2019-2020年高中化學《化學計量在實驗中的應(yīng)用》教案14 新人教版必修1.doc
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2019-2020年高中化學《化學計量在實驗中的應(yīng)用》教案14 新人教版必修1 教學目標: 1.認識摩爾是物質(zhì)的量的基本單位,能用于進行簡單的化學計算,體會定量研究的方法對研究和學習化學的重要作用。 2.了解物質(zhì)的量、摩爾、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積及物質(zhì)的量濃度等概念的意義。 3.掌握以物質(zhì)的量為中心的化學量之間的關(guān)系及相互之間的換算。 4.認識實驗、假說、模型、比較、分類等科學方法對化學研究的作用。 教學重點:物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度的概念,物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量和物質(zhì)的量濃度的關(guān)系,一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法。 教學難點:物質(zhì)的量的概念,一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法。 課時安排:兩課時 教學過程: 知識梳理 知識點1、物質(zhì)的量及其單位——摩爾 1.物質(zhì)的量: (1)物質(zhì)的量是國際單位制中 個基本物理量之一,科學上采用“物質(zhì)的量”這個物理量把一定數(shù)目的原子、分子或離子等微觀粒子與可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來。它是一個口頭上或書面表達都不可分割的專用名詞,不可任意添減字,既是物質(zhì)的質(zhì)量,也是物質(zhì)的數(shù)量。它是描述 的物理量。它的單位是 ,符號為 ,在希臘語中它是“堆量”的意思。 (2)物質(zhì)的量只能用來描述 、 、 、 、 、 等微觀粒子或微粒的特定組合,不能指宏觀物質(zhì)。 (3)物質(zhì)的量的計量標準——阿伏加德羅常數(shù) ,稱阿伏加德羅常數(shù),符號為 ,單位 。 當某物質(zhì)中指定的粒子集體所含的指定粒子數(shù)與 相同時,則該粒子物質(zhì)的量為1mol。如:1 mol H2O中含有H2O 數(shù)是 個,含氫原子 個 2.摩爾 (1)摩爾是物質(zhì)的量的單位,它們的關(guān)系正如長度與米,質(zhì)量與克一樣。 (2)使用摩爾作單位時,應(yīng)該用化學式符號指明粒子種類,而不能用名稱。否則,概念模糊,意義不清。 例:1 mol H 表示1mol氫原子,而不能說1 mol 氫。 1摩爾氫離子應(yīng)如何表示?1molH+。 練習:(1)判斷下列表示方法是否正確? ?、?1 mol 氧 ② 1 mol 鈉?、?1 mol H2SO4④1 mol Na2CO3⑤ 1 mol 蘋果⑥ 1 mol NO3- (2)1mol硫酸含有阿伏加德羅常數(shù)個微粒。(?。? (3)1mol CaCl2中含_molCa2+,_molCl-,_mol質(zhì)子。 (4)2 mol CO2中含有1mol C 和_mol O ,含有_個CO2。 (5)_mol H2O中所含有的氧原子數(shù)與1.5 mol CO2中含有的氧原子數(shù)相同。 知識點2、摩爾質(zhì)量 1.1 mol 任何物質(zhì)的質(zhì)量 1 mol 任何物質(zhì)均含有阿伏加德羅個粒子,但由于不同的粒子質(zhì)量不同,故1 mol 不同物質(zhì)的質(zhì)量一般也不同。C-12 的相對原子質(zhì)量為 12 ,而 0.012kgC-12 所含的碳原子數(shù)為阿伏加德羅常數(shù),即1 mol C-12 的質(zhì)量為 12 g ,由此根據(jù)氧元素的相對原子質(zhì)量可推出 1 mol O的質(zhì)量。 練習: 1 mol H、H2、O 、O2、 Na 、Na+、SO42-的質(zhì)量分別是多少? 2.摩爾質(zhì)量:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于1摩爾物質(zhì)的質(zhì)量。 練習: (1)Fe 、 Fe2+、Fe3+的摩爾質(zhì)量為 。 (2)O2和H2SO4的摩爾質(zhì)量分別為 g/mol、98 。 (3)NH4+,H2PO4—的摩爾質(zhì)量分別為 、 。 