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高中化学58个精讲 (6) 物质的量


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高中化学 58 个考点精讲

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6, 物质的量 , 复习重点 1.理解质量守恒定律的涵义. 2.明确摩尔的概念,掌握摩尔质量与相对分子质量,相对原子质量之间的区别与联系,理解阿伏加德 罗常数的涵义,其中阿伏加德罗常数是命题的热点 2.难点聚焦 . 一,质量守恒定律 1.内容 参加化学反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量总和. 2.实质 化学反应前后元素的种类和原子的个数不发生改变. 二,阿伏加德罗定律 1.内容 在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数.即"三同"定"一同" . 2. 推论: ⑴同温同压下,V1/V2=n1/n2 ⑵同温同体积时,p1/p2= n1/n2=N1/N2 ⑶同温同压等质量时,V1/V2=M2/M1 ⑷同温同压同体积时,W1/W2=M1/M2=ρ1/ρ2 注意: ①阿伏加德罗定律也适用于不反应的混合气体. ②使用气态方程 PV=nRT 有助于理解上述推论. 三,阿伏加德罗常数 物质的量是以阿伏加德罗常数来计量的,0.012kg 碳-12 所含的碳原子数就是阿伏加德罗常数(NA).6.02 ×1023 是它的近似值.注意:叙述或定义摩尔时一般用"阿伏加德罗常数" ,在具体计算时常取"6.02×1023" . 1. .

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物 质 的 量

①,定义:表示含有一定数目粒子的集体. ②,符号:n 物质的量 ③,单位:摩尔,摩,符号 mol 12 ④,1mol 任何粒子(分,原,离,电,质,中子)数与 0.012kg C 中所含碳原子 数相同. ⑤, ,架起微观粒子与宏观物质之间联系的桥梁. ①,定义:1mol 任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数. 阿伏加德罗常数: ②,符号 NA ③,近似值:6.02×1023 ①,定义:单位物质的量气体所占的体积叫~ 基本概念 气体摩尔体积:②,符号:Vm ③,单位:Lmol-1 ①,定义:单位物质的量物质所具有的质量叫~ 摩尔质量:②,符号:M ③,单位:gmol-1 或 kgmol-1 ④,若以 gmol-1 为单位,数值上与该物质相对原子质量或相对分子质量相等. ①,定义:单位体积溶液中所含溶质 B 的物质的量来表示溶液组成的物理量 叫溶质 B 的物质的量浓度. 物质的量浓度:②,符号:c(B) ③,单位:molL-1 ①,定律:在相同温度和压强下,相同体积的作何气体都含有相同数目的分子. 同温同压下: ②,推论: 同温同压下:
阿伏加德 罗定律及 其推论: V1 n N = 1 = 1 V2 n 2 N 2 ρ1 M Mr1 = 1 = ρ 2 M 2 Mr2 P1 n N = 1 = 1 P2 n 2 N 2

同温同体积下:

Ⅰ,气体休的密度和相对密度: 标况下: ρ(气体) =
M Mr = gL 22.4L mol-1 22.4

A 气体对 B 气体的相对密度: D(B) =
③, 运用:

ρ(A) M (A) = ρ(B) M ( B)

Ⅱ,摩尔质量 M(或平均摩尔质量 M ) M=22.4Lmol-1×ρ, M =






n (A) M (A) + n (B) M (B) + n (A) + n ( B) +

M =M(A)ф(A)+M(B)ф(B)+

ф为体积分数.

3. 例题精讲 . 一,质量守恒定律的直接应用 [例 1]有一在空气里暴露过的 KOH 固体样品,经分析其含水 7.65%,含 K2CO34.32%,其余是 KOH.若 例 将 ag 样品放入 bmL1mol/L 的盐酸中,使其充分作用后,残酸用 25.25mLcmol/L 的 KOH 溶液恰好中和完全. 蒸发所得溶液,得到固体质量的表达式中(单位 g) A. 只含有 a B. 只含有 b C. 必含有 b D. 一定有 a,b 和 c [解析]本题如使用 Cl 原子守恒的方法可大大简化解题步骤.由题意,反应后溶液为 KCl 溶液,其中的 Cl 来自盐酸,所以所得 KCl 固体的物质的量与 HCl 的物质的量相等,即为 0.001bmol,质量为 0.0745bg.如 果解题时使用 ag 这个数据,也能获得答案,此时答案中也会含有 b,请读者自行解答. Wisdom&L &Love 第 2 页(共 6 页) Tel:020Wisdom&Love Tel:020-36581010

