鲁科版高中化学必修一1.3化学中常用的物理量——物质的量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高中化学学习材料
金戈铁骑整理制作
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
(1)一个碳12原子中含6个质子、6个中子,6个电子;一个水分子中含2个氢原子、1个氧原子、10个质子、10个电子。
(2)钠在氯气中燃烧的化学方程式2Na +Cl 2=====点燃
2NaCl ,现象是黄色火焰,产生白烟。
氯气由氯分子构成,金属钠由钠原子构成,氯化钠由钠离子和氯离子构成,一个钠离子中含质子11个、电子10个。
一、物质的量及其单位——摩尔 1.物质的量
(1)概念:用0.012_kg_12C 中所含的原子数目作为标准来衡量其他微粒集体所含微粒数目多少的物理量,用n 表示。
(2)应用范围:微观粒子,如分子、原子、离子、质子、中子、电子等或一些特定组合。
(3)意义:把物质的宏观量和微观粒子的数量联系起来。
(4)单位:摩尔(mol)。
2.阿伏加德罗常数
(1)概念:0.012 kg 12C 所含的碳原子数为6.02×1023。
6.02×1023_mol -1
称为阿伏加德罗
常数,用N A 表示。
(2)单位:mol -
1。
3.物质的量(n )、阿伏加德罗常数(N A )与微粒数目(N )的关系 n =N N A 。
二、摩尔质量 1.概念
单位物质的量的物质所具有的质量,用M 表示,单位:g·mol -
1。
2.与物质的量的关系 n =m M。
3.与相对原子质量(或相对分子质量)的关系
质量以克为单位时,摩尔质量在数值上等于该微粒的相对原子质量(或相对分子质量)。
1.判断正误。
(1)1 mol 小米( ) (2)0.5 mol He( )
(3)1 mol H 2O 中含有1 mol H( )
(4)含有1 mol Na +
的Na 2SO 4的物质的量为1 mol( ) (5)1 mol 12C 中含有6 mol 电子( )
(6)0.5 mol CO 2表示二氧化碳分子的物质的量为0.5 摩尔( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
2.若a mol H 2SO 4中含有b 个氧原子,则阿伏加德罗常数可表示为________。
A :a /4b mol -
1
B :4b a mol -
1
C :a b
mol -
1
D :b 4a
mol -
1
分析:n (O)=b N A =4a mol ,得N A =b 4a mol -
1,故选D 。
答案:D
3.(1)试写出下列物质的摩尔质量:
Na :__________________ Cl 2:________________
SO2-4:________________Fe3+:________________
(2)计算:
①4 g NaOH的物质的量:________
②0.5 mol H2SO4的质量:________
③已知一个Cl2分子的质量为m g,N A表示阿伏加德罗常数,则M(Cl2)=________________
答案:(1)23 g·mol-171 g·mol-196 g·mol-1
56 g·mol-1
(2)①0.1 mol②49 g③m·N A g·mol-1
物质的量及单位
1.物质的量
(1)物质的量是一个专有名词,是一个完整的名称,在读、写时不能添加或删减,如不能说成“物质量”、“物质的质量”等。
(2)它的计量对象是微观粒子,如原子、分子、离子、电子、质子等,或是这些微粒的特定组合,但不能用来计量宏观物质,如不能说:“1 mol小米,1 mol锌粒”等。
2.物质的量的单位——摩尔
[特别提醒]
使用摩尔时必须指明物质微粒的名称、符号或化学式,如1 mol H表示1摩氢原子,1 mol H2表示1摩氢气分子(或表示1摩氢气),1 mol H+表示1摩氢离子。
但如果说“1 mol氢”就是错误的,因为氢是元素名称,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式。
[例1] 下列说法正确的是( )
A .摩尔是表示物质量的单位,每摩尔物质含有6.02×1023个分子
B .2H 既可表示2个氢原子,又可表示2 mol 氢原子
C .相同物质的量的CO 和CO 2所含的原子总数目之比为2∶3
D .相同质量的CO 和CO 2所含的原子总数目之比为1∶1
[解析] 摩尔是物质的量的单位,物质的量是一个专有名词,不能任意删减,并且每摩尔物质含有的微粒不一定只有分子,也可能是原子或离子,A 错;2H 只表示2个氢原子;B 错;相同质量的CO 和CO 2所含的原子总数目之比为22∶21,D 错。
[答案]
C
(1)使用摩尔时,必须指明微粒的种类。
如1 mol H 2中含有2 mol H 原子,含1 mol H 的H 2的物质的量为0.5 mol 。
(2)对特定的微粒具有“加合”性。
如1 mol CO 共含有2 mol 原子(其中含1 mol C 、1 mol O),1 mol SO 3中共含有4 mol 原子(其中含1 mol S 、3 mol O)。