思考:物質(zhì)的式量,物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,1mol物質(zhì)的質(zhì)量三者的區(qū)別和聯(lián)系 如:O2的式量為 ,摩爾質(zhì)量 ,1molO2的質(zhì)量 。 [歸納總結(jié)] 物質(zhì)的量、質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、微粒數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)的換算關(guān)系 知識點3.物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、粒子數(shù)三者之間的關(guān)系 M M NA NA m n N 利用阿伏加德羅常數(shù)和物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,可進行三者的相互求算。 知識點4、氣體摩爾體積 1、追根尋源:決定物質(zhì)體積大小的因素 ?、僭诹W訑?shù)目相同的情況下,物質(zhì)體積的大小主要決定于微粒的大小和微粒之間的平均距離。當粒子之間的距離很小時,物質(zhì)的體積就主要決定于微粒間的大?。划斄W娱g的距離比較大時,物質(zhì)的體積就主要決定于微粒間的平均距離。 ②氣體體積的大小主要決定于氣體分子的平均距離。 ③氣體的體積與溫度、壓強等外界條件有怎樣的關(guān)系? 在其他條件不變時,溫度越高,氣體體積越大;壓強越大,氣體體積越小。 2、氣體摩爾體積: ?、俣x:在一定的溫度和壓強下,單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所占有的體積。 表達式:Vm=V/n,常用單位:L/mol 標況下,氣體的摩爾體積約為22.4L/mol,這是在特定條件下的氣體摩爾體積。 ?、谑褂脴藳r下氣體摩爾體積應(yīng)注意: a、條件:標準狀況;b、單位:L/mol;c、適用范圍:氣體;d、數(shù)值約為22.4L/mol ③應(yīng)用氣體摩爾體積(標況)計算的幾種情況: 氣體體積V 物質(zhì)的量n 質(zhì)量m 摩爾質(zhì)量M 密度ρ 式量Mr ?、瘛?jù)氣體體積求其物質(zhì)的量:n=V/22.4L/mol ?、颉?jù)氣體質(zhì)量求其標況下體積:V=m (22.4L/mol)/M ?、蟆?jù)氣體摩爾質(zhì)量求其標況下密度:ρ=M/22.4L/mol ?、簟?jù)氣體標況下的體積求質(zhì)量:m= VM/22.4L/mol ?、酢?jù)標況下氣體密度求式量:M=ρ22.4L/mol ?、觥?jù)氣體標況下的溶解度,求飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量濃度(略) ?、軜藴薁顩r是指溫度為0℃,壓強為101KPa。 [小練習]如果ag某氣體中含有的分子數(shù)為b,則cg該氣體在標況下的體積是 ?。ㄓ肗A表示阿伏加德羅常數(shù)) 知識點5、物質(zhì)的量濃度 ?。ㄒ唬┪镔|(zhì)的量濃度 1.定義:單位體積的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。 2.符號:CB常用單位:mol/L數(shù)學表達式 CB=nB/V 思考:(1)1.0L 1mol/LH2SO4中溶質(zhì)以 存在,物質(zhì)的量各是 。從其中取出100mL,溶液的物質(zhì)的量濃度是 ,以上微粒物質(zhì)的量濃度各是 。 (2)1.0L 1mol/L葡萄糖(C6H12O6)溶液中,溶質(zhì)以 存在,質(zhì)量是 g 。 ?。ǘ┡渲埔欢ㄎ镔|(zhì)的量濃度的溶液。 配制 0.1L0.4mol/L的NaCl 溶液 1. 常用實驗儀器:認識儀器——容量瓶;規(guī)格:100ml標識:200C 100ml;使用注意事項: ?、倜恳蝗萘科恐荒芘渲孟鄳?yīng)規(guī)定體積的溶液, ?、谑褂们耙獧z驗是否漏水 ③容量瓶不能加熱,不能久貯溶液,不能在瓶內(nèi)溶解固體或稀釋液體 2. 實驗步驟: ①計算溶質(zhì)的質(zhì)量(或體積)。 ?、诜Q量。(固體一般用托盤天平,液體用量筒或滴定管) ?、廴芙猓ɑ蛳♂專┰跓羞M行,并且恢復到室溫。 ④移液,用玻璃棒引流,轉(zhuǎn)移到容量瓶中。 ⑤洗滌,用蒸餾水洗燒杯與玻璃棒約2—3次,并將洗滌液注入容量瓶中,輕輕搖動容量瓶使溶液混和均勻。 ?、薅ㄈ荩豪^續(xù)加水到液面在刻度線以下2-3cm時,改用膠頭滴管逐滴加水,使溶液凹面恰好與刻度線相切。 ?、邠u勻:反復顛倒搖勻。 將配制好的溶液倒入試劑瓶中,貼好標簽備用。 