平均摩尔质量.方程式计算教案

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 ＝m M ＝m n n

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）H 2和CO 各为多少克？（3）H 2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ρ，则Mr 在数值上等于M ＝ρ·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ρ(A ) 与ρ(B ) 的比值称为A 对B 的相对密度，记作D B ，即 D B ＝ρ(A ) Mr (A ) ρ(A ) ＝，由推论三，＝D B Mr(A)＝D B ·Mr(B) ρ(B ) Mr (B ) ρ(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H 2或空气.

例3. 已知氧气和CO 混和气体是相同条件下H 2密度的18倍，求该混合气体中O 2与CO 2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 、H 2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

M ＝m 总

n 总＝M (A ) ⋅n (A ) ＋M (B ) ⋅n (B ) ＋ n (A ) ＋n (B ) ＋

[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1molCO 2、2mol H2、1molN 2混合气体的平均摩尔质量；

变式练习：空气的成分N 2约占总体积的80％，O 2约占20％，求空气的平均相对分子质量.

例5. H2和C 2H 4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CO 2与CO 组成的混和气体对H 2的相对密度为20，求混和气体中CO 2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O 2重116g ，若充满CO 2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C 2H 4的混合气体的质量是4.4g, C2H 4的体积是多少升?

课后练习：1. 有一空瓶的质量为w 1g 该瓶充入空气后质量为w 2g ，相同条件下，充入某气体单质其质量为w 3g ，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N 2和O 2组成的，若其平均相对分子质量为28.8，试求空气中N 2和O 2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CO 2、H 2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CO 2、H 2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CO 2的物质的量之比是（ ）

A.1:1 B.1:3 C .2:1 D.2:3

8. 在CH 4和O 2组成的混合气体中，CH 4和O 2的质量分数分别为25%和75%，则该混合气体中CH 4和O 2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

2323 2323扩大6.02×10倍 2×6.02×10： 1×6.02×10 ：2×6.02×10

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，2molH 2完全反应，需标准状况下的O 2的体积是多少？生成的H 2O 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H 2SO 4的物质的量是多少？所需的H 2SO 4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

[小结]已知物的物质的量

质的量

[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Cl 2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]

[投影]练习题1：某NaOH 溶液恰好与5.6LCl 2（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Cl 2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C 6H 8O 6，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0.8LO 2（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H 2和Cl 2合成HCl 气体，进而溶于水即制得盐酸。若工业上生产质量分

3数为31%的盐酸（ρ=1.15g/cm）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agH 2和bgCl 2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

H 2 + Cl 2 ＝ 2HCl

2 71

a b

有下列三种情况：

①若71a ＞2b ，则H 2过量，应根据Cl 2量求HCl 的量； ②若2b ＞71a, 则Cl 2过量，应根据H 2的量求HCl 的量；

③若71a=2b，则二者恰好反应完，根据H 2或Cl 2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Cl 2

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］

－１解：MnO 2的摩尔质量是87 g·mol

－１ HCl 的摩尔质量是36.5 g·mol

△ MnO 2 + 4HCl(浓) ====== MnCl2 ＋ Cl2↑＋2H 2O 1 mol 4 mol 22.4 L

8. 7g

87g ⋅mol -1=0. 1mol 100g ⨯36. 5%36. 5g ⋅mol -1=1mol V (Cl2)

因为：１ｍｏｌ×０.1ｍｏｌ＜４ｍｏｌ×１ｍｏｌ

所以，反应物HCl 过量，应根据MnO 2的物质的量0.1 mol计算：

消耗HCl 为：

n １（HCl ）＝0. 1m ol ⨯4m ol =0. 4m ol 1m ol

剩余HCl 为：

ｎ２（HCl ）＝１ｍｏｌ－0.4ｍｏｌ＝0.6ｍｏｌ

剩余HCl 的质量为：

m （HCl ）＝ｎ２（ＨＣｌ）·M （ＨＣｌ）

－１=0.6 mol×36.5 ｇ·ｍｏｌ＝21.9 ｇ

Ｖ（Cl 2）＝0. 1m ol ⨯22. 4L =2. 24L 1m ol

答：消耗HCl 0.4 mol，产生Cl 2 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CH 4分别在足量的氧气中完全燃烧，消耗O 2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 ．2b a B ．3b 2a C ．3b a D ．a 3b

3．将一定质量的Mg 、Zn 、Al 混合与足量稀H 2SO 4反应，生成H 2 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NH 4Cl 和（NH 4）2SO 4固体混合物，加水完全溶解后，加入过量的BaCl 2溶液得到11.65 g的白色沉淀，试计算固体混合物中NH 4Cl 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H 2的体积。

２＋＋(2)若反应完成后，溶液中的Zn 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。