第二讲化学中的物理量及其应用

第1节化学中的常用计量教学目的：1.认识摩尔是物质的量的基本单位，能用于进行简单的化学计算，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。

2.了解物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积及物质的量浓度等概念的意义。

3.掌握以物质的量为中心的化学量之间的关系及相互之间的换算。

教学重点：物质的量、物质的量浓度的概念，物质的量、摩尔质量和物质的量浓度的关系，一定物质的量浓度溶液的配制方法。

教学难点：物质的量的概念，一定物质的量浓度溶液的配制方法。

教学过程：一、知识梳理1．物质的量及其单位——摩尔1.物质的量：(1)物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，科学上采用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。

它是一个口头上或书面表达都不可分割的专用名词，不可任意添减字，既是物质的质量，也是物质的数量。

它是描述物质所含微粒多少的物理量。

它的单位是摩尔，符号为n，在希腊语中它是“堆量”的意思。

(2)物质的量只能用来描述分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子或微粒的特定组合，不能指宏观物质。

(3)物质的量的计量标准——阿伏加德罗常数 0.012kgC-12含的碳原子数，称阿伏加德罗常数，符号为NA，单位摩尔。

当某物质中指定的粒子集体所含的指定粒子数与NA相同时，则该粒子物质的量为1mol。

如：1 mol H2O中含有H2O 数是6.02×1023个，含氢原子1.204×1024个2.摩尔(1)摩尔是物质的量的单位，它们的关系正如长度与米，质量与克一样。

(2)使用摩尔作单位时，应该用化学式符号指明粒子种类，而不能用名称。

否则，概念模糊，意义不清。

2.摩尔质量1.1 mol 任何物质的质量1 mol 任何物质均含有阿伏加德罗个粒子，但由于不同的粒子质量不同，故1 mol 不同物质的质量一般也不同。

C-12 的相对原子质量为12 ，而0.012kgC-12 所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，即1 mol C-12 的质量为 12 g ，由此根据氧元素的相对原子质量可推出 1 mol O的质量。

2.摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。

摩尔质量在数值上等于1摩尔物质的质量。

3．物质的质量、物质的量、粒子数三者之间的关系利用阿伏加德罗常数和物质的摩尔质量，可进行三者的相互求算。

4．气体摩尔体积1、追根寻源：决定物质体积大小的因素①在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小主要决定于微粒的大小和微粒之间的平均距离。

当粒子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于微粒间的大小；当粒子间的距离比较大时，物质的体积就主要决定于微粒间的平均距离。

②气体体积的大小主要决定于气体分子的平均距离。

③气体的体积与温度、压强等外界条件有怎样的关系？在其他条件不变时，温度越高，气体体积越大；压强越大，气体体积越小。

2、气体摩尔体积：①定义：在一定的温度和压强下，单位物质的量的物质所占有的体积。

表达式：Vm ＝V/n ，常用单位:L/mol标况下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol ，这是在特定条件下的气体摩尔体积。

②使用标况下气体摩尔体积应注意： a 、条件：标准状况;b 、单位：L/mol;c 、适用范围：气体;d 、数值约为22.4L/mol ③应用气体摩尔体积（标况）计算的几种情况：气体体积V 物质的量n 质量m 摩尔质量M 密度ρ 式量Mr Ⅰ、据气体体积求其物质的量：n ＝V/22.4L/molⅡ、据气体质量求其标况下体积：V ＝m （22.4L/mol ）/M Ⅲ、据气体摩尔质量求其标况下密度：ρ＝M/22.4L/mol Ⅳ、据气体标况下的体积求质量：m ＝ VM/22.4L/mol Ⅴ、据标况下气体密度求式量：M ＝ρ22.4L/molⅥ、据气体标况下的溶解度，求饱和溶液的质量分数、物质的量浓度（略） ④标准状况是指温度为0℃，压强为101KPa 。

5.物质的量浓度（一）物质的量浓度1.定义：单位体积的溶液中所含溶质的物质的量。

2.符号：CB 常用单位：mol/L 数学表达式 CB ＝nB/V（二）配制一定物质的量浓度的溶液。

配制 0.1L0.4mol/L 的NaCl 溶液1. 常用实验仪器：认识仪器——容量瓶；规格：100ml 标识：200C 100ml ；使用注意事项：①每一容量瓶只能配置相应规定体积的溶液， ②使用前要检验是否漏水×N A÷N AnN③容量瓶不能加热，不能久贮溶液，不能在瓶内溶解固体或稀释液体2. 实验步骤：①计算溶质的质量（或体积）。

②称量。

（固体一般用托盘天平，液体用量筒或滴定管）③溶解（或稀释）在烧杯中进行，并且恢复到室温。

④移液，用玻璃棒引流，转移到容量瓶中。

⑤洗涤，用蒸馏水洗烧杯与玻璃棒约2—3次，并将洗涤液注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶使溶液混和均匀。

⑥定容：继续加水到液面在刻度线以下2-3cm时，改用胶头滴管逐滴加水，使溶液凹面恰好与刻度线相切。

⑦摇匀：反复颠倒摇匀。

将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴好标签备用。

1. 关于物质的量浓度概念的计算，包括已知溶质质量和溶液体积求浓度。

配制一定浓度溶液时所需溶液的质量和溶液的体积的计算等。

用到的公式为：C＝n/V例：配制500ml0.1mol/L CuSO4溶液，需要CuSO4·5H2O的质量是多少？m＝0.5L×0.1mol/L×250g/mol＝12.5g2. 溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算。

