时，可计算出溶质质量分数w，其含义为1 L溶液中，溶质占溶液的质量分数，故A、C选项正确；B选项中求溶质质量，应通过溶液体积、密度、质量分数三者相乘而得，即mVw，故B选项错误；D选项是根据物质的量浓度的定义，由溶质质量、溶质摩尔质量和溶液体积计算而得，即c，故D选项正确。答案B溶液中溶质质量分数与物质

22、的量浓度相互换算，一定要通过溶液密度这个桥梁，溶液的质量除以溶液密度等于溶液的体积。这个体积的单位是“mL”而不是“L”，忽略了抽象符号的单位，将导致换算结果的错误。 1设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A标准状况下0.1 NA个水分子所占的体积约是2.24 LB11.2 L CO2中含有11NA个电子CNH3的摩尔质量等于NA个氨分子的质量之和D101 kPa、0时，18 mL水和202 kPa、27时32 g O2所含分子数均为NA答案D解析在标准状况下水不是气体，不能用气体摩尔体积来计算，A不正确；1个CO2分子含有22个电子，1 mol CO2含有22 mol电子。标准状况

23、下，11.2 L CO2的物质的量是0.5 mol，但由于题中没有指明温度、压强，因此不能确定题给11.2 L CO2的物质的量就是0.5 mol，也就无法计算其所含电子数，B不正确；NH3的相对分子质量为17，其摩尔质量为 17 g/mol，NA个NH3分子的质量之和为17 g，三者在数值上相同。但NH3的摩尔质量并不是NA个NH3的分子质量之和，C不正确；0时，18 mL水就是18 g水，其物质的量为1 mol，含有NA个水分子。32 g O2物质的量是1 mol，不管在什么温度和压强下，1 mol O2都含有NA个O2分子。2下列叙述正确的是()A一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小

24、决定B一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定C气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 LD不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等答案B解析本题主要考查气体的体积主要由其物质的量和分子间距离决定。3相等物质的量的CO和CO2相比较，下列有关叙述中正确的是()它们所含的分子数目之比为11它们所含的O原子数目之比为12它们所含的原子总数目之比为23它们所含的C原子数目之比为11它们所含的电子数目之比为711A BC D答案D解析题中CO和CO2的物质的量相同，所以含有的CO和CO2的分子数目也相同，则的叙述是正确的。又因CO和CO2分子中的O原子数分别为1和2，

25、则物质的量相同的CO和CO2所含的O原子数目之比为12，则的叙述是正确的。对来说，CO和CO2的分子中原子总数之比为23，所以的叙述也是对的。对来说，物质的量相同的CO和CO2，C原子数目之比也是11，则也是对的。CO和CO2分子中电子总数分别为14和22，即物质的量相同的CO和CO2电子总数之比为1422711，则也是正确的。4在同温、同压下，A容器的氯气和B容器的氨气中，若它们所含的原子数相等，则这两个容器的体积之比是()A21 B12 C23 D13答案A解析根据阿伏加德罗定律的推论：同温同压下，而因2n(Cl2)4n(NH3)，故。5用经过准确称量的NaOH固体配制250 mL 0.2

26、 mol/L NaOH溶液。(1)在下列实验仪器中，不必使用的是_(填代号)。A托盘天平 B500 mL试剂瓶C500 mL容量瓶 D250 mL烧杯E胶头滴管(2)除上述仪器中可使用的以外，还缺少的仪器是_；在该实验中的用途是_。(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是_。(4)配制时经以下操作步骤，正确的顺序是_。A用适量的蒸馏水加入盛NaOH的烧杯中完全溶解，冷却至室温B将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中C继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1 cm2 cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切D用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次，每次洗涤液都小心注入容量瓶，并轻轻振荡E将容

27、量瓶塞塞紧，充分摇匀(5)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是_。a定容时俯视标线b没有进行上述操作步骤Dc加蒸馏水不慎超过刻度线d容量瓶使用前内壁沾有水珠e砝码上有杂质答案(1)AC(2)玻璃棒、250 ml容量瓶玻璃棒的作用：溶解NaOH固体时起搅拌作用，加速固体的溶解；将烧杯中溶解的NaOH溶液转移到容量瓶中时起引流作用，以防液体洒在瓶外及沾在瓶的刻度线上方而引起体积不准确。250 mL容量瓶的作用：准确配制溶液(3)检查容量瓶是否漏水(4)ABDCE(5)ae解析(1)配制一定物质的量浓度的溶液，所用仪器根据实验步骤选择，因为NaOH固体是经过准确称量的，故不再需托盘天平进行称量，固体需溶

28、解，故需用250 mL烧杯，又因是配制250 mL的溶液，故不需要500 mL容量瓶，而应使用250 mL容量瓶，又因容量瓶不能用来长期保存试剂，故需500 mL试剂瓶来盛装溶液。(2)除了上述仪器中可使用的以外，还需玻璃棒，主要是用来溶解和引流。(3)使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。(4)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为：计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。(5)误差分析：根据c中，m、n、V的变化分析a俯视使V减小，c偏高b未洗涤，使n减小，c偏低c使V增大，c偏低 d无影响e使m增大，c偏高6用1 L水吸收246.4 L(标准状况)氯化氢气体，得到密度为1.15 gcm3的盐酸，计算：(1)该盐酸溶液的物质的量浓度；(2)该盐酸溶液中氯化氢的质量分数。答案(1)9.02 molL1(2)28.6%解析盐酸中溶质的物质的量为：11 mol；溶液的体积为：1 220 mL1.22 L，再根据物质的量浓度概念，可算出盐酸的物质的量浓度为9.02 molL1。盐酸溶液中溶质的质量为36.5 gmol1401.5 g，根据质量分数概念，可求出盐酸溶液中氯化氢的质量分数为w(HCl)100%28.6%。