第三节-化学中常用计量

第三节第三节 化学中常用计量化学中常用计量 知识网络知识网络 易错指津易错指津 1 使用摩尔时 一定要指出物质的名称或写出化学式 如 1molH2 1molH 而不能写成 1mol 氢 2 阿伏加德罗常数的标准是人为规定的 如果改变了它的标准 则摩尔质量 气体摩尔体积 物质的量浓度等均发生改变 而质量 粒子数 一定质量的气体体积 气体密度等客观存在因素并 不会因此而改变 3 物质的量是指微观粒子多少的物理量 微观粒子可以是分子 原子 电子 质子 中子以及 他们的特定组合 物质的量与物质的质量有关而与物质所处的状态无关 4 对题目所问微粒种类有所忽视 如误认为 2g 氢气所含氢原子数目为 NA 说法正确 5 摩尔质量与温度 压强无关 不同的物质一般不同 H3PO4和 H2SO4 CO C2H4 N2 CaCO3和 KHCO3相同 6 对气体摩尔体积的概念不清 气体摩尔体积是对气体而言 并且是在标准状况下 1mol 气体 的体积 若不在标准状况下或不是气体就不适用 如 标准状况下 辛烷是液体 不能用气体摩尔 体积进行计算 固体和液体也有摩尔体积 但一般没有相同的数值 标准状况 0 1 01 105Pa 不同于通常 状况 25 1 01 105Pa 7 物质的量的大小 可衡定物质所含微粒的多少 但物质的量的数值并不是微粒的个数 它的 个数应该是物质的量乘以 6 02 1023mol 8 气体摩尔体积使用的条件是 前提 标准状况 是指气体本身的状况 而不是外界条件的 状况 因此就不能说 1mol 水蒸气在标准状况下所占的体积是 22 4L 研究对象是 气体 包括 混合气体 但概念中的 任何气体 却不包括一些易挥发性物质的蒸气 如水蒸气 溴蒸气 碘蒸 气等 量的标准是 1mol 结论 约是 22 4L 此外还应注意 并非只有标准状况下 1mol 气 体的体积才约是 22 4L 9 外界温度和压强影响气体体积的大小 但气体的质量和物质的量的多少则不受其影响 10 对阿伏加德罗常数的判断题 1 若给出物质的体积 一看是否为标准状况下 不为标准状况无法求 n 二看物质在标准 状况下是否为气体 不为气态无法求 n 2 若给出气体的物质的量或质量 粒子数与外界条件无关 3 若是惰性气体 注意为单原子分子 4 若是气体单质 不一定是双原子分子 5 其他 联系水解 电解 P4 6 个 P P 键 SiO2 Si O 四键 等 典型例题评析典型例题评析 例例 1 下列说法正确的是 N 表示阿伏加德罗常数的值 1999 年全国高考题 V m Vm NA NA M M V V 物质的量 mol 物质的质 量 g 物质的粒子数 分子 原子 离子 电子 等 气体体积 标况 L 物质的量浓 度 mol L A 28g 氮气所含的原子数目为 N B 4g 金属钙变成钙离子时所失去的电子数目为 0 1N C 1mol 甲烷的质量与 N 个甲烷分子的质量之和相等 D 标准状况下 22 4L 甲烷与乙炔混合物所含的分子数为 N 思路分析 28g 氮气 双原子分子 物质的量为 1mol 其氮原子数目为 2N 而不是 N 4g 金属钙 即 0 1mol 因 Ca 2e Ca2 钙失去的电子数目为 0 2N 1mol 甲烷含 N 个甲烷分子 C 对 D 项考 查了气体摩尔体积的一个要点 任何气体 其中也包括混合气 也对 答案 C D 方法要领 1 阿伏加德罗常数的运用是高考考查和命题的热点 如 已知物质的质量 物质的量 物质的 体积 求粒子的数目或比较其粒子的数目大小 已知溶液的体积和浓度 求溶液中溶质的粒子的数目 或比较其粒子的数目大小 已知粒子的数目 求物质的质量 物质的量 物质的体积 溶液中溶质的粒 子的浓度或溶液的浓度 物质在发生氧化还原反应时电子转移的数目 2 解题时要特别注意所给的条件 求什么粒子数 审题要仔细 这种题型高考年年考 但失分者 依然较多 主要失误在审题不够仔细 审题时应注意如下细节 1 物质的状态 水在标准状况下时为液态或固态 SO3在标准状况下为固态 常温常压下为液态 在标准状况下 碳原子数大于 4 而小于 16 的烃为液态 大于等于 16 的烃为固态 2 某些物质的分子中的原子个数 如惰性气体 臭氧 O3 白磷 P4 等 3 一些物质结构中化学键的数目 如 SiO2 Si O 四键 Si P4 6 个 P P 键 等 4 特别物质的摩尔质量 如 D2O T2O 18O2等 5 较复杂的氧化还原反应中 求算转移电子数 如 Na2O2 H2O 电解 Cu NO3 2溶液等 6 在用到气体摩尔体积 22 4L