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本题正确答案为 C. [例 2]在一定条件下,16gA 和 22gB 恰好反应生成 C 和 4.5gD.在相同条件下,8gA 和 15gB 反应可生成 例 D 和 0.125molC.从上述事实可推知 C 的式量为____________. [解析]根据质量守恒定律,当 16gA 与 22gB 恰好反应生成 4.5gD 的同时,生成 C 的质量应为 16+22-4.5=33.5g, 8gA 和 15gB 反应时, 当 根据判断 B 是过量的, 与 C 的质量关系应是 16:33.5=8:x, A x=16.75g, MC=16.75g/0.125mol=134g/mol,即 C 的式量为 134. 二,阿伏加德罗常数的直接应用 [例 3]下列说法正确的是(NA 表示阿伏加德罗常数) 例 A. 标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷混合物 22.4L,则所含有的分子数为 NA

8 NA 22.4 C. 常温常压下,活泼金属从盐酸中置换出 1molH2 时发生转移的电子数为 2NA D. 常温常压下,1mol 氦气含有的核外电子数为 4NA [解析]阿伏加德罗定律所述的气体包括混合气体.标准状况下,22.4L 混合气体所含有的分子数为 NA, 所以选项 A 正确.标准状况下,辛烷是液体,不能使用标准状况下气体的摩尔体积 22.4L/mol 这一量,所以 1L 辛烷的物质的量不是 1/22.4mol,选项 B 错误.每生成 1molH2 时必有 2molH+获得 2mol 电子,即转移电子 数为 2NA,选项 C 正确.1 个氦原子核外有 4 个电子,氦气是单原子分子,所以 1mol 氦气含有 4mol 电子, 这与外界温度和压强无关,所以选项 D 正确.本题正确答案为 AC. 三,阿伏加德罗定律与化学方程式计算的综合应用 [例 4]在一定条件下,有 aLO2 和 O3 的混合气体,当其中的 O3 全部转化为 O2 时,体积变为 1.2aL,求原 例 混合气中 O2 和 O3 的质量百分含量. [解析]由阿伏加德罗定律,结合化学方程式的意义可知,化学方程式中气体化学式的系数比等于其体积 比,所以此题实际上用阿伏加德罗定律的应用题. 设混合气体中 O3 占 xL,则 O2 为(a-x)L 2O3 ==== 3O2 2L 3L xL (3/2)xL (3/2)x+(a-x)=1.2a,解得 x=0.4a 根据阿伏加德罗定律:n(O3):n(O2)=V(O3):V(O2)=0.4a:0.6a=2:3 3 × 32 w(O2)= × 100% =50% , w(O2)=1-50%=50%. ( 2 × 48) + (3 × 32)
B. 标准状况下,1L 辛烷完全燃烧后,所生成气态产物的分子数为 四,阿伏加德罗定律与质量守恒定律的综合应用 [例 5]在某温度时,一定量的元素 A 的氢化物 AH3 在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质, 例 此时压强增加了 75%.则 A 单质的一个分子中有_______个 A 原子,AH3 分解反应的化学方程式为 __________________________________________. [解析]由阿伏加德罗定律的推论:相同温度和压强时,p1/p2=N1/N2 得反应前后气体的分子数之比为 1:1.75=4:7,可理解为反应式左边气体和反应式右边气体系数之和的比为 4:7,再按氢原子守恒不妨先将反应 式写为 4AH3==A( )+6H2,再由 A 原子守恒得 A 右下角的数字为 4. 本题答案为:4,4AH3==A4+6H2. 五,阿伏加德罗定律与化学平衡的综合应用 [ 例 6]1 体 积 SO2 和 3 体 积 空 气 混 合 后 , 在 450 ℃ 以 上 通 过 V2O5 催 化 剂 发 生 如 下 反 应 : 2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气),若在同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为 0.9:1.则反应掉的 SO2 是原有 SO2 的___________%. [解析]由阿伏加德罗定律的推论可知: ρ 1 = V1 ,V2=0.9×(3+1)=3.6 体积. ρ 2 V2 设参加反应的 SO2 为 x 体积,由差量法 2SO2 + O2 2SO3 ΔV
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分享智慧泉源 2 x 2:1=x:0.4 3-2=1 4-3.6=0.4

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解得 x=0.8 体积,所以反应掉的体积是原有 SO2 的 0.8 × 100% = 80% . 1

