高中化学 《化学中常用的物理量——物质的量》学案1 鲁科版必修1

专心 爱心 用心1 第第 3 3 节节 化学中常用的物理量化学中常用的物理量 物质的量物质的量 分子 原子 离子等微观粒子都非常小 仅一滴水 就含有大约 1 67 1021个水分子 这么小的粒子 我们无法用肉眼计数 这样惊人的数字 使用起来也很不方便 但在科学实验和实际生产中 人们又经常 需要知道一定量的物质究竟含有多少微观粒子 我们怎样计量物质所含微观粒子的数目呢 研习教材重难点 研习点研习点 1 1 物质的量及其单位物质的量及其单位 摩尔摩尔 1 物质的量 物质的量是表示物质所含微粒多少的物理量 是国际单位制中七个基本物理量之一 物质的量的符号为 n 注意 1 这里的微粒是指分子 原子 离子 质子 中子 电子或这些粒子的特定组合等微观粒 子 不能指宏观颗粒 2 物质的量 是一个专用名词 不能拆开 例如 不能说 氢气的量 硫酸的量 而应说 氢 气的物质的量 硫酸的物质的量 知识 链接 基本物理量是由人们根据需要选定的 在不同学科中和不同时期 选定的基本物理量有所不同 例如 在力学中选定的基本物理量是 长度 质量 时间 在热学领域中则采用长度 质量 时间 温度为基本 物理量 1971 年前国际制中采用的基本物理量是六个 即 长度 质量 时间 电流 热力学温度 发 光强度 1971 年起又增加了物质的量为基本物理量 使基本物理量增加到七个 2 阿伏加德罗常数 我们把 0 012kg12C 所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数 其近似值为 6 02 1023mol 1 符号为 NA 1 阿伏加德罗常数带有单位 其单位是 mol 1 2 阿伏加德罗常数的准确值是 0 012 kg 12C 中所含有的碳原子数目 近似值是 6 02 1023 mol 1 3 NA数值巨大 作用于宏观物质没有实际意义 交流 研讨 为什么选用 0 012 kg 12C 中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数 相对原子质量的确定是以一个 12C 原子的质量的 1 12 作为标准 其他原子的质量跟它比较所得的比 值 12C 的相对原子质量为 12 选用 12g 正是因为 12 这个数值能与相对原子质量 相对分子质量联系 起来 如某原子 R 的相对原子质量为 Ar 1 个 12C 原子质量为 ag 则 1 个 R 原子的质量为 Ar a 12 g 1mol R 原子的质量为 NA Ar a 12 g NA a 12g 所以 1molR 的质量即为 Ar a 12 g 同理可推得 1mol 某分子 离子等的质量 g 其数值正好等于其相对分子质量或式量 这给物质的量的计算和应用 带来极大方便 3 摩尔 摩尔是物质的量的单位 每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒 摩尔简称摩 符号为 mol 注意 在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 例 如说 1mol 氧 是指 1mol 氧原子 还是指 1mol 氧分子 含义就不明确 又如说 1mol 碳原子 是指 1mol12C 还是指 1mol13C 含义也不明确 粒子集体中可以是原子 分子 也可以是离子 电子等 例如 1mol F 0 5molCO2 1000mol CO32 amol e 1 5molNa2CO3 10H2O 等 4 物质的量与粒子数 N 的关系 N n NA 满足上述关系的粒子是构成物质的基本粒子或它们的特定组合 如 1molCaCl2与阿伏加德罗常数相 等的粒子是 CaCl2粒子 其中 Ca2 为 1mol Cl 为 2mol 阴阳离子之和为 3mol 典例典例 1 1 下列关于物质的量的叙述 正确的是 A 1 mol 任何物质都含有 6 02 1023个分子 B 0 012 kg 12C 中含有约 6 02 1023个 C 专心 爱心 用心2 C 1 mol 水中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧 D 1 molH 含有 6 02 1023个 e 研析 研析 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 02 1023 mol 1 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 氢 氧的含义也不具体 所以也是不正确的 氢原子核 外有 1 个电子 则 1 mol Ne 也应含有 1 6 02 1023个电子 所以 D 的叙述是正确的 答案 答案 B D 典例典例 2 2 0 5 mol H2O 含有多少个水分子 这些水中含有多少个氢原子 研析 研析 1 mol H2O 含有阿伏加德罗常数的值个 H2O 分子 1 个 H2O 分子中含有 2 个 H 和 1 个 O 根据 n N NA 则N H2O n NA 利用这个公式便可求出 0 5mol H2O 中所含有的 H2O 分子数 N H2O n H2O NA 0 5 mol 6 02 1023 mol 1 3 01 1023 N H 2N H2O 2 3 01 1023 6 02 1023 或n H 2n H2O 2 0 5 mol 1 0 mol N H n H NA 1 0 mol 6 