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必修一U1化学计量在实验中的应用 复习板块一:概念辩析一:物质的量的单位摩尔!物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n。!物质的量的单位为摩尔,简称摩,符号为mol(用摩尔作为计量原子、离子或分子等微观粒子的“物质的量”的单位)。国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C(12C是指原子核内有6个质子和6个中子的碳原子)中所含有的碳原子数相同,约为6.021023。把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为NA,通常用6.021023mol-1表示。物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间的关系:nN/NA作为物质的量的单位,mol可以计量所有微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等),如1molFe、1molO2、1molNa+、1molSO42-等。1mol不同物质中所含的粒子数是相同的,为阿伏加德罗常数,但由于不同粒子的质量不同,1mol不同物质的质量也不同。例如:1molH2O和1molAl所含的粒子数都是6.021023,但它们的质量不同。1molH2O的质量为18g,约含有6.021023个水分子;0.5molH2O的质量为9g,约含有3.011023个水分子;1molAl的质量为27g,约含有6.021023个铝原子2molAl的质量为54g,约含有1.0241024个铝原子。1mol任何粒子集合体都含有6.021023个粒子;而1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时,其数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。摩尔质量的符号为M,常用的单位为g/mol(或gmol-1)。例如:Mg的摩尔质量为24g/mol;KCl的摩尔质量为74.5g/mol;SO2的摩尔质量为64g/mol;CO32-的摩尔质量为60g/mol。物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间存在关系:n=m/M要点突破一:对物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量的理解1. 物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,“物质的量”四字是一个整体概念,不能拆开,也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的质量”等。2. 摩尔是物质的量的单位,以摩尔为单位量度的对象是微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子,也可以是这些离子的特定组合,如构成NaCl晶体的基本单元是Na+和Cl-,则每摩尔NaCl晶体含有1molNa+和1molCl-。3. 阿伏加德罗常数 国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含有的碳原子数相同,约为6.021023。把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为NA,通常用6.021023mol-1表示。阿伏加德罗常数是一个有单位(mol-1)的物理量,而不是一个数。4. 摩尔质量 单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。物质的摩尔质量(M)与1mol物质的质量(m)以及物质的相对分子质量(Mr)是不同的,如水的摩尔质量是18g/mol,1molH2O的质量为18g,H2O的相对分子质量为18,三者单位不同,分别是g/mol、g和1。特别提示:摩尔的概念只适用于微观粒子,不适用于宏观物体,如不能说“1mol汽车”。使用摩尔时,必须用化学式指明粒子的种类,如1molH2O,1molH2,而不能写成1mol氢,因为这里的氢指代不明确。典例:下列说法正确的是( )A.1mol氢约含有6.021023个微粒 B.1molH2O中含有的氢原子数为2NAC.钠的摩尔质量等于它的相对原子质量 D.1mol硫酸的质量等于98g/mol解析:A中,没有指明“1mol氢”中具体微粒是什么;B中,1molH2O中含有2molH,即2NA个氢原子,正确;C中,钠的摩尔质量只是在数值上等于钠的相对原子质量,而单位不同;D中,1mol硫酸的质量应为98g。