第一章 学案4 化学计量在实验中的应用(一)

1 学案学案 4 化学计量在实验中的应用化学计量在实验中的应用 一一 物质的量物质的量 气体摩尔体积气体摩尔体积 考纲要求 1 准确理解物质的量 摩尔质量 气体摩尔体积 阿伏加德罗常数的含义 并且掌握上述几种量之间的有关计算 2 了解阿伏加德罗定律 并能简单计算 3 掌握 物质的量 气体摩尔体积在化学反应和计算中的应用 知识点一 物质的量及其单位 1 物质的量 物质的量表示 的微粒集体 物质的量的符号为 n 其单位是 简称摩 符 号为 1 mol 任何粒子的粒子数与 中所含的原子数相同 这里的粒子指 或它们的特定组合等 与可称量的物质联系起来 问题思考 1 1 mol NaCl 和 1 mol HCl 所含的粒子数相同吗 2 阿伏加德罗常数 1 规定 0 012 kg12C 所含的原子数为阿伏加德罗常数 把含有 个粒子的任何粒 子集体的物质的量计量为 1 mol 叫做阿伏加德罗常数 其符号是 单位是 2 物质的量 n 阿伏加德罗常数 NA 与微粒数 N 之间的关系为 n N NA 问题思考 2 阿伏加德罗常数 NA 与 6 02 1023完全相同吗 3 摩尔质量 1 概念 的物质所具有的质量 2 单位 符号是 3 当摩尔质量以 g mol 1为单位时 在数值上与该物质的 相等 4 物质的量 物质的质量和摩尔质量之间的关系为 n m M 问题思考 3 摩尔质量 相对分子质量 1 mol 物质的质量三者的区别和联系 知识点二 气体摩尔体积 1 气体摩尔体积 1 定义 在一定条件下 的气体所占的体积 2 符号 单位 3 气体摩尔体积概念的要点 物质的聚集状态必须是气态 不适用于 物质的量必须为 必须指明气体所处的外界条件 即 问题思考 4 标准状况下 1 mol 气体的体积是 22 4 L 如果当 1 mol 气体的体积是 22 4 L 时 一 定是标准状况吗 2 影响气体摩尔体积大小的因素 决定气体摩尔体积大小的主要因素是 气体分子间的平均距离 其影响因素主要有 温度 压强 标准状况下气体摩尔体积概念剖析 1 四条件Error 2 2 结论 3 单位 3 阿伏加德罗定律 当温度和压强一定时 不同气体分子间平均距离一定且相等 一定物质的量的气体的体 积一定 所以在相同 这就是阿伏加德罗定律 可总结为 三同定一同 适用对象是气体 一 气体摩尔质量的求解方法 1 标况密度法 M 22 4 L mol 1 g L 1 2 相对密度法 A 气体对 B 气体的相对密度 D B 如对空气 M D 对空 A B MA MB 气 29 3 体积分数法 M1 V1 M2 V2 V1 V2 表示各组分的体积分数 M 也等于物质的量分数 典例导悟 1 在 150 时 将一定质量的 NH4HCO3放在密闭容器中分解完全 保持温 度不变 求生成气体的平均相对分子质量 变式演练 某校化学小组学生进行 气体相对分子质量的测定 的实验 操作如下 用 质量和容积都相等的烧瓶收集气体 称量收集满气体的烧瓶质量 数据见下表 已换算 成标准状况下的数值 气体烧瓶和气体的总质量 g A48 408 2 B48 408 2 C48 408 2 D48 382 2 E48 434 2 F48 876 2 已知标准状况下 烧瓶的容积为 0 293 L 烧瓶和空气的总质量为 48 4212 g 空气的平 均相对分子质量为 29 A B C D E F 是中学常见的气体 1 上述六种气体中 能够使品红溶液褪色的是 写化学式 2 E 的相对分子质量是 3 实验室制取少量 D 的化学方程式是 4 A B C 可能的化学式是 二 气体体积 质量的测定方法 1 下列气体中 H2 N2 O2 NO2 NH3 HCl 哪些可以用排水法测量气体的体积 为什么 2 实验室在做 H2和 CuO 的实验时 如何测得参加反应的 H2的质量 3 1 下列装置中 可以用来量取气体体积的是 可以用来测定气体质量的是 3 2 用 d 装置测定气体体积 读数时应注意哪些问题 典例导悟 2 某研究性学习小组为证明在同温同压下 