化学计量在实验中的应用
物质的量(n)
mol
质量(m)
g
V(g)L
标准状况
粒子数(N)
物质的量浓度(cB)
mol/L
万能公式：
各反应物和生成物的物质的量
各元素的原子、离子的物质的量
反应热
kJ
气体非标准状况下的体积（L）
本章知识体系：
通过化学方程式
热化学方程式
通过化学式
知识点1、物质的量及其单位——摩尔
物质的量：表示一定数目粒子集体的物理量。符号: n。
1.物质的量：　　(1)物质的量是国际单位制中　　　　个基本物理量之一，科学上采用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。它是一个口头上或书面表达都不可分割的专用名词，不可任意添减字，既是物质的质量，也是物质的数量。它是描述　　　　　　　　的物理量。它的单位是　　　　，符号为　　　　，在希腊语中它是“堆量”的意思。　　(2)物质的量只能用来描述　　　　、　　　　、
　　　　、　　　　、　　　、　　　　等微观粒子或微粒的特定组合，不能指宏观物质。
七
摩尔
n
分子
原子
离子
质子
中子
电子
2.摩尔 (1)摩尔是物质的量的单位，它们的关系正如长度与米，质量与克一样。　　(2)使用摩尔作单位时，应该用化学式符号指明粒子种类，而不能用名称。否则，概念模糊，意义不清。
思考:设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法是否正确？
1、1mol物质中含有6.02×1023个粒子；
2、96g氧的物质的量为3mol;
3、摩尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个分子或原子；
4、在铁和碘的反应中，1mol铁失去的电子数为3NA;
5、1.8gD2O中含有NA个中子；
6、1L 1mol/L的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA;
7、常温常压下，1mol氦气含有的原子数为2NA;
╳
╳
╳
╳
╳
╳
╳
高考考点分析：
以阿伏加德罗常数为载体而设计的高考选择题，大多与化学量有关。比较和判断化学量时应注意以下几个方面：
⒈物质状态。水在标况下为液态或气态，SO3在标况下为固态，常温常压下为液态；在标况下，碳原子数大于4而小于16的烃一般为液态（新戊烷除外）,甲醛含氧衍生物中唯一的气态。
⒉某些物质分子中的原子个数。稀有气体（单原子），臭氧（O3），白磷（P4）等。
3.某些离子或原子团在水中能发生水解反应，离子数目要改变（注意晶体中不改变）。
4.“不定体系”。如“NO和NO2混合气”，“NO2气体有时应考虑隐反应2NO2＝N2O4”等。另外最简式相同的不定体系.
上属6项也往往是命题者有意设置的干扰性因素，并常为考生疏忽之处。
5.“共价键或共用电子对”。如烃中、原子晶体（金刚石、晶体硅、二氧化硅、石墨等），分子晶体中（如二氧化碳、S8、白磷等）。
6.“有关电子得失数目”。主要涉及Cl2与氢氧化钠、过氧化钠与水或CO2、铁与硫或铜与硫反应等等。
【练习1】NA代表阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是（　　）
9g重水所含有的电子数为5NA
1molMgCl2中含有离子数为NA
7.1g氯气与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA
1molC10H22分子中共价键总数为31NA
D
【2】NA代表阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是（　　）
0.1mol/L稀硫酸100mL中所含有的硫酸根个数为0.1NA
1molCH3+（碳正离子）中含有的电子数为10NA
2.4g金属镁与足量盐酸反应，转移的电子数为2NA
12.4g白磷中含有磷原子数为0.4NA
D
【3】阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1。下列叙述中正确的是( )
A．标准状况下，2.24L苯中约含有3.612x1023个碳原子
B．常温常压下，氧气和臭氧的混合物16g中约含有6.02×1O23个氧原子
C．25℃时，1 L pH=13的氢氧化钠溶液中约含有6.02×l023个氢氧根离子
D．0.5mol CH4中约含有3.01×1024个电子
BD
【4】用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 ( )
A．将NO2和N2O4分子共NA个的混合气体，降温至标准状况下，其体积为22.4L
B．1L 1mol/L的氯化铁溶液中含有铁离子的数目为NA
C．含0.10 mol溶质的稀硫酸在化学反应中最多可提供的H+数为0.10NA
D．标准状况下，22.4L甲烷含有的电子数为10NA
D
4、摩尔质量
（1）定义：
（2）符号和单位：
（4）注意：
单位物质的量的物质所具有的质量
M