误区警示:摩尔质量与质量、相对分子质量或相对原子质量在单位上容易混淆。要点突破二:物质的质量、物质的量、阿伏加德罗常数和粒子数(N)之间的关系典例1:设NA为阿伏加德罗常数,下列说法不正确的是( )A. 醋酸的摩尔质量与NA个醋酸分子的质量在数值上相等B. NA个氧气分子和NA个氢气分子的质量比等于16:1C. 2.4g镁变成镁离子时,失去的电子数目为0.1NAD. 17gNH3所含的原子数目为4NA,所含的电子数目为10NA解析:A中,醋酸分子的摩尔质量为60g/mol,NA个醋酸分子的质量为60g,正确;B中,NA个氧气分子和NA个氢气分子的质量比等于1molO2与1molH2的质量比,即16:1,正确;C中,因为Mg失去2e-变成Mg2+,2.4g镁即0.1molMg,失去0.2NA个电子,错;D中,17gNH3是1molNH3,1个NH3分子含有4个原子,10个电子,故NA个NH3分子含有4NA个原子,10NA个电子。答案C典例2:设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )A.0.5molAl与足量盐酸反应失去电子数为NAB.0.2molH2O所含的氢原子数为0.2NAC.0.1molCH4所含的电子数为NAD.46gNO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA解析:A中,Al与盐酸反应时,1molAl失去3mol电子,故0.5molAl失去1.5mol电子,错;B中,1molH2O中含氢原子数为2NA,0.2molH2O中含有氢原子数为0.4NA,错;C中,1molCH4含10mol电子,故0.1CH4所含电子数为NA,正确;D中,若46g全是NO2,分子数为NA;若46g全是N2O4,分子数为NA/2;46gNO2、N2O4的混合物含有的分子数在NA和NA/2之间。 答案C典例3:设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )A.2.3g金属钠变成Na+时失去的电子数为0.2NAB.2gH2所含原子数目为NAC.17gNH3所含的电子数为10NAD.NA个氧分子和NA个氢分子的质量比为8:1解析:A中,2.3gNa的物质的量为0.1mol,则Na失去一个电子变成Na+,则失去的电子数目为0.1NA;B中,2gH2所含有的n(H)=2g/2g/mol2=2mol,即原子数目为2NA;C中,一个NH3分子中所含电子数为10,则17gNH3中含电子数即为10NA;D中,NA(1mol)个氧气分子质量为32g,NA个氢气分子的质量为2g,故其质量比为16:1。综上,C典例4:设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )A.9g重水所含有的电子数为5NA( )B.1molMgCl2中含有离子数为NAC.7.1g氯气与足量NaOH溶液反应转移的电子数0.2NAD.1molC10H22分子中共价键总数为31NA解析:A中,重水(氧化氘)是由氘和氧组成的化合物。分子式D2O,分子量20.0275,比普通水(H2O)的分子量18.0153高出约11,因此叫做重水。在天然水中,重水的含量约占0.015。由于氘与氢的性质差别极小,因此重水和普通水也很相似。9g重水的物质的量为9g/20g/mol=0.45mol,其中含有电子数为4.5NA,A不正确;1molMgCl2中含有1molMg2+、2molCl-,总数为3NA,B不正确;Cl2与NaOH反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,1mol氯气反应时,转移电子数为1mol(1mol氯原子失去1mol电子,另1mol氯原子得到1mol电子),7.1g氯气反应时转移电子数目为0.1NA,C错;1molC10H22分子中价电子数为410+12262个,每两个价电子能形成一个共价键,所以每个C10H22分子中有31个共价键,1molC10H22分子中含共价键31mol,D正。 综上:DExercise1,1molH2O中,质子的物质的量为 ,个数为 ;电子的物质的量为 ,个数为 。答案:10mol;10NA;10mol;10NA2,1molNa2CO3中,含有 个Na+离子;含有 个CO32-离子;总共 离子。答案:2NA;NA;3NA3,3.011022个OH-的物质的量为 mol,质量为 g,含有质子的物质的量为 mol,含有电子的物质的量为 mol,这些OH-与 物质的量的NH3质量相同,与 g Na+含有的离子数相同,与 物质的量的NH3原子量相等,与 物质的量的NH3电子数相同。