物质的量讲稿.doc

1、一、物质的量分子、原子、离子等微观粒子都非常小，仅一滴水，就含有大约 1.671021 个水分子，这么小的粒子，我们无法直接计数，这样惊人的数字，如果一个一个去数，一个人用尽毕生的精力恐怕也只能数完其中的一万亿分之一，使用起来极不方便。但在科学实验和实际生产中，人们又经常需要知道一定量的物质究竟含有多少微观粒子，在化学反应中微观粒子是以一定个数比进行反应的，为把微观粒子与宏观的质量、体积等联系起来，在微观粒子与可称量的物质之间架起一座桥梁，引入了用来表示含有一定数目粒子集体的物理量物质的量，与质量、长度、时间等一样， “物质的量”也是一种基本物理量。 （类似古代量器）国际单位制(SI)的七个基

2、本物理量。名称 长度 质量 时间 电流 热力学温度 发光强度 物质的量 代号 l m t I T I n 每个基本物理量的单位都有它的标准，如质量单位 千克的标准是国际千克原器。 “摩尔”的标准是：如果在一定量的粒子集体中所含的粒子数与 0.012kg12C 中所含的碳原子数相同，该粒子的物质的量就是 1mol。由摩尔标准可知，1mol 任何粒子所含有的粒子数相等。科学实验表明，在 0.012kg 12C 中所含有的碳原子约为 6.021023。因此，摩尔这个物质的量的单位与其所含有的粒子数目之间的关系，常可表述为：1molO 中约含有 6.021023 个O；1mol H2O 中约含有 6.

3、021023 个 H2O，即 1mol 任何粒子的粒子数都约为 6.021023 个。二、摩尔1.物质的量的单位2.符号是 mol。3.使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类。例如：1molH 表示 mol 氢原子，1mol H2 表示 1mol 氢分子（氢气） ，1mol H+表示 1mol 氢离子，但如果说“1mol 氢”就违反了使用标准，因为氢是元素名称，不是微粒名称，也不是微粒的符号或化学式。 摩尔的标准是什么？为什么采用这样的标准呢？ 提示：摩尔的标准是：如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与 0.012kg12C 所含有的碳原子数相同，该粒子的物质的量就是 1mol。

4、而元素相对原子质量的定义，是以 12C 原子的实际质量的 1/12 作为规定标准，由于两个标准的统一性，就将绝对质量和相对质量统一起来，从而将可称量的宏观物质与微观粒子的数目联系起来三、摩尔质量与化学式量( 相对原子质量、相对分子质量) 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是 gmol1n(mol) m(g)M(gmol 1) NNA(mol 1)【例 1】 下列关于物质的量的叙述中，错误的是( )A 1mol 任何物质中都含有 6.021023 个分子B0.012kg 12C 中约含有 6.021023 个碳原子C1mol H2O 中含有 2mol 氢和 1mol 氧D1mol N

5、e 约含有 6.021024 个电子 【例 2】 下列关于阿伏加德罗常数的说法不正确的是( )A 6.021023 就是阿伏加德罗常数B0.012kg 12C 含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数C含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是 1molD1molNH 3 所含原子数约是 2.4081024【例 3】下列各组物质中氧原子的物质的量相同的是( )A 0.3mol O2 和 0.3mol H2OB0.1mol H2SO4 和 3.6g H2OC0.1mol MgSO47H2O 和 0.1mol C12H22O11(蔗糖)D6.0210 23 个 CO2 与 0.1mol KMnO4【例 4】 下

6、列说法正确的是( )A硫酸的摩尔质量是 98gB18g 水中含有 1mol 水CO 2 的摩尔质量(单位是 gmol1 )在数值上等于其相对分子质量D1 mol CO 的质量为 28gmol1 【例 5】 设一个 12C 原子的质量为 ag，一个 R 原子的质量为 bg，阿伏加德罗常数为 NA，则 R 的相对原子质量可以表示为( )A 12a/b B12b /a CbN A DaN A 【例 6】23.75g 某二价金属的氯化物(MCl 2)中含有 3.011023 个 Cl ，则 MCl2 的摩尔质量是_。MCl 2 的相对分子质量是_，M 的相对原子质量是_。【例 7】若 amol H2S

