物质的量

第三章 物质的量 第一节 物质的量 一、物质的量（n） 1．含义：物质的量是用来衡量物质所含微粒多少的物理量。 理解此概念时须注意：①物质的量是国际单位制中7个物理量之一，它和“长度”、“质量”、“时间”、“电流”等概念一样，是一个物理量的整体名词。“物质的量”四个字不得简化或增添任何字，更不能按字面意义把物质的量当作表示物质数量或质量多少的量。 ②它计算的是粒子的巨大集体，而不是单个粒子。 ③描述的对象是微观粒子，粒子包括原子、分子、离子、电子、质子、中子等以及上述粒子的组合。 2．物质的量的单位：摩尔（mol） 每一个基本物理量的单位都有它的，如质量单位——千克的标准是国际千克原器（是一个高度和直径均为39mm，用铂依合金制成的圆柱体）。又如1m是光在真空中于1/299792458s时间间隔内所经过的路程。那么摩尔这个单位的标准是什么？ 科学上把0.012千克 （原子核中含有6个质子和6个中子的碳原子）中所含的碳原子数定为1摩尔。如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与0.012千克 中所含有的碳原子数相同，我们就说它的物质的量为1摩尔。1摩尔中究竟有多少个微粒？ 已知一个碳原子的质量为1.993×10-26千克，那么0.012千克 中含有的C原子数为： 6.02×1023个。科学上规定：0.012千克（即12克） 中含有的C原子数目就是1摩尔。也就是说1mol物质所含微粒数约为6.02×1023个。 3．在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与粒子数与0.012千克 中所含有的碳原子数相同，其物质的量为1摩尔。 例如，1molO中约含有个6.02×1023个O原子； 1molH2O中约含有个6.02×1023个H2O分子； 1molH+中约含有个6.02×1023个H+离子。 在使用摩尔时要注意以下几点：①物质的量这个物理量只适用于微观粒子，不能表示宏观粒子。如说1mol稻谷就不行。 ②使用摩尔作单位时，所指粒子必须十分明确，即必须指明所量度的微观粒子的名称，且粒子的种类要用化学式表示，而不能用中文表示。如，1mol氢含多少个氢原子？1mol氢含6.02×1023个氢原子，也有说1mol氢含2×6.02×1023个氢原子。概念就模糊了。因为氢是元素的名称，不是粒子的名称，它不是粒子的符号或化学式。常见微观粒子是原子、分子、离子、质子、中子、原子团或电子等。 ③通过定义这个数值，把许多物理量联系起 4．1mol粒子的数目又叫阿佛加德罗常数，符号为NA，单位为mol-。 1mol任何微粒中所含的微粒数叫做阿佛加德罗常数。用NA表示，其单位为mol-。阿佛加德罗是意大利物理学家，因他对6.02×1023这个数据的测得，有着很大的贡献，故用其名字来表示1mol任何粒子的粒子数，以示纪念。 阿佛加德罗常数近似地等于6.02×1023mol-。 数值上1mol=NA 6.02×1023 ［小结］ ①“摩尔”是单位名称；② “摩尔”是“物质的量”的单位；③每摩尔物质含阿佛加德罗常数个微粒；④ 阿佛加德罗常数的近似值为6.02×1023个。⑤只要物质的量相同的任何物质，所含粒子的数目也相同；所含粒子数目相同的物质，其物质的量也相同。 4．物质的量与阿佛加德罗常数之间的关系 ［计算］ 9.03×1023个H2的物质的量是多少摩尔？ n ＝ ＝1.5(mol) ［结论］ 物质的量、阿佛加德罗常数与粒子数(N)之间存在着以下的关系 n= 小结：物质的量是一个基本物理量，单位为摩尔，它表示含有一定数目的粒子集体，物质的量为1mol的物质中含有阿佛加德罗常数个粒子。 第二课时 ［引言］ 上一节课我们学习了物质的量，知道它是一个基本物理量，单位为摩尔，它表示含有一定数目的粒子集体。1mol微粒所含的微粒数是以0.012千克 中所含的原子数目为标准来进行计算的。我们在初中学过某种原子的相对原子质量的计算，它也是以0.012千克 中所含的原子数目为标准来进行计算的。 假设一原子的质量为m1，碳—12原子的质量为mC，则该原子的相对原子质量A1怎样表示？A1=12m1/mC。若另有一原子的质量为m2，则它的相对原子质量为A2，又该怎样表示？A2=12m2/mC。