3. 誤差分析: 步驟 具體情況 影響 稱 或 量 砝碼有油污或生銹 偏高 砝碼殘缺或放在了左盤(且使用了游碼) 偏低 量筒內(nèi)有水(量取液體溶質(zhì)時) 偏低 俯視量筒刻度 偏低 仰視量筒刻度 偏高 吸水性,揮發(fā)性,藥品長時間暴露 偏低 溶解 攪拌及轉(zhuǎn)移時有液體濺出,未洗滌燒杯及玻璃棒 偏低 定容 溶液未冷卻就倒入容量瓶中;定容時俯視刻度 偏高 定容時仰視刻度 偏低 (三)關(guān)于物質(zhì)的量濃度的計算。 1. 關(guān)于物質(zhì)的量濃度概念的計算,包括已知溶質(zhì)質(zhì)量和溶液體積求濃度。 配制一定濃度溶液時所需溶液的質(zhì)量和溶液的體積的計算等。用到的公式為:C=n/V 例:配制500ml0.1mol/L CuSO4溶液,需要CuSO45H2O的質(zhì)量是多少? m=0.5L0.1mol/L250g/mol=12.5g 2. 溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)與溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的換算。 例1:市售濃硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為98%,密度為1.84g/cm3,計算市售濃硫酸的物質(zhì)的量濃度? C=(1000ml1.84g/cm398%)/(98g/mol1L)=18.4mol/L 例2:正常人體中,血液中葡萄糖(簡稱血糖)的質(zhì)量分數(shù)約為0.1%,設(shè)血液的密度為1g/cm3,則血糖的物質(zhì)的量濃度是多少? C=(1000ml1g/cm30.1%)/(180g/mol1L)=0.0056mol/L 3. 一定物質(zhì)的量濃度溶液的稀釋。 例1:將250ml質(zhì)量分數(shù)為98%,密度為1.84g/cm3的濃硫酸稀釋到600ml,此時溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少? C=(250ml1.84g/cm398%/(98g/mol0.6L)=7.67mol/L 例2:300 mL某H2SO4溶液中含H2SO4 147 g,用此溶液配制1.0 mol/L的H2SO4需原溶液和水的體積比是________。1:4 ?。ㄋ模怏w溶解的計算 例:標準狀況下,a體積氨氣溶解于b體積水中得溶液密度為d g/mL,求溶液的物質(zhì)的量濃度及溶質(zhì)的質(zhì)量百分數(shù)? C=1000ad/(17a+22400b) mol/L w=17a/(17a+22400b) (五)物質(zhì)的量應(yīng)用于化學方程式的計算 化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比等于各物質(zhì)相應(yīng)組成粒子的數(shù)目之比,等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。 格式歸納:在化學方程式中,列比例計算時要保持“上下一致,左右相當”的原則。 即:同一物質(zhì)的物理量及單位必須相同,不同物質(zhì)之間物理量及單位可以不同,各物理量之間均能通過物質(zhì)的量來相互轉(zhuǎn)化。 例題1:完全中和 0.1molNaOH 需要H2SO4的物質(zhì)的量是多少?所需 H2SO4的質(zhì)量是多少? 2NaOH + H2SO4 =Na2SO4+2H2O 2mol 1mol 0.1mol n(H2SO4) n(H2SO4)=0.1mol1mol/2mol=0.05mol m(H2SO4)=98g/mol0.05mol=4.9g 例2:在200 ml 0.1mol/L 的AlCl3溶液中,滴入足量的硝酸銀溶液,生成的沉淀的質(zhì)量是多少? AlCl3 + 3AgNO3= 3 AgCl↓+Al(NO3)3 1mol 3143.5g 0.2L0.1mol/L m(AgCl) m(AgCl)=(3143.5g0.2L0.1mol/L)/1mol=8.61g 疑難點撥 一、阿伏加德羅律的應(yīng)用 阿伏加德羅定律:同溫同壓下,同體積的氣體具有同數(shù)的分子。 在非標準狀況下,不能用氣體摩爾體積22.4 L / mol進行計算,這時可利用阿氏定律及其有關(guān)關(guān)系來計算。 由這一定律可知:① 同溫同壓下,同體積的任何氣體含有相同物質(zhì)的量的分子;② 同溫同壓下任何混合氣體的分子總數(shù)與相同狀態(tài)下的各純氣體的分子數(shù)之和相同。