六,阿伏加德罗定律与热化学方程式的综合应用 [例 7] 将 4g 甲烷和适量氧气混合后通入一密闭容器中,点燃使之恰好完全反应,待恢复到原温度后,测 例 得反应前后压强分别为 3.03×105Pa 和 1.01×105Pa,同时又测得反应共放出 222.5kJ 热量.试根据上述实验 数据,写出该反应的热化学方程式. [解析]书写热化学方程式有两个注意事项:一是必须标明各物质的聚集状态,二是注明反应过程中的热 效应(放热用"+" ,吸热用"-").要写本题的热化学方程式,需要解决两个问题,一是水的状态,二是反应 过程中对应的热效应.由阿伏加德罗定律的推论可知:

p1 N 3.03 × 10 5 3 = 1 = = ,根据甲烷燃烧反应的化 p 2 N 2 1.01 × 10 5 1

学方程式可知,水在该状态下是液体(想一想,如为气体则反应前后的压强比应为多少?),因 4g 甲烷燃烧时 222.5 放出 222.5kJ 热量,则 1mol 甲烷燃烧时放出的热量为 × 16 = 890 kJ . 4 本题答案为:CH4(气)+2O2(气)==CO2(气)+2H2O(液)+890kJ 4.实战演练 . 1.根据化学反应 A+B==C+D 中,某学生作了如下四种叙述:①若 mgA 与 B 充分反应后生成 ngC 和 wgD, 则参加反应的 B 的质量为(m+n-w)g;②若 mgA 和 ngB 完全反应,生成的 C 和 D 的总质量是(m+n)g;③若 取 A,B 各 mg,则反应生成 C 和 D 的质量总和不一定是 2mg;④反应物 A,B 的质量比一定等于 C,D 的质量比 ( ) A. ①②③ B. ②③④ C. ①④ D. ②③ 2.现有 A,B,C 三种化合物,各取 40g 相混合,完全反应后,得 B18g,C49g,还有 D 生成.已知 D 的式 量为 106.现将 22gA 和 11gB 反应,能生成 D ( ) A. 1mol B. 0.5mol C. 0.275mol D. 0.25mol 3.质量为 25.4g 的 KOH 和 KHCO3 混合物先在 250℃加热,冷却后发现混合物质量损失 4.9g,则原混合物中 ( ) KOH 和 KHCO3 的组成为 A. 物质的量 KOH=KHCO3 B. 物质的量 KOH>KHCO3 D. KOH< KHCO3 的任意比 C. 物质的量 KOH<KHCO3 4.在反应 X+2Y==R+M 中,已知 R 和 M 的摩尔质量之比为 22:9,当 1.6gX 与 Y 完全反应后,生成 4.4gR, 则此反应中 Y 和 M 的质量之比为 ( ) A. 16:9 B. 32:9 C. 23:9 D. 46:9 5.设 NA 表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 ( ) 2A. 1L1mol/L 的 Na2CO3 溶液中含 CO3 0.1NA B. 标准状况下,22.4LSO3 含分子数为 NA C. 常温下 100mL0.1mol/L 醋酸溶液中含醋酸分子 0.01NA D. 0.1molNa2O2 与足量水反应转移电子数 0.1NA 6.设阿伏加德罗常数为 NA,标准状况下,某种 O2 和 N2 的混合气体 mg 含有 b 个分子,则 ng 该混合气体在 相同条件下所占的体积(L)应是 ( ) A. 22.4nb mN A B. 22.4mb nN A C.

22.4nN A mb

D.

nbN A 22.4m
( )

