内容正文:
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
题型01 物质的量及单位
题型02 摩尔质量与质量的换算
题型03 摩尔质量与相对原子质量的关系
题型04 气体摩尔体积
题型05 阿伏伽德罗定律
题型06 混合气体相关计算
题型07 物质的量浓度
题型08 物质的量浓度与质量分数的计算
题型09 阿伏伽德罗常数综合运算
题型10 溶液配制及误差分析
题型01 物质的量及单位
1. 物质的量:表示物质中含有一定数目微粒的集合体。符号:n
2. 单位:摩尔 符号:mol
3. 基本物理量及单位:长度、质量、时间、电流、热力学温度、 物质的量和发光强度。
物质的量是七个基本物理量之一。
4. 国际单位制的基本单位:按上述物理量的顺序,其单位依次为——米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、 摩尔(mol)和坎德拉(cad)。
5. 阿伏伽德罗常数:6.022 140 76×1023 mol-1;符号NA;近似表示为6.02×1023 mol-1。
阿伏加德罗常数个 12 C 原子的质量约为 0.012 kg。
6. 物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N) 之间的转化关系:
公式意义:物质的量是用阿伏加德罗常数作为标准来衡量微粒集体所含微粒数多少的物理量。
7. 物质的量适用范围:只适用于描述微观粒子的多少,如:原子、分子、 离子、电子、其他任意微粒或微粒的特定组合;不适用于宏观物质。
【典例1】下列叙述正确的是
A.摩尔是七个基本物理量之一
B.阿伏加德罗常数的符号为,近似为
C.阿伏加德罗常数是中所含的碳原子数
D.摩尔既是物质的量的单位,又是粒子数量的单位
【变式1-1】2018年11月13日至16日,第26届国际计量大会在巴黎召开。这次,对物质的量的单位—摩尔的定义进行了修改。摩尔来源于拉丁文moles,原意为大量、堆积,是在第14届国际计量大会决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.1mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观量与微观粒子的数量联系起来
D.1mol水分子中含有1mol氢分子和1mol氧原子
【变式1-2】下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是国际单位制的七个物理量之一
B.摩尔是表示物质质量的单位
C.1mol氧约含个O
D.国际上规定含有阿伏加德罗常数个粒子的任何粒子集体为1mol
【变式1-3】下列叙述错误的是
A.1 mol水中含有约6.02×1023个原子
B.0.012 kg 12C含有约6.02×1023个碳原子
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应指明粒子的种类
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
题型02 摩尔质量与质量的换算
1. 摩尔质量:每摩尔指定物种(如原子、分子或者某种微粒及其组合等)所具有的质量称为摩尔质量,
符号为 M,单位为 g·mol —1或kg·mol —1。
2. 物质的质量(m)、摩尔质量(M)和物质的量(n)之间的关系:
3. 注意:(1)同一物质不论质量多少,摩尔质量为定值。
(2)摩尔质量的单位g/mol,质量的单位为g。
【典例2】 下列叙述正确的是
A.摩尔是基本物理量之一 B.1 mol CO2的质量为44g/mol
C.H2SO4的摩尔质量为98g/mol D.2 mol Al的摩尔质量为54 g
【变式2-1】下列有关物质的量的说法正确的是
A.CO的摩尔质量为28mol·g-1
B.摩尔是国际单位制中的七个基本物理量之一
C.物质的量适用于分子、离子、原子等微观粒子
D.10gH2O的摩尔质量比1gH2O的摩尔质量大
【变式2-2】为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是
A.中含的质子数为10NA
B.含有碳原子
C.和混合气体中含有原子总数为
D.含有的氧原子数约为
【变式2-3】下列叙述中正确的是
A.水的摩尔质量是18
B.1mol 氮气的质量在数值上等于氮气的摩尔质量
C.与的摩尔质量不相同
D.碳的摩尔质量就是碳原子的相对原子质量
题型03 摩尔质量与相对原子质量的关系
1. 相对原子质量:以一个碳12原子质量的1/12作为标准,任何一个原子的真实质量与一个碳12原子质量的1/12的比值。
2. 规律:当以 g·mol —1 为单位时,物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
因此,二者物理意义不同,数值相等。
3. 注意:1mol的质量,数值与摩尔质量相同,单位为克。
【典例3】某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是
A.该硫原子的相对原子质量为
B.m g该硫原子的物质的量为mol
C.该硫原子的摩尔质量是aNA g
D.a g该硫原子所含的电子数为16NA
【变式3-1】已知一个、分子的质量分别是、,一个的质量为代表阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
氢原子的相对原子质量是 的摩尔质量为
的物质的量为 在标准状况下的体积为
A. B. C. D.
【变式3-2】某种元素的一个原子的质量为ag,一个12C原子的质量为bg,NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.该原子的相对原子质量是aNA B.Wg该原子的物质的量是mol
C.Wg该原子中含有NA个该原子 D.由已知信息可得NA=
【变式3-3】某种元素原子的质量是ag,12C的原子质量是bg,12C的相对原子质量是12,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.由已知信息可得 B.Wg该原子的物质的量一定是
C.Wg该原子中含有个该原子 D.该原子的摩尔质量是
题型04 气体摩尔体积
1. 物质的体积主要影响因素:构成物质的微粒数目、微粒大小和微粒之间的平均距离。
固体和液体微粒间的距离很小,体积主要取决于微粒大小;对于气体来说,分子之间的平均距离比分子直径大得多,因此粒子数目相同的情况下,气体体积的大小主要取决于气体分子之间的平均距离。
2. 气体体积受温度和压强的影响:升温,分子间距增大,体积增大;降温,分子间距减小,体积减小。
加压,分子间距减小,体积减小;减压,分子间距增大,体积增大。
3. 气体摩尔体积:一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积叫做气体摩尔体积, 符号 Vm,常用单位 L·mol—1 或 m3·mol—1 。
4. 注意:(1)标准状况下(STP即0℃,101kPa),任何气体的摩尔体积Vm均为22.4 L·mol—1 。
(2)常温常压下(25℃,101kPa),气体的摩尔体积Vm > 22.4 L·mol—1 。