解析:3.011022/6.0210230.05,即0.05mol;质量为0.05mol17g/mol0.85g;质子的物质的量为0.059mol;电子的物质的量为0.0510mol;这些OH-与0.85/17g/mol0.05mol的NH3质量相同;与0.05g23g/mol=1.15gNa+含有的离子数相同;与20.054x,x0.025mol的NH3的原子量相等;与0.0510=10x,x=0.05mol的NH3所含电子数相同。4. 在反应X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩尔质量之比为22:9,当1.6gX与Y完全反应后,生成4.4gR。则在此反应中Y和M的质量之比为( )解析:本题考查物质的量、摩尔质量、质量在化学方程式中的综合运用。由反应:X + 2Y = R + 2M Mr(R) 2Mr(R) 4.4g m 由题意得Mr(R):2Mr(R)22:184.4g:m,解得m=3.6g,根据质量守恒定律,参加反应的Y的质量为:4.4g+3.6g-1.6g=6.4g,所以Y与M的质量比为6.4g:3.6g16:95.求含7.61022个氧原子的SO3的物质的量。(微粒数目与物质的量之间的换算)解析:7.61022个氧原子的的物质的量为:7.61022(6.021023gmol-1)0.126mol1molSO3含有3mol氧原子,与0.126mol氧原子所对应的SO3的物质的量为:0.126mol30.042mol,即含7.61022个氧原子的SO3的物质的量为0.042mol。6.9.2g金属钠投入到足量重水中,则产生的气体中含有( )A.0.2mol中子 B.0.4mol电子 C.0.2mol质子 D.0.4mol分子解析:n(Na)=9.2g/23g/mol=0.4molNa与重水反应的化学方程式为2Na + 2D2O = 2NaOD + D2 2 10.4mol 0.2mol由方程式可知生成D2气体0.2mol,所以气体中含中子0.4mol,含电子0.4mol,含质子0.4mol,含分子0.2mol,故B。7,假如12C相对原子质量为24,以0.024千克12C所含的12C原子数为阿伏加德罗常数,下残数值肯定不变的是( )A.气体摩尔体积(标准状况)B.标准状况下,16 g O2所占的体积C.O2的相对分子质量D.一定条件下,跟2 g H2相化合的O2的物质的量解析:此题题设中,以0.024 kg 12C所含的原子数为阿伏加德罗常数,则阿伏加德罗常数变为原来的2倍,即1 mol气体所含的分子数为原来的2倍,则标准状况下气体的摩尔体积变为原来的2倍,A项变化了。B项明确了气体的温度、压强和质量,体积一定,不随相对原子质量标准及阿伏加德罗常数的改变而改变。对于C项,由于12C相对原子质量变为原来的2倍,则任何元素的相对原子质量均变为原来的2倍,各种分子的相对分子质量也将扩为原来的2倍,即此时O2的相对分子质量应为64。对于D项,与2 g H2相化合的O2的质量是不变的,因O2的摩尔质量改变,故O2的物质的量也发生改变。故本题答案为B。答案:B变式:题干相同,选项:A. 氧气的溶解度 B.气体摩尔体积 C.一定质量气体的体积 D,市售浓H2SO4的物质的量浓度 E.阿伏加德罗常数 F.O2相对分子质量 G.氧元素的相对原子质量 H.跟2mLH2相化合的O2质量、物质的量 I.一定温度下NaCl在1mL水中溶解的质量、物质的量解析:此题作为“客观因素”的氧气的溶解度、一定质量的气体积、跟2mLH2相化合的O2质量、溶解在1mL水中的NaCl的质量、一定T和P下气体的密度不会改变;而相对原子质量变为原标准的2倍,即摩尔质量变为原来的2倍,质量一定(客观因素),则物质的量将会变小了1,引起气体摩尔体积变为原来的2倍,物质的量浓度变为原来的1/2,故选AC二:气体摩尔体积!物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三个因素。N:固体或液体的体积取决因素为微粒数目和大小;气体体积的取决因素为分子数目和分子间的平均距离(其中升高温度,气体分子间的平均距离增大,气体的体积增大;压强增大,气体分子间的平均距离减小,气体的体积减小;气体分子间平均距离与分子种类基本无关,比如:气体摩尔体积既适用于纯气体,又适用于混合气体)!1mol任何物质中的粒子数目都是相同的,即为6.021023。因此,在粒子数目相同的情况下,物质的体积的大小就主要取决于构成物质的粒子和粒子之间的距离。 1mol不同的固态物质或液态物质含有的粒子数相同,而粒子之间的距离是非常小的,这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小。但因为粒子大小是不相同的,所以1mol不同的固态物质或液态物质的体积是不同的。 