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2019-2020 年高一化學(xué)認(rèn)識化學(xué)科學(xué)化學(xué)中的常用量 物質(zhì)的量 一. 教學(xué)內(nèi)容： 第 1 章 第 3 節(jié) 化學(xué)中的常用量——物質(zhì)的量 二. 教學(xué)目的 1、了解物質(zhì)的量、摩爾、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積及物質(zhì)的量濃度等概 念的意義。 2、掌握以物質(zhì)的量為中心的化學(xué)量之間的關(guān)系及相互之間的換算。 3、 “配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實(shí)驗(yàn)探究。 4、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。 三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 以物質(zhì)的量為中心的化學(xué)量之間的關(guān)系及相互之間的換算。 四. 知識分析 （一）物質(zhì)的量及其單位——摩爾 1. 物質(zhì)的量： （1）物質(zhì)的量是國際單位制中 個(gè)基本物理量之一，科學(xué)上采用“物質(zhì)的量”這個(gè) 物理量把一定數(shù)目的原子、分子或離子等微觀粒子與可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來。它是一個(gè)口頭上 或書面表達(dá)都不可分割的專用名詞，不可任意添減字，既是物質(zhì)的質(zhì)量，也是物質(zhì)的數(shù)量。它 是描述 的物理量。它的單位是 ，符號為 ，在 希臘語中它是“堆量”的意思。 （2）物質(zhì)的量只能用來描述 、 、 、 、 、 等微觀粒子 或微粒的特定組合，不能指宏觀物質(zhì)。 （3）物質(zhì)的量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)——阿伏加德羅常數(shù) ，稱阿伏加德羅 常數(shù)，符號為 ，單位 。 當(dāng)某物質(zhì)中指定的粒子集體所含的指定粒子數(shù)與 相同時(shí)，則該粒子物質(zhì) 的量為 1mol。 如：1 mol H 2O 中含有 H2O 數(shù)是 個(gè)，含氫原子 個(gè) 答案：（1）七；物質(zhì)所含微粒多少； 摩爾 ；n；（2）分子、原子、離子、質(zhì)子、中子、 電子；（3）0.012kg 12C 含的碳原子數(shù)；N A ；摩爾；N A；6.0210 23；1.20410 24 2. 摩爾 （1）摩爾是物質(zhì)的量的單位，它們的關(guān)系正如長度與米，質(zhì)量與克一樣。 （2）使用摩爾作單位時(shí)，應(yīng)該用化學(xué)式符號指明粒子種類，而不能用名稱。否則，概念 模糊，意義不清。 例：1 mol H 表示 1mol 氫原子，而不能說 1 mol 氫。 1 摩爾氫離子應(yīng)如何表示？ 1molH + 。 練習(xí)：（1）判斷下列表示方法是否正確？ ① 1 mol 氧 ② 1 mol 鈉 ③ 1 mol H 2SO4 ④ 1 mol Na 2CO3 ⑤ 1 mol 蘋果 ⑥ 1 mol NO 3- （2）1mol 硫酸含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)微粒。 （ ） （3）1mol CaCl 2 中含 molCa 2+， molCl -， mol 質(zhì)子。 （4）2 mol CO 2中含有 1mol C 和 mol O ，含有 個(gè) CO2。 （5） mol H 2O 中所含有的氧原子數(shù)與 1.5 mol CO2 中含有的氧原子數(shù)相同。 答案：（1）①②③√④√⑤⑥√ （2） （3）1；2；54 （4）2；4；1.20410 24 （5）3 （二）摩爾質(zhì)量 1. 1 mol 任何物質(zhì)的質(zhì)量 1 mol 任何物質(zhì)均含有 阿伏加德羅個(gè)粒子，但由于不同的粒子質(zhì)量不同，故 1 mol 不同物 質(zhì)的質(zhì)量一般也不同。 12C 的相對原子質(zhì)量為 12 ，而 0.012kg12C 所含的碳原子數(shù)為阿伏加 德羅常數(shù)， 即 1 mol 12C 的質(zhì)量為 12 g ，由此根據(jù)氧元素的相對原子質(zhì)量可推出 1 mol O 的質(zhì)量。 練習(xí)： 1 mol H、H 2、O 、O 2、 Na 、Na + 、SO 42- 的質(zhì)量分別是多少？ 