测量物体的密度PPT教学课件

m1 – m2 V
实验过程
测液体密度的两种方案
采用方案A测出的ρ盐水 的值较准确，这是因为方案B中，物理量 ______的测量值误差较大，使得ρ盐水的值 （选填“大”或
自我测评
• 1、某同学从一均匀大岩石上砸下一小块岩 石，用天平称得质量是27g。放入装有 80mL水的量筒中，水面升到90mL，这块 岩石的密度是_______kg/m3，这一小块岩 石的密度与那一大块岩石的密度_______ （选填“相等”或“不相等”）。
• ②在量筒中倒入适量的水，读出读数V1； • ③将物体用细线系住轻放入（或按入）水
中，读出读数V2； • ④计算待测物体密度为：m/(V2- V1)
• 测液体密度的方法是：
• ①测出烧杯连同液体的总质量m1； • ②将烧杯中的液体一部分倒入量筒中，读
出读数V；
• ③测出剩下的液体与烧杯总质量m2； • ④计算其密度为 ：(m1-m2)/ V
• A、升高温D 度
B 、降低压强
• C、使用催化剂 D 、及时分离出氨 气
练一练：
1．在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列变 化过程不能使平衡向右移动的是（ BC） （A）不断将NH3分离出来 （B）使用催化剂 （C）采用700K左右的高温 （D）采用2×107～5×107Pa的压强
2、合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应 而制得，其中一步的反应为：
要不要使用催化剂，为什么？
1、压强怎么选？
分析：
①合成氨反应是气态物质系数减小的气体 反应，增大压强既可以增大反应速率，又能使 平衡正向移动，所以理论上压强越大越好。
②但是压强越大，对设备的要求高、压缩 H2和N2所需要的动力大，因此选择压强应符合 实际科学技术。
综合以上两点:根据反应器可使用的钢材质量及综 合指标来选择压强。实际生产中压强一般选择在200～ 500大气压之间。
中盛水60cm3，再把蜡块和体积为10cm3的
铜块捆在一起放入量筒中，当其全部浸没
在水中后，量筒中水面所指刻度是90cm3。
则此蜡块的密度是（ ）
A、1.8×103kg/m3
B、
0.9×103kg/m3 C、0.6×103kg/m3
D、
0.2×103kg/m3
• 测量形状不规则固体密度的方法是：
• ①测出其质量m；
化学反应速率
化学平衡
温度
温度越高,反应速 升高温度,平衡向吸
率越大
热方向移动
气体压强 压强越大,反应速 增大压强,平衡向气态物
率越大
质系数减小的方向移动
催化剂 正催化剂加快反应 催化剂对平衡无影响 速率
浓度 反应物浓度越大,反 增大反应物浓度,平
应速率越大
衡正百度文库移动
【交流·研讨】 书P65
合成氨反应是一个可逆反应: N2(g)+3H2(g)
化学热 力学
化学动 力学
化学反应 的方向
化学反应 的限度
合成氨反 应能否自 发进行？
怎样能促 使化学平 衡向合成 氨方向移 动？
化学反应 的速率
怎样能提 高合成氨 反应速率？
化学工艺学
适
宜
的
工
合
艺
成
流
氨
程
条
件
高压对设备材质、 加工制造的要求、温度 的催化剂活性的影响等
复 影响化学反应速率和化学平衡 习 的重要因素有哪些?