由此可知A1/A2=m1/m2，即原子的质量比=原子相对原子质量比。 从上一节课我们还知道，1mol粒子的数目又叫做阿佛加德罗常数，其符号为NA，那么，它与物质的量n、粒子总个数N之间的关系是什么？n=N/NA ［新课导入］举起一杯水，让学生来数，是否数得清呢？很显然，在我们的有生之年，是完不成任务的，那么，能否有其他的方法呢？我只要算一下这杯水的质量，就可以很轻易地知道这杯水中所含水分子的个数。而连接水分子粒子与水的质量之间的桥梁，就是我们上节课学过的——物质的量。 微观粒子 一个C原子 一个O原子 一个Fe原子 扩大6.02×1023 扩大6.02×1023 扩大6.02×1023 宏观质量 12g xg yg 相对原子质量 12 16 56 我们把1mol物质的质量叫做摩尔质量。 ［板书］ 二、摩尔质量（M） ［讲述］每种物质的摩尔质量究竟为多少，如何计算？ 1个氢原子的质量=1.674×10-24 1molH的质量=1.674×10-24×6.02×1023=1.01g 1个氧原子的质量=2.657×10-23 1molO的质量=2.657×10-23×6.02×1023=16.0g 1个水分子的质量=2.1674×10-24+2.657×10-23=2.992×10-23 1molH2O的质量=2.992×10-23×6.02×1023=18.0g 同样可以推知，1molO2的质量为32g，1molNa的质量为23g，1molNaCl的质量为58.5g，等等。 对于离子来说，由于电子的质量很小，当原子得到或失去电子变成离子时，电子的质量可以忽略不计。因此，1molNa+的质量为23g，1molSO42-的质量96g。 H的相对原子质量为1，O的为16，H2O的为18，Na的为23。 ［小结］ 通过对上述数据分析，我们不难看出，1mol任何粒子的质量在以克为单位时，数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。也就量说，物质的摩尔质量是该物质的质量与该物质的物质的量之比。因此，摩尔质量有单位，为g/mol或kg/mol。 ［说明］1．摩尔质量是有单位的。 2．摩尔质量在数值上等于该粒子的相对质量。 例如，Na的摩尔质量为23g/mol；NaCl的摩尔质量为58.5g/mol。 由上可知，物质的量（n）、物质的质量（m）和物质的摩尔质量（M）之间存在着下列关系： ［板书］M＝ 当我们知道了上述关系式中的任意两个量时，就可求出另一个量。 例1．216克的镁和216克铝所含的原子个数比为多少？9∶8 例2．71gNa2SO4中含有Na+、SO42-的物质的量各是多少？ ［分析］Na2SO4的电离方程式为：Na2SO4=2Na2++SO42-，从Na2SO4的电离方程式可知，1molNa2SO4可以电离出2molNa+和1molSO42-。我们可以先计算出71g硫酸钠的物质的量，然后再计算出这两种离子的物质的量。 练习：1．1.5molH2SO4的质量是 ，其中含有 molO， molH，其质量分别为 和 。 2．0.01mol某物质的质量为1.08g，此物质的摩尔质量为 。 第 二 节 气 体 摩 尔 体 积 那么，物质的体积与微观粒子之间存在什么关系呢？ ［板书］ 物质 1mol该物质的质量 密度 1mol物质所具有的体积 Fe 56g 7.8 g/cm3 7.2 cm3 Al 27g 2.7 g/cm3 10 cm3 Pb 207g 11.3 g/cm3 18.3 cm3 H2O 18g 1 g/cm3 18 cm3 H2SO4 98g 1.83g/cm3 53.6 cm3 H2 2.016g 0.0899g/L 22.4L O2 32.00g 1.429g/L 22.4L CO2 44.01g 1.977g/L 22.3L 注明：气体的体积是在0℃和101kPa时计算。 ［学生活动］要求学生利用质量、体积、密度关系求出体积。启发学生研究所得的数据，发现规律性。 ［讨论］相同条件下，相同物质的量的不同物质所占的体积为： 固体＜液体，且各不相同。 ［提问］ 为什么有上述规律？ ［讲述］我们知道，物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三个因素。