(3)气体摩尔体积受温度、压强影响。其他条件不变时,升温,Vm增大;加压,Vm减小。
5. 物质的量与气体体积的关系:
【典例4】下列说法正确的是
A.次磷酸可用作金属表面的处理剂以及制造催化剂,它的摩尔质量是
B.标准状况下,和所含氧原子数目相等
C.氢中含有氢原子和电子
D.25℃、下,的体积大于22.4L
【变式4-1】下列说法正确的是
A.中含有分子
B.标准状况下,所占的体积约为44.8L
C.中含有的氢原子数目约为
D.硫酸溶液中含有个氧原子,则硫酸的物质的量是0.125mol
【变式4-2】设阿伏加德罗常数的值为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该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是
A.22.4nb/mNA B.22.4mb/NA C.22.4nNA/mb D.nbNA/22.4m
【变式4-3】设为阿伏加德罗常数的值。常温常压下,下列物质所具有的体积最大的是
A. B.个 C. D.1.5molCO
题型05 阿伏伽德罗定律
阿伏伽德罗定律:同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
阿伏伽德罗定律的推论:
1.在相同温度和压强下,气体的体积与其物质的量成正比。
2.在相同温度和体积下,体系的压强与气体的物质的量成正比。
3.在相同温度和压强下,气体的密度与摩尔质量成正比。
D表示相对密度,利用相对密度可计算摩尔质量。例如:某气体相对于氢气的密度为22,则该气体的摩尔质量为M某 = D×M氢气 = 22×2 = 44g/mol。
【典例5】如图所示,向密闭容器内可移动活塞的两边分别充入、和的混合气体(已知体积占整个容器体积的五分之一),将和的混合气体点燃引爆。活塞先左弹,恢复室温后,活塞右滑并停留于容器的中央。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左右两侧气体原子数之比为
B.反应后恢复到室温,活塞左右两边气体的物质的量相等
C.活塞移动情况说明、燃烧放热,且该反应气体的物质的量减少
D.原来和的体积之比可能为或
【变式5-1】已知同温同压下,气体的物质的量之比气体分子数之比气体体积之比,一定温度和压强下,用质量相等的、、、四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中错误的是
A.气球③中装的是
B.气球①和气球④中气体的密度之比为
C.气球①和气球②中原子数之比为
D.气球③和气球④中气体体积之比为
【变式5-2】标准状况下,现有①;②个分子;③;④,对这四种物质的关系有以下表述,其中正确的是
A.原子个数③>④>②>① B.物质的量②>③>④>① C.质量④>③>②>① D.体积④>③>②>①
【变式5-3】三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为。下列说法错误的是
A.分子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.同温同压下,相同质量的三种气体,密度最小的是Z
C.同温同压下,三种气体的体积若均为2.24L,则它们的物质的量一定均为0.1mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充入1gY气体和2gZ气体,则其压强比为1:1
题型06 混合气体相关计算
1. 混合气体的平均摩尔质量:
m总为混合气体总质量,单位为g。
n总为混合气体总物质的量,单位为mol。
xi代表物质的量分数、个数分数、体积分数,但不能是质量分数。
2. 气体摩尔质量与密度的关系:M = ρ·Vm M单位:g/mol,ρ单位:g/L,Vm单位:L/mol
此公式也适于混合气体。
3. 体积分数:混合气体中,某气体所占体积分数与其物质的量分数相等,可用 ×100% 进行计算
【典例6】现有由与组成的混合气体,在标准状况下其体积为。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下进行,表示阿伏加德罗常数的值)。则气球中气体的分子数为
A. B. C. D.
【变式6-1】设NA为阿伏加德罗常数的值。有臭氧(O3)与二氧化碳的混合气体共23.2 g,其标准状况下体积为11.2 L,下列说法错误的是
A.混合气体含有的原子数为1.5 NA
B.混合气体对氢气的相对密度为23.2
C.混合气体中,臭氧的物质的量分数为40%
D.混合气体中O3在标准状况下的体积为6.72 L
【变式6-2】一个密闭容器中有一个可以自由移动的隔板(厚度可忽略),将容器分为两部分,当容器左室充入16g的和的混合气体,右室充入0.4mol的时,隔板处于如图所示的位置(左右两室温度相同),下列说法正确的是
A.容器左室内和分子数之比为
B.容器左室气体密度是相同条件下密度的倍
C.容器左室的质量为6.4g
D.若隔板位于容器的½处,其他条件不变,则前后两侧容器内气体总压强之比为
【变式6-3】室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成甲、乙两室,向甲室中充入和的混合气体,向乙室中充入,此时活塞的位置如图所示。下列说法错误的是
A.甲室混合气体的物质的量为
B.甲室混合气体中,和的体积比为
C.该混合气体的密度是同温同压条件下氢气密度的8.5倍
D.若将甲室中与的混合气体点燃引爆,恢复原温度后,最终活塞停留的位置在3刻度处
题型07 物质的量浓度
1. 物质的量浓度:单位体积溶液所含溶质B的物质的量叫做溶质B的物质的量浓度。
符号:CB 单位: mol·L-1或mol·m-3 ,有时也用mmol·L-1
2. 公式: nB:溶质B的物质的量 V:溶液的体积
注意:1 mol NaCl溶于1 L水所得溶液物质的量浓度不是1 mol·L-1;因为体积必须是溶液的体积而非溶剂。
3. 溶液中离子浓度的计算规律:溶液中阴、阳离子的物质的量浓度之比=化学组成中的离子个数之比。
如Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO32-)=2c(Na2CO3 ),遵循电荷守恒规律。
4. 公式换算:(1)与物质的量的关系
(2)相同溶质两溶液混合 c1V1+c2V2=c(混)·V(混)
【典例7】下图是某种饮用矿泉水标签的部分内容,下列说法正确的是
饮用矿泉水
净含量:500mL
配料表:纯净水 氯化钾 硫酸镁
保质期:12个月
主要离子成分:
钾离子(K+):0.5~3.9mg·L-1;镁离子(Mg2+):0.1~4.8mg·L-1
A.标签所示浓度为物质的量浓度
B.实验室可用该矿泉水配制溶液
C.该矿泉水中最大值为
D.一瓶该饮用矿泉水中
【变式7-1】用四种物质配制某无土栽培用的营养液,测得该营养液中各离子的浓度如表所示。若向该营养液中逐滴滴加的溶液,其中有两种离子的浓度变化如图所示(忽略溶液混合前后的体积变化)。下列说法错误的是
离子
离子浓度(mol·L-1)
K+
1.1
Cl-
0.7
x
y
A.图中曲线代表的浓度变化
B.图中
C.图中曲线代表的浓度变化
D.若该营养液中,则
【变式7-2】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.
