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微型专题重点突破(二)
[学习目标定位] 1.熟练掌握以物质的量为中心的相关计算关系。2.熟悉溶液物质的量浓度与溶质质量分数之间的相互换算关系。
一、物质的量与相关物理量的计算关系[来源:学科网]
例1 36.5 g氯化氢溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述正确的是( )
A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.36.5 g氯化氢含有NA个原子
C.36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L
D.所得溶液的质量分数w=
答案 D
解析 所得溶液的物质的量浓度为1 mol÷= mol·L-1,A项错误;36.5 g氯化氢物质的量为1 mol,含有2NA个原子,B项错误;36.5 g HCl在标准状况下的体积为22.4 L,C项错误;设溶液的体积为V L,则w=×100%=,D项正确。
应用上述关系可解决不同量之间的转化,计算时可把已知量先换算成物质的量,再利用物质的量去转化,即“见量化摩”,使计算变得简单。
变式1 计算填空:
(1)已知某气体的摩尔质量为M g·mol-1,在标准状况下的体积V L,该气体的质量为________。
(2)如果a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是____________。
(3)标准状况下,1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L,该气体的摩尔质量是____________。
答案 (1) g (2) L (3)64 g·mol-1
解析 (2)由n=可知a g气体的物质的量为 mol,那么c g气体的物质的量为· mol,则V=n·Vm= L。(3)由=可知,M==64 g·mol-1。
二、气体的摩尔质量(相对分子质量)的计算
例2 计算填空:
(1)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为________。
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下,等质量的CH4和A气体的体积之比为15∶8,则A的摩尔质量为________。
(3)相同条件下,H2和O2的体积比为a∶b和质量比为a∶b 的混合气体,其平均相对分子质量分别是________和________。
答案 (1)64 (2)30 g·mol-1 (3)
解析 (1)n(气体)==0.03 mol,M(气体)==64 g·mol-1,该气体的相对分子质量为64。
(2)T、p相同时,气体的体积之比等于物质的量之比,即==,质量相同,则n(CH4)·M(CH4)=n(A)·M(A),M(A)=×M(CH4)=×16 g·mol-1=30 g·mol-1。(3)相同条件下,若V(H2)∶V(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=a∶b,则== g·mol-1,平均相对分子质量为;若m(H2)∶m(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=∶,则== g·mol-1= g·mol-1,平均相对分子质量为。
气体摩尔质量的计算方法
(1)由单个分子真实质量求:M=m0×NA,其中m0为单个分子的真实质量。
(2)由气体的摩尔体积和密度求:在标准状况下,M=Vm·ρ标=22.4 L·mol-1×ρ标(g·L-1)。
(3)由相对密度求:在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,MA=D·MB。
(4)摩尔质量定义法:M=,对于混合气体,=。
变式2 某物质A在一定条件下加热完全分解,产物都是气体。分解方程式为 4AB+2C+2D,测得生成的混合气体对氢气的相对密度为2d,则A的相对分子质量为( )
A.7d B.5d C.2.5d D.2d
答案 B
解析 相同条件下,气体的相对分子质量和气体的密度成正比,所以三种气体的平均相对分子质量为4d,右边相对分子质量总和为4d+2×4d+2×4d=20d,根据质量守恒定律,左边4A的相对分子质量也是20d,所以A的相对分子质量为5d。
三、阿伏加德罗常数的正误判断
例3 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在常温常压下,11.2 L 氮气含有的分子数为0.5NA
B.在常温常压下,1 mol 氧气含有的原子数为2NA
C.在常温常压下,11.2 L氧气所含的原子数目为NA
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
答案 B
解析 选项A、C项中气体处于非标准状况下,不能直接用标准状况下的气体摩尔体积进行计算;选项B中的物质的量与所处的状况无关;选项D中,同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的分子数相同,所含原子数不一定相同(如氧气和臭氧)。
阿伏加德罗常数正误判断中的常见陷阱
(1)陷阱之一:状况条件。若给出