内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
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模块一 知识网络构建
模块二 基础知识梳理
模块三 核心考点剖析
(精选全国各地期中真题)
考点1:物质的量、阿伏伽德罗常数、摩尔质量
考点2:气体摩尔体积
考点3:阿伏加德罗定律
考点4:物质的量浓度
考点5:一定物质的量浓度溶液的配制
模块四 基础过关练
模块五 能力提升练
模块六 教材习题答案
[学习目标]
1.理解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的含义及单位。
2.理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。
3.理解阿伏加德罗定律及其推论的应用。
4.运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
5.掌握配制一定物质的量浓度溶液的实验操作,建立实验误差分析的思维模型,并能应用模型解决实际问题。
[模块一 知识网络构建]
[模块二 基础知识梳理]
一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量
(1)定义:表示 的集合体。
(2)符号:
(3)单位:
(4)描述对象: ,如分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等或其特定组合。
(5)数值规定:1mol粒子集合体所含的粒子数约为 ,即1mol任何粒子集合体都含有约 个粒子。如 1molO2中约含 个O2,约含 个O。
(6)书写方法及含义
表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的种类:
如1 mol H指 ,1 mol H2指 ,而不能指 。
2.阿伏加德罗常数
(1)定义:1mol任何粒子的 ,符号为 。
(2)数值:1mol粒子集合体所含的粒子数约为 (近似值)。
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
(1)关系式:n=
(2)结论:微粒之间的物质的量之比等于微粒的 之比。
(3)物质与构成粒子的物质的量关系:
①Na2CO3——2Na+——CO——3O ②H2SO4——2H——S——4O
1 mol 2 mol 1 mol 3 mol 1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
【提分速记】
①阿伏加德罗常数是一个物理量,单位是mol-1,而不是纯数。不能误认为NA就是6.02×1023。
②NA指1 mol任何微粒的微粒数,一定要明确指出是何种微粒,如1 mol CH4含有的分子数为1NA,原子总数为5NA。
二、摩尔质量
1.摩尔质量的定义
(1)定义:单位物质的量的物质所具有的 。符号: ,单位: 。
(2)数值:摩尔质量以 为单位时,数值与该粒子的 或 相等。
例如:O2的摩尔质量是 ,H2SO4的摩尔质量是 ,Na2CO3的摩尔质量是 。
2.摩尔质量和质量、物质的量之间的关系: M=
3.以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观粒子数(N)之间的关系: n==
三、物质体积大小的影响因素
1.宏观因素: 。
2.微观因素: 。
3.决定固体或液体体积的主要因素: 。
4.决定气体体积的主要因素: 。
四、气体摩尔体积
1.定义: 。
2.符号:
3.单位:
4.表达式:Vm=
5.影响因素:气体摩尔体积的数值取决于气体所处的 。
温度越高,体积 ;压强越大,体积 。
6.标准状况( )下,气体摩尔体积Vm 约为 L·mol-1,气体物质的量n= 。
【提分速记】
理解气体摩尔体积应注意的几个问题:
(1)标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,非标准状况时不能使用。
(2)公式n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于标准状况下的固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等),均不适用。
五、阿伏伽德罗定律及其应用
1.含义:在 的温度和压强下, 体积的任何气体都含有 数目的粒子。
2.适用范围:任何 ,可以是 ,也可以是 。
3.“三同定一同”规律:同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
4.阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言表达
T、p相同
=
即同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比
T、V相同
=
即同温、同体积下,气体的压强与物质的量成正比
T、p相同
=
即同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比
【提分速记】
求气体摩尔质量M的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=(适用于单一气体或混合气体)
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=。
(3)根据标准状况下气体的密度(ρ,单位g·L-1):M=ρ×22.4 L·mol-1。
(4)根据气体的相对密度(D):=D。
六、物质的量浓度
1.定义: 用单位体积的溶液里所含 表示溶液组成的物理量。
2.符号为 ,单位:
3.表达式:
4.意义:如1 L溶液中含有1 mol溶质,溶质的物质的量浓度就是1 mol/L。例如把 氯化钠溶解在水中得到了 的氯化钠溶液,则氯化钠的物质的量浓度就是 。
【提分速记】
(1)cB=中的V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。
(2)溶质可以是分子,也可以是阴阳离子。与水反应生成新物质的溶质,一般指新物质(如:Na2O溶于水所得溶液,溶质为NaOH)。结晶水合物溶于水,溶质指失去结晶水的物质。
(3)特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时仍以NH3分子作为溶质。
(4)浓度一定的溶液中,取出任何体积的溶液其浓度不变。
(5)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,c(Fe3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(6)如果溶液只给出物质的量浓度没有体积,无法计算物质的量,也就无法判断粒子数目。
七、一定物质的量浓度溶液的配制
1.实验仪器:托盘天平、烧杯、玻璃棒、 、 。
2.容量瓶的构造及使用
【提分速记】
容量瓶的使用注意事项
(1)使用前先检查是否漏水。
(2)用玻璃棒引流时,玻璃棒与容量瓶的接触点应在刻度线以下。
(3)定容时要平视刻度线,使凹液面最低点与刻度线相切。
(4)在选择容量瓶时,应选用与所配溶液体积相等或稍大规格的容量瓶。即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如:配制480 mL1 mol·L-1的NaCl溶液,因无480 mL容量瓶,应选择500 mL容量瓶,配500 mL溶液所需溶质的物质的量应按配制500 mL溶液计算。
(5)使用容量瓶的“五不”:不能进行加热;不能进行溶解;不能进行稀释;不能作为反应容器;不能久贮溶液,尤其是碱液。
3.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)以配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液为例
主要仪器:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、 、 。
(2)配制过程示意图:
(3)实验步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶。
①计算:根据nB=cB·V,m=n×M,n(NaCl)= mol,则m(NaCl)= g。
②称量:用托盘天平称取 g NaCl固体。
③溶解:将称好的NaCl固体放入 中,用适量蒸馏水溶解,用 搅拌,并放置至室温。
④移液:将烧杯中的溶液用 引流转移到容量瓶中。
⑤洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒 次,并将洗涤液都注入容量瓶中,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