【变式7-3】已知某矿泉水中所含离子(除表中所列离子外,不含其他离子)及其物质的量浓度如表所示。
(已知溶液中阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数)
离子
物质的量浓度/(mol·L-1)
x
则x的值为
A. B. C. D.
题型08 物质的量浓度与质量分数的计算
1. 质量分数w = ×100%
2. 物质的量浓度与质量分数的换算:
c为溶质的物质的量浓度,单位mol·L-1; ρ为溶液的密度,单位g·cm-3;
w为溶质的质量分数; M为溶质的摩尔质量,单位g·mol-1
【典例8】关于溶液的下列说法正确的是
A.将质量分数为20%的硫酸和10%的硫酸等体积混合,所得溶液质量分数小于15%
B.100g 46%的乙醇()溶液中含有1mol氧原子
C.配制480mL 0.1mol/L的溶液,称量的质量为12.5g
D.常温常压下,将22.4L HCl气体溶于水配成1L的盐酸物质的量浓度为1mol/L
【变式8-1】标准状况下,将充满HCl气体的圆底烧瓶倒置于水槽中使气体充分溶解(溶质不扩散),所得溶液的质量分数为的密度为,下列说法正确的是
A.该温度下HCl的溶解度
B.溶液的密度
C.取VmL溶液加入等体积的
D.取VmL溶液加入等质量的
【变式8-2】下列叙述中错误的是
A.常温常压下,等质量的和体积相等
B.物质的量浓度相同的三种物质的溶液:,若溶液体积之比为,则物质的量浓度之比为
C.标准状况下氨气溶解在水中(水的密度为),溶液中的质量分数为
D.欲用固体配制的消毒液,需要称量固体的质量为
【变式8-3】某溶液溶质的摩尔质量为,其质量分数为w%,物质的量浓度为,密度为,质量体积浓度为【已知以单位体积溶液中所含溶质的质量表示的浓度,称为溶液的质量体积浓度】。下列表达式错误的是
A. B. C. D.
题型09 阿伏伽德罗常数综合运算
物质的量n与物质的微粒数N、物质的质量m、气体的体积V、物质的量浓度cB的关系
【典例9】下列说法中,正确的是
A.2.24LN2中一定含有2molN
B.80gNaOH溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L
C.在标准状况下,20mLNH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
D.18gH2O在标准状况下的体积约为22.4L
【变式9-1】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
【变式9-2】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
【变式9-3】设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为
B.的氯化镁溶液中含氯离子数为
C.标准状况下,中分子数为
D.常温常压下,2g 中含有原子数为
题型10 溶液配制及误差分析
1. 容量瓶:标有温度、容积、刻度线
2. 容量瓶使用的注意事项:
(1)使用前需检漏。
(2)不能用来溶解、贮存或做反应容器。
(3)不能加热或加入热的溶液。
(4)使用注明规格:如500 mL 容量瓶、100 mL 容量瓶
(5)配制溶液时,应选择容量瓶的体积≧溶液的体积。
2. 一定物质的量浓度溶液的配制:
1.计算 mB=nB×MB=cB×V×MB 或 稀释定律n(溶质)=c(浓)×V(浓)= c(稀)×V(稀)
2.称量或量取 电子天平最小分度值为0.001 g 量筒精确度0.1mL
3.溶解或稀释 在烧杯中进行
4.转移 冷却到室温再转移,洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次,洗涤液也转移至容量瓶。轻摇,混匀。
5.定容 加水至刻度线1-2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面底部与刻度线相切。
6.摇匀 将容量瓶用瓶塞盖好,上下颠倒几次,摇匀。
3.注意:(1)尽可能将溶质全部转移到容量瓶中。
(2)确保向容量瓶中加水时溶液的凹液面不超过瓶颈上的刻度线。
【典例10】实验室用的浓盐酸(密度为)配制的稀盐酸,下列说法正确的是
A.需用10mL的量筒量取的浓盐酸8.3mL
B.按如图操作将浓盐酸转移到容量瓶中
C.其他操作正确,定容时仰视容量瓶刻度线会使所配溶液浓度偏高
D.标况下,将2.24L HCl溶于100mL水也可配得的稀盐酸
【变式10-1】某化学小组在实验中需要溶液480mL和盐酸溶液500mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题。
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是 (填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
(2)使用容量瓶前必须进行的一步操作是 。
(3)根据计算,应用托盘天平称量胆矾 g。
(4)定容的具体操作为 。
(5)下列 (填字母)操作会引起所配溶液的浓度偏大。
A.所称取的胆矾固体失去了部分结晶水
B.称取胆矾时药品与砝码位置放置颠倒
C.转移溶液时,有少量液体溅出
D.定容时俯视刻度线
E.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线
(6)在配制盐酸溶液时:
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.2g/ml
HCl质量分数:36.5%
①该浓盐酸的物质的量浓度为 。
②某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制实验所需稀盐酸。该学生需要量取 ml上述浓盐酸进行配制。
③若在标准状况下,将气体溶于1L水中,所得溶液密度为,则此溶液的物质的量浓度为 mol/L。
A. B. C. D.
【变式10-2】我国是粮食生产大国,农业生产中常使用质量分数为0.4%、密度为1g/cm3的CuSO4溶液进行作物抑菌。回答下列问题:
(1)用胆矾(CuSO4·5H2O)配制1000g该抑菌液,需胆矾的质量为 g。
(2)该抑菌液的物质的量浓度为 mol/L。实验室用0.2mol/LCuSO4溶液配制1L该抑菌液,需0.2mol/LCuSO4溶液的体积为 mL,配制过程需使用的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外,还有 。下列操作可能导致所配溶液浓度偏高的是 (填标号)。
A.量筒量取浓溶液后,洗涤量筒并将洗涤液转移至容量瓶
B.移液过程中,有少量液体溅出
C.定容时俯视刻度线
D.摇匀后液面低于刻度线,补加蒸馏水至刻度线
(3)下列关于容量瓶的使用及操作不规范的是_______(填标号)。
A.移液
B.溶解
C.定容
D.摇匀
A. A B.B C.C D.D
【变式10-3】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。
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第3节 化学中常用的物理量——物质的量
题型01 物质的量及单位
题型02 摩尔质量与质量的换算
题型03 摩尔质量与相对原子质量的关系
题型04 气体摩尔体积
题型05 阿伏伽德罗定律
题型06 混合气体相关计算
题型07 物质的量浓度
题型08 物质的量浓度与质量分数的计算
题型09 阿伏伽德罗常数综合运算
题型10 溶液配制及误差分析
题型01 物质的量及单位
1. 物质的量:表示物质中含有一定数目微粒的集合体。符号:n
2. 单位:摩尔 符号:mol
