物质的量化学计算

1/462第5课时物质量（化学计算）2/463近两年计算在高考中比重加大，有必要加强计算能力训练。计算包含两类型题，一是选择题，只要利用恰当技巧，如守恒法、百分比法、平均化学式(最简式)等方法轻易得出正确结论，另一类是融入后四道大题计算，除要求一定计算方法外，还要有较强运算能力，提议平时练习时加强笔算训练。

3/464(1)

物质量：

。符号：

。(2)摩尔：

。符号：

。(3）摩尔质量：

。符号：

。单位：

。物质量单位mol单位物质量物质所含有质量Mg/mol表示含一定数目粒子集合体n1．物质量基本概念4/465(4)阿伏加德罗常数：

。符号：

，单位：

。(5)气体摩尔体积：

。符号：

。单位：

。(6)物质量浓度：

。符号：

。单位：

。(7)阿伏加德罗定律：

。

单位体积溶液里所含溶质物质量12g12C所含碳原子个数NAmol-1VmL·mol-1单位物质量气体所占体积cmol·L-1同温同压下，相同体积任何气体含有相同数目标粒子5/466(1)N=()=()=()=(cV)(2)相关物理量之间相互关系2．相关以物质量为中心计算：6/467(1)考物质状态：标准情况下，22.4LCHCl3中含有氯原子数目为3NA。

。(2)考物质组成：10g氖(相对原子质量为20)气所含分子数为0.25NA。

。(3)考粒子质量：任何条件下，48gO3气体含有6.02´1023个O3分子。

。错，标准情况下CHCl3为液体错，Ne为单原子分子正确3．阿伏加德罗常数常考八大方面(请对实例作判断，说明理由)7/468(4)考摩尔质量：18gD2O中含有质子数目为10NA。

(5)考溶液组成：1L0.5mol/LNa2CO3溶液中含有CO数目为0.5NA。

。(6)考电子转移：5.6g铁粉与硝酸反应失去电子数一定为0.3×6.02×1023。

。错，18gD2O物质量为0.9mol，含质子数目为9NA

错，CO32-会水解错，Fe过量时失去电子数能够为0.2×6.02×1023

8/469(7)考化学键数目：4.5gSiO2晶体中含有硅氧键数目为0.3×6.02×1023。

。(8)考反应原理：常温常压下，4.6gNO2气体含有0.602×1023个NO2分子。

。

正确错，NO2有一部分转化为N2O49/4610【例1】(·江苏)设NA为阿伏加德罗常数值。以下叙述正确是(

)A．1mol甲醇中含有C—H键数目为4NAB．25℃，pH＝13NaOH溶液中含有OH－数目为0.1NAC．标准情况下，2.24L己烷含有分子数目为0.1NAD．常温常压下，Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2molO2，转移电子数目为0.4NA一、阿伏加德罗常数10/4611答案：D【解析】本题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和注意事项。A．甲醇结构简式是CH3OH，故1mol甲醇中含有C—H键数目为3NA。B．溶液体积未知，无法计算OH－数目。C．标准情况下己烷为液态，不适合用于气体摩尔体积，无法计算。D．Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2molO2，O化合价由－1价转变为0价，转移电子1mol,0.2×2＝0.4NA。处理这类问题关键是：灵活应用各种知识，尤其是基本概念与理论中元素守恒、化学键问题、晶体结构问题、氧化还原中电子转移问题、可逆反应问题及物质量计算中一些特殊物质状态等。11/4612【例2】(·四川)标准情况下VL氨气溶解在1L水中(水密度近似为1g·mL-1)，所得溶液密度为rg·mL-1，质量分数为w，物质量浓度为cmol·L-1，则以下关系中不正确是(

)A．r=(17V+22400)/(22.4+22.4V)B．w=17c/(1000r)C．w=17V/(17V+22400)D．c=1000Vr/(17V+22400)

二、物质量浓度计算12/4613【解析】本题考查物质量浓度、质量分数之间计算等知识。在1L溶液中：w==r，B项正确。w==，C项正确。13/4614答案：A14/4615【解法指点】

