化學(xué)常用計(jì)量
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)技能：掌握物質(zhì)的量及其單位――摩爾、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的涵義。掌握物質(zhì)的量與微粒（原子、分子、離子等）數(shù)目、氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）之間的相互關(guān)系。
能力培養(yǎng)：通過(guò)基本計(jì)算問(wèn)題的討論，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。
科學(xué)思想：在阿伏加德羅定律的應(yīng)用上，著重掌握有關(guān)比例的數(shù)學(xué)思想。
科學(xué)方法：演繹推理法。
重點(diǎn)、難點(diǎn) 物質(zhì)的量與微粒（原子、分子、離子等）數(shù)目、氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）之間的相互關(guān)系是重點(diǎn)，氣體摩爾體積的應(yīng)用條件是難點(diǎn)。
教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
教師活動(dòng)
【引入】今天我們復(fù)習(xí)化學(xué)常用計(jì)量。
【提問(wèn)】科學(xué)家引入物質(zhì)的量這個(gè)物理量的意義是什么？
【再問(wèn)】誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)物質(zhì)的量是怎樣聯(lián)系宏觀和微觀的？
學(xué)生活動(dòng)
回答：把質(zhì)量、體積等宏觀物理量和微觀的微粒個(gè)數(shù)聯(lián)系起來(lái)。
回答：主要通過(guò)以物質(zhì)的量為核心物理量建立的下列關(guān)系圖，把微粒數(shù)、物質(zhì)質(zhì)量、氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積、溶液的物質(zhì)的量濃度等相互關(guān)聯(lián)起來(lái)。
歸納：
習(xí)教案化學(xué)常用計(jì)量.files/image001.gif)
小結(jié)：物質(zhì)的量及其單位摩爾的作用實(shí)際是聯(lián)系宏觀和微觀的橋梁。
【提問(wèn)】下列敘述是否正確？
（1）摩爾是物質(zhì)的量的單位，1mol任何物質(zhì)都含有6.02×1023個(gè)分子。
（2）1mol氫的質(zhì)量為1g，它含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)氫分子。
（3）氧氣的摩爾質(zhì)量為 32g，氧氣的分子量也為32g。
（4）12g碳-12所含的碳原子數(shù)是阿伏加德羅常數(shù)，每摩物質(zhì)含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)微粒。
思考，回答：
（1）不正確，并非所有物質(zhì)均含有分子。
（2）不正確，不能說(shuō) 1mol氫，應(yīng)指明微粒名稱(chēng)。
（3）不正確，摩爾質(zhì)量的單位為g?mol-1，分子量沒(méi)有單位。
（4）正確
【提問(wèn)】在應(yīng)用摩爾這個(gè)單位時(shí)，應(yīng)注意什么？
回答：
（1）摩爾只能用來(lái)表示微粒的集體數(shù)目；
（2）必須指明微粒的具體名稱(chēng)。
【講解】微�？梢允钦鎸�(shí)的，如：1mol水分子；也可以是假想的，如：1mol NaCl，表示1molNa+和1mol Cl- 的特定組合。
【提問(wèn)】在化學(xué)反應(yīng)中，下列敘述正確的是：
A．反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和一定等于各生成物的物質(zhì)的量之和
B．反應(yīng)前原子的物質(zhì)的量之和一定等于反應(yīng)后原子的物質(zhì)的量之和
C．反應(yīng)前各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量之和一定等于反應(yīng)后生成物的摩爾質(zhì)量之和
D．在同溫、同壓下，反應(yīng)前氣體體積之和一定等于反應(yīng)后氣體體積之和
思考，回答：