3. 基本物理量及单位:长度、质量、时间、电流、热力学温度、 物质的量和发光强度。
物质的量是七个基本物理量之一。
4. 国际单位制的基本单位:按上述物理量的顺序,其单位依次为——米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、 摩尔(mol)和坎德拉(cad)。
5. 阿伏伽德罗常数:6.022 140 76×1023 mol-1;符号NA;近似表示为6.02×1023 mol-1。
阿伏加德罗常数个 12 C 原子的质量约为 0.012 kg。
6. 物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N) 之间的转化关系:
公式意义:物质的量是用阿伏加德罗常数作为标准来衡量微粒集体所含微粒数多少的物理量。
7. 物质的量适用范围:只适用于描述微观粒子的多少,如:原子、分子、 离子、电子、其他任意微粒或微粒的特定组合;不适用于宏观物质。
【典例1】下列叙述正确的是
A.摩尔是七个基本物理量之一
B.阿伏加德罗常数的符号为,近似为
C.阿伏加德罗常数是中所含的碳原子数
D.摩尔既是物质的量的单位,又是粒子数量的单位
【答案】C
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,是国际单位制七个单位之一,故A项错误;
B.国际上规定0.012kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数数值,阿伏加德罗常数的符号为NA,近似值为6.02×1023mol-1,故B项错误;
C.国际上规定0.012kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数数值,故C项正确;
D.摩尔为物质的量的单位,不是粒子数的单位,故D项错误;
故本题选C。
【变式1-1】2018年11月13日至16日,第26届国际计量大会在巴黎召开。这次,对物质的量的单位—摩尔的定义进行了修改。摩尔来源于拉丁文moles,原意为大量、堆积,是在第14届国际计量大会决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.1mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观量与微观粒子的数量联系起来
D.1mol水分子中含有1mol氢分子和1mol氧原子
【答案】B
【详解】A.有些物质不是由分子构成,1mol任何分子所含有的分子数都相同,A不正确;
B.物质的量是国际单位制中的一种基本物理量,摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol,B正确;
C.物质的量是连接宏观物体与微观粒子的桥梁和纽带,可以把宏观物质的质量与微观粒子的数量联系起来,C不正确;
D.水分子是由氢原子和氧原子构成,1mol水分子中含有2mol氢原子和1mol氧原子,D不正确;
故选B。
【变式1-2】下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是国际单位制的七个物理量之一
B.摩尔是表示物质质量的单位
C.1mol氧约含个O
D.国际上规定含有阿伏加德罗常数个粒子的任何粒子集体为1mol
【答案】D
【详解】A.物质的量是国际单位制的七个物理量之一,摩尔是物质的量的单位,故A错误;
B.摩尔是物质的量的单位,不是质量的单位,故B错误;
C.未指明是氧元素的哪种微粒,因此不能确定其含有的微粒就是O原子,故C错误;
D.国际上规定0.012kg12C所含有的C原子数是阿伏加德罗常数,任何物质所含有基本微粒数若与0.012kg12C所含有的C原子数相同,我们就说其含有的粒子集体的物质的量为1mol,故D正确;
故选D。
【变式1-3】下列叙述错误的是
A.1 mol水中含有约6.02×1023个原子
B.0.012 kg 12C含有约6.02×1023个碳原子
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应指明粒子的种类
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
【答案】A
【详解】A.1 mol水中含有约6.02×1023个水分,约含3×6.02×1023个原子,A项错误;
B.0.012 kg 12C的物质的量为1mol,则含有约6.02×1023个碳原子,B项正确;
C.使用摩尔时,应指明粒子的种类,可以是原子、分子、离子等,C项正确;
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,表示一定数目粒子的集合体,D项正确;
答案选A。
题型02 摩尔质量与质量的换算
1. 摩尔质量:每摩尔指定物种(如原子、分子或者某种微粒及其组合等)所具有的质量称为摩尔质量,
符号为 M,单位为 g·mol —1或kg·mol —1。
2. 物质的质量(m)、摩尔质量(M)和物质的量(n)之间的关系:
3. 注意:(1)同一物质不论质量多少,摩尔质量为定值。
(2)摩尔质量的单位g/mol,质量的单位为g。
【典例2】 下列叙述正确的是
A.摩尔是基本物理量之一 B.1 mol CO2的质量为44g/mol
C.H2SO4的摩尔质量为98g/mol D.2 mol Al的摩尔质量为54 g
【答案】C
【详解】A.物质的量是基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,故A错误;
B.1 mol二氧化碳的质量为1 mol×44g/mol=44g,故B错误;
C.硫酸的相对分子质量为98,数值上与摩尔质量相等,则硫酸的摩尔质量为98g/mol,故C正确;
D.铝的摩尔质量为27g/mol,2mol铝的质量为2mol×27g/mol=54g,故D错误;
故选C。
【变式2-1】下列有关物质的量的说法正确的是
A.CO的摩尔质量为28mol·g-1
B.摩尔是国际单位制中的七个基本物理量之一
C.物质的量适用于分子、离子、原子等微观粒子
D.10gH2O的摩尔质量比1gH2O的摩尔质量大
【答案】C
【详解】A.CO的摩尔质量为28 g·mol -1 ,A错误;
B.物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,摩尔是它的单位,B错误;
C.物质的量适用于微观粒子,如分子、离子、原子、电子等,C正确;
D.对于确定的物质,其摩尔质量是固定的,与质量大小无关,水的摩尔质量是18 g·mol -1,D错误;
故选C。
【变式2-2】为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是
A.中含的质子数为10NA
B.含有碳原子
C.和混合气体中含有原子总数为
D.含有的氧原子数约为
【答案】B
【详解】A.18g水物质的量为1mol,一个水分子中有2个氢原子和1个氧原子,两个氢原子有2个质子,1个氧有8个质子,一个水分子中共10个质子,则1molH2O中含有10mol质子,数目为10NA,A正确;
B.的物质的量为1mol,CO中含有1个C原子,故含有碳原子,B错误;
C.和的简式为,的物质的量为1mol,含有3个原子,故和混合气体中含有原子总数为,C正确;
D.的物质的量为1mol,CO2中含有2个O原子,故含有的氧原子数约为,D正确;
故选B。
【变式2-3】下列叙述中正确的是
A.水的摩尔质量是18
B.1mol 氮气的质量在数值上等于氮气的摩尔质量
C.与的摩尔质量不相同
D.碳的摩尔质量就是碳原子的相对原子质量
【答案】B
【详解】A.水的摩尔质量应为18g/mol,选项中缺少单位,描述不准确,A错误;
B.氮气的摩尔质量是28g/mol,1mol氮气的质量为28g,数值相等,B正确;