物质的量、微粒个数、摩尔质量、物质的质量之间的关系
计算关系式(公式)
主要应用
注意事项
n =N N A
在n 、N 和N A 中,已知任意两项求第三项
求n 或N 时:概念性问题用N A ;数字性问题用6.02×1023 mol -
1
n =m M 在M 、n 和m 中,已知任意两项求第三项
M 的单位取g·mol
-1
时,m 的单位取g ;M 的单位取kg·mol
-1
时,m 的单位取kg
m ÷M ×M n ×N A ÷N A
N
在m 、M 、N A 和N 中,已知任意三项求第四项
与N 有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
[特别提醒]
(1)阿伏加德罗常数(N A )是一个准确数值,一般使用近似值6.02×1023,其单位是mol -
1。
(2)由于电子的质量很小,所以阴、阳离子的摩尔质量数值等于组成元素的各原子相对原子质量之和。
[例2] 下列有关阿伏加德罗常数(N A )的说法错误的是( ) A .32克O 2所含的原子数目为N A
B .0.5 mol H 2O 含有的原子数目为1.5N A ,含电子数为5N A
C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为N A
D.0.5N A个氯气分子的质量为35.5 g
[解析]A项,32 g O2的物质的量为1 mol,O2为双原子分子,含2 N A个原子,错误。
B项,H2O为三原子分子,0.5 mol H2O含原子数为0.5×3N A=1.5N A,电子数=0.5×10N A =5N A,正确。
C项,1 mol H2O含分子数为N A,正确。
D项,0.5N A个氯气分子物质的量为0.5 mol,其质量为0.5 mol ×71 g·mol-1=35.5 g,正确。
[答案] A
1.(对应考点一)下列说法正确的是()
A.物质的量是物质粒子的数量的简称
B.摩尔是用来描述物质所含微粒数目多少的基本物理量
C.我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D.1 mol H2中含2 mol电子
解析:物质的量是一个固定概念,专有名词,是用来描述微观粒子数量的物理量,不是物质的数量或质量,A错误;摩尔是物质的量的单位,不是物理量,B错误;含有6.02×1023个粒子的集合体不一定计量为1摩尔,如含6.02×1023个O的O2的物质的量为0.5 mol,C 错误。
每个H2分子中含有2个电子,故6.02×1023个H2分子中含有2×6.02×1023个电子,即1 mol H2中含有2 mol电子。
答案:D
2.(对应考点一、二)N A代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()
A.0.1 mol CH4所含的电子数为0.1 N A
B.46 g NO2含有的原子数为N A
C.N A个CO2和N A个CO的质量分别是44 g和28 g
D.0.1 mol H2SO4中含有的氢原子数为0.1 mol
解析:1 mol CH4中含10 mol电子,则0.1 mol CH4含N A个电子,A错误。
46 g NO2的物质的量是1 mol,含3N A个原子,B错误。
N A个CO2和N A个CO的物质的量都是1 mol,其质量分别是44 g和28 g,则C正确。
0.1 mol H2SO4中含有0.2 mol H原子,D错误。
答案:C
3.(对应考点一、二)用N A表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不.正确的是()
A.4.4 g CO2中含有0.2 N A个氧原子
B.3.9 g钾变为钾离子时失去电子数为0.1 N A
C.18 g H2O中所含的电子数为10 N A
D.35.5克Cl-中所含的质子数为18 N A
解析:A项,4.4 g CO2的物质的量为4.4 g÷44 g·mol-1=0.1 mol,其中含氧原子0.2 mol 即0.2 N A,正确。
B项:3.9 g钾的物质的量为3.9 g÷39 g·mol-1=0.1 mol,根据K―→K++e -,即1 mol K变为K+失去1 mol电子,则0.1 mol K变为K+时失去电子为0.1 mol,即0.1 N
A
,正确。
C项:18 g H2O的物质的量为18 g÷18 g·mol-1=1 mol,其中含电子数为10 N A,正确。
D项35.5克Cl-中含质子数为17 N A,错误。
答案:D
4.(对应考点二)设N A代表阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是()
A.2.3 g金属钠变成钠离子时失去的电子数目为0.2N A
B.2 g氢气所含原子数目为N A
C.17 g NH3所含的分子数为2N A
D.N A个氧分子和N A个氢分子的质量比等于16∶1
解析:A项中,2.3 g钠(即n=2.3 g
23 g·mol-1
=0.1 mol)变成Na+时,失电子的物质的量为
0.1 mol,即0.1N A;B项中,2 g氢气(即n=2 g
