第二講 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1、.第二講 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用一、復(fù)習(xí)回憶1.復(fù)習(xí)物質(zhì)的量的概念、物質(zhì)的量的表示和物質(zhì)的量的相關(guān)計(jì)算；2.復(fù)習(xí)物質(zhì)的聚集狀態(tài)、氣體摩爾體積。二、知識(shí)梳理考點(diǎn)1： 物質(zhì)的量物質(zhì)的量是一個(gè)物理量，是國(guó)際單位制中的7個(gè)根本的物理量之一。表示含有一定數(shù)目粒子的集合體，符號(hào)為n。它能將宏觀可稱量的物質(zhì)與微觀粒子聯(lián)絡(luò)起來(lái)。注意：物質(zhì)的量物質(zhì)的質(zhì)量1概念中的粒子指原子、離子、分子、原子團(tuán)、電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，不指宏觀粒子。2“物質(zhì)的量是一個(gè)物理量，這四個(gè)字是一個(gè)整體概念，不能拆開、也不能添字。如：不能說(shuō)成“物質(zhì)量或“物質(zhì)的質(zhì)量等，否那么就改變了原有的意義?？键c(diǎn)2： 摩爾摩爾是“物質(zhì)的量的單位，簡(jiǎn)稱

2、摩，用mol表示。如同“米是“長(zhǎng)度的單位一樣。 以摩爾為單位度量的對(duì)象是微觀粒子，如原子、分子、離子、中子、質(zhì)子、電子，也可以是這些離子的特定組合，如構(gòu)成NaCl晶體含1molNa+和1molCl。不能使用摩爾度量宏觀物質(zhì)，如“1摩爾蘋果的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。使用摩爾時(shí)必須指明“微粒的名稱或符號(hào)或化學(xué)式等詳細(xì)組合。而不能直接用元素名稱表示。一般用“數(shù)量+單位+粒子來(lái)表示詳細(xì)微粒的物質(zhì)的量。例如說(shuō)“1mol氫，是指1mol氫原子還是指1mol氫分子，含義就不明確，應(yīng)說(shuō)“1molH2或“1molH?？键c(diǎn)3： 阿伏伽德羅常數(shù)國(guó)際上規(guī)定，1mol粒子集合體所含有的粒子數(shù)與0.012kg12C中所含的碳原子數(shù)

3、一樣，約為6.02×1023，把1mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù)，符號(hào)為NA，通常用6.02×1023mol1表示。1物質(zhì)的量n，阿伏伽德羅常數(shù)NA與粒子數(shù)N之間的關(guān)系為：n=N/NA2物質(zhì)的量一樣的任何物質(zhì)所含粒子的數(shù)目一樣，同樣，含有一樣粒子數(shù)目的物質(zhì)其物質(zhì)的量也一樣。注意：阿伏伽德羅常數(shù)有單位，其單位是mol1。阿伏伽德羅常數(shù)的準(zhǔn)確值是0.012kg12C中所含的碳原子數(shù)目，近似值是6.02×1023mol1。 NA數(shù)值宏大，應(yīng)用于宏觀物質(zhì)沒有實(shí)際意義，只適用于微觀粒子。我們把含有6.02×1023個(gè)粒子的任何粒子集合體都稱為1mol。

4、NA=6.02×1023mol1例：1.5molH2O含有多少個(gè)H2O分子？ N=n·NA，故1.5molH2O含有的水分子數(shù)目NH2O=1.5mol×6.02×1023mol1 =9.03×1023考點(diǎn)4： 摩爾質(zhì)量1概念：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量，符號(hào)為M，單位為g·mol12物質(zhì)的量n、物質(zhì)的質(zhì)量m與物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M之間的關(guān)系為：n=m/M。注意：任何微粒的摩爾質(zhì)量，以g.mol1為單位時(shí)，它在數(shù)值上等于其相對(duì)分子質(zhì)量或相對(duì)原子質(zhì)量，但二者的單位不同，在計(jì)算或使用時(shí)要注意區(qū)分。如氫氣的相對(duì)分子質(zhì)量是2，那么其摩

