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第二节 化学计量在实验中的应用(共2课时),1认识相对原子质量、相对分子质量的含义，并能进行有关计算。 2理解质量守恒定律的含义。 3了解物质的量的单位摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。 4根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。,1要正确理解有关的概念。本部分内容涉及的概念较多，应用性比较强，在复习过程中要对有关概念梳理总结，深刻理解其内涵与外延，明确应用时应注意的问题。 2要熟练掌握物质的量与其他化学计量间的相互求算关系换算恒等式： 在此基础上理解物质的量在化学计算中的典型应用。,3在理解有关概念和掌握以物质的量为中心各化学计量间关系的基础上，有目的、有针对性地选取典型的例题和练习题，通过解答分析，明确各类应用题目的特点，掌握计算的关键，形成正确的解题方法思路。,一、物质的量及单位摩尔 1物质的量(n) (1)概念：用_中所含的原子数目作为标准，来衡量其他微粒集体所含微粒数目多少的物理量。 (2)单位：_，简称_，符号_。 2摩尔 _的单位，_所含的原子数为1 mol，其数目约为_，该数目又称_。,3微粒数(N)、物质的量(n)与阿伏加德罗常数(NA) 三者关系 n_，利用该关系式，已知其中任意两个量，可以求第三个量。,二、摩尔质量和气体摩尔体积 1摩尔质量 (1)概念：单位物质的量的物质所具有的_。 (2)单位：_或_。 (3)数值：当摩尔质量单位是gmol1时数值上等于该物质的_。 (4)物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量(M)之间的关系式：_。,2气体摩尔体积 (1)定义：一定_下，单位物质的量的_所占的体积。 (2)单位：_或_。 (3)数值：在标准状况下(指温度为_，压强为_)等于_。 (4)物质的量(n)、气体的体积(V)和气体摩尔体积(Vm)在一定状况下三者关系式：_。,答案： 一、1.12 g12C 摩尔 摩 mol 2物质的量 12 g12C 6.021023 阿伏加德罗常数 二、1.质量 gmol1 kgmol1 相对分子质量或相对原子质量,2条件 气体 Lmol1 m3mol1 0 1.01105 Pa 22.4 Lmol1,1下列说法正确的是 ( ) A物质的量就是一定体积的物质的质量 B阿伏加德罗常数就是6.021023 C钠的摩尔质量等于它的相对原子质量 D在标准状况下，1 mol任何气体的体积均为22.4 L,解析：物质的量是基本物理量之一，与质量不同；阿伏加德罗常数约为6.021023 mol1；钠的摩尔质量在以g/mol为单位时数值上与它的相对原子质量相等，但二者单位不同，前者单位为g/mol，后者单位为1；在标准状况下，1mol任何气体的体积相同，均为22.4 L。 答案：D,2(2008广东理基)能表示阿伏加德罗常数数值的是 ( ) A1 mol金属钠含有的电子数 B标准状况下，22.4 L苯所含的分子数 C0.012 kg 12C所含的原子数 D1 L 1 molL1硫酸溶液所含的H数,解析：1个钠原子含11个电子，故1 mol金属钠应含11 mol电子，故A错误；标准状况下，苯为液态，所以22.4 L苯所含分子数应大于NA，所以B错误；0.012 kg 12C所含碳原子数为阿伏加德罗常数，所以C正确；1 L 1 molL1硫酸溶液中含H的物质的量为2NA，所以D错。 答案：C,3(2009运城模拟)常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是 ( ) 答案：D,4(2009黄山模拟)质量相同的两种气体A、B，在同温、同压下，A的密度小于B。