2022年高一化學銜接班專題六 物質(zhì)的量教案
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2022年高一化學銜接班專題六 物質(zhì)的量教案
2022年高一化學銜接班專題六 物質(zhì)的量教案
二. 教學目標:
1. 使學生了解物質(zhì)的量及其單位——摩爾,了解物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間的關系。
2. 使學生了解提出摩爾這一概念的重要性和必要性,懂得阿伏加德羅常數(shù)的涵義。
3. 使學生了解摩爾質(zhì)量的概念,了解物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的質(zhì)量、氣體摩爾體積、氣體的體積、溶液的濃度和體積等概念之間的關系。
三. 知識要點
(一)物質(zhì)的量及其單位
1. 物質(zhì)的量(n)
(1)物質(zhì)的量是國際單位制中七個基本物理量之一,符號為n。
(2)物質(zhì)的量表示的意義:含有一定數(shù)目粒子的集體。
2. 摩爾(mol)——物質(zhì)的量的單位,簡稱摩
摩爾基準:把0.012Kg(或12g)12C中所含的原子數(shù)目規(guī)定為1mol。
3. 阿伏加德羅常數(shù),符號為NA
1mol的任何粒子的粒子數(shù)目都約為6.02×1023。6.02×1023mol-1叫做阿伏加德羅常數(shù),符號為NA。
摩爾在使用時應注意:
(1)摩爾只能描述原子、分子、離子、質(zhì)子、中子、電子等微觀粒子,不能描述宏觀物質(zhì)。
(2)使用摩爾時,必須用化學式指明微粒的種類,而不能使用中文名稱。
4. 物質(zhì)的量(n)、阿伏加德羅常數(shù)(NA)與粒子數(shù)(N)之間的關系:
n=變形形式:N=n·NA
因為1mol 12C的質(zhì)量是12g, 所以1molO2的質(zhì)量是32g,1molCO2的質(zhì)量是44g。同理可以推知1mol任何其他微粒的質(zhì)量。
結(jié)論:1mol任何粒子或物質(zhì)的質(zhì)量,以克為單位時,在數(shù)值上都與該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等。
(二)摩爾質(zhì)量
1. 概念: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。
2. 符號:M
3. 單位:g/mol(g·mol-1)、Kg/mol(Kg·mol-1)
4. 表示方法:M(H)=1 g/mol,M(SO42-)=96 g/mol
5. 物質(zhì)的量(n)、物質(zhì)的質(zhì)量(m)和物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(M)之間的關系:M=
變形形式:m=n·M, n=
(三)氣體摩爾體積
1. 物質(zhì)體積的決定因素
物質(zhì)體積的大小取決于
結(jié)論:
(1)相同條件下,相同物質(zhì)的量的不同物質(zhì)所占的體積:固體<液體<<氣體。
(2)相同條件下,相同物質(zhì)的量的氣體體積近似相等而固體、液體卻不相等。
通過上述分析可以看出在101.3kPa,0℃時1mol氣體體積基本相同,1mol氣體所占的體積就叫做氣體的摩爾體積。
2. 氣體摩爾體積
(1)定義:單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。
符號:Vm,常用單位:L·mol-1或m3·mol-1
(2)氣體摩爾體積(Vm)、氣體體積(V)、氣體的物質(zhì)的量(n)之間的關系:Vm=
(3)決定氣體體積大小的因素:氣體分子間平均距離的大小。
(4)影響氣體分子間平均距離的大小的因素:溫度(T)、壓強(P)
① 當溫度升高時,氣體分子之間的距離增大,氣體體積增大;
當溫度降低時,氣體分子之間的距離縮小, 氣體體積減小。
② 當壓強增大時,氣體分子之間的距離減小,氣體體積減??;
當壓強減小時,氣體分子之間的距離增大,氣體體積增大。
因此,要比較一定質(zhì)量氣體的體積,就必須要在相同的溫度和壓強下進行才有意義。
(5)標準狀況:溫度為0℃、壓強為101kPa時的狀況稱為標準狀況。(S.T.P)
(6)在標準狀況下,1mol任何氣體的體積都約為22.4L。
注意:
① 在標準狀況下:∵溫度、壓強對氣體分子間距有影響。在非標準狀況下,其值不一定是22.4L。標準狀況指氣體本身所處的狀況,而非其他外界狀況。
