化学计量在实验中的应用知识归纳及巩固

1化学计量在实验中的应用知识归纳及巩固一物质的量的单位—摩尔1．物质的量：（1）定义：物质的量是一个物理量，它表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n.（2）单位：摩尔2．摩尔：（1）定义：摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol.（2）国际上规定，1mol粒子集体所含的粒子数与0.012Kg12C中所含的碳原子数相同。（3）说明：①必须指明物质微粒的名称，不能是宏观物质名称。例如：1molH表示1mol氢原子，1molH2表示1mol氢分子（氢气），1molH+表示1mol氢离子，但如果说“1mol氢”就违反了使用标准，因为氢是元素名称，不是微粒名称，也不是微粒的符号或化学式。也不能用于宏观物质如：lmol人、1mol大豆都是错误的。②常见的微观粒子有：分子、原子、离子、电子、质子、中子或它们特定的组合。②当有些物质的微观粒子只有一种时，可以省略其名称，如1mol水。3．阿伏加德罗常数：（1）定义：把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA。（2）数值和单位：6．02×1023mol-1（3）物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数（N）之间换算的关系：n=N/ＮＡ4．摩尔质量：（1）定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为M。（2）单位：g/mol(或g·mol-1)（3）说明：①使用范围：A.任何一种微观粒子;B.无论是否纯净;C.无论物质的状态②与相对原子质量比较：数值相同，单位不同。核素的原子的相对原子质量=121126原子的质量一个一个原子的质量C元素的相对原子质量：A1、A2表示同位素相对原子质量，a1%、a2%表示原子个数百分比元素相对原子质量：%%2211aAaAA③与1mol物质的质量的比较：数值相同，单位不同。（4）物质的量（n）、质量（m）和摩尔质量（M）之间换算的关系：n=m/M5．气体摩尔体积：（1）定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为：Vm.（2）单位：L/mol(或L·mol-1)（3）标准状况下的气体摩尔体积①标准状况：0℃和1.01×105Pa（101KPa）2②理想气体：A.不计大小但计质量B.不计分子间的相互作用③标准状况下的气体摩尔体积：约22.4L·mol-1（4）影响物质体积大小的因素：①构成物质的粒子数目（物质的量的大小）②构成物质的粒子的大小（物质的本性）③构成物质粒子之间的距离（温度与压强共同决定）固体、液体和气体粒子之间距离如图所示：归纳：在物质所含的微粒数相同的情况下：①固体、液体的体积主要决定于其所含微粒本身的大小．②气体的体积主要决定于气体分子间的平均距离．（5）气体体积、气体摩尔体积和物质的量之间换算的关系：Vm=V/n6.物质的量浓度:(1)定义：表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，称为B的物质的量浓度，符号为CB（2）单位：mol/L（3）说明：①物质的量浓度是溶液的体积浓度②溶液中的溶质既可以为纯净物又可以为混合物，还可以是指某种离子或分子(4)溶液的有关计算①物质的量浓度、溶质的物质的量与溶液体积的换算关系：VNNMVmVncA②浓溶液稀释或稀溶液浓缩的有关计算．原理：稀释或浓缩前后溶质的物质的量(或质量)不变．表示为：C(浓)×V(浓)＝C(稀)×V(稀)m1ω1=m2ω2③同溶质的稀溶液相互混合：C混=21221VVVCCV(忽略混合时溶液体积变化不计)混合：m1ω1+m2ω2=(m1+m2)ω混④一定温度下，某饱和溶液中溶质B的溶解度(S)与溶质B的质量分数[ωB]的换算关系．根据S＝100)(（溶剂）溶质mm和ωB＝100)(（溶质）（溶剂）溶质mmm％（饱和溶液，S代表溶质该条件下的溶解度）3推得：ωB＝100100SS％或S=WB/(1-WB)×100⑤某一溶液中溶质的质量分数[ωB]、溶质的物质的量浓度[CB]和溶液的密度(ρ)的换算关系：CB＝MwB10007.