① 使用范围：A. 任何一种微粒 B. 无论物质的状态
② 与相对原子质量（Ar）或相对分子质量（Mr）的关系：
两者数值相等，摩尔质量有单位( g·mol-1 )而相对原子质量
或相对分子质量无单位
单位：g·mol-1 或 kg·mol-1
（3）计算公式：
M = m(微粒) × NA= m( 物质) / n
标准状况下气体： M = 22.4 L·mol-1 ×ρ

【例4】设某元素的一种原子，核内质子数为m，中子数为n，则下列论断正确的是（ ）
A、不能由此决定该元素的相对原子质量
B、这种元素的相对原子质量为m+n
C、不能确定此元素在周期表中的位置
D、核内中子的总质量小于质子的总质量
A
相对原子质量

元素的
相对原子质量
元素的相对原子质量：
★是按该元素的各种天然同位素原子所占的原子百分比算出来的平均值
★★★等于该元素的各种天然同位素原子的相对原子质量与其 所占的原子个数百分比的乘积之和。
Mr1×a% + Mr2×b% + ……
(平均相对原子质量)
元素的近似
相对原子质量
A1×a% + A2×b% + ……
A
阿伏加德罗常数、相对原子质量的标准均是人为规定的，如果它们发生了改变，则相对原子质量、相对分子质量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量、物质的量浓度等“主观因素”均会发生相应变化，而质量、微粒数、一定质量的气体的体积、气体的密度、物质的溶解度等“客观因素”却不会改变。
解此类题时，在弄清“主观”与“客观”的同时，一定要紧扣“物质的量”这一核心，即先判断物质的量如何改变，再判断和物质的量有关的量会怎样改变。
【例2】假若12C的相对原子质量为24，以0.024kg12C所含的12C原子数为阿伏加德罗常数下列数值肯定不变的是（　　　　　　　　）
①O2的溶解度； ②气体摩尔体积；　　　　　　　　　　　　　　　　　
③一定质量气体的体积；④市售浓硫酸的物质的量浓度　；　　　　　　　　　　
⑤阿伏加德罗常数；　　⑥O2的式量；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
⑦同位素的相对原子质量；⑧跟2mLH2相化合的O2的质量；　　　　　　　　　　　
⑨跟2mLH2相化合的O2的物质的量 ⑩一定条件下气体的密度； 　　　　　　　　　　　　　
（11）一定温度下NaCl在1mL水中溶解的质量、物质的量；　　
（12）1molH2完全燃烧时所放出的热量。
①、③、⑧、⑩
【练习】假定把12C的相对原子质量改为100，则下列各量变为原来的100/12的是（　　　）
　A.NO2的相对分子质量；
　B.标准状况下22.4LCO2的物质的量；
　C.标准状况下N2的密度；
D.电解3.6mLH2O时得到的气体质量。
A
一、决定物质体积的因素
1、粒子本身的大小
2、粒子数目的多少
3、粒子间的平均距离
知识点2、气体摩尔体积
在相同条件下，1mol物质的体积
1.气体体积近似相等
2.固体、液体不相等
①定义：在一定的温度和压强下，单位物质的量的物质所占有的体积。表达式：Vm＝V/n，常用单位:L/mol。
标况下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol，这是在特定条件下的气体摩尔体积。　　②使用标况下气体摩尔体积应注意：a、条件：标准状况;b、单位：L/mol;c、适用范围：气体;d、数值约为22.4L/mol　　 ③标准状况是指温度为0℃，压强为101KPa。
二、气体摩尔体积
思考：判断下列说法正误
（1）标准状况下，1摩尔任何物质的体积都约是22.4L。
（2）1摩尔气体体积约是22.4L。
（3）标准状况下，1摩尔O2和N2的混合气体（任意比）的体积为22.4L。
（4）22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含分子数。
（5）当温度高于0℃时，1摩尔任何气体体积都大于22.4L。
（6）1摩尔CO和1摩尔CO2所含分子数相同，体积也相同。
×
√
×
×
×
×
④ 应用气体摩尔体积（标况）计算的几种情况：　气体体积V　物质的量n　质量m　摩尔质量M　密度ρ　式量MrⅠ、据气体体积求其物质的量：n＝V/22.4L/molⅡ、据气体质量求其标况下体积：V＝m (22.4L/mol)/MⅢ、据气体摩尔质量求其标况下密度：ρ＝M/22.4L/molⅣ、据气体标况下的体积求质量：m＝ VM/22.4L/molⅤ、据标况下气体密度求式量：M＝ρ22.4L/molⅥ、据气体标况下的溶解度，求饱和溶液的质量分数、物质的量浓度（略）
练习：用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）
A．0.5mol Al与足量盐酸反应转移电子数为1NA
B．标准状况下，11.2L SO3所含的分子数为0.5NA
C．0.1molCH4所含的电子数为1NA
D．46g NO2和N2O4的混合物所含的分子数为1NA
C
一、阿伏加德罗律
