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- 2021-08-24 发布
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考点一 物质的量、气体摩尔体积
一、重要概念
1.物质的量
物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,符号是①
n
,其
单位为摩尔(符号是mol)。使用该单位时,应指明对象,它的对象是所有微
观粒子,如分子、原子、离子、质子、中子、电子等。
规范表示方法:
考点清单
2.阿伏加德罗常数
1 mol任何粒子的②
粒子数
叫阿伏加德罗常数,符号是
N
A
,单位是mol
-1
;
它的数值与③
0.012 kg
12
C
含有的碳原子数相等,约等于6.02
×
10
23
。
3.摩尔质量
单位物质的量的物质所具有的④
质量
叫物质的摩尔质量,符号是
M
,
单
位是g·mol
-1
;它与1 mol物质的质量的区别与联系是:单位不同,当质量以克
为单位时数值⑤
相等
。
4.气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的⑥
体积
叫气体摩尔体积,用符号
V
m
表示,常
用单位是L·mol
-1
;它的大小
与温度、压强有关
,在
标准状况下
,任何气体的
摩尔体积都约等于⑦
22.4 L·mol
-1
。
二、物质的量与其他量之间的关系
若以
M
表示气体A的摩尔质量,
V
m
表示气体A的摩尔体积,
ρ
为气体A的密度,
N
A
为阿伏加德罗常数,体积为
V
的气体A质量为
m
,物质的量为
n
,每个A分子
的质量和体积分别为
m
1
和
V
1
。写出下列关系式:
1.
m
、
n
、
M
的关系:⑧
n
=
。
2.
m
1
、
M
、
N
A
的关系:⑨
M
=
m
1
·
N
A
。
3.
V
、
n
、
V
m
的关系:⑩
n
=
。
4.
M
、
V
m
、
ρ
之间的关系式:
M
=
ρ
·
V
m
。
三、混合气体的平均摩尔质量
1.若已知标准状况时的密度:
=
ρ
g·L
-1
×
22.4 L·mol
-1
。
2.若已知同温同压下与某一气体的相对密度:
=
DM
。
3.若已知混合气体的总质量和总物质的量:
=
。
4.若已知组成成分的摩尔质量和物质的量分数:
=
=
M
1
x
1
+
M
2
x
2
+
…
考点二 物质的量浓度
一、物质的量浓度的概念及简单计算
1.物质的量浓度
以单位体积溶液里含有溶质B的①
物质的量
来表示溶液组成的物理
量叫作溶质B的物质的量浓度,常用单位是mol·L
-1
。
特别提示 (1)溶液体积规定为
V
,并非溶剂体积为
V
;
(2)取出任意体积的1 mol·L
-1
的溶液,其溶质的物质的量浓度都是1 mol·L
-1
,
但所含溶质的物质的量则因体积不同而不同。
2.关于物质的量浓度的计算
(1)对于物质的量浓度的计算问题,应准确掌握概念、公式,在进行关于溶
液的稀释问题的计算时,还要注意溶质的质量守恒、物质的量守恒及溶液
中的电荷守恒等。
关于物质的量浓度的计算主要包括:
1)溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算。可运用公式
n
=
m
/
M
和
c
=
n
/
V
或运用“倍数关系”算出1 L溶液中所含②
溶质
的物质的
量。
2)已知气体溶质的体积(标准状况下)、水的体积和溶液的密度,计算溶液
中溶质的物质的量浓度。应先运用
n
=③
V
气体
/22.4 L·mol
-1
(气体体积单
位为L)求出溶质的物质的量,然后运用
V
=
m
/
ρ
求出溶液的体积,再运用
c
=
进行计算。
3)计算溶液中的离子浓度,需要先根据溶质的电离方程式计算出所求离子
的物质的量,再运用
c
=
进行计算。
(2)有关溶液稀释和混合的计算
可根据稀释前后,溶液中④
溶质
的物质的量不变的公式⑤
c1·V1=c2·V
2
或溶质的质量不变的公式
V
1
·
ρ
1
·
ω
1
=
V
2
·
ρ
2
·
ω
2
计算有关的量。
二、一定物质的量浓度溶液的配制
1.所需仪器:⑥
容量瓶
、烧杯、玻璃棒、托盘天平、药匙、胶头滴管
(若溶质为液体或浓溶液,上述仪器中的托盘天平、药匙应改为⑦
量筒
)。
2.配制步骤:计算、称量(或量取)、⑧
溶解(或稀释)
、移液、洗涤、
⑨
定容
。
3.注意事项:只能配制一定体积的溶液,即不能配制任意体积的一定物质的
量浓度的溶液;转移溶液时,溶液的温度应为
室温 ;玻璃棒要靠在瓶
颈刻度线以下;如果加水定容时超过了刻度线,不能将超出的部分倒出,必须重新配制
,否则会使配制的溶液浓度
偏低
;溶质溶解再转移至容
量瓶后,必须
洗涤
烧杯和玻璃棒,洗涤液也转移到容量瓶中,否则会
造成所配溶液的浓度
偏低
;在用移液管(或滴定管)量取溶液时,量取
液体之前应用待量取的溶液润洗;
用胶头滴管定容到液体凹液面与刻度线相切时,盖上瓶塞后摇匀,出现液面低于刻度线时不要再加水定容。
宏观辨识
