高三化学总复习实用 必考12 化学计量在实验中的应用课件 新人教版.ppt

第二讲化学计量在实验中的应用 一 物质的量1 物质的量物质的量是一个表示含有一定粒子的集体 它的符号是 物质的量的单位是 简称 符号是 1mol任何粒子集体中都含有个粒子 阿伏加德罗常数的近似值 物质所含微粒数目 n 物质的量 n 阿伏加德罗常数 na 三者之间的关系式 n 数目 n 摩尔 摩 mol 阿伏加德罗常数 6 02 1023mol 1 2 摩尔质量单位物质的量的物质所具有的叫摩尔质量 符号为 单位为 或 表达式 m 摩尔质量单位为g mol时 在数值上与物质的相等 质量 m g mol 1 g mol 分子质量或相对原子质量 相对 二 气体摩尔体积1 气体摩尔体积一定和下单位物质的量的所占有的 符号是 单位 或 计算表达式 vm 特例 在标准状况 kpa 下 1mol任何气体所占的体积都约为 即标准状况下的气体摩尔体积为 2 阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下 相同体积的都含有相同数目的分子 气体 体积 温度 压强 vm l mol l mol 1 0 101 22 4l 22 4l mol 任何气体 三 物质的量浓度1 物质的量浓度以溶液中所含溶质b的来表示的溶液组成的物理量 叫做溶质b的物质的量浓度 符号为cb 单位是 表达式cb 例如要表示naoh溶液中naoh的物质的量浓度 c naoh n naoh v naoh aq 单位体积 物质的量 mol l 或mol l 1 n v 2 容量瓶 1 容量瓶的构造 容量瓶是一种细颈梨形平底的容量器 带有磨口玻璃塞 容量瓶上标有 容量瓶是为配制准确的一定物质的量浓度的溶液用的精确仪器 实验中常用的是和的容量瓶 2 容量瓶的使用注意事项 容量瓶容积与所要求的是否一致 温度 容量 刻度线 50ml 100ml 250ml 使用之前要检查是否漏水 在瓶中加入适量蒸馏水 塞紧瓶塞 使其2min 用沿瓶口缝处检查 看有无水珠渗出 如果不漏水 再把塞子旋转 塞紧 倒置 试验这个方向有无渗漏 在容量瓶里进行溶质的溶解 应将溶质在烧杯中溶解后转移到容量瓶里 容量瓶只能用于配制溶液 储存溶液 因为溶液可能会对瓶体进行腐蚀 从而使容量瓶的精度受到影响 倒立 干滤纸片 180 不能 不能 3 配制一定物质的量浓度的溶液计算 算出固体溶质的或液体溶质的 称量 或量取 用称取固体溶质质量 用量取所需液体溶质的体积 溶解 或稀释 将固体或液体溶质倒入中 加入适量的蒸馏水 约为所配溶液体积的1 6 用搅拌使之溶解 冷却到室温后 将溶液沿引流注入容量瓶里 质量 体积 托盘天平 烧杯 量筒 玻璃棒 玻璃棒 洗涤 转移 用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤次 将洗涤液注入 振荡 使溶液混合均匀 定容 继续往容量瓶中小心地加水 直到液面接近刻度处 改用加水 使溶液与刻度相切 把容量瓶盖紧 再振荡均匀 2 3 容量瓶 1 2cm 胶头滴管 凹面 恰好 考点一阿伏加德罗常数 例1 2009 浙江 8 用na表示阿伏加德罗常数的值 下列说法正确的是 a 标准状况下 5 6l一氧化氮和5 6l氧气混合后的分子总数为0 5nab 1mol乙烷分子含有8na个共价键c 58 5g的氯化钠固体中含有na个氯化钠分子d 在1l0 1mol l 1碳酸钠溶液中 阴离子总数大于0 1na 答案 d 阿伏加德罗常数应用时的注意事项1 状态问题 1 水在标准状况时为液态或固态 2 so3在标准状况下为固态 常温常压下为液态 3 碳原子数大于4的烃 在标准状况下为液态或固态 2 特殊物质的摩尔质量 如d2o t2o 18o2等 3 某些物质分子中的原子个数 如稀有气体 为单原子分子 o3 白磷 p4 s8等 4 一些物质中的化学键数目 如sio2 si p4 co2等 5 较复杂的化学反应中 转移电子数的计算 如na2o2与h2o cl2与naoh 电解agno3溶液等 6 一定要注意气体是否处于标准状况及状态是否为气态 7 特别要注意题目中的隐含条件 如考虑水解 平衡移动和部分电离等 8 注意分散系的变化导致微粒数目的变化 如fecl3溶液转化为fe oh 3胶体 因为胶体微粒是分子的集合体 所以胶粒的数目小于原溶液中fe3 