由于1mol任何物质中的粒子数目都是相同的，都约是6.02×1023个。因此，上述计算中，粒子数目相同的情况下，物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。当离子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于构成物质的粒子的大小；而当粒子之间的距离比较大时，物质的体积就主要决定于粒子之间的距离。 1mol不同的固态物质和液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但粒子的大小是不相同的。同时，在固态物质或液态物质中粒子之间的距离又是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小。所以，1mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。 ［过渡］ 那么，1mol气态物质的体积在相同条件下又如何呢？ ［学生活动］计算上述中H2、O2、CO2在0℃、101kPa时的体积。 ［小结］ 标准状况下，1mol三种气体的体积都约是22.4L。而且经过许多实验发现和证实，1mol的任何气体在标准状况下所占的体积都约是22.4L。 ［提问］ 为什么会这样？气体的体积究竟决定于哪些因素？ ［讲述］ 在生活中我们知道，气体的体积比固体和液体的体积更容易被压缩（举例说明）。这说明气体分子之间的距离要比固体和液体中的粒子间的距离大得多。在气体中，分子之间的距离要比分子本身的体积大很多倍，分子可以在较大的空间内运动。在相同条件下，相同质量的气态物质的体积要比它在固态和液态时的体积大1000倍左右。见书P52。 一般来说，气体分子的直径约为0.4nm，而分子之间的距离则约为4nm，即分子之间的距离约是分子直径的10倍。因此，当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体积的大小。所以，在上述条件下1mol气体体积近似相等且约为22.4L。由于我们将1mol物质的质量叫做摩尔质量，所以1mol气体在该条件下的体积叫做气体摩尔体积。 ［板书］ 第二节 气体摩尔体积 一、气体摩尔体积（Vm） 1．定义：在标准状况下，单位物质的量的任何气体所占的体积都约是22.4L，这个体积叫气体摩尔体积。即气体摩尔体积是气体的体积与气体的物质的量之比。可表示为：气体摩尔体积＝ 22.4L/mol 2．决定因素：气体分子间平均距离大小。可通过分析P52加以说明。 ［学生讨论］ 气体分子间的距离对气体的体积起决定作用，这是内因。试问还有哪些因素将影响气体的体积？ ［总结归纳］ 上面计算气体体积时，指明了温度和压强。说明气体的体积要受温度和压强的影响。因此我们在讨论气体体积时，必须指明温度和压强。温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。 理解气体摩尔体积时必须注意以下几点： ① 研究的对象——对任何气态物质而言。对固体和液体不适用。 ② 条件——标准状况即：0℃、1个大气压 一定量的气体的体积只有在同温、同压的条件下，气体分子间的平均距离才近似相等，这时含有相同分子数目的气体才会占有相同的体积。这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况，而不是指外界条件。如“1molH2O在标准状况下的体积为22.4L”是错误的。因为在标准状况下，水处于液态。 ③ 定量——1mol 在同温、同压下，气体的体积与其所含的分子数成正比。1mol任何气体都约含6.02×1023个分子，因而在标准状况下，只有1mol气体的体积才约等于22.4L。 ④ 数值——气体的摩尔质量与该气体在标准状况下的密度之比就是气体摩尔体积。所以在表达概念时，只能说“1mol气体的体积约是22.4L”，而不能说成“1mol气体的体积是22.4L”。 ⑤ 单位——L/mol ［巩固练习］ 判断下列叙述是否正确？并说明理由。 A．标准状况下，1mol任何物质的体积都约为22.4L。 B．1mol气体的体积约为22.4L。 C．1mol氖气和1mol氧气体积相同，所含原子个数也就相同。 D．