2 g·mol-1
=1 mol)所含原子的物质的量为2 mol,
即2N A;C项中,17 g氨气(即n=17 g
17 g·mol-1
=1 mol)所含分子的物质的量为1 mol,即N A;D项中N A个氧气分子(物质的量为1 mol,质量为32 g)和N A个氢气分子(物质的量为1 mol,质量为2 g)的质量比等于16∶1,D项正确。
答案:D
5.(热点题)根据所学知识填空(N A为表示阿伏加德罗常数):
(1)0.2 mol Cl2含有________ mol Cl。
(2)2.3 g Na中含有________个Na原子。
(3)1.5 mol H2O中,氢原子与氧原子个数之比为________,质量比为________。
(4)1.204×1022个CO2分子,含O的质量为________。
(5)1 mol OH-中含有________ mol质子,________ mol电子。
答案:(1)0.4(2)0.1 N A(3)2∶11∶8(4)0.64 g(5)910
(1)物质的量是衡量“微粒集体”的物理量,单位是摩尔(mol)。
(2)每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个分子约为6.02×1023个,微粒数目(N)与物质的量
(n)的关系是:n=N
N A。
(3)摩尔质量的单位是g·mol-1时,在数值上等于物质的相对分子(原子)质量。
物质的量
(n)与物质的质量(m)及摩尔质量(M)关系式是:n=m
M
一、选择题(本题包括5小题,每题4分,共20分)
1.下列说法正确的是()
A.摩尔是表示物质数量的单位
B.摩尔是表示物质多少的单位
C.摩尔是既能表示物质所含微粒数的数量,又能表示物质质量的具有双重意义的单位D.摩尔是巨大数目的微粒集合体,表示物质的量的国际单位
解析:物质的量是表示物质所含微粒数目多少的物理量,摩尔是物质的量的单位,1 mol 物质含有阿伏加德罗常数个微粒。
答案:D
2.与3.2克SO2所含的氧原子数相等的NO分子的质量为()
A.6.4克B.3.2克
C.4.6克D.3.0克
解析:3.2 g SO2的物质的量为n(SO2)=3.2 g
64 g·mol-1
=0.05 mol,n(O)=0.1 mol,两者所含氧原子数相等也即所含氧原子物质的量相等,含0.1 mol O的NO的物质的量为0.1 mol,m(NO)=3.0 g。
答案:D
3.[双选题]设N A代表阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是()
A.2.3 g钠离子所含电子数目为0.2N A
B.2 g氢气所含原子数目为N A
C.17 g NH3所含的电子数为10 N A
D.N A个氧分子和N A个氢分子的质量比等于16∶1
解析:1个Na+中含电子数目为10,则1 mol Na+中含电子数目为10 N A,2.3 g Na+的物质的量为0.1 mol,含电子数目为N A,A错误。
2 g H2的物质的量为1 mol,每摩尔H2中含2 mol H原子,数目为2N A,B错误。
1个NH3分子中含10个电子,17 g NH3的物质的量为
1 mol,含电子数目为10 N A,C正确。
N A个O2分子的质量为3
2 g,N A个H2分子的质量为
2 g,质量之比为16∶1,D正确。
答案:CD
4.下列各物质所含原子数由多到少的顺序是( )
①24 g 石墨 ②0.7 mol NH 3 ③4.6 g 钠 ④0.2 mol H 2SO 4 ⑤4 g He A .①③②④⑤ B .②①④⑤③ C .②④①⑤③
D .④⑤②①③
解析:石墨和He 、Na 都由单原子构成,各项中所含原子数分别是:①24 g
12 g·mol -1·
N A
=2 N A ,
②0.7×4 N A =2.8 N A ,③ 4.6g
23g·mol -1·
N A =0.2 N A , ④0.2×7N A =1.4 N A ,⑤ 4 g
4 g·mol -1·
N A =N A 。
答案:B
5.15 g A 和10.5 g B 完全反应,生成7.2 g C 、1.8 g D 和0.3 mol E ,则E 的摩尔质量为( )
A .100 g·mol -
1
B .27.5 g·mol -
1
C .55 g·mol -1
D .16.5 g·mol -
1
解析:根据质量守恒,E 的质量为(15+10.5)-(7.2+1.8)=16.5 g ,E 的物质的量为0.3 mol ,所以E 的摩尔质量为16.5 g 0.3 mol
=55 g·mol -
1。
答案:C
二、非选择题(本题包括3个小题,共30分)
6.(6分)3.2 g 某物质中含有1.204×1023个分子,则该物质的相对分子质量为________。
解析:相对分子质量在数值于上等于该物质的摩尔质量。
由题意可知该物质n =N
N A
=1.204×10236.02×1023
mol
-1=0.2 mol ,则M =m n =3.2 g 0.2 mol =16 g·mol -
1。
即相对分子质量为16。
答案:16
7.(10分)(1)1.5 mol NH 3的质量为________,其中含有________个氢原子。