⑥定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面离容量瓶颈刻度线下 时,改用 滴加蒸馏水至 。
⑦摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
(4)用浓溶液稀释配制稀溶液
浓溶液稀释前后,溶液中溶质的 不变,即得等式为 。实验步骤同上:计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶。
【提分速记】
(1)配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质在选定的容量瓶中定容,不必计量水的用量。容量瓶用蒸馏水洗净后可直接使用,不必干燥,对配制溶液的浓度无影响。
(2)玻璃棒和烧杯内壁必须用蒸馏水洗涤2~3次,洗涤液转移至容量瓶。
(3)移液时,注意玻璃棒、烧杯的位置
(4)定容时,若不慎加水超过刻度线,应重新配制。
(6)定容摇匀后,若发现液面低于刻度线,不需要做任何处理。若再加水至刻度线会导致溶液的浓度偏低。
4.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)原理依据:根据cB==判断。其他不变时:
①凡是使m或nB增大的因素,使cB偏大。
②凡是使m或nB减小的因素,使cB偏小。
③凡是使V增大的因素,使cB偏小。
④凡是使V减小的因素,使cB偏大。
(2)误差具体分析
能引起误差的一些操作
n
V
c
天平的砝码沾有其他物质或已生锈
增大
不变
偏大
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码
减小
不变
偏小
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长
减小
不变
偏小
用量筒量取浓溶液时,仰视读数
增大
不变
偏大
用量筒量取浓溶液时,俯视读数
减小
不变
偏小
搅拌时部分液体溅出
减小
不变
偏小
未洗烧杯和玻璃棒
减小
不变
偏小
所用容量瓶洗净后又用待配液润洗
增大
不变
偏大
向容量瓶转移溶液时有少量液体流出
减小
不变
偏小
定容时,水加多了,用滴管吸出
减小
不变
偏小
定容时,俯视刻度线
不变
减小
偏大
定容时,仰视刻度线
不变
增大
偏小
(3)定容时仰视或俯视刻度线图解
①仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于凹液面最低点的实际读数,导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2)。与①恰好相反,刻度线高于凹液面最低点的实际读数,导致溶液体积偏小。
三、几种转换关系
1. 物质的量浓度与溶质质量分数的关系
c=
2. 一定温度下的饱和溶液中溶质质量分数与溶解度的关系
w=×100%(w—溶质质量分数、S—溶解度)
3. 稀释定律
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
③溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)。
[模块三 核心考点剖析]
考点1:物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数
[典例1](24-25高一上·河南信阳·期中)下列有关物质的量及摩尔的叙述正确的是
A.中含有原子、原子
B.1mol是个粒子的集合体,如1mol大米、1mol苹果等
C.物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的
D.摩尔是7个基本物理量之一,它既是物质的量的单位,又是粒子数目的单位
[变式1](24-25高一上·广东汕尾·期中)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温常压下,32gCH4含有的原子数为10NA
B.H2O的摩尔质量为18
C.4g氢气含有的原子数为4NA
D.2molNH3的质量为34g
考点2:气体摩尔体积
[典例2](24-25高一上·北京通州·期中)下列说法中,正确的是
A.H2的摩尔质量是2g
B.1molCH4的体积一定为22.4 L
C.1molCO2中含有的原子数约为 6.02×1023
D.在标准状况下,20 mL NH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
[变式2](24-25高一上·贵州黔西·期中)阿伏加德罗常数的命名是为了纪念意大利科学家阿伏加德罗。用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.28 g N2含的分子数为2NA
B.1 mol Na含有的电子数为NA
C.标准状况下,22.4 L O2含有的氧原子数为2NA
D.常温常压下,11.2 L CO2所含原子数为1.5NA
考点3:阿伏加德罗定律
[典例3](24-25高一上·辽宁丹东·期中)同温同压下,相同质量的O2和O3气体,下列说法正确的是
A.体积之比为3:2 B.密度之比为3:2
C.物质的量之比为2:3 D.原子个数之比为2:3
[变式3](24-25高一上·广西梧州·期中)在同温同压下,甲容器内充满,乙容器内充满,若甲、乙容器内所含氢原子数目之比为,则甲、乙两个容器的体积比是
A. B. C. D.
考点4:物质的量浓度
[典例4](24-25高一上·浙江绍兴·期中)下列所配溶液浓度为1mol·L-1的是
A.将31g溶于1L水中
B.常温下,将22.4LHCl溶于水中,配成1L溶液
C.将100mL5mol·L-1的溶液加水稀释至500mL
D.将10mL10mol·L-1的溶液与40mL水混合
[变式4](24-25高一上·广西梧州·期中)下列溶液中的浓度与溶液中的浓度相同的是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
考点5:一定物质的量浓度溶液的配制
[典例5](24-25高一上·广东深圳·期中)配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,必须干燥才能用于配制溶液
B.配制的溶液时,用托盘天平称量固体时药品砝码左右位置颠倒,对实验结果无影响
C.配制溶液时,用托盘天平称取碳酸钾固体
D.用量筒量取浓盐酸后,将量筒洗涤,并将洗涤液注入烧杯中
[变式5](24-25高一上·辽宁丹东·期中)欲配制980mL 1.00mol/L NaOH溶液,部分实验操作如图所示,下列说法错误的是
A.需要称量的NaOH固体的质量为39.2g
B.上述实验操作步骤的正确顺序为②①④③
C.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaOH溶液浓度偏低
D.定容后,盖紧瓶塞,颠倒摇匀后,发现液面低于刻度线,无须再次加水
[模块四 基础过关练]
1.下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.硫酸的摩尔质量为
C.任何物质都含有约个原子
D.标准状况下,等质量的O2和O3所含氧原子个数相同
2.下列关于等质量的硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的说法正确的是
A.摩尔质量都是 B.物质的量都是
C.标准状况下的体积相同 D.含有的氧原子数相同
3.下列说法正确的是
A.物质的量可以理解为物质的质量
B.物质的量就是物质的粒子数目
C.物质的量的单位——摩尔,只适用于分子
D.物质的量可用n表示,1 mol粒子的数目约为6.02×1023
4.设为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A.标准状况下,中所含分子数为
B.30g乙烷中,所含原子数为
C.溶液中的个数为
D.56gFe与足量的氯气反应,转移的电子数为
5.下列叙述正确的是
A.的体积为22.4L
B.个分子,其质量约为22g
C.的摩尔质量为16g
D.40gNaOH固体完全溶于1L水,溶液中浓度为
6.据世界气象组织最新发布的《温室气体公报》,、和三种主要温室气体的大气含量在2023年持续增加,极端气候事件频发。物质的量相同的这三种气体一定具有
A.相同的分子数 B.相同的原子数 C.相同的质量 D.相同的气体摩尔体积
7.下列说法不正确的是
A.等温等压下,32 g 氧气和2 g氢气的体积之比等于1:1
B.等温等压下,二氧化硫气体与二氧化碳气体的密度之比等于16:11
C.温度相同、体积相同的氧气和氮气分子数相同
D.等温等体积下,5 mol氧气和 2 mol氮气的压强之比等于5:2
8.化学实验室里有瓶盐酸,上面的标签如图所示。设阿伏加德罗常数为,下列说法正确的是
产品名称:盐酸
化学式:HCl
质量分数:36.5%
密度:
