高一化学计量在实验中的应用教学设计

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高一化学计量在实验中的应用教学设计

一、考纲要求
1、理解原子量(相对原子质量)，分子量(相对分子质量)的涵义。
2、掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。理解阿佛加德罗常数的涵义。掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目，气体体积(标准状况下)之间的相互关系。
3、掌握有关原子量、分子量，有关物质的量，有关气体摩尔体积，有关物质溶解度，有关溶液浓度(质量分数和物质的量浓度)的计算。
一、摩尔：
1、物质的量
我们知道，物质都是由分子、原子、离子等微观粒子组成的。这些微粒非常小，质量很轻，难于称量。但是物质之间的反应，既是按照一定的微粒个数进行，又是以可称量的物质来进行反应的。这就需要一个物理量把微粒的多少与可称量的物质的质量联系起来，这个物理量就是“物质的量”，为了帮助同学尽快理解掌握这一概念，分析如下几点：
　　(1)物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。
七个基本物理量的名称、单位（SI单位）及单位符号
物 理 量 单位名称 单位符号
长 度 米 m
质 量 千克 kg
时 间 秒 S
电 流 安[培] A
热力学温度 开[尔文] K
物质的量 摩[尔] mol
发光强度 坎[德拉] cd
（2）“物质的量”是表示物质所含微粒多少的物理量。如同长度、质量等物理量一样，“物质的量”这四个字不得简化，也不得增添任何字，不能多一个字，也不能少一个字，更不能把它当作表示物质数量或质量多少的量。它是表示微观粒子集体的一个物理量。
2、摩尔
（1）摩尔的概念
摩尔是物质的量的单位。同其它物理量都有度量各自的单位一样，“物质的量”也有计量单位。正如米是长度的单位一样，摩尔是物质的量的单位。
摩尔可简称为“摩”，其符号是“mol”。
（2）摩尔的确定
按规定，科学上应用0.012kg（即12g）碳 （指原子核内含6个质子和6个中子的一种碳原子，通常表示为12C或 C）所含碳原子数目就是1摩尔。也就是说，摩尔这个单位是以0.012kg12C所含的原子个数为标准，来衡量其它物质中所含微粒数目的多少。
（3）阿佛加德罗常数
0.012kg12C中所含有的碳原子数就是阿佛加德罗常数，常用NA表示。
阿佛加德罗常数是一个非常庞大的数值，现在已经由实验测得相当精确的数值，在使用时常取其近似值为6.02×1023。例如2mol H2约含2×6.02×1023个H2分子。12.04×1023个O2分子约是2mol。

www.deyou8.com 阿佛加德罗常数的单位是mol－1或/mol。
每摩尔物质含阿佛加德罗常数个微粒。
物质的量是以阿佛加德罗常数为计数单位，表示物质的基本微粒数目多少的物理量。
（4）使用摩尔时的注意事项
①摩尔只能用于微观粒子，如分子、原子、离子、中子、质子、电子等；而不能用于宏观物质，如不能说1mol苹果、1mol小米等。
②使用摩尔时，必须指明量度的微观粒子的名称或化学式。通常将微粒的名称或化学式或微粒符号写在“摩尔”或“mol”的后面，如：1mol氢分子或写成1mol H2；1mol氢原子或写成1mol H；1mol钠离子或写成1mol Na+；1mol电子或写成1mol e等。但不能说“1mol氢”，因为这里的氢究竟是指氢原子还是氢分子，很不明确；一般只说氢时常指氢元素，然而元素属于宏观概念，只有种类之分，不讲个数，所以“1mol氢”这种说法或写法都是错误的。
3、摩尔质量
（1）摩尔质量的含义
1摩尔物质的质量叫该物质的摩尔质量。摩尔质量的单位是克/摩，符号是g/mol或写成g•mol-1。
数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。
NA个某种微粒的总质量为摩尔质量。由于组成物质的微粒大小、质量不一样，故1mol任何物质的质量也是不相同的。任何原子、分子或离子的摩尔质量，当单位为g/mol时，其数值上等于其原子量、分子量或离子式量。
物质的摩尔质量与物质的量、相对原子质量（相对分子质量）的关系如下表实例：
微粒符号 相对原子质量 1个微粒真实质量（g） 物质的量（mol） 所含微粒数（个） 摩尔质量
(g•mol-1)
C 12 1.993×10-23 1 6.02×1023 12
Fe 56 9.3×10-23 1 6.02×1023 56
O2 32 5.32×10-23 1 6.02×1023 32
H2O 18 2.99×10-23 1 6.02×1023 18
H2SO4 98 1.63×10-22 1 6.02×1023 98
OH- 17 2.82×10-23 1 6.02×1023 17
Na+ 23 3.82×10-23 1 6.02×1023 23
注意，摩尔质量的单位是g/mol；原子量、分子量、式量都是相对比值，没有单位；1mol物质的质量单位是g。三者的意义不同、单位不同、仅数值上相同。
（2）二个关系式
①物质的量（mol） ②物质的量（mol）
上面二个关系式中各种量之间的关系，也可归纳如下：

③化学方程式中的化学计量数之比，等于各物质的微粒数之比，也等于各物质反应时物质的量之比。例如：
SO2 + 2H2S == 3S? + 2H2O
微粒数之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2
物质的量之比 1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 2
质量之比 16 ∶ 17 ∶ 24 ∶ 9
二、气体摩尔体积：
1、影响物质体积的因素：
从微观来看有：（1）微粒个数；（2）微粒本身的大小；（3）微粒间距离。
对于固体和液体来说，构成它们的微粒间的距离很小，但微粒直径较大，所以含一定微粒个数的固体或液体的体积取决于微粒大小，因为各种微粒直径不同，即微粒本身的大小不同，所以1mol固体或气体的体积不同。对于气体来说，气体微粒间距离很大，通常情况下，是气体微粒直径的10倍左右。因此气体体积取决于微粒间距离，气体微粒间平均距离与温度和压强有关。当温度和压强一定时，不同气体微粒间的平均距离几乎是相等的。
2、气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积，叫气体的摩尔体积，其符号是Vm,即Vm=V/n，单位是L/mol或L•mol-1。
在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。进行有关计算时常写成22.4L/mol。
对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点：
（1）气体摩尔体积的适用范围是气态物质。因为固态或液态物质其微粒之间的距离很小，且不同的固态或液态物质的微粒大小是不相同的，因而固态或液态物质的体积主要由微粒本身的大小决定。气体分子间的平均距离比分子的直径大得多，在标准状况下不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。
（2）气体的体积与温度、压强有关，只有在标准状况下（0℃、1.01×105Pa）1mol任何气体的体积才是22.4L。（标准状况可用S、P、T表示）
（3）气体物质的量是1mol。
（4）“22.4L”这个数值是近似值，但在计算时就取22.4L/mol即可。
（5）气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。如0.3mol H2与0.7mol O2的混合气在标准状况下的体积约为22.4L。
（6）1mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4L，也可能不是22.4L。
应用气体摩尔体积的两个公式
①气体物质的量（mol）
②标准状况下气体的密度（g/L）
气体摩尔质量 = 气体密度（S、P、T）×气体摩尔体积（M = 22.4 ）
3、阿佛加德罗定律及其推论