(2)等质量的CO 2和CO 的碳原子数之比为________,氧原子数之比为________,含氧的质量之比为________。
解析:(1)m =n ×M =1.5 mol ×17 g·mol -
1=25.5 g
含N (H)=1.5×3×N A =4.5 N A 。
(2)M (CO)=28 g·mol -
1 M (CO 2)=44 g·mol -
1
设CO 2和CO 的质量都为m g ,则n (CO 2)∶n (CO)=m g 44 g·mol -1∶m g 28 g·mol -1
=7∶11,所
含原子数之比为(7×3)∶(11×2)=21∶22,氧原子个数之比为(7×2)∶11=14∶11,含氧的
质量之比为14∶11。
答案:(1)25.5 g 4.5 N A
(2)7∶1114∶11 14∶11
8.(14分)已知三种物质NaCl、MgCl2、AlCl3分别溶于水,若溶液中的钠、镁、铝三种元素的质量比为23∶16∶9,则①NaCl、MgCl2、AlCl3三种物质的物质的量之比为__________。
②其中所含Cl-物质的量之比为________,③若将三种溶液混合后n(Cl-)=1 mol,则三种溶质的质量为________。
解析:溶液钠、镁、铝三种元素的物质的量之比为n(Na)∶n(Mg)∶n(Al)=
23 g 23 g·mol-1∶
16 g
24 g·mol-1
∶
9 g
27 g·mol-1
=3∶2∶1,即n(NaCl)∶n(MgCl2)∶n(AlCl3)=3∶2∶1,
所含n(Cl-)之比为3∶(2×2)∶(1×3)=3∶4∶3,设:n(NaCl)=3a mol,n(MgCl2)=2a mol,n(AlCl3)=a mol,由题意可得:3a mol+2a mol×2+a mol×3=10a mol=1 mol,故a=0.1。
混合物质量m=0.3 mol×58.5 g·mol-1+0.2 mol×95 g·mol-1+0.1 mol×133.5 g·mol-1=49.9 g。
答案:①3∶2∶1②3∶4∶3③49.9 g
第2课时气体摩尔体积
(1)阿伏加德罗常数是指0.012 kg12C中所含的碳原子数,用N A表示,数值为6.02×1023。
(2)物质的摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,单位一般用g·mol-1,数值等于物质的相对分子质量,如M(H2O)=18_g·mol-1,M(SO2-4)=96_g·mol-1。
(3)1 mol液态水的体积小于(填“大于”或“小于”或“等于”)1 mol气态水的体积。
一、影响物质体积的主要因素
二、气体摩尔体积 1.概念
在一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,用V m 表示,单位:L·mol
-1
或m 3·mol -
1。
2.常用数值
标准状况下(0℃,101 kPa),气体摩尔体积约为22.4_L·mol -
1。
3.V m 、V 与n 之间的关系式 V m =V
n。
三、阿伏加德罗定律
同温同压下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子。
1.在指定的条件下,下列各物质的体积由大到小的顺序是________。
①1 mol CO 2气体(常温常压) ②1.5 mol O 2(常温、常压) ③56 g 铁块(常温常压)
④120℃,常压下,5 mol 水蒸气
分析:同温同压下的气体,微粒数目越多,所占体积越大。
微粒数目相同时,V 固体<V
气体。
答案:④②①③
2.①标准状况下,33.6升Cl 2的物质的量是________ mol,0.5 mol O 2所占体积是________
升;②标准状况下,含有1 mol Cl 2和1.5 mol O 2的混合气体所占体积是________升。
分析:①标准状况下,n =V (Cl 2)V m =33.6 L 22.4 L·mol -1
=1.5 mol ,V (O 2)=n ·V m =0.5 mol ×22.4 L·mol -
1=11.2 L
②同温同压下的混合气体体积等于各成分气体体积之和,所以V (混)=V (Cl 2)+V (O 2)=1 mol ×22.4 L·mol -
1+1.5 mol ×22.4 L·mol -
1=56 L
答案:①1.5 11.2 ②56
3.同温同压下,相等体积的H 2和O 2所含分子数比为________,原子数比为________,
物质的量比为________,质量比为________。
答案:1∶11∶11∶11∶16
阿伏加德罗定律
1.阿伏加德罗定律及推论
(1)定义: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分子。
(2)推论:
T、p相同N1
N2=
V1
V2同温同压下,气体的分子数与其体积成正比
T、V相同p1
p2=
N1
N2温度、体积相同的气体,压强与其分子数成正比
N、T相同p1
p2=
V2
V1分子数相等、温度相同的气体,压强与其体积成反比