相互关系：n=ANN=Mm=mVV=CV二、有关计算关系1.m、n、N之间的计算关系（1）计算关系：Mmn=ANN（2）使用范围：只要物质的组成不变，无论是何状态都可以使用2.V、n、N之间的计算关系（1）计算关系：mVVn=ANN=4.22V（2）使用范围：①适用于所有的气体，无论是纯净气体还是混合气体②当气体摩尔体积用22.4L·mol-1时必须是标准状况3.c、m、V、N之间的计算关系（1）计算关系：VNNMVmVncA（2）使用范围：①以上计算关系必须是在溶液中使用②微粒数目是指某种溶质③若溶液是由气体溶解于水形成的，要特别注意以下几点：A.必须根据定义表达式进行计算B.氨水中的溶质主要是NH3·H2O，但要以NH3为准计算C.溶液的体积不能直接用气体的体积或水的体积或气体与水的体积之和，而必须是通过mV计算得到4.c、%、ρ之间的计算关系（1）计算关系：Mc%1000（2）使用范围：同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算（3）推断方法：①根据物质的量浓度的定义表达式②溶质的物质的量用MVMmn计算③注意溶液体积的单位5.混合气体的平均相对分子质量的有关计算（1）计算依据：①1mol任何物质的质量（以g为单位）在数值上与其相对分子质量相等②1mol任何气体的体积（以L为单位）在数值上与气体摩尔体积（以L/mol为单位）相等4（2）基本计算关系：M—nm（3）变换计算关系：①M—=iiMn%②M—=iiMV%（4）使用说明：①(2)的计算式适用于所有的混合物的计算②(3)中的计算式只适用与混合气体的有关计算③(3)中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律6.密度与相对密度（1）密度①计算表达式：Vm②使用说明：A.适用于所有的物质，不受物质状态的限制，也适用于所有的混合物B.所有的气体物质：mVM，标准状况下气体4.22M（2）相对密度①计算表达式：2121MMD②使用说明：A.相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比B.既可以用于纯净气体之间的计算，也可以用于混合气体之间三、气体状态方程：PV=nRT四、阿伏加德罗定律重要公式与气态方程（PV=nRT）之间的关系推论1：同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即2121nnVV。推论2：同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，即2121nnPP。推论3：同温同压下，同体积的任何气体的质量之比，等于相对分子质量之比，也等于密度之比，即212121ddMMmm。推论4：同温同压下，同质量的气体体积之比等于摩尔质量之反比，即1221MMVV。推论5：混和气体平均相对分子质量的几种计算方法：(1)标准状况下，平均分相对分子质量d4.22M（∴d=4.22M）(1mol的物质所具有的质量)(2)因为相对密度212121DMM,MMddD所以(3)摩尔质量定义法：总总nmM（混合总质量除以混合总物质的量）(4)物质的量或体积分数法：5总总VVMVMVMnnMnMnM%bM%aMMnn2211nn2211BA以上推论及气态方程PV=nRT在有关气体的化学计算中具有广泛的应用。五、物质的量在化学实验中的应用——一定物质的量浓度溶液的配制(1)所需仪器：托盘天平(溶质为固体时)和药匙或量筒(浓溶液稀释时)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等．(2)配制步骤：算(计算)→取(称取或量取)→溶(溶解)→冷(冷却)→注(转移)→洗(洗涤)→振(振荡)→定(定容)→摇(摇匀)→存(保存)．以配制100ml1.00mol·L－1的NaCl溶液为例：计算：所需NaCl固体的质量为5.85g；②称量：准确称量NaCl固体（该步操作用到的仪器有托盘天平、药匙）；③溶解：将称量好的NaCl固体放入烧杯中，然后用适量蒸馏水溶解。