7、O4 含有 b 个氧原子，则 NA 用 ab 表示为_。【答案】 【例 1】AC 【例 2】A 【例 3】C 【例 4】C 【例 5】BC 【例 6】 95g/mol 95 24 【例 7】b/4a四、气体摩尔体积1决定物质体积大小的因素有哪些？为何在相同的条件(指温度和压强) 下，粒子数相同气体的体积近似相等而固体、液体却不相等？有三个因素：物质粒子数多少；粒子大小；粒子间距。对气态物质而言，分子间距远大于分子直径大小，故气体体积的大小只决定于分子数的多少和分子间距两个因素。在相同温度和压强时，气体分子之间的平均距离是相同的，因而在分子数相同的条件下，体积也是相同的。而固体和液体物质，其粒子

8、之间距离非常小，可认为是相同的；在粒子数相同的条件下，体积只决定于粒子的大小了，而构成不同固体和液体物质的粒子大小是不同的，所以其体积是不同的。这也是气体摩尔体积相同的原因。2.与单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量相似，单位物质的量的任何气体(纯净物或混合物)所占的体积叫气体摩尔体积，用 Vm 表示。与摩尔质量的单位 gmol1 相似，气体摩尔体积的单位是 Lmol1 或 m3mol1 。与摩尔质量的表达式 M 相似，气体摩尔体mn积的数学表达式为 Vm 。V m气体摩尔体积，V气体体积，n气体的物质的量。Vn注意：气体摩尔体积与 1mol 气体的体积在数值上相同，但二者单位不同，表示的

9、意义不同。3.气体摩尔体积的数值不是固定不变的。由于气体的体积受温度和压强的影响，当二者发生变化时，气体摩尔体积的大小也发生变化。如在标准状况下(温度为 0，压强为 101kPa的状况叫标准状况) ，V m22.4Lmol1 ；在 25，101kPa 的条件下，V m24.8Lmol1 。4.在学习的过程中，我们应用较多的是标准状况下的气体摩尔体积。对于标准状况下Vm22.4Lmol1 应注意以下几点：1mol 气体在标准状况下的体积约为 22.4L，但 1mol 气体的体积为 22.4L 时的状况不一定是标准状况； 适用范围：仅对气体而言，固体、液体的体积计算不能用 22.4Lmol1 ；一

10、般使用 22.4Lmol1 是在标准状况下，非标准状况下的气体摩尔体积在计算时基本不用；1mol 气体的体积在标准状况下约为 22.4L，是个约数，不是个准确数。5 标准状况下体积与物质的量、气体质量与微粒数之间的关系：n(mol) m(g)M(gmol 1) NNA(mol 1)= = = =气 体V(L)Vm(Lmol 1)= = = = =标 况 气 体 V(L)22.4(Lmol 1)注：气体摩尔体积计算中常用的公式(1)标准状况下求气体体积：Vn22.4 Lmol1 。(2)mV 适用于任何种类的物质的质量、密度、体积间的换算。(3)M22.4 Lmol1 该式是(2)的特例，适用于

11、标准状况下任意种类的气体的摩尔质量、密度间的换算。6在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子(阿伏加德罗定律) 。由这一结论，你还能推出哪些结论？ 提示：(1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，等于粒子数之比。(2)在同温度、同体积的条件下，气体的压强之比等于其分子数之比，等于其物质的量之比。(3)在同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比用公式表示分别是：同温同压下， ；V1V2 NN2 n1n2在同温度、同体积的条件下， ；P1P2 N1N2 n1n2同温同压下， 12 M1M2【例 1】 下列说法正确的是( )A 32g O2 占有的体积约为 22.4L

12、B22.4L N2 含有阿伏加德罗常数个氮分子C在标准状况下，22.4L 水的质量约为 18gD22g 二氧化碳与标准状况下 11.2L HCl 含有相同的分子数【例 2】用 NA 表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是( )A标准状况下，22.4L H2O 含有的分子数为 NA B常温常压下，1.06g Na2CO3 含有的 Na 离子数为 0.02NA C通常状况下，N A 个 CO2 分子占有的体积为 22.4LD物质的量浓度为 0.5mol/L 的 MgCl2 溶液中，含有 Cl 个数为 NA【例 3】 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 (式中

