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高壹化學,什麽是物質的量

【本節學習目標】

1.了解物質的量的單位--摩爾。

2.理解摩爾質量、氣體摩爾體積和物質的量濃度的含義。

3.能根據物質的量和微粒數之間的關系進行計算。

4.知道壹定物質的量濃度溶液的配制方法及其應用。

重點:物質的量單位--摩爾,氣體摩爾體積,物質的量濃度的概念,物質的量、摩爾質量與物質的量濃度的關系,壹定物質的量濃度溶液的配制方法之壹。

難點:物質的量的單位--摩爾,壹定物質的量濃度的溶液的配制方法。知識點1:物質的量及其單位(摩爾)

要點解讀:在化學實驗中,所取的藥品,無論是單質還是化合物,都可以用器皿稱量。物質之間的化學反應是原子、離子或分子之間按照壹定的數量關系發生的,對於這些物質,我們不僅無法用肉眼直接看到,而且也很難稱量。國際科學家提出,"物質的量 "就是將壹定數量的原子、離子或分子等微觀粒子相關聯的物質稱量出來。

1.物質的量:

它是壹個基本物理量,即含有壹定數量微粒的集合體,符號為n。

2.摩爾:

物質的量的單位是摩爾,或稱摩爾,符號為mol。1摩爾微粒集合體中微粒的個數與0.012千克12C中碳原子的個數之比,約為6.02×1023.

微粒集合體中微粒的個數與0.012千克12C中碳原子的個數之比,約為6.02×1023.6.02×1023.

3.阿伏加德羅常數:

它是壹個物理量,可以定義為單位量物質中所含微粒的個數。

符號是 NA,單位是 mol-1,可表示為 NA=6.02×1023 mol-1。

4.物質的量(n)、阿伏加德羅常數(NA)和微粒數(N)之間存在以下關系。

5.註意:

(1)物質的量是壹個基本物理量,這四個字是壹個整體,不能割裂開來理解,也不能壓縮成 "物質的量",還可以用 "物質的質量 "或 "物質的數量"。

(2)物質的量只適用於微觀粒子。即原子、分子、離子、電子和其他粒子,或這些粒子的特定組合。

(3) 使用摩爾作為單位時,必須指明所指的微粒,微粒的類型必須用化學式表示。

例如:2 mol H、1 mol H2、1.5 mol NaOH、1 mol OH-、1 mol e-,等等。

(4)阿伏加德羅常數是壹個物理量,其值等於 0.012 kg 12C 所含的碳原子數,

而 6.02 × 1023 mol-1 是壹個近似值。

知識點 2:摩爾質量

解釋:1mol不同物質所含的微粒數相同,但1mol不同物質的質量不同,這是因為不同微粒的質量不同。

1.摩爾質量:

單位量物質的質量稱為摩爾質量。符號是 M,常用單位是 g / mol(或 g-mol-1)。

2.註意:

(1) 摩爾質量用 g-mol-1 表示時,在數值上等於物質的相對分子質量或相對原子質量。

可以這樣推導:

根據阿伏加德羅常數的定義,我們知道 M (12C) = 12 g-mol-1,因此 M (X) 的單位也是 g-mol-1,在數值上等於它的相對原子質量。

(2) 對於純凈物來說,它們的摩爾質量是固定的,而物質的質量則隨物質的含量而變化。例如,1 mol O2 的質量為 32 g,2 mol O2 的質量為 64 g,而 O2 的摩爾質量不變,仍為 32 g-mol-1。

3.物質的量(n)、質量(m)、摩爾質量(M)之間存在如下關系:

例如,H2SO4 的摩爾質量為 98 g -mol-1,則 24.5 g H2SO4:

