化学常用计量
教学目标
知识技能：掌握物质的量及其单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积的涵义。掌握物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状态下）之间的相互关系。
能力培养：通过基本计算问题的讨论，培养学生的计算思维能力。
科学思想：在阿伏加德罗定律的应用上，着重掌握有关比例的数学思想。
科学方法：演绎推理法。
重点、难点 物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系是重点，气体摩尔体积的应用条件是难点。
教学过程设计
教师活动
【引入】今天我们复习化学常用计量。
【提问】科学家引入物质的量这个物理量的意义是什么？
【再问】谁来说说物质的量是怎样联系宏观和微观的？
学生活动
回答：把质量、体积等宏观物理量和微观的微粒个数联系起来。
回答：主要通过以物质的量为核心物理量建立的下列关系图，把微粒数、物质质量、气体标准状况下的体积、溶液的物质的量浓度等相互关联起来。
归纳：
小结：物质的量及其单位摩尔的作用实际是联系宏观和微观的桥梁。
【提问】下列叙述是否正确？
（1）摩尔是物质的量的单位，1mol任何物质都含有6.02×1023个分子。
（2）1mol氢的质量为1g，它含有阿伏加德罗常数个氢分子。
（3）氧气的摩尔质量为 32g，氧气的分子量也为32g。
（4）12g碳-12所含的碳原子数是阿伏加德罗常数，每摩物质含有阿伏加德罗常数个微粒。
思考，回答：
（1）不正确，并非所有物质均含有分子。
（2）不正确，不能说 1mol氢，应指明微粒名称。
（3）不正确，摩尔质量的单位为g·mol-1，分子量没有单位。
（4）正确
【提问】在应用摩尔这个单位时，应注意什么？
回答：
（1）摩尔只能用来表示微粒的集体数目；
（2）必须指明微粒的具体名称。
【讲解】微粒可以是真实的，如：1mol水分子；也可以是假想的，如：1mol NaCl，表示1molNa+和1mol Cl- 的特定组合。
【提问】在化学反应中，下列叙述正确的是：
A．反应物的物质的量之和一定等于各生成物的物质的量之和
B．反应前原子的物质的量之和一定等于反应后原子的物质的量之和
C．反应前各物质的摩尔质量之和一定等于反应后生成物的摩尔质量之和
D．在同温、同压下，反应前气体体积之和一定等于反应后气体体积之和
思考，回答：
A．不正确，因为化学反应前后，分子数是可能发生变化的。
B．正确，因为原子是化学变化中的最小微粒。
C．不正确，因为分子是变化的，分子量很可能变化，摩尔质量也随之变化。
D．不正确，因为在同温、同压下，气体的体积随分子数变化。
【小结】化学反应的实质是分子组成、分子结构发生了变化。
【提问】质量守恒定律从宏观和微观两方面的涵义是什么？
回答：
在宏观上，反应物的总质量等于生成物的总质量；从微观上，反应物中原子的种类和总个数（或总物质的量）等于生成物中原子的种类和总个数（或总物质的量）。
【强调】物质的质量守恒定律在化学计算中有很重要的应用，需要大家努力掌握应用守恒的计算技巧。
【过渡】下面让我们再讨论一下有关气体摩尔体积的问题。
【提问】什么是气体摩尔体积？
回答：标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。
【再问】标准状况的涵义是什么？
回答：273K，1.01×105Pa，或0℃，1atm。
提问：老师，标准状况下三氧化硫是气体吗？
【强调】气体摩尔体积不适用于非标准状况的气体及液体、固体。
【反问】谁知道这个问题？
回答：三氧化硫的熔点为16℃，标准状况下当然是固体。
【提问】有关气体问题的最重要的一个定律就是阿伏加德罗定律，谁来叙述一下该定律的内容？
回答：同温、同压下，同体积的气体具有相同的分子数。
【讲解】阿伏加德罗定律适用于任何状态下的气体，可归纳为：pV=nRT
具体应用有：（1）同温、同压下，体积比等于物质的量之比；（2）同温、同体积下，压强比等于物质的量之比；（3）同温、同压下，密度比等于摩尔质量（分子量）之比。
【板书并讲解】根据 pV=nRT和 n=m/M得：pV=（m/M）RT
pM=（m/V）RT
pM=ρRT
因此，同温、同压下，气体的密度之比等于摩尔质量（分子量）之比。
倾听。
提问：为什么同温、同压下，密度之比等于摩尔质量（分子量）之比？
【引导小结】气体分子量计算的常用公式：
①气体的摩尔质量=标准状况下气体密度×22.4。
②同温、同压下，气体的分子量与气体的密度成正比。
③混合气体的平均摩尔质量=混合气体总质量÷混合气体的总物质的量。
回忆、归纳、小结：
（1）M=ρ0×p22.4
（2）M=ρA×MA
（3）M=Σm/Σn
【提问】下列说法正确的是：
A．1mol任何物质在标准状况下的体积都约是22.4L
B．0.5 mol氢气的体积为11.2L
C．在标准状况下，各为1mol的二氧化硫、三氧化硫的体积均约为22.4L