标准状况下，1mol氧气和氮气混合气（任意比）的体积约为22.4L。 E．22.4L气体所含分子数一定大于11.2气体所含分子数。 F．1mol氢气和1mol水所含的分子数相同，在标准状况下所占体积都约为22.4L （正确：D） ［小结］ 气体摩尔体积的含义，影响因素及其相互关系。 第二课时 ［引言］ 通过上节课的学习我们知道，各种气体在一定温度和压强下，分子间的平均距离是相等的。因此，在一定的温度和压强下，气体体积的大小只随分子数的多少而变化，相同的体积必然含有相同的分子数。我们把这个规律叫做阿佛加德罗定律。 ［板书］ 二、阿佛加德罗定律 1．定义：在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含相同数目的分子（即等物质的量）。 2．阿佛加德罗定律的推论 根据PV＝nRT、n=m/M、p=m/V和阿佛加德罗定律，我们可以做出下面的几个重要推论： ① 同温同压下，同体积的任何物体的质量比等于它们的相对分子质量之比。 ② 同温同压下，任何气体的体积比等于它们的物质的量之比。 ③ 同温同压下，相同质量的任何气体的体积比等于它们的相对分子质量的反比。 ④ 同温同压下，任何气体的密度比等于它们的相对分子质量之比。 ⑤ 恒温恒压下，气体的压强比等于它们的物质的量之比。 ［练习］ 1．1atm下，1摩尔的下列物质的体积不同的是： A．10℃时HCl和水 B．400K时的水和CO2 C．20℃时的氧气与空气 D．常温下的氯气与溴 2．下列说法中，错误的是（ ） A．同温同压下，含有相同分子数的两种气体，占有相同的体积。 B．同温同压下，相同质量的两种任何气体，占有相同的分子数。 C．同温同压下，相同物质的量的两种气体，占有相同的体积。 D．同温同压下，2LO2和N2的混合气体与2LCO2气体，含有相同的分子数。 ［板书］ 三、关于气体摩尔体积的计算 (一)依据 1．准确理解物质的量、摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积等概念。 2．掌握好标准状况下气体体积与气体质量、气体物质的量、气体分子数之间的关系。即需要熟悉几个重要的公式。 n=m/M=V/Vm V=nVm p=m/V M=p×22.4L/mol d=M/22.4（标况密度） 3．掌握阿佛加德罗定律的简单推论 同温、同压：V1/V2=N1/N2=n1/n2 同温、同压：M1/M2=p1/p2=D（相对密度） (二)类型 1．标准状况下气体体积、气体质量、气体物质的量、气体分子数之间的相互换算。例1在标准状况下，2.2gCO2的体积是多少？ 例2．标准状况下，5.6LCO2物质的量是多少？含多少个CO2分子？它的质量是多少克？1个CO2分子的质量是多少克？ 例3．标准状况下，11.2LCO2所含分子数与多少克NH3中所含N原子数相等？ ［总结］例1求体积有两种方法：一是用质量除以密度，二是用物质的量乘气体摩尔体积。 2．求气体的相对分子质量 例4．在标准状况下，测得1.92克某气体的体积为672mL。计算某物质的相对分子质量。 实质上是求1mol该物质的质量，或者是求该物质的摩尔质量。因为它们在数值上相等，仅仅是单位不同而已。因此有两种解法：一是先求物质的量，再计算摩尔质量；二是利用相同温度相同压强下，气体的体积比等于其质量比计算。 3．有关混合气体的计算 ①求混合气体中各组分的量 ②求混合气体中各组分的体积分数及质量分数 ③求混合气体的平均相对分子质量 例5．标准状况下，CO和CO2混合气的质量为30g，体积为17.6L，求CO、CO2的质量和体积各为多少？ 例6．已知空气中N2和O2的体积比为4：1，求空气的平均相对分子质量。 例7．某种水煤气含H2、CO的体积分数都是50%，求其平均摩尔质量。另有一种水煤H2、CO的质量分数都是50%，求其平均摩尔质量。 练习：已知150℃时NH4HCO3完全分解，生成的气态混合物其密度是相同条件下氢气密度的多少倍。 例8．在实验室里使稀盐酸跟锌起反应，在标准状况时生成3.36升氢气，计算需要多少摩尔的HCl和Zn。 第三节 物质的量浓度 第一课时 ［复习提问］①什么叫做溶液？溶液是由什么组成的？ ②什么是溶液中溶质的质量分数？ ③10%NaOH溶液的含义是什么？ 1．一种或几种物质分散到另一种物质里形成均一的、稳定的混合物，叫做溶液。 