物质的量在化学中的应用范例(3篇)
物质的量在化学中的应用范文
对于这道练习题，有些老师并没有太在意，更不会引导学生去思考，觉得这道题没有什么可利用的价值，所以一跳而过。实际上老师若能充分挖掘这道练习题的信息，它是一道有关化学平衡图像计算及等效平衡学习的很好的例题。对于这道题，本人进行了如下处理，设计了如下问题：
1.要正确的写出有关反应化学方程式需要知道什么？学生思考讨论后得出结论：反应物、生成物、各物质的计量数。
2.反应物、生成物在反应过程中的量（包括质量、物质的量、浓度等）是如何变化的？学生思考讨论后得出结论：在反应过程中反应物的量逐渐减小，生成物的量逐渐增大。
3.化学方程式计量数的确定有几种方法？学生思考讨论后得出结论：有三种方法，①各物质的计量数之比＝各物质的速率比；②各物质的计量数之比＝各物质的物质的量的变化量之比；③各物质的计量数之比＝各物质的浓度变化量之比。用哪种方法确定各物质的计量数要根据题目给出的具体条件来确定。
4.撇开该题目所给的题干条件，直接根据容器中各物质的物质的量浓度C的变化与时间t的关系示意图所给的信息，分别写出它们对应的有关反应化学方程式。学生思考讨论计算后写出：（1）示意图的反应化学方程式为H2＋I22HI；（2）示意图的反应化学方程式为2HIH2＋I2。
5.根据示意图分别在这两个化学方程式中写出对应各物质的起始浓度和平衡时的浓度。
（1）示意图的反应化学方程式中对应各物质的起始浓度和平衡时的浓度如下：
H2＋I22HI
起始（mol/L）1.001.000.00
平衡（mol/L）0.210.211.58
（2）示意图的反应化学方程式中对应各物质的起始浓度和平衡时的浓度如下：
2HIH2＋I2
起始（mol/L）2.000.000.00
平衡（mol/L）1.580.210.21
6.观察反应（1）和反应（2）平衡时相同物质的物质的量浓度，由此得出什么结论？学生思考讨论后得出结论：反应（1）和反应（2）平衡时相同物质的物质的量浓度相同，说明两个反应到达平衡状态时是同一个平衡状态。
7.相同条件下，同一个可逆反应，不管从正反应方向开始还是从逆反应方向开始，如果要使反应达到平衡状态时是同一个平衡状态，对反应物的用量有何要求？学生思考讨论后得出结论：只要把起始时反应物的用量用极限法转化为同种物质的用量，同种物质的用量相同，则反应达到平衡状态时是同一个平衡状态。
8.趁热打铁，让学生做如下等效平衡题，并总结出完全等效平衡的规律。练习：在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2molA和1molB，发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，反应达到平衡时C的浓度为1.2mol/L。若维持容器的体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L的是（）。
A.4molA+2molB
B.3molC+1molD
C.1.8molA+0.8molB+0.3molC+0.1molD
D.1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molD
物质的量在化学中的应用范文篇2
在质量作用定律创立的发展史中,有3次比较重大的时间:一是贝托雷提出质量作用的思想;而是威廉米得出的第一个物质浓度与反应速率有关系的书决表示式;三是古得贝格比较完整地叙述质量作用定律。现对该定律创立过程的近180年的历史进行简单回顾。
1、从日夫鲁瓦到贝托雷
化学作用的本质是化学领域中最古老又最有吸引力的课题。古希腊哲学家恩培多可勤(Empedokles,公元前约490~430)认为物质之所以能够发生化学变化,只不过是由于"爱"和"憎"的2种力的作用,即元素在爱的作用下结合,在憎的影响下分离;古希腊医学家希波克拉底(Hippocrates,公元前约466-377)用亲疏关系结实化学作用。公元13世纪,德国炼金家马格努斯(AibertusMagnus,1193~1282)提出亲合力概念,其原意也是姻亲关系,认为一切化学结合都看做是因有关物质的"亲合性"所致。早期化学家们接受了这种观点,把导致化学反应得以发生的力称为化学"亲合力"(addinity或chemicalaffinity)。
在18世纪初,英国着名物理学家牛顿(SirIsaacNewton,1642~1727)在他的拉丁语版《光学》(Optics)(1705)的疑问31中,就从力学的角度发展了物质构造的微粒说,提出了他对化学亲合力的见解。他提出:"我们已知物体间能通过重力、磁力和电力的吸引而相互发生作用,那么在不同物质的微粒间,当距离很小时(即相接触时),则还会有另一种吸引力使2中微粒以加速地相互发生冲击。"他把各种化学物理现象,都归结于这种使物体趋近的力。牛顿对化学亲合力的这种形而上学的机械论观点,使他在化学研究上没什有取得什么成就。
