化學計量在試驗中的應用(獲省一等獎課件)

1、化學計量在實驗中的應用化學計量在實驗中的應用物質的量的單位物質的量的單位摩爾摩爾微觀粒子微觀粒子： 1 1個碳原子個碳原子 1 1個氧分子個氧分子 1 1個二氧化碳分子個二氧化碳分子C + O2 CO2點燃宏觀物質宏觀物質： 1212克炭克炭 3232克氧氣克氧氣 4444克二氧化碳克二氧化碳1.7萬億億個萬億億個水分子水分子水分子水分子一滴水一滴水1212克碳克碳碳原子碳原子6.021023個個 微觀粒子微觀粒子宏觀物質宏觀物質物質的量是把可見可稱量的宏觀物物質的量是把可見可稱量的宏觀物質與難見難稱量的微觀粒子聯系起質與難見難稱量的微觀粒子聯系起來的一座橋梁。來的一座橋梁。物物 質質 的的

2、量量 國際單位制七個國際單位制七個基本物理量基本物理量之一之一,符號為符號為n 表示一定數目粒子的表示一定數目粒子的集合體集合體。分子分子, ,原子原子( (團團),),離子離子, ,電子電子, ,質子質子 , ,中子等中子等 單位：單位：摩爾摩爾，簡稱：摩，符號為，簡稱：摩，符號為mol(1)“(1)“物質的量物質的量”是一個整體，不可拆開。是一個整體，不可拆開。 (2)(2)物質的量僅用于計量微觀粒子，不適用于物質的量僅用于計量微觀粒子，不適用于宏觀物質。宏觀物質。(3)(3)使用物質的量時一般用化學式表示，若用使用物質的量時一般用化學式表示，若用中文，則必須指明微粒的種類。如：中文，則必

3、須指明微粒的種類。如：1 1摩爾摩爾H H、1 1摩爾摩爾COCO2 2 、 1mol1mol鈉離子等。鈉離子等。應用應用“物質的量物質的量”時應注意的問題時應注意的問題（A）1 摩爾氧摩爾氧（B）1 摩爾摩爾H（C）2 摩爾大米摩爾大米（D）硫酸的物質量為）硫酸的物質量為3摩爾摩爾（E）0.5 摩摩 二氧化碳二氧化碳思考：思考：判斷下列說法是否正確判斷下列說法是否正確 必須指明微粒的種類，是氧原子、氧必須指明微粒的種類，是氧原子、氧分子還是氧離子分子還是氧離子1mol 1mol 氫原子氫原子 大米是宏觀物質大米是宏觀物質 0.5mol CO0.5mol CO2 2 物質的量不能拆開物質的量不

4、能拆開符號：符號：mol1打打 啤酒啤酒12瓶瓶1包包 香煙香煙20根根摩摩 爾爾 1摩爾摩爾 粒子粒子個個指質子數為指質子數為6，中子數，中子數為為6的碳原子的碳原子0.012kg 1212C C碳原子碳原子已知已知:一個碳原子的質量為一個碳原子的質量為 1.993 1023g 求求: 0.012kg 12C 中所含的碳原子數中所含的碳原子數？【思考思考】解：解： 6.021023 12g1.993 1023g碳原子數碳原子數= =國際上規(guī)定：國際上規(guī)定：1mol1mol任何粒子所含的粒子數與任何粒子所含的粒子數與0.012kg 0.012kg 1212C C中所含的碳原子數相同。中所含的碳

5、原子數相同。摩爾動畫摩爾動畫阿伏加德羅常數阿伏加德羅常數符號：符號：NA(1)等于等于0.012kg 12C所含的原子數。所含的原子數。(2) 約約為為6.021023 mol-1(3)含義：含義：1mol 任何粒子的粒子數任何粒子的粒子數,叫阿叫阿伏伏加德羅加德羅常數常數, ,即即。意大利科學家意大利科學家 1、喜歡下國際象棋的同學可能聽說過舍罕王重賞國際象棋發(fā)現者達依爾的故事： “陛下，請您在這張棋盤的第一個小格內，賞給我一粒麥粒；在第二個小格內給兩粒；第三格內給四粒，照這樣下去，后一小格都比前一小格加一倍，然后把擺在棋盤上所有64格的麥粒都賞給您的仆人吧！”感受阿伏加德羅常數感受阿伏加德