定义：同温同压下，同体积的气体具有同数目的分子。
在非标准状况下，不能用气体摩尔体积224 L / mol进行计算，这时可利用阿氏定律及其有关关系来计算。
由这一定律可知：
① 同温同压下，同体积的任何气体含有相同物质的量的分子；
② 同温同压下任何混合气体的分子总数与相同状态下的各纯气体的分子数之和相同。
根据规律还可推出气体反应定律：
在有气体存在的化学方程式中，气体物质的化学计量数之比，既是分子数之比，物质的量之比，也是相同状态下气体体积比。
知识点3、阿伏加德罗律及其应用
二、掌握以下相关几条规律
1、同温同压下，气体的体积与物质的量成正比。对于一反应体系(包括密闭体系)，气体总体积与总的物质的量成正比。即：
V1/V2 ＝n1/n2。
2、同温同体积下，气体的压强与物质的量成正比。对于一反应体系(包括密闭体系)，气体总的物质的量之比等于压强比。即：p1/p2＝n1/n2。
3、同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于摩尔质量之比，等于密度之比。即：m1/m2＝M1/M2＝ρ1/ρ2。
4、同温同压下，相同质量的任何气体的体积比等于摩尔质量之反比。即： V1/V2＝M2/M1。
5、同温同体积时，等质量的任何气体的压强之比等于摩尔质量的反比。即：P1/P2 ＝M2/M1。
6、当温度相同，物质的量也相同时，气体的体积与压强成反比。即：V1/V2＝P2/P1。
【例1】在相同的温度和压强下，4个容器中分别装有4种气体。已知各容器中的气体和容器的容积分别是a. CO2，100mL；b. O2，200mL；c.N2，400mL；d.CH4，600mL则4个容器中气体的质量由大到小的顺序是（　　）
A．a>b>c>d B．b>a>d>c
C．c>d>b>a D．d>c>a>b
C
【例2】（2004年上海卷）下列两种气体的分子数一定相等的是（　　）
A.质量相等、密度不等的N2和C2H4
B.等温等密度的CO和C2H4
C.等温等体积的O2和N2
D.等压等体积的N2和CO2
A
【例3】(全国高考题)根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述中正确的是 ( )
A. 同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
B. 同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比
C. 同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比
D. 同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比
CD
气体的相对分子质量求算方法：
（1）标态密度法：M=22.4×ρ
（2）摩尔质量法：M=m/n
（3）相对密度法：同T、P：ρ1/ρ2=M1/M2 (Mr1＝D×Mr2)
（4）物质的量分数或体积分数法：
M=M1×a1+M2×a2＋M3×a3
例、448mL某气体在标准状况下的质量为1.28克，求该气体的相对分子质量。
解法一：
答：气体的相对分子质量为64
解法二：
在标准状况下该气体的密度为
该气体的摩尔质量为
答：该气体的相对分子质量为64.0
例、448mL某气体在标准状况下的质量为1.28克，求该气体的相对分子质量。
知识点4、物质的量浓度　（一）物质的量浓度1.定义：单位体积的溶液中所含溶质的物质的量。2.符号：CB常用单位：mol/L数学表达式 CB＝nB/V
思考：(1)1.0L 1mol/LH2SO4中溶质以　 　　　存在，物质的量各是　 　　　。从其中取出100mL，溶液的物质的量浓度是　　 　　，以上微粒物质的量浓度各
是　　 　 。　　(2)1.0L 1mol/L葡萄糖（C6H12O6）溶液中，溶质以
　　　　存在，质量是　　　　g 。
H＋ SO42-
2mol 1mol
1mol/L
2 mol/L 1 mol/L
分子
180
注意：① 同C、同V的溶液中所含溶质的物质的量相等。
② 从一溶液中取出任一体积的溶液，其溶质的物质的量浓度不变，但溶质的物质的量和质量都减少。
(二）、有关物质的量浓度的计算
1、有关溶液稀释的计算
结论：浓溶液配制稀溶液前后，其物质的质量和物质的量保持不变
C1V1=C2V2
2、物质的量浓度与质量分数的换算公式：
C与ω的换算，ρ是桥梁。当然已知 C 和ω也可以求ρ。
[练习]
1、配制500mL1.5mol/L的HCl溶液，需要2.5mol/L的HCl多少mL?
2、 0.5mol/L的H2SO450mL，加水稀释到250mL，稀释后的浓度是多少?
解：V = 300mL
解：C = 0.1mol/L
2.5mol/L × V = 1.5mol/L × 500ml
250ml × C = 0.5mol/L × 50ml
[练习3] 配制500mL1mol/L的H2SO4，需要密度为1.836g/mL、98%的浓H2SO4多少mL?
