高一化学化学计量在实验中的应用.docx
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高一化学化学计量在实验中的应用
高一化学化学计量在实验中的应用
教学内容
知识点一物质的量的单位----摩尔
（一）物质的量及其单位
（1）物质的量的概念物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n。
（2）摩尔
物质的量的单位，作为计量原子、分子、离子、电子等微观粒子的物质的量的单位，可简称为摩，用mol表示。
（3）正确理解物质的量及其单位
①“物质的量”是一个基本物理量，四个字是一个整体，不能拆开理解，也不能写成“物质量”或“物质的质量”，否则就改变了原有的意义。
②概念中的粒子指的是原子、离子、分子、电子等微观粒子，不指宏观粒子。
③物质的量是构建微观粒子和宏观物质联系的桥梁。
④摩尔（或摩）不是物理量，仅是物理量——物质的量的单位，如同“米”是长度的单位一样。
⑤使用摩尔时必须指明微粒的名称和符号或化学式等具体组合，如2molH、1molH2、1.5molH20等，而不能这样表示：
1mol氢（指代不明）
（二）阿伏伽德罗常数
概念：
国际上规定，1mol粒子集体所含有的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023mol-1叫做阿伏伽德罗常数，符号位NA。
注意：
（1）我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体都称为1mol。
（2）1mol任何粒子所含粒子的数目就是阿伏伽德罗常数的值。
（3）我们在计算的时候，NA=6.02×1023mol-1
（4）物质的量（n）、阿伏伽德罗常数与粒子数（N）之间的关系为：
。
思考：
1.5molH2O含有多少个H2O分子？
常温常压下，18gH2O中含有的原子数为3NA。
（）
（三）摩尔质量
（1）概念：
单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为M，单位为g·mol-1
（2）定义式：
摩尔质量（M）=
，即
。
（3）摩尔质量与物质式量的关系:
化学式
式量
摩尔质量
化学式
式量
摩尔质量
数值
单位
数值
单位
数值
单位
数值
单位
H
1
1
1
g·mol-1
Cl-1
35.5
1
35.5
g·mol-1
O
16
1
16
g·mol-1
H2O
18
1
18
g·mol-1
Na
23
1
23
g·mol-1
SO42-
96
1
96
g·mol-1
Na+
23
1
23
g·mol-1
NaCl
58.5
1
58.5
g·mol-1
结论：
任何粒子的摩尔质量，以g·mol-1为单位，数值上等于其化学式的式量。
特别提醒：
对具体的物质来说，摩尔质量是常数，不随物质的量的多少而变化，也不随物质聚集状态的改变而改变。
1、下列对于“摩尔”的理解正确的是（）
A、摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量B、摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol
C、我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔D、1mol氧含6.02×1023个O2
2、下列说法正确的是（）
A、1mol任何物质都含有6.02×1023个原子
B、阿伏伽德罗常数就是1mol粒子数的集体，0.012kg12C中含有约6.02×1023个12C
C、摩尔是一个基本的物理量
D、1mol水中含有2mol氢和1mol氧
3、下列说法正确的是（）
A、摩尔质量就等于物质的式量
B、摩尔质量就是物质式量的6.02×1023倍
C、HNO3的摩尔质量是63g
D、硫酸和磷酸的摩尔质量相等
4、某原子的摩尔质量是Mg•mol-1，则一个该原子的真实质量是（）
A．MgB．1/MgC．M/6.02×1023gD．6.02×1023/Mg
5、若50滴水正好是mmL，则1滴水所含的分子数是（）
A．m×50×18×6.02×1023B．（m/50×18）×6.02×1023
C．（18m/50）×6.02×1023D．（18×50×m）/6.02×1023
6、现有CO、CO2、O3（臭氧）三种气体，它们分别都含有1mol氧原子，则三种气体的物质的量之比为（ ）
A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．3∶2∶1D．6∶3∶2
7、下列有关阿佛加德罗常数（NA）的说法错误的是（）
A.32克O2所含的原子数目为NAB．0.5molH2O含有的原子数目为1.5NA
