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2018-2019学年人教版必修1 第1章第2节 化学计量在实验中的应用(第1课时) 课件(42张)_图文

第一章
从实验学化学

第二节 化学计量在实验中的应用

[目标] 1.了解物质的量的概念及其与微观粒子数目、质量之 间的关系。(重点)2.了解阿伏加德罗常数的含义。(难点)3.了解气 体摩尔体积的概念,掌握关于气体摩尔体积的简单计算。(重点)4. 理解物质的量浓度的含义,掌握一定物质的量浓度溶液的配制。 (重、难点)5.通过对各概念的学习,体验事物之间是普遍联系的, 内因是决定事物性质的主要因素。

第1课时 物质的量的单位——摩尔

要点整合夯基础 课堂对点达标练

课堂探究破重难 课时作业

一、物质的量及其单位 1.物质的量 国际单位制中 7 个基本物理量之一,它表示含有 一定数目的粒子 的集合体,符号为 n 。 2.物质的量的单位——摩尔 (1)标准:1 mol 粒子集体所含的粒子数与 0.012 kg12C 中 所含的碳原子数相同,约为 6.02×1023 。

(2)符号: mol 。 (3)计量对象: 原子、分子、离子、 原子团、 电子、质子、 中子等所有 微观粒子 。 3.阿伏加德罗常数 把 1 mol 任何粒子的粒子数 叫做阿伏加德罗常数,通常用 6.02×1023 mol-1 表示,符号为 NA 。

4.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)的关系
n=NNA 二、摩尔质量 1.概念:单位 物质的量 的物质所具有的质量。 2.符号及单位:符号为 M ,常用的单位为 g·mol-1 。

3.摩尔质量的特点 当物质的摩尔质量以 g·mol-1 为单位时,在数值上等于该
粒子的相对 原子 质量或相对 分子 质量。 如:Mg 的摩尔质量为 24 g·mol-1 ; NaCl 的摩尔质量为 58.5 g·mol-1 ; H2SO4 的摩尔质量为 98 g·mol-1 ; CO32-的摩尔质量为 60 g·mol-1 。

探究点一 物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量的理 解
一、物质的量及其单位——摩尔 1.物质的量是表示物质所含微粒多少的物理量,是国际单 位制中七个基本物理量之一,物质的量的符号为 n。 注意:(1)这里的粒子是指分子、原子、离子、质子、中子、 电子或这些粒子的特定组合等微观粒子,不能指宏观颗粒。

(2)“物质的量”是一个专用名词,不能拆开。例如,不能 说“氢气的量、硫酸的量”,而应说“氢气的物质的量、硫酸 的物质的量”。
2.摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质含有阿伏加德罗常 数个粒子。摩尔简称摩,符号为 mol。

注意:在使用摩尔表示物质的量时,应该用化学式指明粒 子的种类,而不使用该粒子的中文名称。例如说“1 mol 氧”, 是指 1 mol 氧原子,还是指 1 mol 氧分子,含义不明确。又如说 “1 mol 碳原子”,是指 1 mol 12C,还是指 1 mol 13C,含义也 不明确。粒子集体中可以是原子、分子,也可以是离子、电子 等。正确的表示法为 1 mol F,0.5 mol CO2,1 000 mol CO32-,a mol e-,1.5 mol Na2CO3·10H2O 等。

3.使用摩尔概念时应注意九个区别。 (1) 区 别 物 质 的 量 与 摩 尔 。 错 例 : “ 摩 尔 是 基 本 物 理 量 之 一”;改正:“物质的量是基本物理量之一”。 (2)区别摩尔质量与 1 mol 物质的质量。错例:“硫酸的摩 尔质量是 98 g”;改正:“1 mol 硫酸的质量是 98 g 或硫酸的摩 尔质量是 98 g/mol”。 (3)区别摩尔质量与相对分子质量。错例:“硫酸的相对分 子质量是 98 g”;改正:“硫酸的摩尔质量是 98 g/mol 或硫酸 的相对分子质量是 98”。

(4)区别元素微粒的名称与元素的名称,错例:“2 g 氢含有 2 mol 氢原子”;改正:“2 g 氢气含有 1 mol H2”。或“2 g 氢 气含有 2 mol H”。
(5)区别 6.02×1023 与阿伏加德罗常数。错例:“1 mol 物质 含有指定的微粒恰好是 6.02×1023 个”;改正:“1 mol 物质含 有指定的微粒是阿伏加德罗常数个”。
(6)区别物质的量与摩尔数。错例:“49 g 硫酸的摩尔数是 0.5 mol”;改正:“49 g 硫酸的物质的量是 0.5 mol”。

(7)区别物质的量与量。错例:“4.9 g 硫酸的量是 0.05 mol”;改正:“4.9 g 硫酸的物质的量是 0.05 mol”。
(8)对于具体的物质在使用“摩”这个单位时要区别微粒的 种类。错例:“1 摩硫酸含有阿伏加德罗常数个微粒”;改正: “1 摩硫酸含有阿伏加德罗常数个 H2SO4”。
(9)区别摩尔的概念及其推论。错例:“2 g 甲烷(CH4)含 m 个分子时,1 mol CH4 含 6.02×1023m 个分子”;改正:“2 g 甲 烷(CH4)含 m 个分子时,1 mol CH4 含 8m 个分子???m2 ×16=8m???”。

