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2019-2020年高中化學《化學計量在實驗中的應用》教案9 新人教版必修1 一、考綱要求 1、理解原子量(相對原子質量)，分子量(相對分子質量)的涵義。 2、掌握物質的量、摩爾質量、物質的量濃度、氣體摩爾體積的涵義。理解阿佛加德羅常數的涵義。掌握物質的量與微粒(原子、分子、離子等)數目，氣體體積(標準狀況下)之間的相互關系。 3、掌握有關原子量、分子量，有關物質的量，有關氣體摩爾體積，有關物質溶解度，有關溶液濃度(質量分數和物質的量濃度)的計算。 一、摩爾： 1、物質的量 我們知道，物質都是由分子、原子、離子等微觀粒子組成的。這些微粒非常小，質量很輕，難于稱量。但是物質之間的反應，既是按照一定的微粒個數進行，又是以可稱量的物質來進行反應的。這就需要一個物理量把微粒的多少與可稱量的物質的質量聯(lián)系起來，這個物理量就是“物質的量”，為了幫助同學盡快理解掌握這一概念，分析如下幾點： 　　(1)物質的量是國際單位制中七個基本物理量之一。 七個基本物理量的名稱、單位（SI單位）及單位符號 物 理 量 單位名稱 單位符號 長 度 米 m 質 量 千克 kg 時 間 秒 S 電 流 安[培] A 熱力學溫度 開[爾文] K 物質的量 摩[爾] mol 發(fā)光強度 坎[德拉] cd （2）“物質的量”是表示物質所含微粒多少的物理量。如同長度、質量等物理量一樣，“物質的量”這四個字不得簡化，也不得增添任何字，不能多一個字，也不能少一個字，更不能把它當作表示物質數量或質量多少的量。它是表示微觀粒子集體的一個物理量。 2、摩爾 （1）摩爾的概念 摩爾是物質的量的單位。同其它物理量都有度量各自的單位一樣，“物質的量”也有計量單位。正如米是長度的單位一樣，摩爾是物質的量的單位。 摩爾可簡稱為“摩”，其符號是“mol”。 （2）摩爾的確定 按規(guī)定，科學上應用0.012kg（即12g）碳（指原子核內含6個質子和6個中子的一種碳原子，通常表示為12C或C）所含碳原子數目就是1摩爾。也就是說，摩爾這個單位是以0.012kg12C所含的原子個數為標準，來衡量其它物質中所含微粒數目的多少。 （3）阿佛加德羅常數 0.012kg12C中所含有的碳原子數就是阿佛加德羅常數，常用NA表示。 阿佛加德羅常數是一個非常龐大的數值，現在已經由實驗測得相當精確的數值，在使用時常取其近似值為6.021023。例如2mol H2約含26.021023個H2分子。12.041023個O2分子約是2mol。 阿佛加德羅常數的單位是mol－1或/mol。 每摩爾物質含阿佛加德羅常數個微粒。 物質的量是以阿佛加德羅常數為計數單位，表示物質的基本微粒數目多少的物理量。 （4）使用摩爾時的注意事項 ①摩爾只能用于微觀粒子，如分子、原子、離子、中子、質子、電子等；而不能用于宏觀物質，如不能說1mol蘋果、1mol小米等。 ②使用摩爾時，必須指明量度的微觀粒子的名稱或化學式。通常將微粒的名稱或化學式或微粒符號寫在“摩爾”或“mol”的后面，如：1mol氫分子或寫成1mol H2；1mol氫原子或寫成1mol H；1mol鈉離子或寫成1mol Na+；1mol電子或寫成1mol e等。但不能說“1mol氫”，因為這里的氫究竟是指氫原子還是氫分子，很不明確；一般只說氫時常指氫元素，然而元素屬于宏觀概念，只有種類之分，不講個數，所以“1mol氫”這種說法或寫法都是錯誤的。 3、摩爾質量 （1）摩爾質量的含義 1摩爾物質的質量叫該物質的摩爾質量。摩爾質量的單位是克/摩，符號是g/mol或寫成gmol-1。 數值上等于物質的相對原子質量或相對分子質量。 NA個某種微粒的總質量為摩爾質量。由于組成物質的微粒大小、質量不一樣，故1mol任何物質的質量也是不相同的。任何原子、分子或離子的摩爾質量，當單位為g/mol時，其數值上等于其原子量、分子量或離子式量。 物質的摩爾質量與物質的量、相對原子質量（相對分子質量）的關系如下表實例： 微粒符號 相對原子質量 1個微粒真實質量（g） 物質的量（mol） 所含微粒數（個） 摩爾質量 (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，摩爾質量的單位是g/mol；原子量、分子量、式量都是相對比值，沒有單位；1mol物質的質量單位是g。三者的意義不同、單位不同、僅數值上相同。 （2）二個關系式 ①物質的量（mol） ②物質的量（mol） 上面二個關系式中各種量之間的關系，也可歸納如下： ③化學方程式中的化學計量數之比，等于各物質的微粒數之比，也等于各物質反應時物質的量之比。例如： SO2 + 2H2S == 3S + 2H2O 微粒數之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2 物質的量之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2 質量之比 16 ∶ 17 ∶ 24 ∶ 9 二、氣體摩爾體積： 1、影響物質體積的因素： 從微觀來看有：（1）微粒個數；（2）微粒本身的大?。唬?）微粒間距離。 對于固體和液體來說，構成它們的微粒間的距離很小，但微粒直徑較大，所以含一定微粒個數的固體或液體的體積取決于微粒大小，因為各種微粒直徑不同，即微粒本身的大小不同，所以1mol固體或氣體的體積不同。對于氣體來說，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有關。當溫度和壓強一定時，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 單位物質的量的氣體所占的體積，叫氣體的摩爾體積，其符號是Vm,即Vm=V/n，單位是L/mol或Lmol-1。 在標準狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。進行有關計算時常寫成22.4L/mol。 對于氣體摩爾體積的理解，應注意以下幾點： （1）氣體摩爾體積的適用范圍是氣態(tài)物質。因為固態(tài)或液態(tài)物質其微粒之間的距離很小，且不同的固態(tài)或液態(tài)物質的微粒大小是不相同的，因而固態(tài)或液態(tài)物質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，在標準狀況下不同氣體的分子間的平均距離幾乎是相等的，所以在標準狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。 （2）氣體的體積與溫度、壓強有關，只有在標準狀況下（0℃、1.01105Pa）1mol任何氣體的體積才是22.4L。（標準狀況可用S、P、T表示） （3）氣體物質的量是1mol。 （4）“22.4L”這個數值是近似值，但在計算時就取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的混合氣在標準狀況下的體積約為22.4L。 （6）1mol氣體在非標準狀況下的體積，可能是22.4L，也可能不是22.4L。 應用氣體摩爾體積的兩個公式 ①氣體物質的量（mol） ②標準狀況下氣體的密度（g/L） 氣體摩爾質量 = 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下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。這就是阿佛加德羅定律。這個定律也可以記憶成：同T、同P、同V時，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的量之比。即同T、同P時 （2）同溫下，同體積氣體的壓強之比等于其物質的量之比。即同T、同V時 （3）同溫、同壓下，不同氣體的密度之比等于其摩爾質量之比（或氣體的分子量之比）。 即同T、同P時 （4）同溫、同壓下，同體積的任何氣體的質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 （5）同溫、同壓下，同質量的不同氣體的體積之比等于其分子量的倒數之比。即同T、同P、同m 時 4、相對密度、平均分子量、平均摩爾質量及其計算。 ①平均分子量：對組成一定的混合物而言，可根據各組分的組成和分子量來計算平均分子量 。＝MAa%+MBb%+… ②平均摩爾質量在數值上等于平均分子量。 ③相對密度：D＝MA/MB 兩種氣體的密度之比稱為相對密度。如A氣體對B氣體的相對密度用DB表示為： 由某氣體對H2的相對密度，可知。 由某氣體對空氣的相對密度，可以知道。 5、在氣體反應的化學方程式中，化學計量數之比等于各氣體的體積之比，也等于各氣體物質的量之比。例如： 6、氣體的質量、體積及微粒數、物質的量之間的換算關系