内容正文:
微专题一 物质的量及其计算
1.以物质的量为桥梁的相关计算
物质的量是联系宏观量(如质量、体积)与微观量(如微粒数目)的桥梁和纽带,是计算的核心。解答时,要理清它们之间的关系。要紧紧抓住“物质的量”这个计算的核心,牢固建立把“其他物理量转化为物质的量”的这一思维模式,充分利用下列“万能恒等式”及其变形,进行各量的相互求算:n===。
[典型例题1] 下列叙述中,正确的是( B )
A.1 mol H2O中含有1 mol H2和1 mol O
B.等质量的O2和O3中所含的氧原子数相同
C.等质量的CO与CO2中所含碳原子数之比为7∶11
D.98 g H2SO4溶解于500 mL水中,所得溶液中硫酸的物质的量浓度为2 mol·L-1
解析:H2O是由H原子和O原子构成的,即 1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O,故A错误;无论是O2还是O3,都是由氧原子构成的,等质量O2和O3含有的氧原子数相同,故B正确;等质量的CO和CO2的物质的量之比为∶=11∶7,CO和CO2的物质的量之比等于碳原子的物质的量之比,即所含碳原子数之比为 11∶7,故C错误;题目中没有指明溶液的体积,因此无法计算出硫酸的物质的量浓度,故D错误。
[跟踪训练1] 现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为 。
(2)该气体所含原子总数为 。
(3)该气体在标准状况下的体积为 。
(4)该气体在标准状况下的密度为 。
(5)该气体一个分子的质量为 。
解析:根据标准状况下,气体体积相关计算关系 n===进行求解。(4)由质量和标准状况下的体积可求气体的密度,也可由M=Vm·ρ 求气体的密度。(5)气体摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值,即为一个分子的质量。
答案:(1) mol (2) (3) L (4) g·L-1 (5) g
2.阿伏加德罗常数考查常见陷阱
(1)陷阱一:状况条件。若给出在非标准状况下,如已知常温、常压下气体的体积,不能用22.4 L·mol-1进行计算。
(2)陷阱二:物质状态。已知在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫等),不能用 22.4 L·mol-1 进行计算。
(3)陷阱三:单质组成。气体单质的组成除常见的双原子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。
(4)陷阱四:微粒种类。微粒种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。解答时要看准题目要求,防止误入陷阱。
[典型例题2] NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( B )
①0.5 mol O2与11.2 L O2所含的分子数一定相同 ②在标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L ③在常温、常压下,NA个 CO2分子占有的体积为22.4 L ④在常温、常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体中含有的原子数为6NA ⑤在标准状况下,11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2NA ⑥在标准状况下,22.4 L SO3含有的分子数为NA
A.①③⑥ B.②④⑤
C.①③⑤ D.②③④⑥
解析:①没有说明是否为标准状况下,11.2 L O2的物质的量不一定为0.5 mol,错误;②CO与N2的摩尔质量均为28 g·mol-1,所以28 g CO与N2的混合气体的物质的量为1 mol,在标准状况下,体积约为22.4 L,正确;③在标准状况下,NA个CO2分子为1 mol,其占有的体积为22.4 L,常温常压下,1 mol CO2占有的体积大于 22.4 L,错误;④NO2的摩尔质量为46 g·mol-1,NO2和N2O4混合气体可以表示为“NO2”,92 g的NO2和N2O4混合气体中含有“NO2”的量为2 mol,含有的原子数为6NA,正确;⑤在标准状况下,11.2 L 由CH4和C2H4组成的混合气体的量为0.5 mol,CH4和C2H4组成中含有氢原子数相同,因此0.5 mol由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2NA,正确;⑥在标准状况下,SO3为非气态,不能用气体摩尔体积进行计算,错误;结合以上分析可知,正确的是②④⑤。
[跟踪训练2] 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( B )
A.含0.1 mol BaCl2的溶液中Cl-数为0.1NA
B.22 g CO2所含有的分子数为0.5NA
C.11.2 L CO2所含有的分子数为0.5NA
D.常温下,NA个Cl2分子所占有的体积为22.4 L
解析:选项A中氯化钡溶液中含有0.2NA个氯离子;选项B中二氧化碳为0.5 mol,含有的分子数为0.5NA;选项C