A.1L该盐酸中含HCl分子数为
B.配制的稀盐酸需量取该盐酸约8.3mL
C.将的盐酸敞口蒸发到体积为5mL后,盐酸浓度为
D.配制稀盐酸时,取用浓盐酸的量筒使用后应洗涤,并将洗涤液也注入容量瓶
9.在形成的混合溶液中,,则为
A. B. C. D.
10.配制100mL1.00mol·L-1Na2CO3溶液的操作过程示意图如图:
下列说法错误的是
A.操作2和操作3中玻璃棒末端应抵在容量瓶瓶颈刻度线下方
B.操作3洗涤烧杯、玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中
C.进行操作4时若俯视刻度线,将使所配溶液浓度偏低
D.操作5摇匀后静置发现液面低于刻度线,无须重新定容
[模块五 能力提升练]
1.下列对有关概念的理解正确的是
A.摩尔是基本物理量之一
B.一定温度下,溶液中溶质的浓度不随所取溶液体积的变化而变化
C.任何气体所含的分子数均相等
D.任何物质所含的原子数均为
2.下列所配溶液浓度为1mol·L-1的是
A.将31g溶于1L水中
B.常温下,将22.4LHCl溶于水中,配成1L溶液
C.将100mL5mol·L-1的溶液加水稀释至500mL
D.将10mL10mol·L-1的溶液与40mL水混合
3.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.的盐酸含有阴离子总数为
B.和混合气体中含有O原子数目为
C.11.2LCO和混合后的分子数目为
D.将通入水中,溶液中的数目之和等于
4.下列各物质所含的原子总数最多的是
A.9 g H2O B.0.5 mol NH3
C.3.01×1023个O2 D.2.24 L N2(标准状况)
5.配制一定物质的量浓度的溶液的操作过程示意图如下:
下列说法中不正确的是
A.“操作2”需将溶解的溶液及烧杯洗涤液全部转移至容量瓶
B.“操作3”中玻璃棒起引流作用
C.“操作4”定容时仰视刻度线会造成所配溶液浓度偏低
D.“操作5”摇匀后瓶中液面下降至刻度线以下,需继续加水至刻度线
6.中科院天津生物所首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是
A.常温常压下,1 mol CO2的体积约为22.4 L
B.同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
7.室温时向100mL碘水滴加的溶液,发生下列反应:,消耗了溶液,计算原饱和溶液中I2的物质的量浓度
A. B. C. D.
8.下列有关叙述正确的是
A.现有CO、、、三种气体,它们都含有,则三种气体的物质的量之比为
B.同温同压下,同体积、同密度的和,两种气体的分子数一定相等
C.和中含有的碳原子数一定相等
D.配制的NaOH溶液,用分析天平称取NaOH固体1.80g
9.下列说法正确的是
A.同温同压下,和的密度相同
B.质量相同的和所含的原子数相同
C.质量相同的和所含的原子数相同
D.室温下,相等的盐酸和硫酸中,溶质的物质的量浓度相同
10.标准状况下,含有b个原子的气态化合物的质量为a。则c气体在标准状况下的体积为(为阿伏加德罗常数的值)
A. B. C. D.
11.计算后填空:
(1)中,含有的H原子约为 个,O的质量为 g。
(2)标准状况下,的物质的量为 mol,其质子总数为 个。
(3)中含有的H原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)溶液中含的质量为27g,将该溶液稀释到5L,稀释后溶液中的物质的量浓度是 。
(5)由、两气体组成的混合气体16g,标准状况下,体积为,则、的物质的量之比为 。
12.某品牌海藻加碘盐的产品说明如图。
净含量:400g/袋
配料:精制盐、藻类浓缩汁(水、海带)、碘酸钾( KIO3 )
氯化钠含量(以NaCl计):≥ 98.5 g/100 g
碘酸钾含量(以I计):18~38 mg /kg
回答下列问题:
(1) KIO3的电离方程式为 ;每袋海藻加碘盐中KIO3的物质的量不超过 mol(保留两位有效数字)
(2)实验室需要460mL0.5 mol∙L-1KIO3溶液,现用KIO3固体配制。
①配制过程可分为两个阶段:
阶段I.用托盘天平称量 gKIO3固体。
阶段Ⅱ.将称量的KIO3固体加适量蒸馏水溶解,然后将所得溶液转入 (填仪器名称)中,再经洗涤、定容、摇匀后即可得到0.5mol∙L-1KIO3溶液。
下列有关阶段Ⅱ的操作,错误的有 (填标号)。
②若定容时俯视刻度线,所配溶液浓度将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”);若定容、摇匀后发现忘记洗涤烧杯,应进行的操作是 。
③取5mL配制完成的KIO3溶液与10mL1.0 mol∙L-1K2SO4溶液混合(忽略溶液体积变化),所得混合液中c(K+)= mol∙L-1。
[模块六 教材习题答案]
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
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(精选全国各地期中真题)
考点1:物质的量、阿伏伽德罗常数、摩尔质量
考点2:气体摩尔体积
考点3:阿伏加德罗定律
考点4:物质的量浓度
考点5:一定物质的量浓度溶液的配制
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[学习目标]
1.理解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的含义及单位。
2.理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。
3.理解阿伏加德罗定律及其推论的应用。
4.运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
5.掌握配制一定物质的量浓度溶液的实验操作,建立实验误差分析的思维模型,并能应用模型解决实际问题。
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一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量
(1)定义:表示含有一定数目粒子的集合体。
(2)符号:n
(3)单位:mol
(4)描述对象:微观粒子,如分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等或其特定组合。
(5)数值规定:1mol粒子集合体所含的粒子数约为 6.02 ×1023 ,即1mol任何粒子集合体都含有约6.02 ×1023 个粒子。如 1molO2中约含6.02 ×1023 个O2,约含2 ×6.02 ×1023 个O。
(6)书写方法及含义
表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的种类:
如1 mol H指1 mol氢原子,1 mol H2指1 mol氢分子,而不能指1 mol氢。
2.阿伏加德罗常数
(1)定义:1mol任何粒子的 粒子数 ,符号为 NA 。
(2)数值:1mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02 ×1023 (近似值)。
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
(1)关系式:n=
(2)结论:微粒之间的物质的量之比等于微粒的 个数 之比。
(3)物质与构成粒子的物质的量关系:
①Na2CO3——2Na+——CO——3O ②H2SO4——2H——S——4O
1 mol 2 mol 1 mol 3 mol 1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
【提分速记】
①阿伏加德罗常数是一个物理量,单位是mol-1,而不是纯数。不能误认为NA就是6.02×1023。