对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径,所以,当粒子数相同时,气体的体积主要决定于气体粒子之间的距离。而在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,因此,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。简言之,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。或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粒子。!单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,符号为Vm,常用的单位为L/mol(或Lmol-1)和m3/mol(或m3mol-1) Vm=V/n气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。例如,在0和101kPa(标准状况)的条件下,气体摩尔体积约为22.4L/mol;在25和101kPa的条件下,气体摩尔体积约为24.5L/mol。N:通常状况下(室温2025,101kPa)!同温同压下,所有气体的摩尔体积是相等的,但不一定等于22.4L;1mol任何气体的体积若为22.4L,它们所处的状态不一定就是标况;某气体所占的体积是22.4L,它的物质的量也不一定等于1mol。要点突破一:气体摩尔体积1. 气体摩尔体积的适用范围是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.2molH2和0.8molO2的混合气体在标况下的体积约为22.4L。2. 气体摩尔体积的数值:在0和101kPa(标准状况)的条件下,气体摩尔体积才为22.4L/mol,在非标况下,1mol气体的体积可能是22.4L,也可能不是22.4L,因此,在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状况。3. 标准状况下的相关计算:M与Vm的关系:M=Vm=22.4g/mol;n与Vm的关系:n=Vmol/22.4Lmol-1=V/22.4mol;m与Vm的关系:m=nM=(V/Vm)M;N与Vm的关系:NnNA=(V/Vm)NA。典例1:下列说法中不正确的是( )A.1molH2的质量只有在标准状况下才约为2gB.在标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4LC.273,1.01105kPa状况下,1mol气体体积大于22.4LD.标准状况下,0.5molO2和0.5molN2组成的混合气体体积约为22.4L解析: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,1molH2的质量为2g是不变的,A错;B正;C中,273高于0,温度升高,气体分子间的距离增大,气体的体积增大,C正;无论是混合气体还是纯净气体,在标准状况下,1mol任何气体都约为22.4L,D正。 综上:A典例2:下列说法中正确的是( )A.0.5molH2所占的体积为22.4LB.标准状况下,6.021023个分子所占的体积约是22.4LC.标准状况下,1molH2O的体积约为22.4LD.标准状况下,28gCO和N2的混合气体的体积约是22.4L解析:A中,没有指明气体所处状况,故0.5molH2的体积不一定是11.2L;B中,没有指明物质为气态,不能确定其体积;C项中,H2O在标况下为非气体;D中,由于CO与N2的摩尔质量相等,二者以任意比例混合其平均摩尔质量不变,故28gCO和N2的混合气体的物质的量为1mol,标准状况下约是22.4L。 综上:DN:标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。典例3:如果a g 某气体中含有该气体的分子数为b,则c g 该气体在标准状况下的体积是(各选项中NA为阿伏加德罗常数) A22.4bc/aNA L B22.4ab/cNA L C22.4ac/bNA L D22.4b/acNA L解析:该气体的分子数为b,则物质的量为b/NA mol,摩尔质量M=aNA/b g/mol,c g 该气体的物质的量为n=bc/aNA mol 。c g 该气体在标准状况下体积为Vn22.4L/mol=bc/aNA22.4L/mol22.4bc/aNA L 。综上,A要点突破二:阿伏加德罗定律及其推论1. 阿伏加德罗定律同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。