第二节 化学计量在实验中的应用（一） 现在人们都已知道宏观物质是由原现在人们都已知道宏观物质是由原子、分子、离子等基本粒子构成的。可子、分子、离子等基本粒子构成的。可是在很久以前，人类并不知道物质是由是在很久以前，人类并不知道物质是由这些微粒构成的。直到这些微粒构成的。直到16611661年，英国科年，英国科学家玻义耳提出了元素的科学定义，人学家玻义耳提出了元素的科学定义，人类才知道物质是由各种元素组成的；类才知道物质是由各种元素组成的；18031803年，英国科学家道尔顿又提出了原年，英国科学家道尔顿又提出了原子的假说；子的假说；18111811年，意大利科学家阿伏年，意大利科学家阿伏加德罗提出了分子的概念，人类才终于加德罗提出了分子的概念，人类才终于认识到物质是由许多微粒组成的。认识到物质是由许多微粒组成的。 科学史料科学史料玻义耳玻义耳玻义耳英国科学家。英国科学家。1661年，他年，他提出了提出了“元元素素”的科学的科学定义。定义。 道尔顿道尔顿道尔顿英国科学家。英国科学家。1803年，他年，他提出了提出了“原原子子”的假说。的假说。阿伏加德罗阿伏加德罗阿伏加德罗意大利意大利科学家科学家 。1811年，他提年，他提出了出了“分子分子”的概念。的概念。物质的组成：物质的组成：物质物质宏观宏观微观微观元素元素分子分子原子原子离子离子质子质子中子中子电子电子想一想想一想? ?1.1.你知道古代曹冲称象的故事吗？曹冲在你知道古代曹冲称象的故事吗？曹冲在称象时的主导思想是什么？称象时的主导思想是什么？ 化整为零，化大为小化整为零，化大为小2.2.已知托盘天平的最小刻度为已知托盘天平的最小刻度为0.10.1克，你克，你能用它称量一粒大米的质量吗？能用它称量一粒大米的质量吗？你的主导思想又是什么？你的主导思想又是什么？ 积小成大，聚微为宏积小成大，聚微为宏 实实验验室室做做实实验验也也是是如如此此，取取用用的的化化学学药药品品无无论论是是单单质质还还是是化化合合物物都都是是可可以以称称量量质质量量或或量量取取体体积积的的。可可从从微微观观上上讲讲，宏宏观观物物质质都都是是由由分分子子、原原子子或离子等基本粒子构成的或离子等基本粒子构成的例如：水是由例如：水是由H2O分子构成的，分子构成的，10mL蒸馏水含有多少蒸馏水含有多少H2O分子？分子？我们能否取出我们能否取出10个个H2O分子？分子？ 如如何何构构建建起起宏宏观观的的可可称称量量的的物物质质与与微微观观的的粒粒子子数数之之间间的的联系？这就是本节要讨论的问题。联系？这就是本节要讨论的问题。如何衡量物质的多少：如何衡量物质的多少：从物质的从物质的“质量质量”衡量；衡量；从物质的从物质的“体积体积”衡量；衡量；从物质所含从物质所含“微粒数微粒数”衡量。衡量。 提出问题提出问题 微微 观观(分子数分子数) 宏宏 观观（质量）（质量）Fe 2HCl FeCl2 + H2质量：质量： 56g 36.52g 127g 2g微粒数：微粒数： 1 1个个 2 2个个 1 1个个 1 1个个 化学反应中量的关系化学反应中量的关系 科学上采用科学上采用“物质的量物质的量”这个物理量这个物理量把一定数目的原子、分子或离子等把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子微观粒子与与可称量的物质可称量的物质联系起来联系起来 。 宏宏 观观（质量）（质量） 微微 观观( (分子数分子数) )物质物质的量的量 1971 1971年，由年，由4141个国家参加的第个国家参加的第1414届国际届国际计量大会上，正式宣布了国际纯粹和应用化计量大会上，正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物理量单位际标准化组织关于必须定义一个物理量单位的提议，并作出决议。从此，的提议，并作出决议。从此，“物质的量物质的量”就成为了国际单位制中的一个基本物理量，就成为了国际单位制中的一个基本物理量，物质的量的单位为摩尔。物质的量的单位为摩尔。同时规定同时规定0.012 kg 12C中所含的碳原子数目作为中所含的碳原子数目作为1 mol的标准的标准。 参考资料参考资料国际单位制中七种基国际单位制中七种基本物理量及其单位本物理量及其单位物理量物理量长度长度 质量质量 时间时间 电流强度电流强度 热力学温度热力学温度 发光强度发光强度米米 m 千克千克( (公斤公斤) ) kg 秒秒 s 安安 培培 A开开 尔文尔文 Kcd 坎坎 德拉德拉 单位单位单位符号单位符号 资料卡片资料卡片 摩尔摩尔物质的量物质的量mol1、物质的量、物质的量( (amount of substance) ：定义：定义：表示物质所含表示物质所含微粒数目多少微粒数目多少的的物理量物理量。注意：注意： “物质的量物质的量”是一个是一个专用名词专用名词。