②NA指1 mol任何微粒的微粒数,一定要明确指出是何种微粒,如1 mol CH4含有的分子数为1NA,原子总数为5NA。
二、摩尔质量
1.摩尔质量的定义
(1)定义:单位物质的量的物质所具有的 质量 。符号: M ,单位:g﹒mol-1或g/mol 。
(2)数值:摩尔质量以g﹒mol-1或g/mol 为单位时,数值与该粒子的相对原子质量或 相对分子质量 相等。
例如:O2的摩尔质量是32g /mol,H2SO4的摩尔质量是98g /mol,Na2CO3的摩尔质量是106g /mol。
2.摩尔质量和质量、物质的量之间的关系: M=
3.以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观粒子数(N)之间的关系: n==
三、物质体积大小的影响因素
1.宏观因素:温度、压强。
2.微观因素:微粒的数目、微粒的大小、微粒的平均距离。
3.决定固体或液体体积的主要因素:微粒的数目、微粒的大小。
4.决定气体体积的主要因素:微粒的平均距离、温度、压强。
四、气体摩尔体积
1.定义:单位物质的量的气体所占的体积。
2.符号:Vm
3.单位:L·mol-1或L/mol
4.表达式:Vm=
5.影响因素:气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。
温度越高,体积 越大 ;压强越大,体积 越小 。
6.标准状况( 0℃,101kpa )下,气体摩尔体积Vm 约为 22.4 L·mol-1,气体物质的量n= 。
【提分速记】
理解气体摩尔体积应注意的几个问题:
(1)标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,非标准状况时不能使用。
(2)公式n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于标准状况下的固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等),均不适用。
五、阿伏伽德罗定律及其应用
1.含义:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
2.适用范围:任何气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
3.“三同定一同”规律:同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
4.阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言表达
T、p相同
=
即同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比
T、V相同
=
即同温、同体积下,气体的压强与物质的量成正比
T、p相同
=
即同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比
【提分速记】
求气体摩尔质量M的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=(适用于单一气体或混合气体)
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=。
(3)根据标准状况下气体的密度(ρ,单位g·L-1):M=ρ×22.4 L·mol-1。
(4)根据气体的相对密度(D):=D。
六、物质的量浓度
1.定义: 用单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量表示溶液组成的物理量。
2.符号为 cB ,单位:mol/L或mol·L-1
3.表达式: cB=
4.意义:如1 L溶液中含有1 mol溶质,溶质的物质的量浓度就是1 mol/L。例如把58.5g氯化钠溶解在水中得到了1L的氯化钠溶液,则氯化钠的物质的量浓度就是1 mol/L。
【提分速记】
(1)cB=中的V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。
(2)溶质可以是分子,也可以是阴阳离子。与水反应生成新物质的溶质,一般指新物质(如:Na2O溶于水所得溶液,溶质为NaOH)。结晶水合物溶于水,溶质指失去结晶水的物质。
(3)特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时仍以NH3分子作为溶质。
(4)浓度一定的溶液中,取出任何体积的溶液其浓度不变。
(5)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,c(Fe3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(6)如果溶液只给出物质的量浓度没有体积,无法计算物质的量,也就无法判断粒子数目。
七、一定物质的量浓度溶液的配制
1.实验仪器:托盘天平、烧杯、玻璃棒、 带体积容量瓶、胶头滴管。
2.容量瓶的构造及使用
【提分速记】
容量瓶的使用注意事项
(1)使用前先检查是否漏水。
(2)用玻璃棒引流时,玻璃棒与容量瓶的接触点应在刻度线以下。
(3)定容时要平视刻度线,使凹液面最低点与刻度线相切。
(4)在选择容量瓶时,应选用与所配溶液体积相等或稍大规格的容量瓶。即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如:配制480 mL1 mol·L-1的NaCl溶液,因无480 mL容量瓶,应选择500 mL容量瓶,配500 mL溶液所需溶质的物质的量应按配制500 mL溶液计算。
(5)使用容量瓶的“五不”:不能进行加热;不能进行溶解;不能进行稀释;不能作为反应容器;不能久贮溶液,尤其是碱液。
3.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)以配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液为例
主要仪器:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。
(2)配制过程示意图:
(3)实验步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶。
①计算:根据nB=cB·V,m=n×M,n(NaCl)=0.1mol,则m(NaCl)=5.85g。
②称量:用托盘天平称取5.9g NaCl固体。
③溶解:将称好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解,用玻璃棒搅拌,并放置至室温。
④移液:将烧杯中的溶液用玻璃棒引流转移到容量瓶中。
⑤洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶中,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
⑥定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面离容量瓶颈刻度线下1~2_cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切。
⑦摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
(4)用浓溶液稀释配制稀溶液
浓溶液稀释前后,溶液中溶质的物质的量不变,即得等式为c(浓溶液)·V(浓溶液)=c(稀溶液)·V(稀溶液)。实验步骤同上:计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶。
【提分速记】
(1)配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质在选定的容量瓶中定容,不必计量水的用量。容量瓶用蒸馏水洗净后可直接使用,不必干燥,对配制溶液的浓度无影响。