C.Na⁺与Na的摩尔质量均为23g/mol(忽略电子质量差异),C错误;
D.碳的摩尔质量是12g/mol,而相对原子质量是12(无单位),两者不同,D错误;
故选B。
题型03 摩尔质量与相对原子质量的关系
1. 相对原子质量:以一个碳12原子质量的1/12作为标准,任何一个原子的真实质量与一个碳12原子质量的1/12的比值。
2. 规律:当以 g·mol —1 为单位时,物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
因此,二者物理意义不同,数值相等。
3. 注意:1mol的质量,数值与摩尔质量相同,单位为克。
【典例3】某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是
A.该硫原子的相对原子质量为
B.m g该硫原子的物质的量为mol
C.该硫原子的摩尔质量是aNA g
D.a g该硫原子所含的电子数为16NA
【答案】B
【详解】A.该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的,即,A项错误;
B.m g该硫原子的个数为,其物质的量为 mol,B项正确;
C.该硫原子的摩尔质量是aNA g·mol-1,C项错误;
D.ag该硫原子中只含1个S原子,所含的电子数为16个,故D错误;
故选B。
【变式3-1】已知一个、分子的质量分别是、,一个的质量为代表阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
氢原子的相对原子质量是 的摩尔质量为
的物质的量为 在标准状况下的体积为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】①某一原子的相对原子质量是指:以一个碳-12原子质量的十二分之一作为标准,该原子的质量跟一个碳-12原子质量的十二分之一的比值,则一个氢原子的质量是bg-0.5Ag,则氢原子的相对原子质量是,故①正确;
②一个氯分子的质量是Ag,则1mol氯分子的质量为ANAg,其摩尔质量为ANAg/mol,故②正确;
③结合②分析,摩尔质量为bNAg/mol,的物质的量为 ,故③正确;
④结合①分析,Cl2的摩尔质量为,则在标准状况下的体积为,故④正确;
故选C。
【变式3-2】某种元素的一个原子的质量为ag,一个12C原子的质量为bg,NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.该原子的相对原子质量是aNA B.Wg该原子的物质的量是mol
C.Wg该原子中含有NA个该原子 D.由已知信息可得NA=
【答案】C
【详解】A.1mol该原子含NA个原子,每个该原子的质量为ag,则1mol该原子的质量为:ag×NA=aNAg,则该原子的摩尔质量为:aNAg/mol,当摩尔质量以g/mol为单位时,其相对原子量与摩尔质量在数值中相等,则该原子的相对原子质量为aNA,A正确;
B.Wg该原子的物质的量为:,B正确;
C.Wg该原子中含有原子个数=个,C错误;
D.阿伏加德罗常数为12g含有的原子数,所以,D正确;
故选C。
【变式3-3】某种元素原子的质量是ag,12C的原子质量是bg,12C的相对原子质量是12,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.由已知信息可得 B.Wg该原子的物质的量一定是
C.Wg该原子中含有个该原子 D.该原子的摩尔质量是
【答案】D
【详解】A.阿伏加德罗常数为12g12C含有的原子数,所以,A正确;
B.Wg该原子的物质的量为:=mol,B正确;
C.Wg该原子中含有原子个数==个,C正确;
D.摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量,单位是g•mol-1,根据摩尔质量概念可知,摩尔质量应为aNAg•mol-1,D错误;
故答案为:D。
题型04 气体摩尔体积
1. 物质的体积主要影响因素:构成物质的微粒数目、微粒大小和微粒之间的平均距离。
固体和液体微粒间的距离很小,体积主要取决于微粒大小;对于气体来说,分子之间的平均距离比分子直径大得多,因此粒子数目相同的情况下,气体体积的大小主要取决于气体分子之间的平均距离。
2. 气体体积受温度和压强的影响:升温,分子间距增大,体积增大;降温,分子间距减小,体积减小。
加压,分子间距减小,体积减小;减压,分子间距增大,体积增大。
3. 气体摩尔体积:一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积叫做气体摩尔体积, 符号 Vm,常用单位 L·mol—1 或 m3·mol—1 。
4. 注意:(1)标准状况下(STP即0℃,101kPa),任何气体的摩尔体积Vm均为22.4 L·mol—1 。
(2)常温常压下(25℃,101kPa),气体的摩尔体积Vm > 22.4 L·mol—1 。
(3)气体摩尔体积受温度、压强影响。其他条件不变时,升温,Vm增大;加压,Vm减小。
5. 物质的量与气体体积的关系:
【典例4】下列说法正确的是
A.次磷酸可用作金属表面的处理剂以及制造催化剂,它的摩尔质量是
B.标准状况下,和所含氧原子数目相等
C.氢中含有氢原子和电子
D.25℃、下,的体积大于22.4L
【答案】D
【详解】A.次磷酸的摩尔质量是66g∙mol−1,故A错误;
B.标准状况下水不是气体,无法计算其物质的量,故B错误;
C.用物质的量表示物质的多少时,必须指明所量度的微观粒子的名称,1mol氢指代不明确,故C错误;
D.标准状况下,的体积为22.4L,温度升高气体的摩尔体积增大,则25℃、下,的体积大于22.4L,故D正确;
故选D。
【变式4-1】下列说法正确的是
A.中含有分子
B.标准状况下,所占的体积约为44.8L
C.中含有的氢原子数目约为
D.硫酸溶液中含有个氧原子,则硫酸的物质的量是0.125mol
【答案】C
【详解】A.没有明确是否为标准状况,的物质的量不一定为1mol,故A错误;
B.的物质的量是2mol,标准状况下水不是气体,所以体积不是44.8L,故B错误;
C.中含有的氢原子数目约为,故C正确;
D.硫酸溶液中含有硫酸和水,硫酸和水中都含氧原子,若含个氧原子,则硫酸的物质的量小于0.125mol,故D错误;
选C。
【变式4-2】设阿伏加德罗常数的值为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该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是
A.22.4nb/mNA B.22.4mb/NA C.22.4nNA/mb D.nbNA/22.4m
【答案】A
【详解】根据其组分及其含量相同,所以其质量与分子数成正比,设ng该混合气体含有的分子数为x个,质量与分子数的比列式为:mg:b=ng:x,解得x=个,ng该混合气体含有的物质的量为:n==mol,其标准状况体积为:V=n×Vm=mol=。答案选A。
【变式4-3】设为阿伏加德罗常数的值。常温常压下,下列物质所具有的体积最大的是
A. B.个 C. D.1.5molCO
【答案】A
【详解】同温同压下,气体的体积与气体的物质的量成正比,的物质的量为,个的物质的量为,在常温常压下是液态,体积较小,常温常压下的三种气体中,物质的量排序为:,因此的体积最大;
故选A。
题型05 阿伏伽德罗定律
阿伏伽德罗定律:同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
阿伏伽德罗定律的推论:
1.在相同温度和压强下,气体的体积与其物质的量成正比。
2.在相同温度和体积下,体系的压强与气体的物质的量成正比。
3.在相同温度和压强下,气体的密度与摩尔质量成正比。