02 1023 mol 1 6 02 1023 答案 答案 在 0 5 mol H2O 中含有的 H2O 分子数为 3 01 1023 其中含氢原子数为 6 02 1023 研习点研习点 2 2 摩尔质量和气体摩尔体积摩尔质量和气体摩尔体积 1 摩尔质量 1 概念 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量 符号为 M 单位常用 g mol 1 注意 摩尔质量与 1 mol 粒子的质量含义不同 但有一定的联系 例如 H2O 的摩尔质量为 18 g mol 1 1 mol H2O 的质量是 18 g 当摩尔质量的单位取 g mol 1 时 其数值与相对原子质量 相对分子质量或式量数值相等 但 物理意义 单位都不同 在计算或使用时要注意区分 例如 Mr H2O 18 而M H2O 18 g mol 1 2 摩尔质量 质量 物质的量 粒子数之间的关系 容易看出 在以上转化关系中 物质的量处于核心的地位 可以说 物质的量是联系宏观与微观的桥 梁 为我们的科学计算带来了很大的方便 积累 活用 几个基本符号 物质的量 n 物质的质量 m 摩尔质量 M 粒子数 N 阿伏加德罗常数 NA 相对原子质量 Ar 相对分子质量 Mr 质量分数 2 气体摩尔体积 交流 研讨 物质的体积与组成物质粒子有什么关系 1 总结规律 相同条件下 相同物质的量的不同物质所占的体积 固体 液体 气体 相同条件下 相同物质的量的气体体积近似相等 而固体 液体却不相等 2 决定物质体积大小的因素 物质粒子数的多少 物质粒子本身的大小 物质粒 子之间距离的大小 3 决定气体体积大小的因素 气体分子间平均距离比分子直径大得多 因此 当气体的 物质的量 粒子数 一定时 决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小 4 影响气体分子间平均距离大小的因素 温度和压强 温度越高 体积越大 压强越大 体积越小 当温度和压强一定时 气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值 故粒子数一定时 其体积是一定值 m n N M NA NA M 专心 爱心 用心3 1 概念 一定的温度和压强下 单位物质的量气体所占的体积叫气体摩尔体积 Vm V n 单位 为 L mol 1和 m3 mol 1 标准状况 即 0 1 个大气压 101 kPa 简写为 STP 在相同的温度和压强下 1mol 任何气体所占的体积在数值上近似相等 任何气体包括纯净气体和 混合气体 标准状况下 气体的摩尔体积约为 22 4 L mol 1 气体摩尔体积受温度和压强的影响 不同条件下 气体的摩尔体积可能不同 标况下 约为 22 4 L mol 1 但不是标况时也可能是 22 4 L mol 1 比如温度高于 0 压强小于 101 kPa 附 附 1mol1mol 干冰由固态变为气态体积变化示意图 干冰由固态变为气态体积变化示意图 2 阿伏加德罗定律 即四同定律 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 即同温同压同体积同分子数 P1V1 T1 P2V2 T2 PV nRT m MRT R 为常数 阿伏加德罗定律的推论 n 物质的量 气体的密度 M 气体的摩尔质量 V 气体的体积 m 气体的质量 N 气体的分子数 同温 同压下 V1 V2 n1 n2 N1 N2 同温 同体积下 P1 P2 n1 n2 N1 N2 同温 同压下 1 2 M1 M2 m2 m1 同温 同压 同体积下 m1 m2 M1 M2 同温 同压 同质量下 V1 V2 M2 M1 同温 同体积 同质量下 P1 P2 M2 M1 典例典例 3 3 下列说法正确的是 A 1mol 氯含有 6 02 1023个微粒 B 阿伏加德罗常数数值约等于 6 02 1023 C 钠的摩尔质量等于它的相对原子质量 D H2O 的摩尔质量是 18g 研析 研析 A 错误在于使用摩尔时没有指明微粒的名称 或为 1mol 氯气约含 6 02 1023个氯气分子 或 为 1mol 氯原子约含 6 02 1023个氯原子 B 正确 C 错在把摩尔质量与相对原子质量混同 应为钠的摩 尔质量在数值上等于它的相对原子质量 D 错在摩尔质量的单位 应为 H2O 的摩尔质量是 18g mol 答案 答案 B 典例典例 4 4 两个体积相同的容器 一个盛有 NO 另一个盛有 N2和 O2 在同温 同压下 两容器内的气 体一定具有相同的 A 原子总数 B 质子总数 C 分子总数 D 质量 研析 研析 由气体定律可知 在同温 同压下 同体积的任何气体含有相同的分子数 故两容器内分子总 数相等 由于 3 种气体各自都是双原子分子 故原子总数一定相等 又由于 N 和 O 原子的质子数和摩尔质量 不同 则质子总数和质量不一定相等 只有当 N2和 O2的物质的量之比为 1 1 时 质子总数和质量才相等 答案 答案 AC 研习点研习点 3 3 物质的量浓度物质的量浓度 1 物质的量浓度的概念 以单位体积溶液里所含溶质 B 的物质的量来表示溶液组成的物理量 叫做 溶质 B 的物质的量浓度 其表达式为 n B c B V 专心 爱心 用心4 称量 溶解并冷 将溶液转移 洗涤烧杯 2 3 次 却至室温 到容量瓶中 并转移到容量瓶中 摇匀 加水至离刻度线 加水至刻度线 反转摇匀 1 2 厘米 注意 1 物质的量浓度和溶液的质量分数 w