A．不正確，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后，分子數(shù)是可能發(fā)生變化的。
B．正確，因?yàn)樵邮腔瘜W(xué)變化中的最小微粒。
C．不正確，因?yàn)榉肿邮亲兓�，分子量很可能變化，摩爾質(zhì)量也隨之變化。
D．不正確，因?yàn)樵谕瑴�、同壓下，氣體的體積隨分子數(shù)變化。
【小結(jié)】化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是分子組成、分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。
【提問(wèn)】質(zhì)量守恒定律從宏觀和微觀兩方面的涵義是什么？
回答：
在宏觀上，反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量；從微觀上，反應(yīng)物中原子的種類(lèi)和總個(gè)數(shù)（或總物質(zhì)的量）等于生成物中原子的種類(lèi)和總個(gè)數(shù)（或總物質(zhì)的量）。
【強(qiáng)調(diào)】物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律在化學(xué)計(jì)算中有很重要的應(yīng)用，需要大家努力掌握應(yīng)用守恒的計(jì)算技巧。
【過(guò)渡】下面讓我們?cè)儆懻撘幌掠嘘P(guān)氣體摩爾體積的問(wèn)題。
【提問(wèn)】什么是氣體摩爾體積？
回答：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積都約為22.4L。
【再問(wèn)】標(biāo)準(zhǔn)狀況的涵義是什么？
回答：273K，1.01×105Pa，或0℃，1atm。
提問(wèn)：老師，標(biāo)準(zhǔn)狀況下三氧化硫是氣體嗎？
【強(qiáng)調(diào)】氣體摩爾體積不適用于非標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體及液體、固體。
【反問(wèn)】誰(shuí)知道這個(gè)問(wèn)題？
回答：三氧化硫的熔點(diǎn)為16℃，標(biāo)準(zhǔn)狀況下當(dāng)然是固體。
【提問(wèn)】有關(guān)氣體問(wèn)題的最重要的一個(gè)定律就是阿伏加德羅定律，誰(shuí)來(lái)敘述一下該定律的內(nèi)容？
回答：同溫、同壓下，同體積的氣體具有相同的分子數(shù)。
【講解】阿伏加德羅定律適用于任何狀態(tài)下的氣體，可歸納為：pV=nRT
具體應(yīng)用有：（1）同溫、同壓下，體積比等于物質(zhì)的量之比；（2）同溫、同體積下，壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量之比；（3）同溫、同壓下，密度比等于摩爾質(zhì)量（分子量）之比。
【板書(shū)并講解】根據(jù) pV=nRT和 n=m/M得：pV=（m/M）RT
pM=（m/V）RT
pM=ρRT
因此，同溫、同壓下，氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量（分子量）之比。
傾聽(tīng)。
提問(wèn)：為什么同溫、同壓下，密度之比等于摩爾質(zhì)量（分子量）之比？
【引導(dǎo)小結(jié)】氣體分子量計(jì)算的常用公式：
①氣體的摩爾質(zhì)量=標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度×22.4。
②同溫、同壓下，氣體的分子量與氣體的密度成正比。
③混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=混合氣體總質(zhì)量÷混合氣體的總物質(zhì)的量。
回憶、歸納、小結(jié)：
（1）M=ρ0×p22.4
（2）M=ρA×MA
（3）M=Σm/Σn
【提問(wèn)】下列說(shuō)法正確的是：
A．1mol任何物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都約是22.4L
B．0.5 mol氫氣的體積為11.2L
C．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，各為1mol的二氧化硫、三氧化硫的體積均約為22.4L
D．在20L恒容密閉容器中，充入1mol的氮?dú)夂?mol氫氣，達(dá)平衡后有0.5mol的氮?dú)夥磻?yīng)，平衡后混合氣體的體積仍為20L
思考，回答：