C．1molH2O含有的H2O分子数目为NAD．0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5mol
8、下列物质中氧原子数目与11.7gNa2O2中氧原子数一定相等的是（）
A．6.72LCOB．6.6gCO2C．8gSO3D．9.6gH2SO4
9、ngO2中有m个O原子，则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为（）
A．32m/nB．16m/nC．n/32mD．n/16m
10、已知1.505×1023个X气体分子的质量为8g，则X气体的摩尔质量是（）
A．16gB．32gC．64g/molD．32g/mol
11、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，这些物质按照不同的比例加以混和、压制，就可以制成铅笔芯。
如果铅笔芯质量的一半成分是石墨，且用铅笔写一个字消耗的质量约为1mg。
那么一个铅笔字含有的碳原子数约为（）
A．2.5×1019个B．2.5×1022个C．5×1019个D．5×1022个
12、某元素一个原子的质量为a克一个12C原子的质量为b克，阿弗加德罗常数为NA，该元素的相对原子质量为？
①12a/b②12b/a③a/NA④aNA
A、①③B、①④C、②③D、②④
二、气体摩尔体积
（一）电解水的实验探究
（1）电解水产生的H2、O2之间的体积比
如右图进行电解水的实验，可得到两种气体的体积比为：
V（H2）:
V（O2）=2：
1
（2）物质的量比与气体体积比的关系
假设电解1.8gH2O，有如下结果：
化学方程式
质量/g
1.80.21.6
物质的量/mol
0.10.10.05
n（H2）:
n（O2）
2：
1
由
（1）得：
V（H2）:
V（O2）
2：
1
（3）结论
①在同温同压下，气体的物质的量比等于体积比；
②在同温同压下，1mol的不同气体，其体积相同。
（二）1mol不同物质的体积比较
（1）根据
计算1mol不同物质的体积
状态
物质
密度
1mol该物质的质量
1mol该物质的体积
结论
气态
O2
1.429g·L-1[0℃、101kPa（标准状况）]
32g
22.4L
相同条件下，1mol气体的体积相同，在标准状况下约为22.4L
H2
0.0899g·L-1[0℃、101kPa（标准状况）]
2.016g
22.4L
固态
Fe
7.86g·㎝-3（20℃）
56g
7.1㎝3
相同条件下，1mol固体的体积不同
Al
2.70g·㎝-3（20℃）
27g
10.0㎝3
液态
H2O
0.998g·㎝-3（20℃）
18g
18.0㎝3
相同条件下，1mol液体的体积不同
H2SO4
1.83g·㎝-3（20℃）
98g
53.6㎝3
（2）1mol不同物质的体积的微观解释
①物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子大小和粒子之间的距离三个因素。
1mol任何物质中的粒子数目都是相同的，即为6.02×1023。
因此，1mol物质的体积大小主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。
②固态或液态物质，粒子之间的距离是非常小的，故1mol固态或液态物质的体积主要取决于粒子的大小。
不同的固态或液态物质的体积是不相同的。
③对于气体来说，粒子之间的距离远大于粒子本身的直径，所以1mol气体的体积主要取决于气体粒子之间的距离。
而在同温同压下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的，1mol任何气体都具有相同的体积。
（三）气体摩尔体积
（1）定义：
单位物质的量的气体所占的体积叫做气体的摩尔体积，符号：
Vm,常用单位：
L/mol（或L·
mol-1）和
（或
）。
（2）公式：
。
（3）影响因素：
Vm受温度、压强的影响，即温度和压强不同时，Vm不同，在0℃、101kPa（标准状况）的条件下，Vm约为22.4L·
mol-1。
特别提醒：
掌握气体摩尔体积这个概念时，一定要注意以下几点：
①气体在不同状况下，气体摩尔体积不同，气体摩尔体积与温度和压强有关。
②气体摩尔体积针对气体而言，可以是单一气体，也可以是混合气体。
如标准状况下水为液体，SO3是固体，所以1mol水、1molSO3的体积在标准状况下不是22.4L。
③气体的体积，与同温同压下气体的粒子数目有关，而与气体分子的种类无关，所以，讨论气体的摩尔体积时必须在一定条件下讨论才有意义。
④在利用气体摩尔体积概念进行化学计算时，必须注意下列几个问题：
a、22.4L是1mol任何气体在标准状况下的体积，因此在非标准状况时不能使用22.4L/mol.