阿伏加德罗定律及配制溶液时的误差分析
一、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数目的粒子。可总结
为“三同”推“一同”,适用对象为气体。
2.理想气体状态方程:
pV
=
nRT
。符号表示:
p
为压强,
V
为气体体积,
n
为物质
的量,
T
为热力学温度,
R
为常数。
3.应用“理想气体状态方程”理解阿伏加德罗定律及其推论
(1)相同
T
、
p
时:
=
、
=
=
D
(相对密度)。
(2)相同
T
、
V
时:
=
。
知能拓展
(3)相同
T
、
p
、
V
时:
=
=
D
。
(4)相同
T
、
p
、
m
时:
=
。
说明
阿伏加德罗定律及其推论中含
M
1
、
M
2
的公式,只适用于不同种类的气体
之间的计算;而无
M
1
和
M
2
的公式,同种或不同种气体都适用。混合气体可
以当成一种“新”气体,其摩尔质量用
表示。
二、配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
以表达式
c
=
=
为核心,判断误差分析:
1.移液后若没有洗涤烧杯,则使
n
减小,结果偏小。
2.若容量瓶中有少量蒸馏水或定容反复摇匀后发现液面低于刻度线,对结
果无影响。
3.仰视、俯视对结果的影响
(1)仰视刻度线:由于操作时以刻度线为基准,故加水量增多,导致溶液体积
偏大,
c
偏小。
(2)俯视刻度线:加水量减少,则溶液体积偏小,故
c
偏大。
4.其他常见的操作及对实验结果的影响统计如下:
能引起误差的一些操
作(以配制0.1 mol·L
-1
的
NaOH溶液为例)
因变量
c
m
V
称量时间过长
减小
—
偏小
续表
能引起误差的一些操
作(以配制0.1 mol·L
-1
的
NaOH溶液为例)
因变量
c
m
V
用滤纸称NaOH固体
减小
—
偏小
向容量瓶内移液时有
少量流出
减小
—
偏小
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
偏小
定容时水加多了,用滴
管吸出
减小
—
偏小
定容摇匀时,液面下降,
再加水
—
增大
偏小
例1 (2019山东泰安一中高三上一联,4)在一个恒温、恒容密闭容器中,有两
个可左右自由滑动的密封隔板(a、b),将容器分成三部分,已知充入的三种
气体质量相等,当隔板静止时,容器内气体所占体积如图所示
(
),下列说法中错误的是
( )
A.若Y是O
2
,则X可能是CH
4
B.分子数目:X=Z=2Y
C.若X是N
2
,则Z可能是CO
D.气体密度:X=Z=2Y
解题导引 根据理想气体状态方程
pV
=
nRT
,使用阿伏加德罗定律相关推
论进行解题。
解析 B项,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体的体积之比等于分子数
之比,故B正确。A、C项,摩尔质量应满足2
M
(X)=2
M
(Z)=
M
(Y),故A、C正
确。同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,则2
ρ
(X)=2
ρ
(Z)=
ρ
(Y),故D错
误。
答案 D
微观探析
深究“阿伏加德罗常数”
1.有关阿伏加德罗常数的设错陷阱
设错角度
注意事项
气体摩尔体积的适用条件
若题中出现物质的体积,先考虑该物质在标准状
况下是否为气体,如果是气体再考虑条件是否为
标准状况
物质的聚集状态
在标准状况下是液体或固体的常见物质有CCl
4
、H
2
O、SO
3
、己烷、苯、酒精、CHCl
3
、单质
硫、石墨等
物质的微观结构
①注意某些物质分子中的原子个数,如Ne、O
3
、
P
4
等;②注意特殊物质的摩尔质量或分子中的中
子数,如D
2
O、T
2
O、
18
O
2
、H
37
Cl等;③注意一些物
质中的化学键数目,如SiO
2
、Si、CH
4
、P
4
、CO
2
、C
60
等
续表
设错角度
注意事项
电解质的电离与水解
注意弱电解质的电离及某些离子的水解,如1 mol
CH
3
COOH或1 mol FeCl
3
溶于水时,溶液中CH
3
COO
-
或Fe
3+
的物质的量均小于1 mol
氧化还原反应中的电子转移
如Na
2
O
2
、NO
2
与H
2
O的反应,电解AgNO
3
溶液,
Fe、Cu与S的反应,Cl
2
与H
2
O、NaOH的反应,Fe
与稀硝酸的反应等
分散系中的微粒数目
FeCl
3
溶液转化为Fe(OH)
3
胶体,因为胶体微粒是
集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe
3+
的数
目
隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底。如2NO
2
N
2
O
4
、Cl
2
+H
2
O
HClO+HCl,合成氨等
2.“三步”突破阿伏加德罗常数的有关判断
例2 (2019湖南雅礼中学二模,8)
N
A
表示阿伏加德罗常数的值。俗名为“臭
碱”的硫化钠广泛应用于冶金、染料、皮革、电镀等工业。硫化钠的一