英国化学家、物理学家波义耳(Robertboyle,1627~1691)曾不满于"……酸和…碱之间假想的敌视",并表明,盐是由一种酸和一种碱相化而生成的,一种酸或碱能取代一种盐中的另一种酸或碱。他认为:"相异两元素之微粒相互吸引,则生成第三物质,即成为化合物。倘若此化合物中两元素成分之相互亲合力小于其中一成分与第四物质之亲合力,则此化合物即分解,而生成第五种物质。"波义耳试图力学原理说明化学亲合力的性质,又用这种亲合力大小解释各种微粒的分解和结合。因此,化学工作者都认为反应物间存在着亲合力,且出现了多种亲合力表。
最早的这类表中,有日夫鲁瓦(EtienneFrancoisGeoffroy,1672~1731。法国化学家)制定的一种。他在1718年试图表明一种碱对各种酸或一种酸对各种碱的亲合性的次序。他从这样的假设出发:如果一种盐中置换它,即物质间的反应能力可以进行比较。因此,日夫鲁瓦指定了一些类似物质的表,它们按照在同表首所列物质相化合时,彼此置换的能力排列。然而,在此之后不久人们便发现,一种物质对另一种物质的亲合性不是不变的。尤其是法国药学家、波美(AntonineBaume,1728~1804)
在1773年表明,这些亲合性是变化的,视溶液中反应是在常温("温法")下还是这些物质一起加热到较高温度("干温")进行而定的。因此,需要对这2种"法"即反应条件下制定不同的表。
在日夫鲁瓦以后,更应注目的是在1775年,瑞典化学家贝格曼(TorbenOlofBergman,1735~1784)的着作《选择性引力研究》(DisquistiodeArractionbusElectivis)中提出的"有择亲合性"概念。根据贝格曼的提法,化学反应知识根据反应物的性质,通过其所决定的有择亲合力的大小而发生的,而这个有择亲合力的大小应由置换反映来决定。他在1775年~1783年间编制了这种亲合性表。贝格曼花了艰巨劳动研究了范围广泛的物质,编撰了2张亲合性表,每张表包括59种不同的物质,正式结果发表于贝格曼的《物理化学简论》(OpusculaPhysicaetChimica)中。可惜,贝格曼没有认识到且非常重要的是:要考虑一切参加化学过程的物理条件,而他倾向于把亲合性看做是不变的,很少受热以及外界条件的影响。他写到:"在这篇论文学位论着中,我将致力于按照吸引的强度确定其次序;但是,每个吸引力的比较精确的量度(它可以表达为数字,并将表明整个这学说),则还知识迫切追求的东西。"他按照下述原则得出其结果:"设A是一种物质,其他异质物质a、b、c等等都对它有吸引力;再设同c相化合而饱和(satuation)的A(我称这化合物为Ac),在添加了b之后,便倾向于同b化合而排除c,于是可以说A对b的吸引强于c,或者说,A对b有较强的有择吸引;最后,设Ab的化合在加入a时破裂,设b被拒斥,a被选来取代b,则将可因出结论:a在吸引本领上超过b,这样,我们便有按效验排列的系列a、b、c我在这里称做吸引的东西,其他人命名其为亲合性,我以后将不加区别地使用这2个术语,虽然后者比较带隐喻性,从哲学上看不怎么合适。"贝格曼将亲合力看作是吸引力,是物体化合的原因,也是物体发生化学变化的原因。但贝格曼的有择亲合力概念,对于整理当时化学反应有关的知识起到了很大的作用。
1777年,即贝格曼提出有择亲合力概念的第二年,德国化学家、冶金家温策尔(KarlFriedrichWenzel,1740~1793)对金属溶于酸中的溶解速率进行了研究,并根据这些研究估计这是化学亲合力的作用;同时,他还发现了金属的溶解速度率除了酸的种类之外,还受到酸的用量的影响,即他在《物质间亲合势的学说》(LehrevonderVerwandschafrtderKorper)中提出,化学反应的变化率与酸的"有效质量"(浓度)成正比。这是对质量作用的早期认识。
不管怎样,首先明确指出"质量效应"的还是法国着名化学家贝托雷(ClaudeLouisBerthoolet,1748~1822)。他在1798年随拿破伦远征埃及,发现当地盐湖沿岸有碳酸钠,便设想了这是湖水(主要成分是氯化钠)与岩石(主要成分是碳酸钙)作用的产物。由此猜测到,当产物过量时,化学变化会逆向进行。贝托雷用这种观点重新研究了化学变化。第二年他在开罗由一些远征者建立的开罗学院的学术会议上宣读了题为"亲合力定律的研究"(RecherchessurlesLoisdeL’affinit)一文,该文于1802年出版。文中提出:化学反应不但要看亲合力,而且更重要的是反应中各个物质及其产物的性质,尤其是发挥性及溶解度。这篇论文中的思想在他1803年出版的两卷本着作《化学静力学》(EssaideStatiqueChimique)中得到进一步推广。