高一化学必修1化学计量在实验中的应用

【基础知识巩固】

1、物质的量和阿伏加德罗常数

1、阿伏加德罗常数 N A ——物质的量的基准

以0.012 kg 12C 所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为N A ，其近似值为6.02×1023 单位：mol -1

2、物质的量 n

物质的量是七个基本物理量之一，其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。符号为：n ，单位为：摩尔（mol ）。

3、关系式：n ＝A

N N 2、摩尔质量 M

1mol 任何物质均含有N A 个粒子，但由于不同粒子的质量不同，因此，1 mol 不同物质的质量也不同。

1摩尔物质的质量，就是该物质的摩尔质量，单位是g/mol

关系式：n ＝M

m 3、气体摩尔体积 Vm

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。

2、表示符号：V m

3、单位：L/mol （或L·mol -1）

4、数学表达式：气体的摩尔体积＝气体的物质的量气体所占的体积， 即n

V

V m

5、标准状况下的气体摩尔体积(V 0)：

在标准状况下，1mol 任何气体的体积都约等于22.4 L 。

注意：在理解标准状况下的气体摩尔体积时，不能简单地认为“22.4 L 就是气体摩尔体积”，因为这个22.4 L 是有特定条件的。这些条件就是：

①标准状况，即0 ℃和101.325 kPa ，气体的物质的量为1 mol ，只有符合这些条件的气体的体积才约是22.4 L 。因此，22.4 L 是1 mol 任何气体在标准状况下的体积。

②这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况，而不指其他外界条件的状况。例如，“1 mol H 2O(g)在标准状况下的体积为22.4 L”是不正确的，因为在标准状况下，我们是无法得到气态水的。

③1 mol 任何气体的体积若为22.4 L ，它所处的状况不一定就是标准状况。根据温度、压强对气体分子间平均距离的影响规律知，温度升高一倍或压强降低一半，分子间距将增大

一倍；温度降低一半或压强增大一倍，分子间距将减小一半。由此可知，1 mol任何气体在0℃、101 kPa条件下的体积与273 ℃、202 kPa条件下的体积应相等，都约为22.4 L。

4、物质的量浓度

1、定义

以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液的浓度叫做物质的量浓度.符号为：c B；单位为：mol﹒L-1

n(n为溶质B的物质的量，单位为mol；V为溶液的体积，单位为L)

2、表达式：c B=

V

注意：①单位体积为溶液的体积，不是溶剂的体积。

②溶质必须用物质的量来表示。计算公式为概念中的单位体积一般指1升，溶质B 指溶液中的溶质，可以指单质或化合物，如c（Cl2）=0.1 mol/L，c（NaCl）=2.5 mol/L；也可以指离子或其它特定组合，如c（Fe2+）=0.5 mol/L, c（SO42-）=0.01 mol/L等。

③要明确溶液中溶质的化学成分。求物质的量浓度时，对一些特殊情况下溶液的溶质要掌握清楚，如NH3溶于水得NH3·H2O，但我们习惯上认为氨水的溶质为NH3；SO3溶于水后所得溶液的溶质为H2SO4；Na、Na2O、Na2O2溶于水后所得溶液的溶质为NaOH；CuSO4·5H2O溶于水后所得溶液溶质为CuSO4等。

3、物质的量浓度（c）与溶质的质量分数（ω）的关系：c=ρω/M

5、溶液的稀释与混合

溶液的稀释定律：

由溶质的质量稀释前后不变有：m B =m浓×ω浓=m稀×ω稀

由溶质稀释前后物质的量不变有：n B =c浓×V浓=c稀×V稀

注意：①溶液在稀释或混合时，溶液的总体积不一定是二者混合的体积之和。如给出溶液混合后的密度，应根据质量和密度求体积。②物质的量浓度与溶质质量分数ω的换算(ρ为该溶液的密度)

6、一定物质的量浓度溶液的配制

1、物质的量浓度溶液的配制步骤：

（1）计算：如溶质为固体时，计算所需固体的质量；如溶液是液体时，则计算所需液体的体积。

（2）称量：用天平称出所需固体的质量或用量筒量出所需液体的体积。

（3）溶解：把称量出的溶质放在烧杯中加少量的水溶解，边加水边震荡。

（4）转移：把所得的溶解液用玻璃棒引流注入容量瓶中。

（5）洗涤：用少量的蒸馏水洗涤烧杯和玻棒2-3次，把每次的洗涤液一并注入容量瓶中。

（6）定容：向容量瓶中缓缓注入蒸馏水至离容量瓶刻度线1-2 cm处，再用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。