(2)玻璃棒和烧杯内壁必须用蒸馏水洗涤2~3次,洗涤液转移至容量瓶。
(3)移液时,注意玻璃棒、烧杯的位置
(4)定容时,若不慎加水超过刻度线,应重新配制。
(6)定容摇匀后,若发现液面低于刻度线,不需要做任何处理。若再加水至刻度线会导致溶液的浓度偏低。
4.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)原理依据:根据cB==判断。其他不变时:
①凡是使m或nB增大的因素,使cB偏大。
②凡是使m或nB减小的因素,使cB偏小。
③凡是使V增大的因素,使cB偏小。
④凡是使V减小的因素,使cB偏大。
(2)误差具体分析
能引起误差的一些操作
n
V
c
天平的砝码沾有其他物质或已生锈
增大
不变
偏大
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码
减小
不变
偏小
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长
减小
不变
偏小
用量筒量取浓溶液时,仰视读数
增大
不变
偏大
用量筒量取浓溶液时,俯视读数
减小
不变
偏小
搅拌时部分液体溅出
减小
不变
偏小
未洗烧杯和玻璃棒
减小
不变
偏小
所用容量瓶洗净后又用待配液润洗
增大
不变
偏大
向容量瓶转移溶液时有少量液体流出
减小
不变
偏小
定容时,水加多了,用滴管吸出
减小
不变
偏小
定容时,俯视刻度线
不变
减小
偏大
定容时,仰视刻度线
不变
增大
偏小
(3)定容时仰视或俯视刻度线图解
①仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于凹液面最低点的实际读数,导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2)。与①恰好相反,刻度线高于凹液面最低点的实际读数,导致溶液体积偏小。
三、几种转换关系
1. 物质的量浓度与溶质质量分数的关系
c=
2. 一定温度下的饱和溶液中溶质质量分数与溶解度的关系
w=×100%(w—溶质质量分数、S—溶解度)
3. 稀释定律
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
③溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)。
[模块三 核心考点剖析]
考点1:物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数
[典例1](24-25高一上·河南信阳·期中)下列有关物质的量及摩尔的叙述正确的是
A.中含有原子、原子
B.1mol是个粒子的集合体,如1mol大米、1mol苹果等
C.物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的
D.摩尔是7个基本物理量之一,它既是物质的量的单位,又是粒子数目的单位
【答案】A
【详解】A.依据水分子构成,中含有原子、原子,A项正确;
B.摩尔不可用于描述宏观物体,B项错误;
C.物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,它并不是物质的数量,也不是物质的质量,C项错误;
D.物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,摩尔不是粒子数目的单位,D项错误;
故选A。
[变式1](24-25高一上·广东汕尾·期中)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温常压下,32gCH4含有的原子数为10NA
B.H2O的摩尔质量为18
C.4g氢气含有的原子数为4NA
D.2molNH3的质量为34g
【答案】B
【详解】A.常温常压下,32gCH4为32g÷16g/mol=2mol,含有10mol原子,原子数为10NA,A正确;
B.H2O的摩尔质量为18g/mol,B错误;
C.4g氢气为2mol,含有4mol原子,原子数为4NA,C正确;
D.2molNH3的质量为2mol×17g/mol=34g,D正确;
故选B。
考点2:气体摩尔体积
[典例2](24-25高一上·北京通州·期中)下列说法中,正确的是
A.H2的摩尔质量是2g
B.1molCH4的体积一定为22.4 L
C.1molCO2中含有的原子数约为 6.02×1023
D.在标准状况下,20 mL NH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
【答案】D
【详解】A.H2的摩尔质量是2g/mol,A错误;
B.气体的体积受温度和压强影响巨大,故1molCH4的体积不一定为22.4 L,B错误;
C.一个CO2分子中含有1个C原子和2个O原子,故1molCO2中含有的原子数约为 3×6.02×1023,C错误;
D.根据阿伏伽德罗定律可知,同温同压下气体的体积之比等于分子数之比,即在标准状况下,20 mL NH3和60mLO2所含分子个数比为1:3,D正确;
故答案为:D。
[变式2](24-25高一上·贵州黔西·期中)阿伏加德罗常数的命名是为了纪念意大利科学家阿伏加德罗。用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.28 g N2含的分子数为2NA
B.1 mol Na含有的电子数为NA
C.标准状况下,22.4 L O2含有的氧原子数为2NA
D.常温常压下,11.2 L CO2所含原子数为1.5NA
【答案】C
【详解】A.28gN2的物质的量为1mol,所含分子数为NA,A错误;
B.电子数=原子序数,1molNa含有的电子数为11NA,B错误;
C.标况下,22.4LO2的物质的量为1mol,含有的氧原子数为2NA,C正确;
D.不是标准状况,不能计算二氧化碳的物质的量,D错误;
故选C。
考点3:阿伏加德罗定律
[典例3](24-25高一上·辽宁丹东·期中)同温同压下,相同质量的O2和O3气体,下列说法正确的是
A.体积之比为3:2 B.密度之比为3:2
C.物质的量之比为2:3 D.原子个数之比为2:3
【答案】A
【分析】根据可知,等质量的O2和O3气体物质的量之比为3:2。
【详解】A.同温同压,物质的量之比等于体积之比,所以体积之比为3:2,A正确;
B.根据阿伏伽德罗定律推论,密度与摩尔质量成正比,所以密度之比为3:2,B错误;
C.根据分析可知,物质的量之比为2:3,C错误;
D.二者物质的量之比为3:2,原子个数比为1:1,D错误;
答案选A。
[变式3](24-25高一上·广西梧州·期中)在同温同压下,甲容器内充满,乙容器内充满,若甲、乙容器内所含氢原子数目之比为,则甲、乙两个容器的体积比是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据阿伏加德罗定律,同温同压下气体的体积比等于物质的量之比;设甲容器中的物质的量为,乙容器中的物质的量为;每个分子含4个H原子,甲容器中H原子总数为;每个分子含3个H原子,乙容器中H原子总数为;题目给出H原子数目之比为,即:,因此,甲、乙容器的体积比为,对应选项C。
考点4:物质的量浓度
[典例4](24-25高一上·浙江绍兴·期中)下列所配溶液浓度为1mol·L-1的是
A.将31g溶于1L水中
B.常温下,将22.4LHCl溶于水中,配成1L溶液
C.将100mL5mol·L-1的溶液加水稀释至500mL
D.将10mL10mol·L-1的溶液与40mL水混合
【答案】C
【详解】A.根据钠原子守恒可知n(NaOH)=2n( )= =0.5mol,但水的体积不等于溶液的体积,所以无法计算出该物质的浓度,A错误;
B.没有标明气体存在的状态是否是标准状况下,无法确定气体的物质的量,所以无法计算出该物质的浓度,B错误;
C.稀释前后溶质的质物质的量不变,即c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀),则100×10-3L×5mol/L=c(稀)×500×10-3L,解得c(稀)=1mol/L,C正确;
