《化学计量在实验中的应用》知识点归纳

@188.com第1页共11页《化学计量在实验中的应用》知识点归纳诸城二中王洪兵1、对物质的量的几点认识（1）国际科学界建议采用“物质的量”将一定数目的原子、离子、分子等微观粒子与宏观可称量（质量、体积、浓度）的物质联系起来。含义：物质的量与粒子数、质量、气体体积、溶液体积通过阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度联系起来。（2）“物质的量”为何物？物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，它是表示含有一定数目离子的集合体，在化学实验中用得比较多，它的符号用“n”表示，单位是摩尔（简称摩，符号“mol”）。（3）对“1摩尔”的国际规定：1摩尔粒子集体所含有的粒子数与6.02千克12C中所含有的原子数相同，约为6.02×1023，即含有6.02×1023个离子的任何粒子集合体成为1摩。注意：6.02×1023mol-1叫阿伏加德罗常数，作为一个普通的物理量，符号为NA。（4）物质的量（n）、阿伏加德罗常数（NA）、粒子数之间的关系（N）：N=n×NA。2、对摩尔质量的认识（1）“摩尔质量”是一个导出的物理量，单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量，符号为“M”，常用单位为“g/mol”。（2）“摩尔质量”就某一种具体物质而言，当元素的相对质量标准不变时，它就是衡量，具体说：1摩任何粒子或物质的质量以克为单位时，其数值都与钙离子的相对原子质量或相对分子质量相等。（3）物质的量（n）、摩尔质量（M）、质量（m）：m=n×M。（4）1个氢原子的质量m=ANHM)(3、对气体摩尔体积的认识（1）在科学研究或实际生产中，涉及到气态物质时，测量体积往往比称量质量更方便。（2）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。（3）1摩尔任何物质中的粒子数目时都是相同的，对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径。而在相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的，因此粒子数（物质的量）相同的任何气体在同温同压下具有相同的体积。（4）阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体具有相同的分子数。说明1：理想气体的气态方程：PV=mRT/M（P---压强，V---气体的体积，m---气体的质量，R---气态常数，T---气体所处的开氏温度，M---气体的摩尔质量）。@188.com第2页共11页：同温同压下比较气体的体积实质上就是比较气体的物质的量，等质量的气体就是比较摩尔质量的倒数比。（5）气体摩尔体积是导出的一个物理量，单位物质的量的气体所占有的体积叫做气体摩尔体积，符号为“Vm”,常用的单位有：L/mol和m3/mol。注意：气体摩尔体积随气体所处的温度和压强而改变；在273k和101kPa（标准状况）的条件下，Vm=22.4L/mol,在298k和101kPa（标准状况）的条件下，Vm=24.8L/mol。（6）在标准状况下气体摩尔体积、气体的物质的量、气体的体积之间的关系：V=n×Vm注意：如果不标明标准状况，给出的气体体积无法换算成物质的量（热力学定律不要求的情况下）。4、对物质的量浓度的认识（1）在化学实验中经常要用到溶液，一般取用溶液时量取它的体积比较方便；如果知道一定体积的溶液中溶质的物质的量，对于计算化学反应中各物质之间量的关系是非常便利的，对于生产和科学研究也有重要意义。