答案：1g；2g；16g；32g；23g；23g；96g 2. 摩爾質(zhì)量 摩爾質(zhì)量：單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于 1 摩 爾物質(zhì)的質(zhì)量。 練習(xí)： （1）Fe 、 Fe 2+、Fe 3+ 的摩爾質(zhì)量為 。 （2）O 2和 H2SO4的摩爾質(zhì)量分別為 g/mol、98 。 （3）NH 4+，H 2PO4— 的摩爾質(zhì)量分別為 、 。 思考：物質(zhì)的式量，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，1mol 物質(zhì)的質(zhì)量三者的區(qū)別和聯(lián)系 如：O 2的式量為 ， 摩爾質(zhì)量 ，1molO 2的質(zhì)量 。 答案： 練習(xí)：（1）56g/mol （2）32；g/mol （3）18g/mol；97g/mol 思考：32；32g/mol；32g 三者數(shù)值相等；意義不同、來源不同、單位不同等 [歸納總結(jié)] 物質(zhì)的量、質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、微粒數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)的換算關(guān)系 （ M ） （ NA ） 質(zhì) 量 m 物 質(zhì) 的 量 n 微 粒 數(shù) N （ M ） （ NA ） （三）氣體摩爾體積 追根尋源：決定物質(zhì)體積大小的因素 ① 在 粒 子 數(shù) 目 相 同 的 情 況 下 ， 物 質(zhì) 體 積 的 大 小 主 要 決 定 于微粒的大小和微粒之間的 平均距離。當(dāng)粒子之間的距離很小時(shí)，物質(zhì)的體積就主要決定于微粒間的大?。划?dāng)粒子間的距 離比較大時(shí)，物質(zhì)的體積就主要決定于微粒間的平均距離。 ②氣體體積的大小主要決定于氣體分子的平均距離。 ③氣體的體積與溫度、壓強(qiáng)等外界條件有怎樣的關(guān)系？ 在其他條件不變時(shí)，溫度越高，氣體體積越大；壓強(qiáng)越大，氣體體積越小。 氣體摩爾體積： ①定義：在一定的溫度和壓強(qiáng)下，單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所占有的體積。 表達(dá)式：V m ＝V/n ， 常用單位:L/mol 標(biāo)況下，氣體的摩爾體積約為 22.4L/mol，這是在特定條件下的氣體摩爾體積。 ②使用標(biāo)況下氣體摩爾體積應(yīng)注意： a、條件：標(biāo)準(zhǔn)狀況， b、單位：L/mol， c、適用范圍：氣體， d、數(shù)值約為 22.4L/mol ③應(yīng)用氣體摩爾體積（標(biāo)況）計(jì)算的幾種情況： 氣體體積 V 物質(zhì)的量 n 質(zhì)量 m 摩爾質(zhì)量 M 密度 ρ 式量 Mr Ⅰ、據(jù)氣體體積求其物質(zhì)的量：n＝V/22.4L/mol Ⅱ、據(jù)氣體質(zhì)量求其標(biāo)況下體積：V＝m （22.4L/mol）/M Ⅲ、據(jù)氣體摩爾質(zhì)量求其標(biāo)況下密度：ρ＝M/22.4L/mol Ⅳ、據(jù)氣體標(biāo)況下的體積求質(zhì)量：m＝ VM/22.4L/mol Ⅴ、據(jù)標(biāo)況下氣體密度求式量：M＝ρ22.4L/mol Ⅵ、據(jù)氣體標(biāo)況下的溶解度，求飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度（略） ④標(biāo)準(zhǔn)狀況是指溫度為，壓強(qiáng)為 101KPa。 ［小練習(xí)］ 如果 ag 某氣體中含有的分子數(shù)為 b，則 cg 該氣體在標(biāo)況下的體積是 （用 NA表示 阿伏加德羅常數(shù)） 答案：因?yàn)?M＝a/（b/N A） ，所以 V＝22.4L/molcg/（a N A/b）＝22.4bc/ （N Aa）L〕 （四）物質(zhì)的量濃度 （一）物質(zhì)的量濃度 1. 定義：單位體積的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。 2. 符號：C B 常用單位：mol/L 數(shù)學(xué)表達(dá)式 C B＝n B/V 思 考 ： （ 1） 1.0L 1mol/LH2SO4 中 溶 質(zhì) 以 存 在 ， 物 質(zhì) 的 量 各 是 。 從 其 中 取 出 100mL， 溶 液 的 物 質(zhì) 的 量 濃 度 是 ， 以 上 微 粒 物 質(zhì) 的 量 濃 度 各 是 。 （ 2） 1.0L 1mol/L 葡萄糖（C 6H12O6）溶液中，溶質(zhì)以 存在，質(zhì)量是 g 。 答案： （1）H + SO42-；2mol 1mol；1mol/L；2 mol/L 1 mol/L （2）分子；180 （二）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液。 配制 0.1L 0.4m ol/L 的 NaCl 溶 液 1. 常用實(shí)驗(yàn)儀器： 認(rèn)識儀器 ——容量瓶 規(guī)格： 100ml 標(biāo)識：20 0C 100ml 使用注意事項(xiàng)： ① 每一容量瓶只能配置相應(yīng)規(guī)定體積的溶液， ② 使用前要檢驗(yàn)是否漏水 ③ 容量瓶不能加熱，不能久貯溶液，不能在瓶內(nèi)溶解固體或稀釋液體 2. 實(shí)驗(yàn)步驟： ①計(jì)算溶質(zhì)的質(zhì)量（或體積） 。 ②稱量。 （固體一般用托盤天平，液體用量筒或滴定管） ③溶解（或稀釋）在燒杯中進(jìn)行，并且恢復(fù)到室溫。 ④移液，用玻璃棒引流，轉(zhuǎn)移到容量瓶中。 ⑤洗滌，用蒸餾水洗燒杯與玻璃棒約 2—3 次，并將洗滌液注入容量瓶中，輕輕搖動(dòng)容量 瓶使溶液混和均勻。 ⑥定容：繼續(xù)加水到液面在刻度線以下 2-3cm 時(shí)，改用膠頭滴管逐滴加水，使溶液凹面恰 好與刻度線相切。 ⑦搖勻：反復(fù)顛倒搖勻。 將配制好的溶液倒入試劑瓶中，貼好標(biāo)簽備用。 3. 誤差分析： 步驟 具體情況 影響 砝碼有油污或生銹 偏高 砝碼殘缺或放在了左盤（且使用了游碼） 偏低 量筒內(nèi)有水（量取液體溶質(zhì)時(shí)） 偏低 俯視量筒刻度 偏低 仰視量筒刻度 偏高 吸水性,揮發(fā)性,藥品長時(shí)間暴露 偏低 溶解 攪拌及轉(zhuǎn)移時(shí)有液體濺出,未洗滌燒杯及玻璃棒 偏低 溶液未冷卻就倒入容量瓶中；定容時(shí)俯視刻度 偏高定容 定容時(shí)仰視刻度 偏低 （三）關(guān)于物質(zhì)的量濃度的計(jì)算。 1. 關(guān)于物質(zhì)的量濃度概念的計(jì)算，包括已知溶質(zhì)質(zhì)量和溶液體積求濃度。 配制一定濃度溶液時(shí)所需溶液的質(zhì)量和溶液的體積的計(jì)算等。用到的公式為：C＝n/V 例：配制 500ml 0.1mol/L CuSO4溶液，需要 CuSO45H2O 的質(zhì)量是多少？ m＝0.5L0.1mol/L250g/mol＝12.5g 2. 溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的換算。 例 1：市售濃硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 98%，密度為 1.84g/cm3，計(jì)算市售濃硫酸的物質(zhì)的 量濃度? C＝（1000ml1.84g/cm 398%）/（98g/mol1L）＝18.4mol/L 例 2：正常人體中,血液中葡萄糖（簡稱血糖）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 0.1%，設(shè)血液的密度為 1g/cm3,則血糖的物質(zhì)的量濃度是多少? C＝（1000ml1g/cm 30.1%）/（180g/mol1L）＝0.0056mol/L 3. 一定物質(zhì)的量濃度溶液的稀釋。 例 1：將 250ml 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 98%，密度為 1.84g/cm3的濃硫酸稀釋到 600ml，此時(shí)溶液中硫 酸的物質(zhì)的量濃度是多少？ C＝（250ml1.84g/cm 398%/（98g/mol0.6L）＝7.67mol/L 例 2：300 mL 某 H2SO4溶液中含 H2SO4 147 g,用此溶液配制 1.0 mol/L 的 H2SO4需原溶液和 水的體積比是 ____________。 1：4 （四）氣體溶解的計(jì)算 例：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，a 體積氨氣溶解于 b 體積水中得溶液密度為 d g/mL，求溶液的物質(zhì)的量 濃度及溶質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)？ C＝1000ad/（17a+22400b） mol/L w＝17a/（17a+22400b） （五）物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算 [交流探究] 引入了“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量后，化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間已不僅局 限于各物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，同時(shí)可以反映出相互之間。微觀領(lǐng)域的粒子數(shù)量關(guān)系，近而把相關(guān)的 各個(gè)物理量聯(lián)系起來。 結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)相應(yīng)組成粒子的數(shù)目之比，等于 各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。 [格式歸納] 在化學(xué)方程式中，列比例計(jì)算時(shí)要保持“上下一致，左右相當(dāng)”的原則。 即：同一物質(zhì)的物理量及單位必須相同，不同物質(zhì)之間物理量及單位可以不同，各物理量 之間均能通過物質(zhì)的量來相互轉(zhuǎn)化。 例題 1：完全中和 0.1molNaOH 需要 H 2SO4 的物質(zhì)的量是多少？ 所需 H 2SO4的質(zhì)量是多少？ 2NaOH+ H2SO4 ＝Na 2SO4+2H2O 2mol 1mol 0.1mol n（H 2SO4） n（H 2SO4）＝0.1mol1mol/2mol＝0.05mol m（H 2SO4）＝98g/mol0.05mol＝4.9g 例 2：在 200 ml 0.1mol/L 的 AlCl3溶液中，滴入足量的硝酸銀溶液，生成的沉淀的質(zhì)量 是多少？ AlCl3+3AgNO3＝3AgCl↓+A l（ NO3） 3 1mol 3143.5g 0.2L0.1mol/L m（ AgCl） m（ AgCl）＝（3143.5g0.2L0.1mol/L）/1mol＝8.61g 【模擬試題】 一、選擇題 1. 設(shè) NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是（ ） A. NA個(gè)氮?dú)夥肿雍?NA個(gè)一氧化碳的質(zhì)量比為 1：1 B. 水的摩爾質(zhì)量等于 NA個(gè)水分子的相對分子質(zhì)量之和 C. 1moL 氧氣的質(zhì)量等于 NA個(gè)氧原子的質(zhì)量 D. 111g 氯化鈣中所含離子數(shù)目為 2NA個(gè) 2. 質(zhì)量相同的下列物質(zhì)中，含分子數(shù)最多的是（ ） A. O2 B NH3 C CO D CH4 3. 14g 氮?dú)庵泻械奈⒘Ｊ牵? ） A. 約 6.021023個(gè)氮原子 B. 約 3.011023個(gè)氮原子 C. 約 6.021023個(gè)氮分子 D. 1moL 氮分子 4. 下列敘述正確的是（ ） A. 同溫同壓下，相同體積的物質(zhì)，它們的物質(zhì)的量必相等 B. 任何條件下，等物質(zhì)的量的氧氣和一氧化碳所含的分子數(shù)必相等 C. 1L 一氧化碳?xì)怏w一定比 1L 氧氣的質(zhì)量小 D. 等體積，等物質(zhì)的量濃度的強(qiáng)酸中所含的 H＋ 數(shù)一定相等 5. 下列說法正確的是（ ） A. 1mol 任何氣體的體積都是 22.4L B. 1molH2 的質(zhì)量是 1g，它所占的體積是 22.4L C. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol 任何物質(zhì)所占的體積都約為 22.4L D. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol 任何氣體所占的體積都約為 22.4L 6. 實(shí)驗(yàn)室需用 450mL0.1mol.L-1的硫酸銅溶液，現(xiàn)選用 500mL 容量瓶進(jìn)行配制，以下操作正 確的是（ ） A. 稱取 7.2g 硫酸銅，加入 500mL 水 B. 稱取 11.2g 膽礬，配成 500mL 溶液 C. 稱取 8.0g 硫酸銅，加入 250mL 水 D. 稱取 12.5g 膽礬，配成 500mL 溶液 7. 下列說法中不正確的是（ ） A. 磷酸的摩爾質(zhì)量與 6.021023個(gè)磷酸分子的質(zhì)量在數(shù)值上相等 B. 6.02X1023個(gè)氮分子和 6.021023個(gè)氫分子的質(zhì)量比等于 14：1 C. 32g 氧氣所含的原子數(shù)目為 26.021023 D. 常溫常壓下，0.56.0210 23個(gè)一氧化碳分子所占體積是 11.2L 8. 