此外,借助公式和肉眼無法看到的微觀物質的微粒數,可以與宏觀上可以稱量的物質的質量聯系起來。因此,物質的數量就像壹座橋梁。我們可以將物質的粒子數和質量相互轉換。

如上題,24.5 g H2SO4 的物質的量 n (H2SO4)=0.25 mol,

其微粒數 N (H2SO4)=n (H2SO4)×NA=0.25 mol×6.02×1023 mol-1=1.505×1023 。

知識點3:氣體的摩爾體積

考點解讀:對於氣態物質,測量體積比稱量質量更方便。物質的體積取決於三個因素:組成物質的微粒數、微粒的大小和微粒間的距離。1 摩爾固體或液體物質含有相同數量的微粒,微粒之間的距離非常小,因此固體或液體物質的體積主要由微粒的大小決定。但是,由於粒子的大小不壹樣,所以 1 摩爾不同的固體或液體物質的體積也不壹樣。

對於氣體來說,粒子之間的距離比粒子本身的直徑要大得多,因此 1 摩爾氣體的體積主要由氣體粒子之間的距離決定。而在相同的溫度和壓強下,任何氣體粒子之間的距離都可以看作是相等的,因此所有 1 mol 氣體的體積都是相同的。

1.氣體摩爾體積:

單位量的氣體所占的體積稱為氣體的摩爾體積,符號為 Vm,常用單位為 L / mol 或(L-mol-1)和 m3 / mol(或 m3-mol-1)。

2.註意:

(1) 氣體的摩爾體積在不同的溫度和壓強下是不同的。

(2)在標準狀況下(0°,101 kPa),氣體的摩爾體積 Vm = 22.4 L-mol-1。

3.氣體的體積(V)、氣體的摩爾體積(Vm)和氣體的量(n)之間的關系是:

氣體的分子數與氣體的宏觀體積可以用和連接關系來表示。例如,在標準狀況下,11.2 L H2 所含的分子數為。

通過壹定條件下的密度和氣體摩爾體積可以求出氣體的摩爾質量:M=Vm-如標準狀況下,

(O2)=1.429 g-L-1,則M(O2)=Vm-(O2)=22.4 L-mol-1×1.429 g-L -1=32 g-mol-1。

知識點4:阿伏加德羅定律

要點解析:在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體所含的分子數都相同。這壹定律稱為阿伏加德羅定律。

1.註意:

(1)阿伏伽德羅定律只適用於氣體,不適用於固體和液體物質。

(2) 只有溫度、壓強和體積相同的氣體才有相同的分子數。

(3) 氣體的摩爾體積是阿伏加德羅定律的具體表達式。

2.幾個重要推論

氣體的溫度、壓強、體積、質量和摩爾質量之間存在以下關系:,由此可以推導出以下重要推論:

(1)在相同溫度和壓強下,相同體積的任何氣體的質量之比等於它們的相對分子質量之比。也就是說

(2) 在相同溫度和壓力下,任何氣體的體積之比等於它們的物質的量之比。即:

(3) 在相同溫度和壓強下,質量相同的氣體的體積比等於它們相對分子質量的倒數。即

(4)在相同溫度和壓力下,任何氣體的密度之比等於它們的相對分子質量之比。即:

(5) 在相同溫度和壓強下,氣體的壓強之比等於它們的物質的量之比。即:

知識點 5:物質的濃度

考點解讀:對於溶液,我們可以用溶質的質量分數來表示溶液的成分。取溶液時,通常測量的是體積,而不是質量。要知道壹定體積溶液中溶質的量要容易得多。

1.物質的濃度:

由單位體積的溶液中含有溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量叫做溶質B的物質的濃度。符號為 c(B),單位為 mol/L(或 mol-l-1)等。

2.註意:

(1)溶液的體積不能等同於溶劑的體積,應該是溶質溶解在溶劑中的實際體積。

(2) 溶質可以是物質、分子或離子。

(3) 溶液是均相的,即從壹定濃度的溶液中取出任意體積的物質,該物質的濃度保持不變。 /p>

3.溶質的量(n)、溶液的物質的量濃度、溶液的體積三個關系式:

(1)物質的量濃度與溶質的質量分數的換算(w為溶質的質量分數)