5、爾質(zhì)量是2 g·mol1。對(duì)詳細(xì)的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，摩爾質(zhì)量都是常數(shù)，不隨物質(zhì)的量的多少而改變，也不隨物質(zhì)聚集狀態(tài)的改變而改變?？键c(diǎn)5： 影響體積大小的因素1.決定物質(zhì)體積大小的因素：物質(zhì)微粒數(shù)的多少；物質(zhì)微粒本身的大??；物質(zhì)微粒間間隔 的大小。2.決定氣體體積大小的因素：氣體分子間平均間隔 比分子直徑大得多，因此，當(dāng)氣體的物質(zhì)的量或微粒數(shù)一定時(shí)，決定氣體體積大小的主要因素是微粒間平均間隔 的大小。3.影響氣體分子間平均間隔 大小的因素：溫度和壓強(qiáng)。溫度越高，體積越大。壓強(qiáng)越大，體積越小。當(dāng)溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體分子間的平均間隔 大小幾乎是一定值，故微粒數(shù)一定時(shí)，其體積是一定的。注意：一樣物

6、質(zhì)的量的同種物質(zhì)所占的體積一般是：固體液體氣體；一樣條件下，一樣物質(zhì)的量的任何氣體體積幾乎相等，而一樣物質(zhì)的量的不同固體或液體體積卻不相等因固體、液體物質(zhì)的微粒間間隔很小，體積大小主要取決于微粒本身的大小。考點(diǎn)6： 氣體摩爾體積1.概念：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。符號(hào)為Vm，常用單位為L(zhǎng)·mol1和m3·mol1。2.物質(zhì)的量n、氣體體積V和氣體摩爾體積Vm的關(guān)系為：Vm=V/n。3.氣體摩爾體積與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的摩爾體積約為22.4 L·mol1。如：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，44.8LO2的物質(zhì)的量為2mol，1.5molCl2的體積

7、為33.6L。注意：氣體摩爾體積研究的對(duì)象是氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體，不適用于固體和液體。在一樣的溫度和壓強(qiáng)下，1mol任何氣體所占的體積在數(shù)值上近似相等。氣體摩爾體積受溫度和壓強(qiáng)的影響，不同條件下，氣體的摩爾體積可能不同，因此在使用時(shí)要指明溫度和壓強(qiáng)。非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Vm也可能是22.4 L·mol1比方溫度高于0，壓強(qiáng)大于101kPa考點(diǎn)7： 阿伏伽德羅定論及其推論1.阿伏伽德羅定律：在一樣的溫度和壓強(qiáng)下，一樣體積的任何氣體都含有一樣的粒子數(shù)目。注意：1阿伏伽德羅定律僅適用于氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體。2阿伏伽德羅定律的條件是3個(gè)“同，只有在同溫、同壓、同

8、體積的條件下，才有分子數(shù)相等這一結(jié)論。2.阿伏伽德羅定律推論：1同溫、同壓下，氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，即V1/V2=n1/n2。2同溫、同體積下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，即P1/P2= n1/n2。3同溫、同壓下，任何氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比，即1/2=M1/M2。4同溫、同壓下，一樣體積的任何體積的質(zhì)量比等于其摩爾質(zhì)量之比，即m1/m2= M1/M2。5同溫、同壓下，一樣質(zhì)量的任何氣體，體積之比等于其摩爾質(zhì)量的反比，即V1/V2= M2/M1。考點(diǎn)8：以物質(zhì)的量為中心的綜合計(jì)算物質(zhì)的量與阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等之間的關(guān)系。三、例題精講

9、【根底】1.假設(shè)某原子的摩爾質(zhì)量是g·mol1，那么一個(gè)該原子的真本質(zhì)量是Ag Bg Cg Dg【答案】C【解析】摩爾質(zhì)量指的是1摩爾物質(zhì)的質(zhì)量，即6.02×1023個(gè)粒子的質(zhì)量，因此一個(gè)該原子的真本質(zhì)量可用g表示。2.判斷以下物質(zhì)與22.4L的大小關(guān)系填“或“1常壓下，25時(shí)1molNH3 22.4L217g液氨 22.4L3標(biāo)準(zhǔn)狀況下44gCO2 22.4L40，202kPa時(shí)2gH2 22.4L 【答案】1；2；3；4?！窘馕觥?在0101KP時(shí)，氣體摩爾體積為22.4L/mol，壓強(qiáng)不變，升高溫度，氣體摩爾體積的數(shù)值增大，故常壓下，25時(shí)1molNH3的體積大于22