② 1mol:確定氣體分子個數(shù)為NA個。
③ 任何氣體:指研究對象為氣態(tài)物質(zhì),對固體、液體是不適用的。此處氣態(tài)可以為互不反應的混合氣體。
④ 約是:22.4L是個近似值。
∴ 22.4L是氣體在特定條件(S.T.P)下的摩爾體積。
3. 阿伏加德羅定律: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(shù)目的分子。
應用阿伏加德羅定律時要注意三點:
(1)適用范圍:氣體。
(2)簡單地說,就是四個“同”:
同溫、同壓(即相同狀況)、同體積、同分子數(shù)(或同物質(zhì)的量)。
(3)氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的特例。
(四)物質(zhì)的量濃度
1. 定義:以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量,叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。
符號:CB,單位:mol/L(或mol/m3,1mol/L=1000mol/m3)
2. 表達式:CB=
變形形式:
3. 幾點注意:
(1)物質(zhì)的量濃度的概念規(guī)定溶液的體積為1L,并非溶劑的體積為1L;溶質(zhì)的量用溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示,而不是用溶質(zhì)的質(zhì)量表示。
(2)溶質(zhì)可以是單質(zhì)、化合物,也可以是離子或其他特定組合。
eg:c(CH3COOH)=1.5mol/L,c(Cl2)=0.1mol/L,c(Fe3+)或c(SO42-)等。
(3)物質(zhì)的量濃度可用小數(shù)表示,一般不用分數(shù)表示。
(4)物質(zhì)的量濃度指的是1L溶液中含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量,在溶液體積不是1L時,必須折算為1L溶液含有的溶質(zhì)。
(5)取任意體積的溶液,其濃度不發(fā)生變化,但所含溶質(zhì)的量因體積的不同而不同。
4. 物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的區(qū)別和聯(lián)系
物質(zhì)的量濃度CB
溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)w
溶質(zhì)的單位
mol
g
溶液的單位
L
g
公式
CB=
w=×100%
特點
V(aq)、CB相同的任何溶液中,所含溶質(zhì)的n相同,但溶質(zhì)的質(zhì)量不相同。
m、w相同的任何溶液中,所含溶質(zhì)的m相同,但溶質(zhì)的物質(zhì)的量不同
溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)表示的是溶質(zhì)質(zhì)量和溶液質(zhì)量之比,此表示方法可了解一定質(zhì)量的溶液中所含的溶質(zhì)質(zhì)量,用此法表示時未涉及溶液體積,配制較簡單;物質(zhì)的量濃度表示溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量與溶液的體積之比,此表示方法可了解一定體積的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量,涉及溶液的體積,配制略復雜。
(五)以物質(zhì)的量為橋梁的計算
質(zhì)量、物質(zhì)的量、微粒數(shù)目、氣體體積、溶液的體積與濃度之間的相互計算
結(jié)論:化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)ν之比,等于組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比,等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。即:
對于氣體參加的反應,在同溫同壓下還等于各氣體的體積之比。即:
(注:只有在標況下Vm=22.4mol/L)
因此將物質(zhì)的量(n)、摩爾質(zhì)量(M)、摩爾體積(Vm)、物質(zhì)的量濃度(C)等概念應用于化學方程式計算時會更加方便。
【典型例題分析】