D表示相对密度,利用相对密度可计算摩尔质量。例如:某气体相对于氢气的密度为22,则该气体的摩尔质量为M某 = D×M氢气 = 22×2 = 44g/mol。
【典例5】如图所示,向密闭容器内可移动活塞的两边分别充入、和的混合气体(已知体积占整个容器体积的五分之一),将和的混合气体点燃引爆。活塞先左弹,恢复室温后,活塞右滑并停留于容器的中央。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左右两侧气体原子数之比为
B.反应后恢复到室温,活塞左右两边气体的物质的量相等
C.活塞移动情况说明、燃烧放热,且该反应气体的物质的量减少
D.原来和的体积之比可能为或
【答案】D
【详解】A.CO2体积占整个容器体积的五分之一,说明H2和O2的混合气体占整个容器体积的五分之四,左室与右室分子数目之比为1:4,二氧化碳分子为三原子分子,而氢气、氧气为双原子分子,故反应前活塞左右两边气体原子数之比为(1×3):(4×2)=3:8,A正确;
B.反应后恢复到室温,活塞右滑并停留于容器的中央,左右两边气体的体积相等,则气体的物质的量相等,B正确;
C.氢气燃烧:2H2+O2=2H2O,反应后气体分子数减少,开始活塞先左弹,右室气体膨胀,说明H2、O2燃烧放热,C正确;
D.令CO2的物质的量为1mol,则开始H2、O2的总物质的量为4mol,反应后右室剩余气体为1mol,若剩余的气体为氢气,参加反应气体共,由2H2+O2=2H2O可知,氧气为,故氢气为,故H2、O2的体积比为3mol∶1mol=3∶1;若剩余的气体为氧气,由2H2+O2=2H2O可知,氢气为,故氧气为,故H2、O2的体积比为2mol∶2mol=1∶1,D错误;
故选D。
【变式5-1】已知同温同压下,气体的物质的量之比气体分子数之比气体体积之比,一定温度和压强下,用质量相等的、、、四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中错误的是
A.气球③中装的是
B.气球①和气球④中气体的密度之比为
C.气球①和气球②中原子数之比为
D.气球③和气球④中气体体积之比为
【答案】B
【分析】质量相等的四种气体,假设四种气体的质量为1g,相对分子质量越大,物质的量越小,则对应气球的体积越小。四种气体的物质的量大小顺序为n(CH4)>n (O2)> n (CO2)>n(SO2),则①②③④依次为SO2、CO2、O2、CH4;据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,气球③中装的是 O2,A正确;
B.由分析可知,气球①和④中装的是SO2、CH4,气体的密度之比为: ,B错误;
C.由分析可知,气球①和②中装的是SO2、CO2,气体中原子数之比为:,C正确;
D.由分析可知,气球③和④中装的是O2、CH4,气体体积之比为:,D正确;
故答案选B。
【变式5-2】标准状况下,现有①;②个分子;③;④,对这四种物质的关系有以下表述,其中正确的是
A.原子个数③>④>②>① B.物质的量②>③>④>① C.质量④>③>②>① D.体积④>③>②>①
【答案】C
【分析】①物质的量;
②物质的量;
③物质的量;
④n(Cl2)=0.4mol;
【详解】A.①中原子个数为0.5NA,②中原子个数为0.4NA,③中原子个数1.5NA,④中原子个数0.8NA,原子个数③>④>①>②,A错误;
B.根据分析,物质的量③>④>②>①,B错误;
C.①中质量,②中质量,③中质量22g,④中质量,则质量④>③>②>①,C正确;
D.同温同压下,气体的体积与气体的物质的量成正比,则体积③>④>②>①,D错误;
故答案为:C。
【变式5-3】(双选)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为。下列说法错误的是
A.分子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.同温同压下,相同质量的三种气体,密度最小的是Z
C.同温同压下,三种气体的体积若均为2.24L,则它们的物质的量一定均为0.1mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充入1gY气体和2gZ气体,则其压强比为1:1
【答案】BC
【详解】A.由三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为可知,分子数目相等的三种气体的物质量关系为,故A正确;
B.同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比,与气体的质量无关,气体摩尔质量(M)越小,其密度越小,同温同压下三种气体中密度最小的是X,故B错误;
C.同温同压下,三种气体的体积若均为2.24L,则它们的物质的量一定相等,因为未明确是否为标准状况,不一定是0.1mol,故C错误;
D.同温同体积下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,由于摩尔质量,1gY气体和2gZ气体的物质的量相等,其压强比为1:1,故D正确;
故选BC。
题型06 混合气体相关计算
1. 混合气体的平均摩尔质量:
m总为混合气体总质量,单位为g。
n总为混合气体总物质的量,单位为mol。
xi代表物质的量分数、个数分数、体积分数,但不能是质量分数。
2. 气体摩尔质量与密度的关系:M = ρ·Vm M单位:g/mol,ρ单位:g/L,Vm单位:L/mol
此公式也适于混合气体。
3. 体积分数:混合气体中,某气体所占体积分数与其物质的量分数相等,可用 ×100% 进行计算
【典例6】现有由与组成的混合气体,在标准状况下其体积为。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下进行,表示阿伏加德罗常数的值)。则气球中气体的分子数为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由与组成的混合气体,二氧化碳为酸性氧化物,可以与氢氧化钠溶液发生反应,因此通过氢氧化钠溶液后,二氧化碳被吸收,再通过浓硫酸进行干燥,气球中收集到的是CO,据此作答。
【详解】设的物质的量为,的物质的量为,根据题中所给质量列出方程为:,标准状况下其体积为,则混合气体的物质的量为,列出方程式为:,联立两个方程式解得:x=0.2mol、y=0.2mol,根据分析可知经过装置后被吸收,只剩下,即剩下0.2molCO,故气球中气体的分子数为,B项正确。
【变式6-1】设NA为阿伏加德罗常数的值。有臭氧(O3)与二氧化碳的混合气体共23.2 g,其标准状况下体积为11.2 L,下列说法错误的是
A.混合气体含有的原子数为1.5 NA
B.混合气体对氢气的相对密度为23.2
C.混合气体中,臭氧的物质的量分数为40%
D.混合气体中O3在标准状况下的体积为6.72 L
【答案】C
【分析】臭氧与二氧化碳的混合气体共23.2g,其标况下体积为11.2L,即;设臭氧为xmol,二氧化碳为ymol,可得x+y=0.5、48x+44y=23.2,解x=0.3、y=0.2,以此解答。
【详解】A.臭氧与二氧化碳都是三原子分子,所以混合气体含有的原子数为0.5mol×3×NA/mol=1.5NA,故A正确;
B.根据密度之比等于摩尔质量之比,因为混合气体的摩尔质量为,所以对氢气的相对密度为=23.2,故B正确;
C.根据以上分析可知混合气体中,臭氧的物质的量分数为,故C错误;
D.根据以上分析可知,臭氧为0.3mol,标准状况下的体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L,故D正确;
故答案选:C。
【变式6-2】一个密闭容器中有一个可以自由移动的隔板(厚度可忽略),将容器分为两部分,当容器左室充入16g的和的混合气体,右室充入0.4mol的时,隔板处于如图所示的位置(左右两室温度相同),下列说法正确的是