10、.4L，故答案為：；2液氨是液態(tài)，17g液氨的物質(zhì)的量為1mol，在液態(tài)時(shí)，其體積一定小于22.4L，故答案為：；344g二氧化碳的物質(zhì)的量為1mol，而標(biāo)況下，氣體摩爾體積為22.4L/mol，故1mol二氧化碳的體積VnVm1mol×22.4L/mol22.4L，故答案為：；42g氫氣的物質(zhì)的量為1mol在0101KP時(shí)，氣體摩爾體積為22.4L/mol，溫度不變，增大壓強(qiáng)，氣體摩爾體積的數(shù)值減小，故0，202kPa時(shí)2gH2的體積小于22.4L，故答案為：。3.某非金屬單質(zhì)A和氧氣發(fā)生化合反響生成B。B為氣體，其體積是反響掉氧氣體積的兩倍同溫同壓。以下對(duì)B分子組成的推測(cè)一定正確

11、的選項(xiàng)是A有1個(gè)氧原子 B有2個(gè)氧原子C有1個(gè)A原子 D有2個(gè)A原子【答案】A【解析】由阿伏加德羅定律知，nB2nO2，根據(jù)氧原子守恒知，一個(gè)B分子中只含有一個(gè)氧原子?！痉€(wěn)固】1.如圖兩瓶體積相等的氣體，在同溫、同壓下瓶?jī)?nèi)氣體的關(guān)系一定正確的選項(xiàng)是A原子數(shù)相等 B密度相等C質(zhì)量相等 D摩爾質(zhì)量相等【答案】A 【解析】由同溫、同壓可得Vm一樣，再由公式n可得兩瓶?jī)?nèi)分子的物質(zhì)的量一樣，又都是雙原子分子，所以原子的物質(zhì)的量一樣，由個(gè)數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比可得兩瓶?jī)?nèi)分子所含原子數(shù)一樣，A項(xiàng)正確；兩瓶?jī)?nèi)分子的物質(zhì)的量相等，由mnM，M不一定相等，故m不一定相等，同時(shí)由也可得不一定相等。2.在100 mL

12、的溶液中溶有0.1 mol NaCl和0.1 mol MgCl2，此溶液中Cl的物質(zhì)的量濃度為A3 mol/L B2 mol/LC0.3 mol/L D0.2 mol/L【答案】 A【解析】溶液中Cl的濃度為：cCl3 mol/L，A正確。3.將標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為的a L HClg溶于1 000 g水中，得到鹽酸的密度為b g/cm3，那么該鹽酸的物質(zhì)的量濃度是A. mol/L B. mol/LC. mol/L D. mol/L【答案】 D【解析】根據(jù)c mol/L?！具M(jìn)步】1.300 mL某濃度的NaOH溶液中含有60 g溶質(zhì)，現(xiàn)欲配制1 mol·L1NaOH溶液，應(yīng)取原溶液與蒸餾水

13、的體積比約為假設(shè)溶液的體積具有加和性A14 B15C21 D23【答案】 A【解析】首先由定義可求出原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為：c原60 g÷40 g·mol1÷0.3 L5 mol·L1。再根據(jù)守恒原理，即稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變，可得：c原×V原c后×V原 V水，即：5 mol·L1×V原1 mol·L1V原V水，解得：V原V水14。2.在體積一樣的兩個(gè)密閉容器中分別充滿O2、O3氣體，當(dāng)這兩個(gè)容器內(nèi)氣體的溫度和密度相等時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A兩種氣體的壓強(qiáng)相等BO2比O3質(zhì)量小C兩種氣體

14、的分子數(shù)目相等D兩種氣體的氧原子數(shù)目相等【答案】 D【解析】?jī)扇萜鲀?nèi)的氣體體積、密度一樣，由mV可知mO2mO3，根據(jù)n可知nO2>nO3，同溫同體積時(shí)，氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量成正比，即，故pO2>pO3，A、B錯(cuò)誤；氣體的分子數(shù)與氣體的物質(zhì)的量成正比，那么NO2>NO3，C錯(cuò)誤；因?yàn)镺2和O3都由氧原子組成，二者質(zhì)量相等，那么兩種氣體的氧原子數(shù)目一樣，D正確。3.如以下圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù)，試根據(jù)標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù)答復(fù)以下問(wèn)題：1該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為_ mol/L。2取用任意體積的該鹽酸溶液時(shí)，以下物理量中不隨所取體積的多少而變化的是_。A