（7）摇匀：盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，反复上下颠倒摇匀，然后将所配的溶液倒入指定试剂瓶并贴好标签。

2、容量瓶的使用

（1）容量瓶简介

容量瓶是一种细颈梨形平底瓶，由无色或棕色玻璃制成，带有磨口玻璃塞或塑料塞。一般为20℃以下使用。

容量瓶上标有：温度、容量、刻度线。

容量瓶的用途是配制准确精度的溶液或定量地稀释溶液。常和移液管和玻璃棒配合使用。

（2）规格：通常有25，50，100，250，500，1000 mL等数种规格，实验中常用的是100和250 mL的容量瓶。

（3）使用注意事项

①不能在容量瓶里进行溶质的溶解，应将溶质在烧杯中溶解后转移到容量瓶里。

②用于洗涤烧杯的溶剂总量不能超过容量瓶的标线。

③容量瓶不能进行加热。如果溶质在溶解过程中放热，要待溶液冷却后再进行转移，因为温度升高瓶体将膨胀，所量体积就会不准确。

④容量瓶只能用于配制溶液，不能储存溶液，因为溶液可能会对瓶体进行腐蚀，从而使容量瓶的精度受到影响。

⑤容量瓶用毕应及时洗涤干净，塞上瓶塞，并在塞子与瓶口之间夹一条纸条，防止瓶塞与瓶口粘连。

3、误差分析：

根据c=n/V =m/MV来判断，看m、V是变大还是变小，然后确定c的变化。

4、在配制物质的量浓度的溶液时，需注意以下几点：

1）计算所用溶质的多少时：

①溶质为固体时，分两种情况：a. 溶质是无水固体时，直接用

c B=n(mol)/V(L)=[m(g)/M(g·mol–1)]/V(L)公式算m；b. 溶质是含结晶水的固体时，则还

需将无水固体的质量转化为结晶水合物的质量。

②溶质为浓溶液时，也分两种情况：a. 如果给定的是浓溶液的物质的量浓度，则根据公式c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)来求V(稀)；b. 如果给定的是浓溶液的密度(ρ)和溶质的质量分数(ω)，则根据c=[ρg·mL-1×V’(mL)×ω/Mg·mol-1]/V(mL)来求V’(mL)。

③所配溶液的体积与容量瓶的量程不符时：算溶质时则取与实际体积最接近的量程数据做溶液的体积来求溶质的多少，不能用实际量。如：实验室需配制480mL1moL·L-1的NaOH

溶液，需取固体NaOH 的质量应为20.0g ，而不是19.2g ；因为容量瓶只能配制其规定量程体积的溶液，要配制符合要求的溶液时，选取的容量瓶只能是500 mL 量程的容量瓶。故只能先配制500 mL 溶液，然后再取出480mL 。

2）称、量溶质时，一要注意所测数据的有效性（即精度）。二要选择恰当的量器，称量易潮解的物质如NaOH 时，应用带盖的称量瓶（或小烧杯）快速称量；量取液体时，量器的量程与实际体积数据相差不能过大，否则易产生较大误差。

3)容量瓶使用前要用蒸馏水洗涤2～3次；溶解或稀释溶质后要冷却溶液至室温；定容、摇匀时，不能用手掌贴住瓶体，以免引起体积的变化；摇匀后，如果液面降到刻度线下，不能向容量瓶中再加蒸馏水了，因为瓶塞、瓶口是磨口的，有少量溶液残留。

4)定容时如果液面超过了刻度线或摇匀时洒出少量溶液，均须重新配制。

7、与物质的量相关的计算

1、物质的量

紧扣公式：n ＝A N N =M m 其中，对于气体还有n ＝m

V V 2、混合气体的平均摩尔质量

（1）已知混合物质的总质量m(混)和总物质的量n(混)：M(混)＝混）

混()(n m （2）已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数。

M(混)＝M 1×n 1%＋M 2×n 2%＋……＝M 1×V 1%＋M 2×V 2%＋……

（3）已知标准状况下混合气体的密度：M(混)＝22.4ρ(混)