b、只适用于气态物质，对于固态物质和液态物质来讲是不适用的。
标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子（）
常温常压下，22.4LCO2中含有NA个CO2分子。
（）
1、已知
，下列说法中不正确的是（）
A、相同条件下，H2O电解产物H2和O2的物质的量之比为2：
1
B、相同条件下，H2O电解产物H2和O2的质量之比为2:
1
C、相同条件下，1molH2与1molO2的体积相同
D、相同条件下，1molH2与1molO2的质量不相同
2、1mol不同的固体物质，体积大小不相同，主要原因是（）
A、粒子大小不同B、粒子质量不同C、粒子间的平均距离不同D、粒子间的引力不同
3、下列说法正确的是（）
A、同温、同压下，相同质量的气体都占有相同的体积
B、同温、同压下，相同体积的气体都含有相同数目的分子
C、在标准状况下，1mol任何物质的体积均约是22.4L
D、1mol某气体的体积约为22.4L，该气体所处的状况一定是标准状况
4、下列叙述正确的是（）
A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等
B．任何条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等
C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D．相同条件下的一氧化碳气体和氮气，若体积相等，则质量也相等
5、下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）
A．一定温度和压强下，各种气体物质体积的大小由构成气体的分子大小决定
B．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定
C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同
D．气体摩尔体积指1mol任何气体所占的体积约为22.4L
6、在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2的混合气体。
在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的是（）
A、原子数 B、分子数 C、质量 D、密度
7、2molCl2和2molCO2相比较，下列叙述中正确的是（）
A．分子数相等B．原子数相等C．体积相等D．质量相等
8、用NA代表阿伏加德罗常数的值，如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积是（）L
A.22.4bc/aNAB.22.4ab/cNAC.22.4ac/bNAD.22.4b/acNA
9、由CH4和O2组成的混合气体,标准状况下的密度为1g.L-1,则该混合气体中CH4和O2的体积比为（）
A.2:
1B.1:
2C.2:
3D.3:
2
10、在标准状况下,10gCO和CO2的混合气体的体积为6.72L,则此混合气体中CO和CO2的物质的量之比是（）
A．2:
1B．1:
2C．1:
1D．3:
4
11、在标准状况下，若VL甲烷中含有的氢原子个数为n，则阿伏加德罗常数可表示为（）
A．Vn/22.4B．22.4n/VC．Vn/5.6D．5.6n/V
12、氢气和氧气的混合气体在0℃和一定压强下体积为aL,点燃后发生反应,待气体恢复至原来温度和压强时,测得其体积为bL,原混合气体中氢气和氧气的体积各是多少?
（若将温度改为120℃则结果如何?
三、物质的量在化学实验中的应用
（一）物质的量浓度
（1）物质的量浓度的概念
①定义：
以单位体积溶液里所含B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。
②单位：
mol·L-1
③物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积，即
（2）在实验运用时，要注意的问题
①V表示溶液的体积，溶液的体积应根据溶液的质量和密度来求算（
）。
②当气体溶于一定体积的水后，溶液的体积不再是原来水的体积。
③从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变。
但随体积变化，其中溶质的物质的量发生变化。
④带有结晶水的物质作为溶质时，其“物质的量”的计算，用带有结晶水的物质的量的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量即可。
例如：
ag硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）作为溶质，则溶质“物质的量”的求法为：
⑤某些物质溶于水后与水发生反应生成了另一种物质，此时溶质为反应后的生成物，例如：
CaO、Na2O溶于水后溶质分别是Ca（OH）2和NaOH。
例1L1mol·L-1硫酸溶液中含H+数为阿伏伽德罗常数。
（）
（二）物质的量浓度的简单计算