T、p相同ρ1
ρ2=
M1
M2
同温同压下,气体的密度与其相对分子质量(实际是摩尔质量)
成正比
同T、p、V m1
m2=
M1
M2同温同压下,相同体积的任何气体的质量与其摩尔质量成正比
同T、V、m p1
p2=
M2
M1
同温、同体积下,相同质量的任何气体的压强与其摩尔质量成
反比
2.气体摩尔体积与阿伏加德罗定律的关系
标况准况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特定情况;二者关系如下:
温度压强气体体积气体所含分子数目
阿伏加德罗
定律
同温同压相同体积相同
1 mol气体0℃ 1.01×105 Pa 22.4 L 6.02×1023个
[特别提醒]
(1)气体摩尔体积受温度和压强的影响,不同条件下,气体摩尔体积可能不同。
如标准
状况下,V m =22.4 L·mol -
1,但不是标准状况下也可能存在V m =22.4 L·mol -
1。
(2)阿伏加德罗定律只适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
[例1] 以下说法中,正确的是( )
A .在标准状况下1 mol N 2的体积是22.4 L·mol -
1
B .在标准状况下H 2O 的摩尔体积约是22.4 L·mol -
1
C .同温同压下的两种气体,只要所含微粒数目相同,则所占体积一定相同
D .一定状况下,N 2的摩尔体积可能恰好为22.4 L·mol -
1
[解析] 标准状况下,1 mol N 2的体积是22.4 L ,A 错。
标况下,H 2O 是液态,摩尔体积远小于22.4 L·mol -
1,B 错。
同温同压下,分子数相等则体积相等,而微粒包括分子、原
子、质子、电子等,故C 错。
在非标准状况下,可能存在V m =22.4 L·mol -
1。
[答案] D
(1)同温同压,若等分子数则等体积,但等原子数不一定是等体积。
(2)标准状况下,气体V m =22.4 L·mol -
1,但气体V m =22.4 L·mol -
1,不一定是在标准状
况下。
气体体积与各物理量的转化关系
(1)气体的物质的量n =V
V m 。
(2)气体的质量m =n ·M =V
V m ·M 。
(3)气体的分子数目N =n ·N A =V
V m ·N A 。
(4)气体的摩尔质量:M =m n =ρV
n =ρ·V m ,
标准状况下,M (气)=22.4·ρ(ρ的单位是g·L -
1)。
[特别提醒]
(1)利用相对密度计算气体的摩尔质量,同温同压时,
M M 1=ρ
ρ1
=ρ(相对)。
(2)M (气)=m (气)
n (气),既适用于单一气体,也适用于混合气体,混合气体的平均摩尔质量M
=m (混)n (混)。
[例2] 下列说法正确的是( )
A .标准状况下,4.48 L CO 2气体中含原子数目为0.4 N A
B .标准状况下,3.36 L H 2和1.12 L CH 4混合后,气体的平均摩尔质量M =5.5 g·mol
-
1
C .常温常压下,8g H 2所含电子数为4 N A
D .同温同压下,相同体积的N 2和NO 气体所含分子数相同,但原子数不同。
[解析] 标准状况下,V (CO 2)=4.48 L ,则n (CO 2)= 4.48L 22.4 L·mol -1
=0.2 mol ,所含原子数
目N =0.2 mol ×3×N A =0.6 N A ,A 错误。
B 项中,混合气体的n (混)=3.36 L +1.12 L
22.4 L·mol -1=0.2 mol ,
m (混)=m (H 2)+m (CH 4)= 3.36 L 22.4 L·mol -1×2 g·mol -1+ 1.12 L 22.4 L·mol -1×16 g·
mol -
1=0.3 g +0.8 g =1.1 g ,则M =1.1 g 0.2 mol =5.5 g·mol -1,故B 正确。
C 项中电子数目N (e -
)=8g 2 g·mol -1×2×N A
=8 N A ,故错误,D 项中,分子数相同,原子数也相同,故错误。
[答案] B
(1)混合气体平均摩尔质量介于各成分气体摩尔质量之间。
(2)等温等压下,原子组成个数相等的分子气体,若等体积则等原子数。
1.(对应考点一)下列说法中,错误的是( ) A .1 mol 物质在标准状况下的体积不一定为22.4 L B .1 mol 任何气体在标准状况下的体积都约为22.4 L C .标准状况下,体积相同的气体分子数相等 D .气体摩尔体积约为22.4 L·mol -
1
解析:1 mol 固体或液体物质的体积在标准状况下不是22.4 L ;在标准状况下V m =22.4
L·mol-1,1 mol任何气体的体积都约为22.4 L;标准状况下,体积相同的气体物质的量相同,所含分子数相等。
答案:D
2.(对应考点一)同温同压下,等质量的下列气体所占有的体积最大的是()
A.O2B.CH4
C.CO2D.SO2
解析:同温同压下,气体的物质的量越大,所占体积则越大。
若等质量时,其摩尔质量越小,物质的量越大,所占体积就越大。
答案:B
3.(对应考点二)伦敦奥运会火炬燃烧的燃料主要成分是气体丙烷(分子式为C3H8)。
