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化學計量在實驗中的應(yīng)用 第一章 第1講物質(zhì)的量氣體摩爾體積 1 物質(zhì)的量 1 概念 表示含有 的集合體的基本物理量 符號為 2 單位 符號為 物質(zhì)的量 阿伏加德羅常數(shù) 摩爾質(zhì)量 一定數(shù)目粒子 n 摩爾 mol 3 適用范圍及注意事項 摩爾只能描述原子 分子 離子 質(zhì)子 中子和電子等肉眼看不到 無法直接稱量的 粒子 不能描述 物質(zhì) 例如 1mol麥粒 1mol元素的描述都是錯誤的 使用摩爾作單位時 應(yīng)該用 指明粒子的種類 例如 1mol氫 不正確 1molH 正確 1molH2 正確 1molH 正確 物質(zhì)的量是物理量 摩爾是其單位 不是物理量 微觀 宏觀 化學式 微粒符號 2 阿伏加德羅常數(shù) 1 定義 12C所含的碳原子數(shù) 2 對阿伏加德羅常數(shù)的理解 阿伏加德羅常數(shù)是一個有單位的 常數(shù) 單位為mol 1 粒子集體的粒子數(shù)與阿伏加德羅常數(shù)相同時 該粒子的物質(zhì)的量就為1mol 盡管6 02 1023mol 1是阿伏加德羅常數(shù)的一個約數(shù) 計算時可認為是準確值 0 012kg 單位物質(zhì)的量 M g mol 1 下列說法正確的是 A 摩爾是表示微觀粒子多少的物理量B 阿伏加德羅常數(shù)就是6 02 1023C 0 5molH2O中所含氫原子數(shù)為6 02 1023D 2mol氯含有1 204 1024個氯分子 答案 C 2 下列關(guān)于 物質(zhì)的量 摩爾 和 摩爾質(zhì)量 的敘述中正確的是 A 物質(zhì)的摩爾質(zhì)量等于其相對分子 原子 質(zhì)量B 物質(zhì)的量 是國際單位制中的一個基本單位C 0 012kg12C中所含的碳原子數(shù)為NAD 1mol任何物質(zhì)都含有約6 02 1023個原子 答案 C 3 1 28g某氣體含有的分子數(shù)目為1 204 1022 則該氣體的摩爾質(zhì)量為 A 64gB 64C 64g molD 32g mol 答案 C 氣體摩爾體積阿伏加德羅定律 單位物質(zhì)的量 Vm L mol 22 4L mol 5 理解 氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的 它取決于氣體所處的 與 標準狀況下 1mol任何氣體的體積約是22 4L 而非標準狀況下1mol氣體的體積也可能是22 4L 適用的對象可以是單一組分的氣體 也可以是混合氣體 2 阿伏加德羅定律在相同的 和 下 相同體積的任何氣體都含有 溫度 壓強 溫度 壓強 相同數(shù)目的粒子 特別提醒 影響物質(zhì)體積的三個因素是微粒數(shù)的多少 物質(zhì)的物質(zhì)的量 微粒間的距離 微粒本身的大小 當物質(zhì)的量相同時 影響物質(zhì)體積的因素可分為以下幾種 不同固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)具有不同的體積 影響其體積的因素主要是微粒間的距離 在標準狀況下 1mol的任何氣體所占的體積都約為22 4L 影響其體積因素主要是微粒間的距離 4 下列說法正確的是 A 在常溫常壓下 11 2LN2含有的分子數(shù)為0 5NAB 標準狀況下 22 4LH2和O2的混合物所含分子數(shù)為NAC 標準狀況下 46gCH3CH2OH的體積是22 4LD 1molSO2的體積是22 4L 答案 B 5 同溫 同壓下 某容器充滿O2重116g 若充滿CO2重122g 現(xiàn)充滿某氣體重114g 則某氣體的相對分子質(zhì)量為 A 28B 60C 32D 44 答案 A 一 以阿伏加德羅常數(shù)為載體計算粒子數(shù)目以阿伏加德羅常數(shù) NA 為載體的考查為近幾年高考的熱點 命題時會有意設(shè)置一些誤區(qū)干擾考生 增大區(qū)分度 現(xiàn)將常見的幾種誤區(qū)歸類如下 1 溫度和壓強22 4L mol是在標準狀況 0 1 01 105Pa 下的氣體摩爾體積 命題者有意在題目中設(shè)置非標準狀況下的氣體體積 讓考生誤入陷阱 2 