内容正文:
第一章 从实验学化学
|化学|必修1
微型专题 二、以物质的量为核心的化学计算
一、阿伏加德罗常数的正误判断
阿伏加德罗常数正误判断中的常见陷阱
陷阱一:状态条件。若给出在非标准状况,如常温常压,气体的体积不能用22.4 L·mol-1进行计算。
陷阱二:物质状态。在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫、HF等),不能用22.4 L·mol-1进行计算。
陷阱三:微粒组成。气体单质的分子是由单原子组成,还是双原子或多原子组成;粒子含有的原子、离子、质子、中子、电子等。解答时看清题目要求。
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陷阱四:溶液组成。在溶液中运用NA计算溶液中氢原子或氧原子的量时,注意溶剂的组成;或进行物质的量计算时未给出溶液的体积,无法计算溶质具体的量。
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【例1】 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,11.2 L一氧化碳分子数是0.5NA
B.NA个氧气分子和NA个氮气分子的质量比为8∶7
C.常温常压下,2.86 g Na2CO3·10H2O含有的Na+数为0.01NA
D.物质的量浓度为0.5 mol·L-1的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
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【解析】 A项不是标准状况;C项Na+数目为0.02NA;D项不知道溶液的体积,无法求Cl-的个数。
【答案】 B
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二、物质的量与相关物理量之间的计算
1.转化关系
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2.计算公式
(1)四个基本公式
n=eq \f(N,NA)=eq \f(m,M)=eq \f(V(气),Vm)=c·V(液)。
(2)关于物质的量浓度的计算
①基本公式:cB=eq \f(nB,V);
②与溶质质量的关系:m=M·c·V;
③与溶质质量分数的关系:c=eq \f(1 000 mL·L-1ρw,M)(密度的单位是g·cm-3);
④关于稀释的计算:c1·V1=c2·V2;
⑤关于混合的计算:c(总)·V(总)=c1V1+c2V2。
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【例2】 (1)某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数的值为NA,则:
①该气体在标准状况下的体积为________L;
②该气体在标准状况下的密度为________g·L-1;
③该气体所含的原子总数为________个;
④该气体一个分子的质量为________g。
(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________。
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【解析】 (1)根据n=eq \f(m,M)=eq \f(V(g),Vm)=eq \f(N,NA)及ρ=eq \f(m,V)等公式进行计算。
①V=eq \f(m g,M g·mol-1)×22.4 L·mol-1=eq \f(22.4m,M) L;
②ρ=eq \f(m,V)=eq \f(M,Vm)=eq \f(M g·mol-1,22.4 L·mol-1)=eq \f(M,22.4) g·L-1;
③N=eq \f(m,M)·NA,则所含原子总数为eq \f(m g,M g·mol-1)×NAmol-1×2=eq \f(2mNA,M);
④一个分子的质量为eq \f(M g·mol-1,NAmol-1)=eq \f(M,NA) g。
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(2)由n=eq \f(N,NA)可知a g气体的物质的量为eq \f(b,NA)mol,那么c g气体的物质的量为eq \f(b,NA)·eq \f(c,a)mol,则V=n·Vm=eq \f(22.4bc,aNA)L。
(3)由eq \f(m,M)=eq \f(V(g),Vm)可知M=eq \f(1.6 g×22.4 L·mol-1,0.56 L)=64 g·mol-1。
【答案】 (1)①eq \f(22.4m,M) ②eq \f(M,22.4) ③eq \f(2mNA,M) ④eq \f(M,NA)
(2)eq \f(22.4bc,aNA)L (3)64 g·mol-1
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三、有关物质的量浓度的多角度计算
1.基本公式:n=eq \f(N,NA)=eq \f(m,M)=eq \f(V气体,Vm)=cV溶液。
2.溶质的物质的量浓度(c)与质量分数(w)的相互换算(已知溶质的摩尔质量为M g