2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用》教案9 新人教版必修1 一、考綱要求 1、理解原子量(相對(duì)原子質(zhì)量)，分子量(相對(duì)分子質(zhì)量)的涵義。 2、掌握物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積的涵義。理解阿佛加德羅常數(shù)的涵義。掌握物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目，氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)之間的相互關(guān)系。 3、掌握有關(guān)原子量、分子量，有關(guān)物質(zhì)的量，有關(guān)氣體摩爾體積，有關(guān)物質(zhì)溶解度，有關(guān)溶液濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度)的計(jì)算。 一、摩爾： 1、物質(zhì)的量 我們知道，物質(zhì)都是由分子、原子、離子等微觀粒子組成的。這些微粒非常小，質(zhì)量很輕，難于稱量。但是物質(zhì)之間的反應(yīng)，既是按照一定的微粒個(gè)數(shù)進(jìn)行，又是以可稱量的物質(zhì)來(lái)進(jìn)行反應(yīng)的。這就需要一個(gè)物理量把微粒的多少與可稱量的物質(zhì)的質(zhì)量聯(lián)系起來(lái)，這個(gè)物理量就是“物質(zhì)的量”，為了幫助同學(xué)盡快理解掌握這一概念，分析如下幾點(diǎn)： 　　(1)物質(zhì)的量是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一。 七個(gè)基本物理量的名稱、單位（SI單位）及單位符號(hào) 物 理 量 單位名稱 單位符號(hào) 長(zhǎng) 度 米 m 質(zhì) 量 千克 kg 時(shí) 間 秒 S 電 流 安[培] A 熱力學(xué)溫度 開(kāi)[爾文] K 物質(zhì)的量 摩[爾] mol 發(fā)光強(qiáng)度 坎[德拉] cd （2）“物質(zhì)的量”是表示物質(zhì)所含微粒多少的物理量。如同長(zhǎng)度、質(zhì)量等物理量一樣，“物質(zhì)的量”這四個(gè)字不得簡(jiǎn)化，也不得增添任何字，不能多一個(gè)字，也不能少一個(gè)字，更不能把它當(dāng)作表示物質(zhì)數(shù)量或質(zhì)量多少的量。它是表示微觀粒子集體的一個(gè)物理量。 2、摩爾 （1）摩爾的概念 摩爾是物質(zhì)的量的單位。同其它物理量都有度量各自的單位一樣，“物質(zhì)的量”也有計(jì)量單位。正如米是長(zhǎng)度的單位一樣，摩爾是物質(zhì)的量的單位。 摩爾可簡(jiǎn)稱為“摩”，其符號(hào)是“mol”。 （2）摩爾的確定 按規(guī)定，科學(xué)上應(yīng)用0.012kg（即12g）碳（指原子核內(nèi)含6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子的一種碳原子，通常表示為12C或C）所含碳原子數(shù)目就是1摩爾。也就是說(shuō)，摩爾這個(gè)單位是以0.012kg12C所含的原子個(gè)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)衡量其它物質(zhì)中所含微粒數(shù)目的多少。 （3）阿佛加德羅常數(shù) 0.012kg12C中所含有的碳原子數(shù)就是阿佛加德羅常數(shù)，常用NA表示。 阿佛加德羅常數(shù)是一個(gè)非常龐大的數(shù)值，現(xiàn)在已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得相當(dāng)精確的數(shù)值，在使用時(shí)常取其近似值為6.021023。例如2mol H2約含26.021023個(gè)H2分子。12.041023個(gè)O2分子約是2mol。 阿佛加德羅常數(shù)的單位是mol－1或/mol。 每摩爾物質(zhì)含阿佛加德羅常數(shù)個(gè)微粒。 物質(zhì)的量是以阿佛加德羅常數(shù)為計(jì)數(shù)單位，表示物質(zhì)的基本微粒數(shù)目多少的物理量。 （4）使用摩爾時(shí)的注意事項(xiàng) ①摩爾只能用于微觀粒子，如分子、原子、離子、中子、質(zhì)子、電子等；而不能用于宏觀物質(zhì)，如不能說(shuō)1mol蘋果、1mol小米等。 ②使用摩爾時(shí)，必須指明量度的微觀粒子的名稱或化學(xué)式。通常將微粒的名稱或化學(xué)式或微粒符號(hào)寫在“摩爾”或“mol”的后面，如：1mol氫分子或?qū)懗?mol H2；1mol氫原子或?qū)懗?mol H；1mol鈉離子或?qū)懗?mol Na+；1mol電子或?qū)懗?mol e等。但不能說(shuō)“1mol氫”，因?yàn)檫@里的氫究竟是指氫原子還是氫分子，很不明確；一般只說(shuō)氫時(shí)常指氫元素，然而元素屬于宏觀概念，只有種類之分，不講個(gè)數(shù)，所以“1mol氫”這種說(shuō)法或?qū)懛ǘ际清e(cuò)誤的。 3、摩爾質(zhì)量 （1）摩爾質(zhì)量的含義 1摩爾物質(zhì)的質(zhì)量叫該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。摩爾質(zhì)量的單位是克/摩，符號(hào)是g/mol或?qū)懗蒰mol-1。 數(shù)值上等于物質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量。 NA個(gè)某種微粒的總質(zhì)量為摩爾質(zhì)量。由于組成物質(zhì)的微粒大小、質(zhì)量不一樣，故1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量也是不相同的。任何原子、分子或離子的摩爾質(zhì)量，當(dāng)單位為g/mol時(shí)，其數(shù)值上等于其原子量、分子量或離子式量。 物質(zhì)的摩爾質(zhì)量與物質(zhì)的量、相對(duì)原子質(zhì)量（相對(duì)分子質(zhì)量）的關(guān)系如下表實(shí)例： 微粒符號(hào) 相對(duì)原子質(zhì)量 1個(gè)微粒真實(shí)質(zhì)量（g） 物質(zhì)的量（mol） 所含微粒數(shù)（個(gè)） 摩爾質(zhì)量 (gmol-1) C 12 1.99310-23 1 6.021023 12 Fe 56 9.310-23 1 6.021023 56 O2 32 5.3210-23 1 6.021023 32 H2O 18 2.9910-23 1 6.021023 18 H2SO4 98 1.6310-22 1 6.021023 98 OH- 17 2.8210-23 1 6.021023 17 Na+ 23 3.8210-23 1 6.021023 23 注意，摩爾質(zhì)量的單位是g/mol；原子量、分子量、式量都是相對(duì)比值，沒(méi)有單位；1mol物質(zhì)的質(zhì)量單位是g。