mol 时 必须注意所给物质是否为气体 如是气体看是否处于标 况 7 某些离子或原子团水溶液中能发生水解反应 离子数目要改变 例例 2 设阿伏加德罗常数的符号为 NA 标准状况下某种 O2和 N2的混合气体 mg 含有 b 个分子 则 ng 该混合气体在相同状况下所占的体积 L 应是 1998 年上海市高考题 A 22 4nb mNA B 22 4mb nNA C 22 4nNA mb D nbNA 22 4m 思路分析 气体体积等于气体物质的量乘以气体摩尔体积 V n Vm 本题只要求出 n 即可 气体 的摩尔质量为 mNA b g mol 1 n m M n g mNA b g mol 1 nb mNA mol 答案 A 一题多解 法二 n g 该混合气体所含有的分子数为 nb m 个 则在标准状况下所占体积为 22 4nb mNA 法三 m g 混合气体的 n b NA 而对相同的混合气体 其质量之比等于物质的量之比 m n b NA x x nb mNA mol V nb mNA mol 22 4L mol 法四 根据选项特点 利用比例求解 mg b ng x x bn m 结对照选项 b m n 的组合方式 只有 A 符合 例例 3 根据阿伏加德罗定律判断 下列叙述中正确的是 1998 年全国高考题 A 同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比 B 同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比 C 同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比 D 同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比 思路分析 根据阿伏加德罗定律 在同温同压下 相同体积的气体其分子数相等 说明在该条件 下两种气体的 n 与它们的 V 成正比 而体积与摩尔质量的大小无关 A 错 同理 n 与密度也不成 正比关系 B 项错 对 C 项 故 C 项对 D 项显然对 2 1 122 211 12 21 2 2 1 1 2 1 M M VMn VMn Vm Vm V m V m 答案 C D 引申发散 这类试题以阿伏加德罗定律为基点 向摩尔质量 密度 气体摩尔体积等常见的物理 量外延 运用阿伏加德罗定律进行推论 阿伏加德罗定律推论 可由 PV nRT 推出 同 T P V1 V2 n1 n2 同 T V P1 P2 n1 n2 同 T M1 M2 1 2 同 T P m V1 V2 M2 M1 同 T V m P1 P2 M2 M1 同 T P1 P2 M2 M1 例例 4 在一定体积的密闭容器中放入 3L 气体 R 和 5L 气体 Q 在一定条件下发生反应 2R 气 5Q 气 4X 气 nY 气 反应完全后 容器温度不变 混合气体的压强是原来的 87 5 则化学方程式中 n 值是 1998 年全国高考题 A 2 B 3 C 4 D 5 思路分析 2R 气 5Q 气 4X 气 nY 气 起始量 3L 5L 变化量 2L 5L 4L nL 最终量 1L 0L 4L nL 根据阿伏加德罗定律知 同温同体积下 压强与物质的量成正比 2 53 41 5 87 n n n n P P 前 后 前 后 一题多解 本题看上去为一化学计算题 实际上根据反应后混合气体的压强是原来的 87 5 可知 反应为体积缩小的反应 由于反应物化学计量数之和为 2 5 7 故反应后的化学计量数 4 n 7 n m空气 所以 m水 m3 m1 V瓶 m水 水 m3 m1 水 m空气 空气 V瓶 空气 m3 m1 水 得 m样品 m2 m1 m空气 因为 M样品 M空气 m样品 m空气 所以 M样品 M空气 m样品 m空气 29 m样品 m空气 答案 1 2 3 见划线 4 D 5 m3 m1 6 m2 m1 m空气 空气 水 空气 或答 m2 m1 m3 m1 7 空气 水 空气 空气 样品 m m 0 29 方法要领 运用气体摩尔体积知识和实验知识分析 根据阿伏加德罗定律 同温同压下 同体积 的各气体都含有相同的分子数 所以同温同压下 两种同体积的不同气体的质量之比等于它们的相 对分子质量之比 这样 如果已知其中一种气体的相对分子质量 就可以测定另一种气体的相对分 子质量 本实验是在同温同压下 分别测定同体积含杂质的丁烷气体和空气的质量来求得样品的平 均相对分子质量 为保证锥形瓶中的空气完全排出 