13、NA 为阿伏加德罗常数)( )A. L B. L22.4bcaNA 22.4abcNAC. L D. L22.4acbNA 22.4bacNA【例 4】 同温、同压下，某容器充满 O2 重 116g，充满 CO2 重 122g，现充满某气体重114g，则该气体的相对分子质量为( )A 28 B60C32 D44【例 5】关于同温同压下等体积的 CO2 和 CO 的叙述：质量相等；密度相等；所含分子数相等；所含碳原子数相等。其中正确的是( )A B C D【例 6】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体积比 1 11 B体积比 11 16C密度之比 1 1

14、 D氧原子数之比 1 1【例 7】11g CO2 在标准状况下的体积是_，温度不变，压强变为 202kPa，所含的分子数为_；同温同压下，同体积的 NH3 和 H2S 气体的物质的量之比是 _；同温同压下，同质量的 NH3 和 H2S 气体的体积比是_；同质量的 O2 和 O3 气体中所含氧原子个数比是_；若 NH3 和 H2S 所含氢原子个数相等，则它们的物质的量之比是_。【例 8】(1)2 mol O3 和 3 mol O2 的质量之比_，分子数之比_，同温同压的密度之比_，含氧原子数之比_，体积之比_。(2)O3 与 Cl2 具有相似的性质，均可用于自来水的消毒。已知二者在消毒时均被还原

15、为最低价态，则相同状态下 10 L O3 与_L Cl2 的消毒能力相当。(3)气体化合物 A 分子式可表示为 OxFy，已知同温同压下 10 mL A 受热分解生成 15 mL O2 和10 mL F2，则 A 的化学式为_，推断的依据为_。【答案】例 1-例 6 D， B， A， A，C，B 例 7 5.6L 1.50510 23 1:1 2:1 1:1 2:3 例 8 (1)11 23 32 11 2 3 (2)30 (3)O 3F2 阿伏加德罗定律和质量守恒定律 五平均摩尔质量及其求法(1)平均摩尔质量( )假设混合气体为 1mol，组成 1mol 混合气体的每一种气体的摩尔质量与其所

16、占体积分数的乘积之和，就是混合气体的平均摩尔质量及 1mol 混合气体的质量，以 g/mol 为单位。平均摩尔质量不仅适用于气体，对固体和液体也同样适用，常用于混合物的计算。(2)平均摩尔质量的求算方法 已知混合物质的总质量m(混)和总物质的量n( 混)，则：(混)Mm(混 )n(混 )已知标准状况下混合气体的密度( 混) ，则：(混)22.4L/mol(混)M已知同温、同压下混合气体的密度( 混) 是一种简单气体 A 的密度(A) 的倍数 D(常叫相对密度)，则：D ，即 (混) DM(A)(混 )(A) M(混 )M(A) M已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数

17、(对气体)，则：(混)M aA%M bB%M cC%M【例 1】 某混合气体只含有氧气和甲烷,在标准状况下,该气体的密度为 1.00g/l 求该气体中氧气和甲烷的体积比? 解：先求出混合气体的平均摩尔质量： M1.00g/L22.4L/mol22.4g/mol再由平均摩尔质量计算: 32x16(1-x)=22.4 x=0.4所以氧气与甲烷的体积比为: 0.4(1-0.4)=23溶液中溶质的质量分数表示溶质质量与溶液质量之比。利用这种表示溶液组成的方法，可以了解和计算一定质量的溶液中所含的溶质的质量。在用溶液中的溶质的质量分数表示溶液的组成时，没有涉及溶液的体积，配制方法也比较简单。但这种表示方

18、法在计算时很不方便。为了方便计算，通常用一种体积浓度来表示溶液的浓度，这就是物质的量浓度。1如何认识容量瓶？ 提示：配制一定物质的量浓度的溶液，所用的专用仪器容量瓶的使用要注意以下几点：(1)只用于配制溶液，不能用作反应容器。(2)溶液注入容量瓶前需恢复到常温。因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热，而容量瓶必须在常温下使用。(3)用容量瓶不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。这是因为容量瓶的规格是固定的，常用的有 50mL、100mL、250mL 、500mL、1000mL 等规格，配制溶液时可据所需溶液的体积选择合适的容量瓶。(4)使用前，除洗涤外，还应检验容量瓶是否漏液。(5)向容