三者的意義不同、單位不同、僅數(shù)值上相同。 （2）二個(gè)關(guān)系式 ①物質(zhì)的量（mol） ②物質(zhì)的量（mol） 上面二個(gè)關(guān)系式中各種量之間的關(guān)系，也可歸納如下： ③化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，等于各物質(zhì)的微粒數(shù)之比，也等于各物質(zhì)反應(yīng)時(shí)物質(zhì)的量之比。例如： SO2 + 2H2S == 3S + 2H2O 微粒數(shù)之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2 物質(zhì)的量之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2 質(zhì)量之比 16 ∶ 17 ∶ 24 ∶ 9 二、氣體摩爾體積： 1、影響物質(zhì)體積的因素： 從微觀來(lái)看有：（1）微粒個(gè)數(shù)；（2）微粒本身的大?。唬?）微粒間距離。 對(duì)于固體和液體來(lái)說(shuō)，構(gòu)成它們的微粒間的距離很小，但微粒直徑較大，所以含一定微粒個(gè)數(shù)的固體或液體的體積取決于微粒大小，因?yàn)楦鞣N微粒直徑不同，即微粒本身的大小不同，所以1mol固體或氣體的體積不同。對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)，氣體微粒間距離很大，通常情況下，是氣體微粒直徑的10倍左右。因此氣體體積取決于微粒間距離，氣體微粒間平均距離與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)。當(dāng)溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，不同氣體微粒間的平均距離幾乎是相等的。 2、氣體摩爾體積 單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積，叫氣體的摩爾體積，其符號(hào)是Vm,即Vm=V/n，單位是L/mol或Lmol-1。 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí)常寫成22.4L/mol。 對(duì)于氣體摩爾體積的理解，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）氣體摩爾體積的適用范圍是氣態(tài)物質(zhì)。因?yàn)楣虘B(tài)或液態(tài)物質(zhì)其微粒之間的距離很小，且不同的固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的微粒大小是不相同的，因而固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的體積主要由微粒本身的大小決定。氣體分子間的平均距離比分子的直徑大得多，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不同氣體的分子間的平均距離幾乎是相等的，所以在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。 （2）氣體的體積與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0℃、1.01105Pa）1mol任何氣體的體積才是22.4L。（標(biāo)準(zhǔn)狀況可用S、P、T表示） （3）氣體物質(zhì)的量是1mol。 （4）“22.4L”這個(gè)數(shù)值是近似值，但在計(jì)算時(shí)就取22.4L/mol即可。 （5）氣體摩爾體積不僅適用于純氣體，也適用于混合氣體。如0.3mol H2與0.7mol O2的混合氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為22.4L。 （6）1mol氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，可能是22.4L，也可能不是22.4L。 應(yīng)用氣體摩爾體積的兩個(gè)公式 ①氣體物質(zhì)的量（mol） ②標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度（g/L） 氣體摩爾質(zhì)量 = 氣體密度（S、P、T）氣體摩爾體積（M = 22.4） 3、阿佛加德羅定律及其推論 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。這就是阿佛加德羅定律。這個(gè)定律也可以記憶成：同T、同P、同V時(shí)，N、n（氣體）相同。 A.由三同推一同。 B.聯(lián)系理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，可以得出一系列正比、反比關(guān)系。 阿佛加德羅定律的推論： （1）同溫、同壓下，氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比。即同T、同P時(shí) （2）同溫下，同體積氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比。即同T、同V時(shí) （3）同溫、同壓下，不同氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比（或氣體的分子量之比）。 即同T、同P時(shí) （4）同溫、同壓下，同體積的任何氣體的質(zhì)量之比等其分子量之比，也等于其密度之比。 即同T、同P、同V時(shí) （5）同溫、同壓下，同質(zhì)量的不同氣體的體積之比等于其分子量的倒數(shù)之比。即同T、同P、同m 時(shí) 4、相對(duì)密度、平均分子量、平均摩爾質(zhì)量及其計(jì)算。 ①平均分子量：對(duì)組成一定的混合物而言，可根據(jù)各組分的組成和分子量來(lái)計(jì)算平均分子量 。＝MAa%+MBb%+… ②平均摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于平均分子量。 ③相對(duì)密度：D＝MA/MB 兩種氣體的密度之比稱為相對(duì)密度。如A氣體對(duì)B氣體的相對(duì)密度用DB表示為： 由某氣體對(duì)H2的相對(duì)密度，可知。 由某氣體對(duì)空氣的相對(duì)密度，可以知道。 5、在氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式中，化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各氣體的體積之比，也等于各氣體物質(zhì)的量之比。例如： 6、氣體的質(zhì)量、體積及微粒數(shù)、物質(zhì)的量之間的換算關(guān)系