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高一化学计量在实验中的应用教学设计

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高一化学计量在实验中的应用教学设计

一、考纲要求
1、理解原子量(相对原子质量),分子量(相对分子质量)的涵义。
2、掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。理解阿佛加德罗常数的涵义。掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目,气体体积(标准状况下)之间的相互关系。
3、掌握有关原子量、分子量,有关物质的量,有关气体摩尔体积,有关物质溶解度,有关溶液浓度(质量分数和物质的量浓度)的计算。
一、摩尔:
1、物质的量
我们知道,物质都是由分子、原子、离子等微观粒子组成的。这些微粒非常小,质量很轻,难于称量。但是物质之间的反应,既是按照一定的微粒个数进行,又是以可称量的物质来进行反应的。这就需要一个物理量把微粒的多少与可称量的物质的质量联系起来,这个物理量就是“物质的量”,为了帮助同学尽快理解掌握这一概念,分析如下几点:
  (1)物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。
七个基本物理量的名称、单位(SI单位)及单位符号
物 理 量 单位名称 单位符号
长 度 米 m
质 量 千克 kg
时 间 秒 S
电 流 安[培] A
热力学温度 开[尔文] K
物质的量 摩[尔] mol
发光强度 坎[德拉] cd
(2)“物质的量”是表示物质所含微粒多少的物理量。如同长度、质量等物理量一样,“物质的量”这四个字不得简化,也不得增添任何字,不能多一个字,也不能少一个字,更不能把它当作表示物质数量或质量多少的量。它是表示微观粒子集体的一个物理量。
2、摩尔
(1)摩尔的概念
摩尔是物质的量的单位。同其它物理量都有度量各自的单位一样,“物质的量”也有计量单位。正如米是长度的单位一样,摩尔是物质的量的单位。
摩尔可简称为“摩”,其符号是“mol”。
(2)摩尔的确定
按规定,科学上应用0.012kg(即12g)碳 (指原子核内含6个质子和6个中子的一种碳原子,通常表示为12C或 C)所含碳原子数目就是1摩尔。也就是说,摩尔这个单位是以0.012kg12C所含的原子个数为标准,来衡量其它物质中所含微粒数目的多少。
(3)阿佛加德罗常数
0.012kg12C中所含有的碳原子数就是阿佛加德罗常数,常用NA表示。
阿佛加德罗常数是一个非常庞大的数值,现在已经由实验测得相当精确的数值,在使用时常取其近似值为6.02×1023。例如2mol H2约含2×6.02×1023个H2分子。12.04×1023个O2分子约是2mol。

www.350xue.com 阿佛加德罗常数的单位是mol-1或/mol。
每摩尔物质含阿佛加德罗常数个微粒。
物质的量是以阿佛加德罗常数为计数单位,表示物质的基本微粒数目多少的物理量。
(4)使用摩尔时的注意事项
①摩尔只能用于微观粒子,如分子、原子、离子、中子、质子、电子等;而不能用于宏观物质,如不能说1mol苹果、1mol小米等。
②使用摩尔时,必须指明量度的微观粒子的名称或化学式。通常将微粒的名称或化学式或微粒符号写在“摩尔”或“mol”的后面,如:1mol氢分子或写成1mol H2;1mol氢原子或写成1mol H;1mol钠离子或写成1mol Na+;1mol电子或写成1mol e等。但不能说“1mol氢”,因为这里的氢究竟是指氢原子还是氢分子,很不明确;一般只说氢时常指氢元素,然而元素属于宏观概念,只有种类之分,不讲个数,所以“1mol氢”这种说法或写法都是错误的。
3、摩尔质量
(1)摩尔质量的含义
1摩尔物质的质量叫该物质的摩尔质量。摩尔质量的单位是克/摩,符号是g/mol或写成g•mol-1。
数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。
NA个某种微粒的总质量为摩尔质量。由于组成物质的微粒大小、质量不一样,故1mol任何物质的质量也是不相同的。任何原子、分子或离子的摩尔质量,当单位为g/mol时,其数值上等于其原子量、分子量或离子式量。
物质的摩尔质量与物质的量、相对原子质量(相对分子质量)的关系如下表实例:
微粒符号 相对原子质量 1个微粒真实质量(g) 物质的量(mol) 所含微粒数(个) 摩尔质量
(g•mol-1)
C 12 1.993×10-23 1 6.02×1023 12
Fe 56 9.3×10-23 1 6.02×1023 56
O2 32 5.32×10-23 1 6.02×1023 32
H2O 18 2.99×10-23 1 6.02×1023 18
H2SO4 98 1.63×10-22 1 6.02×1023 98
OH- 17 2.82×10-23 1 6.02×1023 17
Na+ 23 3.82×10-23 1 6.02×1023 23
注意,摩尔质量的单位是g/mol;原子量、分子量、式量都是相对比值,没有单位;1mol物质的质量单位是g。三者的意义不同、单位不同、仅数值上相同。
(2)二个关系式
①物质的量(mol) ②物质的量(mol)
上面二个关系式中各种量之间的关系,也可归纳如下:

③化学方程式中的化学计量数之比,等于各物质的微粒数之比,也等于各物质反应时物质的量之比。例如:
SO2 + 2H2S == 3S? + 2H2O
微粒数之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2
物质的量之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2
质量之比 16 ∶ 17 ∶ 24 ∶ 9
二、气体摩尔体积:
1、影响物质体积的因素:
从微观来看有:(1)微粒个数;(2)微粒本身的大小;(3)微粒间距离。
对于固体和液体来说,构成它们的微粒间的距离很小,但微粒直径较大,所以含一定微粒个数的固体或液体的体积取决于微粒大小,因为各种微粒直径不同,即微粒本身的大小不同,所以1mol固体或气体的体积不同。对于气体来说,气体微粒间距离很大,通常情况下,是气体微粒直径的10倍左右。因此气体体积取决于微粒间距离,气体微粒间平均距离与温度和压强有关。当温度和压强一定时,不同气体微粒间的平均距离几乎是相等的。
2、气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积,叫气体的摩尔体积,其符号是Vm,即Vm=V/n,单位是L/mol或L•mol-1。
在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。进行有关计算时常写成22.4L/mol。
对于气体摩尔体积的理解,应注意以下几点:
(1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。因为固态或液态物质其微粒之间的距离很小,且不同的固态或液态物质的微粒大小是不相同的,因而固态或液态物质的体积主要由微粒本身的大小决定。气体分子间的平均距离比分子的直径大得多,在标准状况下不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的,所以在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。
(2)气体的体积与温度、压强有关,只有在标准状况下(0℃、1.01×105Pa)1mol任何气体的体积才是22.4L。(标准状况可用S、P、T表示)
(3)气体物质的量是1mol。
(4)“22.4L”这个数值是近似值,但在计算时就取22.4L/mol即可。
(5)气体摩尔体积不仅适用于纯气体,也适用于混合气体。如0.3mol H2与0.7mol O2的混合气在标准状况下的体积约为22.4L。
(6)1mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4L,也可能不是22.4L。
应用气体摩尔体积的两个公式
①气体物质的量(mol)
②标准状况下气体的密度(g/L)
气体摩尔质量 = 气体密度(S、P、T)×气体摩尔体积(M = 22.4 )
3、阿佛加德罗定律及其推论


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