19、量瓶注入液体时，应沿玻璃棒注入，以防液体流出而造成损失。(6)容量瓶上只有 1 个刻度线，读数时要使视线与容量瓶刻度线和瓶内凹液面的最低处相切。2配制一定物质的量浓度溶液的误差如何分析？ 提示：由 cn/V 可知，误差来源的根本原因是：物质的量或溶液体积产生误差，若 n 偏大或 V 偏小，则 c 偏大；若 n 偏小或 V 偏大，则 c 偏小。(1)若被称量的物体错放在托盘天平的右盘上，n 可能偏小，使 c 偏小，因为 m(左)m(右)m(游)。(2)转移过程中有少量溶液或洗涤液洒在容量瓶外，则 n 偏小，而使 c 偏小。(3)未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗涤液未转移入容量瓶，配出的溶液浓度偏低

20、，因为 n小了。(4)用量筒取出浓溶液的体积时，仰视刻度，n 偏大，使 c 偏大。(5)定容时仰视刻度，则 V 偏大，使 c 偏小。定容时俯视刻度，则 V 偏小，使 c 偏大。(6)除洗涤烧杯和玻璃棒外，还洗涤了量筒(或移液管) ，则浓度偏大。因为量筒(或移液管)在标定刻度时，没有把附在器壁上的残留液计算在内，用水洗涤，反而使所需溶质的物质的量偏大，造成浓度偏大。(7)若容量瓶使用前有少量蒸馏水，则无影响。(8)若容量瓶使用前用标准液润洗，则 n 偏大，而使 c 偏大。(9)未等溶液冷却就定容，浓度偏大。因为配制的溶液在容量瓶中冷却后实际体积偏小。(10)定容后倒转容量瓶几次，发现凹面最低点低

21、于刻度线，再补水至刻度线，浓度偏小，因为倒转过程中，使少量溶液残留在瓶颈和瓶塞内壁，补加水，反而使体积增大。(11)配制 NaOH 溶液，称量 NaOH 固体时在托盘上垫纸或直接称量，会使浓度偏小，因NaOH 会潮解，称取的 NaOH 质量少于所需质量。(12)定容时滴水超过了刻度线，后用滴管吸出达刻度线，浓度偏小，因为溶质减少了。 1物质的量浓度的概念 以单位体积溶液里所含溶质 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。该“体积”是指溶液的体积。在概念中，单位体积所表示的体积是 1L，B 表示的是各种溶质。物质的量浓度的表示符号为 cB。2物质的量浓度的数学表达式 C

22、B ，式中 nB 的意义是溶质 B 的物质的量，其单位是nBVmol/L 或 molL1 。数学表达式中的三个量，知道其中两个量可以求第三个量，可表示为 nBC BV，V 。nBCB温馨提示：体积是指溶液的体积，而不是溶剂的体积； 溶质 B 可表示各溶质，如 H2SO4、NH 3，也可以是 H 、 OH 等； 溶质的量不是用质量，而是用物质的量来表示； 从一定的物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变；若体积不同，所含溶质的物质的量也不同； 物质的量浓度与质量分数之间的区别和联系5溶液稀释的计算向一定浓度和体积的某溶液中加入水后，溶液的浓度变小，溶液的体积增大，但溶液中溶质的质量

23、或溶质的物质的量不变。所以，有下列关系式 (浓溶液) V(浓溶液)w( 浓)( 稀溶液)V(稀溶液) w(稀) c(浓溶液)V(浓溶液)c( 稀溶液)V(稀溶液)【例 1】 下列说法中正确的是( C )A 1L 水中溶解了 58.5g NaCl，该溶液的物质的量浓度为 1mol/LB从 1L 2mol/L 的 H2SO4 溶液中取出 0.5L，该溶液的浓度为 1mol/LC配制 500mL 0.5molL1 的 CuSO4 溶液，需 62.5g 胆矾D中和 100ml 1mol/L 的 H2SO4 溶液，需 NaOH 4g【例 2】 标准状况下，将 350 体积 HCl 气体溶于 1 体积水中

24、，所得溶液的密度为1.18gmL1 。求此溶液中 HCl 的质量分数和物质的量浓度。 【解析】 HCl 的质量分数为100%36.3%，35022.436.535022.436.5 1000HCl 的物质的量浓度为1000mLL 11.18gmL 136.3%36.5gmol 111.7molL 1 。另一方面如果能够熟练应用 c 进行运算，会更快捷。1000w%M关于 1molL1 K2SO4 溶液的下列说法正确的是( C )A溶液中含有 1mol K2SO4 B可由 1mol K2SO4 溶于 1L 水得到C溶液中 c(K )2molL 1 D1L 溶液中含 2mol K ，2mol SO