表示符号：表示符号：n微粒微粒可以是可以是分子、原子、离子，分子、原子、离子， 电子、中子、质子电子、中子、质子等基本的等基本的粒子粒子，也，也可以是可以是特定微粒的组合特定微粒的组合。物质的量物质的量表示含有一定数目粒子的集体表示含有一定数目粒子的集体。2、摩尔（、摩尔（mole)：摩尔是“物质的量”的单位，简称摩“摩尔”的含义：摩尔仅仅是一个单位摩尔计量对象微观粒子表示符号：mol使用摩尔表示粒子多少时的时候，一使用摩尔表示粒子多少时的时候，一定要用化学式指明粒子种类。定要用化学式指明粒子种类。物质的量及其单位物质的量及其单位 molmol都只能用于描述都只能用于描述微观粒子微观粒子的多少，不能用于表示宏观物的多少，不能用于表示宏观物质。质。 如：如：1 mol H2、2 mol Fe、5 mol Na+、 3 mol SO42 等。等。如：如：1mol人、人、1 mol大米、大米、1 mol西瓜等西瓜等表述是表述是 不对的不对的。注意事项注意事项 当物质所含的微粒数是多少时，其物质的量是1mol呢？ 当物质所含粒子数与0.012kg12C所含的碳原子数相同时，它的物质的量就是1mol。已知：已知：1个个12C原子的质量是原子的质量是1.99310-26 kg，如，如何计算何计算12g 12C含有多少个含有多少个C原子？原子？阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数12g C :0.012kg1.99310-26 kg/个个 6.021023个个6.0210231mol粒子的粒子数粒子的粒子数约为约为阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数约为约为0.012Kg12C中所含原子数中所含原子数约为约为3、阿伏加德罗常数：、阿伏加德罗常数：1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。加德罗常数。基准数：基准数：0.012kg12C所含的碳原子数；所含的碳原子数；近似值：近似值：NA = 6.021023 mol-1；单位：单位：mol-1表示符号：表示符号：NA 假设有假设有6.026.0210102323粒大米，每粒大米粒大米，每粒大米重重0.0250.025克，把它分给全世界的人，全克，把它分给全世界的人，全世界约世界约5050亿人口，每人可以分得大米（亿人口，每人可以分得大米（ ）若每人每天平均消耗粮食）若每人每天平均消耗粮食400400克，那克，那么么6.026.0210102323粒大米可供全世界的人口粒大米可供全世界的人口实用（实用（ ）年？）年？ 趣味问题：趣味问题：阿伏加德罗常数有多大阿伏加德罗常数有多大301万吨万吨2060万年万年 全全中中国国13亿亿人人数数一一滴滴水水里里的的水水分分子子 数数 。 一一 滴滴 水水 约约 0.05mL， 含含 有有1.671021个个水水分分子子。假假设设每每人人每每分分钟钟数数100水水分分子子，日日夜夜不不停停，需需要要2.4万万年年才能数完。才能数完。 如果把如果把6.021023个直径为个直径为2.5cm的的硬币排成一行，可以来回于地球与太硬币排成一行，可以来回于地球与太阳之间阳之间240.8亿次。亿次。 由此可见：由此可见： 阿伏加德罗常数是一阿伏加德罗常数是一个很庞大的数值，它作为个很庞大的数值，它作为“mol”计数标准，表示巨计数标准，表示巨大数目的大数目的粒子集体粒子集体，表示，表示宏观物质没有意义。宏观物质没有意义。摩尔是沟通微观和宏观的桥梁，具有以下特点：大大：计量数目庞大的粒子的一种单位，所含有的粒子数目大阿佛加德罗常数小小：计量对象小，小到电子广广：应用极广，是联系粒子个体与粒子集体，反应物粒子与可称量物质的桥梁12C单个看不见的粒子单个看不见的粒子1mol12C6.021023个粒子的集体个粒子的集体12g12C可称量可见的物质可称量可见的物质1.下列关于物质的量的说法中不正确下列关于物质的量的说法中不正确 的是（的是（ ）A.物质的量是国际单位制的物质的量是国际单位制的7个基本个基本物理量之一物理量之一B.物质的量实际上是表示含有一定数物质的量实际上是表示含有一定数目的粒子集体目的粒子集体C.物质的量的单位是物质的量的单位是“摩尔摩尔”D.物质的量是表示物质数量的单位物质的量是表示物质数量的单位【练习】【练习】 2.判断正误，并说明理由。判断正误，并说明理由。A.1mol氢氢B. 1mol CO2 、1 mol Na+ C. 1mol大米大米错误。没有指出是分子、原子或离子错误。没有指出是分子、原子或离子正确。正确。错误。大米不是微观粒子错误。大米不是微观粒子 3.填空：填空：1）1mol O中含有中含有 个个O；2）1mol H2O中约含有中约含有 个个H2O； 3）1mol H+中约含有中约含有 个个H+。