实际生产中的处理方法：及时将气态氨冷却 液化分离出去；及时将氮气和氢气循环利用，使 其保持一定的浓度。即N2和H2的物质的量比为1：2.8
研讨的结果
外部条件 工业合成氨的适宜条件
压强
根据反应器可使用的钢材质 量及综合指标来选择压强
温度
适宜温度 700K左右
催化剂
使用铁触媒作催化剂
浓度
N2和H2的物质的量比为1：2.8的投 料比, 氨及时从混合气中分离出去
分析: 经济效益和社会效益要求化学反应速度要快，
原料的利用率要高，单位时间的产量要高。
实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂 （铁触媒），它在700K时活性最高。
4、浓度怎么定？ N2 和H2的比例怎么定？
（阅读书本67页）
增大反应物的浓度可以增大反应速率，减小 生成物的浓度可以使平衡正向移动。从化学平衡 的角度分析，在氮气和氢气的物质的量比为1：3 时，平衡转化率最大，但是实验测得适当提高N2的 浓度，即N2和H2的物质的量比为1：2.8时，更能促 进氨的合成。
次测量中，先在这个空瓶中装入少许某固 体颗粒，称得总质量为132g，再往瓶内注 满水，称得总质量为212g，则这种固体物 质的密度是______kg/m3，它可能是 ________。
• 4、为了利用天平和量筒测出不能沉入水中
的蜡块的密度，某同学进行了以下实验：
先用天平称出一蜡块的质量为18g，在量筒
使NH3生产得多 平衡分析
高压
低温 无影响 增大浓度 减小浓度
【交流·研讨】
研讨的内容
研讨的问题
1、既然增大压强既可提 高反应速率，又可提高氨 的产量，那么在合成氨工 业中压强是否越大越好？
压强怎么定？
2、既然降低温度有利于 平衡向生成氨的方向移动 ，那么生产中是否温度越 低越好？
温度怎么选择？
3 、催化剂对化学平衡的移动 要不要用催化 没有影响， 在合成氨工业中 剂？
。
三、测量液体的密度
• 实验器材：天平、量筒、盐水、烧杯
实验步骤：
上面的三幅图是改进后的实验方案，请将下面的步骤
用补天充平完测整出，并烧练杯习和设盐计水出的记总录数质据的表格。
将用一天部平分测盐出水烧量倒杯1m.水。入和1 的量剩体筒余2积。. 中盐V，水读的出质量筒中盐
ρ量3m。. 2
盐水密度表达式4：. =
N2+3H2 起始 6 18
2NH3 1
变化 X 3X
2X
6-X : 1+2X=9:8 X=1.5
H2转化率=
1.5×3 18
×100%=25%
4、在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（ C ）
(A)延长反应时间
(B)充入过量H2
(C)充入过量N2
(D)升高温度
5、关于氨的合成工业的下列说法正确的是
1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6
N2:H2
降__低_温度、增__大_压强有利于化学平衡向 生成氨的方向移动，N2、H2体积比为 _1_：__3_时平衡混合物中氨的含量最高。
二、合成氨反应的速率
【交流·研讨】 书P66
1、你认为可以通过控制那些反应条件来 提高合成氨反应的速率？
2、实验研究表明，在特定条件下， 合成氨反应的速率与反应的物质的浓 度的关系为:
167
1.升高温度 2.增大压强 3.增大反应物浓度 4.使用催化剂
使用催化剂可使合成氨反应的速率提
高上万亿倍。
5.增大N2`H2浓度,将氨及时从 混合气中分离出去
合成氨的适宜条件的选择
外界条件 使NH3生产得快 速率分析
压强
高压
温度
高温
催化剂
使用
反应物的浓度 增大浓度 生成物氨的浓度 减小浓度
（B ）
(A)从合成塔出来的气体，其中氨一般占15%，所 以生产氨的工业的效率都很低
(B)由于NH3易液化，N2、H2可循环使用，则总的说 来氨的产率很高
(C)合成氨工业的反应温度控制在500 ℃左右，目 的是使平衡向正反应方向进行
(D)合成氨工业采用20 MPa ---- 50MPa ，是因该条 件下催化剂的活性最好
CO(g)+H2O（g） CO2(g)+H2(g)（正反应放 热），下列措施中，能提高CO转化率的 是（BC ）
A、增大压强
B、降低温度
C、增大水蒸气浓度 D、增大CO浓度
3、在合成氨反应中，入口气体体 积比 N2:H2:NH3 为6:18:1，出口
气 化率体为体_积_2_比5__为%__9:_2。7:8，则H2的转
？2
给你一个托盘天平，一只墨水瓶和足量的
水，如何测出牛奶的密度？写出实验步骤，并
写出牛奶的计算表达式．
提示
根据
m
V
，只要测出质量m和其对应的体积V就
行．可以分别用水和牛奶将瓶装满，用天平测出它们的质量，
求出水的体积，即是瓶的容积和牛奶的体积．
• 3、一小瓶的质量为78g，装满水时总质量 178g，则这个小瓶的容积是_____cm3。一
