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第一章 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,第一節(jié) 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積,考綱要求 1.理解摩爾(mol)是物質(zhì)的量的基本單位，可用于進(jìn)行簡單的化學(xué)計(jì)算。2.了解物質(zhì)的量的單位——摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)的含義。3.根據(jù)物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目、氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)之間的相互關(guān)系進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。,一、物質(zhì)的量 1．物質(zhì)的量：表示含有一定數(shù)目粒子的集合體的 ，符號(hào)為 。 2．摩爾：摩爾是物質(zhì)的量的 ，1 mol物質(zhì)的粒子數(shù)與0.012 kg 中所含有碳原子數(shù)相同，約為 。 3．阿伏加德羅常數(shù) (1)定義：1 mol任何粒子所含的微粒數(shù)，用NA表示，NA≈________________ (2)物質(zhì)的量與粒子數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)之間的關(guān)系：n＝ 。,考點(diǎn)一 物質(zhì)的量 摩爾質(zhì)量,物理量,n,單位,12C,6.021023,6.021023 mol－1,二、摩爾質(zhì)量 1．定義：單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，符號(hào)： ，單位： 。 2．?dāng)?shù)值：當(dāng)微粒的摩爾質(zhì)量以g/mol為單位時(shí)，在數(shù)值上等于該微粒的 。 3．關(guān)系：物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量與摩爾質(zhì)量關(guān)系為：n＝ 。,M,g/mol或gmol－1,相對(duì)分子(原子)質(zhì)量,1．阿伏加德羅常數(shù)(NA)與6.021023完全相同嗎？ 提示：阿伏加德羅常數(shù)與6.021023不能等同，阿伏加德羅常數(shù)不是一個(gè)純數(shù)，它有單位，其單位為“mol－1”，而6.021023只是一個(gè)近似值，它無單位。,2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)1 mol任何物質(zhì)都含有6.021023個(gè)分子( ) (2)1 mol水中含有2 mol氫和1 mol氧( ) (3)1 mol H2O的質(zhì)量是18 gmol－1( ) (4)1 mol O2的質(zhì)量與它的相對(duì)分子質(zhì)量相等( ) (5)0.012 kg 12C中含有約6.021023個(gè)碳原子( ) (6)2 mol H2O的摩爾質(zhì)量是1 mol H2O的摩爾質(zhì)量的2倍( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5)√ (6),摩爾質(zhì)量與相對(duì)原子(分子)質(zhì)量的易混點(diǎn) (1)相對(duì)原子(分子)質(zhì)量與摩爾質(zhì)量不是同一個(gè)物理量，單位不同，只是在數(shù)值上相等。 (2)摩爾質(zhì)量的單位為gmol－1，相對(duì)原子(分子)質(zhì)量的單位為1。,1．下列說法正確的是( ) A．1 mol氯含有6.021023個(gè)微粒 B．阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值約等于6.021023 C．鈉的摩爾質(zhì)量等于它的相對(duì)原子質(zhì)量 D．H2O的摩爾質(zhì)量是18 g 答案：B,與物質(zhì)的量有關(guān)的概念,答案：C,3．(2015年廈門質(zhì)檢)下列數(shù)量的各物質(zhì)所含原子個(gè)數(shù)由大到小的順序排列的是( ) ①0.5 mol氨氣 ②4 g氦氣 ③4 ℃時(shí)9 mL水 ④0.2 mol磷酸鈉(Na3PO4) A．①④③② B．④③②① C．②③④① D．①④②③ 答案：A,有關(guān)分子(或特定組合)中微粒數(shù)目的計(jì)算,答案：(1)1∶2∶16 (2)1∶1 (3)1.2 (4)0.2 NA或1.2041023,一、氣體摩爾體積 1．概念：一定溫度和壓強(qiáng)下， 的氣體所占的體積，符號(hào)為Vm。 2．常用單位： (或Lmol－1)和m3/mol(或m3mol－1)。 3．?dāng)?shù)值：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(指溫度為 或273 K，壓強(qiáng)為_________)，Vm≈ 。 4．物質(zhì)的量和氣體的體積、氣體摩爾體積之間的關(guān)系為：n＝ 。,考點(diǎn)二 氣體摩爾體積 阿伏加德羅定律,單位物質(zhì)的量,L/mol,0 ℃,101 kPa,22.4 Lmol－1,2．阿伏加德羅定律的推論,1．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol氣體的體積是22.4 L，如果當(dāng)1 mol 氣體的體積是22.4 L時(shí)，一定是標(biāo)準(zhǔn)狀況嗎？ 提示：不一定。因?yàn)榉菢?biāo)準(zhǔn)狀況下1 mol氣體的體積也可能是22.4 L。 2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol戊烷所占的體積是22.4 L。