（1）已知一定体积的溶液中溶质的量，计算溶质的物质的量浓度的方法：
①若已知溶质质量
②若已知溶液中某粒子的个数N
（2）一定体积的气体（标准状况）溶于水后形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法
【特别提醒】溶液体积的求法：
假定气体的摩尔质量为Mg·mol-1，VL（标准状况）该气体溶于1L水中所得溶液的密度为
，则溶液的体积
【思考】配制500mL0.1mol·L-1NaCl溶液，需要NaCl的质量是多少？
【特别提醒】计算溶液体系中各微粒的浓度时，要分析物质的化学组成。
例如：
0.2mol·L-1Al2（SO4）3溶液
例常温下，1L0.11mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA（）
1、使用胆矾配制1L0.11mol·L-1的CuSO4溶液，正确的做法是（）
A、将胆矾加热出去结晶水后，称取16g溶于1L水中
B、称取胆矾25g溶于1L水中
C、将25g胆矾溶于少量水，然后将此溶液稀释至1L
D、将16g胆矾溶于少量水，然后将此溶液稀释至1L
2、常温下，在27.5g水中溶解12.5gCuSO4·5H2O，恰好达到饱和，该溶液密度为1.21g·mol-1，
求：
（1）该溶液中阴、阳离子的总物质的量；
（2）该溶液中CuSO4的物质的量浓度。
3、下列溶液氯离子的物质的量浓度与50mL1mol·L-1氯化铝溶液中氯离子的物质的量浓度相等的是（）
A．150mL1mol·L-1氯化钠溶液B．75mL1.5mol·L-1氯化钙溶液
C．150mL3mol·L-1氯化钾溶液D．50mL3mol·L-1氯化镁溶液
4、实验室里需要480ml0.1mol/L的硫酸铜溶液，现选取500mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是
A．称取7.68g硫酸铜，加入500mL水B．称取12.0g胆矾配成500mL溶液
C．称取8.0g硫酸铜，加入500mL水D．称取12.5g胆矾配成500mL溶液
5、若以W1和W2分别表示浓度为amol.L-1和bmol.L-1氨水的质量分数,且知2a=b,则下列推断正确的是（氨水的密度随浓度增大而减小）（）
A．2W1=W2B．W1=2W2C．W12W1
（三）一定物质的量浓度溶液的配制
（1）容量瓶的使用
容量瓶主要用于准确地配制一定浓度的溶液。
它是一种细长颈、梨形的平底玻璃瓶，配有磨口塞。
瓶颈上刻有标线，当瓶内液体在所指定温度下达到标线处时，其体积即为瓶上所注明的容积数。
使用容量瓶配制溶液的方法是：
1、使用前检查瓶塞处是否漏水（新购入清洗后检查）。
具体操作方法是：
在容量瓶内装入半瓶水，塞紧瓶塞，用右手食指顶住瓶塞，另一只手五指托住容量瓶底，将其倒立（瓶口朝下），观察容量瓶是否漏水。
若不漏水，将瓶正立且将瓶塞旋转180°后，再次倒立，检查是否漏水，若两次操作，容量瓶瓶塞周围皆无水漏出，即表明容量瓶不漏水。
经检查不漏水的容量瓶才能使用。
2、把准确称量好的固体溶质放在烧杯中，用少量溶剂溶解。
然后把溶液转移到容量瓶里。
为保证溶质能全部转移到容量瓶中，要用溶剂多次洗涤烧杯，并把洗涤溶液全部转移到容量瓶里。
转移时要用玻璃棒引流。
方法是将玻璃棒一端靠在容量瓶颈内壁上，注意不要让玻璃棒其它部位触及容量瓶口，防止液体流到容量瓶外壁上。
加入适量溶剂后，振摇，进行初混。
3、向容量瓶内加入的液体液面离标线0.5~1厘米左右时，应改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切。
若加水超过刻度线，则需重新配制。
4、盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。
静置后如果发现液面低于刻度线，这是因为容量瓶内极少量溶液在瓶颈处润湿所损耗，所以并不影响所配制溶液的浓度，故不要在瓶内添水，否则，将使所配制的溶液浓度降低。
5、开盖回流：
混合后，小心打开容量瓶盖，让瓶盖与瓶口处的溶液流回瓶内，再盖好瓶盖，再用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。
在处理小体积样品时要此点非常重要。
（2）使用容量瓶时应注意以下几点：
1、容量瓶购入后都要清洗后进行校准，校准合格后才能使用。
2、易溶解且不发热的物质可直接用转入容量瓶中溶解，其他物质基本不能在容量瓶里进行溶质的溶解，应将溶质在烧杯中溶解后转移到容量瓶里。
3、对于水与有机溶剂（如甲醇等）混合后会放热、吸热或发生体积变化的溶液要注意，对于发热的要加入适量溶剂（距瓶刻线约0.5厘米处），放冷至室温再定容至刻度；对于体积发生变化的要加入适量溶剂（不要加至细颈处，以方便振摇），振摇，再加入至距瓶刻线约0.5厘米处，放置一段时间后再定容至刻度。
4、用于洗涤烧杯的溶剂总量不能超过容量瓶的标线。
5、容量瓶不能进行加热。
如果溶质在溶解过程中放热，要待溶液冷却后再进行转移，因为一般的容量瓶是在20℃的温度下标定的，若将温度较高或较低的溶液注入容量瓶，容量瓶则会热胀冷缩，所量体积就会不准确，导致所配制的溶液浓度不准确。
