高考化學(xué)專題復(fù)習(xí) 第一章 化學(xué)反應(yīng)計量基礎(chǔ)教案
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第一章 化學(xué)反應(yīng)計量基礎(chǔ)一、 教學(xué)基本要求1化學(xué)中的計量(1學(xué)時)掌握有效數(shù)字的概念及運算規(guī)則;理解反應(yīng)進(jìn)度的基本概念;了解分壓定律。2 測量或計量中的誤差(3學(xué)時)掌握準(zhǔn)確度與精密度的概念、區(qū)別與聯(lián)系;誤差的種類、來源與減免方法;測定結(jié)果離群值的舍棄(Q檢驗法)及平均值的置信區(qū)間。熟悉誤差與偏差的各種表達(dá)方式;了解完整的分析實驗報告的書寫方式及所含內(nèi)容。二、學(xué)時安排教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 時1化學(xué)中的計量1學(xué)時2測量或計量中的誤差3學(xué)時三、教學(xué)內(nèi)容1-1 化學(xué)中的計量一 、量與測量1 物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量:符號:n 單位:mol nB=mB/MB 物質(zhì)的量濃度(簡稱濃度):符號:cB 單位: molL-1 cB=nB /V 。溶液中離子的平衡濃度常用B表示。物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或稱百分含量):即物質(zhì)B在混合物中所占的比例。wB=nB/m (可乘100%,且wB無量綱)2 測量中的有效數(shù)字一個數(shù)字不僅能表示其量的大小,同時能反映出所用儀器的準(zhǔn)確程度。如:同一臺秤稱得的物質(zhì)的量為0.10g,而在分析天平上稱得為0.1000g。因此在化學(xué)測試中,要準(zhǔn)確地測量,準(zhǔn)確地記錄,以及正確的數(shù)字取舍。有效數(shù)字定義:一個數(shù)據(jù)中,所有確定的數(shù)字,再加一位不確定數(shù)字。即一個數(shù)字的最后一位是可疑數(shù)字或稱估計數(shù)字。如:20.00mL表明以mL為單位,小數(shù)點后一位是準(zhǔn)確的,小數(shù)點后第二位是可疑數(shù)字。而改用L做單位時,則應(yīng)表示為0.02000L。此時仍表示以mL為單位時小數(shù)點后第二位是可疑數(shù)字,而如改寫成0.02L,則表示以L為單位,小數(shù)點后第二位(幾十毫升),為可疑數(shù)字,使得可疑程度加大。例如:0.5180; 0.518 絕對誤差:0.0001;0.001所以數(shù)字后的“0”不可隨意舍掉,不能隨意增減有效數(shù)字的位數(shù)。有效數(shù)字的確定:.有效數(shù)字最后一位是不確定數(shù)字,倒數(shù)第二位反映出儀器的最小刻度單位。.數(shù)字“0”是否為有效數(shù)字取決其所在位置。數(shù)字之間或之后的“0”為有效數(shù)字。如:21.20 ;5.07 ,數(shù)字之前的“0”只起定位作用,不是有效數(shù)字。如:0.0875.分析化學(xué)實驗中對有效數(shù)字的要求: 電子天平稱重時,取小數(shù)點后四位。移液管、滴定管讀體積時以mL為單位,取小數(shù)點后兩位。.度取四位有效數(shù)字,分子量取四位有效數(shù)字。 如:c(HCl)= 0.1000 mol/L ;M(HCl) = 36.45 ;M(Na2CO3) = 106.0.誤差和偏差一般取一位有效數(shù)字,最多取二位。如:0.1%,0.12 %,.pH取12位有效數(shù)字。因為pH為負(fù)對數(shù),所以其小數(shù)部分為有效數(shù)字,整數(shù)部分只起定位作用。如:pH =4.56 為二位有效數(shù)字。 與測量無關(guān)的純數(shù)如化學(xué)計量關(guān)系式中的化學(xué)計量數(shù)、摩爾比、稀釋倍數(shù)等,可視為無限多位數(shù),不影響其它有效數(shù)字的運算。 