下列关于丙烷的说法中正确的是()
A.1 mol C3H8的气体体积为22.4 L
B.常温常压下,11.2 L C3H8的物质的量为0.5 mol
C.5 L C3H8和5 L CO2的质量相等
D.丙烷在标准状况下的密度为1.96 g·L-1
解析:A项缺条件;B项缺常温常压下V m,无法计算,C项缺条件,无法比较其物质
的量;由M=V mρ得ρ标=M
V m=
44 g·mol-1
22.4 L·mol-1
=1.96 g·L-1。
答案:D
4.(对应考点二)CO2和N2的混合气体对氢气的相对密度为20,则该混合气体的平均摩尔质量为()
A.20 g·mol-1B.30 g·mol-1
C.15 g·mol-1D.40 g·mol-1
解析:
M
M(H2)
=
ρ
ρ(H2)=20,则M=20×M(H2)=20×2 g·mol
-1=40 g·mol-1。
答案:D
5.(对应考点二)设N A代表阿伏加德罗常数的值,完成下列填空:
(1)1 mol CH4含原子个数为________;34 g H2O2所含分子数目和原子数目分别为________、________;
(2)标准状况下,0.5 N A个CO分子所占有的体积为________L。
(3)标准状况下,33.6 L H2和CH4的混合气体所含的分子数目为________。
解析:(1)每个CH4分子中含1个C原子和4个H原子,所以1 mol CH4含原子数目为
5N A。
每个H2O2分子中含2个H原子和2个O原子,m(H2O2)=34 g即n(H2O2)=34 g
34 g·mol-1=1 mol,故含分子数为N A,含原子数为4 N A。
(2)标准状况下,CO 为气体,0.5 N A 个CO 分子物质的量为0.5 mol ,所占体积为11.2 L 。
(3)标准状况下:V m =22.4 L·mol -1,则N 分子=V V m ·N A =33.6 L 22.4 L·mol -1N A =1.5 N A 答案:(1)5N A N A 4N A (2)11.2 (3)1.5 N A
(1)每摩尔气体在不同的温度和压强下所占的体积不同,标准状况下,V m =22.4 L·mol -
1。
标准状况下,气体的体积(V )与其物质的量(n )关系式为V =n ·V m
(2)阿伏加德罗定律⎩
⎪⎪
⎨⎪⎪⎧
内容:同温同压下,相同体积的任何气体都
含有相同数目的分子。
推论:⎩⎪⎨⎪⎧ T 、p 相同时n
1n 2
=V 1
V 2,ρ1ρ2=M 1M
2
T 、V 相同时,p 1p 2
=n
1n 2T 、P 、V 相同时,m 1
m 2
=M 1M 2
一、选择题(本题包括5小题,每题4分,共20分) 1.下列叙述正确的是( )
A .一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定
B .一定温度、压强下,气体体积由气体的物质的量的多少决定
C .气体摩尔体积是指1 mol 任何气体所占的体积为22.4 L
D .不同的气体,若体积相等,则它们所含的分子数一定相等
解析:在一定温度和压强下,气体体积由气体的物质的量多少决定,A 错,B 正确。
气体摩尔体积是描述在一定温度和压强下单位物质的量的气体所占的体积,而在标准状况下V m =22.4 L·mol -
1,故C 错。
不同的气体,只有在同温同压下,同体积才等分子数,故D 错。
答案:B
2.[双选题]下列说法正确的是( ) A .32 g O 2占有的体积约为22.4 L B .22.4 L N 2含有阿伏加德罗常数个氮分子
C .22 g CO 2与标准状况下11.2 L HCl 含有相同的分子数
D .质量相同的N 2和CO ,在同温同压下所占气体体积相同
解析:32 g O 2在标准状况下所占体积约为22.4 L ,A 错误;标准状况下,22.4 L N 2为1 mol ,含有阿伏加德常数个N 2分子,B 错误;22 g CO 2的物质的量为0.5 mol ,含分子数目
为0.5 N A,标准状况下11.2 L HCl的物质的量为0.5 mol,含HCl分子数目为0.5 N A,C正确;因M(N2)=M(CO),等质量的N2和CO,物质的量相等,在同温同压下所占气体体积相同,D正确。
答案:CD
3.[双选题]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与O3的质量相等
C.两种气体的分子数相等
D.两种气体的氧原子数相等
解析:等温、等体积、等密度的O2和O3,ρ=m
V,故m(O2)=m(O3),因M=
m
n,故
n(O2)≠n(O3),则压强不相等,所含分子数不等,但所含原子数一定相等。
答案:BD
4.在标准状况下,与32 g O2的体积相等的N2()
A.质量为14 g B.分子数为6.02×1024
C.体积为22.4 L D.物质的量为2 mol
解析:n(O2)=32 g
32 g·mol-1
=1 mol,V(O2)=22.4 L,
因此n(N2)=1 mol,m(N2)=28 g,
N(N2)=6.02×1023,V(N2)=22.4 L。
答案:C