对阿伏加德罗定律的理解要明确两点:阿伏加德罗定律仅适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。阿伏加德罗定律的条件是三个“同”,只有在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论。2. 阿伏加德罗定律的推论同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,即 同温同体下,气体的压强之比等于其物质的量之比,即 同温同压下,相同气体的任何气体的质量之比,等于其摩尔质量或密度之比,即 同温同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比,即 同温同压下,气体的分子数之比与其体积成正比,即 同温同体下,压强与其分子数成正比,即 分子数相等,压强相同的气体,体积与其温度成正比,即 分子数相等,温度相同的气体,压强与其体积成反比,即 N: 标准状况下 相同条件下主要区别 两者的温度、压强相等 同温同压下 常温常压下:室温 常温常压下典例1:下列两种气体的分子数一定相等的是( )A. 质量相等、密度不等的N2和COB. 等体积、等密度的CO和NOC. 等温、等体积的O2和N2D. 等压、等体积的N2和CO2解析:依据阿伏加德罗定律可知,相同条件下(温度、压强)下,体积相等则分子数(或物质的量)一定相等。B中,由m=V可知,但由于M(CO)M(NO),故二者物质的量n(CO)n(NO),其分子数不相等;C中,压强不确定,则分子数不确定;D中,温度不确定,分子数也无法确定;而A中,由于二者摩尔质量相等,质量相等,则n(CO)n(N2)。综上: A典例2:在三个相同体积的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(Na)P(H2) C.P(H2)P(O2)P(Ne) D.P(H2)P(Ne)P(O2)解析:由=m/V可知:三种气体质量相等,则三种气体的物质的量大小为n(O2)n(Ne)n(H2),故压强从大到小的顺序为P(H2)P(Ne)P(O2)。 综上: D典例3:在指定条件下,下列气体所含分子数一定相等的是( )A. 同体积、同密度的C2H4和C3H6B. 同温度、同体积的H2和N2C. 同质量、不同密度的N2和COD. 同压强、同体积的N2O和CO2解析:A中,由公式m=V可知,m(C2H4)m(C3H6),因为它们的摩尔质量不相等,故其物质的量肯定不相等,分子数不同。B中,没有指明体系压强,无法确定其物质的量。C中,因为N2和CO摩尔质量相等,只要其质量相同,不管其他条件怎么改变,其物质的量一定相等。D中,没有指明体系温度,无法确定其物质的量。 综上: C典例4: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(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气和氦气的是( ) 解析:要注意氦气是单原子分子,当m(H2)=m(He)时,可得n(H2)=2n(He),根据相同条件下物质的量之比等于微粒数之比可知选项A正确。 典例5:同温同压下,甲、乙两容器分别盛有甲烷和氨气,已知它们所含原子数相同,则甲、乙两容器的体积比是( )A.4:3 B.5:4 C.4:5 D.1:1解析:因为CH4和NH3分子中原子个数比为5:4,若二者所含原子数相同,则二者物质的量之比为4:5,则在同温同压下,甲、乙两容器的体积之比为4:5。 综上:C典例6:标准状况下,硫化氢气体的密度是多少?解析:法一:由m/VM/Vm34/22.41. 52g/L法二:34:x22.4:1典例7:448mL某气体在标准状况下的质量为1.28g,求该气体的相对分子质量。解析:法一:从概念出发:由n=V/Vm=0.448/22.4=0.02mol , M=m/n=1.28/0.02=64g/mol,所以其相对分子质量为64法二:公式法:由m/V,法三:比例法:448mL:22400ml=1.28g:x 典例8:有一空瓶,抽成真空时质量为276.802g,充满H2时,质量为277.204g,相同条件,当充满某种气体时质量为285.244g求此气体的相对分子质量。解析:根据:P1=P2 N1=N2 T1=T2 V1=V2 n1=n2 即m1/M1=m2/M2 ,解:M(285.244276.802)/(277.204276.802) M(H2) 8.442/0.402 242所以此气体的相对分子质量为42 补讲:混合气体的平均摩尔质量(平均相对分子质量) 混合气体各组分的物质的量之比一定,1mol 该混合气体的质量一定0.1mol CO2 和0.9mol H2 1mol 混合气体的质量为6.2g0.2mol CO2 和1.8mol H2 1mol 混合气体的质量为6.2g 1mol CO2 和9mol H2 1mol 混合气体的质量为6.2g M m总/n总(M1n1+M2n2+Mini)/(n1+n2+ni)M1X1+M2X2+MiXiXi 物质的量分数、个数分数、体积分数,而不能是质量分数N:混合固体也可求平均分子量,此时Xi不能代表体积分数。