當(dāng)計量單位由大變小時,采用指數(shù)形式。不可改變有效數(shù)字位數(shù)。如:25.0g2.50104mg 不能寫成25000mg 計算過程中數(shù)字首位8時,其有效數(shù)字位數(shù)可多算一位。 確定有效數(shù)字位數(shù)時采用“四舍六入五留雙”。如:3.1753.18;3.1653.16 在計算的過程中間可多保留一位有效數(shù)字,以免多次取舍引起較大誤差。運算規(guī)則:加減運算:結(jié)果所保留的位數(shù),取決于絕對誤差最大的數(shù),(即小數(shù)點后位數(shù)最少者)。應(yīng)“先取齊后加減”。例:0.1325+5.103+60.08+139.80.1+5.1+60.1+139.8=205.1乘除運算:結(jié)果所保留的位數(shù)取決于相對誤差最大的數(shù)(即有效數(shù)字位數(shù)最少者)。應(yīng)“先乘除,后取舍”。例:0.132528.60.15=0.573 分壓定律理想氣體狀態(tài)方程式:PV=nRT其中P:Pa;V:m3 ;n:mol;T:K時R=8.314Jmol-1k-1道爾頓分壓定律混合氣體中各組分的分壓Pi為該組分氣體單獨占有相同體積時所具有的壓力?;旌蠚怏w的總壓:P總=PA+PB+Pi由于各組分氣體均視為理想氣體。故各組分氣體與混合氣體均滿足理想氣體狀態(tài)方程:PiV=niRT;P總V=n總RT;兩式相比Pi/P總=ni/n總 則 Pi=P總ni/n總 ni/n總 稱為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(也稱摩爾分?jǐn)?shù))若將混合氣體分離成每一組分氣體,并與分離前的混合氣體具有相同溫度、壓力。則分離后:Vi/V總=ni/n總 Vi/V總為體積分?jǐn)?shù)。4 化學(xué)反應(yīng)計量關(guān)系式反應(yīng)進(jìn)度:對任意化學(xué)反應(yīng):aA+bB gG+dD 移項后可寫成:0= -aA-bB+gG+dD 即0=BBB :表示參與反應(yīng)的各物質(zhì)。B:各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。其中反應(yīng)物為負(fù)值,產(chǎn)物的為正值。 反應(yīng)進(jìn)度的微分定義式為:d=dnB/B 用物質(zhì)的變化量來表示:=nB/B 單位為mol 用不同物質(zhì)表示時:=nA/A=nB/B=nG/G=nD/D 例:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 以N2表示:=(0-1)/-1=1mol 以H2表示: =(0-3)/-3=1mol 以NH3表示: =(2-0)/2=1mol對一個確定的化學(xué)反應(yīng)式,其具有相同的數(shù)值。即與選用何種物質(zhì)表示無關(guān)。在化學(xué)反應(yīng)中,如果物質(zhì)的量的改變量恰好等于反應(yīng)式中該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)時,該反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為1mol。反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)式的書寫形式有關(guān)?;瘜W(xué)反應(yīng)計量關(guān)系式:如果我們把反應(yīng)進(jìn)度關(guān)系式中的nB取絕對值并用nB表示,反應(yīng)系數(shù)也取絕對值。則有:nA/A= nB/B= nG/G= nD/D反應(yīng)物A、B之間的計量關(guān)系式為:nA=nB nB=nA注意:此式常用于滴定分析的計算中,因此要求反應(yīng)必須是進(jìn)行程度很大,屬于定量完成的反應(yīng)。(即達(dá)到滴定反應(yīng)的條件)。