2．溶质的质量分数= ×100% ［引言］我们在很多场合取用溶液时，一般不是去称它的质量，而是要量取它的体积。同时，物质在发生化学反应时，各物质之间的物质的量的关系要比它们之间的质量关系简单得多。 ［副板书］例如：NaOH + HCl = NaCl + H2O 质量关系 40g 36.5g 58.5g 18g 物质的量关系 1mol 1mol 1mol 1mol 所以，知道一定体积的溶液中含有溶质的物质的量，对于生产和科学实验都是非常重要的计算，也是非常便利的。所以很有必要引入一种新的溶液浓度表示方法 只要我们量取一定体积的溶液，就可知道所取溶液中含有多少摩尔溶质。根据这个设想，人们就找到了物质的量浓度这种新的表示溶液浓度的方法。 ［板书］第三节 物质的量浓度 一、物质的量浓度（CB） 1．定义： 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。（B指溶液中所含的溶质，它不但表示溶液中所含溶质的分子，还可表示溶液中所含溶质电离出的离子。） 2．表达式：CB= 单位：mol/L或mol/m3 3．含义：在1L溶液中含有1mol的溶质，这种溶液中溶质的物质的量浓度即为1mol/L。 例1．将28.4gNa2SO4溶于水配成250mL溶液，计算溶液中溶质的物质的量浓度，并求出溶液中Na+、SO42-的物质的量浓度。（注意解题格式） ［练习］ m(NaOH) NaOH溶液的体积 n(NaOH) C(NaOH) 20g 1L 0.5mol 0.5mol/L 40g 1L 1mol 1mol/L 80g 1L 2mol 2mol/L ［总结］ 1．溶液体积不等于溶剂的体积。溶质用摩表示，而不是质量，也不是摩尔质量。 2．对于一定物质的量浓度的溶液，不论取用它的体积是多少，虽然在不同体积的溶液中，溶质的物质的量不同，但溶液中溶质的物质的量浓度是不变的。 ［计算］1．100克质量分数为10%的NaOH溶液与100克质量分数为10%的Na2CO3溶液中含NaOH与Na2CO3的质量分别是多少？NaOH与Na2CO3的物质的量分别是多少？ 2．1L1mol/L的NaOH溶液与1L1mol/LNa2CO3溶液中含NaOH与Na2CO3的物质的量分别是多少？NaOH与Na2CO3的质量分别是多少？ 3．由以上计算可得出什么结论？ ［总结］ 物质的量浓度与溶质质量分数的区别 物质的量浓度 溶质的质量分数 溶质单位 Mol G 溶液单位 L g 公式 CB＝ w= ×100% 特点 体积相同，物质的量浓度相同的溶液中，所含溶质的物质的量相同，但溶质的质量不同。 质量相同，溶质质量分数相同的溶液中，所含溶质的质量相同，但溶质的物质的量不同 ［课堂练习］ 1．将40gNaOH溶于2L水中配成溶液，其物质的量浓度为05mol/L，这种叙述是否正确？为什么？ 2．从1L3mol/L的NaOH溶液中取出的溶液中溶质的物质的量浓度是多少？ 3．10mL1mol/L的硫酸溶液比100mL1mol/L的硫酸溶液的浓度小。这种说法是否正确？为什么？ ［小结］本节课的重点：物质的量浓度的概念及含义。 第二课时 关于物质的量浓度的计算 ［复习提问］ 1．物质的量浓度的概念。 2．完成下列关系： ［板书］ 溶质的物质 溶质的 溶液 溶液 的量浓度 物质的量 的体积 的质量 三、关于物质的量浓度的计算 1．关于物质的量浓度概念的计算 例1．将23.4gNaCl溶于水中，配成250mL溶液。计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。 分析：物质的量浓度就是单位体积溶液里所含溶质的物质的量。因此，本题可以根据物质的量浓度的概念以及溶质的质量、物质的量和摩尔质量的关系进行计算。先找到NaCl的物质的量，再根据物质的量浓度的概念就计算出来了。 例2．配制500mL0.1mol/LNaOH溶液，需要NaOH的质量是多少？ 分析：可以根据题意先计算出500mL0.1mol/LNaOH溶液中溶质的物质的量，然后再利用NaOH的摩尔质量，计算出所需的NaOH的质量。 ［强调］①解题格式要求规范化 ② 计算过程要求带单位 ［练习］在标准状况下，将V升A气体（摩尔质量为M g/mol）溶于0.1升水中，所得溶液密度为d g/mL，则此溶液的物质的量浓度为多少？