解法（1）：
C（浓H2SO4）＝
1.836g/mLх1000mLх98％
98g/molх1L
=18.4mol/L
18.4mol/L•X ＝ 1mol/Lх0.5L
解之：X＝0.027L＝27mL
解法（2）设需要浓硫酸的体积为X
1.836g/mL•Xх98％＝1mol/Lх0.5Lх98g/mol
解之：X＝27mL
3.求不同浓度的同种溶液混合后的物质的量浓度
[例题] 将50mL0.2mol/L的H2SO4和 150mL0.8mol/L的H2SO4溶液混和后的物质的量浓度? （稀溶液混合一般体积不变）
4.标准状况下气体溶于水所得溶液物质的量浓度的计算
[例题] 在标况下,1体积水可溶解700个体积的氨气,所得溶液密度为0.9g/cm3,求该溶液的质量分数和物质的量浓度?
注：氨水的密度<1,且浓度越大密度越小.
解: 1)求质量分数
设水为1升，NH3为700升.
m (H2O)= 1g/mL×1000mL = 1000g
m（NH3）= 17g/mol×700L/22.4L/mol = 531.25g

NH3% =
531.25g
1000g＋531.25g
×100% = 34.7%
知识点5、物质的量浓度溶液的配制
（一）需要的仪器:
容量瓶（50mL、100mL、
250mL、 1000mL等）
天平（称固体）或量筒（量液体）
烧杯、玻璃棒、胶头滴管
（二）配制物质的量浓度溶液步骤
1.计算：求所需溶质的质量或溶液的体积。
2.称量：称溶质的质量或量取原溶液体积。
3.溶解或稀释：用适量蒸馏水溶解或稀释溶质.
4.冷却：冷却到室温.
5.转移和洗涤：用玻棒引流溶液至容量瓶中,并用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻棒2～3次，洗涤液一并转移到容量瓶中。
6.定容：加蒸馏水稀释至离刻度1～2cm，改进胶头滴管加水至刻度。
7.摇匀：将容量瓶用瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀。
（三）物质的量浓度溶液配制误差分析
凡能使溶质的物质的量增大,或使溶液体积减小的操作都会使溶液的浓度增大.反之,则会使溶液浓度减小.
讨论下列操作对实验结果的影响:
A.偏高 B.偏低 C.无影响 D.无法确定
(1)称量固体时左码右物;
(2)结晶水合物已风化;
(3)固体物质发生潮解;
(4)固体物质不纯
(5)量取原溶液时仰视量筒读数;
(6)量取原溶液时仰视滴定管读数;
B
A
B
B
A
B
讨论下列操作对实验结果的影响:
A.偏高 B.偏低 C.无影响 D.无法确定
(7)容量瓶中残留有蒸馏水;
(8)将量筒中残留溶质洗涤合并;
(9)溶解时未冷却;
(10)洗涤液未全部转移至容量瓶中;
(11)定容时加水超过刻度;
(12)定容摇匀后补加水;
(13)定容摇匀后不慎倒失;
C
A
A
B
B
B
C
知识点4：物质的量应用于化学方程式的计算
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质相应组成粒子的数目之比，等于各物质的物质的量之比。　　格式归纳：在化学方程式中，列比例计算时要保持“上下一致，左右相当”的原则。　　即：同一物质的物理量及单位必须相同，不同物质之间物理量及单位可以不同，各物理量之间均能通过物质的量来相互转化。　　例题：完全中和 0.1molNaOH 需要H2SO4的物质的量是多少？所需 H2SO4的质量是多少？　　2NaOH + H2SO4 ＝Na2SO4+2H2O　　2mol 1mol　　0.1mol n（H2SO4）　　n（H2SO4）＝0.1mol×1mol/2mol＝0.05mol　　m（H2SO4）＝98g/mol×0.05mol＝4.9g
练习：在2mol/L的NaOH溶液100ml中，通入CO2，生成了0.05mol的Na2CO3,求在标准状况下通入CO2的体积是多少升？
解析：
CO2通入NaOH溶液发生反应，如果NaOH过量则生成Na2CO3，若NaOH少则生成NaHCO3。这要由CO2与NaOH的物质的量之比来决定。此题中CO2少，通入NaOH溶液仅生成0.05mol Na2CO3。也可以CO2量多，将NaOH全部转化为Na2CO3,CO2还有剩余又继续跟Na2CO3反应转化为NaHCO3后，余下0.05mol Na2CO3,因此本题有2个解。
答案：1.12升或3.66升
知识网络：
粒子个数N　　　 物质的量n　　　 质量m
→
←
→
←
↑
↓
↓
↑
气体体积V
物质的量浓度CB
×Vm
÷Vm
×NA
÷NA
×M
÷M
×V液
÷V液
总结
摩尔质量的计算：
1. 由定义 M=
2. 标准状况下的气体
3. 同温同压下的气体
4.
=m混÷n总
物质的量浓度的有关计算公式：
3.溶液稀释和混合:
稀释 C浓V浓=C稀V稀
混合 C总V总=C1V1+ C2V2