的数目 1 2009 福建 8 设na为阿伏加德罗常数 下列叙述正确的是 a 24g镁原子最外层电子数为nab 1l0 1mol l 1乙酸溶液中h 数为0 1nac 1mol甲烷分子所含质子数为10nad 标准状况下 22 4l乙醇的分子数为na 解析 本题考查阿伏加德罗常数 一个mg原子最外层有2个电子 24gmg的物质的量为1mol 故最外层电子数为2na a错 乙酸为弱酸 在水溶液中不能完全电离 溶液中h 小于0 1na b错 1个甲烷分子含有10个质子 故1mol甲烷分子含有质子数为10na c对 标准状况下 乙醇为液体 不能根据气体摩尔体积计算其物质的量 d错 答案 c 2 已知阿伏加德罗常数为na 下列说法正确的是 a 2mol重水含有na个d2o分子b 1g氢气含有na个h2分子c 2mol钠与过量稀盐酸反应生成na个h2分子d 22 4l水含有na个h2o分子 解析 2mol重水含有2na个d2o分子 a错 1g氢气含有na个h2分子 b错 根据2na 2h2o 2naoh h2 可知 2mol钠与过量盐酸反应生成na个h2分子 c正确 水为液体 所以22 4l水含有的分子个数不是na d错 答案 c 3 能表示阿伏加德罗常数数值的是 a 1mol金属钠含有的电子数b 标准状况下22 4l苯所含的分子数c 0 012kg12c所含的原子数d 1l1mol l 1的硫酸溶液所含的h 数 解析 选项a中1molna含有的电子数为11na 选项b中苯在标准状况下为液体 不能用n v 22 4来计算苯的物质的量 选项c中0 012kg12c的物质的量为1mol 所含的原子数就是一个阿伏加德罗常数 选项d中由于h2so4为强电解质 含有的h 数为2na 答案 c 考点二阿伏加德罗定律及其推论 例2 2008 海南 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 1 气体摩尔体积的四要素 1 状态 即气体摩尔体积是对于气态物质而言 气态物质 可以是纯净物 也可以是混合物 2 状况 因为一定量气体的体积是随温度 压强等外界条件的改变而改变的 因此气体摩尔体积概念中应指明某一特定状况 3 定量 在特定条件下 气体的体积同气体的分子数目有关 4 数值 任何状况下的任何气体均存在一个气体摩尔体积 但数值不一定是22 4l mol 1 故要确定物质的体积 必须确定物质自身所处状态和物质所含有的粒子数目 2 阿伏加德罗定律的内容在相同温度和压强下 相同体积的任何气体都含有相同数目的分子 3 阿伏加德罗定律的推论 4 说明 适用范围 任何气体 可以是单一气体或混合气体 本定律又称 四同定律 即同温 同压 同体积 同分子数 只要有三个相同 第四个量必定相同 上述结论均可由pv nrt rt导出 不需要 机械 记忆 1 设na代表阿伏加德罗常数的值 下列说法中正确的是 a 在常温常压下 11 2l氯气所含的分子数为0 5nab 在常温常压下 1mol氦气含有的原子数为nac 32g氧气所含的原子数目为2nad 在同温同压下 相同体积的任何气体所含的原子数相等 解析 本题主要考查对物质的量 微粒数 气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的理解及有关计算 需逐一审视各个选项 才能确定出答案 选项a 常温常压下 11 2l氯气的物质的量不是0 5mol 应小于0 5mol 则其含有的分子数就不是0 5na 应小于0 5na 因而选项a说法错误 选项b 注意到氦气是单原子分子 且物质的量与物质所处的温度 压强无关 则1mol氦气所含有的原子数目应为na 因而选项b说法正确 选项c 因氧气是双原子分子 32g氧气的物质的量是1mol 1mol氧气所含的氧原子数为2na 因而选项c说法正确 选项d 虽然同温同压下 相同体积的任何气体的物质的量相同 其所含气体的分子数相同 但由于气体单质有单原子分子 如ar 双原子分子 如o2 多原子分子 如o3 之分 故它们所含的原子数不一定相同 因此选项d说法错误 答案 bc 2 同温同压下 等体积的两容器内分别充满由14n 13c 18o三种原子构成的一氧化氮和一氧化碳 两容器含有的 a 分子数和气体质量均不同b 分子数和电子数均相同c 质子数和中子数均相同d 分子数 原子数和中子数均相同 解析 