A．不正確，只有1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都約是22.4L，不能說(shuō)任何物質(zhì)。
B．不正確，因?yàn)闆](méi)有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況。
C．不正確，因?yàn)槿趸蛟跇?biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體。
D．正確，因?yàn)椴徽撛谌魏螚l件下，氣體都將充滿(mǎn)整個(gè)容器。
【評(píng)價(jià)】回答得很好，請(qǐng)注意 D選項(xiàng)的條件不是標(biāo)準(zhǔn)狀況。
【提問(wèn)】下列說(shuō)法正確的是：
A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1L辛烷完全燃燒生成8/22.4 mol的二氧化碳分子
B．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，任何氣體的體積都約為22.4L
C．常溫常壓下，1mol氮?dú)夂邪⒎拥铝_常數(shù)個(gè)氮分子
D．常溫常壓下，金屬和酸反應(yīng)，若生成2g 氫氣，則有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
思考，回答：
A正確，辛烷的分子式為C8H18，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下1L辛烷的物質(zhì)的量是1/22.4mol，因此，完全燃燒生成 8/22.4 mol的二氧化碳分子。
B．不正確，因?yàn)闆](méi)有指明氣體的物質(zhì)的量是1mol。
C．正確，1mol氮?dú)獾姆肿訑?shù)與是否標(biāo)準(zhǔn)狀況無(wú)關(guān)。
D．正確，不論在任何條件下，2g氫氣都是1mol，無(wú)論什么金屬生成氫氣的反應(yīng)均可表示為：2H++2e=H2↑，因此，生成1mol氫氣一定轉(zhuǎn)移 2mol電子。
【質(zhì)疑】辛烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是否為氣體？
回答：辛烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液體。
【評(píng)價(jià)】辛烷是汽油成分之一，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液體，1L辛烷的物質(zhì)的量不是 1/22.4mol，因此，A選項(xiàng)是不正確的。
【提問(wèn)】設(shè)N表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列說(shuō)法正確的是：
A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合氣體22.4L，所含的氣體的分子數(shù)約為N個(gè)
B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LNO和11.2L氧氣混合，氣體的分子總數(shù)約為1.5N個(gè)
C．常溫下，2.3g金屬鈉變成鈉離子時(shí)，失去的電子數(shù)目為0.1N個(gè)
D．常溫下，18g重水所含中子數(shù)為10N個(gè)
思考，回答：
A．正確，任意比例混合的甲烷和丙烷混合氣體 22.4L，氣體的總物質(zhì)的量為1mol，因此含有N個(gè)分子。
B．不正確，因?yàn)镹O和氧氣一接觸就會(huì)立即反應(yīng)生成二氧化氮。
C．正確，2.3g鈉是0.1mol鈉原子，鈉原子變成離子的反應(yīng)為：
Na-e=Na+
0.1mol鈉原子就失去0.1mol電子，也就是0.1NA個(gè)電子。
D．不正確，重水分子（D2O）中含有10個(gè)中子，分子量為 20，18g重水所含中子
數(shù)為：10×18g/20g? mol-1=9mol。
【強(qiáng)調(diào)】溫度和壓強(qiáng)條件只影響氣體的體積，而不影響氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量，因此，如果討論物質(zhì)的量、質(zhì)量和微粒數(shù)目的關(guān)系，則與是否標(biāo)準(zhǔn)狀況無(wú)關(guān)。
【引導(dǎo)小結(jié)】在計(jì)算中需要注意的問(wèn)題：