他认为增加浓度使反应继续进行;反应通常是不完全的,而是建立起平衡状态,在这种状态下,反应产物也有变回原来物质的趋势:"亲合力并非是化合物中置换出某物质的独一无二的力量,但在化合和分解时,它有某种程度的决定性……一个物质被另外两个物质以相反力量作用,就被它们划分开来,分配的比例不仅以来于亲合力的固有强度,而且还以来于现存的作用物体的量,所以,为了产生相等的饱和度,分量可以补充亲合力之不足。"贝托雷比较全面地认识到化学反应中的"质量效应":首先,他发现化学反应可以达到平衡状态,在这种状态下,存在着产物变回反应物的趋势;其次,他看到不仅是反应物,而且产物的质量(浓度)也会对反应发生影响,产物量可使反应向相反方向进行;最后他指出了物质的发挥性和溶解度等影响物质浓度的性质对反应的影响。这就比较系统地提出了质量作用定律的思想。
物质的量在化学中的应用范文
一、质量守恒
应用关键：参加反应的各物质的总质量恒等于生成物的总质量。
例1实验室用10g高锰酸钾放在试管里加热，一段时间后，称得剩余固体的质量是9.2g，则剩余物质是（）。
A.K2MnO4和MnO2B.K2MnO4C.KMnO4和K2MnO4D.KMnO4和K2MnO4和MnO2
解析：“一段时间后”不等于“反应完全后”，说明反应物可能有剩余。根据质量守恒定律，反应物为10g，剩余9.2g，少掉的0.8g应是氧气，而生成0.8g氧气只需要7.9g高锰酸钾，证明反应物有剩余。
答案：D。
二、原子守恒
应用关键：某类原子（或原子团）的种类、个数在反应前后保持不变。
例22007年4月26日晚，北京2008年第29届奥运会火炬及火炬接力传递路线在中华世纪坛隆重。此次火炬使用的燃料是丙烷（C3H8），其燃烧的化学方程式为：C3H8+5O2xCO2+yH2O，其中x、y分别为（）。
A.13B.15C.38D.34
解析：本题以北京2008年奥运会火炬传递的新闻为背景，考查了化学方程式的配平知识。在配平时，应遵循质量守恒定律和“化学反应前后，原子的种类与个数保持不变”这一原则。本题中，反应前C原子是3个，H原子是8个，所以我们可以得到x=3，y=4。
答案：D。
三、元素守恒
应用关键：同种元素的质量在反应前后保持不变。
例3有一种含CaCO3与CaO的混合物，测得其中钙元素的质量分数为50％。取该混合物16g，经高温煅烧后，将剩余固体投入足量水中，固体全部溶解生成Ca（OH）2，则生成的Ca（OH）2质量为（）。
A.3.7gB.7.4gC.14.8gD.22.2g
解析：在题中所述的一系列变化过程中，钙元素质量保持不变，生成Ca（OH）2的质量可以根据Ca元素的质量来求解。Ca（OH）2的质量可用Ca元素的质量除以Ca（OH）2中钙元素的质量分数得到。
答案：C。
四、化合价守恒
应用关键：在化合物中，正负化合价之和为零。
例4人体内的钙元素有99%存在于骨骼和牙齿中，主要是以羟基磷酸钙晶体的形式存在。羟基磷酸钙的化学式为Ca10（PO4）6（OH）x，其中x=。
解析：本题中给出了羟基磷酸钙的化学式Ca10（PO4）6（OH）x，在化合物中各元素与原子团的化合价分别为：Ca：+2；PO4：-3；OH：-1。由于在化合物中，正负化合价之和为零，我们可以得到2×10+（-3）×6+（-1）×x=0。
答案：2。
五、浓度守恒
应用关键：在一定温度下，同种物质的饱和溶液的浓度为一恒定值，此时该饱和溶液不能再溶解该溶质。
例5在25℃时，向饱和澄清石灰水中加少量氧化钙，再恢复到25℃，关于该溶液的说法中正确的是（）。
A.溶质的质量不变B.溶质的质量增加C.溶质的质量分数减少D.溶质的质量分数不变
解析：25℃时，向饱和的澄清石灰水中加少量的氧化钙，氧化钙要与水反应生成氢氧化钙，原来饱和的澄清石灰水中就会有溶质析出，同时新生成的氢氧化钙也不能溶解，溶液中的溶质质量减少，由于温度仍然为25℃，饱和的澄清石灰水溶液中溶质的质量分数应不变。
答案：D。
六、溶质守恒
应用关键：在溶液的稀释过程中，溶质的质量保持不变。
例6用50g98%的浓H2SO4配制成20%的稀H2SO4，需加水的质量为（）。
A.145gB.195gC.196gD.245g
解析：用50g98%的浓H2SO4配制成20%的稀H2SO4，属于溶液的稀释问题，在稀释过程中，溶质质量不变。设需加水的质量为x，我们可以得到（50g+x）×20%=50g×98%，x=195g。
答案：B。
七、比例守恒
应用关键：化学反应前后各物质之间的质量比固定不变。
例7在化学反应中A+B=C+D中，10gA与24gB恰好完全反应生成14gC。若有15gA参加反应，则生成D的质量是（）。
A.20gB.25gC.30gD.35g
解析：在10gA与24gB恰好完全反应生成14gC时，根据质量守恒定律可知生成D的质量是20g。由于在化学变化前后各物质之间的质量比固定不变，A与D的质量比为：10g:20g=1:2。当有15gA参加反应时，生成D的质量应该是30g。
答案：C。