典例9:求空气的平均相对分子质量。 M M1X1+M2X2+MiXi M 28g/mol0.8+32g/mol0.2=28.8g/mol典例10:64gO2和64gCO2组成的混合气体相对于相同状况下的H2的密度比是多少?m总64g +64g 128gN总64g/32gmol-1 + 64g/64gmol-1=3mol M m总/n总=128g/3mol=42.7g/mol(混)/(H2) M /M(H2)42.7g/mol / 2g/mol =21.35典例11:若空气的相对分子质量为28.8,请计算空气中N2和O2的体积比。 M 空气m总/n总=(mO2+mN2) /( nO2+nN2)=(MO2nO2+MN2nN2)/( nO2+nN2)28.8=(32nO2+28nN2)/( nO2+nN2),即28.8nO2+28.8nN2=32nO2+28nN2得(28.8-28)nN2=(32-28.8)nO2故nO2/nN2=(28.8-28) /(32-28.8 ) = 0.8/3.2 = 1:4或十字交叉法:32 0.8 28.8 即nO2/nN2= 0.8/3.2 = 1:4 28 3.2典例12:实验测定CO与O2的混合气体的密度是相同状况下H2密度的14.5倍,则该气体的平均摩尔质量为 ,CO和O2的物质的量之比为 ,CO的质量分数是 。答案:29/mol;3:1;72.4%典例13:由H2、CO2、CO组成的混合气体,在同温同压下,与氮气的密度相同,该混合气体中CO2、H2、CO的体积比可能是 。A.29813 B.22114C.13829 D.261657解析:由于=28,CO的相对分子质量为28,所以,关键取决于CO2和H2的体积比。=,故C、D选项正确。典例14:常温常压下,a mol N2 和b mol CO相比较,下列说法中不正确的是( )A. 气体的体积比为a:b B.摩尔质量之比为a:bC.质量之比为a:b D.密度之比为a:b解析:B。应为1:1典例15:在常温常压下,分别将等物质的量的H2S,SO2充入密闭容器中,发生化学反应2H2S+SO2=3S+2H2O,待充分反应后容器内的压强为反应前的 ( )A2/3倍 B3/4倍 C1/4倍 D1/3倍解析:T、V相同,P1/P2n1/n2,设反应前压强为1大气压,两种气体各为1mol。2H2S+SO2=3S+2H2O,则余SO20.5摩,1/P2=2/0.5,故答案选C典例16:在一个密闭容器中盛有11gX气体(X的摩尔质量为44g/mol时,压强为1104Pa)如果在相同温度下,把更多的气体X充入容器,使容器内压强增至5104Pa,这时容器内的体X的分子数约变为( )A.3.31025 B.3.31024 C.7.51023 D.7.51022 解析:本题考查学生对阿伏加德罗常数定律及其推论的理解和应用,属于中等难度题目。推论指出:在一定温度和体积下,气体的压强比等于物质的量之比,在起始条件下气体的物质的量容易求出,即11g/44g/mol=0.45mol,则终态的物质的量为:5104Pa 1104Pa 0.25mol1.25mol,个数为1.25mol6.021023mol-1=7.51023,答案C三: 物质的量在化学实验中的应用!在化学反应中,反应物与生成物之间的比例关系是由化学方程式中的化学计量数所决定的。!单体体积溶液里所含溶质B(B表示各种溶质)的物质的量,叫做B的物质的量浓度,符号为cB。物质的量浓度常用的单位为mol/L(或molL-1)。如果1L溶液中含有1mol溶质,这种溶液中溶质的物质的量浓度就是1mol/L。物质的量浓度可表示为:cB=nB/V !溶液体积不等于溶剂体积; 同一溶液,溶质的物质的量浓度与所取溶液体积无关; 质量有加和性,体积无加和性,具体到:一种浓溶液与稀溶液相混合,或一种浓溶液与水相混合体积不能相加;气体溶于水,体积不能相加;两种稀溶液混合时,体积可以相加。!任何溶液中,阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。 电荷 阳离子的浓度与电荷数的乘积之和等于阴离子的浓度与电荷数的乘积之和。 守恒!在实验室,我们可以直接用固体或液体试剂来配制一定物质的量浓度的溶液。如果要求比较精确,就需使用容积精确的仪器,如容量瓶。 !在实验室不仅用固体来配制溶液还经常要将浓溶液稀释成不同浓度的稀溶液 由稀释原理: 在用浓溶液配制稀溶液时,常用下面的式子计算有关的量: 溶质的物质 c(浓溶液) V(浓溶液)c(稀溶液) V(稀溶液) 的量不变!