第二节 化学计量在实验中的应用
一.物质的量的定义及制定标准是什么?
1.物质的量——符号(n),表示含有一定数目粒子的集体的物理量。 2.单位——为摩尔(mol):国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012Kg
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C所含的碳原子数相同,约为6.02 × 1023。
把含有6.02 × 1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。 3.阿伏加德罗常数
把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,确定为6.02 × 1023mol-1。 4.物质的量 = 物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数 n =N/NA 5.物质的量与微观粒子数之间成正比:n1/n2=N1/N2 使用物质的量应注意事项:
①物质的量这四个字是一个整体,是专用名词,不得简化或增添任何字。 ②物质的量只适用于微观粒子,使用摩尔作单位时,所指粒子必须指明粒子的种类,如原子、分子、离子等。且粒子的种类一般都要用化学符号表示。 ③物质的量计量的是粒子的集合体,不是单个粒子。 二.摩尔质量(M)定义及公式是什么?
1.定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。 2.单位:g/mol 或 g.mol-1
3.数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。 4.物质的量=物质的质量/摩尔质量 n = m/M 三.气体摩尔体积的定义及公式是什么? 1.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)单位:L/mol 或 m3/mol
2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm 3.标准状况特指0℃ 101KPa ,Vm = 22.4 L/mol。 4.阿伏加德罗定律:
同温、同压下,等物质的量的任何气体(含有相同的分子个数)的体积相等. 5.理想气体状态方程(克拉珀龙方程):PV=nRT
推论:
(1)同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正 比:V1 :V2 = n1 :n2 (2)同温、同体积时,气体的压强与其物质的量成正比:P1 :P2 = n1 :n2 (3)同温、同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比ρ1:ρ2 =M1:M2 四.物质的量在化学实验中的应用 1.物质的量浓度的定义及公式是什么?
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质的物质的浓度。 (2)单位:mol/L,mol/m3
(3)物质的量浓度 = 溶质的物质的量/溶液的体积 C = n/V 2.一定物质的量浓度的配制的步骤包括哪些?
(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在烧杯中溶解并在容量瓶内用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制的溶液。 (2)主要操作
所需仪器:托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。 A.检验是否漏水,方法与分液漏斗查漏相同。
B.配制溶液 ①计算;②称量;③溶解;④转移;⑤洗涤;⑥定容;⑦摇匀; ⑧装瓶贴签。 注意事项:
A.选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶。 B.使用前必须检查是否漏水。 C.不能在容量瓶内直接溶解。
D.溶解完的溶液等冷却至室温时再转移。
E.定容时,当液面离刻度线1~2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。 F.误差分析 a、称量产生误差
1)称量时左盘高,右盘低↓
2)称量时称量物放在右盘,而砝码放在左盘 (正常:m=砝码+游码;错误:砝码=m+游码)↓
3)量筒量取液体药品时仰视读数↑ 4)量筒量取液体药品时俯视读数↓ b、溶解、转移、洗涤产生误差 5)溶解过程中有少量液体溅出烧杯↓ 6)未洗涤溶解用的玻璃棒和烧杯↓
7)洗涤液未转入容量瓶中而倒入废液缸中↓ c、定容误差
8)定容时仰视刻度↓ 9)定容时俯视刻度↑ 10)定容时液面低于刻度线↑ 11)未等溶液冷却就定容↑
12)定容后发现液面高于刻度线后,用滴管吸出少量溶液↓ 13)摇匀后发现液面低于刻度再加水↓ 14)原容量瓶洗净后未干燥 无影响 15)容量瓶中含有少量的水 无影响
16)往容量瓶中加水时有少量加到瓶外 无影响 3.溶液稀释定律是什么?
C(浓溶液)·V(浓溶液) =C(稀溶液)·V(稀溶液) 4.浓度(C)与溶质的质量分数(ω)的关系式
C= 1000ρω/ M (ρ的单位为g / mL)