物質(zhì)狀態(tài)22 4L mol適用的對象是氣體 包括混合氣體 命題者常把一些容易忽視的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)作為氣體來命題 讓考生落入陷阱 如在標準狀況下 H2O Br2 SO3 CH2Cl2 CHCl3 CCl4 碳原子數(shù)大于4的烴等都為非氣態(tài) 新戊烷除外 3 單質(zhì)組成氣體單質(zhì)的組成除常見的雙原子分子外 還有單原子分子 如稀有氣體Ne 三原子分子 如O3 等 如不注意這點 計算原子數(shù)目時極容易誤入陷阱 下表中各種說法是否正確 簡要解釋原因 答案 B 二 阿伏加德羅定律及推論1 阿伏加德羅定律 三同 定 一同 在同溫同壓下 同體積的氣體含有相同的分子數(shù) 即 T1 T2 p1 p2 V1 V2 N1 N2 2 阿伏加德羅定律的推論 特別提醒 1 阿伏加德羅定律適用于任何氣體 包括混合氣體 2 同溫 同壓 同體積 同粒子數(shù) 這 四同 相互制約 只要其中 三同 成立 第 四同 也成立 即 三同 定 一同 3 應(yīng)用阿伏加德羅定律及推論時不宜死記硬背 要熟記相關(guān)物理量的定義式 并結(jié)合相互關(guān)系進行推導 解析 CO和CO2的物質(zhì)的量相同 則含有的CO和CO2的分子數(shù)目也相同 則 正確 又因CO和CO2分子中的氧原子數(shù)分別為1和2 則物質(zhì)的量相同的CO和CO2 所含的氧原子數(shù)目之比為1 2 正確 CO和CO2的分子中原子總數(shù)之比為2 3 正確 物質(zhì)的量相同的CO和CO2 碳原子數(shù)目之比也是1 1 正確 CO和CO2分子中電子總數(shù)分別為14和22 即物質(zhì)的量相同的CO和CO2電子總數(shù)之比為14 22 7 11 正確 答案 D 同溫同壓下 A容器中的H2和B容器中的NH3所含氫原子數(shù)相等 則兩個容器的體積比是 A 3 2B 1 3C 2 3D 1 2 答案 A 解析 因H2和NH3分子中氫原子個數(shù)比為2 3 當兩者所含氫原子數(shù)相同時 二者物質(zhì)的量之比為3 2 則在同溫同壓下 A B兩容器的體積比為3 2 1 氣體體積的測量裝置既可通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體的體積 二者體積值相等 也可直接測量收集的氣體體積 測量氣體體積的常用方法 1 直接測量法 如下圖A B C D E均是直接測量氣體體積的裝置 測量前A裝置可先通過調(diào)整左右兩管的高度使左管 有刻度 充滿液體 且兩管液面相平 C裝置則是直接將一種反應(yīng)物置于倒置的漏斗中 另一反應(yīng)物置于水槽中 二者反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可以直接測量 氣體體積或氣體質(zhì)量的測量裝置 裝置D 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 球形容器和量氣管液面相平 量氣管內(nèi)增加的液體體積等于被反應(yīng)管吸收后剩余氣體的體積 裝置E 直接測量固液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積 注意應(yīng)恢復至室溫后 再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 間接測量法 如F裝置是通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體體積的 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吸收氣體前后的質(zhì)量差來確定 常見的吸收裝置如下圖所示 填寫下列各項 氣流從左到右 1 各種儀器連接的先后順序 用小寫字母表示 應(yīng)是 接 接 接 接 2 連接好儀器后 要進行的操作有以下幾步 其先后順序是 填序號 待儀器B中的溫度恢復至室溫時 測得量筒C中水的體積為VamL 擦掉鎂條表面的氧化膜 將其置于天平上稱量 得質(zhì)量為mg 并將其投入試管B中的帶孔隔板上 檢查裝置的氣密性 旋開裝置A上分液漏斗的活塞 使其中的水順利流下 