6、羅常數麥粒的總數麥粒的總數= 1 + 2 + 4 + 8 + + 263 = 264 1 =1.845 1019這竟是全世界在這竟是全世界在2000年內所生產的全部小麥！年內所生產的全部小麥！ 2 2、如果把、如果把6.026.0210102323個直徑為個直徑為2.5cm2.5cm的硬幣排的硬幣排成一行，可以來回于地球與太陽之間成一行，可以來回于地球與太陽之間240.8240.8億億次次感受阿伏加德羅常數感受阿伏加德羅常數約為約為6.0210231mol粒子的粒子數粒子的粒子數12克克12C 所含的原子數所含的原子數阿伏加德羅常數阿伏加德羅常數NA小小 結結 n n（物質的量）（物質的量）N

7、 N（粒子總數）（粒子總數）1mol H1mol HN NA A個個H H2mol H2mol H2 2N NA A個個H HN Nn nN NA A= =n mol Hn mol Hn nN NA A個個H H1、3.011023個個CO2的物質的量是多少？的物質的量是多少？2、1.2041024個個H2O 的物質的量是多少？的物質的量是多少？3、2 mol Mg變成變成Mg2+時失去電子數是多少？時失去電子數是多少？4、N個個 CO2的物質的量是多少？的物質的量是多少？ 0.5 mol 2 mol226.021023 個 n NNA課堂練習課堂練習:原子結構知識原子結構知識:中子數質子數三

8、、質量數（原子量）質子數核外電子數核電荷數二、原子序數核外電子（帶負電）中子（不帶電）質子（帶正電）原子核（帶正電）一、原子微觀： 1 1個碳原子個碳原子 1 1個氧分子個氧分子 1 1個二氧化碳分子個二氧化碳分子C + O2 CO2點燃宏觀： 1212克炭克炭 3232克氧氣克氧氣 4444克二氧化碳克二氧化碳6.021023個 6.021023個 6.021023個1摩爾 1摩爾 1摩爾 物質的量：【思考與交流思考與交流】1mol1mol1212C C的質量是多少克？的質量是多少克？12g1mol其他物質的質量是多少克？其他物質的質量是多少克？計算計算1mol1mol物質的質量物質的質量粒

9、子符粒子符號號物質的物質的式量式量每個粒子的每個粒子的質量（質量（g/個）個）1摩物質含摩物質含有的粒子數有的粒子數（個）（個）1摩物質質摩物質質量（量（g）C 121.993X10-23 Fe 569.302X10-23H2SO4 981.628X10-22H2O 182.990X10-23Na+ 233.821X10-23OH- 172.824X10-23NANANANANANA1256981823173 3、分析以上計算結果可得出什么規(guī)律？、分析以上計算結果可得出什么規(guī)律？（1 1）1mol1mol任何原子的質量（以克為單位）在任何原子的質量（以克為單位）在數值上等于這種原子的相對原子質

10、量。數值上等于這種原子的相對原子質量。（2 2） 1mol1mol任何分子的質量（以克為單位）在任何分子的質量（以克為單位）在數值上等于這種分子的相對分子質量。數值上等于這種分子的相對分子質量。（3 3） 1mol1mol任何離子的質量（以克為單位）在任何離子的質量（以克為單位）在數值上等于這種離子的式量。數值上等于這種離子的式量。結論結論:1mol:1mol任何粒子或物質的質量以克為任何粒子或物質的質量以克為單位時，其數值都與該粒子的相對原子質單位時，其數值都與該粒子的相對原子質量或相對分子質量相等。量或相對分子質量相等。摩爾關系的推導：摩爾關系的推導：二、摩爾關系推導（以鐵原子為例）二、摩

