第二节化学计量在实验中的应用 考纲要求 理解原子量(相对原子质量),分子量(相对分子质量)的涵义。 2、掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。理解阿佛加德罗常数的涵义。 掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目,气体体积(标准状况下)之间的相互关系 3、掌握有关原子量、分子量,有关物质的量,有关气体摩尔体积,有关物质溶解度,有关溶液浓度(质 量分数和物质的量浓度的计算 、摩尔 物质的量 我们知道,物质都是由分子、原子、离子等微观粒子组成的。这些微粒非常小,质量很轻,难于称量。但 是物质之间的反应,既是按照一定的微粒个数进行,又是以可称量的物质来进行反应的。这就需要一个物 理量把微粒的多少与可称量的物质的质量联系起来,这个物理量就是“物质的量”,为了帮助同学尽快理 解掌握这一概念,分析如下几点 (1)物质的量是国际单位制中七个基本物理量之 七个基本物理量的名称、单位(SI单位)及单位符号 物理量单位名称 单位符号 长度 米 秒 安[培 热力学温度 开[尔文] 物质的量 摩[尔] 发光强度 坎[德拉] (2)“物质的量”是表示物质所含微粒多少的物理量。如同长度、质量等物理量一样,“物质的量” 这四个字不得简化,也不得增添任何字,不能多一个字,也不能少一个字,更不能把它当作表示物质数量 或质量多少的量。它是表示微观粒子集体的一个物理量 2、摩尔 (1)摩尔的概念 摩尔是物质的量的单位。同其它物理量都有度量各自的单位一样,“物质的量”也有计量单位。正如 米是长度的单位一样,摩尔是物质的量的单位。 摩尔可简称为“摩”,其符号是“mol”。 (2)摩尔的确定 按规定,科学上应用0.012kg(即12g)碳-12(指原子核内含6个质子和6个中子的一种碳原子 通常表示为12C或1C)所含碳原子数目就是1摩尔。也就是说,摩尔这个单位是以0012kg12C所含的原 子个数为标准,来衡量其它物质中所含微粒数目的多少 (3)阿佛加德罗常数 0.012kg"C中所含有的碳原子数就是阿佛加德罗常数,常用NA表示 阿佛加德罗常数是一个非常庞大的数值,现在已经由实验测得相当精确的数值,在使用时常取其近似 值为6.02×1023。例如2molH2约含2×602×1023个H2分子。1204×1023个O2分子约是2mol 阿佛加德罗常数的单位是mol-1或/mol 每摩尔物质含阿佛加德罗常数个微粒。 物质的量是以阿佛加德罗常数为计数单位,表示物质的基本微粒数目多少的物理量。 (4)使用摩尔时的注意事项 ①摩尔只能用于微观粒子,如分子、原子、离子、中子、质子、电子等:而不能用于宏观物质,如不
第二节 化学计量在实验中的应用 一、考纲要求 1、理解原子量(相对原子质量)，分子量(相对分子质量)的涵义。 2、掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。理解阿佛加德罗常数的涵义。 掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目，气体体积(标准状况下)之间的相互关系。 3、掌握有关原子量、分子量，有关物质的量，有关气体摩尔体积，有关物质溶解度，有关溶液浓度(质 量分数和物质的量浓度)的计算。 一、摩尔： 1、物质的量 我们知道，物质都是由分子、原子、离子等微观粒子组成的。这些微粒非常小，质量很轻，难于称量。但 是物质之间的反应，既是按照一定的微粒个数进行，又是以可称量的物质来进行反应的。这就需要一个物 理量把微粒的多少与可称量的物质的质量联系起来，这个物理量就是“物质的量”，为了帮助同学尽快理 解掌握这一概念，分析如下几点： (1)物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。 七个基本物理量的名称、单位（SI 单位）及单位符号 物 理 量 单位名称 单位符号 长 度 米 m 质 量 千克 kg 时 间 秒 S 电 流 安[培] A 热力学温度 开[尔文] K 物质的量 摩[尔] mol 发光强度 坎[德拉] cd （2）“物质的量”是表示物质所含微粒多少的物理量。如同长度、质量等物理量一样，“物质的量” 这四个字不得简化，也不得增添任何字，不能多一个字，也不能少一个字，更不能把它当作表示物质数量 或质量多少的量。它是表示微观粒子集体的一个物理量。 2、摩尔 （1）摩尔的概念 摩尔是物质的量的单位。同其它物理量都有度量各自的单位一样，“物质的量”也有计量单位。正如 米是长度的单位一样，摩尔是物质的量的单位。 摩尔可简称为“摩”，其符号是“mol”。 （2）摩尔的确定 按规定，科学上应用 0.012kg（即 12g）碳−12 （指原子核内含 6 个质子和 6 个中子的一种碳原子， 通常表示为 12C 或 6 12 C）所含碳原子数目就是 1 摩尔。也就是说，摩尔这个单位是以 0.012kg12C 所含的原 子个数为标准，来衡量其它物质中所含微粒数目的多少。 （3）阿佛加德罗常数 0.012kg12C 中所含有的碳原子数就是阿佛加德罗常数，常用 NA 表示。 阿佛加德罗常数是一个非常庞大的数值，现在已经由实验测得相当精确的数值，在使用时常取其近似 值为 6.02×1023。例如 2mol H2 约含 2×6.02×1023 个 H2 分子。12.04×1023 个 O2 分子约是 2mol。 阿佛加德罗常数的单位是 mol－1 或/mol。 每摩尔物质含阿佛加德罗常数个微粒。 物质的量是以阿佛加德罗常数为计数单位，表示物质的基本微粒数目多少的物理量。 （4）使用摩尔时的注意事项 ①摩尔只能用于微观粒子，如分子、原子、离子、中子、质子、电子等；而不能用于宏观物质，如不