當鎂完全溶解時再關(guān)閉這個活塞 這時A中共放入水VbmL 3 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可算出金屬鎂的相對原子質(zhì)量 其數(shù)學表達式為 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 這將會使所測定鎂的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù) 填 偏大 偏小 或 無影響 解析 1 氣流從左到右 各儀器連接順序為a h g b c f e d 注意要想排出洗氣瓶中的液體時 氣體要從短導管進入 液體從長導管排出 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 C中水的體積要比實際體積大 使氫氣體積的測得值比實際值大 從而使測定鎂的相對原子質(zhì)量偏小 阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用有關(guān)化學計量和阿伏加德羅常數(shù)的計算問題一直是高考熱點 一般以阿伏加德羅常數(shù)為背景來設(shè)計命題 涵蓋知識點廣泛 密切聯(lián)系物質(zhì)結(jié)構(gòu) 氧化還原反應(yīng) 元素化合物 電解質(zhì)溶液等知識 從而使其命題廣泛 靈活性強和更具能力要求 用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值 試判斷下列各選項是否正確 用 或 填寫 1 考查原子數(shù)和電子數(shù) 1 1 6g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0 1NA 2014江蘇卷 6A 2 常溫常壓下 22 4L的NO2和CO2混合氣體含有2NA個O原子 2012廣東卷 11D 3 28g乙烯和環(huán)丁烷 C4H8 的混合氣體中含有的碳原子數(shù)為2NA 2012課標卷 9B 4 1 00molNaCl中 所有Na 的最外層電子總數(shù)為8 6 02 1023 2011課標卷 7B 2 考查分子數(shù) 1 高溫下 0 2molFe與足量水蒸氣反應(yīng) 生成的H2分子數(shù)目為0 3NA 2014四川卷 5A 2 標準狀況下 11 2LCH3CH2OH中含有分子的數(shù)目為0 5NA個 2012江蘇卷 8C 3 1 00molNaCl中含有6 02 1023個NaCl分子 2011課標卷 7A 4 常溫常壓下 22 4LCCl4含有NA個CCl4分子 2011廣東卷 9C 3 考查化學鍵數(shù) 1 1mol甲苯含有6nA個C H鍵 2014廣東卷 10A 2 1mol丙烯酸中含有雙鍵的數(shù)目為0 1NA 2014江蘇卷 6A 3 常溫下 4gCH4含有NA個C H共價鍵 2012廣東卷 11A 4 12g金剛石中含有的共價鍵數(shù)為4NA 2011全國卷 12B 5 1mol乙烷分子中含有8NA個共價鍵 4 考查氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 1 氫氧燃料電池正極消耗22 4L 標準狀況 氣體時 電路中通過的電子數(shù)目為2NA 2014四川卷 5C 2 1molFeI2與足量氯氣反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA 2014大綱卷 7A 3 1molCl2與足量的鐵反應(yīng) 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA 2011海南卷 10B 4 1molNa與足量O2反應(yīng) 生成Na2O和Na2O2的混合物 鈉失去NA個電子 2011全國卷 12D 4 分子總數(shù)為NA的NO2和CO2混合氣體中含有的氧原子數(shù)為2NA 5 丙烯和環(huán)丙烷組成的42g混合氣體中氫原子的個數(shù)為6NA 2012課標卷 9A 答案 1 1 2 3 4 2 1 2 3 4 3 1 2 3 4 5 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 6 1 2 3 4 5