下列说法错误的是 ( ) AA占的体积比B大 BA的摩尔质量比B大 CA的分子数比B多 DA的物质的量比B大 答案：B,5下列说法中不正确的是 ( ) A1 mol某气体的体积为22.4 L，该气体所处的状态不一定是标准状况 B非标准状况下，1 mol任何气体的体积必定不是22.4 L C标准状况下，1 mol辛烷所占的体积约为22.4 L D标准状况下，1 mol CO2和18 g H2O所含的分子数和原子数相等 答案：BC,6下列有关气体体积的叙述，正确的是( ) A一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子多少决定 B一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定 C不同的气体，若体积不同，则它们所含分子数也不同 D气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L 答案：A,7在同温同压下，两个容积相同的集气瓶，一个充满乙烯，另一个充满甲烷和丙炔的混合气体，这两瓶一定具有相同的 ( ) A碳原子数 B氢原子数 C质量 D密度 答案：B,8仿照阿伏加德罗定律，下列叙述中不正确的是 ( ) A在同温同压下，相同体积的两种气体质量比等于摩尔质量之比 B在同温同压下，两种气体的物质的量之比等于密度之比 C在同温同压下，两种气体的摩尔质量之比等于密度之比 D在同温同压下，两种气体的物质的量之比等于体积之比 答案：B,9氨气具有还原性，在铜的催化作用下，氨气和氟气反应生成A和B。A为铵盐，B在标准状况下为气态。在此反应中，若每有1体积氨气参加反应，同时有0.75体积氟气参加反应；若每有8.96 L氨气(标准状况)参加反应，同时生成0.3 mol A。 (1)写出氨气和氟气反应的化学方程式_。 (2)在标准状况下，每生成2.24 L B，转移电子的物质的量为_mol。,解析：(1)参加反应的NH3与F2体积比为4:3，物质的量之比也为4:3，参加反应的NH3与生成的A物质的量之比为 0.3 mol4:3，因此化学方程式为 4NH33F2 3NH4FNF3。 (2)每生成1 mol NF3，转移6 mol e，而生成标准状况下2.24 L NF3即0.1 mol NF3，应转移0.6 mol e。 答案：(1)4NH33F2 3NH4FNF3 (2)0.6,1.物质的量 (1)物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一，它是一个物理量的名称，用符号n表示。 (2)摩尔是物质的量的单位，作为计量原子、分子或离子等微观粒子的物质的量的单位，简称摩，符号为mol。物质含有阿伏加德罗常数个微粒，其物质的量就是1 mol。,(3)“物质的量”是专用名词，是7个基本物理量之一，在口头或书面表达中4个字不可增减，要从整体上理解、把握其含义，不能把“物质的量”理解成物质的质量或体积。 (4)“物质的量”一词不能用“摩尔数”代替。因前后两者虽然在数值上相同，但意义完全不同。前者是有单位的量，在国际单位制中，其基本单位是摩尔；而后者只是一个数，无单位。,(5)物质的量及其单位摩尔，只适用于表示微观粒子(分子、原子、离子、电子、中子、质子等微粒及这些微粒的某些特定组合)。如1 mol NaCl中含有1 mol Na和1 mol Cl等，而不适合于表示宏观概念，如1 mol大米、2 mol氧元素等。,2阿伏加德罗常数(NA) (1)1 mol 任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数。这一单位是以0.012 kg12C所含碳原子数为基本计量标准来计量的。阿伏加德罗常数的符号为NA，单位是mol1。它的实验值随测定方法的不同而不完全相同，通常使用6.021023 mol1这个近似值。,(2)6.021023 mol1是阿伏加德罗常数较为精确的近似值，与阿伏加德罗常数之间不能划等号，就像3.14与的关系。运用这一知识只能说含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量为1 mol。如果某粒子集体含有6.021023个该粒子，我们通常认为其物质的量就是1 mol。 (3)根据概念，6.021023 mol1这个量的来历为： 其中， 1.9931026 kg为一个12C原子的质量。,规律总结 使用阿伏加德罗常数时应注意的问题： 一定质量的物质中所含原子数、电子数，其中考查较多的是H2O、N2、O2、H2、NH3、P4等。 一定体积的物质中所含原子数、分子数，曾考过的物质有Cl2、NH3、CH4、O2、N2、CCl4、C8H10等。 