6.02 10236.02 10236.02 10234)3molCO2中有中有_个个CO2， _个碳原子个碳原子 _ 个氧原子个氧原子 。6)1.2041024 个氢气分子的物质的量是个氢气分子的物质的量是 _ mol。5)2molNaCl中有中有_个钠离子，个钠离子，_个氯离子。个氯离子。1.20410241.80610243.6121024 1.204102421.8061024总结总结物质的量（物质的量（n）、微粒数（微粒数（N）、）、阿伏加德罗常数（阿伏加德罗常数（NA）之间的换算关系：之间的换算关系：NNA (mol-1)n (mol)N n (mol) NA (mol-1)N个水分子的物质的量是多少？个水分子的物质的量是多少？（已知阿伏加德罗常数为（已知阿伏加德罗常数为NA）NAN4.填空：填空：1）0.5mol水中含有水中含有 个水分子。个水分子。2）2mol水中含有水中含有 个水分子，个水分子， 含有含有 个氢原子。个氢原子。3）1mol NaOH中含有中含有 个个NaOH分子，含有分子，含有 个氢氧根离子。个氢氧根离子。3.01 10231.204 10242.408 10246.02 10236.02 10234）1个水分子中有个水分子中有 个电子，个电子， 1mol H2O中含有中含有 个电子。个电子。 106.02 10241mol H2O中含有中含有 个质子个质子 1mol H2O中含有中含有 个中子个中子 1mol H2O中含有中含有 个分子个分子 1mol H2O中含有中含有 个原子个原子6.02 10244.816 10246.02 10231.806 10244）1个氨分子中有个氨分子中有 个电子，个电子， 1mol NH3中含有中含有 个电子。个电子。 106.02 10241mol NH3中含有中含有 个质子个质子 1mol NH3中含有中含有 个中子个中子 1mol NH3中含有中含有 个分子个分子 1mol NH3中含有中含有 个原子个原子6.02 10244.214 10246.02 10242.408 1024 1个甲烷分子中有个甲烷分子中有 个电子，个电子， 1mol CH4中含有中含有 个电子。个电子。 1mol CH4中含有中含有 个质子个质子 1mol CH4中含有中含有 个中子个中子 1mol CH4中含有中含有 个分子个分子 1mol CH4中含有中含有 个原子个原子5.在在0.5molO2中含有的氧分子数目是多少？中含有的氧分子数目是多少？氧原子是多少？电子数目是多少？氧原子是多少？电子数目是多少？解：氧分子数目为解：氧分子数目为 N1=n NA =0.5 6.02 1023 =3.011023 氧原子数目为氧原子数目为N2=2 n NA =2 0.56.021023 =6.02 1023 电子数目为电子数目为N3=16 n NA = 16 0.5 6.02 1023 =4.81610241. 下列数量的各物质中下列数量的各物质中,含原子个数最多的是含原子个数最多的是A.1mol HCl B.3.01 x 1023 个碘分子个碘分子 C.12g 12C D.0.5mol CH42. 与与0.3mol H2O 含有相同氢原子数的是含有相同氢原子数的是A.0.3 mol HNO3 B. 3.612 10 23个个 HNO3分子分子 C. 0.2 mol H3PO4 D. 0.1mol NH3 1 mol水分子中有多少水分子中有多少mol H，多少，多少mol O？H H2 2O O1 11molN NA A2H2HO O2 21 12 2N NA AN NA A1mol2mol结论：结论： 微粒之间的个数之比也就是物质微粒之间的个数之比也就是物质的量之比。的量之比。微粒个数微粒个数微粒集团微粒集团物质的量物质的量 物质的量是一个基本物理量，单位为摩物质的量是一个基本物理量，单位为摩尔，它表示含有一定数目的粒子集体，尔，它表示含有一定数目的粒子集体，1 mol物质含有阿伏加德罗常数个粒子。物质含有阿伏加德罗常数个粒子。推论推论若微粒数相同若微粒数相同,物质的量就相同物质的量就相同,因此微粒数之比等于物质的量之比因此微粒数之比等于物质的量之比. 小结：小结：C + O2 = CO2 质量质量（g g）粒子数粒子数（个）（个）12 : 32 : 441 : 1 : 1物质的量物质的量1mol : 1mol : 1mol 对化学方程式的新认识对化学方程式的新认识 3 mol H2SO4 中约有中约有_个个H2SO4 ， 可以电离出可以电离出_ mol H+。 4 mol O2含有含有_ mol O原子，原子， _ mol质子。质子。 10 mol Na+中约含有中约含有_ 个电子。个电子。作业：作业：1、作业本、作业本: (1)填空填空(2)自己再模仿出自己再模仿出5道类似的物质的量和道类似的物质的量和个数换算的试题。个数换算的试题。