（1）有關(guān)微粒個(gè)數(shù)計(jì)算，需要注意什么？
（2）有關(guān)氣體的計(jì)算，需要注意什么？
（3）有關(guān)方程式的計(jì)算，需要注意什么常用技巧？
歸納、小結(jié)：
（1）注意分子數(shù)和原子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)、中子數(shù)的比例關(guān)系
（2）注意溫度和壓強(qiáng)條件對(duì)氣體體積的影響很大，因此應(yīng)用氣體摩爾體積計(jì)算必須要求標(biāo)準(zhǔn)狀況條件，并注意標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體或不能共存的混合氣的問(wèn)題。
（3）注意運(yùn)用電子守恒的計(jì)算技巧。
精選題
一、選擇題
1．為方便某些化學(xué)計(jì)算，可將98％的濃硫酸表示成下列形式，其中合理的是 [ ]
A．H2SO4?1/9H2O B．H2SO4?H2O
C．H2SO4?SO3 D．SO3 ?10/9H2O
2．能從水溶液中還原 6molH+的是 [ ]
A． 2 mol Fe B． 6 mol
C． 6 molI- D． 6 mol Li
3．某稀溶液中含1mol硝酸鉀和4mol硫酸，向其中加入1.5mol銅粉，充分反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 [ ]
A．5.6 L B．11.2L
C．22. 4L D．44.8L
4．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，下列混合氣體的平均式量可能是50的是
[ ]
A．硫化氫和二氧化硫 B．一氧化氮和氧氣
C．二氧化硫和溴化氫 D．碘化氫和氯氣
5．在一個(gè)恒容密閉容器中充入11gX氣體（摩爾質(zhì)量為 44g?mol-1），壓強(qiáng)為1×105pa。如果保持溫度不變，繼續(xù)充入X氣體，使容器內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到5×105pa。則此時(shí)容器內(nèi)的氣體X的分子數(shù)約為 [ ]
A．3.3×1025 B．3.3×1024
C．7.5×1023 D．7.5×1022
6．以N表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說(shuō)法中不正確的是 [ ]
A．在SiO2晶體中，1mol硅原子與2N個(gè)氧原子形成共價(jià)鍵
B．0.1mol甲基中含N個(gè)電子
C．16g臭氧O3中含有N個(gè)氧原子
D．31g白磷P4中含有1.5N個(gè)P-P鍵
7．由二氧化碳、氫氣、一氧化碳組成的混合氣體在同溫、同壓下與氮?dú)獾拿芏认嗤�。則該混合氣體中二氧化碳、氫氣、一氧化碳的體積比為 [ ]
A．29∶8∶13 B．22∶1∶14
C．13∶8∶29 D．26∶16∶57
8．將一定量的鐵粉和硫粉的混合物共熱，充分反應(yīng)后冷卻，再加入足量稀硫酸，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體 11.2 L，則原混合物可能的組成是（n代表物質(zhì)的量） [ ]
A．n（Fe）＜n（S）總質(zhì)量等于 44g
B．n（Fe）＞n（S）總質(zhì)量等于44g
C．n（Fe）=n（S）總質(zhì)量大于 44g
D．n（Fe）＞n（S）總質(zhì)量小于 44 g
9．同溫、同壓下，CO2 和NO的混合氣體 20mL，通過(guò)足量過(guò)氧化鈉后氣體體積減少到10mL，則原混合氣體的體積比可能是
[ ]
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．1∶4
10．常溫下，向20L真空容器中通入A mol硫化氫和 Bmol氯氣（A，B均為不超過(guò)5的正整數(shù)），反應(yīng)完全后，容器內(nèi)氣體可能達(dá)到的最大密度是 [ ]
A．8.5 g?L-1 B．18．25g?L-1
C．18.5 g?L-1 D．35.5 g? L-1
11下列分子數(shù)由少至多的順序是______，質(zhì)量由小到大的順序是______。
二、非選擇題
①6g氫氣②2mol氨氣③4℃時(shí) 9mL水 ④1.204×1023個(gè)硫酸分子⑤標(biāo)準(zhǔn)狀況下，5.6L二氧化碳
12．9g水（H2O）和______g重水（D2O）含有相同的中子數(shù)，和______g重水含有相同的質(zhì)子數(shù)。