由阿伏加德罗定律可知 14n18o 13c18o的物质的量相等 二者均为双原子分子 故它们的分子数和原子数相等 另外14n和13c的中子数都是7个 所以14n18o 13c18o的中子数也相等 答案 d 3 下列条件下 两种气体的分子数一定不相等的是 a 相同质量 不同密度的n2o和co2b 相同体积 相同密度的co和c2h4c 相同温度 相同压强 相同体积的o2和o3d 相同压强 相同体积 相同质量的no2和no 解析 a项中n2o与co2的摩尔质量相同 质量相同则物质的量相等 即分子数相等 b项同体积同密度 且摩尔质量同 则n同 从而得出n相同 c项由pv nrt知 n同 则n同 d项二者的摩尔质量不同 n不同 则分子数不同 答案 d 考点三有关物质的量浓度的计算 例3 2009 济南模拟 300mlal2 so4 3溶液中 含al3 为1 62g 在该溶液中加入0 1mol l 1ba oh 2溶液300ml 反应后溶液中so的物质的量浓度为 a 0 4mol l 1b 0 3mol l 1c 0 2mol l 1d 0 1mol l 1 答案 d 一 对物质的量浓度注意以下几点 1 概念中的体积是溶液的体积而不是溶剂的体积 2 溶质的量是用物质的量来表示的 而不能用物质的质量来表示 3 以带有结晶水的物质作溶质 在确定溶质的物质的量时 用结晶水合物的质量除以结晶水合物的摩尔质量 4 从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积溶液 其物质的量浓度不变 但溶液体积不同 则所含溶质的物质的量也不同 5 体积相同 物质的量浓度相同的溶液里 所含溶质的物质的量也相同 但溶质的微粒数目不一定相同 这要根据溶质是否发生电离以及电离产生的离子数目来确定 二 关于物质的量浓度的计算类型1 溶质的质量与物质的量浓度之间的换算2 一定体积 标准状况下 的气体溶于水后所得溶液的物质的量浓度的计算 4 溶液的稀释或混合计算可根据稀释前后溶液中溶质的物质的量不变 即c1v1 c2v2 或溶质的质量不变 即v1 1 1 v2 2 2 进行计算 5 解法点拨 在应用物质的量浓度进行计算时 要注意溶质的质量 物质的量守恒及溶液的电荷守恒 在有关物质的量浓度的计算中 要特别注意单位的换算和统一 溶液稀释或混合时 溶液的体积一般不可直接相加 应运用溶液的总质量除以溶液的密度来计算 答案 c 2 2009 扬州模拟 50g浓度为cmol l 1 密度为 g cm 3的氨水中加入一定量的水稀释成0 5cmol l 1 则加入水的体积为 a 小于50mlb 等于50mlc 大于50mld 等于50 ml 答案 c 考点四一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析 例4 有下列化学仪器 托盘天平 玻璃棒 药匙 烧杯 量筒 容量瓶 胶头滴管 细口试剂瓶 标签纸 1 现需要配制500ml1mol l 1硫酸溶液 需用质量分数为98 密度为1 84g cm 3的浓硫酸 ml 2 从上述仪器中 按实验使用的先后顺序 其编号排列是 3 容量瓶使用前检验漏水的方法是 4 若实验遇到下列情况 对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响 填 偏高 偏低 或 不变 移液完成后 用以稀释硫酸的烧杯未洗涤 未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中 摇匀后发现液面低于刻度线再加水 容量瓶中原有少量蒸馏水 定容时观察液面俯视 解析 1 设需w 98 密度为1 84g cm 3的浓硫酸的体积为v v 1 84g cm 3 98 0 5l 1mol l 1 98g mol 1 v 27 2ml 2 配制顺序是 计算 量取 稀释 移液 定容 因此使用仪器的顺序为 判断 凡在操作中造成m 或n 的偏大或偏小 都会对溶液浓度造成偏大或偏小的影响 如 称量时造成的m大或小 转移时洒出溶液 未洗涤等 都直接影响着n的大小 凡在操作中造成v改变的因素 也同样会引起误差 如定容读数时俯视或仰视 溶液未冷却至室温就转移等 答案 1 27 2 2 3 往容量瓶内加适量水 塞好瓶塞 用食指顶住瓶塞 用另一只手的五指托住瓶底 把瓶倒立过来 如不漏水 把瓶塞旋转180 