（该步操作用到的仪器有烧杯、玻璃棒）；④冷却：将烧杯中的溶液冷却至室温；⑤转移：将烧杯中的溶液沿玻璃棒缓缓注入100ml容量瓶中；⑥洗涤：用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，并将洗涤液也注入容量瓶中；⑦振荡：用手轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀；⑧定容：把蒸馏水沿着玻璃棒缓缓注入容量瓶中，当液面距离容量瓶颈刻度线下1～2cm时，改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面的最低处与刻度线相切视线要保持水平）。⑨摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀；⑩装瓶：配好的溶液应及时转入试剂瓶中。(3)误差分析：根据公式CB＝nB/V知，造成所配溶液产生误差的原因可能由nB或V引起．其中，造成nB的误差一般由称量、转移、洗涤等错误操作引起；而造成V的误差往往由读数错误、未冷却溶液等操作引起．例如，未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒，造成实际值比nB值偏小，从而引起CB偏小．练习:配制一定物质的量浓度溶液时，下列操作对溶液浓度有何影响？①没有用水冲洗烧杯2-3次。（偏低）②溶液配好摇匀后，发现液面低于刻度线，又加水至液面与刻度相切。（偏低）③定容时，俯视液面使与刻度相切。（偏高）④定容时，仰视液面使与刻度相切。（偏低）⑤将未冷却的溶液注入容量瓶后，马上定容。（偏高）⑥将烧杯中的溶液转到容量瓶时，有溶液溅出。（偏低）⑦加水超过刻度线。（偏低）⑧用天平称量NaOH时，砝码有油污。（偏高）(4)配制一定物质的量浓度的溶液时应注意的问题：①配制一定物质的量浓度溶液是将一定质量或体积的溶质按所配溶液的体积在选定的容量瓶中定容，因而不需要计算水的质量．②不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液．这是因为在配制的过程是用容量瓶来定容的，而容量瓶的规格又是有限的，常用的有50mL、100mL、250mL、6500mL和1000mL等，所以只能配制体积与容量瓶容积相同的一定物质的量浓度的溶液．③将蒸馏水注入容量瓶中至液面接近容量瓶刻度线1～2cm时，应改用胶头滴管滴加蒸馏水，以防液面超过刻度线，造成所配溶液的浓度偏低．④在配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时，应将氢氧化钠样品放在玻璃容器中称量；若配制一定物质的量浓度的硫酸溶液，应预先在烧杯中加入适量的蒸馏水，再缓缓加入量筒中的浓硫酸，同时边加边搅拌．（4）容量瓶是一种细颈梨形的平底玻璃瓶，容量瓶颈部有标线、瓶上标有温度和容量。容量瓶是用来配制准确物质的量浓度溶液的仪器。容量瓶有各种不同规格，常用的有100mL、250mL、500mL和1000mL等几种。容量瓶只能配对应体积的溶液。因此，在选择时，要使容量瓶的容积等于或略大于所需。容量瓶的使用要有一定温度限制，容量瓶不能作为盛放液体的容器或反应容器使用，也不能加热，更不能作为溶解固体或稀释溶液的仪器使用。在使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。方法是：往瓶内加水，塞好瓶塞。用食指顶住瓶塞。另一手托住瓶底，把瓶倒立。观察瓶塞周围是否漏水，若不漏水，把容量瓶正立过来将瓶塞旋转180°，仍把瓶倒立过来，再检验是否漏水。六、在有关计算物质的量浓度时形成解题思路一般有两个出发点：①由“定义式”出发：物质的量浓度定义的数学表达式为c=n/V，由此可知，欲求c，先求n及V。②由守恒的观点出发：a.稀释前后“溶质的物质的量守恒”。b.溶液中“微粒之间电荷守恒”(溶液呈电中性)。如在Na2SO4溶液中，阴离子SO42-与阳离子Na+所带电荷一定相等，即n(Na+)×1=n(SO2-4)×2，又因在同一溶液中，体积都相同，故有c(Na＋)×1=c(SO42-)×2。再如，在Na2SO4、KNO3和HCl的混合液中，阳离子有Na+、K+、H+，阴离子有SO42-、NO-3、Cl-，由电荷守恒知：c(Na＋)×1+c(K＋)×1+c(H＋)×1=c(SO2-4)×2+c(NO-3)×1+c(Cl-)×1简化为c(Na＋)＋c(K＋)＋c(H＋)＝2c(SO2－4)＋c(NO－3)＋c(Cl－)c.化学反应前后的质量守恒例如：用密度为1.32g/cm3的硫酸溶液，逐滴滴入BaCl2溶液中，直到沉淀恰好完全为止。已知所生成的沉淀的质量等于所用硫酸溶液的质量，则硫酸溶液的浓度为（）(A)21.9%(B)