從 2L 物質(zhì)的量濃度為 1mo1L-1的 NaOH 溶液中取出 100mL 溶液，下面關(guān)于這 100mL 溶液的 敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 物質(zhì)的量濃度為 0.1mo1L-1 B. 物質(zhì)的量濃度為 1mo1L-1 C. 含氫氧化鈉 4g D. 含氫氧化鈉 0.1mo1 9. 精確配制 250mL 一定物質(zhì)的量濃度的 NaOH 溶液，下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是（ ） A. 選擇儀器時(shí)，使用 500mL 容量瓶 B. 稱量時(shí)，直接將氫氧化鈉固體放在托盤天平的紙片上 C. 稱好的氫氧化鈉固體放在容量瓶中，加入少量水溶解 D. 將燒杯中的氫氧化鈉注入未經(jīng)干燥的潔凈容量瓶中 10. 光纖通訊是一種現(xiàn)代化的通訊手段，光纖通訊容量大，一對光纖上可同時(shí)傳送 3 萬門電 話的信號。制造光導(dǎo)纖維的主要原料是 SiO2,下列關(guān)于 SiO2的說法正確的是（ ） A. SiO2摩爾質(zhì)量是 60 B. 1 mol SiO2中含有 1 mol O2 C. 1.5mol SiO2中含有 1.8061024個(gè)氧原子 D. 1 mol SiO2質(zhì)量是 60 g mol-1 二、填空題 11. （1）質(zhì)量相同的 SO2和 SO3所含 S 原子數(shù)之比為________，氧原子數(shù)之比為______； （2）與 2.3 g NO2所含原子數(shù)目相同的 NO 的質(zhì)量是_______________； （3）12.4 g Na2R 含 Na+離子 0.4mol，則 Na2R 的摩爾質(zhì)量為________，R 的相對原子質(zhì)量 為__________。 12. 用已準(zhǔn)確稱量的 1.06gNa2CO3固體配制 0.1molL-1Na2CO3溶液 100ml，所需要的儀器有 ____________。 13. 今有氯氣和氫氣的混和氣體 100ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）其中一種氣體體積為 55mL，另一種氣體 體積為 45mL。光照使兩種氣體發(fā)生反應(yīng)后，恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況，氣體體積為_______mL。為了證 明反應(yīng)后氣體中 H2和 Cl2有剩余，使氣體通過 10mL 水，并使剩余氣體干燥后恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況， 若： （1）剩余___________mL 氣體，證明有___________剩余，理由是_______________； （2）溶液有_____________性質(zhì)，證明有_______________剩余，理由是______________. 三、計(jì)算題 14. 若要使 2.3g 鈉與水反應(yīng)后的溶液中 Na＋ 與水分子的個(gè)數(shù)比為 1：10，求需水的質(zhì)量。 15. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用一定量的水吸收氨氣后制得濃度為 12.0molL-1，濃度為 0.915gcm-3的氨 水。試計(jì)算 1 體積水吸收多少體積的氨氣可制得上述氨水.（本題中氨的相對分子質(zhì)量以 17.0 計(jì)，水的密度以 1.00gcm-3計(jì)） 16. 將 250mL 密度為 1.1gcm-3H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15％的硫酸跟適量的鐵屑充分反應(yīng)。計(jì)算： （1）此硫酸中 H2SO4的物質(zhì)的量濃度。 （2）生成的 H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況） 。 （3）將生成的 FeSO4配成 400mL 溶液，此溶液中 FeSO4的物質(zhì)的量的濃度是多少？ 參考答案 一、選擇題 1. A 2. D 3.A 4.B 5.D 6.D 7. D 8. A 9. D 10. C 二、填空題 11. （1）5：4 5：6 （2）2.25g （3）62g/mol -1 16 12. 100mL 容量瓶，燒杯，量筒，玻璃棒，膠頭滴管 13. 100 （1）10 H 2 H2不與水反應(yīng)，不溶于水 （2）漂白 Cl 2 Cl2溶于水，產(chǎn)生有漂白性的 HClO 三、計(jì)算題 14. 19.8g 15. 378 體積 16. （1）1.68molL -1 （2）V（H 2）＝9.4L （3）c（FeSO 4）＝1.05molL -1