[例1] 在____mol中含有0.1NA個SO42-,____mol 中陰、陽離子總數(shù)約為6.02×1023個。
解析:=2Fe3++3SO42-
N(Fe3+)=2N()
N(SO42-)=3N()
答案:0.033,0.2
[例2] 下列說法正確的是( )(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)
A. 28g氮氣所含有的原子數(shù)目為NA
B. 2.4g金屬鎂變成鎂離子時失去電子數(shù)目為0.1NA
C. 1mol甲烷的質(zhì)量與NA個甲烷分子的質(zhì)量之和相等
D. 22.4L氫氣和一氧化碳混合物所含分子數(shù)為NA
解析:A不正確,因為28g氮氣的物質(zhì)的量為28g/(28g/mol)=1mol,其中含有的分子數(shù)目為NA,而氮氣為雙原子分子,所以所含有的原子數(shù)目為2NA。B不正確,因為2.4g金屬鎂的物質(zhì)的量為2.4g/(24g/mol)=0.1mol,變成鎂離子時失去電子數(shù)目為2×0.1NA=0.2NA,C正確。D不正確,因為題目中未提標況下,所以22.4L氣體不一定是1mol,則其中所含的分子數(shù)不一定為NA。
答案:C。
[例3] (1)取20gNaOH配成0.5L溶液,n(NaOH)= ,C(NaOH)= 。
(2)1L2mol/L的H2SO4溶液含硫酸的物質(zhì)的量為 ,從中取出10mL,其濃度為 ,其中含硫酸的物質(zhì)的量為 ,質(zhì)量為 。
解析:,,1L×2mol/L=2mol,2mol/L,
0.01L×2mol/L=0.02mol,0.02mol×98g/mol=1.96g。
[例4] 4.06g氯化鎂晶體(MgCl2·xH2O)失去全部結(jié)晶水后,剩下1.9g氯化鎂(MgCl2)干粉。試確定x的值。
解析:由晶體的質(zhì)量和物質(zhì)的量,可以求出晶體的相對分子質(zhì)量,再確定x數(shù)值
n(MgCl2)==0.02mol
∴n(MgCl2·xH2O)= n(MgCl2)=0.02mol
∴ M(MgCl2·xH2O)===203g/mol
∴
[例5] 在標準狀況下1體積水溶解560體積的NH3氣體,得到密度為0.9g·cm-3的氨水,求該溶液的物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。
解:設1L水中溶解標況下560LNH3。
w=×100%=
CB=
V(aq)=1L+560L=561L?(×)
思路:nBV(NH3)
V(aq)m(aq)m(NH3)n(NH3)
V(NH3)
[例6] 將4.68gNaNO3、NaCl、Na2CO3的混合物溶于水,向其中滴加30mL1.00mol/LAgNO3溶液后,不再有沉淀生成。過濾后,使沉淀與足量稀硝酸作用,產(chǎn)生112mL(標準狀況)氣體。計算原混合物中NaCl的質(zhì)量分數(shù)。
解析:反應中加入的AgNO3可與NaCl和Na2CO3反應,根據(jù)生成的二氧化碳的體積可推算出與Na2CO3反應的AgNO3的量,則可求出與NaCl反應的AgNO3的量,進而計算出原混合物中NaCl的質(zhì)量及質(zhì)量分數(shù)。
答: 設與Na2CO3反應的AgNO3的物質(zhì)的量為x,
Na2CO3 ~ 2 AgNO3 ~ CO2
2mol 22.4L
x 0.112L
x=0.01mol
則與NaCl反應的AgNO3的物質(zhì)的量=0.03L×1.00mol/L-0.01mol=0.02mol
設原混合物中NaCl的質(zhì)量為y。
NaCl ~ AgNO3
58.5g 1mol
y 0.02mol
y=1.17g
原混合物中NaCl的質(zhì)量分數(shù)=1.17g/4.68g×100%=25%
【模擬試題】
一. 選擇題(每小題只有一個正確答案)
1. 下列說法中正確的是( )
A. 摩爾既是物質(zhì)的數(shù)量單位又是物質(zhì)的質(zhì)量單位
B. 物質(zhì)的量既表示物質(zhì)的數(shù)量又表示物質(zhì)的質(zhì)量
C. 阿伏加德羅常數(shù)是中含有的碳原子數(shù)目
D. 中含有和
2. 氣體的體積主要由以下什么因素決定的( )
① 氣體分子的直徑
② 氣體物質(zhì)的量的多少
③ 氣體分子間的平均距離
④ 氣體分子的相對分子質(zhì)量
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
3. 將標準狀況下的溶于水中,得到鹽酸密度為,則該鹽酸的物質(zhì)的量濃度是( )