( ) (2)常溫常壓下，22 g CO2氣體中所含的分子數(shù)大于0.5 NA。( ) (3)1 L CO2和1 L CO所含的分子數(shù)相同。( ) (4)同溫同壓下，等質(zhì)量的CO2和CO的體積之比等于其摩爾質(zhì)量之比。( ) 答案：(1) (2) (3) (4),1．下列說法正確的是( ) A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L任何氣體都約含有6.021023個(gè)分子 B．含1 mol氦原子的氦氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為11.2 L C．常溫常壓下，11.2 L Cl2含有的分子數(shù)為0.5 NA D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L H2O含有的分子數(shù)為0.5 NA 答案：A,氣體摩爾體積的概念和計(jì)算,答案：A,3．(2014年青島模擬)在三個(gè)密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體，在以下各種情況下排序正確的是( ) A．當(dāng)它們的體積、溫度和壓強(qiáng)均相同時(shí)，三種氣體的密度ρ(H2)ρ(Ne)ρ(O2) B．當(dāng)它們的溫度和密度都相同時(shí)，三種氣體的壓強(qiáng)p(H2)p(Ne)p(O2) C．當(dāng)它們的質(zhì)量、溫度和壓強(qiáng)均相同時(shí)，三種氣體的體積V(O2)V(Ne)V(H2) D．當(dāng)它們的壓強(qiáng)、體積和溫度均相同時(shí)，三種氣體的質(zhì)量m(H2)m(Ne)m(O2),阿伏加德羅定律及推論,解析：同溫同壓下密度之比等于摩爾質(zhì)量之比，故ρ(O2)ρ(Ne)ρ(H2)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若三個(gè)容器容積相同，由m＝ρV可知三種氣體質(zhì)量相同，在同溫同容同質(zhì)量時(shí)，壓強(qiáng)與摩爾質(zhì)量成反比，即p(H2)p(Ne)p(O2)，B項(xiàng)正確；在溫度、壓強(qiáng)、質(zhì)量相同時(shí)，體積也與摩爾質(zhì)量成反比，即V(H2)V(Ne)V(O2)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同溫同壓同體積即同物質(zhì)的量，其質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比，即m(O2)m(Ne)m(H2)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B,4．下列條件下，兩種氣體分子數(shù)一定不相等的是( ) A．相同質(zhì)量、不同密度的N2O和CO2 B．相同體積、相同密度的CO和C2H4 C．相同溫度、相同壓強(qiáng)、相同體積的O2和O3 D．相同壓強(qiáng)、相同質(zhì)量的NO2和N2O4 解析：A項(xiàng)中N2O和CO2的相對(duì)分子質(zhì)量均為44，故質(zhì)量相同時(shí)，分子數(shù)一定相等；B項(xiàng)中CO和C2H4相對(duì)分子質(zhì)量均為28，體積相同、密度相同，則質(zhì)量相等，故分子數(shù)相等；C項(xiàng)為同溫、同壓、同體積，則氣體所含分子數(shù)一定相同。 答案：D,5．如下圖有三只氣球，其中VA＝VB＝1.12 L。 (1)A、B中氣體的物質(zhì)的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”)。 (2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，A、B氣球中的分子個(gè)數(shù)比為________。 (3)相同溫度和壓強(qiáng)下，A、C氣球中氣體的質(zhì)量相等，則VA∶VC＝________。 (4)若B中，N2與O2的分子數(shù)之比為3∶1，則氣體的平均摩爾質(zhì)量為________。 答案：(1)不一定 (2)1∶1 (3)2∶1 (4)29 gmol－1,,解答有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)問題的關(guān)鍵點(diǎn)： (1)留心陷阱，仔細(xì)讀題，注意關(guān)鍵字、詞，邊閱讀邊思索。 (2)熟練掌握阿伏加德羅常數(shù)和其他量的換算關(guān)系式。 (3)熟練掌握常見物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 (4)要把各種量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量，即“見量化摩”，以此為核心進(jìn)行計(jì)算。,考點(diǎn)三 阿伏加德羅常數(shù)(NA)及其應(yīng)用,1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)用惰性電極電解食鹽水，若線路中通過1 NA電子電量，則陽極產(chǎn)生氣體11.2 L。( ) (2)常溫常壓下，92 g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為6NA。( ) (3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L N2和O2的混合氣體中含有的分子數(shù)為NA。( ) (4)常溫常壓下，11.2 L二氧化硫中所含的氧原子數(shù)等于NA。( ) (5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，80 g SO3中含3 NA個(gè)氧原子，體積約為22.4 L。( ),氣體摩爾體積的使用,(6)足量Zn與一定量的濃硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生22.4 L氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定為2NA。