15、溶液中HCl的物質(zhì)的量B溶液的濃度C溶液中Cl的數(shù)目 D溶液的密度3某學(xué)生欲用上述濃鹽酸和蒸餾水配制500 mL物質(zhì)的量濃度為0.400 mol/L的稀鹽酸。該學(xué)生需要量取_mL上述濃鹽酸進(jìn)展配制。4假設(shè)該同學(xué)成功配制 了0.400 mol/L的鹽酸，他又用該鹽酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液，那么該同學(xué)需取_ mL鹽酸。假設(shè)該同學(xué)用新配制的鹽酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)比中所求體積偏小，那么可能的原因是_。A濃鹽酸揮發(fā)，濃度缺乏B配制溶液時(shí)，未洗滌燒杯C配制溶液時(shí)，俯視容量瓶刻度線D加水時(shí)超過(guò)刻度線，用膠頭滴管吸出【答案】 111.92B、D316.8425C【

16、解析】 1cHCl11.9 mol/L；2溶液的濃度和密度不隨所取量的多少而變化；3根據(jù)c濃×V濃c稀×V稀，那么所取濃鹽酸的體積V濃16.8 mL。4根據(jù)反響NaOHHCl=NaClH2O知nHClnNaOH0.01 mol，那么VHCl0.025 L。比所求鹽酸體積偏小，說(shuō)明所配鹽酸溶液濃度比0.400 mol/L大，應(yīng)選C。四、課堂練習(xí)【根底】1.以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A1 mol任何物質(zhì)都含有6.02×1023個(gè)分子B1 mol Ne中含有約6.02×1024個(gè)電子C1 mol水中含2 mol氫和1 mol氧D摩爾是化學(xué)上常用的一個(gè)物理量【答案】

17、B【解析】有些物質(zhì)是由離子或原子構(gòu)成的，故A錯(cuò)；使用摩爾表示物質(zhì)的量時(shí)，應(yīng)用化學(xué)式說(shuō)明粒子的種類，故C錯(cuò)；摩爾是物質(zhì)的量的單位，而不是物理量，故D錯(cuò)。2.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是ANaOH的摩爾質(zhì)量為40 gB1 mol O2的質(zhì)量與它的相對(duì)分子質(zhì)量相等C1 mol OH的質(zhì)量為17 g·mol1D氖氣的摩爾質(zhì)量單位g·mol1在數(shù)值上等于它的相對(duì)原子質(zhì)量【答案】D【解析】A錯(cuò)，摩爾質(zhì)量的單位是g·mol1；B錯(cuò)，1 mol O2的質(zhì)量以g為單位時(shí)在數(shù)值上與它的相對(duì)分子質(zhì)量相等；C錯(cuò)，質(zhì)量的單位是g；D是對(duì)的，要注意氖氣是單原子分子氣體。3.判斷正誤，正確的劃“，錯(cuò)誤

18、的劃“×10.5 mol O3與11.2 L O2所含的分子數(shù)一定相等 21.00 mol NaCl中含有6.02×1023個(gè)NaCl分子 31.00 mol NaCl中，所有Na的最外層電子總數(shù)為8×6.02×1023 【答案】×× 【解析】1沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，11.2 L不一定為0.5 mol。2氯化鈉中不存在NaCl分子。3因?yàn)镹a最外層有8個(gè)電子，所以1.00 mol Na中含有8×6.02×1023個(gè)最外層電子。【穩(wěn)固】1.在一樣溫度下，一樣質(zhì)量的以下氣體分別通入一樣容積的密閉容器中，容器內(nèi)的壓強(qiáng)最小的是

19、A二氧化碳 B氯氣C氫氣 D二氧化氮【答案】B【解析】一樣溫度、一樣體積的氣體，n，m一樣時(shí)，M越大，n越小。 2.最近材料科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了首例帶結(jié)晶水的晶體在5 K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報(bào)道，該晶體的化學(xué)式為Na0.35CoO2·1.3H2O。假設(shè)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，試計(jì)算12.2 g該晶體中含氧原子數(shù)_，氫原子的物質(zhì)的量_mol?！敬鸢浮?.33NA0.26【解析】晶體的摩爾質(zhì)量為122 g·mol1，n0.1 mol，故氧原子數(shù)目0.1×21.3NA0.33NA，nH0.1 mol×1.3×20.26 mol。3.某氯原子的質(zhì)量是a g,1