A.容器左室内和分子数之比为
B.容器左室气体密度是相同条件下密度的倍
C.容器左室的质量为6.4g
D.若隔板位于容器的½处,其他条件不变,则前后两侧容器内气体总压强之比为
【答案】B
【分析】同温同压下,物质的量之比为体积之比,,n(左)=0.3mol,即和的混合气体的物质的量为0.3mol,混合气体的质量为16g,设O2的物质的量为x,SO2的物质的量为y,则x+y=0.3mol,32x+64y=16g,x=0.1mol,y=0.2mol,以此分析;
【详解】A.同温同压,气体的物质的量之比等于分子数之比,则和分子数之比为1:2,A错误;
B.气体的密度比为相对分子质量之比,混合气体的平均相对分子质量,,,B正确;
C.根据分析,左侧氧气的物质的量为0.1mol,则质量为3.2g,C错误;
D.容器内气体总物质的量为0.3mol+0.4mol=0.7mol,若充入相同组成的混合气体,其他条件不变,隔板处于距离右端处,则右侧容器气体物质的量为0.35mol,原来右侧气体的物质的量为0.4mol,同温、同压,气体体积比等于气体物质的量比,则前后两侧容器内气体总压强之比为,D错误;
故选:B。
【变式6-3】室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成甲、乙两室,向甲室中充入和的混合气体,向乙室中充入,此时活塞的位置如图所示。下列说法错误的是
A.甲室混合气体的物质的量为
B.甲室混合气体中,和的体积比为
C.该混合气体的密度是同温同压条件下氢气密度的8.5倍
D.若将甲室中与的混合气体点燃引爆,恢复原温度后,最终活塞停留的位置在3刻度处
【答案】D
【详解】A.甲、乙两室压强与温度相同,气体的物质的量之比等于其气体压强之比,则甲室中气体物质的量为乙的二倍,即为4mol,故A正确;
B.设甲中H2和O2的物质的量分别为amol、bmol,则2a+32b=68g、a+b=4,解得a=2、b=2,因此甲室H2、O2的体积比为1∶1,故B正确;
C.甲室中混合气体的平均摩尔质量为68g÷4mol=17g/mol,同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比,故该混合气体的密度是同温同压条件下氢气密度的17÷2=8.5倍,故C正确;
D.,由可知反应后O2剩余1mol,恢复至室温后最终两室中压强相等,气体体积之比等于其物质的量之比,则甲、乙两室的体积之比为1mol∶2mol=1∶2,因此活塞停留在刻度2处,故D错误;
故选D。
题型07 物质的量浓度
1. 物质的量浓度:单位体积溶液所含溶质B的物质的量叫做溶质B的物质的量浓度。
符号:CB 单位: mol·L-1或mol·m-3 ,有时也用mmol·L-1
2. 公式: nB:溶质B的物质的量 V:溶液的体积
注意:1 mol NaCl溶于1 L水所得溶液物质的量浓度不是1 mol·L-1;因为体积必须是溶液的体积而非溶剂。
3. 溶液中离子浓度的计算规律:溶液中阴、阳离子的物质的量浓度之比=化学组成中的离子个数之比。
如Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO32-)=2c(Na2CO3 ),遵循电荷守恒规律。
4. 公式换算:(1)与物质的量的关系
(2)相同溶质两溶液混合 c1V1+c2V2=c(混)·V(混)
【典例7】下图是某种饮用矿泉水标签的部分内容,下列说法正确的是
饮用矿泉水
净含量:500mL
配料表:纯净水 氯化钾 硫酸镁
保质期:12个月
主要离子成分:
钾离子(K+):0.5~3.9mg·L-1;镁离子(Mg2+):0.1~4.8mg·L-1
A.标签所示浓度为物质的量浓度
B.实验室可用该矿泉水配制溶液
C.该矿泉水中最大值为
D.一瓶该饮用矿泉水中
【答案】D
【详解】A.物质的量浓度单位为mol/L,而标签上的浓度单位为mg/L,故不是物质的量浓度,A错误;
B.矿泉水中含氯化钾,可与银离子发生反应,不能配制溶液,B错误;
C.1L该饮用矿泉水中含最多3.9mg,则K+的物质的量浓度最大值为,C错误;
D.该溶液中含有硫酸根的物质为硫酸镁,所以溶液中,则一瓶该品牌饮用矿泉水中,D正确;
答案选D。
【变式7-1】用四种物质配制某无土栽培用的营养液,测得该营养液中各离子的浓度如表所示。若向该营养液中逐滴滴加的溶液,其中有两种离子的浓度变化如图所示(忽略溶液混合前后的体积变化)。下列说法错误的是
离子
离子浓度(mol·L-1)
K+
1.1
Cl-
0.7
x
y
A.图中曲线代表的浓度变化
B.图中
C.图中曲线代表的浓度变化
D.若该营养液中,则
【答案】C
【详解】A.向溶液中逐滴滴加的溶液,a曲线的离子浓度逐渐变为0,只有符合,因为与Ba2+反应生成沉淀,故A正确;
B.曲线代表的浓度变化,由图可知加入1L的溶液时,硫酸根恰好反应完,故n()=0.1mol,=0.5mol/L;根据电荷守恒,可计算出c(NH)=0.6mol/L,b不能代表K+,因为c(K+)=1.1mol/L,不符合图像纵坐标值,b不能代表Cl-,因为加入了溶液,Cl-的浓度应该先升高,故b代表NH,即,故B正确;
C.由B分析可知,图中曲线代表NH的浓度变化,故C错误;
D.时,则KCl提供的c()=0.3mol/L,K2提供的c()=0.8mol,则c(K2)=0.4mol/L,由K2提供的c()=0.4mol/L,由提供的c()=0.1mol/L,即,故D正确。
答案选C。
【变式7-2】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。
【变式7-3】已知某矿泉水中所含离子(除表中所列离子外,不含其他离子)及其物质的量浓度如表所示。
(已知溶液中阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数)
离子
物质的量浓度/(mol·L-1)
x
则x的值为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】溶液中阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数,由于在同一溶液中,可得,代入题中所给数据有:,解得x=,故答案选D。
题型08 物质的量浓度与质量分数的计算
1. 质量分数w = ×100%
2. 物质的量浓度与质量分数的换算:
c为溶质的物质的量浓度,单位mol·L-1; ρ为溶液的密度,单位g·cm-3;
w为溶质的质量分数; M为溶质的摩尔质量,单位g·mol-1
【典例8】关于溶液的下列说法正确的是
A.将质量分数为20%的硫酸和10%的硫酸等体积混合,所得溶液质量分数小于15%
B.100g 46%的乙醇()溶液中含有1mol氧原子
C.配制480mL 0.1mol/L的溶液,称量的质量为12.5g
D.常温常压下,将22.4L HCl气体溶于水配成1L的盐酸物质的量浓度为1mol/L
【答案】C
【详解】A.硫酸密度大于水的密度,将质量分数为20%的硫酸和质量分数为10%的硫酸等体积混合,相当于质量分数为20%的硫酸的质量大于质量分数为10%的硫酸,所得溶液质量分数大于15%,A错误;
B.100克质量分数46%的乙醇(C2H6O)溶液中含有1mol乙醇和3mol水,氧原子数为=4NA,B错误;
C.配制480mL 0.1mol/L的溶液,称量的质量为 =12.5g,C正确;
D.常温常压下,将22.4L HCl气体物质的量小于1mol,配成1L的盐酸物质的量浓度小于1mol/L,D错误;
故选C。
【变式8-1】标准状况下,将充满HCl气体的圆底烧瓶倒置于水槽中使气体充分溶解(溶质不扩散),所得溶液的质量分数为的密度为,下列说法正确的是
A.该温度下HCl的溶解度
B.溶液的密度
C.取VmL溶液加入等体积的
D.取VmL溶液加入等质量的
【答案】B