2NH3(g) △H ＝-92.2kJ/mol
(2体积)
△S = -198.2J·K-1·mol-1
①可逆反应 ②熵减小的反应 ③正反应气态物质系数减小 ④正反应是放热反应
一、合成氨反应的限度
【交流·研讨】 书P65
请利用化学平衡移动的知识分析 什么条件有利于氨的合成．
NH3%
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
【总结】
【小结·反思】
工业上利用某可逆反应生产产品： 一般要使用催化剂：这样可以大大加快化学
反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益； 选择合适的温度：该温度是催化剂活性最大
的温度； 选择合适的压强：既要考虑化学反应速率和
化学平衡，还要考虑动力、材料、设备等。
• 例题 ：
• 能使合成氨反应进行程度增大的方法 是（ ）
石块放入前水的体积 石块和水的总体积
石块的体积 V V2 V1
二、测固体的密度
如何测固体(如小石块)的密度
• 实验器材：天平、量筒、水、烧杯
实验步骤：
小石块
参照上面的三幅图，请叙述测石块密度的步骤，设计
用天平出记测录出数石据块的的表质格，量写出用密量度筒的表测达出式水。的体
ρ 1. 小将石石块块式密4放.：度入m表量达总筒体中3积，=。. V测。22V出. 2m水- V和1石积块V的1
• 4．一个瓶子最多能装下100g的水，则这个 瓶子可以装下
• A．100g酱油 B．100g汽油 • C．100g酒精 D．100g煤油 • 5．把一金属块放入盛满水的杯中时，从杯
中溢出10g水，则金属块的体积是 • A．10cm3 B．100cm3 • C．5cm3 D．无法判断
化学反应条件的优 ----工业合成氨
ν =κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)
请你根据关系式分析：各物质的浓 度对反应速率有哪些影响？可以采 取哪些措施来提高反应速率？
3、请你根据下表所给的数据分析催化 剂对合成氨反应速率的影响：
催化剂对合成氨反应速率的影响
条件
△E /KJ/mol
k(催)/k(无)
无催化剂 使用Fe催化剂
335 3.4×1012(700k)
11.4 测量物质的密度
测量性实验设计的一般方法
• （1）根据测量的需要选 定相关的物理公式 原 理：
m
V
• （2）由公式中待测的物 理量选定测量的工具
• （3）熟悉测量工具的使 用方法，并能正确进行测 量和读取数据，以及根据 公式进行计算和数据处理
一、量筒的使用
• 用量筒可以直接测出液体的体积。 • 对于形状不规则的固体，因用刻度尺
已知298K时: △H= -92.2KJ·mol-1 △S = -198.2J·K-1·mol-1
请根据正反应的焓变和熵变分析298K下 合成氨反应能否自发进行？
2NH3(g)
298K下合成氨反应的平衡常数 K为４.１×１０６（mol·L-1)-2
合成氨反应的特点：
N2(g)+3H2(g) (1体积) (3体积)
根本无法测出其体积。这时只能用量 筒利用排水法进行测量。具体方法是： 先在量筒中倒入适量的水，读出水面 所对刻度V1，再将被测物体轻放入或 按入水中，读出此时读数V2，V2-V1 即是该固体的体积。
量 筒
量 杯
读数时，视 线应与液面 的凹形底部 相平。若水 银液面是凸 形，读数时， 视线应与液 面的凸形顶 部相平。
实验器材：
石块
玻璃杯、水、硫 酸铜溶液
天平
砝码
细线
量筒
1.测定石块的密度 步骤 （1）将天平放在水平台面上
调节天平平衡。 （2）用天平称出石块的质量． （3）用量筒测出石块的体积．
用量筒测液体的体 积．量筒里的水面是凹 形的，读数时，视线要 跟凹面相平．
量筒的使用：
V1(cm3 )
V2 (cm3 )
2、温度怎么选择？
分析：
①因为正反应方向是放热的反应，所以降低温 度有利于平衡正向移动。
②可是温度越低，反应速率越小，达到平衡所需 要的时间越长，因此温度也不宜太低。
③催化剂要在一定温度下催化活性最大。
综合以上因素:实际生产中温度一般选择在 700K左右（主要考虑催化剂的活性）。
3、用不用催化剂？
• 1．要测出某物体的密度，需要测出它的 ____和____，然后由公式____求出其密 度．质量可以用____测量，液体和形状不 规则的固体体积可以用____或____测量．
• 2．观察量筒或量杯中液体到达的高度时， 视线要跟液面____，如果液面是凹形的， 观察时，要以_______为准．
• 3．测盐水的密度实验时，除了盐水，还需 要的器材有____、____、____，实验中直 接测量的数据是_______、_______、 _______，测量结果是____．