（2）物质的量浓度是一个导出量，来表示单位体积的溶液中溶质B的物质的量，符号为“CB”,常用单位为“mol/L”,即：1升溶液中含有溶质B的物质的量为1摩，这种溶液中溶质B的物质的量浓度为1摩/升。（3）物质的量浓度、溶液体积、溶质的物质的量的关系：n=CB×VB(aq)。（4）物质的量浓度、溶质的质量分数、溶质的摩尔质量、溶液密度的关系：CB=BM1000（5）溶质的物质的量浓度与构成溶质的离子的物质的量浓度的关系规律：溶液中的B离子浓度等于溶液的浓度乘以该溶质的一个粒子电离出的B离子个数。解释：0.1摩/升的硫酸钠溶液，Na2SO4=2Na++SO42-；C(SO42-)=0.1摩/升,C(Na+)=0.2摩/升。训练题：①．容量瓶是用来配制物质的量浓度的溶液的定量仪器，其上标：有①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式，这6项中的（）A.②④⑥B.③⑤⑥C.①②④D.①③⑤②．0.5L1mol/LFeCl3溶液与1.5L1mol/LKCl溶液混合，混合液中Cl-的物质的量浓度（假设混合时溶液的体积不变）（）A.1mol/LB.2mol/LC.1.5mol/LD.3mol/L③．在标准状况下，11.2LHCl气体溶于水配成1L溶液，此溶液的物质的量浓度是（）A．0.5mol/LB．1mol/LC．2mol/LD．4mol/L④．实验室配制一定物质的量浓度溶液时，下列仪器必不可少的是（）A．容量瓶B．试管C．烧瓶D．量筒⑤．下列玻璃仪器：①烧杯、②烧瓶、③试管、④容量瓶、⑤量筒。能直接加热的是（）@188.com第3页共11页．①③B．②③C．③D．④⑤⑥．1mol/L的H2SO4的含义是A.1L水中含有1molH2SO4B.1L溶液中含有1molH+C.将98g硫酸溶于1L水配成的溶液D.1L溶液中含有98gH2SO4训练题答案：①．D；②．C；③．A；④．A；⑤．C；⑥．D。5、一定体积一定物质的量的浓度的溶液的配制步骤、对应仪器及其误差分析（1）配制步骤：计算→量取→溶解→（冷却）→转移→洗涤→定容→振荡→摇匀→贴标签。（2）涉及仪器：量筒（或托盘天平、药匙）、烧杯、玻璃棒、一定体积的容量瓶、胶头滴管。（3）每步注意事项及误差分析：①．计算。ⅰ、如果是由固体配制溶液，固体的质量计算公式为：m=CV(aq)×Mⅱ、如果是由液体配制溶液，根据稀释定律：C1×V1=C2×V2；V2=211CVC或者：C1（mol/L）×V1(L)×M(g/mol)=V2(mL)×(g/mL)×(%)说明：本步骤不需要仪器。误差分析：如果出现计算失误，质量偏小、体积偏少则会使所配溶液浓度偏低，否则浓度偏高。②．量取。ⅰ、如果是由固体配制溶液，用托盘天平称量固体质量，托盘天平的感量是0.1克，小于0.1克的忽略。ⅱ、误差分析：称量时没有使用游码，即便左物右码弄错的话，也不会产生误差；称量时使用了游码，如果左物右码弄错的话，导致所称量的质量减少，导致浓度偏低。说明：涉及仪器：托盘天平（镊子）、药匙。ⅲ、如果是由液体配制溶液，用量筒量取溶液，涉及读数时视角。ⅳ、误差分析：※平视：凹液面的最低点与刻度线相切，此时量取的溶液体积对浓度无影响。※俯视：相当于读取的刻度线上移，量取的是一定体积的溶液，说明实际上是液面下移，液体体积不到要量取的体积，导致所配溶液的浓度偏低。※仰视：相当于读取的刻度线下移，量取的是一定体积的溶液，说明实际上是液面上移，液体体积超过了要量取的体积，导致所配溶液的浓度偏高。说明：涉及仪器：量筒。量筒是没有0刻度的量器，从下向上刻度值逐渐增大。③．溶解说明1：涉及仪器：烧杯、玻璃棒说明2：玻璃棒的作用搅拌加速溶解，如果该物质的溶解产生明显的热效应，应该冷却至室@188.com第4页共11页温。例如：配制氢氧化钠溶液、稀硫酸等溶液时，由于溶解会产生大量的热，而容量瓶所配溶液只能在20℃左右，所以一定要等到溶液温度冷却后再转移到容量瓶中。误差分析：如果搅拌、稀释过程中产生迸溅，将会导致浓度偏低。