B m B m 溶液 100 有本质区别 2 从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液 其浓度不变 但所含溶质的量因体积不同 而不同 积累 活用 推广 引申 1 物质的量浓度与溶质的质量分数间的关系 c B 1000 mL g mL w 1 L M g mol 2 溶液稀释规律 溶质不变 m 浓 w 浓 m 稀 w 稀 溶质的物质的量不变 c 浓 v 浓 c 稀 v 稀 2 物质的量浓度溶液的配制 1 认识新仪器 容量瓶 一定物质的量浓度溶液的配制是本节重点之一 配制这种物质的量浓度的溶液 所用的专用仪器 容量瓶的使用要注意以下几点 只用于配制溶液 不能用作反应容器 溶液注入容量瓶前需恢复到常温 因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热 而容量瓶必须在 常温下使用 用容量瓶不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液 这是因为容量瓶的规格是固定的 常用的 有 50mL 100mL 250mL 500mL 1000mL 等规格 配制溶液时可据所需溶液的体积选择合适的容量瓶 使用前 除洗涤外 还应检验容量瓶是否漏液 向容量瓶注入液体时 应沿细玻璃棒注入 以防注入操作时液体流出而损失 容量瓶上只有一个刻度线 正确读数时 要使视线 容量瓶刻度线和瓶内液面的最低点相切 2 物质的量浓度溶液的配制步骤 计算 求出所配制溶液的溶质的质量 如果是用浓溶液 如浓 H2SO4 来配制一定物质的量浓度的 稀溶液 则需求算出浓溶液所需用的体积 称量 如果溶质是固体 可用天平称量溶质的质量 如果是浓溶液 可用量筒来量取溶液的体积 溶解 转移 把称量好的溶质或浓溶液放入烧杯中 如果是浓硫酸 则烧杯中应先加水再加浓硫酸 并边加边搅拌 加适量的蒸馏水溶解 搅拌静置冷却到室温下 再用玻璃棒引流 让溶解后的溶液沿玻 璃棒注入容量瓶内 洗涤 转移 用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2 3 次 每次洗涤后的溶液都要注入容量瓶内 以确保 溶质全部进入容量瓶 防止产生误差 轻轻震荡容量瓶 使溶液充分混合 定容 摇匀 然后注入蒸馏水直至液面离刻度线 1cm 2cm 改用胶头滴管逐滴加蒸馏水至溶液的 凹液面正好与刻度相切 盖好瓶塞 反复上下颠倒 摇匀 装瓶 贴签 最后把上面配好的溶液转移至规定的试剂瓶 贴好标签 写明溶液名称和物质量浓度 附 配制附 配制 250mL0 20mol L250mL0 20mol L 碳酸钠溶液示意图 碳酸钠溶液示意图 专心 爱心 用心5 领悟 整合 1 物质的量浓度与质量分数都是表示溶液组成的物理量 它们的转换关系如下 m 溶质 m 溶液 n V c M 2 化学反应中各物质之间的物质的量的关系要比它们的质量关系简单 量取溶液的体积也比称量其 质量方便 因此 物质的量浓度比质量分数应用更加广泛 3 定量实验操作细则以及实验仪器的选择主要是围绕减小实验误差来考虑 配制物质的量浓度溶液 也不例外 其操作步骤为 计算 称量 溶解 转移 洗涤 定容 摇匀 装瓶 联想 发散 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析 由 c n v 可知 误差来源的根本原因是 物质的量或溶液体积产生误差 若 n 偏大或 v 偏小则 c 偏大 若 n 偏小或 v 偏大则 c 偏小 1 若称量物错放在托盘天平的右盘上 n 可能偏小使 c 偏小 因为称 m 左 m 右 m 游 2 转移过程中有少量溶液或洗涤液洒在容量瓶外 则 n 偏小而使 c 偏小 3 未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗涤液未转移入容量瓶 配出的溶液浓度偏低 因为溶质的 n 少 了 4 量简量取计算出的浓溶液体积时仰视刻度 n 偏大使 c 偏大 5 除洗涤烧杯和玻璃棒外 还洗涤了量筒 则 n 偏大使 c 偏大 因为量筒在标定刻度时 没有把附 在器壁上的残留液计算在内 用水洗涤反而使溶质的量偏大 造成 c 偏大 6 定容时仰视刻度 则 v 偏大 使 c 偏小 7 定容时俯视刻度 则 v 偏小 使 c 偏大 8 若容量瓶使用前有少量蒸馏水 则无影响 9 若容量瓶使用前用标准也润洗 则 n 偏大而使 c 偏大 典例典例 5 5 用 10mL 0 1mol L 1的 BaCl2溶液恰好使相同体积的硫酸铁 硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的 硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀 则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是 A 3 2 2 B 1 2 3 C 1 3 3 D 3 1 1 研析 研析 此题虽给出 BaCl2溶液的量 但求的是硫酸盐的物质的量之比 为简化运算 可抛开 BaCl2的 给出量而设 BaCl2为 1mol 由 Fe2 SO4 3 ZnSO4 K2SO4的化学式可看出 能沉淀 1molBa2 需 SO42 1mol 而 需三种盐的物质的量分别是 1 3mol 1mol 1mol 又因三种盐的体积相同 浓度之比等于物质的量之比 为 1 3 1 1 1 3 