5.下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是()
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H4和C2H6
D.同压强、同体积的N2O和CO2
解析:A项N2和CO摩尔质量相同,质量相同时,物质的量相同,分子数相同,所含原子数也相同;B项同温、同体积而压强不同时,H2和N2的物质的量不同,原子数也不同;C项同体积、同密度时两种气体的质量相同,但摩尔质量不同,分子数不同,原子数也不同;D项当同压、同体积时,其温度和物质的量不一定相同,则原子个数不一定相同。
答案:A
二、非选择题(本题包括3个小题,共30分)
6.(10分)在标准状况下,5.6 L氢气、33 g二氧化碳和0.5 mol氯气。
(1)其中物质的量最大的是________,质量最小的是__________;
(2)物质所含分子数目最多的是__________,所含原子数目最多的是____________; (3)物质所占体积最大的是__________,这三种气体的体积比为________________。
解析:H 2:n (H 2)= 5.6 L
22.4 L·mol -1=0.25 mol ,
m (H 2)=0.25 mol ×2 g·mol -
1=0.5 g ,
含分子数0.25 N A ,原子数0.5 N A 。
CO 2:n (CO 2)=33 g
44 g·mol -1=0.75 mol ,
V (CO 2)=0.75 mol ×22.4 L·mol -
1=16.8 L ,
N (CO 2)=0.75 N A ,N (原子)=3×0.75 N A =2.25 N A 。
Cl 2:V (Cl 2)=0.5 mol ×22.4 L·mol -
1=11.2 L ,
N (Cl 2)=0.5 N A ,N (原子)=N A , m (Cl 2)=0.5 mol ×71 g·mol -
1=35.5 g 。
答案:(1)CO 2 H 2 (2)CO 2 CO 2 (3)CO 2
V (H 2)∶V (CO 2)∶V (Cl 2)=1∶3∶2
7.(10分)某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol -
1,该气体的质量为m g ,
阿伏加德罗常数为N A ,则:
(1)该气体在标准状况下的体积为________ L ; (2)该气体在标准状况下的密度为________ g·L -
1;
(3)该气体所含的原子总数为________个; (4)该气体的一个分子的质量为________ g 。
解析:气体的物质的量为n =
m g M g·mol
-1=m M mol ,在标准状况下,V m =22.4 L·mol -
1,V =n ·V m =m M mol·22.4 L·mol -1=22.4 m M L ;标准状况下,ρ=M V m =M g·mol -
122.4 L·mol -1=M 22.4 g·L -
1;气体中含有原子数为m M mol ×2×N A =2mN A M ;一个分子的质量为:m g m M
·N A =M N A
g 。
答案:(1)22.4 m M (2)M 22.4 (3)2mN A M (4)M
N A
8.(10分)(1)在标准状况下,CO 和CO 2混合气体的质量为36 g ,体积为22.4 L ,则CO 所占的体积为________L ,质量为________ g ,CO 2的分子数为________个。
(2)在一定温度和压强下,1体积X 2(g)和3体积Y 2(g)化合生成2体积的一种气态化合物,则该化合物的分子式为________。
A .XY 3
B .XY
C .X 3Y
D .X 2Y 3
解析:(1)⎩
⎪⎨⎪⎧
n (CO )+n (CO 2)=1
28n (CO )+44n (CO 2)=36
解得:n (CO)=n (CO 2)=0.5 mol 。
V (CO)=0.5 mol ×22.4 L·mol -
1=11.2 L 。
m (CO)=0.5 mol ×28 g·mol -
1=14 g 。
N (CO 2)=0.5 N A 。
(2)等温等压时,气体体积之比等于其物质的量之比,也等于其分子数目之比。
反应方程式可表示为X 2(g)+3Y 2(g)===2X a Y b (g)。
由原子守恒可知a =1,b =3,即产物化学式为XY 3。
答案:(1)11.2 14 0.5 N A (2)A
第3课时 物质的量浓度
(1)在标准状况下,V m =22.4_L·mol -
1。
(2)在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
(3)溶液中溶质的质量分数=
溶质的质量
溶液的质量
×100%。
(4)已知硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝三种固体中,含SO 2-
4的物质的量相同,则n (Na 2SO 4)∶n (MgSO 4)∶n [Al 2(SO 4)3]=3∶3∶1。
一、物质的量浓度 1.概念
以单位体积溶液中所含溶质B 的物质的量来表示溶液组成的物理量。
符号:c B 。
