高中化学大纲版第一册 第三章物质的量第一节物质的量第二课时.docx
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高中化学大纲版第一册第三章物质的量第一节物质的量第二课时
2019-2020年高中化学(大纲版)第一册第三章物质的量第一节物质的量(第二课时)
[复习提问]
[师]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。
那么,1mol粒子的数目是以什么为标准得出来的?
其数目约为多少?
[生]是以0.012kg12C中所含碳原子数目为标准得来的;其数目约为6.02×1023。
[问]我们初中所学某种原子的相对原子质量也是以12C原子为标准得出来的,它是怎样定义的?
[生]以12C原子的质量的1/12作为标准,其他原子的质量跟它比较所得的数值,就是这种原子的相对原子质量。
[师]很好!
假如一原子的质量为m1,12C原子的质量为mC,则该原子的相对原子质量A1,怎样表示?
请大家用代数式表示出来。
[请一学生上黑板表示]
[学生板书]A1=
[师]大家表示的都很正确。
若另一种原子的质量为m2,则它的相对原子质量A2又该怎样表示,请大家口答。
[生]A2=。
[问]A1比A2与m1、、m2的关系是什么呢?
请大家推导。
[学生活动,教师巡视]
[学生回答结果]A1∶A2=m1∶m2。
[师]很正确!
这也就是说:
[讲解并草板书]原子的质量比=原子相对原子质量比。
[师]从上一节课的学习我们还知道,1mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,其符号为NA,那么,它与物质的量n,粒子的总个数n之间的关系是什么?
[学生回答,教师草板书]n=
[新课引入]
[教师举起一杯水]
[师]老师这儿有一杯水,老师想知道这杯水里有多少个水分子,现在让你们来数,是否能数得清呢?
[生]数不清!
[师]让我们来回顾一下初中所学水分子的知识:
10亿人数一滴水里的水分子,每人每分钟数100个,日夜不停,需要3万多年才能数清。
很显然,靠我们在座的大家一个一个来数,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?
答案是肯定的。
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。
连接水分子这种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。
[板书]第一节物质的量(第二课时)
[师]下面,就让我们来导出它们之间的关系。
[推导并板书]
[师]由刚才我们对原子相对原子质量的深入理解知道:
[讲解并板书]原子的质量比=原子的相对原子质量比
[师]故1mol任何原子的质量比,就等于它们的相对原子质量比。
请大家根据此结论,计算出x值和y值。
[学生计算,并回答结果]
[板书]x=16y=56
[问]1mol钠原子的质量是多少?
1mol氢原子的质量呢?
[生]1mol钠原子的质量是23g,1mol氢原子的质量是1g。
[问]由此可得出什么结论?
[生]1mol任何原子的质量,在数值上都等于它们的相对原子质量。
[问]单位呢?
[生]克!
[师]很好!
下面请大家思考并讨论。
1mol分子的质量,与它的相对分子质量有什么关系?
为什么?
[学生思考,讨论后回答]因为分子都是由原子构成的,而分子的相对分子质量等于构成它的原子的相对原子质量的总和。
1mol任何原子的质量在数值上等于它的相对原子质量,单位为克,则1mol任何分子的质量就应该在数值上等于它的相对分子质量,单位为克。
[师]很正确!
[问]那么,对于粒子中的离子来讲,又将怎样呢?
请大家阅读课本40页第四段后回答。
[学生阅读,并回答]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,电子的质量可略去不计,因此,1mol离子的质量在数值上就等于该离子的式量,单位为克。
[师]回答得很好,综合以上分析,我们可得出以下结论:
[讲解并板书]1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位,在数值上就等于该粒子的相对原子(分子、离子)质量。
[师]请大家做以下练习:
[投影练习]
1molH2O的质量是。
1molNaCl的质量是。
1molNa+的质量是。
1molS的质量是。
[学生活动]
[答案]18g58.5g23g32g(注意单位)
[师]化学上,我们把1mol物质所具有的质量叫做摩尔质量,符号为m。
[板书]二、摩尔质量
[师]摩尔质量的概念可准确地归纳为:
[讲解并板书]单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:
M
[师]也就是说,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,可表示为:
[板书]N=单位g·mol-1
[师]依据此式,我们可以把物质的质量与构成物质的粒子集体——物质的量联系起来。
请大家口答下列填空
[投影练习]1.Na的摩尔质量。
2.NaCl的摩尔质量。
3.SO的摩尔质量。
[答案]1.23g·mol-12.58.5g·mol-13.96g·mol-1
[师]大家在解答有关摩尔质量的问题时,一定要注意单位!