3 答案 答案 C 典例典例 6 6 用 18mol L 的硫酸配制 100mL 1 0mol L 硫酸 若实验仪器有 专心 爱心 用心6 A 100mL 量筒 B 托盘天平 C 玻璃棒 D 50mL 容量瓶 E 10mL 量筒 F 胶头滴管 G 50mL 烧杯 H 100mL 容量瓶 1 实验时应选用仪器的先后顺序是 填入编号 2 在容量瓶的使用方法中 下列操作不正确的是 填写标号 A 使用容量瓶前检查它是否漏水 B 容量瓶用蒸馏水洗净后 再用待配溶液润洗 C 配制溶液时 如果试样是固体 把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中 缓慢加入蒸馏水到接近 标线 1cm 2cm 处 用滴管滴加蒸馏水到标线 D 配制溶液时 如果试样是液体 用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中 缓慢加入蒸馏水到接近标 线 1cm 2cm 处 用滴管滴加蒸馏水到标线 E 盖好瓶塞 用食指顶住瓶塞 用另一只手的手指托住瓶底 把容量瓶倒转和摇动多次 研析 研析 1 用 18mol LH2SO4配制 1 0mol LH2SO4 实际是稀释问题的计算及物质的量浓度溶液配制实 验操作 根据稀释定律 c1V1 c2V2可计算 18mol L 浓 H2SO4的体积 V1 c2V2 c1 1 0mol L 100mL 18mol L 5 6mL 该体积的液体用 10mL 量筒量取比用 100mL 量筒量取误差要小 故应选 E 不能选 A 2 主要涉及的是容量瓶的使用方法 用待配溶液润洗容量瓶 这样会使内壁附着溶质 导致所配溶 液浓度偏大 B 不正确 若在容量瓶中进行溶解或稀释 由于热效应会使溶液的体积和容量瓶的容量发生 改变 所配溶液浓度有误差 C D 不正确 答案 答案 1 G E C H F 或 E G C H F 2 B C D 探究解题新思路探究解题新思路 基础思维探究基础思维探究 题型一 阿伏加德罗常数题型一 阿伏加德罗常数 典例典例 1 1 x g H2O 中含有 y 个氢原子 则阿伏加德罗常数为 A 9x y mol 1 B 9 y x mol 1 C x y mol 1 D y x mol 1 研析 研析 根据阿伏加德罗常数的意义 1mol 物质所含的粒子数 先求出 x g H2O 物质的量 进而确 定所含 H 的物质的量 即可求出阿伏加德罗常数 根据 n m M 得 x g H2O 的物质的量为 n H2O x 18mol 因为 1mol H2O 中含有 2molH 则 x g H2O 中含氢原子的物质的量为 x 9 mol 根据 NA N y 阿伏加德罗常数 NA为 9 y x mol 1 答案 答案 B 总结提升 总结提升 本题通过阿伏加德罗常数的推算来命题 重点强化了物质的质量和物质的量之间的计算 题目采用字母代替具体数值 使问题抽象化 有利于培养逻辑推理能力 拓展 变式 1 1 如果 a 克某气体中含有的分子数为 b 则 c 克该气体在标准状况下的体积是 式中 NA为阿佛 加德罗常数 A 22 4bc aNA L B 22 4ab cNA L C 22 4ac bNA L D 22 4b acNA L 1 1 研析 研析 审题时 首先要明确题目所给的条件及需要回答的物理量 一定质量的气体在标准 状况下的体积 然后根据各基本化学量的函义和相互关系形成清晰的解题思路 本题宜由待求的量逐 步逆推 由 质量 摩尔质量 22 4 标准状况下体积 该气体的摩尔质量 a 克 物质的量 而 a 克气体的物质的量为 b NA 在解题时则需由已知到未知逐一计算 专心 爱心 用心7 a 克气体的物质的量 b NA 该气体的摩尔质量 a b NA aNA b c 克气体的物质的量 c aNA b cb aNA c 克气体在标准状况下的体积 cb aNA 22 4 22 4 bc aNA L 所以 A 是正确选项 答案 答案 A 题型二 气体摩尔体积题型二 气体摩尔体积 典例典例 2 2 下列叙述中 正确的是 A 1molH2的质量只有在标准状况下才约为 2g B 在标准状况下某气体的体积是 22 4L 则可认为该气体的物质的量约是 1mol C 在 20 时 1mol 的任何气体的体积总比 22 4L 大 D 1molH2和 O2的混合气体 在标准状况下的体积也是 22 4L 研析 研析 气体的质量只与气体的摩尔质量和气体的物质的量有关 与气体的温度 压强无关 A 选项不 正确 22 4L mol 1是在特定条件下的气体摩尔体积 所以在标准状况下 某气体的体积是 22 4L 则可 以认为该气体的物质的量约是 1mol B 选项正确 由于气体摩尔体积与气体的温度 压强有关 因此仅温 度定 而压强不定 1mol 气体的体积自然不能确定 也就是说在 20 时 1mol 的任何气体的体积可能比 22 4L 大 也可能比 22 4L 小 还可能等于 22 4L C 选项不正确 在标准状况下 1mol 任何气体 可以 是纯净气体 也可以是混合气体 的体积都约是 22 4L D 项正确 答案 答案 BD 方法导引 方法导引 本题主要是对气体的质量 摩尔质量 物质的量 气体摩尔体积 体积及有关条件的综合 辨析 抓住概念本质 理清相互关系 逐项排查比较是正确求解的惟一途径 拓展 变式 2 2 下列说法正确的是 A 1mol 任何气体的体积都约是 22 4 L B 20 1 0 105Pa 同体积的 O2 CO2含有相同的分子数 