种制备方法是Na
2
SO
4
+2C
Na
2
S+2CO
2
↑。下列有关说法正确的是
( )
A.1 L 0.25 mol/L Na
2
SO
4
溶液中含有的氧原子数目为
N
A
B.1 L 0.1 mol/L Na
2
S溶液中含有的阴离子数目小于0.1
N
A
C.生成1 mol还原产物时转移电子数为8
N
A
D.通常状况下,11.2 L CO
2
中含有的共价键数目为2
N
A
解题导引 根据阿伏加德罗常数的“三步”判断法,一看数据,二定状态,
三算结果。特别注意计算H、O原子数目时要考虑溶液中的水,利用气体
体积计算时要注意状况。
解析 A项,溶液中水分子也含有氧原子,则氧原子数目大于
N
A
,故A错误。
B项,S
2-
+H
2
O
HS
-
+OH
-
,则溶液中阴离子的数目大于0.1
N
A
,故B错误。C
项,根据方程式可知,还原产物为Na
2
S,S从+6价降到-2价,则生成1 mol Na
2
S
时转移电子数为8
N
A
,故C正确。D项,通常状况下(25 ℃,101 kPa,气体摩尔
体积为24.5 L/mol,则11.2 L CO
2
的物质的量小于0.5 mol,CO
2
所含有的共价
键数目小于2
N
A
,故D错误。
答案 C
解答与物质的量、物质的量浓度相关的计算时,坚持以物质的量为中心,以
`守恒方法为解题技巧,解决化学基本概念的实际问题。
(1)以物质的量为中心的各物理量的换算关系
实践探究
(2)物质的量浓度及相关计算
例题 8.34 g FeSO
4
·7H
2
O(相对分子质量:278)样品受热脱水过程的热重曲线
(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示,下列说法正确的是
( )
A.温度为78 ℃时固体物质M的化学式为FeSO
4
·5H
2
O
B.取适量380 ℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650 ℃得到一种固体物质
Q,同时有两种无色气体生成,Q的化学式为Fe
3
O
4
C.在隔绝空气条件下,N得到P的化学方程式为FeSO
4
·H
2
O
FeSO
4
+H
2
O
D.温度为159 ℃时固体N的化学式为FeSO
4
·2H
2
O
解题导引 解热重曲线的题目关键是根据某温度下所得物质的质量求出
该温度下组成该物质的各元素的物质的量之比,进而确定其化学式。对于
本题来说,关键是求出FeSO
4
·7H
2
O失去全部结晶水后的质量及对应的温
度。
解析
8.34 g FeSO
4
·7H
2
O 样品的物质的量为8.34 g
÷
278 g/mol=0.03 mol,其
中
m
(H
2
O)=0.03 mol
×
7
×
18 g/mol=3.78 g,如晶体失去全部结晶水,固体的质
量应为8.34 g-3.78 g=4.56 g,可知在加热到373 ℃之前,晶体失去部分结晶
水。温度为78 ℃时,固体质量为6.72 g,其中
m
(FeSO
4
)=0.03 mol
×
152 g/mol
=4.56 g,
m
(H
2
O)=6.72 g-4.56 g=2.16 g,
n
(H
2
O)=2.16 g
÷
18 g/mol=0.12 mol,
n
(H
2
O)∶
n
(FeSO
4
)=0.12 mol∶0.03 mol=4∶1,则M的化学式为FeSO
4
·4H
2
O,A
项错误;加热至650 ℃时,固体的质量为2.40 g,其中
n
(Fe)=
n
(FeSO
4
·7H
2
O)=
0.03 mol,
m
(Fe)=0.03 mol
×
56 g/mol=1.68 g,则固体中
m
(O)=2.40 g-1.68 g=0.72
g,
n
(O)=0.72 g
÷
16 g/mol=0.045 mol,
n
(Fe)∶
n
(O)=0.03 mol∶0.045 mol=2∶
3,所以固体物质Q的化学式为Fe
2
O
3
,B项错误;固体N的质量为5.10 g,其中
m
(FeSO
4
)=0.03 mol
×
152 g/mol=4.56 g,
m
(H
2
O)=5.10 g-4.56 g=0.54 g,
n
(H
2
O)=
0.54 g
÷
18 g/mol=0.03 mol,
n
(H
2
O)∶
n
(FeSO
4
)=0.03 mol∶0.03 mol=1∶1,所
以N的化学式为FeSO
4
·H
2
O,而P的化学式为FeSO
4
,则由N得到P的化学方程
式为FeSO
4
·H
2
O
FeSO
4
+H
2
O,C项正确;温度为159 ℃时,由C项可知N的
化学式为FeSO
4
·H
2
O,D项错误。
答案 C
知识拓展 金属硫酸盐的分解规律:含结晶水的硫酸盐
无水硫酸盐
金属氧化物+SO
3
金属氧化物+SO
2
+O
2
。
题目价值 能根据图表信息推测物质的组成和结构,探究有关物质的相互
转化,并应用物质的量计算物质的组成和推算物质转化过程中的质量关
系。
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