(2)溶液的稀釋規律:即稀釋前後溶質的物質的量不變,則有:c1V1=c2V2

知識點六:配制壹定濃度的某溶液

1.壹定濃度溶液的配制有兩種:

由固體配制溶液(需測定溶質的質量)和由濃溶液配制稀溶液(需測定濃溶液的體積)。整個過程可分解為八個步驟:計算、稱量、溶解或稀釋、轉移、洗滌、轉移、確定體積、振蕩。

2.儀器通常有:

容量瓶(註意規格)、托盤天平(用於配制固體溶液)或滴定管(用於從濃溶液配制稀溶液)、量筒(用於測量溶劑)、燒杯(用於溶解)、玻璃棒(用於攪拌和打底)、帶橡皮頭的滴定管(用於定容)、藥匙(用於溶質為固體時)。

3.容量瓶是壹種細頸梨形玻璃容器,帶有磨碎的玻璃塞。

容量瓶上標有刻度、適用溫度和容量。使用前,壹定要檢查容量瓶是否漏水,方法是:向瓶中加入壹定量的水,塞上瓶塞,用左手食指抵住瓶塞,右手托住瓶底,將容量瓶倒置,看是否漏水。如果不漏水,再將瓶塞旋轉 180°,重復上述操作,兩個都不漏水的容量瓶就可以使用了。

4.誤差分析:

壹般根據公式判斷,即分析實驗操作對變量n和V的影響。其他正常情況下,任何因素使m或n增大,則使c變大,反之,則使c變小。任何使 V 增大的因素都使 c 偏小,反之,則使 c 偏大。例如:轉移溶液後沒有洗凈燒杯和玻璃棒,會使溶質流失,所以會使 c 偏小;定容振蕩後發現液面低於刻度線,又加入少量蒸餾水,會使溶液總體積偏大,也會使 c 偏小。

5.註意事項:

(1)稱量壹般用托盤天平,測量壹般用量筒,量筒只能精確到小數點後壹位(0.1 g 或 0.1 mL),所以計算所用溶質的質量或體積要精確到小數點後壹位。

(2)稱量時左物右碼,吸濕性和腐蝕性藥品放入燒杯中迅速稱量;用量筒測得的液體倒入燒杯後,量筒內壁附著的溶質不能被沖入燒杯中。

(3)溶解通常是先向燒杯中加入溶質,後加入溶劑。稀釋濃硫酸必須註意將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢倒入水中,並邊加邊用玻璃棒攪拌。

(4)配制壹定濃度的物質的溶液時,要根據溶液的體積,在選定的容量瓶中放入壹定質量或體積的溶質,因此根本不需要計算水的用量。

(5)不能配制任意體積的溶液,因為配制過程是用容量瓶來設定體積的,而容量瓶的規格是有特定值的。常用容量瓶的規格有 100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL 等。

(6)不能用容量瓶溶解、稀釋或久存溶液(特別是堿性溶液),更不能在容量瓶中發生化學反應。配制好溶液後,應將溶液倒入幹燥、潔凈的試劑瓶中。

(7)溶液註入容量瓶前,應使容量瓶的溫度恢復到室溫,這是因為熱溶液轉移到容量瓶中,會使配制好的溶液體積變小(玻璃的膨脹系數比液體的膨脹系數小),配制好的溶液濃度變大。

(8)溶液轉移到容量瓶中後,用玻璃棒瀝幹,用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒(玻璃棒上附有少量溶質)2~3 次,再將洗滌後的溶液轉移到容量瓶中。

(9)當容量瓶中的液面上升到離刻度線 1~2 厘米時,用橡皮頭滴定管加入蒸餾水,防止液面超過刻度線。加水定容時,如果超過刻度線,則必須重新配制。

(10) 應反復搖動溶液。如果靜置後發現液面略低於刻度線,則不要再加入蒸餾水,否則會導致結果偏低。如果搖晃後有幾滴溢出,溶液的濃度仍保持不變。

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