（1000Vd/(MV+2240）） 2．溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算 例3．某市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%，密度为1.84g/cm3。计算该市售浓硫酸中溶质的物质的量浓度。 ［讨论分析］ 有如下两种计算方法：一是从物质的量浓度的定义求解。即要计算物质的量浓度，需要先确定一定量体积的溶液；再根据体积、密度及质量分数，求得H2SO4的质量，进而求出H2SO4的物质的量。然后求H2SO4的物质的量浓度。另一种方法是以100g溶液为研究对象，即先计算出100克溶液的体积和所含溶质的物质的量，然后根据物质的量浓度的计算公式求解。 ［练习］ 某浓度的硝酸的物质的量浓度为14mol/L，其密度为1.4g/mL，求此溶液的质量分数。（63%） ［总结］ 质量分数与物质的量浓度之间的换算公式为： ［练习］ 见书例4。（直接用公式计算） 3．一定物质的量浓度溶液的稀释的计算。 ［例4］ 配制250mL1mol/LHCl溶液，需要12mol/LHCl溶液的体积是多少？ ［分析］ 在用水稀释浓溶液时，溶液的体积发生了变化，但溶液中溶质的物质的量不变。即在浓溶液稀释前后，溶液中溶质的物质的量是相等的，由此可建立等式进行计算。 ［总结规律］ 溶液稀释计算的原则：溶液稀释前后，溶质的质量或物质的量不变。 应用公式：c1V1=c2V2 m1A%=m2B% ［练习］ 某温度下22%的NaNO3溶液150mL，加100g水稀释后浓度变为14%，求原溶液的物质的量浓度。（3.0mol/L） 4．在物质的量浓度溶液中溶质微粒数目的计算 同体积、同物质的量浓度的任何溶液，所含溶质的物质的量是相同的，即含溶质的微粒数是相同的。如1L1mol/L的蔗糖溶液含有1mol蔗糖分子，即6.02×1023个蔗糖分子。由此可知，对于在不里不能电离的物质来说，体积相同的同物质的量浓度的溶液都应含有相同的的溶质分子。 但是，对于溶质为离子化合物或在水中能电离的共价化合物来说，情况就比较复杂。例如，氯化钠溶解在水里电离出Na+和Cl-，所以1L1mol/L的氯化钠溶液中含有1molNa+和1molCl-。同样地，1L1mol/L的NaOH溶液中含1molNa+和1molOH-。因此，溶液中离子数目不仅与溶液的浓度、体积有关，还与溶质的构成有关。 ［练习］ 请指出下列各溶液中微粒的数目 1L1mol/LAlCl3溶液、1L1mol/LCH3COOH溶液、1L0.5mol/LH2SO4溶液。 第三课时 配制一定物质的量浓度的溶液 ［复习提问］ 什么是物质的量浓度？在初中，我们学习了配制溶质的质量分数一定的溶液，那时是如何操作的？用了哪些仪器？如何配制100g质量分数为5%的NaCl溶液？ ［总结］步骤：1．计算溶质质量和量取水的体积。2．用天平称量5gNaCl。 3．用量筒量取95毫升水。 4．在烧杯中溶解。 仪器：天平、量筒、烧杯、玻璃棒。 ［设问］那么，如何配制一定物质的量浓度的溶液？你准备从何着手呢？ ［板书］ 二、一定物质的量浓度溶液的配制 1．实验步骤 ［讲述］ 用固体药品配制一定物质的量浓度的溶液，主要是使用天平和一种容时精确的仪器 容量瓶。 ［板书］ 常用容量瓶的规格有：100mL、250mL、500mL、1000mL。 配制500mL0.1mol/LNa2CO3溶液 ［讲述］ 首先需要根据所配制的溶液的物质的量浓度和体积，计算出所需要溶质的质量。然后根据所要配制的溶液的体积，选择合适的容量瓶。选择容量瓶时必须指明规格。 ［计算］ 配制上述溶液需无水Na2CO35.3克。 ［讲述］ 由于上述溶液体积是500毫升，所以必须选500ml的容量瓶。 ［称量］ 用天平称量5.3克碳酸钠固体。（边称边讲述托盘天平的使用原则） ［演示］将称好的无水Na2CO3固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌，然后冷却到室温。 ［设问］ 为什么要将烧杯冷却到室温？ ［讲述］ 容量瓶是一个量器，它的容积是在20℃（室温）下标定的，而绝大多数物质溶解时都会伴随着吸热或放热的发生，引起温度的升降，从而影响溶液的体积，使所配溶液的物质的量浓度不准确。 ［演示］ 将烧杯中的溶液沿玻璃棒小心地注入500mL的容量瓶中。 ［强调］ 玻璃棒要靠在容量瓶刻度线以下。 ［演示］ 用蒸馏水洗涤烧杯2~3次，每次洗涤液都注入容量瓶中。 ［演示］ 然后将蒸馏水慢慢地注入到容量瓶，直到瓶中液面接近刻度1cm~2cm处时，改用胶头滴管滴加水到溶液的凹液面正好与刻度线相切。摇匀。 ［思考］1．为什么要用蒸馏水洗涤烧杯内壁？ 2．为何要将洗涤烧杯后的溶液倒入容量瓶中？ 3．为何要改用胶头滴管滴加水到刻度线？ ［总结］ 1．烧杯内壁如不洗涤或洗涤液不注入容量瓶，会使溶质的物质的量减少，致使浓度偏低。 2．用胶头滴管滴加是为了防止加水过量，超过刻度线，使配得的溶液浓度偏低。 ［学生讨论］ 归纳配制物质的量浓度溶液的步骤。 ［小结］ 计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。 2．实验中所需仪器：天平、量筒、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶、胶头滴管。 3．实验过程中的注意事项 ① 称量易潮解或有腐蚀性的固体溶质必须在干燥洁净的粘烧杯中进行，且要快速称量（防止吸水而潮解）。 ② 凡溶解过程中有剧烈放热或吸热现象的，需冷却到室温才能转移入容量瓶。 ③ 溶液转移后必须对烧杯和玻璃棒进行洗涤，且洗涤液必须注入容量瓶中。 ④ 用胶头滴管加入定容摇匀后，若液面低于刻度线，不得加水。因有极少量溶液在湿润磨口处而损失了，这时瓶内溶液的物质的量浓度恰好为所配制的浓度。若再加水，浓度就变小了。 4．误差分析 ① 称量。② 未冷却就转移（偏大）。③ 未洗涤或洗涤液未注入容量瓶（偏小）。④ 量筒量取液体溶质时，仰视（偏大）。⑤ 洗涤了量筒（偏大）。⑥ 定容时仰视（偏小）。⑦ 定容时俯视（偏大）。⑧ 定容时超过了刻度线（偏小）。 ［讲述］ 我们在实验中配制溶液所用的溶质，不仅仅是固体物质，还常用浓溶液来配制稀溶液。 ［阅读］ 教材P58。 ［提问］ 用浓溶液配制稀溶液时，如何计算溶质的用量？ ［小结］ C（浓溶液）×V（浓溶液）＝C（稀溶液）×V（稀溶液） 第三节 物质的量应用于化学方程式的计算 第一课时 ［复习］复习物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等物理量之间的转换关系。 n=m/M n=V/Vm n=CV n=N/NA n= pVW/M 物质的量是联系各物理量的纽带，是中心环节。 ［导入新课］我们在初中已经学习了物质是由分子、原子或离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的，化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子之间的数目关系，即化学计量数的关系。例如： 2H2 + O2 ＝ 2H2O 化学计量数之比 2 1 2 扩大6.02×1023倍2×6.02×1023 1×6.02×1023 2×6.02×1023 物质的量之比 2 1 2 再如： BaCl2 + 2AgNO2 ＝ 2AgCl↓ + Ba(NO3)2 化学计量数之比 1 2 2 1 扩大6.02×1023倍1×6.02×1023 2×6.02×1023 2×6.02×1023 1×6.02×1023 物质的量之比 1 2 2 1 ［小结］从上述两个例子中，我们可以得出这样的结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比。 ［讲述］因此，将物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度应用于化学方程式进行的计算，会更加方便。 ［板书］例题1：完全中和0.1molNaOH需要H2SO4的物质的量是多少？所需H2SO4的质量是多少？ 分析：根据题意，写出NaOH与H2SO4反应的化学方程式，再利用化学计量数之比等于各物质的量之比，即可求出硫酸的物质的量和质量。 