并且還可推出氣體反應(yīng)定律:在有氣體存在的化學方程式中,氣體物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,既是分子數(shù)之比,物質(zhì)的量之比,也是相同狀態(tài)下氣體體積比。 與此相關(guān)的還有以下幾條規(guī)律應(yīng)掌握: 1、同溫同壓下,氣體的體積與物質(zhì)的量成正比。對于一反應(yīng)體系(包括密閉體系),氣體總體積與總的物質(zhì)的量成正比。即:=。 2、同溫同體積下,氣體的壓強與物質(zhì)的量成正比。對于一反應(yīng)體系(包括密閉體系),氣體總的物質(zhì)的量之比等于壓強比。即:=。 3、同溫同壓下,同體積的任何氣體的質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量之比,等于密度之比。即:==。 4、同溫同壓下,相同質(zhì)量的任何氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量之反比。即: =。 5、同溫同體積時,等質(zhì)量的任何氣體的壓強之比等于摩爾質(zhì)量的反比。即: =。 6、當溫度相同,物質(zhì)的量也相同時,氣體的體積與壓強成反比。即:=。 二、有關(guān)氣體的幾個量的求解策略 1、關(guān)于氣體的相對密度。 氣體的相對密度是指兩種氣體的密度比。 D=== 故相對密度可以看作是氣體的相對分子質(zhì)量之比。因此,相對密度單位為1,是一個微觀量。利用相對密度可求氣態(tài)物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。 Mr1=DMr2 若以空氣作標準,則為:Mr =29 D空 ,若是氫氣作標準,則為:Mr =2 。 2、、求氣態(tài)有機物的摩爾質(zhì)量或相對分子質(zhì)量 (1) 物質(zhì)的量定義法:M= (2) 密度法:M=r22.4 mol / L (3) 質(zhì)量體積法:M=22.4 mol / L (4) 相對密度法:Mr1=DMr2;Mr =29 D空 ,Mr =2。(微觀法) 3、、求混合氣體(氣體間不發(fā)生反應(yīng))的平均摩爾質(zhì)量或平均相對分子質(zhì)量 (1) 物質(zhì)的量定義法:= (2) 密度法:=22.4 mol / L (3) 平均量法:混合氣體可看成一種氣體,不過平均分子量應(yīng)按下式計算: =M1n1%+M2n2%+……=M1V1%+M2V2%+…… 三、有關(guān)物質(zhì)的量濃度的二關(guān)系 ① 同c、同V的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等。 ② 從一溶液中取出任一體積的溶液,其溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變,但溶質(zhì)的物質(zhì)的量和質(zhì)量都減少。 (1) 有關(guān)量綱式:c=;m=Vrw ;m=cVM (2) 用濃溶液A(用質(zhì)量分數(shù)表示)配制稀溶液B(用物質(zhì)的量濃度表示)求所需濃溶液的體積VA cB VB M = wA VA r A (mol / L) (L) (g / mol) % (mL) (g / cm3) (3) 物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)之間的換算 令V=1L=1000 mL,則得:c = (4) 稀釋規(guī)則:稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量和物質(zhì)的量不變。 m濃w 濃 = m稀w 稀 V濃r濃w 濃 = V稀r稀w 稀 c濃V濃 = c稀V稀 (5) 混合規(guī)則:混合前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變。 m1w1% +m2w2% = m3w3% ,式中,m1+m2 = m3 (質(zhì)量有加和性) 若告訴混合后溶液的密度,則有體積效應(yīng),即V1+V2 V3(體積沒有加和性),混合后溶液的體積要根據(jù)混合溶液的密度來計算。 典例剖析 【例1】已知鐵的相對原子質(zhì)量是56,則1個鐵原子的質(zhì)量是__g。 解析:依題意,1molFe為56g,而1molFe約有6.021023個鐵原子。則1個鐵原子的質(zhì)量為: 【例2】在24g碳原子中,所有碳原子的電子數(shù)為___個。 解析:本題解題思路是:m→n→N→電子數(shù)。 