D.将10mL10mol/L的 溶液与40mL水混合溶液的体积要小于50mL,无法计算出该物质的浓度,D错误;
故选C。
[变式4](24-25高一上·广西梧州·期中)下列溶液中的浓度与溶液中的浓度相同的是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
【答案】D
【分析】100mL 0.5mol/L 溶液中,Cl⁻浓度为:;
【详解】A.50mL 1mol/L 溶液,Cl⁻浓度为:,与体积无关,A不符合题意;
B.100mL 1mol/L 溶液中,氯酸钾电离方程式:,故溶液中无Cl⁻,B不符合题意;
C.10mL 5mol/L NaCl溶液,Cl⁻浓度为5mol/L,与体积无关,C不符合题意;
D.5mL 1mol/L KCl,Cl⁻浓度为1mol/L,与原溶液相同,D符合题意;
故选D。
考点5:一定物质的量浓度溶液的配制
[典例5](24-25高一上·广东深圳·期中)配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,必须干燥才能用于配制溶液
B.配制的溶液时,用托盘天平称量固体时药品砝码左右位置颠倒,对实验结果无影响
C.配制溶液时,用托盘天平称取碳酸钾固体
D.用量筒量取浓盐酸后,将量筒洗涤,并将洗涤液注入烧杯中
【答案】C
【详解】A.配制溶液时需加水定容,所以容量瓶用蒸馏水洗净后,不需要干燥就能用于配制溶液,故A错误;
B.配制1L 0.1mol·L-1的NaCl溶液时,用托盘天平称量 NaCl固体时药品砝码左右位置颠倒,称取食盐的质量偏小,配制溶液的浓度偏低,故B错误;
C.应该选用500mL容量瓶,则碳酸钾的质量为0.5mol/L×0.1mol/L×138gmol=6.9g,故C正确;
D.用浓盐酸配制稀盐酸,量取浓盐酸的量筒不用洗涤,若洗涤后将洗涤液注入烧杯中,则量取浓盐酸体积偏大,会导致所配溶液浓度偏高,故D错误;
故选C。
[变式5](24-25高一上·辽宁丹东·期中)欲配制980mL 1.00mol/L NaOH溶液,部分实验操作如图所示,下列说法错误的是
A.需要称量的NaOH固体的质量为39.2g
B.上述实验操作步骤的正确顺序为②①④③
C.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaOH溶液浓度偏低
D.定容后,盖紧瓶塞,颠倒摇匀后,发现液面低于刻度线,无须再次加水
【答案】A
【详解】A.配制980mL1.00mol•L﹣1的NaOH溶液,应选取1000mL容量瓶,所需NaOH固体的物质的量=1L×1.00mol•L﹣1=1mol,氢氧化钠的质量为m=nM=1mol×40g•mol﹣1=40g,需要称量的NaOH固体的质量为40.0g,A错误;
B.配制一定物质的量浓度的溶液,配制步骤为:计算、溶解、转移、洗涤,最后是定容,B正确;
C.定容时仰视刻度线,使溶液体积偏大,浓度偏低,C正确;
D.定容后,盖紧瓶塞,颠倒摇匀后,发现液面低于刻度线,无须再次加水,若加水,浓度偏低,D正确;
故选A。
[模块四 基础过关练]
1.下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.硫酸的摩尔质量为
C.任何物质都含有约个原子
D.标准状况下,等质量的O2和O3所含氧原子个数相同
【答案】D
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,不是物理量,故A错误;
B.硫酸的摩尔质量是,故B错误;
C.构成物质的微粒不同,任何物质不一定都含有约个原子,故C错误;
D.O2和O3都是由氧原子构成,质量相等,原子的物质的量相等,数目相等,故D正确;
答案选D。
2.下列关于等质量的硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的说法正确的是
A.摩尔质量都是 B.物质的量都是
C.标准状况下的体积相同 D.含有的氧原子数相同
【答案】D
【分析】硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的相对分子质量都是98,所以等质量的硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相等。
【详解】A.摩尔质量的单位为g/mol,则硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)摩尔质量都是98g/mol,A不正确;
B.由分析可知,硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相同,但不一定是1mol,B不正确;
C.标准状况下硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)都呈液态,它们的质量相同,但密度不一定相同,所以体积不一定相同,C不正确;
D.硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相同,每个分子中都含有4个O原子,则它们所含有的氧原子数相同,D正确;
故选D。
3.下列说法正确的是
A.物质的量可以理解为物质的质量
B.物质的量就是物质的粒子数目
C.物质的量的单位——摩尔,只适用于分子
D.物质的量可用n表示,1 mol粒子的数目约为6.02×1023
【答案】D
【详解】A.物质的量是表示粒子数量的物理量,而物质的质量是另一个独立概念,两者不可混淆,A错误;
B.物质的量是粒子数量的“计量单位”,而非数目本身,例如,1 mol粒子的数目约为阿伏伽德罗常数(6.02×1023),B错误;
C.摩尔不仅适用于分子,还适用于原子、离子、电子等其他微观粒子,C错误;
D.物质的量符号为n,且1 mol粒子的数目约为6.02×1023(阿伏伽德罗常数的近似值),符合中学阶段的表述规范,D正确;
故选D。
4.设为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A.标准状况下,中所含分子数为
B.30g乙烷中,所含原子数为
C.溶液中的个数为
D.56gFe与足量的氯气反应,转移的电子数为
【答案】B
【详解】A.标准状况下,为液态,无法用22.4L/mol计算其物质的量,分子数无法确定,A错误;
B.乙烷()的摩尔质量为30g/mol,30g乙烷为1mol,每个分子含8个原子,总原子数为8,B正确;
C.未提供溶液体积,无法通过浓度计算的物质的量,C错误;
D.Fe与足量Cl2反应生成,1mol Fe失去3mol电子,转移电子数为3,而非2,D错误;
故选B。
5.下列叙述正确的是
A.的体积为22.4L
B.个分子,其质量约为22g
C.的摩尔质量为16g
D.40gNaOH固体完全溶于1L水,溶液中浓度为
【答案】B
【详解】A.为1mol,由于其标况下不是气体,故其体积不为22.4L,A错误;
B.个分子,其质量约为3.01×1023÷6.02×1023mol-1×44g/mol=22g,B正确;
C.CH4的摩尔质量为16g/mol,C错误;
D.溶剂的体积不等于溶液的体积,应将40gNaOH固体溶于水,再加水稀释至溶液体积为1L,得浓度为1mol/L的NaOH溶液,D错误;
故选B。
6.据世界气象组织最新发布的《温室气体公报》,、和三种主要温室气体的大气含量在2023年持续增加,极端气候事件频发。物质的量相同的这三种气体一定具有
A.相同的分子数 B.相同的原子数 C.相同的质量 D.相同的气体摩尔体积
【答案】A
【详解】A.物质的量相同时,三种气体一定具有相同的分子数,因为物质的量是分子数的直接度量,与气体种类无关,A符合题意;
B.(3原子分子)、(5原子分子)、(3原子分子),三种气体原子总数不同,B不符合题意;
C.三种气体的摩尔质量不同(和为44 g/mol,为16 g/mol),因此质量不同,C不符合题意;