一定量的物质在化学反应中的电子转移数目，曾考过的有Na、Mg、Cu等。,一定体积和一定物质的量浓度溶液中所含电解质离子数、分子数，如稀硫酸、硝酸镁等。 某些典型物质中化学键数目，如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。 细微知识点(易出错)：状态问题，水、CCl4、C8H10等在标准状况下为液体或固体；D2O、T2O、18O2等物质的摩尔质量；Ne、O3、白磷(P4)等物质分子中原子个数等。,案例精析 【例1】 (2007宁夏)若NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 ( ) A1 mol Cl2作为氧化剂得到的电子数为NA B在0，101 kPa时，22.4 L氢气中含有NA个氢原子 C14 g氮气中含有7NA个电子 DNA个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为74,解析：Cl2作氧化剂反应后氯元素的化合价变为1价，1 mol Cl2得到2NA个电子；标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 mol，原子数目为2NA；NA个CO分子的质量为28 g,0.5 mol CH4的质量为8 g，质量比为72。 答案：C,(2005广东)NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 ( ) A10 g甲烷所含有的电子数目为10NA B常温常压下，4 g氦气所含有的中子数目为4NA C标准状况下，22.4 L单质溴所含有的原子数目为4NA D电解食盐水若产生2 g氢气，则转移的电子数目为2NA 答案：D,下列叙述中，错误的是 ( ) A1 mol任何物质都含有6.021023个分子 B0.012 kg 12C约含有6.021023个碳原子 C1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧 D1 mol Ne中约含有6.021024个电子,解析：物质的组成可能是由原子、分子、离子等构成；水是有氢氧两种原子构成，氧、氢可以理解为原子、分子、氧元素等。 因为有些物质是由分子组成(例如水、硫酸等)，有些物质是由离子组成例如NaCl、Ca(OH)2等，还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等)，所以A的叙述是错误的。碳是由原子构成的，根据规定，0.012 kg 12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，其近似值为6.021023 mol1，所以B的叙述是对的。根据规定，“使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，,而不使用该粒子的中文名称”。C中表示水的组成 时，却用名称表示，所以也是不正确的。氖原子核外有10个电子，则1 mol Ne也应含有106.021023个电子，所以D的叙述是正确的。 答案：AC,点评：本题主要考查化学用语的使用方法，解题时注意有关概念外延和内涵。,特别总结：通过本题的解析给我们如下启示： 学习化学概念时，一定要把与概念相关的文字读细、读懂，抓住概念的本身特征去理解，打好学习的基础。使用摩尔表示物质的量时，一定用化学式表明粒子的种类，不能用中文名称。分子是由一定数量原子构成的。从微观角度看，1个分子是由一定数量的原子构成的；从“堆量”角度看，1 mol分子是由一定物质的量的原子构成的。如H2SO4：H2SO42HS4O分子中原子个数比2：1：4；1 mol H2SO4中各原子的物质的量之比2：1：4。,1.气体摩尔体积 (1)单位物质的量的气体所占的体积，叫气体摩尔体积，其符号是Vm，即Vm ，单位是L/mol和m3/mol。,(2)标准状况是指0、101 kPa时的状况，标准状况下1 mol任何气体所占的体积都约是22.4 L。 理解此概念必须注意四个要点： 必须是气体物质，不适用于固体、液体； 物质的量为1 mol； 必须是标准状况； 体积约是22.4 L。