后塞紧 再把瓶倒立过来 若不漏水 才能使用 4 偏低 偏高 偏低 不变 偏高 一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析 2 容量瓶是用于配制精确物质的量浓度溶液的容器 配制过程中一旦出现误差 要重新配制 误差分析时 要根据实验操作 弄清是 m 还是 v 引起的误差 再具体分析 容量瓶 滴定管 量筒读数口诀 凹液面最低处 眼睛在两边 刻度在中间 三点 即a b c三点 成一水平线 如图 俯视 仰视 误差视仪器而定 1 配制100ml0 1mol lna2co3溶液 下列操作正确的是 a 称取10 6g无水碳酸钠 加入100ml容量瓶中 加水溶解 定容b 称取10 6g无水碳酸钠 加入100ml蒸馏水 搅拌 溶解c 转移na2co3溶液时 未用玻璃棒引流 直接倒入容量瓶中d 定容后 塞好瓶塞 反复倒转 摇匀 解析 a选项错 不能在容量瓶中溶解物质 b选项错 因为要配制100ml溶液 加入100ml蒸馏水溶解na2co3所得溶液已接近100ml 但并不是100ml c选项未用玻璃棒引流 错 答案 d 2 2009 山东淄博一中高三月考 实验室需要配制0 5mol l 1的烧碱溶液500ml 根据溶液配制的过程 回答下列问题 1 实验中除了托盘天平 带砝码 药匙 量筒和玻璃棒外 还需要的其他玻璃仪器有 2 根据计算得知 所需naoh固体的质量为 g 3 配制溶液的过程中 有以下操作 其中正确的是 填写代号 a 将氢氧化钠固体放在纸片上称量b 在烧杯中溶解氢氧化钠固体后 立即将溶液倒入容量瓶中c 将溶解氢氧化钠的烧杯用蒸馏水洗涤2 3次 并将洗涤液转移到容量瓶中 4 玻璃棒在该实验中的作用有 解析 2 m 0 5mol l 1 0 5l 40g mol 1 10g 3 a项中氢氧化钠固体应用烧杯称量 b项要等溶液冷却到室温后再转移到容量瓶中 答案 1 500ml的容量瓶 烧杯 胶头滴管 2 10 3 c 4 搅拌 加速氢氧化钠固体的溶解 引流液体 3 配制一定物质的量浓度的溶液是实验室进行科学研究的重要环节 1 若配制大约1mol l 1的溶液100ml 所给仪器只有托盘天平 量筒 带刻度的烧杯 玻璃棒 下列可选用的试剂是 填写字母序号 a 氢氧化钠固体b 浓硫酸 98 c 浓盐酸 37 d 浓硝酸 63 2 如图所示是某学生在配制0 100mol l 1的na2co3溶液100ml时 将第一次洗涤液转移到容量瓶内的操作 该步操作对所得溶液浓度的影响是 填 偏高 偏低 或 无影响 原因是 3 若配制 2 中溶液时 该生使用托盘天平称取碳酸钠 则与计算量一致吗 为什么 答案 1 abcd 2 偏低 玻璃棒没有紧靠容量瓶口 造成洗涤液外溢 玻璃棒从容量瓶移出时 残留在玻璃棒上的洗涤液可能滴在瓶外 玻璃棒移出后直接放在桌面上 造成残留洗涤液损失 3 不一致 因为碳酸钠的计算量为1 06g 而托盘天平只能精确到0 1g 即称取碳酸钠1 1g 某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验 利用氯酸钾分解制o2 实验步骤如下 把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀 放入干燥的试管中 准确称量试管和药品的总质量为15 95g 连接好实验装置 检查装置的气密性 加热 开始反应 直到不再有气体产生为止 测量排入量筒中水的体积为285 0ml 换算成标准状况下氧气的体积为279 7ml 准确称量试管和残留物的质量为15 55g 根据上述实验过程 回答下列问题 1 如何检查装置的气密性 2 以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤 调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同 使试管和广口瓶内气体都冷却至室温 读取量筒内液体的体积这三步操作的正确顺序是 请填写步骤代码 进行 的实验操作时 若仰视读数 则读取氧气的体积 填 偏大 偏小 或 无影响 3 实验过程中产生氧气的物质的量是 mol 实验测得氧气的摩尔体积是 保留小数点后两位 解析 1 往广口瓶中装满水 使装置左侧形成密闭体系 通过捂热试管看广口瓶中长导管液面高度的变化来判断装置气密性 