平均摩尔质量、方程式计算教案.doc

一、平均摩尔质量的概念：单位物质的量的混合物所具有的质量叫做平均摩尔质量。
符号： 单位：g·mol－1
平均摩尔质量不仅适用于气体，对固体和液体也同样适用

二． 常用方法：
1. 物质的量定义法：M＝ ＝
例1.标准状况下，氢气和一氧化碳的混合气体共4.48L，测得其质量为4.3克，求：
（1）该气体平均摩尔质量；（2）H2和CO各为多少克？（3）H2和CO的体积各为多少升？
2.已知标况下密度，求相对分子质量.
相对分子质量在数值上等于气体的摩尔质量，若已知气体在标准状况下的密度，则Mr在数值上等于M＝·22.4L/mol
例2.混合气体含氧气和甲烷,在标准状况下,该气体的密度为1.00g/l，求：
（1）该气体平均摩尔质量；（2）氧气和甲烷的体积比? 
3.已知相对密度，求相对分子质量
若有两种气体A、B将的比值称为A对B的相对密度，记作DB，即
DB＝，由推论三，＝DB Mr(A)＝DB·Mr(B)
以气体B（Mr已知）作基准，测出气体A对它的相对密度，就可计算出气体A的相对分子质量，这也是测定气体相对分子质量的一种方法.基准气体一般选H2或空气.
例3.已知氧气和CO混和气体是相同条件下H2密度的18倍，求该混合气体中O2与CO2的体积比；
4.已知混和气体中各组分的物质的量分数（或体积分数），求混和气体的平均相对分子质量.
例 等物质的量的CO、H2的混和气，气体的平均相对分子质量Mr.
由此例推广可得到求M的一般公式：
设有A、B、C…诸种气体
Mhun hun ＝
[推论一] M＝M(A)·n(A)％＋M(B)n(B)％＋……
[推论二] M ＝M(A)·V(A)％＋M(B)·V(B)％＋……
例4.计算1molCO2、2mol H2、1molN2混合气体的平均摩尔质量；
变式练习：空气的成分N2约占总体积的80％，O2约占20％，求空气的平均相对分子质量.

例5. H2和C2H4混合气体的平均相对分子质量是15，则二者的物质的量之比为？质量之比是多少？

练习：1.由CO2与CO组成的混和气体对H2的相对密度为20，求混和气体中CO2和CO的体积分数和质量分数.
2.某物质A在一定条件下加热完全分解，产物都是气体。分解方程式为 2A＝B+2C+2D 。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d,则A的相对分子质量为（ ）
A.7d B.5d C.2.5d D.2d

3、同温同压下，某容器充满O2重116g，若充满CO2重122g，现充满某气体重114g，则该气体的相对分子质量是多少？

4.在标准状况下, 4.48LCH4和C2H4的混合气体的质量是4.4g, C2H4的体积是多少升?

课后练习：1.有一空瓶的质量为w1g该瓶充入空气后质量为w2g，相同条件下，充入某气体单质其质量为w3g，则此单质气体的摩尔质量为 .

2.取一定量的碳酸氢铵，置于真空中，加热使其完全分解，反应放出的热量使生成物都为气体。求混合气体的平均相对分子质量？

3.空气主要是有N2和O2组成的，若其平均相对分子质量为28.8，试求空气中N2和O2的体积比？

4.二氧化碳和氧气的平均摩尔质量40，则二者的物质的量之比为？质量之比为?

6.由CO2、H2和CO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CO2、H2和CO的体积比为（ ）
A.29:8:13 B.22:1:14 C.13:8:29 D.26:16:57
7.7g碳与14g氧气在一定条件下反应，生成21g氧化物，则生成的氧化物中CO和CO2的物质的量之比是（ ）
A.1:1 B.1:3 C .2:1 D.2:3
8.在CH4和O2组成的混合气体中，CH4和O2的质量分数分别为25%和75%，则该混合气体中CH4和O2的体积比为（ ）
A.1:3 B.3:1 C.2:3 D.3:2