解： 2NaOH + H2SO4 ＝ Na2SO4 + 2H2O 2NaOH + H2SO4 ＝ Na2SO4 + 2H2O 2 1 2 98g 0.1mol n(H2SO4) 0.1mol xg 2/1= 0.1mol/n(H2SO4) 2/0.1=98/x n(H2SO4)=0.05mol x=4.9g 硫酸的摩尔质量为98g/mol，由M=m/n知m=Mn=98g/mol×0.05mol=4.9g 答：完全中和0.1molNaOH需要硫酸0.05mol，所需硫酸质量为4.9克。 例2：将30gMnO2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12mol/L浓盐酸完全反应（杂质不参加反应），计算： 1．参加反应的浓盐酸的体积。 2．生成的Cl2的体积（标准状况）。 ［练习］1．完全中和66mLHCl的质量分数为20%的稀盐酸（密度为1.10g/cm3,）,需NaOH的物质的量是多少？ 2．3.1gNa2O恰好与50mLH2SO4溶液完全反应，该溶液中H2SO4的物质的量是多少？反应后生成Na2SO4的质量是多少？ 3．根据反应：KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2↑+ 3H2O，在标准状况下，若有2.822L氯气生成，则被氧化的HCl是（AC） A．0.21mol B．0.25mol C．7.67g D．9.13g ［小结］1．要弄清化学计量数与物质的量之间的关系。 2．各物理量如何转换成物质的量。 第二课时 ［引入］上一节课我们学习了物质的质量、物质的量通过方程式进行计算，今天我们继续学习摩尔体积（Vm），物质的量浓度（c）等概念应用于化学方程式进行计算。 ［例3］将30gMnO2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12mol/L浓盐酸完全反应（杂质不参加反应）。计算，①参加反应的浓盐酸的体积。②生成的Cl2的体积（标准状况）。 ［分析］该题涉及到物质的量与气体体积的关系和溶质的物质的量与溶液中溶质的物质的量浓度及体积之间的关系。根据题目中所给的已知条件，可先计算出参加反应的MnO2的物质的量，然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比，计算出参加反应的浓盐酸的体积和生成的Cl2的体积。 ［解］第一步先求n(MnO2)＝30g×76.6%÷87g/mol＝0.26mol，根据方程式求出浓盐酸的体积为0.087L。第二步求出产生的Cl2的物质的量，再换算成体积为5.8L。 ［例4］400mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.8LCl2（标况）完全反应，计算：①生成的NaClO的物质的量。②该溶液中NaOH的物质的量浓度。 ［解］n(NaClO)＝0.26mol c(NaOH)＝1.3mol/L ［小结］以上二个例题分别结合了物质的量，物质的量浓度，气体摩尔体积，摩尔质量以及质量分数等概念，所以我们一定要注意它们之间的换算，在此基础上，一定要牢记以纯量代方程，上下单位要一致，左右单位要相当。 ［练习］1．将0.5mol金属钠投入足量水中得溶液A，将0.5mol金属镁投入足量盐酸（与水质量相等）中得溶液B，充分反应后，A和B的质量关系是（ ） A．A＞B B．B＞A C．A＝B D．无法判断 2．某溶液中Cl-、Br-、I-三者物质的量之比为1∶2∶3，要使溶液中Cl-、Br-、I-物质的量之比为3∶2∶1，则通入Cl2的物质的量是原溶液中I-物质的量的（ ） A．1/2 B．1/3 C．1/4 D．1/8 3．在标准状况下，有750mL含有O3的氧气，其中O3若完全分解后体积为780mL，若将此含O3的氧气1L通入KI溶液中，发生如下反应：2KI + O3 + H2O＝ 2KOH+ I2 + O2↑，则析出碘的质量为（ ） A．0.91g B．0.81g C．0.71g D．0.61g ［总结］中学阶段常用的化学计算方法很多，如平均值法、差量法、守恒法、关系式法等等。如：将两种金属的混合物粉末7.5g，投入足量的盐酸中充分反应后，得到标准状况下5.6LH2，以下各组混合物中肯定不能构成上述组合的是（ ） A．Cu和Zn B．Mg和Al C．Al和Zn D．Mg和Al 本题是平均值法，得答案A、D。