A. B.
C. D.
4. 與標準狀況下VLCO2所含氧原子數(shù)目相同的水的質(zhì)量是( )
A. B. C. D.
5. 下列說法中正確的是( )
A. 的溶液是指此溶液中含有
B. 從1L的溶液中取出溶液,其物質(zhì)的量濃度變?yōu)?
C. 0℃時,的體積約為
D. 的溶液中,的物質(zhì)的量濃度為
6. 某元素1個原子的質(zhì)量為,1個原子的質(zhì)量為,阿伏加德羅常數(shù)為,則該元素的相對原子質(zhì)量是( )
A. B. C. D.
7. 同溫同壓下,等質(zhì)量的同組物質(zhì)占有相同體積的是( )
A. CO和CO2 B. CO和N2
C. Cl2和Br2 D. HF和HCl
8. 若20g密度為的硝酸鈣溶液中含有,則離子的物質(zhì)的量濃度是( )
A. B.
C. D.
9. 體積相同的溶液和溶液中的個數(shù)若相同,則可推知和溶液物質(zhì)的量濃度之比為( )
A. B. C. D.
10. 某濃度的溶液中含有溶質(zhì)?,F(xiàn)欲配制溶液,應取原溶液與蒸餾水的體積比約為( )(設配成后體積為原液體體積和)
A. B. C. D.
11. 同溫、同壓下,某容器充滿O2重116g,若充滿CO2重122g,現(xiàn)充滿某氣體重114g, 則某氣體的相對分子質(zhì)量為( )
A. 28 B. 60 C. 32 D. 44
12. ℃時,相對分子質(zhì)量為A的某鹽(不含結(jié)晶水)飽和溶液,某物質(zhì)的量濃度為,密度為,質(zhì)量分數(shù)為,溶解度為Sg。下列關系中不正確的是( )
A. B.
C. D.
二. 填空題:
13. 在標準狀況下,H2、11.2LO2、中,所含分子數(shù)最多的是 ,含原子數(shù)最多的是 ,質(zhì)量最大的是 ,體積最小的是 。
14. 在溶液中,測得含的質(zhì)量為,則溶液的物質(zhì)的量濃度為 ,的物質(zhì)的量濃度為 。
15. 碳酸鈉晶體(),溶于水中,測得所得溶液的密度為,則溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為 ,溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為 。
16. 在無土栽培中,配制1L內(nèi)含0.5molNH4Cl、0.16molKCl、0.24molK2SO4的某營養(yǎng)液,若用KCl、、配制,則需這三種固體的物質(zhì)的量分別為 。
17. 已知硫酸溶液的濃度越大密度也越大。40%的和50%的等質(zhì)量混合后,所得溶液的質(zhì)量分數(shù) (填“大于”“小于”“等于”)45% ;如果是等體積混合,混合以后所得溶液的質(zhì)量分數(shù) (填“大于”“小于”“等于”)45%。
三. 計算:
18. 在標準狀況下,1體積水溶解500體積HCl氣體,得到密度為的鹽酸。求鹽酸中的質(zhì)量分數(shù)和鹽酸的物質(zhì)的量濃度。
【試題答案】
一.
1. D 2. C 3. D 4. C 5. D 6. B 7. B 8. C 9. D 10. A
11. A 12. C
二.
13. ;;;
14. ;
15. ;
16. 、、
17. 等于;大于
三.
18.
的質(zhì)量分數(shù)