二、物质的量等概念运用于化学方程式的计算：
[讨论]如何从化学方程式中的粒子数关系推出物质的量关系？如果方程式中有气体，能否推出其体积之间的关系？
[板书] 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)
化学计量数ν之比 2 ： 1 ： 2
扩大6.02×1023倍 2×6.02×1023 ： 1×6.02×1023 ：2×6.02×1023
物质的量之比 2mol ： 1mol ： 2mol
气体的体积比（同温同压） 2 ： 1
[学生小结]
[板书]
一、物质的量等概念运用于化学方程式的计算依据
化学方程式中各物质的化学计量数之比==相应物质的粒子数之比==各物质的物质的量之比（若为气体还等于相应的体积之比）
[讨论]根据化学方程式，2molH2完全反应，需标准状况下的O2的体积是多少？生成的H2O质量是多少？
（意图或说明：由此可得出化学方程式中相关物质之间量的混合比例关系，为较复杂计算打基础。）
[板书] 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
2mol 22.4L 36g
[引言]刚才我们研究了化学方程式中的有关物质之间的量的关系，可以说到现在为止，对化学方程式中的量的关系的认识已比较完善。下面我们就利用刚才得出的结论来进行有关计算，我们可以看到，物质的量等概念在化学计算中的运用，大大方便和简化了计算过程。
[板书]
1．物质的量直接运用于化学方程式的计算
[投影]
例1．完全中和0.10molNaOH需要H2SO4的物质的量是多少？所需的H2SO4质量是多少？
[学生说题]要求学生说明：试题供的条件是什么？求解的问题是什么？解题的依据是什么?如何建立题示条件和求解问题之间的联系？
（意图或说明：让学生说题，可以明晰解题思路，训练学生分析问题的能力和表达能力，同时可以暴露学生的思维过程，经过教师的点拨和指导，使学生养成良好的思维习惯。）
[板书]例1的解题过程略（见课本第80页）。主要目的是提供解题示范。边板书边强调：
弄清应注意的问题：
（1）单位问题：上下一致，左右相当。
（2）化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系。
（3）如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。
（4）如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算
根据化学方程式的化学计量数的关系
[小结]已知物的物质的量 求得待求物的物
结合摩尔质量

质的量 进而求得待求物的质量。
[板书]
例2．将30g MnO2的质量分数为87%的软锰矿与足量浓盐酸完全反应（杂质不参加反应）。计算：
（1） 参加反应的浓盐酸的物质的量。
（2） 生成的Cl2的体积（标准状况）。
[学生说题]要求同例1。
[板书]学生和教师共同完成解题过程：由学生讲述解题步骤，教师板书。板书的解题过程略（见课本第81页）。教师再次强调解题规范。
[小结]
溶液体积
物质的量浓度
化学计量数关系
待求物的物质的量
已知物的质量
已知物的物质的量
摩尔质量

标况下气体体积
气体摩尔体积

[投影]练习题1：某NaOH溶液恰好与5.6LCl2（标准状况）完成反应，计算：
（1） 生成的NaClO的物质的量。
（2） 该溶液中NaOH的质量。
（意图或说明：将课本例3改为学生练习，学生在学习例1和例2的基础上已具有解决例3的知能基础，教师可以通过学生练习反馈的信息，调整下一步的教学举措。）
[投影]练习题2：工业上漂白粉是通过Cl2和石灰乳作用制成的。1mol Cl2完全被石灰乳吸收，计算：
（1） 求参加反应的Ca(OH)2的物质的量。
（2） 求生成的Ca(ClO)2的物质的量。
（3） 求制得的漂白粉的质量。
练习题（不讲）：维生素C又名抗坏血酸，分子式为C6H8O6，每摩维生素C能跟1molOH-作用。测定某药片中维生素C的含量常用0.100mol/L的氢氧化钠溶液。某药片0.4500g需用0.00244mol的氢氧化钠完全中和，试问该药片中维生素C的质量分数是多少？
练习题3：过氧化钠可作为潜水艇中的供氧剂。某潜艇上有50人，每人每分钟消耗0.8LO2（标准状况），求该潜艇上一天所需过氧化钠的物质的量。
练习题4：工业上用H2和Cl2合成HCl气体，进而溶于水即制得盐酸。若工业上生产质量分数为31%的盐酸（ρ=1.15g/cm3）2000kg，理论上需标准状况下的氯气的体积为多少？
[讨论]你认为物质的量等概念运用于化学方程式的计算，应注意什么问题？
[小结]（1）明确计算依据：参加反应物质的物质的量之比等于化学计量数之比；
（2）在综合计算中应善于将其它物理量转化为物质的量来进行计算；
（3）应注意物理量的规范化表示和计算过程的规范化。
（意图或说明：设计一组内容新颖的与生产生活实际相结合的练习题，创设了模拟解决现实问题的情境，使学生认识到化学知识在生产生活中应用。）
三．过量问题的计算 
一般说来，反应物之间完全反应时，不足量的物质会全部反应转化为生成物，而过量的物质则要剩余.因此判断哪种物质过量，便是解这类题的关键.具体步骤为： 
1.写出化学反应方程式. 2.判断哪种物质过量. 3.根据不足量求解. 
例1.  用agH2和bgCl2化合制HCl气体，求所得产物的质量. 
解析  根据化学方程式列出关系            
H2 + Cl2 ＝ 2HCl 
2   71 
a  b 
有下列三种情况： 
①若71a＞2b，则H2过量，应根据Cl2量求HCl的量； ②若2b＞71a,则Cl2过量，应根据H2的量求HCl的量； 
③若71a=2b，则二者恰好反应完，根据H2或Cl2的量求产物HCl的量.
练习1.用8.7 g MnO2与100 g 36.5﹪的浓盐酸反应，消耗盐酸的物质的量是多少?产生Cl2在标况下的体积是多少?未参加反应的HCl的质量是多少?
［讲解］根据化学方程式进行计算，当两种反应物的量均为已知时，首先须判断何者过量，然后根据不过量的物质来进行计算。
［讲解并板书］
解：MnO2的摩尔质量是87 g·mol－１
HCl的摩尔质量是36.5 g·mol－１
△