（4）已知同温同压下与单一气体A 的相对密度：）混A M M ()(＝)

()(A ρρ混

【典型例题分析】

1、24.5g 的H2SO4的物质的量是多少？1.5 mol Na2CO3的质量是多少？

解答：⑴已知 m:24.5g M:1*2+32+16*4=98g/mol 求n 用公式：n=m/M

⑵已知 n:1.5mol M:23*2+12+16*3=106g/mol 求m 用公式：n=m/M

2、在标准状况下，100ml 某气体的质量为0.179g 。试计算这种气体的相对分子质量。 解答：标准状况下，100ml 气体的物质的量为0.1L/22.4L/mol,其次求出摩尔质量M

【重点知识巩固】

总结：

1、 气体的V 、n 、T 、P 之间的关系：任意三个量相同时，第四个量一定相同

同T、P时：n1/n2=V1/V2 同T、V时：n1/n2=P1/P2

2、n、N、M、Vm之间的关系：

2、化学方程式：

2H2 + O2 =点燃= 2H2O

N：2分子1分子2分子

n : 2mol 1mol 2mol

V（同T、P）: 2体积1体积——

m: 2g/mol*2mol 32g/mol*1mol 18g/mol*2mol

=4g =32g =36g

【课后强化练习】

1、下列物质中氧原子数目与11.7g Na2O2中氧原子数一定相等的是（）

A．6.72L CO B．6.6g CO2 C．8 g SO3 D．9.6g H2SO4

2、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，这些物质按照不同的比例加以混和、压制，就可以制成铅笔芯。如果铅笔芯质量的一半成分是石墨，且用铅笔写一个字消耗的质量约为1mg。那么一个铅笔字含有的碳原子数约为（）

A．2.5×10^19个 B．2.5×10^22个 C．5×10^19个 D． 5×10^22个

3．将VL的HCl气体（STP）溶于水制得1000mL盐酸溶液，则该盐酸的物质的量浓度为（）A．V/22400mol/L B．1000V/22.4mol/L C．V/22.4mol/L D．V/11.2mol/L 4．下列叙述正确的是（）

A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等

B．任何条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等

C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小

D．相同条件下的一氧化碳气体和氮气，若体积相等，则质量一定相等

5．有一种气体的质量是14.2g，体积是4.48升（STP），该气体的摩尔质量是（）A．28.4 B．28.4g?mol-1 C．71 D．71g?mol-1

6、有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol/L和

2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的

气体体积为（设反应中HNO3被还原成NO）（）A、0.448

L B、0.672 L C、0.896 L D、0.224 L

7．下列溶液中的氯离子数目与50 mL 1mol?L－1的AlCl3溶液中氯离子数目相等的是（）A．150 mL 1 mol?L－1的NaCl B．75 mL 2 mol?L－1的NH4Cl

C．150 mL 3 mol?L－1的KCl D．75 mL 2 mol?L－1的CaCl2

8．某10% NaOH溶液，加热蒸发掉100g水后得到80mL20%的溶液，则该20% NaOH溶液的物

质的量浓度为（）A．6.25mol/L B．12.5mol/L C．7mol/L D．7.5mol/L 9．实验室中需要配制2mol/L的NaCl溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaCl质量分别是（）

A．950mL，111.2g B．500mL，117g C．1000mL，117g D．任意规格，111.2g

10．要配制物质的量浓度约为2mol?L－1 NaOH溶液100mL，下面的操作正确的是（）A．称取8g NaOH固体，放入250mL烧杯中，用100mL量筒量取100mL蒸馏水，加入烧杯中，

同时不断搅拌至固体溶解

B．称取8g NaOH固体，放入100mL量筒中，边搅拌，边慢慢加入蒸馏水，待固体完全溶解

后用蒸馏水稀释至100mL

C．称取8g NaOH固体，放入100mL容量瓶中，加入适量蒸馏水，振荡容量瓶使固体溶解，

再加入水到刻度，盖好瓶塞，反复摇匀

D．用100mL量筒量取40mL 5mol?L－1NaOH溶液，倒入250mL烧杯中，再用同一量筒取60mL

蒸馏水，不断搅拌下，慢慢倒入烧杯中 1．BC 2．A 3．C 4．BD 5．D 6．C 7．AB

8．A 9．C 10．AD