11、爾關系推導（以鐵原子為例） 科學家規(guī)定：以一個碳原子（指碳科學家規(guī)定：以一個碳原子（指碳1212）重量的十二分之）重量的十二分之一為標準，其他的原子重量同這標準相對照得出相對重量，稱一為標準，其他的原子重量同這標準相對照得出相對重量，稱為這個原子的原子量。為這個原子的原子量。一、原子量的定義一、原子量的定義1818克水克水2727克鋁克鋁6.026.0210102323個水分子個水分子1mol1mol6.026.0210102323個鋁原子個鋁原子1mol1mol1mol1mol幾種物質的質量幾種物質的質量64 g Cu摩爾質量摩爾質量 1mol 1mol任何粒子構成的物質的質量任何粒子構成的

12、物質的質量以克為單以克為單位位時，在時，在數值數值上與該粒子的相對原子質量或上與該粒子的相對原子質量或相對分子質量相對分子質量相等相等。 定義：單位物質的量的物質所具有的質量定義：單位物質的量的物質所具有的質量。 符號：符號：M。單位為。單位為 g/mol 或或 gmol-1 表達式表達式:M=m/n即即m=nM或或n=m/M小結：小結：物質的量的意義：是聯系宏觀和微觀的紐物質的量的意義：是聯系宏觀和微觀的紐帶或橋梁。表達式：帶或橋梁。表達式：nmN M NA NA M宏觀物體宏觀物體的質量的質量紐帶或紐帶或橋梁橋梁微觀粒子微觀粒子的個數的個數復習：復習：2、1mol任何物質的質量，我們可以通

13、過摩任何物質的質量，我們可以通過摩爾質量求出，若要通過質量求體積爾質量求出，若要通過質量求體積 還要知道還要知道什么？什么？ 密度，密度，V=m/3、下面就請同學們計算填表：、下面就請同學們計算填表：(氣體是指氣體是指相同狀況下相同狀況下)物質名稱物質名稱 物質的量物質的量 mol摩爾質量摩爾質量gmol-1密度密度gcm-3或或gL-1體積體積Cm3或或LFe1567.8Al1272.7Pb120711.3H2O（液）（液）1181H2SO41981.83H212.0160.0899O2132.001.429CO2144.011.9757.21018.31853.622.422.422.3分

14、析上述兩表，得出什么分析上述兩表，得出什么結論結論？1、1mol不同固態(tài)或液態(tài)物質，體積不同。不同固態(tài)或液態(tài)物質，體積不同。2、在相同條件下，、在相同條件下，1mol不同氣體物質體積基本相同。不同氣體物質體積基本相同。那么不同狀態(tài)的物質，體積大小跟哪些因素有關那么不同狀態(tài)的物質，體積大小跟哪些因素有關呢？呢？舉一個例子：同學們在做操的時候，你們班在操場上所舉一個例子：同學們在做操的時候，你們班在操場上所占的面積和哪些因素有關占的面積和哪些因素有關?粒子數目粒子數目粒子間距粒子間距粒子大小粒子大小人數、人的間距、胖瘦人數、人的間距、胖瘦首先我們來分析首先我們來分析1mol固態(tài)和液態(tài)物質體積為固態(tài)

15、和液態(tài)物質體積為什么不同。什么不同。固態(tài)結構微粒間的距離很小固態(tài)結構微粒間的距離很小液態(tài)結構微粒間的距離也小液態(tài)結構微粒間的距離也小粒子數目粒子數目 粒子間距粒子間距 粒子大小粒子大小討論影響討論影響1mol固體和液體物質體積的因素有哪些？固體和液體物質體積的因素有哪些？ 1mol 1mol固體或液體物質的體積只與構成這種物質的固體或液體物質的體積只與構成這種物質的粒子大小有關，由于不同的物質粒子大小不相等，所粒子大小有關，由于不同的物質粒子大小不相等，所以以1mol1mol不同的固體和液體體積大小不同。不同的固體和液體體積大小不同。7.2cm31mol鐵鐵10cm31mol鋁鋁18.3cm3