MnO2 + 4HCl(浓) ====== MnCl2 ＋ Cl2↑＋2H2O
1 mol 4 mol 22.4 L
V(Cl2)
因为：１ｍｏｌ×０.1ｍｏｌ＜４ｍｏｌ×１ｍｏｌ
所以，反应物HCl过量，应根据MnO2的物质的量0.1 mol计算：
消耗HCl为：
n１（HCl）＝
剩余HCl为：
ｎ２（HCl）＝１ｍｏｌ－0.4ｍｏｌ＝0.6ｍｏｌ
剩余HCl的质量为：
m（HCl）＝ｎ２（ＨＣｌ）·M（ＨＣｌ）
=0.6 mol×36.5　ｇ·ｍｏｌ－１＝21.9 ｇ
Ｖ（Cl2）＝
答：消耗HCl 0.4 mol，产生Cl2 2.24 L，未参加反应的HCl为21.9 g。
综合以上计算可知，物质的量应用于化学方程式的计算，须注意以下几点：
1.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
2.计算时，要注意物质的量与其他各物理量(如质量、气体体积、浓度)之间的关系。
3.把已知条件中的各物理量转换成物质的量，再求解。
4.存在过量问题时，要根据不过量的物质的量来进行计算。
课后练习：
1．同温同压下，等体积的CO和CH4分别在足量的氧气中完全燃烧，消耗O2体积分别xL和yL相同，则x与y的比值为
A．2∶1 B．1∶2 C．4∶1 D．1∶4
2．bg某金属与足量稀硫酸反应，生成该金属的三价正盐和ag氢气。则该金属的相对原子质量为 （ ）
A． B． C． D．
3．将一定质量的Mg、Zn、Al混合与足量稀H2SO4反应，生成H2 2.8L（标准状况），原混合物的质量可能是（ ）
A．2ｇ B．4ｇ C．8ｇ D．10ｇ
4.某物质A在一定条件下加热分解，产物都是气体。分解方程式为2A=B+2C+2D。完全反应后测得生成的混合气体的总体积为10L ，则生成B的体积      (     )       
A.1L               B.2L                C.3L              D.4L 
5.现有A，B，C三种化合物，各取40g相混合，完全反应后，得18g B，49g C，还有D生成。已知D的相对分子质量106。若将22g A和11g B反应，能生成D的物质的量为 （    ）    
A 1 mol             B  0.5 mol            C  0.275 mol         D  0.25 mol 
6.多少克锌与  0.1mol硫酸恰好反应，在标准状况下能生成多少升氢气？ 

7.取17.3 g的NH4Cl和（NH4）2SO4固体混合物，加水完全溶解后，加入过量的BaCl2溶液得到11.65 g的白色沉淀，试计算固体混合物中NH4Cl的物质的量。

8.将0.65 g锌加到含0.050molHCl的盐酸中，计算：
(1)标准状况下，生成H2的体积。
(2)若反应完成后，溶液中的Zn２＋和Ｈ＋的物质的量是多少?

9.有一块锌片投入CuSO4溶液中，过一会儿取出称重，发现质量比原来减少0.1g。
（1）参加反应的锌的物质的量；（2）析出多少克铜；（3）生成的硫酸锌的物质的量。