C 1mol 气态物质 当体积为 22 4 L 时 该气体一定处于标准状况 D 2mol 气体体积约为 44 8 L 2 2 研析 研析 A 中缺少标准状况的条件 B 根据阿伏加德罗定律 同温同压下 同体积的任何气体都 含有相同的数目的分子 故 B 正确 C 中 1mol 气态物质在非标准状况时 体积也有可能等于 22 4L D 中缺少标准状况条件 答案 答案 B 题型三 物质的量浓度题型三 物质的量浓度 典例典例 3 3 实验室需 1 0 mol L NaOH 溶液 480mL 若用固体 NaOH 进行配制 则应称 NaOH 多少克 研析 研析 480mL1 0 mol L NaOH 溶液中的 NaOH 为 19 2g 但实验室无 480mL 容量瓶 应该用比 480mL 大 的容量瓶 1000mL 的大得太多 故用 500mL 容量瓶 以此计算所需 NaOH 的质量 则 0 5L 溶液需 NaOH 质 量为 m NaOH 0 5L 1 0mol L 40g mol 20 0g 答案 答案 应称 NaOH 20 0 g 专心 爱心 用心8 友情提醒 友情提醒 本题从实验可行性出发 计算简单却易进入误区 只有掌握容量瓶的结构特点 熟习容量 瓶的规格 才能正确解题 拓展 变式 3 3 今有 3mol L 的盐酸和硫酸溶液各 100mL 分别加入等质量的铁粉 反应完毕 生成的气体质 量之比是 3 4 则盐酸中加入铁粉的质量为 A 5 6g B 8 4g C 11 2g D 16 8g 3 3 研析 研析 加入的是等质量的铁 为什么产生的氢气不是 1 1 说明等质量的金属在一种酸中未 溶解完 在另一种酸中溶解完了 具体地说 金属在盐酸中应有剩余 盐酸 0 3 mol 含 H 0 3 mol 硫酸 0 3mol 含 H 0 6 mol 如果两酸都反应完了 则氢气质量之比 应为 1 2 已知其比为 3 4 故含 H 多的硫酸未反应完 含 H 较少的盐酸反应完了 但铁过量 有 剩余 硫酸最多耗铁 16 8g 0 6 56 2 16 8 盐酸最多耗铁 8 4g 0 3 56 2 8 4 因此 根据 上述分析可以想象 加入的铁粉必然小于最高极限 16 8g 因酸有剩余 而大于 8 4g 因铁过量 不必经过计算 符合 3 4 要求的铁究竟是多少克 可以估算出来 答案 答案 C 综合思维探究综合思维探究 题型一 学科内综合题 典例典例 4 4 由 CO2 H2和 CO 组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同 则该混合气体中 CO2 H2 和 CO 的体积比为 A 29 8 13 B 22 1 14 C 13 8 29 D 26 16 57 研析 研析 同温同压下气体密度相同 则气体的摩尔质量应相等 CO 与氮气摩尔质量相等 只要求出 CO2和 H2按什么比例混和 使气体摩尔质量与氮气摩尔质量相等即可 设混合气体中 CO2 H2 CO 的物质的量各为 xmol ymol zmol 由题意得 1 111 28 28244 molgmolzyx zmolmolgymolmolgxmolmolg 解得 x y 13 8 在同温同压下 气体的物质的量之比等于它们的体积之比 只要 CO2和 H2的体积之比为 13 8 就符 合题意 答案 答案 CD 总结提升 总结提升 本题对气体密度 物质的量 摩尔质量 体积等关系进行了综合 求解时由密度相同转化 为摩尔质量相同 进而转化为按一定物质的量之比混合的混合物进行计算 三种物质相混合 平均摩尔质 量受三种物质的摩尔质量影响 看起来难求 但仔细分析可知 本题是一种特殊情况 即混合气的平均摩 尔质量只与两种物质有关 拓展 变式 4 4 实验室中需 1 L 含 0 5 mol NaCl 0 16 mol KCl 0 24 mol K2SO4的混合液 但现在只有 KCl NaCl Na2SO4三种试剂 要配制 1 L 上述溶液 需称取上述物质各多少克 4 4 研析 研析 1 L 溶液中含 Na 0 5 mol K 0 16 0 24 2 mol 0 64 mol Cl 0 5 0 16 mol 0 66 mol SO42 0 24 mol 专心 爱心 用心9 在 KCl NaCl Na2SO4三种试剂中 提供 K 的只有 KCl 故需 KCl 0 64 mol 提供 SO42 的只有 Na2SO4 故需 Na2SO4 0 24 mol 再由 Cl 或 Na 守恒均可知需 NaCl 0 02 mol m KCl 0 64 mol 74 5 g mol 1 47 68 g m Na2SO4 0 24 mol 142 g mol 1 34 08 g m NaCl 0 02 mol 58 5 g mol 1 1 17 g 答案答案 m KCl 47 68 g m Na2SO4 34 08 g m NaCl 1 17 g 题型二 思维转换题 典例典例 5 5 二硫化碳 CS2 能够在氧气中完全燃烧生成 CO2和 SO2 今用 0 228gCS2在 448mL 氧气 标 准状况 中完全燃烧 反应后气体混合物在标准状况时的体积是 A 112mL B 224mL C 336mL D 448mL 研析 研析 根据反应 CS2 l 3O2 g CO2 g 2SO2 g 可知 反应中消耗 O2的体积等于生成的 CO2和 SO2的体积 因标准状况下 CS2为液体 所以不管 O2是否过量 也不管反应进行到什么程度 反应过程中气 体的体积始终不变 答案 