6、容量瓶只能用于配制溶液，不能长时间储存溶液，因为溶液可能会对瓶体进行腐蚀（特别是碱性溶液），从而使容量瓶的精度受到影响。
7、容量瓶用毕应及时洗涤干净。
（3）操作步骤
已配制100ml1.00mol/L的溶液为例
（1）计算
（2）称量
（3）溶解：
在中溶解
（4）移液：
用引流
（5）洗涤：
洗涤次，洗涤液如何处理
（6）定容
（7）摇匀
误差分析
配置步骤
错误操作
n
V
c
计算
计算结果m=5.85g,称5.9g
增大
——
偏大
称量
托盘天平
量筒
砝码生锈（没有脱落）
增大
——
偏大
少量NaCl沾在滤纸上
减小
——
偏小
药品、砝码左右位置颠倒（用到游码）
减小
——
偏小
溶质含杂质
减小
——
偏小
用量筒取液体（溶质）时，仰视读数
增大
——
偏大
用量筒取液体（溶质）是，俯视读数
减小
——
偏小
溶解
溶解前烧杯内有水
——
——
无影响
搅拌时部分液体溅出
减小
——
偏小
转移
溶液未冷
——
减小
偏大
转移时溶液有少量液体流出
减小
——
偏小
洗涤
未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
减小
——
偏小
定容
仰视刻度线
——
增大
偏小
俯视刻度线
——
减小
偏大
超过刻度线，吸出一部分水
减小
——
偏小
摇匀
摇匀后液面下降，补充水
——
增大
偏小
装瓶
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
——
增大
偏小
1、下列有关阿佛加德罗常数（NA）的说法错误的是（）
A．32gO2所含的原子数目为NAB．0.5molH2O含有的原子数目为1.5NA
C．1molH2O含有的H2O分子数目为NAD．0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5mol
2、下列说法正确的是（）
A．摩尔质量就等于物质的式量B．摩尔质量就物质式量的6.02×1023倍
C．HNO3的摩尔质量是63gD．硫酸和磷酸的摩尔质量相等
3、下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是（ ）
A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L
C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4LD．相同物质的量的气体摩尔体积也相同
4、2molCl2和2molCO2相比较，下列叙述中正确的是（）
A．分子数相等B．原子数相等C．体积相等D．质量相等
不定项选择题（有1-2个答案，只有一个正确选项的，多选不给分；有两个正确选项的，选对一个给2分，选错一个该小题不给分。
共10小题，每小题4分，计40分。
）
5、下列物质中氧原子数目与11.7gNa2O2中氧原子数一定相等的是（）
A．6.72LCOB．6.6gCO2C．8gSO3D．9.6gH2SO4
6、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，这些物质按照不同的比例加以混和、压制，就可以制成铅笔芯。
如果铅笔芯质量的一半成分是石墨，且用铅笔写一个字消耗的质量约为1mg。
那么一个铅笔字含有的碳原子数约为
A．2.5×1019个B．2.5×1022个C．5×1019个D．5×1022个
7、有一种气体的质量是14.2g，体积是4.48升（STP），该气体的摩尔质量是（）
A．28.4B．28.4g·mol-1C．71D．71g·mol-1
8、现有mg某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为Mg·mol-1。
若阿伏加德罗常数用NA表示，则：
（1）该气体的物质的量为________mol。
（2）该气体所含原子总数为________个。
（3）该气体在标准状况下的体积为____________L。
（4）该气体溶于1L水中（不考虑反应），其溶液中溶质的质量分数为_______。
（5）该气体溶于水后形成VL溶液，其溶液的物质的量浓度为_____g·mol-1。
1、同温同压下，气体A与氧气的质量比为1∶2，体积比为1∶4，气体A的相对分子质量是（ ）
A．16 B．17 C．44 D．64
2、下列数量的物质中含原子数最多的是（ ）
A．0.4mol氧气 B．标准状况下5.6L二氧化碳
C．4℃时5.4mL水 D．10g氖
3、300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。
现欲配制1mol·L－1NaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为（ ）
A．1∶4 B．1∶5 C．2∶1 D．2∶3
4、同温同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．密度比为16∶11 B．密度比为11∶
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