D．在20L恒容密闭容器中，充入1mol的氮气和3mol氢气，达平衡后有0.5mol的氮气反应，平衡后混合气体的体积仍为20L
思考，回答：
A．不正确，只有1mol气体在标准状况下的体积都约是22.4L，不能说任何物质。
B．不正确，因为没有指明标准状况。
C．不正确，因为三氧化硫在标准状况下不是气体。
D．正确，因为不论在任何条件下，气体都将充满整个容器。
【评价】回答得很好，请注意 D选项的条件不是标准状况。
【提问】下列说法正确的是：
A．标准状况下，1L辛烷完全燃烧生成8/22.4 mol的二氧化碳分子
B．在标准状况下，任何气体的体积都约为22.4L
C．常温常压下，1mol氮气含有阿伏加德罗常数个氮分子
D．常温常压下，金属和酸反应，若生成2g 氢气，则有2mol电子发生转移
思考，回答：
A正确，辛烷的分子式为C8H18，在标准状况下1L辛烷的物质的量是1/22.4mol，因此，完全燃烧生成 8/22.4 mol的二氧化碳分子。
B．不正确，因为没有指明气体的物质的量是1mol。
C．正确，1mol氮气的分子数与是否标准状况无关。
D．正确，不论在任何条件下，2g氢气都是1mol，无论什么金属生成氢气的反应均可表示为：2H++2e=H2↑，因此，生成1mol氢气一定转移 2mol电子。
【质疑】辛烷在标准状况下是否为气体？
回答：辛烷在标准状况下为液体。
【评价】辛烷是汽油成分之一，在标准状况下为液体，1L辛烷的物质的量不是 1/22.4mol，因此，A选项是不正确的。
【提问】设N表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是：
A．标准状况下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体22.4L，所含的气体的分子数约为N个
B．标准状况下，22.4LNO和11.2L氧气混合，气体的分子总数约为1.5N个
C．常温下，2.3g金属钠变成钠离子时，失去的电子数目为0.1N个
D．常温下，18g重水所含中子数为10N个
思考，回答：
A．正确，任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体 22.4L，气体的总物质的量为1mol，因此含有N个分子。
B．不正确，因为NO和氧气一接触就会立即反应生成二氧化氮。
C．正确，2.3g钠是0.1mol钠原子，钠原子变成离子的反应为：
Na-e=Na+
0.1mol钠原子就失去0.1mol电子，也就是0.1NA个电子。
D．不正确，重水分子（D2O）中含有10个中子，分子量为 20，18g重水所含中子
数为：10×18g/20g· mol-1=9mol。
【强调】温度和压强条件只影响气体的体积，而不影响气体的质量和物质的量，因此，如果讨论物质的量、质量和微粒数目的关系，则与是否标准状况无关。
【引导小结】在计算中需要注意的问题：
（1）有关微粒个数计算，需要注意什么？
（2）有关气体的计算，需要注意什么？
（3）有关方程式的计算，需要注意什么常用技巧？
归纳、小结：
（1）注意分子数和原子数、质子数、电子数、中子数的比例关系
（2）注意温度和压强条件对气体体积的影响很大，因此应用气体摩尔体积计算必须要求标准状况条件，并注意标准状况下不是气体或不能共存的混合气的问题。
（3）注意运用电子守恒的计算技巧。
精选题
一、选择题
1．为方便某些化学计算，可将98％的浓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．能从水溶液中还原 6molH+的是 [ ]
A． 2 mol Fe B． 6 mol OH-
C． 6 molI- D． 6 mol Li
3．某稀溶液中含1mol硝酸钾和4mol硫酸，向其中加入1.5mol铜粉，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为 [ ]
A．5.6 L B．11.2L
C．22. 4L D．44.8L
4．标准状况下，下列混合气体的平均式量可能是50的是
[ ]
A．硫化氢和二氧化硫 B．一氧化氮和氧气
C．二氧化硫和溴化氢 D．碘化氢和氯气
5．在一个恒容密闭容器中充入11gX气体（摩尔质量为 44g·mol-1），压强为1×105pa。如果保持温度不变，继续充入X气体，使容器内压强达到5×105pa。则此时容器内的气体X的分子数约为 [ ]
A．3.3×1025 B．3.3×1024
C．7.5×1023 D．7.5×1022
6．以N表示阿伏加德罗常数，下列说法中不正确的是 [ ]
A．在SiO2晶体中，1mol硅原子与2N个氧原子形成共价键
B．0.1mol甲基中含N个电子
C．16g臭氧O3中含有N个氧原子
D．31g白磷P4中含有1.5N个P-P键
7．由二氧化碳、氢气、一氧化碳组成的混合气体在同温、同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中二氧化碳、氢气、一氧化碳的体积比为 [ ]