并充满样品气体 本实验中采取了化学分析 如酸碱中和滴定 中常用的测平行数据的方法 即重复操作 直到两次称量结果基本相同为止 在实验中 为了保证每次测量都是在相同体积下进行的 最简单的做法是 在第一次称量前 塞好 胶塞后 在瓶口处的胶塞上作一记号 以后每次测量 胶塞塞入瓶口的位置都以此为准 由于短时 间要求准确称量锥形瓶中样品的质量 因此样品必须是干燥的 不能选排水法收集 又因样品气体 比空气重 所以只能选用向上排气法来收集样品气体 而且必须把导管插入瓶底才能把瓶内的空气 赶尽 例例 6 将 a g 含 NaOH 的样品溶解在 b mL0 1mol L 硫酸中 再加入 c mL0 1mol L 的氢氧化钡溶液 反 应后所得溶液恰好呈中性 样品中 NaOH 的纯度是 NaOH 式量为 40 2001 年理科综合题 A b c 125a 100 B b 2c 125a 100 C b c 250a 100 D 8b 8c a 100 思路分析 由题意 NaOH 和 Ba OH 2提供的 OH 与 H2SO4提供的 H 恰好完全反应 则有 n NaOH 0 001c L 0 1mol L 2 0 001b L 0 1mol L 2 n NaOH 2 10 4 b c mol NaOH 2 10 4 b c mol 40g mol ag b c 125a 答案 A 方法要领 审题中抓住 反应后所得溶液恰好呈中性中性 据 H OH 关系计算 例例 7 在某温度时 一定量的元素 A 的氢化物 AH3 在一定体积的密闭容器中可以完全分解成两 种气态单质 此时压强增加了 75 则 A 单质的一个分子中有 个 A 原子 分解反应的化学方 程式是 1992 年三南高考题 思路分析 AH3分解成两种气态单质后 在密闭容器内压强增加了 75 是本题给出的唯一的 条件 在考虑解题途径时 要想到题目的要求是确定单质 A 的分子中原子数 微观的粒子与物质的 量有联系 而联系物质的量或粒子与压强之间的关系是阿伏加德罗定律 这样 就决定了应用阿伏 加德罗定律 结合题目所给出的压强改变 就成为解出此题的基本理论依据 按照阿伏加德罗定律 在温度 体积都不变的条件下 气态物质的压强与其物质的量成正比 AH3 A H2 反应生压强增加了 75 1 1 75 7 4 反应前 AH3与反应后两种单质的物质的 量 4 7 反应前后原子的种类和个数必相等4AH3 A4 6H2 答案 4 4AH3 A4 6H2 方法要领 本题通过无机化合价的分解反应 来考查考生确定无机物的能力 比较灵活 有新意 题目中所给出的条件只是反应后压强增大了 75 这个唯一的数据 要挖掘出隐藏在这个条件之后的 是阿伏加德罗定律 并灵活运用阿伏加德罗定律解决新情境下的问题 例例 8 标准状况下 用一定量的水吸收氨气后制得浓度为 12 0mol L 密度为 0 915g cm 3的氨水 试计算 1 体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水 2001 年全国高考题 本题中氨的式量以 17 0 计 水的密度以 1 00 g cm3计 思路分析 1 00L 该氨水中含氨的质量为 12 0mol 17 0g mol 其体积在标准状况下为 12 0mol 22 4L mol 1 00L 该氨水中含水的质量为 1 00L 915g L 12 0mol 17 0g mol 其体积为 1 00L 915g L 12 0mol 17 0g mol 1000g L V NH3 V H2O 12 0mol 22 4L mol 1 00915g L 1 00L 12 0mol 17 0g mol 1000g L 378 1 体积水吸收 378 体积 NH3气 标准状况 答案 378L 一题多解 解法二 直接列出总式 378 1000 0 17 0 12 91500 1 4 22 0 12 2 3 Lg molgmolLgL moLLmol OHV NHV 1 体积水吸收 378 体积 NH3气 标准状况 解法三 3 22 100 915 0 1000 171 0 12 3 3 cmgmL molgLLmol NH V 378L 3 22 1000 17 4 22 17 4 22 11 11 3 gmolgmolLV molgmolLV NH 方法要领 本题以应用物质的量浓度通算式为基点 考查考生的思维敏捷性 严谨性 解题中一 是注意 单位 防止相差 1000 倍 二是分清 一体积水 与一体积溶液 此题提示我们应注重化学基础知识基本计算方法的学习与理解 例