下面,让我们根据摩尔质量的概念来进行计算。
注意解题格式。
[投影]例1.24.5gH2SO4的物质的量是多少?
[请一位同学上黑板来计算,教师巡视]
[用投影仪展示出该题解答的正确格式]
[投影]解:
由M=可得n=。
H2SO4的相对分子质量为98。
摩尔质量为98g·mol-1,即m(H2SO4)=98g·mol-1
n(H2SO4)==0.25mol
答:
24.5gH2SO4的物质的量为0.25mol。
[投影例题]例2.71gNa2SO4中含有Na+和SO的物质的量是多少?
[讲解]本题给的是Na2SO4的质量,求的却是Na+和SO的物质的量。
则解题时须首先找出Na+、SO与Na2SO4的关系,从分子式不难看出:
1mol的Na2SO4中含2mol
Na+和1molSO。
因此,只要我们知道了Na2SO4的物质的量,即可求出n(Na+)和n(SO)。
[请一位同学上黑板用正确格式写出解题过程]
[学生板书]解:
Na2SO4的相对分子质量为142,则M(Na2SO4)=142g·mol-1
n(Na2SO4)==0.5mol。
1molNaSO4中含2molNa+、1molSO,则Na+的物质的量为1mol,SO的物质的量为0.5mol。
答:
71gNa2SO4中含有Na+的物质的量为1mol,SO的物质的量为0.5mol。
[教师拿起开始上课时的那杯水]
[问]已知,这个杯子里的水的质量是54克,大家能算出里面所含的水分子个数吗?
[学生计算后回答]1.806×1024个。
[师]正确,此问题的解答格式如下:
[投影展示]解:
H2O的相对分子质量如下,则m(H2O)=18g·mol-1。
n(H2O)==3mol
N(H2O)=n(H2O)NA=3mol×6.02×1023mol-1=1.806×1024。
[师]请大家继续做下面的练习:
[投影练习]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。
[学生活动,教师巡视]
[答案]1.147g6396g3g2.108g·mol-1
[问题探究]区别物质的质量、物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量等概念的涵义。
[学生活动]讨论、分析,回答:
物质的质量跟物质的量不仅物理意义不同,而且单位也不相同。
物质的质量是一个基本物质量,指物体中所含物质的多少,其SI单位是千克(kg);物质的量也是一个基本物理量,其SI单位是摩(mol),如1molO2,即氧气的物质的量是1mol,其质量则为32g。
摩尔是计量原子、分子、离子等粒子的物质的量的单位,该单位是由与0.012kg12C中所含有的碳原子数相同数目的粒子组成的集体。
阿伏加德罗常数是指1mol任何粒子的微粒数,单位是mol-1。
阿伏加德罗常数(不含单位)=1mol粒子的数目=0.012kg12C中所含有的碳原子数。
摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位是克/摩或千克/摩(g/mol或kg/mol)等。
以g/mol为单位时,摩尔质量在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等。
对于某一纯净物来说,它的摩尔质量是固定不变的,而物质的质量则随着物质的物质的量不同而发生变化。
[本节小结]本节课我们主要学习和讨论了物质的量与物质质量之间的关系,并得出一个基本公式:
n=,在进行有关摩尔质量的计算时,一定要注意单位和解题格式。
[作业]课后习题:
二、2,3,4三、6
板书设计
第一节物质的量(第二课时)
原子的质量比=原子相对原子质量比
x=16y=56
1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位,在数值上就等于该粒子的相对原子(分子、离子)质量。
二、摩尔质量
单位物质的量的物质所具有的质量
符号:
M
N=单位g·mol-1
解:
Na2SO4的相对分子质量为142,则M(Na2SO4)=142g·mol-1。