在计算溶液物质量浓度(c)、质量分数(w)等量时，能够从定义式：c=、w=×100%直接入手，而无须使用c、w、r之间转化关系式，因为这些公式复杂，难记忆，易犯错。溶质质量溶液质量15/4616【例3】试验室欲用NaNO3固体配制80mL1.4mol/LNaNO3溶液，试回答：(1)用不到仪器是______；A．烧杯B．500mL容量瓶C．滴定管D．胶头滴管E．玻璃棒F．100mL容量瓶(2)配制时应称取NaNO3________g；(3)试验开始时，需检验容量瓶________；以下操作次序是(用字母表示，可重复使用)________；A．恢复到室温B．称量C．洗涤D．定容E．溶解F．摇匀G．转移16/4617(5)在配制一定物质量浓度溶液试验中，以下操作对所配得溶液无影响是(写序号)__________；会使所配溶液浓度偏大是__________；会使所配溶液浓度偏小是__________。A．在烧杯中溶解溶质，搅拌时不慎溅出少许溶液B．未将洗涤烧杯内壁溶液转移入容量瓶C．容量瓶中所配溶液液面未到刻度线便停顿加水D．将配得溶液从容量瓶转移到干燥、洁净试剂瓶中时，有少许溅出E．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少许蒸馏水F．将容量瓶中液面将到达刻度线时，俯视刻度线和液面17/4618【解析】此题所要求处理问题都是中学化学试验中最为基本问题，处理了这些问题，也就掌握了物质量浓度溶液配制根本。因为容量瓶只有在特定容量下其计量才有实际意义，此题应该选择100mL容量瓶为宜。当用固体溶质进行溶液配制时，需要计算与称量，此题不能依据80mL与1.4mol/L数据进行计算，应该称取NaNO3质量为11.9g。在溶液配制过程中，不能有任何溶质损失，所以，必须确保容量瓶不能漏水，在使用前要进行检漏。一定物质量浓度溶液配制还需要遵从一定操作次序。试验过程中难免有误差，误差普通由溶质与溶剂量失真引发。18/4619(1)B、C

(2)11.9g

(3)是否漏水(4)BEAGCGDF(5)DE、CF、AB【解法指点】

综合分析可见，配制一定物质量浓度溶液时应注意以下几方面问题：(1)配制溶液时，需要依据所选择容量瓶容量和溶液物质量浓度，称取一定质量固体溶质或量取一定体积液体溶质。(2)不能配制任意体积一定物质量浓度溶液。这是因为在配制过程中是用容量瓶来定容，而容量瓶规格是有限，惯用有50mL、100mL、150mL、200mL、250mL、500mL、1000mL等。所以只能配制溶液体积与容量瓶容积相匹配一定物质量浓度溶液。答案：19/4620(3)在配制一定物质量浓度溶液时，不能直接将溶质放入容量瓶中进行溶解，而要在烧杯中溶解，待烧杯中溶液温度恢复到室温时，才能将溶液转移到容量瓶中。(4)定容后容量瓶在重复颠倒、振荡后，会出现容量瓶中液面低于容量瓶刻度线情况，这时不能再向容量瓶中加入蒸馏水。这是因为容量瓶是属于“容纳量”式玻璃仪器(注意与量筒对比)。20/4621(5)

配制一定体积、一定物质量浓度溶液试验误差主要原因：①称量时引发误差，使所配溶液中溶质物质量浓度偏高或偏低；②用于溶解稀释溶液烧杯未用蒸馏水洗涤，使溶质物质量降低，致使溶液中溶质物质量浓度偏低；③转移或搅拌溶液时有部分液体溅出，致使溶液中溶质物质量浓度偏低；④在给容量瓶定容时，仰视读数会使溶液体积增大，致使溶液中溶质物质量浓度偏低；俯视读数会使溶液体积减小，致使溶液中溶质物质量浓度偏高。21/4622【例4】将22.4L某气态氮氧化合物与足量灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物化学式为(

)A．NO2B．N2O3C．N2OD．N2O4三、计算方法(1)化学方程式法22/4623【解析】氮氧化合物与足量灼热铜粉完全反应生成N2和CuO，依次写出化学反应方程式即可观察得到正确答案。2NO2+4CuN2+4CuO；N2O3+3CuN2+3CuO；N2O+CuN2+CuO；N2O4+4CuN2+4CuO。答案：A23/46【变式练习1】(·全国新课标)0.80gCuSO4·5H2O样品受热脱水过程热重曲线(样品质量随温度改变曲线)以下列图所表示。2424/46请回答以下问题：(1)试确定200℃时固体物质化学式CuSO4·H2O