与溶液质量分数的换算:c = 1000 W / M其中:c表示物质的量浓度,表示溶液的密度,W表示溶液的质量分数,M表示溶质的摩尔质量。步骤:计算 量取 稀释并复温 移液 洗涤 轻摇 定容 摇匀 装瓶 (所用仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶N:注明规格、胶头滴管)使用量筒时注意:读数时保留小数点后一位;量取液体后量筒不用洗涤。要点突破一:一定物质的量浓度溶液的配制1,容量瓶的标注内容 容量瓶上标有温度、容积、刻度线。表示在所指温度下,液体的凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切时,溶液体积恰好与瓶上标注的体积相等。容量瓶有不同的规格,常用的有100mL、250mL、500mL和1000mL。2,容量瓶使用注意事项(1) 容量瓶瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞,使用前,除洗涤外,还还应检查容量瓶是否完好,检验容量瓶是否漏液。检漏方法:往瓶内加入一定量水,塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶底倒立过来,观察瓶塞周围是否有水漏出。如果不漏水,将瓶正立并将瓶塞旋转180后塞紧,仍把瓶倒立过来,再检查是否漏水。(2) 只用于配制溶液,不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释,容量瓶也不能作为反应容器,且不能长期贮存溶液。(3) 向容量瓶中注入液体时,应沿细玻璃注入,以防操作时注入液体流出,造成溶质损失。(4) 溶液注入容量瓶前需恢复到室温,因为在稀释或溶解时会有明显的热量变化,而容量瓶必须在完室温下使用。(5) 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,配制溶液时要根据所需溶液的体积选择合适的容量瓶。(6) 容量瓶只有一个刻度线,读数时,要使视线与瓶内凹液面的最低处相切。3,配制一定物质的量浓度的溶液(1) 主要仪器:托盘天平(固体溶质)、容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管。(2) 配制步骤 计算:根据配制要求计算所用固体溶质的质量或所需浓溶液的体积。 m(溶质)c(molL-1)V(L)M(gmol-1) (gmol-3)V(mL,待求)w%=c (molL-1) V(L,已知) M(gmol-1) 称量:当用固体溶质配制溶液时用分析天平或托盘天平称取一定量的溶质;当用液体或浓溶液稀释配制溶液时用量筒或其他量取液体或浓溶液的体积。 溶解并复温:在小烧杯中用蒸馏水将称出的固体溶解,或对量取的浓溶液进行稀释,若溶解或稀释时有明显温度变化,则需恢复到室温后格能进行下一步操作。 转移(洗涤):将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入相应容积的容量瓶中,并用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次,并将洗涤液全部注入容量瓶中。 定容:先向容量瓶中注入蒸馏水,至液面离刻度线12cm时,再改用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水,使凹液面的最低处与容量瓶颈上的刻度线相切。 摇匀:定容后将容量瓶的玻璃塞塞紧瓶口,一只手拿住瓶颈,食指顶住玻璃塞,另一只手握住瓶底反复颠倒、摇匀即可。计算 称量(托盘天平的读数为小数点后的一位,不估读) 溶解并复温(应注意什么问题,为什么要恢复至室温) 移液(玻璃棒要到刻度线以下) 洗涤(洗烧杯和玻璃23) 轻摇 定容(若凹液面超出刻度线,能否用胶头滴管,不可:溶质少了,必须重新配置) 摇匀(摇匀后发现液面,低于刻度线,能否滴加蒸馏水二次定容,不能,因为水多了,量浓度小了) 装瓶N:如果加水定容时超过了刻度线,或者转移溶液时将溶液洒到容量瓶外少许,均应重新配制。要点突破二:物质的量浓度配制误差分析及物质的量浓度与溶质的质量分数的换算1,物质的量浓度配制误差分析以配制含a mol NaOH溶液为例:误差类别能引起误差的一些操作过程分析对c的影响mV称量过程误差称量前小烧杯内有水不变称量时间过长减小偏低用滤纸称NaOH减小偏低称量时所用砝码生锈增大偏高 配 制 过 程 误 差向容量瓶注液时有少量流出减小偏低未洗烧杯和玻璃棒减小偏低未冷却至室温就注入定容减小偏高定容时,水加多后用滴管吸出减小偏低定容摇匀时液面下降再加水增大偏低定容后经振荡、摇匀、静置液面下降不变定容时俯视读数(读刻度)减小偏高定容时仰视读刻度增大偏低将烧杯中的溶液转移至容量瓶后,未对烧杯进行洗涤减小偏低固体溶解或浓溶液稀释时,伴有散热现象,溶液未冷却即转移到容量瓶中进行定容增大偏高典例1:标准状态下,500体积HCl气体溶解在1体积水中,所得盐酸的密度为d g/cm3,求该盐酸的物质的量浓度和质量分数。