27版53高中同步新教材化学必修第一册人教版疑难破第二章　以物质的量为中心的相关计算

第二章海水中的重要元素——钠和氯05以物质的量为中心的相关计算易混易错1.物质的量、阿伏加德罗常数(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,用符号n表示,单位:摩尔(mol)。(2)阿伏加德罗常数: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6.02×1023mol-1表示。(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间的关系:n=

。2.摩尔质量(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量。符号:M,常用单位:g·mol-1。当粒子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(或相对原子)质量。(2)物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系:n=

。3.气体摩尔体积(1)概念:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。常用单位为L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。(2)物质的量(n)、体积(V)与气体摩尔体积(Vm)之间的关系:Vm=V/n。(3)影响因素:气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。在标准状况(0℃、101kPa)下,Vm≈

22.4L·mol-1。注意:①标准状况下,气态物质才可以应用22.4L·mol-1计算其物质的量。②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,即与气体的种类无关。(1)概念:单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。(2)表达式:cB=

。(3)常用单位:mol·L-1或mol/L。(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、溶质质量分数均不变,但所含溶质的

质量、物质的量因体积不同而改变。4.物质的量浓度特别提醒1.“物质的量”是一个物理量的全称,是一个专有名词。物质的量不能计量宏观物质;表示物质的量时

应在“mol”后指明微观粒子的种类,不能用汉字笼统表示,如1molH2,不能表示为1mol氢。2.物质的摩尔质量是物质的固有属性,不随物质的状态及物质的量的多少而变化,取决于物质的组成。易错警示1.标准状况下任何气体的气体摩尔体积均约为22.4L·mol-1,非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4L

·mol-1,即1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况。2.若题中给出非标准状况下的气体,切勿直接判断为错误说法,气体的物质的量和质量与温度、压强无

关,可直接计算。特别提醒注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系,溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如0.1mol·L-1FeCl3溶液中Cl-浓度为0.3mol·L-1。1.阿伏加德罗定律及其推论(1)定律:同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同的分子数。(2)有关推论推论公式同温、同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比

=

同温、同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比

=

同温、同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比

=

推论公式同温、同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比

=

同温、同物质的量的气体,压强与体积成反比

=

续表2.气体摩尔质量的5种计算方法(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。(2)根据标准状况下气体的密度(ρg·L-1):M=22.4ρg/mol。(3)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·

。(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述算式仍然成立;还可以用下式计算:

=M1×a%+M2×b%+M3×c%+……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。3.物质的量浓度与溶质的质量分数(w)的换算溶质B的摩尔质量为Mg·mol-1,溶液的密度为ρg·mL-1,溶液的体积为VL,则cB=

=

mol·L-1。4.溶液稀释与混合的相关计算(1)浓溶液加水稀释溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。(2)含相同溶质的两溶液混合溶质的物质的量不变:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混);溶质的质量不变:m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)。勘破疑难阿伏加德罗定律及其推论可以利用理想气体状态方程进行推导,如:pV=nRT=

RT=

RT=

RT(R表示理想气体常数)→pM=ρRT。利用下面公式计算同一气体在不同条件下的关系:

=

知识拓展溶液混合后w的计算溶质相同、溶质质量分数(分别为a%、b%)不同的两溶液混合:①等质量混合混合后溶液中溶质的质量分数w=

(a%+b%)。②等体积混合a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大,如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液,等体积混合后溶质质量分数w>

(a%+b%)。b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小,如氨水,等体积混合后,溶质质量分数w<

(a%+b%)。典例1常温下,如图所示,抽去玻璃片,使两种气体充分反应后(整个过程中认为装置气密性良好),恢复

至原来的温度。已知:NH3+HCl

NH4Cl(固体)。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中错误的是

(

)AA.反应后瓶内压强是反应前的

B.装置中氢元素的总质量为0.42gC.抽出玻璃片之前,上下两个瓶中气体密度之比为73∶34D.反应结束后,两个集气瓶不容易分开思路点拨

首先要明确核心反应与气体物质的量的关系,然后结合阿伏加德罗定律分析选项。解析反应前气体总物质的量为0.12mol+0.1mol=0.22mol,0.1molNH3与0.1molHCl反应生成0.1mol

NH4Cl固体,剩余HCl的物质的量为0.12mol-0.1mol=0.02mol,剩余气体只有0.02molHCl,根据同温同

容条件下,

=

=

=

,A错误;氢元素来自NH3和HCl,0.1molNH3中含0.3molH,0.12molHCl中含0.12molH,氢元素的总质量为(0.3mol+0.12mol)×1g/mol=0.42g,B正确;同温同压下,气体密度之比

等于其摩尔质量之比,即

=

=

=

,C正确;该反应中气体体积减小,恢复至原来的温度,瓶内压强减小,反应结束后,两个集气瓶不容易分开,D正确。特别提醒该题目中NH3与HCl两种气体反应后生成NH4Cl固体,气体的量减少,恢复至原来的温度瓶内压强减

小。方法技巧

阿伏加德罗定律及其推论类试题解题步骤:1.找“相同”找出题干中有哪些相同的条件,再分析选项中的要求,明确需要用到哪些量。2.用“规律”利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同物理量之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。典例2

(1)常温下,欲配制密度为1.1g·mL-1、浓度为6mol·L-1的稀盐酸,在体积为100mL、密度为1.19g·mL-1、浓度为12mol·L-1的浓盐酸中需加蒸馏水_______mL。(2)将标准状况下体积为VL的HCl气体溶于1L水中,所得溶液的密度为ρg·mL-1,则该溶液中溶质的物质

的量浓度为_______________________。

101mol·L-1

思路点拨

(1)溶液稀释相关计算,要把握稀释前后的守恒关系;(2)计算溶质的物质的量浓度的关键是

从已知条件中找出溶质的物质的量和溶液的体积,然后根据cB=

求出溶质的物质的量浓度。解析

(1)设加蒸馏水xmL可配制成VmL6mol·L-1稀盐酸,则0.1L×12mol·L-1=6mol·L-1×V×10-3L,V=200。未说忽略溶液体积变化,则体积不能直接加和,可利用溶液质量守恒计算:200mL×1.1g·mL-1=100mL×1.19g·mL-1+xmL×1g·mL-1,解得x=101,即需加蒸馏水101mL。(2)n(HCl)=

mol,V(溶液)=

=

=