④．转移涉及仪器：一定容积的容量瓶、烧杯、玻璃棒（引流作用）误差分析：在转移过程中，如果因为操作失误，有部分溶液流淌在容量瓶外，将导致浓度偏低。注意事项：容量瓶必须事先检查是否漏液。⑤．洗涤涉及仪器用品：烧杯、玻璃棒、洗瓶误差分析：每次用20~30毫升蒸馏水，冲洗烧杯和玻璃棒接触溶液的部位，洗涤液转移到容量瓶中，重复操作2~3次。取消本次操作的结果会导致溶液浓度偏低，原因是溶质没有完全转移到容量瓶中。⑥．定容涉及仪器：胶头滴管误差分析：向容量瓶中注入蒸馏水，待接近刻度线1~2厘米时，改用胶头滴管滴入蒸馏水，这时肯能存在视角误差。※平视：凹液面的最低点与刻度线相切，此时操作对浓度无影响。※俯视：相当于刻度线上移，而刻度线是没动的，是凹液面的最低点下移了，就是说蒸馏水没有加到刻度线的位置，使浓度偏高。※仰视：相当于刻度线下移，而刻度线是没动的，是凹液面的最低点上移了，就是说蒸馏水超过刻度线的位置，使浓度偏低。注意：只要发现蒸馏水加多了，溶液倒掉，重新配置，不能将高出刻度线的溶液取出，即便取出该溶液的浓度仍然是偏低的。⑦．振荡、摇匀、贴标签注意事项：振荡摇匀后，发现液面低于刻度线，无需补加蒸馏水，属于正常分子间渗透，属于系统误差范围；如果补充滴加蒸馏水，会使浓度偏低。6、阿伏加德罗常数专题（1）、在氧化还原反应中考查氧化剂的得电子数或还原剂的失电子数。说明：同一物质在不同反应中充当的角色不同，转移的电子数也不同，一定量的某物质发生化学反应转移的电子数必须结合具体化学反应来确定。例1：7.1克Cl2与4.6克钠完全反应（2Na+Cl2点燃2NaCl），Cl2的电子转移0.2NA。例2：7.1克Cl2常温下与足量氢氧化钠溶液完全反应（Cl2+H2O=HCl+HClO），Cl2的电子转移0.1NA。@188.com第5页共11页（2）、考查在标准状况下一定体积的气体分子所含的分子数和原子数。①．在标准状况下，相同体积的任何气体具有相同的分子数；在标准状况下，相同体积的任何气体（组成气体分子的原子数相同，）具有相同的原子数。②．只有在标准状况下的稳定气体才可以进行相应的换算N=VmV×NA，非标准状况下气体体积与分子数的换算公式为：N=MV×NA（ρ－非标准状况下的气体密度，V－气体的体积，M－气体分子的摩尔质量）。③．稳定气体可以是在标准状况下相互不反应的混合气体，但不能是SO3或水蒸气（SO3的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，在标准状况下不是气体而是固体；水蒸气在标准状况下变成了水或冰也不是气体）。④．有机物在标准状况下呈气态的有：烃类中分子内含碳原子1~4个的烃是气态烃（新戊烷常温下也呈气态），烃的衍生物只有甲醛（醛类）和一氯甲烷（卤代烃）两种物质是气体。例1：在标准状况下，1.12L氦气（He）所含的分子数为0.05NA，标准状况下，1.12L氦气（He）所含的原子数为0.05NA。例2：在标准状况下，1.12L丁烷（C4H10）所含的分子数为0.05NA，标准状况下，1.12L氨气（NH3）所含的原子数为0.7NA。例3：在标准状况下，1.12L氢气和氧气的混合气体所含的分子数为0.05NA，标准状况下，1.12L氨气（NH3）所含的原子数为0.1NA。（3）、考查在标准状况下一定体积的气体分子所含的质子数、电子数、中子数。①．质子数决定元素种类，一种元素无论以何种微粒形式存在，其质子数不变，例如：11H、21H、31H、H+、H、H-氢元素的这六种微粒质子数都是1。②．在化学变化过程中，反应前后原子个数守恒、电子守恒、电子得失守恒，分子个数不一定守恒，就某一原子或原子团而言，其电子数可能发生变化，失去电子变成阳离子，得到电子变成阴离子；失去几个电子带几个单位正电荷，得到几个电子带几个单位正电荷。③．在核组成符号（AZX）中，左小角数字代表质子数，左上角数字代表质量数，中子数等于质量