答案 D 启发引申 启发引申 如果用传统的方法解答 非常麻烦 根据阿伏加德罗定律 此反应前后的体积不变 根据 体积守恒 可巧妙作答 考查了学生思维的灵活性 拓展 变式 5 5 有一在空气里暴露过的 NaOH 固体 经分析知其含水 7 65 含 Na2CO34 32 其余是 NaOH 若 将 1g 该样品放入含有 HCl3 65g 的盐酸中使其完全反应后 残酸再用 50g2 的 NaOH 溶液恰好中和完 全 蒸发所得溶液至干 计算所得固体质量是多少克 5 5 研析 研析 对分析问题能力较弱的同学来说 本题数据众多 反应物不纯 多步反应等干扰条件 具有相当强的迷惑性 它会搅乱学生的思维 使学生身不由己地走入圈套 去一步一步从头分析 多 次计算 结果花时间费工夫 还不一定能正确解答 本题若认真分析 就会发现 最后所得固体物质 为 NaCl 则可由氯元素质量守恒快速解题 HCl NaCl 36 5 58 5 3 65g 5 85g 答案 答案 所得固体质量为 5 85g 题型三 实验操作题 典例典例 6 6 利用碳酸钠晶体 Na2CO3 10H2O 来配制1 0 mol L 1 Na2CO3溶液500 mL 假如其他操作均准确 无误 下列情况会引起所配溶液浓度偏高的是 A 称取碳酸钠晶体 53 0 g B 定容时 俯视观察刻度线 C 移液时 对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗 D 定容后 将容量瓶振荡摇匀 静置时发现液面低于刻度线 于是又加入少量水至刻度线 研析 研析 500 mL 1 0mol L 1的 Na2CO3溶液中含Na2CO3为 0 500 L 1 0 mol L 1 0 50 mol 需称取 Na2CO3 10H2O 的质量为286 g mol 1 0 50 moL 143g 因此 A 项的操作会使结果偏低 平视时凹液面的最低点与刻度线刚好相平 俯视时液面的最低点低于刻度线 即实际加水量少于应加 的水量 因此可导致浓度偏高 仰视时液面的最低点高于刻度线 即实际加水量多于应加的水量 因此可 专心 爱心 用心10 导致浓度偏低 对用于稀释或溶解溶质的烧杯 如不几次加水冲洗并将洗涤液也转移入容量瓶 会使溶质损失 使所 配溶液浓度偏低 定容后 当振荡 静置后发现液面低于刻度线 这是由于液体沾于瓶壁和湿润磨口处所致 不会造成 偏差 此时 如果再加水 则会使所配溶液浓度偏低 答案 答案 B 方法导引 方法导引 溶液的配制 有时会出现误差 所得溶液的物质的量浓度比其理论值大还是小 可根据下 面的公式确定 cB Nb V 1 若nB大于理论值 V小于理论值 则cB偏大 2 若nB小于理论值 V 大于理论值 则cB偏小 3 若nB大于 或小于 理论值 V大于 或小于 理论值 则cB偏差无法确定 拓展 变式 6 6 实验室用约 10 H2O2溶液 100mL 现用市售 30 H2O2 密度近似为 1g cm 3 来配制 具体配 制方法是 6 6 研析 研析 应取 30 H2O2的体积为 V H2O2 100mL 1 g cm 3 10 1g cm 3 30 33 3mL 根据题意 该实验对配制的精度要求较低 故只要用量筒粗略量取即可 且不必考虑两种液体混 合后 密度对液体体积的影响 答案 答案 用量筒量取 33mL30 H2O2溶液加入烧杯中 再加入 67mL 水 或加水稀释至 100mL 搅拌 均匀 题型四 学科间渗透题 典例典例 7 7 某气球不充气时质量为 m kg 当充入氦气达 5000 m3时进行飞行 假设气球内外均在标准状 况下 求气球能提起物体的最大质量 空气的平均摩尔质量为 29g mol 解析 要求气球能提起物体的最大质量 就要求出气球中充入气体的质量 气球本身充入气体的总质 量与等体积空气质量的差就是气球能提起的最大质量 研析 研析 标准状况时 5000 m3氦气的质量为 kg g kg molg molL mLm Hem893 1000 1 4 4 22 10005000 1 1 33 5000 m3氦气的质量为 kg g kg molg molL mLm m6473 1000 1 29 4 22 10005000 1 1 33 空气 气球能提起物体的最大质量为 m 空气 m 空气 m He m 气球 6473 kg 893 kg m kg 5880 m kg 答案 答案 气球能提起物体的最大质量为 5880 m kg 总结提升 总结提升 本题主要应用了气体体积和气体质量在标准状况时的关系 结合了物理中的浮力原理 具 有实际意义 另外要特别注意各种量的单位换算 若将摩尔质量 气体摩尔体积的单位改用 kg mol 1 m3 mol 1 则列出的计算式更简单 如 m He 5000 m3 0 0224 m3 mol 1 0 004 kg mol 1 893kg 拓展 变式 7 7 医院在抢救病危患者时常常要给病急患者输送氧气 为了携带方便 常常使用氧气包 若氧气 包的氧气在常压下输出速率为 10mL S 现有一人在距医院有 10 分钟路程的地方发生车祸 问医护人 员带上一个压强为 3 个大气压 容积为 15 L 的氧气包是否够用 提示 对于一定质量的气体有 专心 爱心 用心11 P1V1 P2V2 7 7 研析 研析 氧气包是否够用 实际上就是看其是否能维持 10 分钟的输出时间 先将 3 个大气压下 的氧气转化为常压下的氧气 求出其体积 根据理想气体状态方程 P1V1 P2V2 V2 P1V1 P2 V2 3 15L 1 45L 