解:由c=n(HCl) / V,n=V/Vm = 500/22.4,V溶m溶液/(50036.5/22.4 + 1000)/ d /12.3d mol/L ,同理:W%44.9%变式:若用盛满HCl气体的烧瓶(标况下)做喷泉实验,所得溶液的密度为d g/cm3,此时所得盐酸的质量分数和物质的量浓度。解析:答案:0.16/d %;0.045mol/L启示:气体溶于水的物质的量浓度的计算:气体溶于水,所得溶液的体积跟水的体积不相同,溶液的体积也不等于气体的体积和水的体积的加和,必须依据溶液质量和密度来计算水溶液的体积(V=m/)、例如,在标准状况下,1体积水中溶解V体积气体X,所得溶液的密度为,溶质的摩尔质量为M,计算c(X)。计算时可令1L水中溶解VL气体X。计算步骤为:先求溶液的质量:m(液)1000mL1g/mL+V/22.4Lmol-1 M再求溶液的体积:V(液)(1000g+VM/22.4 mol/L)/10-3L/mL最后求得物质的量浓度为:c(X)n(X)/V(液)(1000VmL/L) / (1000g22.4L/mol+VM)典例2:若50滴水正好是mmL,则1滴水所含的分子数是 。解析:由已知1滴水的体积为m/50 mL,又因为H2O的密度为1g/cm3,故1滴水的质量为m/50 g,相当于m/(5018) 6.021023典例3:如果a g 某气体中含有的分子数为b,则c g 该气体在标准状况下是(式中NA为阿伏加德罗常数)( )A L B L CL DL 解析:由题知a/b为一个分子的质量,而a/b NA,即为1mol该气体质量,caNA/b为气体的物质的量(即为bc/aNA),所以体积为22.4bc/aNA L. A典例4:下列关于气体体积的叙述中,正确的是( )A. 一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子大小决定B. 一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子数决定C. 不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同D. 气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4LE. 一定温度和压强下,各种气体的物质的量决定了它们的体积解析:A.气态物质体积与构成气体的分子大小无关;C.比较气体的体积一定要在相同状况下;D.气体摩尔体积是指在标准状况下,1mol任何气体所占的体积约为22.4L。BE典例5:在烧瓶中充满干燥标况下HCl与N2的混合气体,已知其相对分子质量为34.8,进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度为( )A、0.022molL1 B、0.045 molL1 C、0.8 molL1 D、0.1 molL1 溶液所占据(N2不溶于水),故可看成是1体积HCl溶于水中形成1体积溶液。则:c(HCl)=1/22.4 /1=0.045mol/L, B典例6:300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质,现令欲配制1mol/L的NaOH溶液,应取原溶液与蒸馏水的体积比约为( )A.1:4 B.1:5 C.2:1 D.2:3解析:本题要求体积比,可设原溶液与蒸馏水的体积分别是x、y,由题意知:未告诉密度,即混合时的体积变化可忽略不计。 x60/0.3L因此据物质的量浓度的计算式可有: 40gmol-1 =1mol/L ,整理得x:y=1:4 x+y典例7:20g密度为d g/mL的硝酸钙溶液里含有1g Ca2+,则NO3-离子的浓度是( )A.d/400mol/L B.20/d mol/L C.2.5dmol/L D.1.25mol/L解析:20g硝酸钙溶液含NO3-的物质的量为(1/40 2),其体积为20/1000d L,故cNO3-=1/402 20 =2.5dmol/L C 1000d典例8:体积为VL的密闭容器中通入a mol NO和b mol O2,反应后容器内氮原子和氧原子数之比为( )(已知2NO+O2=2NO2) Aa/b Ba/2b Ca/(a+2b) Da/2(a+b)解析:此题看起来应属于过量计算,而a和b又不是确
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