(过程看法析)

(要求写出推断过程)；(2)取270℃所得样品，于570℃灼烧得到主要产物是黑色粉末和一个氧化性气体，该反应化学方程式为

。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体化学式为CuSO4·5H2O，其存在最高温度是

；25CuSO4570℃

CuO＋SO3↑

CuSO4·H2OCuSO4·5H2O102℃25/46(3)上述氧化性气体与水反应生成一个化合物，该化合物浓溶液与Cu在加热时发生反应化学方程式为

Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋2H2O＋SO2↑；(4)在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液pH＝8时，c(Cu2＋)＝2.2×10-8mol·L-1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-20)。若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中H＋浓度是

0.2

mol·L-1。262.2×10-80.2Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋2H2O＋SO2↑26/46【解析】(1)0.80gCuSO4·5H2O中含有CuSO4质量为0.8g×160,250＝0.51g。由图象可知当温度升高到102℃时CuSO4·5H2O开始部分脱水，在113℃～258℃时剩下固体质量为0.57g，依据原子守恒可计算出此时对应化学式，设化学式为CuSO4·nH2O，则有0.57×160,160＋18n＝0.51，解得n＝1，所以200℃时固体物质化学式为CuSO4·H2O；2727/4628(2)由图象可知当温度超出258℃时，剩下物质是CuSO4，高温下分解化学方程式是CuSO4570℃CuO＋SO3↑；CuO溶于硫酸生成CuSO4，结晶析出生成胆矾即CuSO4·5H2O；由图象可知CuSO4·5H2O存在最高温度是102℃；(3)SO3溶于水生成硫酸，浓硫酸在加热时与铜反应化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋2H2O＋SO2↑28/46(4)因为Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2.2×10-20，当溶液pH＝8时，c(OH－)＝10-6，所以c(Cu2＋)＝2.2×10-8；硫酸铜溶液中通入过量H2S气体时反应化学方程式为：CuSO4＋H2SH2SO4＋CuS↓，忽略体积改变，依据原子守恒可知生成硫酸浓度是0.1mol·L-1，所以H＋浓度是0.2mol·L-1。2929/4630化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质量、质量、气体体积之间数量关系，那么就必定能反应出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒。巧用守恒规律，常能简化解题步骤、准确快速将题解出，收到事半功倍效果。(2)守恒法30/4631【例5】将Wg铁、氧化铁和氧化铜组成混合物粉末放入100mL4.4mol/L盐酸中，反应完全后得氢气896mL(标准情况)，生成溶液中只有FeCl2、HCl和1.28g固体。把溶液稀释到320mL时，盐酸物质量浓度为0.25mol/L，求混合物中各物质各是多少克？31/4632【解析】解答此题关键，是审清题意，找出等量关系，选准突破口。首先确定由生成溶液中盐酸可知反应后1.28g固体沉淀物为铜，所以可首先确定CuO质量。再依据各反应化学方程式中诸物质量关系和耗用盐酸物质量列方程求解，或寻求题中“隐含”电子守恒和Cl-守恒条件，求得Fe和Fe2O3质量。32/4633解法一：33/463434/4635解法二：35/463636/4637【变式练习2】将15mL2mol·L-1Na2CO3溶液逐滴加入到40mL0.5mol·L-1MCln盐溶液中，恰好将溶液中Mn+完全沉淀为碳酸盐，则MCln中n值是()A．4B．3C．2D．1B【解析】M化合价为+n，Na2CO3与MCln反应对应关系式为：可得n=3，故选B。37/4638找出化学反应前后某种差量和造成这种差量实质及其关系，列出百分比式求解方法，即为差量法。其差量能够是质量差、气体体积差、压强差等。(3)差量法38/4639【例6】为了检验某含有NaHCO3杂质Na2CO3样品纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品纯度(质量分数)是(

)A.B.D.39/4640【解析】解得x=，将其代入下式可得：(Na2CO3)%=(w1-x)/w1=