能说lmol苹果、lmol小米等 ②使用摩尔时,必须指明量度的微观粒子的名称或化学式。通常将微粒的名称或化学式或微粒符号写 在“摩尔”或“mol”的后面,如:lmo氢分子或写成 Imol h2;1mo氢原子或写成1molH:lmol钠离子 或写成1 mol Nat;lmol电子或写成 1mol e等。但不能说“lmol氢”,因为这里的氢究竟是指氢原子还是 氢分子,很不明确:一般只说氢时常指氢元素,然而元素属于宏观概念,只有种类之分,不讲个数,所以 “lmol氢”这种说法或写法都是错误的, 3、摩尔质量 (1)摩尔质量的含义 摩尔物质的质量叫该物质的摩尔质量。摩尔质量的单位是克摩,符号是gmol或写成g·mor 数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量 NA个某种微粒的总质量为摩尔质量。由于组成物质的微粒大小、质量不一样,故1mol任何物质的质 量也是不相同的。任何原子、分子或离子的摩尔质量,当单位为g/mol时,其数值上等于其原子量、分子 量或离子式量。 物质的摩尔质量与物质的量、相对原子质量(相对分子质量)的关系如下表实例: 1个微粒真实物质的所含微粒摩尔质量 微粒符号相对原子质量 质量(g) 量(mol)数(个) (g·mol) 1.993×10-23 1 6.02×102 12 F 5.32×10-23 6.02×1023 H20 2.99×10-23 6.02×102 HySON 1.63×10-2 6.02×1023 OH 17 2.82×10 111111 6.02×1023 17 注意,摩尔质量的单位是gmol;原子量、分子量、式量都是相对比值,没有单位;1mol物质的质量 单位是g。三者的意义不同、单位不同、仅数值上相同 (2)二个关系式 ①物质的量(mol)= 物质的质量(g) ②物质的量(mol 物质的微粒数(个 摩尔质量(g/mo) 佛加德罗常数(个/mo) 上面二个关系式中各种量之间的关系,也可归纳如下 摩尔质量 物质的质量(B)摩尔质量 物质的量m)=微粒数 ③化学方程式中的化学计量数之比,等于各物质的微粒数之比,也等于各物质反应时物质的量之比。 SO2+2H2S=3S↓+2H2O 微粒数之比1:2:3 物质的量之比1:2:3 质量之比16:17:24:9 、气体摩尔体积: 1、影响物质体积的因素 从微观来看有:(1)微粒个数:(2)微粒本身的大小:(3)微粒间距离。 对于固体和液体来说,构成它们的微粒间的距离很小,但微粒直径较大,所以含一定微粒个数的固体 或液体的体积取决于微粒大小,因为各种微粒直径不同,即微粒本身的大小不同,所以1mol固体或气体 的体积不同。对于气体来说,气体微粒间距离很大,通常情况下,是气体微粒直径的10倍左右。因此气 体体积取决于微粒间距离,气体微粒间平均距离与温度和压强有关。当温度和压强一定时,不同气体微粒 间的平均距离几乎是相等的
能说 1mol 苹果、1mol 小米等。 ②使用摩尔时，必须指明量度的微观粒子的名称或化学式。通常将微粒的名称或化学式或微粒符号写 在“摩尔”或“mol”的后面，如：1mol 氢分子或写成 1mol H2；1mol 氢原子或写成 1mol H；1mol 钠离子 或写成 1mol Na+；1mol 电子或写成 1mol e 等。但不能说“1mol 氢”，因为这里的氢究竟是指氢原子还是 氢分子，很不明确；一般只说氢时常指氢元素，然而元素属于宏观概念，只有种类之分，不讲个数，所以 “1mol 氢”这种说法或写法都是错误的。 3、摩尔质量 （1）摩尔质量的含义 1 摩尔物质的质量叫该物质的摩尔质量。摩尔质量的单位是克/摩，符号是 g/mol 或写成 g·mol-1。 数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。 NA 个某种微粒的总质量为摩尔质量。由于组成物质的微粒大小、质量不一样，故 1mol 任何物质的质 量也是不相同的。任何原子、分子或离子的摩尔质量，当单位为 g/mol 时，其数值上等于其原子量、分子 量或离子式量。 