相同浓度相同体积的不同强度的 一元酸与足量镁带反应时 生成氢气的体积相同而反应速率不同 同时测定实验室条件 下的气体摩尔体积 设计的简易实验装置如下图 该实验的主要操作步骤如下 请将下述步骤补充完整 1 配制浓度为 0 5 mol L 1 H2SO4溶液和 H2C2O4溶液 2 用 量取 10 00 mL 0 5 mol L 1 H2SO4和 H2C2O4溶液分别加入两个 锥形瓶中 3 分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端 4 检查装置的气密性 在广口瓶中装满水 按图连接好装置 5 将铜丝向下移动 使足量镁条浸入酸中 铜丝不与酸接触 至反应完全 记录 6 反应结束后 读取量筒中水的体积为 y mL 回答下列问题 1 以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤 使乙 丙中液面相平 将 装置冷却至室温 读取量筒内水的体积 这三步操作的正确顺序是 2 读取量筒内水的体积时 若丙中液面高于乙中液面 使乙 丙中液面相平的操作是 3 简述速率不等的原因是 铜丝不能与酸接触的原因是 4 题组一 对阿伏加德罗常数的考查 1 NA表示阿伏加德罗常数 判断下列各项是否正确 考查物质的结构 1 1 mol 羟基中电子数为 10 NA 2 1 7 g H2O2中含有电子数为 0 9 NA 3 1 mol 乙烷分子中含有 8NA个共价键 4 58 5 g 的 NaCl 固体中含有 NA个氯化钠分子 5 24 g 镁的原子最外层电子数为 NA 考查物质的物理性质 6 标准状况下 22 4 L 乙醇的分子数为 NA 7 标准状况下 22 4 L 二氯甲烷的分子数约为 4 NA个 8 标准状况下 22 4 L 戊烷所含分子数为 0 1 NA 考查电离情况 9 1 L 0 1 mol L 1乙酸溶液中 H 数为 0 1 NA 考查氧化还原反应中电子的转移 10 1 mol Ca 变成 Ca2 时失去的电子数为 2NA 11 1 mol Cl2与足量 Fe 反应 转移的电子数为 3NA 12 1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为 2NA 13 在反应 KIO3 6HI KI 3I2 3H2O 中 每生成 3 mol I2转移的电子数为 6NA 考查盐的水解 14 将 0 1 mol 氯化铁溶于 1 L 水中 所得溶液含有 0 1NA Fe3 15 在 1 L 0 1 mol L 1碳酸钠溶液中 阴离子总数大于 0 1 NA 气体摩尔体积 16 标准状况下 2 24 L H2O 含有的分子数等于 0 1NA 17 标准状况下 22 4 L 空气含有 NA个单质分子 18 分子数为 NA的 CO C2H4混合气体体积约为 22 4 L 质量约为 28 g 19 常温常压下 22 4 L 乙烯中 C H 键数为 4NA 20 乙烯和环丙烷 C3H6 组成的 28g 混合气体中含有 3NA个氢原子 21 标准状况下 22 4 L 氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为 NA 22 22 4 L Cl2中含有 NA个 Cl2分子 题组二 物质的量 气体摩尔体积 2 2008 四川理综 6 下列说法中不正确的是 A 1 mol 氧气中含有 12 04 1023个氧原子 在标准状况下占有体积 22 4 L B 1 mol 臭氧和 1 5 mol 氧气含有相同的氧原子数 C 等体积 浓度均为 1 mol L 1的磷酸和盐酸 电离出的氢离子数之比为 3 1 D 等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为 1 6 氧原子数之比为 1 3 3 2008 海南 3 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 题组三 