25、 现有 mg 某气体，它由四原子分子构成，它的摩尔质量为 Mgmol1 。则：(1)该气体的物质的量为_mol。(2)该气体中所含的原子总数为_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_molL 1 。【答案】 (1) (2) (3)mM 2.4081024mM 22.4mM(4) 100% (5)mm 1000 mMV温馨提示：定容的目标是容量瓶的容积，相关主要方法是以平视式、以容量瓶的刻度线为目标、观察液面与刻度的位置关系，标准是液面的最低点与刻度线齐平时，

26、液体体积恰好等于容量瓶的容积。 仰视、俯视刻度线对浓度大小的影响(见下图) ：(1)仰视刻度线( 图 1)。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看到的是刻度线，刻度线低于液面的实际刻度，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，结果浓度偏低。(2)俯视刻度线( 图 2)。恰好相反，刻度线高于液面的实际读数，使得加水量偏小，结果浓度偏高。因变量 能引起误差的操作( 以配制 0.1molL1 NaOH 溶液为例) n V c(molL1 ) 称量前小烧杯内有水 无影响 称量时间过长 减小 偏小 用滤纸称 NaOH 减少 偏小 向容量瓶中注液时有少量流出 减小 偏小 未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 偏小

27、 定容时水加多了，用滴管吸出 减小 偏小 定容摇匀时液面下降再加水 增大 偏小 定容后经振荡、摇匀、静置，液面下降 无影响 定容时俯视刻度线 减小 偏大 定容时仰视刻度线 增大 偏小 某实验需要 470mL 0.4molL1 的 NaOH 溶液，配制该溶液时，用托盘天平称取 NaOH 固体的质量( A )A等于 8.0g B等于 8.00gC等于 8g D等于 2.0g有下列化学仪器：托盘天平；玻璃棒；药匙；烧杯；量筒；容量瓶；胶头滴管；细口试剂瓶；标签纸。(1)现需要配制 500mL 1mol/L 硫酸溶液，需用质量分数为 98%、密度为 1.84g/cm3 的浓硫酸_mL。(2)上述仪器按

28、实验中使用的先后顺序，其编号顺序是_。(3)容量瓶使用前检验漏水的方法是_。(4)若实验遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响_。(填写“偏高”“偏低”或“不变”)用以稀释浓硫酸的烧杯未洗涤：_。未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中：_。摇匀后发现液面低于刻度线再加水：_。容量瓶中原有少量蒸馏水：_。定容时俯视液面：_。【答案】 (1)27.2 (2) (3)往容量瓶内加适量水，塞好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手托住瓶底，把容量瓶倒立过来，如不漏水，把瓶塞旋转 180后塞紧，再把瓶倒立过来，若不漏水，才能使用 (4)偏低；偏高；偏低；不变；偏高4注意以下几点(1)概念中的体积是_的体积而不

29、是_的体积。(2)溶质的量是用物质的量来表示的，而不能用物质的质量来表示。(3)以带有结晶水的物质作溶质，在确定溶质的物质的量时，结晶水合物的质量除以结晶水合物的摩尔质量。(4)溶质是溶液中的溶质，可以指化合物，也可以指离子或其他特定组合的物质。(5)一些物质在溶于水时，溶质发生了变化，如：Na、Na 2O、Na 2O2 的水溶液，溶质为_，SO 3 溶于水后溶质为_。(6)同一溶液，其浓度大小和体积的大小无关，从中取出多少浓度均不变。溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度间的换算。c (c 为溶质的物质的量浓度 molL1 ， 溶液密度 gcm3 ，w 为溶质的质量分数，1 000wMM 为溶质的摩尔质量)，此公式可按溶液体积为 1 L 进行推导，推导过程可用右图表示：由 V(溶液)作为起点逆时针推：c nV 1 000VwMV 1 000 wM2误差分析分析依据 c ，以配制 NaOH 溶液为例，在进行误差分析时，根据实验操作弄清是nV mMV“m”还是“V” 引起的误差，再分析：因 变 量 c/molL1 能引起误差的一些操作 m V 偏低