n(Na2SO4)==0.5mol。
则Na+的物质的量为1mol,SO的物质的量为0.5mol。
答:
71gNa2SO4中含有Na+的物质的量为1mol,SO的物质的量为0.5mol。
教学说明
此课时最常出现的问题是1mol任何物质的质量与其相对原子(或分子)质量之间关系的推导。
这往往是由于初中学习时,对相对原子质量的涵义不甚明了所致。
因此,本课时预先复习了有关相对原子质量的知识,以作为学习本课新内容的铺垫。
另外,有关摩尔质量的单位也是学生容易忽略的,教师在授课中要不断地予以提醒,并对学生的解题格式进行规范。
参考练习
1.0.8g某物质含有3.01×1022个分子,该物质的式量约为 ( )
A.8 B.16 C.64 D.160
答案:
B
2.agKCl溶于1.8L水中,恰好使K+离子数与水分子数之比为1:
100,则a值为( )
A.37.25 B.145 C.74.5 D.180
答案:
C
3.对相同质量的SO2和SO3来说,下列关系正确的是 ( )
A.含氧原子个数比为2:
3
B.含硫元素质量比为5:
4
C.含氧元素质量比为5:
6
D.含硫原子个数比为1:
1
答案:
BC
4.2.16gX2O5中含有0.1molO原子,则X的相对原子质量为 ( )
A.2.16 B.28 C.14 D.31
答案:
C
2019-2020年高中化学(大纲版)第一册第三章物质的量第三节物质的量浓度(备课资料)
一、溶液的电荷守恒规律
因为任何溶液都显电中性,故溶液中阳离子所带的正电荷数应等于溶液中阴离子所带的负电荷数,这个规律就称之为电荷守恒规律。
在具体应用时,通常可以阳离子所带的正电荷数就等于阳离子的物质的量或阳离子物质的量浓度乘以每一个阳离子所带的正电荷数。
阴离子所带的负电荷数就等于阴离子的物质的量或阴离子物质的量浓度乘以每一个阴离子所带的负电荷数。
例如:
1.在Na2SO4溶液中
Na2SO4=2Na++SO
c(Na+)=2×c(SO)
2.在K2SO4、MgSO4的混合溶液中
K2SO4=2K++SO
MgSO4=Mg2++SO
c(K+)+2×c(Mg2+)=2×c(SO)
[例]在Ca(NO3)2和Ba(NO3)2的混合溶液中,Ca2+的物质的量浓度为0.25mol/L,NO的物质的量浓度为1.5mol/L,求该溶液中Ba2+的物质的量浓度。
解析:
在Ca(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液里存在电荷守恒关系。
解:
设Ba2+的物质的量浓度为x。
由溶液里的电荷守恒规律得:
2×c(Ba2+)+2×c(Ca2+)=c(NO)
2x+2×0.25mol/L=1.5mol/L
x=0.5mol/L
答:
溶液里Ba2+的物质的量浓度为0.5mol/L。
二、溶液等体积混合的规律
例1溶质质量分数分别为a%和5a%的H2SO4溶液按等体积混合,混合溶液中H2SO4的质量分数为
A.3a%B.6a%C.>3a%D.<3a%
解析:
设a%、5a%的溶液的密度分别为ρ1、ρ2,各取体积VmL,混合溶液里H2SO4的质量分数x%。
根据溶液稀释定律,得:
ρ1Va%+ρ2V5a%=(ρ1V+ρ2V)·x%
x=×a
即x=(1+)·a
因为H2SO4溶液的密度大于1,浓度越浓,密度越大,即ρ2>ρ1
所以ρ1+ρ2<2ρ2,>2,(1+)a>3a
答案:
C
例2已知氨水的密度为0.990g/cm3时,NH3的质量分数2%,氨水的密度为0.930g/cm3时,NH3的质量分数为18%。
溶质质量分数分别为a%和5a%的氨水按等体积混合,混合溶液中NH3的质量分数为
A.3a%B.6a%C.>3a%D.<3a%
解析:
a%、5a%的溶液的密度分别为ρ1、ρ2,各取体积VmL,混合溶液里NH3的质量分数为x%。
根据溶液稀释定律,得:
ρ1Va%+ρ2V5a%=(ρ1V+ρ2V)x%
x=×a
即x=(1+)a
因为氨水溶液的密度小于1,浓度越浓,密度越小,即ρ1>ρ2
所以ρ1+ρ2>2ρ2,<2,(1+)a<3a
答案:
D
规律总结见下表