以物质的量为中心的计算 5 4 2009 全国理综 7 将 15 mL 2 mol L 1 Na2CO3溶液逐滴加入到 40 mL 0 5 mol L 1 MCln盐溶液中 恰好将溶液中的 Mn 完全沉淀为碳酸盐 则 MCln中 n 值是 A 4 B 3 C 2 D 1 5 1 20 g A 物质和 14 g B 物质完全反应 生成 8 8 g C 物质 3 6 g D 物质和 0 2 mol E 物质 则 E 物质的摩尔质量为 2 12 4 g Na2X 含有 0 4 mol Na Na2X 的摩尔质量为 其相对分子质量为 X 的相对原子质量为 该物质的化学式为 题组一 物质的量的概念和 NA 1 2008 山东理综 13 NA代表阿伏加德罗常数 下列叙述错误的是 A 10 mL 质量分数为 98 的 H2SO4 用水稀释至 100 mL H2SO4的质量分数为 9 8 B 在 H2O2 Cl2 2HCl O2反应中 每生成 32 g 氧气 则转移 2NA个电子 C 标准状况下 分子数为 NA的 CO C2H4混合气体体积约为 22 4 L 质量为 28 g D 一定温度下 1 L 0 50 mol L 1 NH4Cl 溶液与 2 L 0 25 mol L 1 NH4Cl 溶液含 NH 的物质的量不同 4 2 2008 上海 8 在一定条件下 完全分解下列某化合物 2 g 产生氧气 1 6 g 此化合 物是 A 1HO B 2HO 16 216 2 C 1HO D 2HO 18 218 2 3 2011 苏州调研 阿伏加德罗常数约为 6 02 1023 mol 1 下列叙述中正确的是 A 常温常压下 20 0 g 重水 D2O 所含的中子数约为 6 02 1023 B 室温下 42 0 g 乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数约为 3 6 02 1023 C 通常状况下 1 mol 的 NO2与 N2O4混合气体变为标准状况时其分子数约为 6 02 1023 D 常温下 7 1 g Cl2与足量 NaOH 溶液反应转移的电子数约为 0 2 6 02 1023 4 2011 哈尔滨调研 用 NA表示阿伏加德罗常数的值 下列说法中正确的是 A 4 0 g 重水 D2O 中所含质子数为 0 4NA B 4 48 L N2与 CO 的混合物中所含分子数为 0 2NA C 6 2 g 白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为 0 2NA D 12 5 mL 16 mol L 1浓硫酸与足量铜反应 转移电子数为 0 2NA 题组二 气体体积和阿伏加德罗定律 5 在体积相同的两个密闭容器中分别充满 O2 O3气体 当这两个容器内温度和气体 密度相等时 下列说法正确的是 A 两种气体的压强相等 B O2比 O3的质量小 C 两种气体的分子数目相等 D 两种气体的氧原子数目相等 6 2011 孝感模拟 在三个密闭容器中分别充入 Ne H2 O2三种气体 当它们的温 度和密度都相同时 这三种气体的压强 p 从大到小的顺序是 A p Ne p H2 p O2 B p O2 p Ne p H2 C p H2 p O2 p Ne D p H2 p Ne p O2 7 在同温同压下 相同体积的甲 乙两种气体的质量比是 17 14 若乙气体是 CO 则甲气体可能是 A H2S B HCl C NH3 D Cl2 6 题组三 实验探究 8 某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应 测定氧气的摩尔质量 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 质量为 a g 装好实验装置 检查装置气密性 加热 开始反应 直到产生一定量的气体 停止加热 如图所示 导管出口高于液面 测量收集到气体的体积 准确称量试管和残留物的质量为 b g 测量实验