例1：市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%，密度为1.84g/cm3，计算市售浓硫酸的物质的量浓度?C＝（1000ml×1.84g/cm3×98%）/（98g/mol×1L）＝18.4mol/L3. 一定物质的量浓度溶液的稀释。

例1：将250ml质量分数为98%，密度为1.84g/cm3的浓硫酸稀释到600ml，此时溶液中硫酸的物质的量浓度是多少？C ＝（250ml×1.84g/cm 3×98%/（98g/mol×0.6L）＝7.67mol/L （四）气体溶解的计算例：标准状况下，a 体积氨气溶解于b 体积水中得溶液密度为d g/mL ，求溶液的物质的量浓度及溶质的质量百分数？C ＝1000ad/（17a+22400b ） mol/L w ＝17a/（17a+22400b ） (五)物质的量应用于化学方程式的计算化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质相应组成粒子的数目之比，等于各物质的物质的量之比。

格式归纳：在化学方程式中，列比例计算时要保持“上下一致，左右相当”的原则。

即：同一物质的物理量及单位必须相同，不同物质之间物理量及单位可以不同，各物理量之间均能通过物质的量来相互转化。

例题1：完全中和 0.1molNaOH 需要H 2SO 4的物质的量是多少？所需 H 2SO 4的质量是多少？2NaOH + H 2SO 4 ＝Na 2SO 4+2H 2O 2mol 1mol 0.1mol n （H 2SO 4）n （H 2SO 4）＝0.1mol×1mol/2mol＝0.05mol m （H 2SO 4）＝98g/mol×0.05mol＝4.9g 6.阿伏加德罗律的应用阿伏加德罗定律：同温同压下，同体积的气体具有同数的分子。

在非标准状况下，不能用气体摩尔体积22.4 L / mol 进行计算，这时可利用阿氏定律及其有关关系来计算。

由这一定律可知：① 同温同压下，同体积的任何气体含有相同物质的量的分子；② 同温同压下任何混合气体的分子总数与相同状态下的各纯气体的分子数之和相同。

并且还可推出气体反应定律：在有气体存在的化学方程式中，气体物质的化学计量数之比，既是分子数之比，物质的量之比，也是相同状态下气体体积比。

与此相关的还有以下几条规律应掌握：1、同温同压下，气体的体积与物质的量成正比。

对于一反应体系(包括密闭体系)，气体总体积与总的物质的量成正比。

即：21V V ＝21n n。

2、同温同体积下，气体的压强与物质的量成正比。

对于一反应体系(包括密闭体系)，气体总的物质的量之比等于压强比。

即：21P P ＝21n n。

3、同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于摩尔质量之比，等于密度之比。

即：21m m ＝21M M ＝21ρρ。

4、同温同压下，相同质量的任何气体的体积比等于摩尔质量之反比。

即：21V V ＝12M M。

5、同温同体积时，等质量的任何气体的压强之比等于摩尔质量的反比。

即：21P P ＝12M M。

6、当温度相同，物质的量也相同时，气体的体积与压强成反比。

即：21V V ＝12P P 。

7.有关气体的几个量的求解策略(1)关于气体的相对密度。

气体的相对密度是指两种气体的密度比。

D ＝21ρρ＝2211V m Vm ＝故相对密度可以看作是气体的相对分子质量之比。

因此，相对密度单位为1，是一个微观量。

利用相对密度可求气态物质的相对分子质量。

M r1＝D ×M r2若以空气作标准，则为：M r ＝29 D 空 ，若是氢气作标准，则为：M r ＝22H D 。

(2)求气态有机物的摩尔质量或相对分子质量(1) 物质的量定义法：M ＝nm(2) 密度法：M ＝ρ×22.4 mol / L(3) 质量体积法：M ＝Vm×22.4 mol / L(4) 相对密度法：M r1＝D ×M r2；M r ＝29 D 空 ，M r ＝22H D 。

(微观法)(3)求混合气体(气体间不发生反应)的平均摩尔质量或平均相对分子质量(1) 物质的量定义法：M ＝nm(2) 密度法：M ＝ρ×22.4 mol / L(3) 平均量法：混合气体可看成一种气体，不过平均分子量应按下式计算：M ＝M 1×n 1%＋M 2×n 2%＋……＝M 1×V 1%＋M 2×V 2%＋…… 8.有关物质的量浓度的二关系① 同c 、同V 的溶液中所含溶质的物质的量相等。

② 从一溶液中取出任一体积的溶液，其溶质的物质的量浓度不变，但溶质的物质的量和质量都减少。

(1) 有关量纲式：c ＝Vn；m ＝V ×ρ×ω ；m ＝c ×V ×M(2) 用浓溶液A (用质量分数表示)配制稀溶液B (用物质的量浓度表示)求所需浓溶液的体积V Ac B × V B × M ＝ ωA × V A × ρ A(mol / L) (L) (g / mol) % (mL) (g / cm 3) (3) 物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算令V ＝1L ＝1000 mL ，则得：c ＝L1mL 1000⨯⨯⨯M ωρ(4) 稀释规则：稀释前后溶质的质量和物质的量不变。