( ) 答案：(1) (2)√ (3)√ (4) (5) (6),解有關(guān)22.4 L/mol的題目時(shí)，注意三個(gè)方面 (1)條件是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況。 (2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該物質(zhì)是否是氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體的而又容易判斷錯(cuò)的物質(zhì)有：SO3、乙醇、水、己烷、CCl4等。 (3)如果給出物質(zhì)的質(zhì)量，與處于何種條件無關(guān)，如常溫常壓32 g O2的原子數(shù)目是2NA，注意不要形成定勢思維，看到“常溫常壓”就排除選項(xiàng)。,答案：(1) (2)√ (3) (4)√ (5) (6)√,物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)問題,答案：(1) (2) (3) (4)√ (5) (6)√,4．判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)15.6 g Na2O2與過量CO2反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4NA。( ) (2)一定條件下，2.3 g的Na完全與O2反應(yīng)生成3.6 g產(chǎn)物時(shí)失去的電子數(shù)為0.1NA。( ) (3)5.6 g鐵粉與硝酸反應(yīng)失去的電子數(shù)一定為0.3NA。( ) (4)1 mol Cl2與足量Fe反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA。( ) (5)1 mol Cu和足量稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NA個(gè)NO。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5),有關(guān)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的判斷,氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目的判斷是一類典型的“陷阱”，突破“陷阱”的關(guān)鍵是： (1)同一種物質(zhì)在不同反應(yīng)中氧化劑、還原劑的判斷。 如①Cl2和Fe、Cu等反應(yīng)，Cl2只作氧化劑，而Cl2和NaOH反應(yīng)，Cl2既作氧化劑，又作還原劑。 ②Na2O2與CO2或H2O反應(yīng)，Na2O2既作氧化劑，又作還原劑，而Na2O2與SO2反應(yīng)，Na2O2只作氧化劑。 (2)量不同，所表現(xiàn)的化合價(jià)不同。 如Fe和HNO3反應(yīng)，F(xiàn)e不足，生成Fe3＋，F(xiàn)e過量，生成Fe2＋。,(3)氧化劑或還原劑不同，所表現(xiàn)的化合價(jià)不同。 如Cu和Cl2反應(yīng)生成CuCl2，而Cu和S反應(yīng)生成Cu2S。 (4)注意氧化還原的順序。 如向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。,5．判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)0.1 L 3.0 molL－1的NH4NO3溶液中含有的NH的數(shù)目為0.3NA( ) (2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，5.6 L一氧化氮和5.6 L氧氣混合后的分子總數(shù)為0.5NA( ) (3)在密閉容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2，充分反應(yīng)后得到NH3分子數(shù)為NA。( ) (4)將0.1 mol FeCl3溶于水中形成膠體后含有膠體粒子的數(shù)目為0.1NA。( ) 答案：(1) (2) (3) (4),阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用與“隱含反應(yīng)”,6．(2013年高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)N0為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是( ) A．1.0 L 1.0 molL－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2N0 B．12 g石墨烯(單層石墨)中含有六元環(huán)的個(gè)數(shù)為0.5N0 C．25 ℃時(shí)pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的數(shù)目為0.1N0 D．1 mol的羥基與1 mol的氫氧根離子所含電子數(shù)均為9N0,答案：B,氣體體積、質(zhì)量的測定 1．氣體體積的測定裝置 中學(xué)化學(xué)中常見的量氣裝置主要有以下五種：,,用上述三個(gè)裝置量氣時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)當(dāng)量氣結(jié)束后，待液體恢復(fù)到室溫，Ⅰ、Ⅲ裝置內(nèi)應(yīng)上下調(diào)節(jié)量筒或量氣管使左右兩個(gè)裝置內(nèi)的液面相平，此時(shí)量筒或量氣管內(nèi)液體的體積等于氣體的體積。 (2)當(dāng)液面穩(wěn)定后再讀數(shù)。,(3)讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)該與凹液面的最低點(diǎn)相切。 