,2标准状况下气体体积、物质的量、分子数之间的计算 (1)体积(V)与物质的量(n)的关系 (2)体积(V)与气体质量(m)的关系 (3)体积(V)与微粒数(N)的关系,总之，,规律总结 气体摩尔体积的大小，与气体所处的温度和压强有关，故在应用22.4 L/mol时一定要注意是不是在标准状况(即1个大气压，0)下。 气体摩尔体积(Vm)不仅适用于纯净的气体，还适用于混合气体。,案例精析 【例2】 下列说法中不正确的是 ( ) A1 mol某气体的体积为22.4 L，该气体所处的状态不一定是标准状况 B非标准状况下，1 mol任何气体的体积必定不是22.4 L C某气体含有NA个原子，该物质在标准状况下的体积一定是22.4 L D任何状况下，1 mol CO2和1 mol H2O所含的分子数和原子数都相等,解析 决定气体体积的主要因素有：物质的量、温度、压强三个因素，只有三个因素都确定才能确定物质的体积，反之亦然。如升温、加压可以使气体的体积不变。 本题主要考查气体摩尔体积概念的内涵和本质，尤其要注意标准状况下22.4 L/mol的使用。因为在非标准状况下，1 mol气体的体积也可能为22.4 L，所以A正确，B错误；当气体为单原子分子的稀有气体时符合C选项，而双原子或多原子分子不符合，C错；因为比较粒子数实质是比较它们的物质的量，所以D正确。 答案 BC,点评 本题考查气体摩尔体积的概念，要正确理解温度、压强、体积和物质的量之间的关系。 特别总结 解此类题时一定要搞清物质存在的条件。应用标准状况下的摩尔体积时必须注意以下三点： 条件：标准状况；对象：气体；约为22.4 L,(2009安徽皖西四校高三联考)设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是 ( ) A标准状况下22.4 L一氧化碳和二氧化碳的混合气体中含碳原子数为NA B20 g D2O所含质子数为12 NA C标准状况下11.2 L氖气中含氖原子数为NA D0.5 mol铜与足量硫粉共热转移电子数为NA,解析：20 g D2O的物质的量为 1 mol，含质子数为10 NA；标准状况下，11.2 L氖气的物质的量为0.5 mol，则含氖原子数为0.5 NA；0.5 mol铜与足量硫粉共热的化学方程式为 2CuS Cu2S，转移的电子数为0.5 NA。 答案：A,阿伏加德罗定律的推论(可通过pVnRT导出),特别提醒 (1)应用阿伏加德罗定律时要明确三点： 阿伏加德罗定律适合任何气体(包括混合气体)，对固体、液体不适合。 同温、同压、同体积、同分子数(同物质的量)，即四同。四同相互制约，只要三同成立，则第四同也成立。 气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。 (2)确定气体的分子组成,一般思路是：根据阿伏加德罗定律，由体积比推导出粒子个数比，再根据质量守恒定律确定化学式。如2体积气体Ax与1体积气体By恰好完全反应生成2体积A2B，由阿伏加德罗定律可知：气体的分子数之比等于其体积比，即AxByA2B2：1：2，所以两气体反应物为双原子分子，即A2和B2。,案例精析 【例3】 在一定条件下，1体积气体A2和3体积气体B2完全反应生成了2体积气体X(体积在相同条件下测定)，则X的化学式是 ( ) AAB BA2B2 CAB2 DAB3,解析 根据阿伏加德罗定律得：同温、同压条件下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，再由原子守恒可以得出答案。 由题意和阿伏加德罗定律可知A2和B2发生了如下反应A23B2=2X，根据质量守恒定律知，X中含有1个A和3个B，故化学式为AB3。 答案 D,点评 本题考查了阿伏加德罗定律的应用和质量守恒定律，“守恒法”解题是指在解题过程中利用化学反应或化学现象中的一些守恒关系来解决化学问题的一种独特的解题方法。只要“守恒法”使用得当，可收到解题步骤简捷、快速、准确之功效。,特别总结 由反应前后气体的体积比确定气体的分子组成，解答此类问题的思路是： 根据阿伏加德罗定律，由体积比推出各反应物和生成物的分子个数比(物质的量比)； 根据质量守恒定律确定某一物质的化学式； 最后写出相关的化学方程式后验证其正误。