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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(jiǎn)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 1mol物質(zhì)的粒子數(shù)與0 012kg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 1mol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 02 1023 6 02 1023mol 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 數(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g mol 1 相對(duì)分子 原子 質(zhì)量 1 阿伏加德羅常數(shù) NA 與6 02 1023完全相同嗎 提示 阿伏加德羅常數(shù)與6 02 1023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 02 1023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 1mol任何物質(zhì)都含有6 02 1023個(gè)分子 2 1mol水中含有2mol氫和1mol氧 3 1molH2O的質(zhì)量是18g mol 1 4 1molO2的質(zhì)量與它的相對(duì)分子質(zhì)量相等 5 0 012kg12C中含有約6 02 1023個(gè)碳原子 6 2molH2O的摩爾質(zhì)量是1molH2O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g mol 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 1mol氯含有6 02 1023個(gè)微粒B 阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值約等于6 02 1023C 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18g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 0 5mol氨氣 4g氦氣 4 時(shí)9mL水 0 2mol磷酸鈉 Na3PO4 A B C D 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 2NA或1 204 1023 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L mol 1 和m3 mol 或m3 mol 1 3 數(shù)值 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 指溫度為或273K 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 101kPa 22 4L mol 1 2 阿伏加德羅定律的推論 1 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 1mol氣體的體積是22 4L 如果當(dāng)1mol氣體的體積是22 4L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1mol氣體的體積也可能是22 4L 2 判斷正誤 正確的劃 錯(cuò)誤的劃 1 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 1mol戊烷所占的體積是22 4L 2 常溫常壓下 22gCO2氣體中所含的分子數(shù)大于0 5NA 3 1LCO2和1LCO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 4L任何氣體都約含有6 02 1023個(gè)分子B 含1mol氦原子的氦氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為11 2LC 常溫常壓下 11 2LCl2含有的分子數(shù)為0 5NAD 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 11 2LH2O含有的分子數(shù)為0 5NA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 H2 Ne 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 O2 Ne H2 A項(xiàng)錯(cuò)誤 若三個(gè)容器容積相同 由m V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CO2B 相同體積 相同密度的CO和C2H4C 相同溫度 相同壓強(qiáng) 相同體積的O2和O3D 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 12L 1 A B中氣體的物質(zhì)的量 是0 05mol 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 29g mol 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1NA電子電量 則陽(yáng)極產(chǎn)生氣體11 2L 2 常溫常壓下 92g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 4LN2和O2的混合氣體中含有的分子數(shù)為NA 4 常溫常壓下 11 2L二氧化硫中所含的氧原子數(shù)等于NA 5 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 80gSO3中含3NA個(gè)氧原子 體積約為22 4L 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 4L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 4L 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32gO2的原子數(shù)目是2NA 注意不要形成定勢(shì)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 6gNa2O2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 3g的Na完全與O2反應(yīng)生成3 6g產(chǎn)物時(shí)失去的電子數(shù)為0 1NA 3 5 6g鐵粉與硝酸反應(yīng)失去的電子數(shù)一定為0 3NA 4 1molCl2與足量Fe反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA 5 1molCu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 Cl2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 Na2O2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) Fe不足 生成Fe3 Fe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 1L3 0mol L 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 6L一氧化氮和5 6L氧氣混合后的分子總數(shù)為0 5NA 3 在密閉容器中加入1 5molH2和0 5molN2 充分反應(yīng)后得到NH3分子數(shù)為NA 4 將0 1molFeCl3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(guó)卷 N0為阿伏加德羅常數(shù)的值 下列敘述正確的是 A 1 0L1 0mol L 1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2N0B 12g石墨烯 單層石墨 中含有六元環(huán)的個(gè)數(shù)為0 5N0C 25 時(shí)pH 13的NaOH溶液中含有OH 的數(shù)目為0 1N0D 1mol的羥基與1mol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(cè)定1 氣體體積的測(cè)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 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 用于測(cè)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 直接測(cè)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(cè)量 2 氣體質(zhì)量的測(cè)量裝置氣體質(zhì)量的測(cè)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(cè)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(cè)量氣體體積常用于金屬相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定 或混合物中組成成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)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(cè)量其組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 與NaOH溶液反應(yīng)可測(cè)鋁的相對(duì)原子質(zhì)量 即ag粉末狀合金與H2SO4反應(yīng)生成氣體的總體積為bL 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(cè)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(cè)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) 待儀器B中的溫度恢復(fù)至室溫時(shí) 測(cè)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(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VbmL 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(cè)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(cè)定室溫下 25 101kPa 的氣體摩爾體積 請(qǐng)回答以下問題 該小組設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)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 配制100mL1 0mol L 1的鹽酸 用 填儀器名稱并注明規(guī)格 量取10 0mL1 0mol L 1的鹽酸加入錐形瓶中 稱取ag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 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 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VmL 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 中檢查裝置氣密性的方法 2 實(shí)驗(yàn)步驟 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 100mLB 200mLC 500mL 3 若忽略水蒸氣的影響 在實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)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(cè)量結(jié)果 填 偏大 偏小 或 無影響 答案 10mL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(zhǎng)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?jī)?nèi)的液面相平 3 0 2VL mol 1偏小