溶液中,n=cV 固體物質(zhì):n=1-2 測量或計量中的誤差。一、誤差與準(zhǔn)確度1、 絕對誤差與相對誤差準(zhǔn)確度表示測定結(jié)果與真實值接近的程度。準(zhǔn)確度的大小可用誤差來衡量:絕對誤差=測定值真實值。正誤差表示測定結(jié)果偏高,負(fù)誤差表示測定結(jié)果偏低,誤差越小準(zhǔn)確度越高。但有時絕對誤差也不能很好的反映出測試的準(zhǔn)確程度。如:真值:1.0000 測定值:1.0001 絕對誤差:0.0001 0.1000 0.1001 0.0001雖然絕對誤差均為0.0001,但其真值相差十倍。顯然準(zhǔn)確度不同,故提出:相對誤差Er=100%則上面第一數(shù)的Er=100%=0.01% 而第二數(shù)的Er=100%=0.1% 。 兩者相差10倍。相對誤差更能顯示誤差所占的比例。由此可見:絕對誤差相同時,被測定量較大相對誤差較小,測定結(jié)果的準(zhǔn)確度較高。2、 誤差的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因根據(jù)誤差的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因可將誤差分為三類:.系統(tǒng)誤差(也稱可測誤差)是由測定過程中某些經(jīng)常性的,恒定的原因所造成的誤差。其特點為: 對分析結(jié)果的影響比較恒定,使之整體偏高或偏低。會在同一條件下的測定中重復(fù)地顯示出來。 只影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,不影響其精密程度。 可采取一定的方法減小或消除。 系統(tǒng)誤差的主要 方法誤差由于方法本身不完善而引入的誤差。 如:重量分析中,由于沉淀都會有少量的溶解,因此會使測試結(jié)果偏低。另外指示劑選擇不當(dāng),使滴定終點顯示不準(zhǔn)確(過早或過遲),也會造成方向一致的系統(tǒng)誤差。 儀器誤差由于儀器本身的不準(zhǔn)確或未經(jīng)校正所造成的誤差。如:標(biāo)注1.000g的砝碼,由于磨損而至0.9927g,在每次使用時均會造成等量的系統(tǒng)誤差。 試劑誤差由于試劑不純或蒸餾水不純造成的誤差。如:試劑或蒸餾水中含有被測組分或干擾離子。 主觀誤差由于操作人員的生理特點引起的誤差。是由于操作人員的習(xí)慣和偏向所引起的。如:滴定終點顏色的觀察,有人偏深,有人偏淺。滴定管讀數(shù)時,有人偏高,有人偏低等。消除誤差的方法:對于方法誤差,應(yīng)選用更合適的方法,或采用對照實驗;儀器誤差則要對儀器校正; 對試劑誤差可進(jìn)一步純化試劑,或采用空白實驗的方法,均可以降低或消除系統(tǒng)誤差。偶然誤差(也稱隨機(jī)誤差) 偶然誤差是由一些偶然的因素引起的。如:測定時環(huán)境的溫度、濕度、氣壓等微小變化。因而是可變的。有時大,有時小,有時正,有時負(fù)。偶然誤差難以觀察也難以控制。即使最有經(jīng)驗的人進(jìn)行很仔細(xì)的操作,重復(fù)多次后,其各次的結(jié)果仍會有差別。偶然誤差既影響準(zhǔn)確度,也影響精密度。 在實驗多次重復(fù)后,可看出偶然誤差的分布也是有規(guī)律的。 大小相近的正負(fù)誤差,出現(xiàn)的幾率是相等的。 大誤差出現(xiàn)的幾率??;小誤差出現(xiàn)的幾率大,非常大的誤差出現(xiàn)的幾率近于零,符合正態(tài)分布。因此,操作越仔細(xì),測定次數(shù)越多,則測定結(jié)果的算術(shù)平均值越接近于真實值。所以采用多次測定取平均值的方法可減小偶然誤差。.過失誤差過失誤差是指在測定過程中由于測定者的粗心大意,不按操作規(guī)程辦事而造成的誤差。如溶液的濺失、看錯砝碼、讀錯數(shù)、加錯試劑等。過失誤差對測定結(jié)果影響很大,必須避免。二、偏差與精密度:偏差的表示方法: 在實際工作中,真實值不可能準(zhǔn)確地知道(如物質(zhì)中某組分的含量是多少)。精密度表示測定結(jié)果與對同一試樣進(jìn)行多次測試的平均值的接近程度,可用偏差來表示精密度的大小。