,在同温同压下两个容积相等的贮气瓶，一个装有C2H4气体，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内的气体一定具有相同的 ( ) A质量 B原子总数 C碳原子数 D密度 答案：C,(2008海南高考)在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是 ( ) A甲的分子数比乙的分子数多 B甲的物质的量比乙的物质的量少 C甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小,答案：B,【例1】 (2005上海)过氧化钙是一种安全无毒的物质，带有数量不等的结晶水，通常还含有部分CaO。 (1)称取0.542 g过氧化钙样品，灼热时发生如下反应：2CaO2xH2O 2CaOO22xH2O，得到的O2在标准状况下体积为67.2 mL。该样品中CaO2的物质的量为_。,(2)另取同一样品0.542 g，溶于适量的稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中Ca2全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO3 0.70 g。 试计算样品中CaO的质量。 试计算样品中CaO2xH2O的x值。,解析 (1)由所给反应方程式可知： (2)由题意可知样品中Ca2的总量为： n(Ca2)n(CaCO3) 0.007 mol，样品中n(CaO)0.007 mol0.006 mol0.001 mol。 所以m(CaO)0.056 g。 m(H2O)0.542 g0.006 mol72 gmol10.056 g0.054 g，n(H2O)0.003 mol，所以x 。 答案 0.006 mol (2)0.056 g；1/2,【例2】 相同条件下，某Cl2与O2混合气体100 mL恰好与150 mL H2化合生成HCl和H2O，则混合气体中Cl2与O2的体积比为_，混合气体的相对分子质量为_。,解析 设Cl2的体积为x mL，则O2的体积为(100x) mL。根据反应：H2Cl2 2HCl、2H2O2 2H2O知，反应中消耗的H2为：x mL2(100x) mL150 mL，解得x50 mL。因此n(Cl2)n(O2)1：1，体积百分含量各占50%，因此混合气体的相对分子质量为：7150%3250%51.5。 答案 1：1 51.5,化合物E(含两种元素)与NH3反应，生成化合物G和单质H2。化合物G的相对分子质量约为81。G分子中硼元素(B相对原子质量为10.8)和氢元素的质量分数分别是40.0%和7.4%，由此推断： (1)化合物G的分子式为_。 (2)反应消耗1 mol NH3，可生成2 mol H2，组成化合物E的元素是_和_。 (3)1 mol E和2 mol NH3恰好完全反应，化合物E的分子式为_。,解析：由ENH3GH2，运用质量守恒定律，判断E和G的组成元素，然后结合G的相对分子质量可以推断分子式。 (1)ENH3GH2知G的组成元素为B、N、H，G的相对分子质量为81，且已知B、H的质量分数分别为40%、7.4%，则N的质量分数为52.6%，即可推测G,(2)E3NH3B3N3H66H2。 所以E的组成元素为B和H。 (3)1.5E3NH3B3N3H66H2 根据H守恒，每分子E含6个H；根据B守恒，每分子E含2个B，所以E的分子式为B2H6。 答案：(1)B3N3H6 (2)B H (3)B2H6,在同温、同压下，实验测得CO、N2和O2三种气体的混合气体的密度是H2的14.5倍，其中O2的质量分数为_。若其中CO和N2的物质的量之比为11，则混合气体中氧元素的质量分数为_。,解析：三种气体的平均相对分子质量为14.5229，因可一并考虑，设O2的物质的量分数为x，则CO和N2的物质的量分数为(1x)，因此有：32x28(1x)29，解得x0.25。O2的质量分数为 100%27.6%。 若CO和N2的物质的量之比为1：1，设混合气体为1 mol，则混合气体中氧元素的物质的量为：0.25 mol2(0.75 mol2)10.875 mol，氧元素的质量分数为 100%48.3%。 答案：27.6% 48.3%,(2008福建质检)铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。 探究一 实验方案：铝镁合