一個碳原子有6個電子,故總電子數(shù)為: 61.2041024=7.2241024個 【例3】2.3g金屬鈉與水反應(yīng)后,所得的溶液中,要使每100個水分子中溶解有1個Na+,求所需水的質(zhì)量。 解析:2.3g Na為0.1mol,產(chǎn)生的Na+也為0.1mol。 設(shè)與0.1molNa反應(yīng)消耗水的物質(zhì)的量為xmol,生成NaOH的物質(zhì)的量為ymol。 2Na + 2H2O= 2NaOH +H2↑ 46g 2mol 2mol 2.3g x y 列比例式解得:x=0.1mol,y=0.1mol。 生成0.1molNaOH在水中完全電離,故溶液中有0.1mol的Na+。 設(shè)與0.1mol Na+配比的水的物質(zhì)的量為zmol。則有: N(Na+)∶N(H2O)=n(Na+)∶n(H2O) 1∶100=0.1∶z, 解得:z=10mol。 所以,總共需H2O的物質(zhì)的量為: x+z=0.1mol+10mol=10.1mol。 m(H2O)=n(H2O) M(H2O)=10.1mol18g/mol=181.8g。 延伸點撥:由本題求解過程可知,物質(zhì)的量起到了微觀與宏觀的橋梁作用。 【例4】某硫酸鈉溶液中含有3.011022個Na+,則該溶液中SO42-的物質(zhì)的量是___。 解析:n(Na+)=。 根據(jù)電離方程式:Na2SO4= 2Na++SO42- 有=, 以n(SO42-)=n(Na+)=0.05mol=0.025mol。 【例5】4℃時某一滴管滴出30滴水,體積為amL,則每滴水中所含的水分子數(shù)為 A. B. C. D. 解析:30滴水的體積為a mL,即ag,物質(zhì)的量為,所含的水分 子數(shù)為個,因此D正確。 【例6】下列關(guān)于物質(zhì)的量的敘述中,錯誤的是 A.1 mol任何物質(zhì)都含有6.021023個分子 B.0.012 kg 12C中含有約6.021023個碳原子 C.1 mol水中含有2 mol氫和1 mol氧 D.1 mol Ne含有6.021024個電子 解析:因為有些物質(zhì)是由分子組成(例如水、硫酸等),有些物質(zhì)是由離子組成(例如NaCl、Ca(OH)2等),還有些物質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的(例如金剛石等),所以A的敘述是錯誤的。碳是由原子構(gòu)成的,根據(jù)規(guī)定,0.012 kg 12C中所含的碳原子數(shù)即為阿伏加德羅常數(shù),其近似值為6.021023 mol-1,所以B的敘述是對的。根據(jù)規(guī)定,“使用摩爾表示物質(zhì)的量時,應(yīng)該用化學式指明粒子的種類,而不使用該粒子的中文名稱”。C中表示水的組成時,卻用名稱表示,所以也是不正確的。氖原子核外有10個電子,則1 mol Ne也應(yīng)含有106.021023個電子,所以D的敘述是正確的。答案:AC。 【例7】 由CO2、H2和CO組成的混合氣在同溫同壓下與氮氣的密度相同。 則該混合氣體中CO2、H2和CO的體積比為 A.29:8:13 B.22:1:14 C.13:8:29 D.26:16:57 解析:由于CO與N2具有相同的分子質(zhì)量,所以CO2、H2、CO混合氣體的平均相對分質(zhì)量僅由CO2和H2來決定,CO的量可以任意。由十字交叉法: 2 CO2: H2: 44 28 26 16 = 26 16 即C、D都符合,故選C、D。 【例8】(xx年全國)A、B、C是短周期ⅠA和ⅡA族元素的碳酸鹽,它們的質(zhì)量分別為 mA、mB、mC,與足量鹽酸完全反應(yīng),消耗鹽酸的物質(zhì)的量分別為nA(HCl)、nB(HCl)、nC(HCl)。 已知:mA=mB+mC,nA(HCl)=nB(HCl)+ nC(HCl)。請?zhí)羁眨? (1)寫出短周期ⅠA和ⅡA族元素形成的所有碳酸鹽的名稱: (2)若以MA、MB和MC分別表示A、B、C的相對分子質(zhì)量,試寫出MA、MB和MC三者的相互關(guān)系式 。 (3)A的正確選擇有 種,其化學式為: 。 (4)若A和B為ⅡA族元素的碳酸鹽,C為ⅠA族元素的碳酸鹽,則A、B、C的化學式依次是 ,mB︰mC=1︰ 。(保留2位小數(shù)) 解析:(1)IA、IIA族短周期元素有Li、Na、Be、Mg故碳酸鹽名稱為碳酸鋰,碳酸鈉,碳酸鈹,碳酸鎂。 (2)nA(HCl)=2n(A) nB(HCl)=2n(B) nC(HCl)=2n(C) 故 即 即 MA ≠MB ≠MC ∴若MA- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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