絕對偏差:di=個別測定值(xi)算術(shù)平均值()相對偏差:(di/)100%平均偏差:=極差:R=xmaxxmin(最大值最小值)標(biāo)準(zhǔn)偏差(均方根偏差)對于有限次測定:S=相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(變異系數(shù)):CV%=100%標(biāo)準(zhǔn)偏差可反映出大偏差所占的比例。如:25.98;26.02;25.98;26.0226.02;26.01;25.96;26.01 平均值 S 26.00 0.02 0.023 26.00 0.02 0.027相同,但第二組數(shù)據(jù)最小值為25.96,比第一組數(shù)據(jù)的偏差大。精密度與準(zhǔn)確度的關(guān)系:.準(zhǔn)確度高,精密度一定高。即每個數(shù)值都與真實值接近。(甲).精密度高,準(zhǔn)確度不一定高。(乙).精密度差的數(shù)據(jù)不可靠(丙、?。Jチ撕饬繙?zhǔn)確度的前提,丁的平均值雖接近真實值,但如果用三個數(shù)來平均則誤差就會很大。乙的精密度較高,但準(zhǔn)確度較差。通常是由系統(tǒng)誤差引起的。消除系統(tǒng)誤差后,可提高準(zhǔn)確度。因此,精密度高是保證準(zhǔn)確度的前提。三、測試結(jié)果的數(shù)據(jù)處理1置信度與平均置信區(qū)間置信度:真實值在某一范圍內(nèi)出現(xiàn)的幾率。置信區(qū)間:在選定的置信度下,總體平均值在以測定平均值為中心的多大范圍內(nèi)出現(xiàn)。該范圍稱為平均置信區(qū)間。與的關(guān)系:= 用圖可表示為: t值可由P11表1-1查出。n:測定次數(shù)。平均置信區(qū)間的大小取決于測定的精密度(S)測定次數(shù)(n)和置信水平(t)。.測定結(jié)果所包含的最大偶然誤差為.選擇的置信度越高,置信區(qū)間越寬。.測定次數(shù)越多,t值越?。ㄒ姳?-1)。置信區(qū)間越窄,與越接近。2 可疑數(shù)據(jù)的取舍Q檢驗在進(jìn)行一系列平行測定時,往往會出現(xiàn)偏差較大的值。稱為離群值。異常值的引入會影響測定結(jié)果的平均值。因此在計算前應(yīng)進(jìn)行異常值的合理取舍。如異常值是由明顯過失引起的,則應(yīng)舍棄。如不是由明顯過失引起的,則要進(jìn)行異常值檢測。如一組測定值:22.30;20.25;20.30;20.32;顯然第一個數(shù)為離群值。在計算平均值是是否應(yīng)將其舍棄,這種舍棄不是任意的,要有根據(jù)。Q檢驗法:例:一組測定值:22.38 22.39 22.36 22.04 22.44檢驗步驟:將測定值按遞增順序排列:x1,x2,xn 22.36 22.38 22.39 22.40 22.44計算極差R=xmaxxmin和可疑值與相鄰值之差x2x1或 xnxn1根據(jù)Q計=或求出Q計=0.5根據(jù)測定次數(shù)和置信度從P12表1-2中查出Q表值判定:Q計Q表時,離群值應(yīng)舍棄,反之則保留。置信度在90%,n=5次時,查得Q表=0.64 Q計Q表,22.44應(yīng)保留由于置信度升高會使置信區(qū)間加寬,所以在置信度為90%時應(yīng)保留的數(shù)字在95%時也一定應(yīng)保留。在90%該舍棄的數(shù)值,在95%時則不一定要舍棄,應(yīng)重新做Q檢驗。反之在95%該舍棄的數(shù)值,在90%時一定舍棄。而在95%該保留的數(shù)值在90%時不一定保留。 在Q檢驗中,置信度選擇要合適,置信度太小置信區(qū)間過窄,會使該保留的數(shù)值舍掉。反之,置信度太高,會使置信區(qū)間加寬,使該舍棄的數(shù)值被保留。在測定次數(shù)n3時,做Q檢驗,會將錯誤數(shù)字保留。因此應(yīng)增加測定次數(shù);減消離群值在平均值中的影響。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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