二、摩尔质量 1.摩尔质量的数值 (1)原子、简单离子的摩尔质量以 g·mol-1 为单位时,在数值 上等于其相对原子质量。如 M(Na)=23 g·mol-1,M(Na+)=23 g·mol-1。 (2)多原子组成的单质或化合物的摩尔质量以 g·mol-1 为单 位时,在数值上等于其相对分子质量。如 M(N2)=28 g·mol-1, M(H2SO4)=98 g·mol-1。

(3)原子团的摩尔质量以 g·mol-1 为单位时,在数值上等于其 式量。如 M(NH+4 )=18 g·mol-1,M(MnO-4 )=119 g·mol-1。
说明:对于给定的某一物质来说,摩尔质量是一个常量, 不随物质的质量多少、物质的量多少而变,也不随物质的聚集 状态的改变而改变。

2.物质的质量、摩尔质量、相对分子质量(或相对原子质量) 的区别与联系

三、阿伏加德罗常数——“三量” (1)基准量:0.012 kg 12C 中所含的碳原子数。 (2)准确量:是一个物理量,用 NA 表示,单位是 mol-1。 (3)近似量:6.02×1023 mol-1。

1.一种微粒的摩尔质量就是 1 mol 该微粒的质量,这种说 法对吗?已知 1 个氧原子的质量为 2.657×10-26 kg,请计算 O2 的摩尔质量为多少?
提示:不对。摩尔质量的单位是 g/mol,物质的质量单位是 g,两者的意义不同。O2 的摩尔质量为 2×2.657×10-26 kg×103 g·kg-1×6.02×1023 mol-1=32 g·mol-1。在数值上与 O2 的相对分 子质量相等。

2.阿伏加德罗常数是一个数吗?有人说,阿伏加德罗常数 就是 6.02×1023 mol-1,这种说法是否正确,为什么?
提示:阿伏加德罗常数不是一个纯数值,而是有单位的, 其单位是 mol-1。
不正确。阿伏加德罗常数有其精确值,即 0.012 kg 12C 中所 含的碳原子数目。实际计算中常采用 6.02×1023 mol-1 这个近似 值。NA 与 6.02×1023 mol-1 的关系,犹如 π 与 3.14 的关系。

3.1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子,对吗? 提示:不对,因为该物质的组成情况不确定,故原子数是 不确定的,如 1 mol O2 和 O3 所含有的氧原子分别是 2 mol、3 mol。 4.2 mol 水的摩尔质量是 1 mol 水的摩尔质量的 2 倍吗? 提示:不是。具体物质的摩尔质量是不变的,与其物质的 量的多少无关。

[例 1-1] 下列说法中正确的是( ) A.1 mol 任何物质都含有 6.02×1023 个原子 B.阿伏加德罗常数就是 1 mol 粒子数的集体,0.012 kg12C 中含有约 6.02×1023 个 12C C.摩尔是一个基本的物理量 D.1 mol 水中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧 [思路分析] 在运用物理量时要正确注明单位,看清粒子的 种类。要明确到底是分子、原子,还是电子等。容易产生的错 误是把摩尔说成是物理量。

[解析] 构成物质的粒子有原子、分子、离子、电子等,物 质不都是由原子构成的,并且物质的构成情况不确定,原子数 不确定,A 项错误;B 选项,碳是由原子构成的,根据规定,1 mol 粒子集体所含的粒子数与 0.012 kg12C 中所含的碳原子数相同, 即为阿伏加德罗常数,阿伏加德罗常数就是 1 mol 粒子数的集 体,近似为 6.02×1023 mol-1,B 项正确;C 项,物质的量是基 本的物理量,摩尔是它的单位,C 项错误;在使用“摩尔”作 为物质的量的单位时,应该指明粒子的种类,选项中表示水的 组成时,应为 1 mol 水中含有 2 mol 氢原子和 1 mol 氧原子,D 项错误。
[答案] B

[针对训练 1-1] 下列有关摩尔质量的描述或应用中,正确 的是( )
A.1 mol OH-的质量为 17 g/mol B.二氧化碳的摩尔质量为 44 g C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量 D.一个钠原子的质量约为6.022×31023 g

解析:A 项中 1 mol OH-的质量为(16+1+me-)g=17 g(由 于 e-的质量很小,可以忽略不计);B 项单位应为 g·mol-1;C 项 没有指出以 g·mol-1 为单位,也没有指出在数值上相等;D 项中 是用 1 mol Na 的质量除以 1 mol Na 的原子数,求得每个钠原子 的质量。
答案:D