4 5 104mL 维持输出时间为 t 4 5 103mL 10mL S 4 5 103S 75 分钟 10 分钟 所以带一个氧气包够用 答案 答案 带一个氧气包够用 创新思维探究创新思维探究 题型一 开放探究题 典例典例 8 8 氢气和氧气的混合气体 在 120 和一定压强下体积为 a 升 点燃后发生反应 待恢复至原 来温度和压强时 测得其体积为 b 升 原混合气体中氢气和氧气的体积各是多少升 研析 研析 设参加反应的 H2为 x L O2为 y L 2H2 O2 2H2O g V 2 1 2 1 x y a b x 2 a b L y a b L 讨论 1 当 H2与 O2恰好完全反应时 V H2 2 a b L V O2 a b L 或 V H2 2 3a L 或 V H2 b L 或 V O2 1 3aL 或 V O2 1 2bL 2 当 H2过量时 O2全部参加反应 V O2 a b L V H2 a a b b L 3 当 O2过量时 H2全部参加反应 V H2 2 a b L V O2 a 2 a b 2b a L 答案 答案 见研析 考向指南 考向指南 本题是根据阿伏加德罗定律进行讨论计算型能力考查题 比较快速的解法是 差量法 由于本题没有给出具体的数据 不能判断两种气体是恰好反应 还是哪种气体过量 解答时需要讨论 这 类考查分类讨论的思想的题目是高考的热点 拓展 变式 8 8 实验欲配制 6 00 mol L 的 H2SO4溶液 现有三种不同浓度的硫酸 240 mL 1 00 mol L 的 硫酸 150 mL 25 0 的硫酸 1 18 g mL 足量的 18 00 mol L 的浓 H2SO4 现有三种规格容 量瓶 250 mL 500 mL 1000 mL 配制要求 两种硫酸全部用完 不足部分由 补充 试回 答 1 选用容量瓶的规格是 2 需要 18 0 mol L 1 H2SO4 aq 的体积是 8 8 研析 研析 1 25 0 的 H2SO4溶液的物质的量浓度为 c2 H2SO4 L 00 1molg 98 0 0 25mLg 1 18mL 1000 1 1 3 01 mol L 1 两溶液的体积和约为 V1 V2 240 mL 150 mL 390 mL 因 两溶液的浓度都小于 6 00 mol L 1 所以 250 mL 的容量瓶不可用 设配制 500 mL 6 00 mol L 1H2SO4 aq 需浓 H2SO4的体积为x 则 0 500 L 6 00 mol L 1 0 240 L 1 00 mol L 1 0 150 L 3 01 mol L 1 x 10 3 L 18 0 mol L 1 解得 x 128 专心 爱心 用心12 因为 128 240 150 518 500 所以 500 mL 容量瓶也不能用 2 设配制 1000 mL 6 00 mol L 1 H2SO4 aq 需浓 H2SO4的体积为y 则 1 000 L 6 00 mol L 1 0 240 L 1 00 mol L 1 0 150 L 3 01 mol L 1 y 10 3 L 18 0 mol L 1 解得 y 295 mL 答案 答案 1 1000 mL 2 295 mL 题型二 课标思维题 典例典例 9 9 下列示意图中 白球代表氢原子 黑球代表氦原子 方框代表容器 容器中间有一个可以 上下滑动的隔板 其质量忽略不记 其中能表示等质量的氢气与氦气的是 A B C D 研析 研析 本题以同学们应该了解的氢气氦气的分子结构为线索 考查同学们的 识图 即接受某种新 信息 的能力 对阿伏加德罗定律的掌握情况 以及有关相对原子质量 相对分子质量及确定分子式的计 算能力 氢气属于双原子分子 而氦属于单原子分子 根据它们的相对原子质量容易算出 它们的分子个 数比为 2 1 根据阿伏加德罗定律 在同温同压下 分子个数比即体积比 因此 A 是正确的 答案 答案 A 考向指南 考向指南 阿伏加德罗定律是中学非常重要的一个知识点 也是高考一个重要的考点 识图能力是 我们需要具备的一种重要能力 近几年 高考中考查 识图 的题目比比皆是 希望引起同学们的重视 拓展 变式 9 9 青霉素试验针用它的稀释液 200 国际单位青霉素 mL 现有 1 小瓶 20 万国际单位青霉素 1 0 mL 注射器 注射用水和几个干净小瓶 现取 1 0 mL 注射用水滴注入第一瓶内溶解青霉素 吸取 0 1 mL 溶液在第 2 瓶中用水稀释成 1 0 mL 再吸取 0 1 mL 在第 3 瓶中稀释成 1 0 mL 又 在第 几个小瓶中稀释后青霉素浓度为 200 国际单位 mL A 2 B 3 C 4 D 5 9 9 研析 研析 本题以常见的青霉素溶解并稀释的问题做载体考查有关溶液浓度的计算 以及接受信 息 并快速找出规律的能力 本题的规律是 在第 n 个小瓶中的青霉素浓度为 20 万单位 10n 1 答案 答案 C 高考思维探究高考思维探究 考题 1 2005 全国 9 NA代表阿伏加德常数 下列说法正确的是 A 在同温同压时 相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同 B 2g 氢气所含原子数目为 NA C 在常温常压下 11 2L 氮气所含的原子数目为 NA D 17g 氨气所含电子数目为 10NA 研析 研析 根据阿伏加德罗定律 同温 同压 同体积时 气体的分子数相等 但原子数不一定相等 A 选项错误 2g 氢气的物质的量为 1 mol 含分子数为 NA 