D.气体摩尔体积需在相同温度和压强下才相同,题目未说明条件,故无法确定,D不符合题意;
故选A。
7.下列说法不正确的是
A.等温等压下,32 g 氧气和2 g氢气的体积之比等于1:1
B.等温等压下,二氧化硫气体与二氧化碳气体的密度之比等于16:11
C.温度相同、体积相同的氧气和氮气分子数相同
D.等温等体积下,5 mol氧气和 2 mol氮气的压强之比等于5:2
【答案】C
【详解】A. 根据阿伏伽德罗定律推论可知,等温等压下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以32 g 氧气和2 g氢气的体积之比等于:= 1∶1,故A正确;
B. 根据阿伏伽德罗定律推论可知,等温等压下, ,二氧化硫气体与二氧化碳气体的密度之比就等于16∶ 11,故B正确;
C. 根据阿伏伽德罗定律可知,温度相同、体积相同、物质的量相同的任何气体的分子数相同,氧气和氮气没有量的多少,所以分子数不一定相同,故C错误;
D. 根据阿伏伽德罗定律推论可知,等温等容下压强之比等于物质的量之比,所以5 mol氧气和 2 mol氮气的压强之比等于5∶2,故D正确;
故答案:C。
8.化学实验室里有瓶盐酸,上面的标签如图所示。设阿伏加德罗常数为,下列说法正确的是
产品名称:盐酸
化学式:HCl
质量分数:36.5%
密度:
A.1L该盐酸中含HCl分子数为
B.配制的稀盐酸需量取该盐酸约8.3mL
C.将的盐酸敞口蒸发到体积为5mL后,盐酸浓度为
D.配制稀盐酸时,取用浓盐酸的量筒使用后应洗涤,并将洗涤液也注入容量瓶
【答案】B
【详解】A.盐酸中HCl电离出氢离子和氯离子,不存在HCl分子,A错误;
B.由可知密度为12g/cm3质量分数为365%的浓盐酸的物质的量浓度为mol/L=12 mol/L,设需要浓盐酸的体积为V mL,由稀释定律可知,稀释前后溶质的物质的量不变,则有V×10-3L×12mol/L=0.1 L×1mol/L,解得V≈8.3mL,B正确;
C.盐酸具有挥发性,蒸发导致其浓度会减小,C错误;
D.配制稀盐酸时,取用浓盐酸的量筒使用后不能洗涤,D错误;
故选B。
9.在形成的混合溶液中,,则为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】形成的混合溶液中大量存在的离子为与,根据溶液呈电中性,阴阳离子所带电荷数相等即,D项正确,故选D。
10.配制100mL1.00mol·L-1Na2CO3溶液的操作过程示意图如图:
下列说法错误的是
A.操作2和操作3中玻璃棒末端应抵在容量瓶瓶颈刻度线下方
B.操作3洗涤烧杯、玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中
C.进行操作4时若俯视刻度线,将使所配溶液浓度偏低
D.操作5摇匀后静置发现液面低于刻度线,无须重新定容
【答案】C
【详解】A.为防止液体附着在刻度线上方,使溶液体积偏大,操作2和操作3中玻璃棒末端应抵在容量瓶瓶颈刻度线下方,A项正确;
B.操作3洗涤烧杯、玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中,保证溶质完全转移,B项正确;
C.进行操作4时若俯视刻度线,所得溶液体积偏小,将使所配溶液浓度偏高,C项错误;
D.操作5摇匀后静置发现液面低于刻度线,是因为溶液附着在刻度线以上部分,无需重新定容,D项正确;
答案选C。
[模块五 能力提升练]
1.下列对有关概念的理解正确的是
A.摩尔是基本物理量之一
B.一定温度下,溶液中溶质的浓度不随所取溶液体积的变化而变化
C.任何气体所含的分子数均相等
D.任何物质所含的原子数均为
【答案】B
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量是国际单位制七个基本物理量之一,A错误;
B.溶液是均一稳定的分散系,一定温度下,溶液中溶质的浓度不随所取溶液体积的变化而变化,B正确;
C.未注明温度和压强,气体摩尔体积不确定,不能计算气体的物质的量,也不能判断气体分子数目的关系,C错误;
D.物质可能由原子,离子,分子等组成,故任何物质所含的原子数不一定为,D错误;
故选B。
2.下列所配溶液浓度为1mol·L-1的是
A.将31g溶于1L水中
B.常温下,将22.4LHCl溶于水中,配成1L溶液
C.将100mL5mol·L-1的溶液加水稀释至500mL
D.将10mL10mol·L-1的溶液与40mL水混合
【答案】C
【详解】A.根据钠原子守恒可知n(NaOH)=2n( )= =0.5mol,但水的体积不等于溶液的体积,所以无法计算出该物质的浓度,A错误;
B.没有标明气体存在的状态是否是标准状况下,无法确定气体的物质的量,所以无法计算出该物质的浓度,B错误;
C.稀释前后溶质的质物质的量不变,即c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀),则100×10-3L×5mol/L=c(稀)×500×10-3L,解得c(稀)=1mol/L,C正确;
D.将10mL10mol/L的 溶液与40mL水混合溶液的体积要小于50mL,无法计算出该物质的浓度,D错误;
故选C。
3.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.的盐酸含有阴离子总数为
B.和混合气体中含有O原子数目为
C.11.2LCO和混合后的分子数目为
D.将通入水中,溶液中的数目之和等于
【答案】B
【详解】A.盐酸中的阴离子有Cl⁻和极少量OH-,1L 1.0mol/L的HCl含Cl⁻为1mol,OH-的量远远小于1mol,故阴离子总数小于2NA,A错误;
B.NO2和的最简式均为NO2,46g混合气体对应1mol NO2单元,含O原子2mol,即2NA,B正确;
C.未说明气体是否处于标准状况,无法确定物质的量,C错误;
D.Cl2+H2OH++Cl-+HClO,是可逆反应,Cl2未完全转化,将通入水中,Cl⁻、ClO⁻、HClO的总和小于2NA,D错误;
答案选B。
4.下列各物质所含的原子总数最多的是
A.9 g H2O B.0.5 mol NH3
C.3.01×1023个O2 D.2.24 L N2(标准状况)
【答案】B
【详解】A.9 g H2O的物质的量为0.5 mol,故原子的物质的量为1.5 mol,因此所含的原子总数为1.5NA;
B.0.5 mol NH3所含原子总数为2NA;
C.3.01×1023个O2分子所含原子总数为6.02×1023个,即NA;
D.2.24 L N2(标准状况)物质的量为0.1 mol,故原子的物质的量为0.2 mol,即所含原子总数为0.2NA;
故选B。
5.配制一定物质的量浓度的溶液的操作过程示意图如下:
下列说法中不正确的是
A.“操作2”需将溶解的溶液及烧杯洗涤液全部转移至容量瓶
B.“操作3”中玻璃棒起引流作用
C.“操作4”定容时仰视刻度线会造成所配溶液浓度偏低
D.“操作5”摇匀后瓶中液面下降至刻度线以下,需继续加水至刻度线
【答案】D
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,称量10.6gNa2CO3放入烧杯中加蒸馏水溶解,操作2再转移到容量瓶中,操作3用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,操作4定容到100mL,最后摇匀。
【详解】A.“操作2”是转移,需将溶解的溶液及烧杯洗涤液全部转移至容量瓶,A正确;
B.“操作3”是洗涤,洗涤液转入容量瓶中,玻璃棒起引流作用,B正确;
C.“操作4”定容时仰视刻度线,造成溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,C正确;
D.“操作5”摇匀后瓶中液面下降至刻度线以下,不能加水,若继续加水会造成浓度偏小,D错误;
答案选D。
6.中科院天津生物所首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是
A.常温常压下,1 mol CO2的体积约为22.4 L