[例 1-2] 设 NA 代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确 的是( )
A.含 NA 个 H 的 H2 的物质的量为 1 mol B.NA 个 CO 和 1 mol N2 所含分子数相等 C.NA 个 H2SO4 与 1 mol H3PO4 所含氢原子的个数比为
11
D.0.1 mol C 含 1.2NA 个质子 [思路分析] 解答本题需要注意:(1)1 mol 物质中所含的是 分子数还是原子数;(2)1 个原子中含有的质子数是多少。

[解析] NA个 H 的物质的量为 1 mol,氢分子为双原子分子, 则 H2 的物质的量为 0.5 mol,A 错误;1 个 H2SO4 分子中含有 2 个氢原子,1 个 H3PO4 分子中含有 3 个氢原子,则 NA 个 H2SO4 与 1 mol H3PO4 所含氢原子的个数比为 2 3,C 错误;1 个 C
中含 6 个质子,0.1 mol C 含 0.6NA 个质子,D 错误。 [答案] B

[针对训练 1-2] 下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错 误的是( )
A.32 g O2 所含的原子数目为 NA B.0.5 mol H2O 含有的原子数目为 1.5NA C.1 mol H2O 含有的 H2O 分子数目为 NA D.0.5NA 个氯气分子的物质的量是 0.5 mol

解析:32 g O2 为 1 mol,氧原子数为 2NA,A 错误;0.5 mol H2O 中原子数为 0.5×3×NA,B 正确;1 mol H2O 中含有 H2O 分子数为 NA,C 正确;0.5NA 个 Cl2 分子的物质的量为 0.5 mol, D 正确。
答案:A

探究点二 物质的量、阿伏加德罗常数、物质的质量、微粒数 之间的相关计算

N

÷NA ×NA

(粒子数)

×M

n

÷M

(物质的量)

m (质量)

?????12??求n、NN时、,N概A三念个性量问中题,用已NA知,任数意字两性项问求题第用三项

n=NNA

??6.02×1023mol-1 ???3?NN21=nn12,比较粒子数多少时只判断其n的

??多少即可

???1?m、n、M三个量中,已知任意两项求第三项

n=Mm

???2?由M可求相对原子?分子?质量 ????3?n相同时,mm12=MM12;m相同时,nn12=MM12

???1?N、NA、m、M四个量中,已知任意三项求第

NNA=Mm

?四项 ???2?该等式中一般NA、M为已知,则N与m可

??互求

特别提示:已知物质的质量求其微粒数目或已知物质的微

粒数目求其质量都是先转换成物质的量,再计算微粒数或质量。

1.4.0 g NaOH 的物质的量是多少? 提示:4.0 g NaOH 的物质的量是 4.0 g÷40 g·mol-1=0.1 mol。 2.0.5 mol CO2 分子数是多少? 提示:0.5 mol CO2 分子数是 0.5 mol×6.02×1023 mol-1= 3.01×1023。 3.1.204×1024 个氢原子的质量是多少? 提示:n(H)=NNA=6.012.×20140×231m02o4l-1=2 mol,所以质量 m= 2 mol×1 g·mol-1=2 g。

[例 2] 用 NA 代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 ()
A.0.5 mol Al 与足量盐酸反应生成的 H2 分子数为 NA B.0.2 mol H2O 所含的 H 原子数为 0.2 NA C.0.1 mol CH4 所含的电子数为 NA D.46 g NO2 和 N2O4 的混合物含有的分子数为 NA [思路分析] 阿伏加德罗常数问题是近几年高考的“热 点”问题。正确解答本类题目,要留心“陷阱”,要在认真审 题的基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较,正确解答。

[解析] Al 与盐酸反应时,根据化学方程式可知 2 mol Al 完全反应可生成 3 mol H2,则 0.5 mol Al 完全反应可生成 0.75 mol H2,即 H2 分子数为 0.75 NA,A 错误。1 mol H2O 中含 H 原 子数为 2NA,0.2 mol H2O 中含 H 原子数为 0.4 NA,B 错误。1 mol CH4 含 10 mol 电子,故 0.1 mol CH4 所含电子数为 NA,C 正确。 NO2 和 N2O4 的平均摩尔质量介于 46 g·mol-1 至 92 g·mol-1 之间, 故 46 g 两者的混合物,其物质的量小于 1 mol,D 错误。
[答案] C

[针对训练 2] 12.4 g Na2R 含 Na+ 0.4 mol,则 Na2R 的摩 尔质量为__________,R 的相对原子质量为__________。含 R 的质量为 1.6 g 的 Na2R,其物质的量为__________。

解析:1 mol Na2R 中含有 2 mol Na+,题目中有 Na+ 0.4 mol, 则有 0.2 mol Na2R。运用公式 M=m/n 得,M(Na2R)=mn??NNaa22RR??, 所以 M(Na2R)=mn??NNaa22RR??=01.22.m4 gol=62 g/mol。根据摩尔质量以 g/mol 为单位时,在数值上与物质的相对分子质量相等得: Mr(Na2R)=62,求得 R 的相对原子质量 Mr(R)=62-2×23=16。 最后一问已知 m(R),根据 n=m/M,得 n(R)=0.1 mol,则 n(Na2R) =0.1 mol。
答案:62 g/mol 16 0.1 mol

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