原子数目为 2NA B 也不对 在标准状况下 11 2L 氮气所含的原子数目为 NA 在常温常压下 11 2L 氮气所含的原子数目应小于 NA C 错误 17g 氨 气的物质的量为 1 mol 含电子 10 mol 数目为 10NA D 正确 专心 爱心 用心13 答案 答案 D 启发引申 启发引申 物质的量贯穿于整个高中化学的始终 是化学计算中处于核心地位的重要概念 它是掌握 物质的质量 体积 标准状况下 物质的量浓度 化学方程式计算的前提 是高考的必考点之一 本题 是根据阿伏加德罗定律进行简单计算的一个实例 要掌握这一考点 一定要抓概念的内涵与外延 并及时 总结 考题 2 2003 全国 19 要配制浓度约为 2mol L 1 NaOH 溶液 100mL 下面的操作正确的是 填代号 A 称取 8g NaOH 固体 放入 250mL 烧杯中 用 100mL 量筒量取 100mL 蒸馏水 加入烧杯中 同时不 断搅拌至固体溶解 B 称取 8g NaOH 固体 放入 100mL 量筒中 边搅拌 边慢慢加入蒸馏水 待固体完全溶解后用蒸馏 水稀释至 100mL C 称取 8g NaOH 固体 放入 100mL 容量瓶中 加入适量蒸馏水 振荡容量瓶使固体溶解 再加入水 到刻度 盖好瓶塞 反复摇匀 D 用 100mL 量筒量取 40mL 5mol L 1NaOH 溶液 倒入 250mL 烧杯中 再用同一量筒取 60mL 蒸馏水 不断搅拌下 慢慢倒入烧杯中 研析 研析 在 A B C 三个答案中 B 答案是在量筒中将氢氧化钠固体进行溶解 C 答案是在容量瓶中将 氢氧化钠固体进行溶解 二者错误明显 而答案 A 考虑到所配溶液的要求不高 约为 2mol L 1 加之 仅 8g 氢氧化钠固体 对溶液的体积变化影响不大 故答案 A 正确 而答案 D 以 两溶液的体积之和等于 溶液的总体积 忽略溶液的体积变化 也是符合题意的 答案 答案 A D 总结提升 总结提升 基本的实验操作 如水浴加热 过滤 蒸馏 沉淀的洗涤等 是学生应该掌握的内容之一 同时用科学 准确的语言进行文字表达也是高中生所具备的能力之一 另外 在定量实验中 如果题设条 件要求不高 可以对定量实验作近似处理 如 两溶液的体积之和等于总体积 加少量固体溶质于一定 量的溶剂时 可忽略溶液的体积变化 等 只要不违背实验原理 题目中又有关键字 词 如 约 大 约 等 出现 则可近似处理 拓展 变式 1010 取 50 0 mL Na2CO3和 Na2SO4的混合溶液 加入过量 BaCl2溶液后得到 14 51 g 白色沉淀 用过量稀硝酸处理后沉淀质量减少到 4 66 g 并有气体放出 试计算 1 原混合溶液中 Na2SO4和 Na2CO3的物质的量浓度 2 产生的气体在标准状况下的体积 1010 研析 研析 发生的反应有 BaCl2 Na2CO3 BaCO3 2NaCl BaCl2 Na2SO4 BaSO4 2NaCl BaCO3 2HNO3 Ba NO3 2 H2O CO2 1 n Na2SO4 n BaSO4 1 molg 233 g 66 4 0 0200 mol c Na2SO4 L 0500 0 mol 0200 0 0 400 mol L 1 n Na2CO3 n BaCO3 1 molg 197 g 4 66 g 51 14 0 0500 mol c Na2CO3 L 0 0500 mol 0500 0 1 00 mol L 1 2 n CO2 n BaCO3 0 0500 mol 专心 爱心 用心14 V CO2 0 0500 mol 22 4 L mol 1 1 12 L 答案 答案 1 0 400 mol L 11 00 mol L 1 2 1 12 L 开拓学习新视野开拓学习新视野 课标知识拓展课标知识拓展 思想方法 本节概念较多 可以用比较法加深对它们的理解和掌握 1 物质的量与摩尔的区别和联系 物质的量摩尔 区别表示含有一定数目粒子的集体的物理量为物质的量的单位 联系摩尔是物质的量的单位 2 物质的量与阿伏加德罗常数的区别和联系 物质的量阿伏加德罗常数 区别 表示物质所含数目的集体的物理量 单位是摩 尔 0 012kg12C 所含碳原子数 单位 mol 1 联系n NA N N NA n 3 物质的量浓度与质量分数之间的区别和联系 内容物质的量浓度质量分数 定义 以 1L 溶液里含有多少摩溶质来表示溶液 组成的物理量 用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组 成的分数 溶质的单位 molg 溶液的单位 Lg 计算公式 物质的量浓度 mol L L mol 溶液的体积 溶质的物质的量 质量分数 g g 溶液的质量 溶质的质量 100 专题放送 物质的量浓度计算思维起点的选择物质的量浓度计算思维起点的选择 物质的量浓度的计算是中学化学计算的重要组成部分 是近年各类考试的 热点 此类题涉及的概 念较多 如物质的量 质理 摩尔质量 气体的摩尔体积等 知识范围广 内容灵活多变 解题过程中 不少同学感到无所适从 其中最主要的原因是不会选解题的思维起点 本文通过具体的例题的剖析 谈变 有关物质的量浓度计算中思维起点的选择 一 从 定义式 出发 物质的量浓度的定义的数学表达式为 c n V 其中 n 为溶质的物质的量 mol V 为溶液的体积 L c 的单位为 mol L 由此可知 欲求 c 应先分别求出 n 及 V 例 1 100mL0 3mol LNa2SO4溶液和 50mL 0 2mol L A