同溶质、同溶剂的溶液A和B,其密度分别为ρA和ρB,溶质质量分数分别为wA和wB。
A和B等体积混合后所得溶液C的密度为ρC,溶质的质量分数为wC、ρA、ρB、wA、wB、wC之间的关系有如下规律。
结论:
①当浓度越大其密度越大的同溶质水溶液等体积相混(ρ>1),所得混合后溶液溶质的质量分数大于混合前两溶液溶质质量分数的平均值。
如H2SO4、NaOH、NaCl等溶液。
②当浓度越大其密度越小的同溶质水溶液等体积相混(ρ<1),所得混合后溶液溶质的质量分数小于混合前两溶液溶质质量分数的平均值。
如NH3、CH3CH2OH溶液。
三、气体溶于水计算中的常见错误
下面用一个具体的例子进行说明。
如:
标准状况下将67.2LHCl气体溶于440mL水中,所得盐酸密度为1.1g·cm-3。
求该盐酸的物质的量浓度和溶质的质量分数。
错因分析:
物质的量浓度计算中,溶液的体积应以升为单位,而在以上计算中得到的溶液体积单位为毫升,计算结果的单位为mol·cm-3。
本题的正确解法如下:
答:
该盐酸的物质的量浓度为6mol·L-1,溶质的质量分数为20%。
四、有关物质的量浓度计算的主要类型
1.溶质、溶液、浓度的换算
求算溶液的物质的量浓度或溶质的物质的量时,溶液的体积单位应是L,溶质一定要用物质的量表示,单位是mol。
如给出的溶质是用质量或气体的体积(标况下)表示时,应根据有关公式换算为“物质的量”。
带有结晶水的物质做为溶质时,其溶质物质的量的计算,用带结晶水的物质的质量除以带有结晶水物质的摩尔质量即可。
如:
把71.5克碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)溶于水,配成250mL溶液,计算此溶液的物质的量浓度。
解:
m(Na2CO3·10H2O)=286g·mol-1,
n(Na2CO3·10H2O)==0.25mol=n(Na2CO3)
c(Na2CO3)==1mol·L-1。
2.有关一定物质的量浓度溶液稀释的计算
用水稀释溶液时,稀释前后溶液中所含溶质的物质的量是不变的,故有:
c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀)
对于同一溶质的两种不同浓度的溶液混和时,混合后溶液中所含溶质的总量等于两种原溶液中溶质的质量和,混合溶液的总质量等于两种原溶液的质量之和,但体积不等于两种原溶液的体积和,对于混和后溶液的体积应通过溶液的密度换算。
[例]在100mL36.5%的浓盐酸(密度为1.18g·cm-3)中加入多少mL2mol·L-1稀盐酸(密度为1.08g·cm-3),才能配成6mol·L-1的盐酸(密度为1.10g·cm-3)?
解:
设需加入2mol·L-1盐酸的体积为V,
混合溶液中溶质的物质的量为:
+V·2mol·L-1=1.18mol+2Vmol·L-1
混合溶液的体积为:
=
混合溶液的物质的量浓度为:
6mol·L-1=
解之:
V=0.138L=138mL。
答:
需2mol·L-1的稀盐酸138mL。
五、玻璃量器
在中学化学范围内常见的玻璃量器有烧杯、量杯、量筒、容量瓶、酸(碱)式滴定管、锥形瓶、移液管等。
1.玻璃量器的外部特征
由于用于测量液体体积,故玻璃量器最明显的一个特征即是每一量器上都标有刻度线(至少一条)和数字标记。
有的还标有温度等其他符号。
玻璃量器以毫升为计量单位,用国际符号“mL”标出。
标定的标准温度为20℃,精度较高的量器刻度线一般较细,分度也多,数字标在右侧或偏右上方。
容量瓶和移液管的刻度只有一条环形标线,在指定温度下,当溶液到液面最低处与标线相切时,所容纳的液体体积就等于量器标示的体积。
2.玻璃量器的使用注意事项
容量瓶有无色和棕色之分。
配制不同体积的溶液,应选用相应体积的容量瓶。
瓶与瓶口要吻合,不漏水,注入的液体应达到室温。
配置溶液时,不能用手掌贴住瓶体,以免引起体积变化。
容量瓶不能储液,也不能加热。
滴定管也有无色和棕色之分,棕色滴定管用于盛装见光易分解的溶液。
常见滴定管的容积有20mL、25mL、50mL、100mL等四种规格。
精度为O.01~O.02mL。