物质的摩尔质量与物质的量、相对原子质量（相对分子质量）的关系如下表实例： 微粒符号 相对原子质量 1 个微粒真实 质量（g） 物质的 量（mol） 所含微粒 数（个） 摩尔质量 (g·mol-1 ) C 12 1.993×10-23 1 6.02×1023 12 Fe 56 9.3×10-23 1 6.02×1023 56 O2 32 5.32×10-23 1 6.02×1023 32 H2O 18 2.99×10-23 1 6.02×1023 18 H2SO4 98 1.63×10-22 1 6.02×1023 98 OH- 17 2.82×10-23 1 6.02×1023 17 Na+ 23 3.82×10-23 1 6.02×1023 23 注意，摩尔质量的单位是 g/mol；原子量、分子量、式量都是相对比值，没有单位；1mol 物质的质量 单位是 g。三者的意义不同、单位不同、仅数值上相同。 （2）二个关系式 ①物质的量（mol） ( ) ( ) = 物质的质量 摩尔质量 g g / mol ②物质的量（mol） ( ) ( ) = 物质的微粒数 个 阿佛加德罗常数 个 / mol 上面二个关系式中各种量之间的关系，也可归纳如下： ③化学方程式中的化学计量数之比，等于各物质的微粒数之比，也等于各物质反应时物质的量之比。 例如： SO2 + 2H2S == 3S + 2H2O 微粒数之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2 物质的量之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2 质量之比 16 ∶ 17 ∶ 24 ∶ 9 二、气体摩尔体积： 1、影响物质体积的因素： 从微观来看有：（1）微粒个数；（2）微粒本身的大小；（3）微粒间距离。 对于固体和液体来说，构成它们的微粒间的距离很小，但微粒直径较大，所以含一定微粒个数的固体 或液体的体积取决于微粒大小，因为各种微粒直径不同，即微粒本身的大小不同，所以 1mol 固体或气体 的体积不同。对于气体来说，气体微粒间距离很大，通常情况下，是气体微粒直径的 10 倍左右。因此气 体体积取决于微粒间距离，气体微粒间平均距离与温度和压强有关。当温度和压强一定时，不同气体微粒 间的平均距离几乎是相等的
2、气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占的体积,叫气体的摩尔体积,其符号是Vm,即Vm=V,单位是L/mol或 L·mol 在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。进行有关计算时常写成22.4L/mol。 对于气体摩尔体积的理解,应注意以下几点: (1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。因为固态或液态物质其微粒之间的距离很小,且不同的 固态或液态物质的微粒大小是不相同的,因而固态或液态物质的体积主要由微粒本身的大小决定。气体分 子间的平均距离比分子的直径大得多,在标准状况下不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的,所以在 标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L (2)气体的体积与温度、压强有关,只有在标准状况下(0℃、1.01×10Pa)1mol任何气体的体积 才是22.4L。(标准状况可用S、P、T表示) (3)气体物质的量是1mol (4)“22.4L”这个数值是近似值,但在计算时就取22.4L/mo1即可。 (5)气体摩尔体积不仅适用于纯气体,也适用于混合气体。如0.3 mol hz2与0.7molO2的混合气在标 准状况下的体积约为22.4L。 (6)1mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4L,也可能不是22.4L 应用气体摩尔体积的两个公式 ①气体物质的量(m0)标准状况下气体的体积(L) 体摩尔体积(224L/mo) ②标准状况下气体的密度(g/L)= 气体的摩尔质量(g/mo) 气体摩尔体积(24L/m 气体摩尔质量=气体密度(S、P、T)×气体摩尔体积(M=224p) 3、阿佛加德罗定律及其推论 在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。这就是阿佛加德罗定律 这个定律也可以记忆成:同T、同P、同V时,N、n(气体)相同。 A.由三同推一同。 B联系理想气体状态方程PV=nRI,可以得出一系列正比、反比关系。 阿佛加德罗定律的推论: (1)同温、同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。即同T、同P时Y=n (2)同温下,同体积气体的压强之比等于其物质的量之比。即同T、同时P=n (3)同温、同压下,不同气体的密度之比等于其摩尔质量之比(或气体的分子量之比) 即同T、同P时 p2 (4)同温、同压下,同体积的任何气体的质量之比等其分子量之比,也等于其密度之比。 即同T、同P、同V时 P p2 (5)同温、同压下,同质量的不同气体的体积之比等于其分子量的倒数之比。即同T、同P、同m