16、1mol鉛鉛固體物質固體物質液體物質液體物質100501mol水水18.0cm31005054.1cm31mol硫酸硫酸 下面我們來分析下面我們來分析1mol不同氣態(tài)物質在相同不同氣態(tài)物質在相同條件下體積為什么基本相同。條件下體積為什么基本相同?！舅伎寂c交流思考與交流】 將將1mol液態(tài)水加熱變成液態(tài)水加熱變成1mol氣態(tài)水，體氣態(tài)水，體積將會發(fā)生變化嗎？積將會發(fā)生變化嗎？18.0ml100H2O(g)3.06104ml1mol約約1700倍倍100501mol H2O(l)原因：由液態(tài)到氣態(tài)，粒子間距顯著增大。原因：由液態(tài)到氣態(tài)，粒子間距顯著增大。23456789 10分子平均距離是分子直徑

17、的分子平均距離是分子直徑的10倍左右倍左右討論：在相同條件下影響討論：在相同條件下影響1mol1mol不同氣體體積的因素有哪些？不同氣體體積的因素有哪些？粒子數目粒子數目 粒子間距粒子間距 粒子大小粒子大小受溫度和壓強影響受溫度和壓強影響現在我們來分析一下溫度和壓強對氣體體積的影響現在我們來分析一下溫度和壓強對氣體體積的影響結論：溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小結論：溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小原因：溫度升高，粒子間距增大，溫度降低，粒子間原因：溫度升高，粒子間距增大，溫度降低，粒子間距減小。距減小。結論：壓強增大，體積減小，壓強減小，體積增大結論：壓強增大，體積減小，壓強減小

18、，體積增大原因：壓強增大，粒子間距減小，壓強減小，粒子間原因：壓強增大，粒子間距減小，壓強減小，粒子間距增大。距增大。影響影響1mol1mol物質體積大小的因素物質體積大小的因素1.1.微粒的大小微粒的大小2.2.微粒間的距離微粒間的距離固體、液體體積固體、液體體積氣體體積氣體體積 決定決定如果溫度和壓強一定，則微粒間的平均距離一如果溫度和壓強一定，則微粒間的平均距離一定，體積也就一定。定，體積也就一定。決定決定受溫度和壓強影響受溫度和壓強影響 標準狀況下的氣體摩爾體積標準狀況下的氣體摩爾體積: :條件：標準狀況條件：標準狀況(S T P) 0(S T P) 0、 1.011.0110105

19、5 Pa Pa 對象：對象：1mol1mol任何氣體任何氣體, ,可以是單一純凈的氣體，也可可以是單一純凈的氣體，也可以是混合氣體。以是混合氣體。結論結論體積約為體積約為22.4L22.4L6.026.0210102323分子分子標態(tài)下的氣體摩爾體積標態(tài)下的氣體摩爾體積v在同溫同壓下，相同體積的任何氣體，其在同溫同壓下，相同體積的任何氣體，其粒子數（粒子數（ ) )；v在同溫同壓下，相同粒子數的任何氣體，在同溫同壓下，相同粒子數的任何氣體，其體積（其體積（ ) )；v在同溫同壓下，任何氣體體積的大小與分在同溫同壓下，任何氣體體積的大小與分子數目成（子數目成（ ）比。）比。 在一定溫度和壓強下，并不一定在一定溫度和壓強下，并不一定是標準狀況，是標準狀況，1mol1mol任何氣體體積是否任何氣體體積是否相同？相同？( (相同，但不一定是相同，但不一定是22.4L22.4L）相同相同相同相同正正阿伏加德羅定律阿伏加德羅定律氣體摩爾體積氣體摩爾體積 定義：單位物質的量的氣體所占的體積。定義：單位物質的量的氣體所占的體積。 符號：符號：Vm 單位：單位：L/mol或或m3/mol等等 公式：公式：Vm= 標準狀況下，標準狀況下，Vm=22.4 L/molVn氣體狀態(tài)方程氣體狀態(tài)方程PV =