B.同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
【答案】B
【详解】A.常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L·mol-1,则1molCO2的体积大于22.4L,A错误;
B.根据阿伏加德罗定律,同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1,B正确;
C.淀粉中C、H、O原子个数之比为6∶10∶5,则质量之比为(6×12)∶(1×10)∶(5×16)=36∶5∶40,C错误;
D.22gCO2的物质的量为=0.5mol,所含原子为1.5mol;标准状况下H2O为液体,11.2LH2O物质的量无法计算,但远远大于0.5mol,故所含原子数目不相同,D错误;
故选B。
7.室温时向100mL碘水滴加的溶液,发生下列反应:,消耗了溶液,计算原饱和溶液中I2的物质的量浓度
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据反应式,I2与的物质的量比为1:2,消耗硫代硫酸钠的物质的量为0.625mol/L×0.04L=0.025mol,对应I2的物质的量为=0.0125mol,原溶液体积为0.1L,浓度为=0.125mol/L,故选A。
8.下列有关叙述正确的是
A.现有CO、、、三种气体,它们都含有,则三种气体的物质的量之比为
B.同温同压下,同体积、同密度的和,两种气体的分子数一定相等
C.和中含有的碳原子数一定相等
D.配制的NaOH溶液,用分析天平称取NaOH固体1.80g
【答案】B
【详解】A.CO、CO2、O3分别含有1molO时,物质的量为1mol、0.5mol、1/3mol,比值为6:3:2,而非3:2:1,A错误;
B.同温同压下,同体积、同密度的C2H4和N2质量相等,且摩尔质量均为28g/mol,物质的量相同,分子数相等,B正确;
C.28gCO为1mol(含1molC),但22.4LCO未指明标准状况,无法确定物质的量,C错误;
D.配制450mL溶液需用500mL容量瓶,需NaOH质量0.05mol×40g/mol=2.0g,而非1.80g,D错误;
故选B。
9.下列说法正确的是
A.同温同压下,和的密度相同
B.质量相同的和所含的原子数相同
C.质量相同的和所含的原子数相同
D.室温下,相等的盐酸和硫酸中,溶质的物质的量浓度相同
【答案】B
【详解】A.同温同压下,密度与摩尔质量成正比,O2和CO2的摩尔质量分别为32g/mol和44g/mol,因此密度不同,A错误;
B.质量相同(mg)的O2和O3中,O2的原子的物质的量为:,O3的原子数为:,原子数相同,B正确;
C.质量相同(mg)的H2O和H2O2中,H2O的原子的物质的量为:,H2O2的原子的物质的量为:,两者不相等,C错误;
D.c(H+)相等的盐酸和硫酸中,盐酸的溶质浓度为c(H+),硫酸的溶质浓度为(假设硫酸完全电离),因此溶质浓度不同,D错误;
故选B。
10.标准状况下,含有b个原子的气态化合物的质量为a。则c气体在标准状况下的体积为(为阿伏加德罗常数的值)
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据N=nNA可知,ag气体的物质的量是,所以该气体的相对分子质量是,则c g该气体的物质的量是,在标准状况下的体积是L;
故选B。
11.计算后填空:
(1)中,含有的H原子约为 个,O的质量为 g。
(2)标准状况下,的物质的量为 mol,其质子总数为 个。
(3)中含有的H原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)溶液中含的质量为27g,将该溶液稀释到5L,稀释后溶液中的物质的量浓度是 。
(5)由、两气体组成的混合气体16g,标准状况下,体积为,则、的物质的量之比为 。
【答案】(1) 或 16
(2) 0.5 (或)
(3)9
(4)0.3
(5)
【详解】(1)1molH2O中,含有的H原子约为1mol×2×6.02×1023 mol-1=个,含有的O原子的质量为1mol×16g/mol=16g;
(2)标准状况下,11.2LCO的物质的量为=0.5mol;其质子总数为(6+8)×0.5NA=;
(3)0.25molCH4中含有的H原子个数为4×0.25mol=1mol=NA,与=9gH2O中含有的H原子个数相同;
(4)根据硫酸铝的组成可知Al2(SO4)3中n(Al3+):n()=2:3,离子处于同一溶液,溶液体积相同,所以c(Al3+):c()=2:3,,,则c()==0.3mol/L;
(5)由相对密度可知,混合气体平均相对分子质量为16×2=32,即混合气体平均摩尔质量为32g/mol,假设和CO的物质的量分别为x mol、y mol, ,x+y==0.4mol,解得x=0.1mol,y=0.3mol,所以、的物质的量之比为。
12.某品牌海藻加碘盐的产品说明如图。
净含量:400g/袋
配料:精制盐、藻类浓缩汁(水、海带)、碘酸钾( KIO3 )
氯化钠含量(以NaCl计):≥ 98.5 g/100 g
碘酸钾含量(以I计):18~38 mg /kg
回答下列问题:
(1) KIO3的电离方程式为 ;每袋海藻加碘盐中KIO3的物质的量不超过 mol(保留两位有效数字)
(2)实验室需要460mL0.5 mol∙L-1KIO3溶液,现用KIO3固体配制。
①配制过程可分为两个阶段:
阶段I.用托盘天平称量 gKIO3固体。
阶段Ⅱ.将称量的KIO3固体加适量蒸馏水溶解,然后将所得溶液转入 (填仪器名称)中,再经洗涤、定容、摇匀后即可得到0.5mol∙L-1KIO3溶液。
下列有关阶段Ⅱ的操作,错误的有 (填标号)。
②若定容时俯视刻度线,所配溶液浓度将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”);若定容、摇匀后发现忘记洗涤烧杯,应进行的操作是 。
③取5mL配制完成的KIO3溶液与10mL1.0 mol∙L-1K2SO4溶液混合(忽略溶液体积变化),所得混合液中c(K+)= mol∙L-1。
【答案】(1) KIO3=K++ 1.2×10-4
(2) 53.5 500mL容量瓶 CD 偏大 重新配制 1.5
【分析】配制460mL0.5 mol∙L-1KIO3溶液时,首先要选择一定规格的容量瓶,由于实验室没有460mL规格的容量瓶,依据“大而近”的原则,应选择500mL的容量瓶;计算所需称量的KIO3固体的质量时,应依据所选容量瓶的规格——500mL进行计算;然后依次进行溶解、转移、定容等操作。
【详解】(1)KIO3为强电解质,溶于水后发生完全电离,生成K+和,电离方程式为KIO3=K++;每袋海藻加碘盐中KIO3的物质的量不超过≈1.2×10-4mol。
(2)实验室需要460mL0.5 mol∙L-1KIO3溶液,则应配制500mL0.5 mol∙L-1KIO3溶液。
①配制过程可分为两个阶段:
阶段I.用托盘天平称量:0.500L×0.5 mol∙L-1×214g/mol=53.5gKIO3固体。
阶段Ⅱ.依据分析,将称量的KIO3固体加适量蒸馏水溶解,然后将所得溶液转入500mL容量瓶中,再经洗涤、定容、摇匀后即可得到0.5mol∙L-1KIO3溶液。
有关阶段Ⅱ的操作,A为用玻璃棒搅拌溶解溶质,正确;B为转移溶液,正确;C为定容,但胶头滴管插入容量瓶内,错误;D为摇匀,不能使用单手操作,另一只手应托住瓶底,错误,故错误的有CD。
②若定容时俯视刻度线,则所配溶液的体积偏小,浓度将偏大;若定容、摇匀后发现忘记洗涤烧杯,无法进行补救,所以应进行的操作是:重新配制。
③取5mL配制完成的0.5mol∙L-1KIO3溶液与10mL1.0 mol∙L-1K2SO4溶液混合(忽略溶液体积变化),所得混合液中c(K+)==1.5mol∙L-1。
[模块六 教材习题答案]
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