2、气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占的体积，叫气体的摩尔体积，其符号是 Vm,即 Vm=V/n，单位是 L/mol 或 L·mol-1。 在标准状况下，1mol 任何气体所占的体积都约是 22.4L。进行有关计算时常写成 22.4L/mol。 对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点： （1）气体摩尔体积的适用范围是气态物质。因为固态或液态物质其微粒之间的距离很小，且不同的 固态或液态物质的微粒大小是不相同的，因而固态或液态物质的体积主要由微粒本身的大小决定。气体分 子间的平均距离比分子的直径大得多，在标准状况下不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以在 标准状况下，1mol 任何气体所占的体积都约是 22.4L。 （2）气体的体积与温度、压强有关，只有在标准状况下（0℃、1.01×105 Pa）1mol 任何气体的体积 才是 22.4L。（标准状况可用 S、P、T 表示） （3）气体物质的量是 1mol。 （4）“22.4L”这个数值是近似值，但在计算时就取 22.4L/mol 即可。 （5）气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。如 0.3mol H2 与 0.7mol O2 的混合气在标 准状况下的体积约为 22.4L。 （6）1mol 气体在非标准状况下的体积，可能是 22.4L，也可能不是 22.4L。 应用气体摩尔体积的两个公式 ①气体物质的量（mol） ( ) (22.4L/mol) L 气体摩尔体积 标准状况下气体的体积 = ②标准状况下气体的密度（g/L） ( ) ( ) = 气体的摩尔质量 气体摩尔体积 g / mol 22.4L / mol 气体摩尔质量 = 气体密度（S、P、T）×气体摩尔体积（M = 22.4 ） 3、阿佛加德罗定律及其推论 在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。这就是阿佛加德罗定律。 这个定律也可以记忆成：同 T、同 P、同 V 时，N、n（气体）相同。 A.由三同推一同。 B.联系理想气体状态方程 PV=nRT，可以得出一系列正比、反比关系。 阿佛加德罗定律的推论： （1）同温、同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比。即同 T、同 P 时 V V n n 1 2 1 2 = （2）同温下，同体积气体的压强之比等于其物质的量之比。即同 T、同 V 时 P P n n 1 2 1 2 = （3）同温、同压下，不同气体的密度之比等于其摩尔质量之比（或气体的分子量之比）。 即同 T、同 P 时 1 2 1 2 M M = （4）同温、同压下，同体积的任何气体的质量之比等其分子量之比，也等于其密度之比。 即同 T、同 P、同 V 时 m m M M 1 2 1 2 1 2 = = （5）同温、同压下，同质量的不同气体的体积之比等于其分子量的倒数之比。即同 T、同 P、同 m
时 4、相对密度、平均分子量、平均摩尔质量及其计算。 ①平均分子量:对组成一定的混合物而言,可根据各组分的组成和分子量来计算平均分子量。M MA·a%+MB·b%+ ②平均摩尔质量在数值上等于平均分子量 ③相对密度:D=MA/MB 两种气体的密度之比称为相对密度。如A气体对B气体的相对密度用Da表示为 D=PA M 由某气体对H的相对密度DpM,可知M4某=2×D2° PH 由某气体对空气的相对密度D空,可以知道M某=29×D空° 5、在气体反应的化学方程式中,化学计量数之比等于各气体的体积之比,也等于各气体物质的量之 。例如 2+3H2=2NH 分子数之比 物质的量之比 体积之比 6、气体的质量、体积及微粒数、物质的量之间的换算关系 气体的质量(g) ÷P(B) M×M(gmol XPg/L 微粒数+N(mo1)物质的量|×224 Limon标准状况下气 xN(mo1)(mo1)「÷224ma体体积(L
时 V V 1 M 1 M M M 1 2 1 2 2 1 = = 4、相对密度、平均分子量、平均摩尔质量及其计算。 ①平均分子量：对组成一定的混合物而言，可根据各组分的组成和分子量来计算平均分子量 。M ＝ MA·a%+MB·b%+… ②平均摩尔质量在数值上等于平均分子量。 ③相对密度：D＝MA/MB 两种气体的密度之比称为相对密度。如 A 气体对 B 气体的相对密度用 DB表示为： D M M B A B A B = = 由某气体对 H2 的相对密度 D M M H H2 H2 2 = = 某 某 ，可知 M某 2 DH2 = 。 由某气体对空气的相对密度 D空 ，可以知道 M某 = 29 D空 。 5、在气体反应的化学方程式中，化学计量数之比等于各气体的体积之比，也等于各气体物质的量之 比。例如： 6、气体的质量、体积及微粒数、物质的量之间的换算关系