7.nmolN2 和 nmol14CO 相比较,下列叙述中正确的是 A. 在同温同压下体积相等 B. 在同温同压下密度相等 C. 在标准状况下质量相等 D. 分子数相等
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8. 常温常压下, 某容器真空时质量为 201.0g, 当它盛满甲烷时质量为 203.4g, 而盛满某气体 Y 时质量为 205.5g, 则 Y 气体可能是 ( ) A. 氧气 B. 氮气 C. 乙烷 D. 一氧化氮 9.同温同压下,1 体积氮气和 3 体积氢气化合生成 2 体积氨气.已知氮气和氢气都由最简单分子构成,推断 它们都是双原子分子和氨的化学式的主要依据是 ( ) ①阿伏加德罗定律;②质量守恒定律;③原子或分子数只能为整数;④化合价规则 A. ①③ B. ①②③ C. ①②④ D. ①②③④ 10.将空气与 CO2 按 5:1 体积比混合,跟足量的赤热的焦炭充分反应,若反应前后温度相同,则在所得气体 中 , CO 的 体 积 百 分 含 量 为 ( 假 设 空 气 中 氮 , 氧 体 积 比 为 4:1 , 其 它 成 分 可 忽 略 不 计 ) ( ) A. 29% B. 43% C. 50% D. 100% 11.在一密闭容器中盛有 H2,O2,Cl2 组成的混合气体,通过电火花引爆后,三种气体恰好完全反应.经充 分反应后,测得所得溶液的质量分数为 33.4%,则原混合气中三种气体的体积比是________. 12.已知 A,B 两种气体在一定条件下可发生反应:2A+B==C+3D+4E.现将相对分子质量为 M 的 A 气体 mg 和足量 B 气体充入一密闭容器中恰好完全反应后,有少量液滴生成;在相同温度下测得反应前后压强 分别为 6.06×105Pa 和 1.01×105Pa,又测得反应共放出 QkJ 热量.试根据上述实验数据写出该反应的热化 学方程式.________________________________________________________________ 13.化合物 A 是一种不稳定的物质,它的分子组成可用 OxFy 表示.10mLA 气体能分解生成 15mLO2 和 10mLF2(同温同压). ⑴A 的化学式是___________,推断理由是__________________________________________________. ⑵已知 A 分子中 x 个氧原子呈…O—O—O…链状排列,则 A 分子的电子式是______________,A 分子 的结构式是______________. 14.A,B 两种金属元素的相对原子质量之比是 8:9.将两种金属单质按物质的量之比为 3:2 组成 1.26g 混合 物.将此混合物与足量稀硫酸溶液反应,放出 1.344L(标准状况)氢气.若这两种金属单质在反应中生成氢 气的体积相等,则 A 的摩尔质量是__________,B 的摩尔质量是__________. 15.氢气和氧气的混合气体,在 120℃和一定压强下体积为 aL,点燃后发生反应,待气体恢复到原来的温度 和压强时测得其体积为 bL,原混合气体中氢气和氧气各是多少升? 16.测定人呼出气体中 CO2 的含量时,将 100mL 呼出的气体通入 50.0mLBa(OH)2 溶液中,使其完全吸收, 过滤后取 20.0mL 澄清溶液, 0.100mol/L 盐酸滴定, 用 当耗掉 20.4mL 盐酸时, 恰好完全反应. 另取 20.0mL 原 Ba(OH)2 溶液,用同种盐酸滴定耗去 36.4mL 盐酸时,恰好完全反应.试计算人呼出气体中 CO2 的体积 分数(气体体积均在标准状况下测定). 17.用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿 伏加德罗常数值,其实验方案的要点为: ①用直流电电解氯化铜溶液,所用仪器如图 1-1 所示. ②在电流强度为 IA(安),通电时间为 ts 后,精 确测得某电极上析出的铜的质量为 mg. 图 1-1 试回答: ⑴连接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示,下同):E 接_____, C 接______,______接 F. 实验线路中的电流方向为_____→_____→_____→C→_____→______. ⑵写出 B 电极上发生反应的离子方程式:_______________________________________; G 试管中淀粉 KI 溶液变化的现象为______________________________________;相应的离 子方程式是________________________________________. ⑶为精确测定电极上析出铜的质量,所必需的实验步骤的先后顺序应是____________. ①称量电解前电极质量;②刮下电解后电极上的铜并清洗;③用蒸馏水清洗电解后电极; Wisdom&L &Love 第 5 页(共 6 页) Tel:020Wisdom&Love Tel:020-36581010

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④低温烘干电极后称量;⑤低温烘干刮下的铜后称量;⑥再次低温烘干后称量至恒重. ⑷已知电子的电量为 1.6×10-19C.试列出阿伏加德罗常数的计算表达式:NA=_______________. 18. 将标况下 1L 由 CO 和某气态单烯烃的混合气体与 9LO2 混合. 点燃, 充分燃烧后在压强不变, 温度为 409.5K 时,测得气体的总体积为 15L.试求该烯烃的分子式以及它在混合气体中占的体积分数. 答案 6,A 7,AD 8,CD 9,B 10,C

1,D

2,D

3,C 4,C

5,D

11,9:4:1

12,2A(气)+B(气)==C(气)+3D(液)+4E(气)+ 2 M QkJ m
13,⑴O3F2;质量守恒定律和阿伏加德罗定律 .. ⑵ 电子式为: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O. O O .F. , 结构式为: F F . .. ..

O

O

O

F

14,24g/mol,27g/mol 15,①若原混合气体中 V(H2):V(O2)≥2 时,V(O2)=(a-b)L,V(H2)=bL;②若原混合气体中,V(H2):V(O2)<2 时, V(H2)=2(a-b)L,V(O2)=(2b-a)L 16,4.48% 17,⑴D;A;B;F→B→A→C→D→E ⑵2Cl--2e==Cl2↑;变蓝色 Cl2+2I-==2Cl-+I2 64 It ⑶①③④⑥ ⑷NA = × m 2 × 1.6 × 10 19 18,C4H8 33.3%

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