2 在测量收集到o2的体积时 先将装置中的气体冷却至室温 否则气体受热膨胀时 会使排出水的体积偏大 然后调整量筒高度 使量筒内液面和广口瓶中液面相平 以保证广口瓶中气体的压强和外界气压相等 从而使排出水的体积与产生o2的体积相等 最后再读取量筒内水的体积 读数时若仰视量筒内的液面 会使读取o2的体积偏小 3 根据质量守恒定律 产生o2的质量为15 95g 15 55g 0 4g 答案 1 往广口瓶中注满水 塞紧橡皮塞 按装置图连接好装置 用手将试管底部捂热 若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升 松开手后 过一会儿长玻璃管内的液面下降 则证明该装置不漏气 2 偏小 3 0 012522 38l mol 1 下列说法正确的是 标况下 6 02 1023个分子所占的体积约是22 4l 0 5molh2所占体积为11 2l 标况下 1molh2o的体积为22 4l 标况下 28gco与n2的混合气体的体积约为22 4l 各种气体的气体摩尔体积都约为22 4l mol 1 标准状况下 体积相同的气体的分子数相同a b c d 解析 中有6 02 1023个分子物质是1mol没错 而且还是在标准状况下 但它的体积却不一定是22 4l 因为这1mol分子不一定是气体 中氢气虽然是气体 但没有指明气体所处状况 因此 0 5molh2的体积也不一定就是11 2l 中的水在标准状况下不是气体而是固液混合物 所以也是错误判断 中虽是混合气体 但n2和co的摩尔质量相等 二者以任意比例混合 其摩尔质量数值不变 故28gn2与co的混合气体在标况下体积约为22 4l 气体摩尔体积只有在标准状况下才是22 4l mol 1 故 错 答案 b 2 2009 广东 6 设na代表阿伏加德罗常数 na 的数值 下列说法正确的是 a 1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为nab 乙烯和环丙烷 c3h6 组成的28g混合气体中含有3na个氢原子c 标准状况下 22 4l氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为nad 将0 1mol氯化铁溶于1l水中 所得溶液含有0 1na个fe3 解析 本题考查阿伏加德罗常数 1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为2na a错 乙烯和环丙烷 c3h6 具有相同的最简式ch2 28g混合气体中含有4na个氢原子 b错 fe3 水解 所得溶液含有fe3 小于0 1na d错 答案 c 3 下列说法中正确的是 a 物质的量就是物质的质量b 1mol氮约含有6 02 1023个微粒c 氯化氢的摩尔质量就是它的相对分子质量d 1mol水中含有2mol氢原子和1mol氧原子 解析 物质的量和质量是两个不同的基本物理量 物质的量的符号为n 单位为mol 质量的符号为m 单位为g或kg 选项a说法错误 使用物质的量时必须指明微粒的种类 选项b并未指明氮的微粒种类 因而是错误的 摩尔质量与相对分子质量不同 摩尔质量的单位是g mol 1 而相对分子质量的单位是1 因而选项c也是错误的 答案 d 4 有一瓶14 的koh溶液 加热蒸发掉100g水后 变为28 的koh溶液80ml 该80ml溶液的物质的量浓度为 a 5mol lb 6mol lc 6 25mol ld 6 75mol l 解析 设原溶液的质量为m 则m 14 m 100g 28 解得m 200g 溶质的物质的量为 0 5mol 除以溶液体积 可求出该溶液的物质的量浓度为6 25mol l 答案 c 5 用98 的浓硫酸 密度为1 84g cm 3 配制1mol l 1的稀硫酸100ml 按配制溶液时仪器的选用顺序排列 正确的是 玻璃棒 胶头滴管 100ml容量瓶 托盘天平 50ml烧杯 10ml量筒 100ml量筒a b c d 解析 密度为1 84g cm 3的98 的浓硫酸浓度为18 4mol l 1 则用该浓硫酸配制100ml1mol l 1的稀硫酸时需要浓硫酸的体积为5 4ml 则首先用到10ml量筒 稀释时又用到50ml烧杯和玻璃棒 转移时用到100ml容量瓶 定容时还需要胶头滴管 答案 d 6 2009 南通月