A．29∶8∶13 B．22∶1∶14
C．13∶8∶29 D．26∶16∶57
8．将一定量的铁粉和硫粉的混合物共热，充分反应后冷却，再加入足量稀硫酸，得到标准状况下的气体 11.2 L，则原混合物可能的组成是（n代表物质的量） [ ]
A．n（Fe）＜n（S）总质量等于 44g
B．n（Fe）＞n（S）总质量等于44g
C．n（Fe）=n（S）总质量大于 44g
D．n（Fe）＞n（S）总质量小于 44 g
9．同温、同压下，CO2 和NO的混合气体 20mL，通过足量过氧化钠后气体体积减少到10mL，则原混合气体的体积比可能是
[ ]
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．1∶4
10．常温下，向20L真空容器中通入A mol硫化氢和 Bmol氯气（A，B均为不超过5的正整数），反应完全后，容器内气体可能达到的最大密度是 [ ]
A．8.5 g·L-1 B．18．25g·L-1
C．18.5 g·L-1 D．35.5 g· L-1
二、非选择题
11下列分子数由少至多的顺序是______，质量由小到大的顺序是______。
①6g氢气②2mol氨气③4℃时 9mL水 ④1.204×1023个硫酸分子⑤标准状况下，5.6L二氧化碳
12．9g水（H2O）和______g重水（D2O）含有相同的中子数，和______g重水含有相同的质子数。
13．0.1mol下列物质：①氢氧化钠，②碳酸钠，③过氧化钠，④芒硝，分别溶于水，使所得溶液中铀离子与水分子的个数比为1∶100，则需要加入水的质量分别为：
①______g，②______g，③______g，④______g。
14．某溶液中含氯离子、溴离子、碘离子的物质的量之比为2∶3∶4。欲使它们的物质的量之比变为4∶3∶2，需要通入氯气的物质的量和原溶液中所含碘离子物质的量之比为：
15．若在一定条件下把硫化氢与120mL氧气混合反应后，相同状态下测得二氧化硫的体积为75mL，则原硫化氢气体的体积最少为______mL，最多为______mL。
答 案
一、选择题
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、非选择题
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：如果混合气的平均式量为50，则组成气体中必然有式量大于50的和式量小于50的。
A．选项，两种气体不能共存；
B．选项，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮化合生成四氧化二氮（式量为92）；
C．选项，两种气体的式量均大于50；
D．选项，氯气和碘化氢反应生成氯化氢（式量为36.5）和碘。
6．A选项，在SiO2晶体中，每个Si原子均和4个O原子相连，即有4个Si—O键；
B选项，甲基中有9个电子；
D选项，白磷P4分子为正四面体结构，有6个P—P键。
7．根据题意，混合气的平均式量等于氮气的式量28，由于CO的式量也为28，因此，只要二氧化碳和氢气的体积比满足13∶8（可用十字交叉法算出）即符合题意。
8．根据题意，所产生的气体可能为硫化氢和氢气，根据反应的化学方程式，得到如下关系：Fe～FeS～H2S，Fe～H2。因此，根据产生气体 11.2L（0.5 mol），得：铁粉的物质的量一定为0.5 mol（28g）。
若n（Fe）＜n（S），贝n（S）＞0.5 mol，m（S）＞16g，总质量大于44g。
其余选项的判断同理。
9．设混合气中CO2的体积为xmL，NO的体积为y mL，则x+y=20 方程①
根据反应的化学方程式：
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
xmL x/2mL
2NO+O2=2NO2
ymL x/2mL
若氧气足量，则x/2≥y/2
生成NO2y mL，剩余氧气 x/2—y/2 mL
反应后混合气：y+（x/2—y/2）=10方程②
根据方程①，方程②总成立。
因此，只要满足x≥y，即体积比＞1∶1，均可。若氧气不足量，即y＞x，由于生成NO2的体积为y mL，因此剩余气体的体积不可能为10mL。
10．恒容条件下，当气体质量最大时，其密度最大，经讨论，当A=5，B=5时，反应后生成10molHCl，此时，气体的总质量最大。
因此，容器内气体密度的最大值为：
10mol×36.5g·mol-1/20L＝18.25g·L-1
14．根据Cl-、Br-、I-的物质的量之比由2∶3∶4变为4∶3∶2，说明反应前后Br-的物质的量没有改变，因此，反应如下：
Cl2+2I-=2Cl-+I2
15．根据硫化氢和氧气反应的化学方程式：2H2S+O2=2S↓+2H2O，2H2S+3O2=2SO2+2H2O。若生成SO275mL，则H2S的体积至少为75mL，此时消耗氧气的体积为112.5 mL，余7.5mL。7.5mL氧气还可以和15mL硫化氢反应生成S，因此H2S的体积至多为75mL+15mL=90mL