正确读取容积刻度是保证计量准确的关键,使用前要检查玻璃活塞是否转动灵活和不漏水,否则要在活塞上涂凡士林,向同一方向旋转,直到紧贴吻合。
用时要赶出尖嘴部分的气泡,用毕应将滴定管立即洗净,并装满蒸馏水,管口套上防尘套。
长期不用时活塞处要衬上纸条,防止黏结。
量简分10~1000mL等多种,10mL量筒的分刻度是O.2mL,1000mL量筒的分刻度是10mL。
量取液体时,量筒大小应选用合适的规格,不要用大量筒量取少量液体,也不要用小量简多次量取体积较大的液体。
量筒不可加热,也不能直接用于配制溶液。
3.玻璃容量仪器的校正
滴定管、移液管、容量瓶等容量仪器,在出厂前都由当地计量部门做过检验和校正,在一般实验中可以直接使用而不必校正。
在准确度要求较高的实验中,容量仪器都必须再校正。
校正容量仪器时常采用衡量法和比较法。
衡量法:
用衡量法校正容量仪器时。
要使用物体在真空中和空气中的质量关系式:
m0=m+ρ(-)
(1)
式中m0是物体在真空中的质量,m是物体在空气中的质量,ρ是空气的密度,ρ1是物体的密度,ρ2是砝码的密度。
用上式可以求得物体在真空中的质量。
在空气里和室温下称量,必须考虑空气的浮力和玻璃容器的体积膨胀对称量的影响。
通常在测出任意温度下容器的体积后,再由下式算出20℃时容器的准确体积:
V20=Vt+0.000025Vt(20一t)
(2)
式中V20是容器在20℃的体积,Vt是容器在t℃的体积。
O.000025是一般玻璃体的膨胀系数。
上述
(1)
(2)两式可用于校正滴定管、容量瓶等容量仪器的体积。
容量比较法比衡量法操作简单,因此在要求不太严格的实验中可以用容量比较法校正。
容量比较法用一种已校正过的容量仪器作为标准,来校正另一种容量仪器。
例如,用已校正过的25mL的移液管来校正100mL的容量瓶,可用移液管吸取4次25mL的纯水注入100mL的容量瓶中,然后观察水准线是否正在容量瓶的标线上。
如果有误差,可以标记出来,在今后的使用中,此容量瓶的容积以100mL准确容积的标线为准。
这种方法是相对的,所以在使用中应将此容量瓶和移液管配套使用。
综合能力训练
1.用98%的浓H2SO4(密度1.84g·cm-3)配制4mol·L-1稀H2SO4 250mL,需加入水的体积是( )
A.152mL B.150mL C.195.7mL D无法确定
答案:
D
2.300mL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之比约为 ()
A.1:
4 B.1:
5 C.2:
1 D.2:
3
答案:
A
3.将标准状况下的aHCl(g)溶于1000g水中,得到的盐酸的密度是bg·cm-3,则该盐酸的物质的量浓度是 ( )
A.a/22.4mol·L一1
B.ab/22400mol·L一1
C.ab/(22400+36.5a)mol·L一1
D.1000ab/(22400+36.5a)mol·L一1
答案:
D
4.某学生准备用质量分数为98%、密度为1.84g·cm-3的浓硫酸配制0.2mol·L一1的硫酸溶液500mL。
试回答下列问题:
(1)从下列用品中选出实验所需要的仪器或用品(填序号)______________。
A.500mL烧杯B.100mL烧杯C.10mL量筒D.100mL量筒
E:
500mL容量瓶F.1000mL容量瓶G.广口瓶H.托盘天平I.玻璃棒
除选用上述仪器外,尚缺少的仪器或用品是__________。
(2)容量瓶上需要标有:
①温度②浓度③容量④压强⑤刻度线⑥酸式或碱式,六项中的()
A.①③⑤B.②④⑥C.③⑤⑥D.①②③
(3)某学生通过计算后的实验操作如下:
(a)用量简量取5.2mL浓硫酸;(b)向量筒中加入少量蒸馏水,并用玻璃棒搅拌;(c)立即将稀释后的溶液转入容量瓶中;(d)然后小心地往容量瓶中加蒸馏水至刻度线;(e)把容量瓶盖盖紧,再振荡摇匀。
指出上述实验过程中的错误之处___________________。
答案:
(1)ACEI胶头滴管
(2)A(3)abcd
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