裝置Ⅳ用于測量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積數(shù)。讀數(shù)時(shí)，球形容器和量氣管液面相平，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于被反應(yīng)管吸收后剩余氣體的體積。 裝置Ⅴ直接測量固液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積，注意應(yīng)恢復(fù)至室溫后，讀取注射器中氣體的體積。(一般適合滴加液體量比較少的氣體體積測量)。,,2．氣體質(zhì)量的測量裝置 氣體質(zhì)量的測量一般是用吸收劑將氣體吸收，然后再稱量。常見的吸收裝置： 在利用B、C裝置測定氣體的質(zhì)量時(shí)，要防止空氣中的相關(guān)氣體的干擾。,,3．測量氣體體積常用于金屬相對(duì)原子質(zhì)量的測定，或混合物中組成成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定。如一定質(zhì)量的鎂鋁合金(不含其他元素)與稀H2SO4反應(yīng)，可以測量其組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與NaOH溶液反應(yīng)可測鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。即a g粉末狀合金與H2SO4反應(yīng)生成氣體的總體積為b L，可根據(jù)兩反應(yīng)列出方程組計(jì)算出鎂、鋁的質(zhì)量；已知合金中鋁的質(zhì)量，再測量出鋁與NaOH溶液反應(yīng)放出H2的體積，可計(jì)算出鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。,,典例 欲測定金屬鎂的相對(duì)原子質(zhì)量。請(qǐng)利用下圖給定的儀器組成一套實(shí)驗(yàn)裝置(每個(gè)儀器只能使用一次，假設(shè)氣體的體積可看作標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。,,填寫下列各項(xiàng)(氣流從左到右)： (1)各種儀器連接的先后順序應(yīng)是________接________、________接________、________接________、________接________(用小寫字母表示)。,(2)連接好儀器后，要進(jìn)行的操作有以下幾步，其先后順序是________(填序號(hào))。 ①待儀器B中的溫度恢復(fù)至室溫時(shí)，測得量筒C中水的體積為Va mL； ②擦掉鎂條表面的氧化膜，將其置于天平上稱量，得質(zhì)量為m g，并將其投入試管B中的帶孔隔板上； ③檢查裝置的氣密性； ④旋開裝置A上分液漏斗的活塞，使其中的水順利流下，當(dāng)鎂完全溶解時(shí)再關(guān)閉這個(gè)活塞，這時(shí)A中共放入水Vb mL。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算出金屬鎂的相對(duì)原子質(zhì)量，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為____________________________________________。 (4)若試管B的溫度未冷卻至室溫，就讀出量筒C中水的體積，這將會(huì)使所測定鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。,(4)由于試管B未冷卻至室溫，會(huì)導(dǎo)致Va變大，所以使Mg的相對(duì)原子質(zhì)量變小。,練習(xí) 某研究性學(xué)習(xí)小組欲測定室溫下(25 ℃、101 kPa)的氣體摩爾體積，請(qǐng)回答以下問題。該小組設(shè)計(jì)的簡易實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示： 該實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟如下：①配制100 mL 1.0 molL－1的鹽酸；②用________(填儀器名稱并注明規(guī)格)量取10.0 mL 1.0 molL－1的鹽酸加入錐形瓶中；③稱取a g已除去表面氧化膜的鎂條， 并系于銅絲末端，為使HCl全部參加反應(yīng)，a的數(shù)值至少為________；④向廣口瓶中裝入足量水，按如圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性；⑤反應(yīng)結(jié)束后待體系溫度恢復(fù)到室溫，讀出量筒中水的體積為V mL。請(qǐng)將上述步驟補(bǔ)充完整并回答下列問題：,,(1)用文字表述實(shí)驗(yàn)步驟④中檢查裝置氣密性的方法：________________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟⑤中應(yīng)選用________(填序號(hào))的量筒。讀數(shù)時(shí)除恢復(fù)到室溫外，還要注意________________________________________________________________________。 A．100 mL B．200 mL C．500 mL (3)若忽略水蒸氣的影響，在實(shí)驗(yàn)條件下測得氣體摩爾體積的計(jì)算式為Vm＝________，若未除去鎂條表面的氧化膜，則測量結(jié)果________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。,答案：10 mL量筒 0.12 (1)兩手掌緊貼錐形瓶外壁一會(huì)兒，如果觀察到廣口瓶中長導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱高出液面，表明裝置氣密性良好 (2)B 量筒內(nèi)的液面與集氣瓶內(nèi)的液面相平 (3)0.2V Lmol－1 偏小,