高一化学：1.3《化学中常用物理量——物质的量》素材鲁科版

第3节 化学中常用的物理量物质的量 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nNA N；NNA n3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)质量分数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cn/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 Al2(SO4)3溶液混合后，溶液中SO42的物质的量浓度为：A0.2mol/L B0.25mol/L C0.40mol/L D0.50mol/L解析：因混合后SO42的物质的量为：n(SO42) 0.3 mol/ L0.1L0.2 mol/ L0.05L3 0.06 mol溶液的体积 V0.1L0.05L0.15L则混合后溶液中SO42的物质的量浓度为：c(SO42) n(SO42)/ V 0.06mol/0.15L 0.40ml/L故正确答案为C。二、从“换算式”出发溶液的物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算公式为：c1000w%/M其中为溶液的密度(g/cm3)，w%为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量(g/mol)，由上述公式可知，已知、w%、M，就可以求出c。例2：相对分子质量为M的某物质在室温下的溶解度为sg/100g，此时测得饱和溶液的密度为g/mL，则该饱和的溶液的物质的量浓度是AM / 10s mol/L B1000s / M(100+s) mol/L C10s / M mol/L DM(100+s) / 1000s mol/L解析：依题意可得溶质的质量分数为：w% s / (100+s100%)然后由溶液的物质的量浓度与溶质的质量分数的换算公式c 1000w% / M可得该饱和溶液的物质的量浓度 c 1000s / M(100+s) mol/L 故正确答案为B。例3：将溶质的质量分数为a%、物质的量浓度为c1mol/L的稀H2SO4加热蒸发掉一定量的水，使溶质的质量分数变为2a%，此时硫酸的物质的量浓度为c2mol/L，则c1和c2的数值关系是A c22c1 Bc22c1 Cc22c1 Dc12c2解析：由换算公式c1000w%/M得c1 10001a%/98 c2 100022a%/98由此可知：c1c2122因为21，故有c22c1。正确答案为C。三、从“守恒”的观点出发1稀释前后“溶质的物质的量守恒”，即c1V1c2V2（其中c1、c2是稀释前后溶质的物质的量浓度，V1、V2是稀释前后溶液的体积）。2溶液中“微粒之间电荷守恒”，即溶液呈电中性。3质量守恒。例4：300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质，现欲配制1mol/LNaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为 A. 14 B. 15 C. 21 D. 23解析：首先由定义式可求出原NaOH溶液的物质的量浓度为：c(原)60g40g/mol0.3L5mol/L再根据守恒原理，即稀释前后溶质的物质的量保持不变，可得：c(原)V(原)c(后)V(后)c(后)V(原)V(水)即 5mol/LV(原)1mol/LV(原)V(水)解得V(水)V(原)14故正确答案为A。例5：有K2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液，已知其中Al3+的物质的量浓度为0.7mol/L，则此溶液中K的物质的量浓度为 A0.1mol/L B0.15mol/L C0.2mol/L D0.25mol/L解析：根据电荷守恒原理可知，混合溶液中K、Al3+所带的正电荷总数等于SO42-所带的负电荷总数，则c(K)3c(Al3+)2c(SO42-)即c(K)30.4mol/L20.7mol/L解得c(K)0.2mol/L故正确答案为C。 多彩化学漫步摩尔的来历摩尔一词来源于拉丁文moles，原意为大量和堆集。早在本世纪40至50年代，就曾在欧美的化学教科书中作为克分子量的符号。1961年，化学家E.A. gu g genheim将摩尔称为“化学家的物质的量”，并阐述了它的涵义。同年，在美国化学教育杂志上展开了热烈的讨论，大多数化学家发表文章表示赞同使用摩尔。1971年，在由41个国家参加的第14届国际计量大会上，正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物质的量的单位的提议，并作出了决议。从此，“物质的量”就成为了国际单位制中的一个基本物理量。摩尔是由克分子发展而来的，起着统一克分子、克原子、克离子、克当量等许多概念的作用，同时把物理上的光子、电子及其他粒子群也概括在内，使在物理和化学中计算“物质的量”有了一个统一的单位。第14届国际计量大会批准的摩尔的定义为：（1）摩尔是一系统的物质的量，该系统中所含的基本单元数与0.012kg12C的原子数目相等。（2）在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。根据摩尔的定义，12g12C中所含的碳原子数目就是1mol，即摩尔这个单位是以12g12C中所含原子的个数为标准，来衡量其他物质中所含基本单元数目的多少。摩尔跟其他的基本计量单位一样，也有它的倍数单位。1Mmol1000kmol，1kmol1000mol，1mol1000mmol。问题：12g12C中所含原子的个数、阿伏加德罗常数与6.021023的关系是怎样的？多彩化学漫步答案：国际上规定，把0.012kg12C中所含的碳原子数定义为阿伏加德罗常数，符号为NA，其单位为mol-1，由于受测试的仪器和方法的限制，目前科学界还测不出其准确的数值，阿伏加德罗常数的近似值为6.021023，但不能说6.02