高中化学《化学计量在实验中的应用》教案9 新人教版必修1

第二节化学计量在实验中的应用
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
（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）6个质子和6个中子的一种
碳原子，通常表示为12C）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N A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。

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。

N A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：
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（mol②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）
()
()
22.4L/m ol
L 气体摩尔体积
标准状况下气体的体积
=
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（
3、阿佛加德罗定律及其推论
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

这就是阿佛加德罗定律。

这个定律也可以记忆成：同T、同P、同V时，N、n（气体）相同。

A.由三同推一同。

B.联系理想气体状态方程PV=nRT，可以得出一系列正比、反比关系。

阿佛加德罗定律的推论：
（1）同温、同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比。

即同T、同P时
（2）同温下，同体积气体的压强之比等于其物质的量之比。

即同T、同V时
（3）同温、同压下，不同气体的密度之比等于其摩尔质量之比（或气体的分子量之比）。

即同T、同P时
（4）同温、同压下，同体积的任何气体的质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时
（5）同温、同压下，同质量的不同气体的体积之比等于其分子量的倒数之比。

即同T、同P、同m
时
4、相对密度、平均分子量、平均摩尔质量及其计算。

①平均分子量：对组成一定的混合物而言，可根据各组分的组成和分子量来计算平均分子量。

M＝M A·a%+M B·b%+…
②平均摩尔质量在数值上等于平均分子量。

③相对密度：D＝M A/M B
两种气体的密度之比称为相对密度。

如A气体对B气体的相对密度用D B表示为：
由某气体对H2
5、在气体反应的化学方程式中，化学计量数之比等于各气体的体积之比，也等于各气体物质的量之比。

例如：
6、气体的质量、体积及微粒数、物质的量之间的换算关系。