2.单位 mol·L
-1
或mol·m -
3。
3.计算式
c B =n B V。
二、一定物质的量浓度溶液的配制
以配制100 mL 、1.00 mol·L -
1 NaCl 溶液为例:
1.主要仪器
托盘天平、量筒、烧杯、100_mL_容量瓶、玻璃棒、胶头滴管等。
2.主要步骤
(1)计算、(2)称量、(3)溶解、(4)移液、(5)定容、 (6)摇匀。
三、从物质的量角度认识化学反应 2Na +Cl 2=====点燃
2NaCl 化学计量数 2 1 2 物质的量 2 mol 1 mol 2 mol
1.①在稀H 2SO 4中,若c (H 2SO 4)=0.2 mol·L -
1,则c (H +
)=________ mol·L -
1,c (SO 2-
4)
=________ mol·L -
1。
②在Al 2(SO 4)3溶液中,若c (SO 2-
4)=0.3 mol·
L -
1,则c (Al 3+
)=________ mol·L -
1,c [Al 2(SO 4)3]=________ mol·L -
1。
答案:①0.4 0.2 ②0.2 0.1
2.某溶液的密度为ρ g·cm -
3,溶质的质量分数为w ,溶质的摩尔质量为M g·mol -
1,则
溶质物质的量浓度是________ mol·L -
1。
分析:任取溶液体积V L ,含溶质的物质的量n =m M =1000V ×ρ×w M ,故溶质的物质的
量浓度c =n V =1000V ×ρ×w MV =1000ρw
M。
答案:1000 ρw M
3.将1 mol NaCl 加到1 L 水中,得到的NaCl 溶液的浓度是1 mol·L
-1
吗?
分析:1 L 水是溶剂的体积而不是溶液体积,应该先根据溶液密度求出溶液的体积,才能得出结论。
答案:不是。
4.在配制溶液过程中,玻璃棒的作用是①________,加速溶质溶解,②________。
答案:①搅拌 ②引流
5.H 2(g)+Cl 2(g)=====点燃
2HCl(g),在标准状况下,1 mol H 2恰好与22.4 升Cl 2反应生成________升HCl 。
答案:44.8
一定物质的量浓度溶液的配制和误差分析
1.配制步骤
以上具体操作步骤及使用仪器如图所示:
[特别提醒] (1)容量瓶的构造:
(2)使用容量瓶注意事项:
①使用前要检漏;②不能溶解固体;③不能稀释浓溶液;④不能加热;⑤不能作反应容器;⑥不能长期贮存溶液。
2.误差分析
浓度误差判断依据:c B =n B V =m B
M B ·V。
可能引起误差的一些操作
因变量
对浓度的影
响 m
V 称量过程误差
分析 称量时间过长 减小 - 偏低 称NaOH 时用滤纸 减小 - 偏低 配制过程误差
分析
移液前容量瓶内有少量水 不变 不变 无影响 向容量瓶转移液体时有
减小
-
偏低
少量液体流出 未洗涤烧杯和玻璃棒 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 定容时俯视读刻度 - 减小 偏高 定容时仰视读刻度
-
增大
偏低
[特别提醒]
(1)仰视和俯视刻度线图解:
(2)由于NaOH 固体易潮解吸水,故称量时不能用滤纸,应放在小烧杯中称量。
(3)未冷却的NaOH 溶液转移至容量瓶中,由于热的NaOH 溶液体积膨胀,使最终加水的体积偏小,所配溶液浓度偏高。
[例1] 实验室用固体烧碱配制500 mL 0.10 mol·L
-1
的NaOH 溶液。
(1)配制过程中,不需要使用的仪器是(填写代号)________。
A .烧杯
B .量筒
C .玻璃棒
D .1 000 mL 容量瓶
E .锥形瓶
F .胶头滴管
G .500 mL 容量瓶
(2)需称量________ g 的烧碱固体;固体应放在________中称量。
(3)根据实验的实际需要和(1)中列出的仪器判断,完成实验还缺少的仪器是__________。
(4)在定容的过程中,完成定容操作后期加入少量水的做法是______________________。
(5)下列操作所配溶液浓度是“偏高”、“偏低”还是“无影响”。
①NaOH 固体贮存时间过长变质。
___________________________________________。
②移液前,容量瓶中有少量蒸馏水。
____________________________________________。
③移液前,容量瓶用0.1 mol·L -
1 NaOH 溶液洗涤。
________________________________________________________________________。
④移液后,烧杯和玻璃棒未洗涤。
____________________________________________。
⑤定容时俯视容量瓶刻度线。
_______________________________________________。
[解析] m (NaOH)=500 mL ×0.1 mol·L -
1×40 g·mol -
1=2.0 g
(5)依据c (NaOH)=n (NaOH )V (溶液)=m (NaOH )M (NaOH )·V (溶液)
进行判断。