13．0.1mol下列物質(zhì)：①氫氧化鈉，②碳酸鈉，③過(guò)氧化鈉，④芒硝，分別溶于水，使所得溶液中鈾離子與水分子的個(gè)數(shù)比為1∶100，則需要加入水的質(zhì)量分別為：
①______g，②______g，③______g，④______g。
14．某溶液中含氯離子、溴離子、碘離子的物質(zhì)的量之比為2∶3∶4。欲使它們的物質(zhì)的量之比變?yōu)?∶3∶2，需要通入氯氣的物質(zhì)的量和原溶液中所含碘離子物質(zhì)的量之比為：
15．若在一定條件下把硫化氫與120mL氧氣混合反應(yīng)后，相同狀態(tài)下測(cè)得二氧化硫的體積為75mL，則原硫化氫氣體的體積最少為_(kāi)_____mL，最多為_(kāi)_____mL。
答 案
一、選擇題
1．A、D 2．D 3．C 4．B、D 5．C 6．A、B 7．C、D 8．D 9．A、C 10．B
二、非選擇題
11．④⑤③②①；①③⑤④②
12．8 10
13．180 360 361.8 341
14．1∶4
15．75 90
提示：4．平均值法：如果混合氣的平均式量為50，則組成氣體中必然有式量大于50的和式量小于50的。
A．選項(xiàng)，兩種氣體不能共存；
B．選項(xiàng)，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮化合生成四氧化二氮（式量為92）；
C．選項(xiàng)，兩種氣體的式量均大于50；
D．選項(xiàng)，氯氣和碘化氫反應(yīng)生成氯化氫（式量為36.5）和碘。
6．A選項(xiàng)，在SiO2晶體中，每個(gè)Si原子均和4個(gè)O原子相連，即有4個(gè)Si―O鍵；
B選項(xiàng)，甲基中有9個(gè)電子；
D選項(xiàng)，白磷P4分子為正四面體結(jié)構(gòu)，有6個(gè)P―P鍵。
7．根據(jù)題意，混合氣的平均式量等于氮?dú)獾氖搅?8，由于CO的式量也為28，因此，只要二氧化碳和氫氣的體積比滿(mǎn)足13∶8（可用十字交叉法算出）即符合題意。
8．根據(jù)題意，所產(chǎn)生的氣體可能為硫化氫和氫氣，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，得到如下關(guān)系：Fe～FeS～H2S，F(xiàn)e～H2。因此，根據(jù)產(chǎn)生氣體 11.2L（0.5 mol），得：鐵粉的物質(zhì)的量一定為0.5 mol（28g）。
若n（Fe）＜n（S），貝n（S）＞0.5 mol，m（S）＞16g，總質(zhì)量大于44g。
其余選項(xiàng)的判斷同理。
9．設(shè)混合氣中CO2的體積為xmL，NO的體積為y mL，則x+y=20 方程①
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
xmL x/2mL
2NO+O2=2NO2
ymL x/2mL
若氧氣足量，則x/2≥y/2
生成NO2y mL，剩余氧氣 x/2―y/2 mL
反應(yīng)后混合氣：y+（x/2―y/2）=10方程②
根據(jù)方程①，方程②總成立。
因此，只要滿(mǎn)足x≥y，即體積比＞1∶1，均可。若氧氣不足量，即y＞x，由于生成NO2的體積為y mL，因此剩余氣體的體積不可能為10mL。
10．恒容條件下，當(dāng)氣體質(zhì)量最大時(shí)，其密度最大，經(jīng)討論，當(dāng)A=5，B=5時(shí)，反應(yīng)后生成10molHCl，此時(shí)，氣體的總質(zhì)量最大。
因此，容器內(nèi)氣體密度的最大值為：
10mol×36.5g?mol-1/20L＝18.25g?L-1
14．根據(jù)Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量之比由2∶3∶4變?yōu)?∶3∶2，說(shuō)明反應(yīng)前后Br-的物質(zhì)的量沒(méi)有改變，因此，反應(yīng)如下：
Cl2+2I-=2Cl-+I2
15．根據(jù)硫化氫和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：2H2S+O2=2S↓+2H2O，2H2S+3O2=2SO2+2H2O。若生成SO275mL，則H2S的體積至少為75mL，此時(shí)消耗氧氣的體積為112.5 mL，余7.5mL。7.5mL氧氣還可以和15mL硫化氫反應(yīng)生成S，因此H2S的體積至多為75mL+15mL=90mL
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