20、2C原子的質(zhì)量是b g，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是該氯原子的相對(duì)原子質(zhì)量為12a/bm g該氯原子的物質(zhì)的量為m/aNAmol該氯原子的摩爾質(zhì)量是aNA g a g該氯原子所含的電子數(shù)為17 molA B C D【答案】C【解析】中摩爾質(zhì)量的單位錯(cuò)誤；由于該氯原子的質(zhì)量是a g，故a g該氯原子所含的電子數(shù)為17，錯(cuò)。 【進(jìn)步】1.由阿伏加德羅常數(shù)和一個(gè)水分子的質(zhì)量、一個(gè)水分子的體積，不能確定的物理量有A1摩爾水的質(zhì)量 B1摩爾水蒸氣的質(zhì)量 C1摩爾水的體積 D1摩爾水蒸氣的體積【答案】D【解析】1 mol水與1 mol水蒸氣質(zhì)量一樣，可由一個(gè)水分子的質(zhì)量乘以阿伏加德

21、羅常數(shù)NA計(jì)算得出，一個(gè)水分子的體積，乘以阿伏加德羅常數(shù)即得1 mol 水的體積；水蒸氣的體積與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，故1 mol水蒸氣的體積不能確定。2.某氯原子的質(zhì)量是a g，12C原子的質(zhì)量是b g，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是該氯原子的相對(duì)原子質(zhì)量為m g該氯原子的物質(zhì)的量為 mol該氯原子的摩爾質(zhì)量是aNA ga g該氯原子所含的電子為17 molA B C D【答案】C【解析】中摩爾質(zhì)量的單位錯(cuò)誤；由于該氯原子的質(zhì)量是a g，故a g該氯原子所含的電子數(shù)為17個(gè)，錯(cuò)。3.同溫同壓下，a g甲氣體和2a g乙氣體所占體積之比為12，根據(jù)阿伏加德羅定律判斷，以下表達(dá)不

22、正確的選項(xiàng)是A同溫同壓下甲和乙的密度之比為11B甲與乙的相對(duì)分子質(zhì)量之比為11C同溫同體積下等質(zhì)量的甲和乙的壓強(qiáng)之比為11D等質(zhì)量的甲和乙中的原子數(shù)之比為11【答案】D【解析】同溫同壓下，氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比，推知12，M甲M乙，根據(jù)密度公式，氣體的密度等于質(zhì)量除以體積，在同溫同壓下甲、乙密度之比為11，A項(xiàng)正確；甲、乙的相對(duì)分子質(zhì)量相等，B項(xiàng)正確；同溫同體積下，氣體的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比，等質(zhì)量的甲、乙氣體的物質(zhì)的量相等，所以壓強(qiáng)也相等，C項(xiàng)正確；相對(duì)分子質(zhì)量相等、質(zhì)量相等，甲乙分子數(shù)相等，但是甲、乙分子的組成不確定，可能為單原子分子、雙原子分子、三原子分子或多原子分子，原子數(shù)不一定

23、相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。五、課后作業(yè)【根底】1.以下關(guān)于物質(zhì)的量的表達(dá)，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A. mol任何物質(zhì)都含有6.02×23個(gè)分子 B.0.012 kg 12中含有約602×23個(gè)CC.1 mol水中含有2 mol氫原子和 mol氧原子 D.1 mol e中含有6.02×24個(gè)電子2. NA為阿伏加德羅常數(shù)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是 A.40 g NH4NO3中含有氮原子NA個(gè) B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L H2和N2的混合氣體中，H2和N2分子數(shù)之和為2NAC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L CCl4所含分子數(shù)為NA D.在Fe與Cl2反響中，1 mol Fe與1 mol Cl2恰好反響3.與標(biāo)準(zhǔn)狀況下VLCO2所含氧原子數(shù)目一樣的水的質(zhì)量是 AB g C. gD g【穩(wěn)固】1.一樣體積的Na2SO4、MgSO4、Al2SO43溶液分別參加