【分析】设烧瓶的体积为aL,则n(HCl)=mol,m(HCl)=g,m(溶液)=g。
【详解】A.题干中并未说明此时溶液为饱和溶液,无法计算该温度下HCl的溶解度,A错误;
B.设烧瓶总体积为a×103mL,则溶液的总质量为m(溶液)=g,则密度,B正确;
C.假设VmL溶液的质量为mg,此时溶液中溶质的质量为mwg,加入等体积的水,等体积的水的质量一定小于VmL溶液的质量,则加水后溶液的总质量小于2mg,则此时w(HCl)一定大于,C错误;
D.w=,将代入解得c=mol/L,则VmL溶液的浓度为mol/L,加入等质量的水,溶质的物质的量不变,等质量的水体积大于VmL,则c(HCl)<mol/L,D错误;
故答案选B。
【变式8-2】下列叙述中错误的是
A.常温常压下,等质量的和体积相等
B.物质的量浓度相同的三种物质的溶液:,若溶液体积之比为,则物质的量浓度之比为
C.标准状况下氨气溶解在水中(水的密度为),溶液中的质量分数为
D.欲用固体配制的消毒液,需要称量固体的质量为
【答案】B
【详解】A.和的摩尔质量相同,则等质量的两种物质物质的量相同,同温同压下气体体积相同,A正确;
B.假设三种溶液的物质的量浓度均为,则溶液中的物质的量浓度分别为和,即物质的量浓度之比为,B错误;
C.由,C正确;
D.应选取的容量瓶进行配制,然后取出,所以需要的质量约为,D正确;
故选B。
【变式8-3】某溶液溶质的摩尔质量为,其质量分数为w%,物质的量浓度为,密度为,质量体积浓度为【已知以单位体积溶液中所含溶质的质量表示的浓度,称为溶液的质量体积浓度】。下列表达式错误的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.质量分数为溶质的质量比溶液的质量,,故A错误;
B.溶质的质量体积浓度为,故B正确;
C.根据A可知,,故C正确;
D.,故D正确;
故答案为A。
题型09 阿伏伽德罗常数综合运算
物质的量n与物质的微粒数N、物质的质量m、气体的体积V、物质的量浓度cB的关系
【典例9】下列说法中,正确的是
A.2.24LN2中一定含有2molN
B.80gNaOH溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L
C.在标准状况下,20mLNH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
D.18gH2O在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】C
【详解】A.未指明温度和压强,无法确定氮气的物质的量,A错误;
B.80gNaOH溶解在1L水中,溶液体积不等于1L,浓度无法达到2mol/L,B错误;
C.标准状况下气体体积比等于分子数比,20mL:60mL=1:3,C正确;
D.标准状况下H2O为液体,体积远小于22.4L,D错误;
故选C。
【变式9-1】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。
【变式9-2】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。
【变式9-3】设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为
B.的氯化镁溶液中含氯离子数为
C.标准状况下,中分子数为
D.常温常压下,2g 中含有原子数为
【答案】D
【详解】A.标准状况下,22.4L氮气和氧气混合气体总物质的量为1mol,但均为双原子分子,原子总数为2NA,A错误;
B.未提供溶液体积,无法计算氯离子物质的量,B错误;
C.标准状况下,H2O为液态,不能用气体摩尔体积计算分子数,C错误;
D.2g H2的物质的量为1mol,含2mol H原子,对应原子数为2NA,D正确;
故答案为:D。
题型10 溶液配制及误差分析
1. 容量瓶:标有温度、容积、刻度线
2. 容量瓶使用的注意事项:
(1)使用前需检漏。
(2)不能用来溶解、贮存或做反应容器。
(3)不能加热或加入热的溶液。
(4)使用注明规格:如500 mL 容量瓶、100 mL 容量瓶
(5)配制溶液时,应选择容量瓶的体积≧溶液的体积。
2. 一定物质的量浓度溶液的配制:
1.计算 mB=nB×MB=cB×V×MB 或 稀释定律n(溶质)=c(浓)×V(浓)= c(稀)×V(稀)
2.称量或量取 电子天平最小分度值为0.001 g 量筒精确度0.1mL
3.溶解或稀释 在烧杯中进行
4.转移 冷却到室温再转移,洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次,洗涤液也转移至容量瓶。轻摇,混匀。
5.定容 加水至刻度线1-2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面底部与刻度线相切。
6.摇匀 将容量瓶用瓶塞盖好,上下颠倒几次,摇匀。
3.注意:(1)尽可能将溶质全部转移到容量瓶中。
(2)确保向容量瓶中加水时溶液的凹液面不超过瓶颈上的刻度线。
【典例10】实验室用的浓盐酸(密度为)配制的稀盐酸,下列说法正确的是
A.需用10mL的量筒量取的浓盐酸8.3mL
B.按如图操作将浓盐酸转移到容量瓶中
C.其他操作正确,定容时仰视容量瓶刻度线会使所配溶液浓度偏高
D.标况下,将2.24L HCl溶于100mL水也可配得的稀盐酸
【答案】A
【详解】A.浓盐酸的物质的量浓度为=,需要浓盐酸的体积为,所以需用10mL的量筒量取的浓盐酸8.3mL,A正确;
B.应先在烧杯中稀释,恢复到室温在转移到容量瓶中,B错误;
C.其他操作正确,定容时仰视容量瓶刻度线会使溶液体积偏大,导致所配溶液浓度偏低,C错误;
D.标况下,将2.24L HCl溶于100mL水,得到溶液的体积不是100mL,所以无法计算配得的盐酸浓度,D错误;
故选A。
【变式10-1】某化学小组在实验中需要溶液480mL和盐酸溶液500mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题。
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是 (填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
(2)使用容量瓶前必须进行的一步操作是 。
(3)根据计算,应用托盘天平称量胆矾 g。
(4)定容的具体操作为 。
(5)下列 (填字母)操作会引起所配溶液的浓度偏大。
A.所称取的胆矾固体失去了部分结晶水
B.称取胆矾时药品与砝码位置放置颠倒
C.转移溶液时,有少量液体溅出
D.定容时俯视刻度线
E.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线
(6)在配制盐酸溶液时:
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.2g/ml
HCl质量分数:36.5%
①该浓盐酸的物质的量浓度为 。
②某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制实验所需稀盐酸。该学生需要量取 ml上述浓盐酸进行配制。
③若在标准状况下,将气体溶于1L水中,所得溶液密度为,则此溶液的物质的量浓度为 mol/L。
A. B. C. D.
【答案】(1) AC 胶头滴管、玻璃棒
(2)检漏
(3)12.5
(4)向容量瓶中加入蒸馏水至刻度线下时,改用胶头滴管滴加至凹液面与刻度线相切
(5)AD
(6) 12 8.3 A
【详解】(1)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为:计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀,根据步骤,所给仪器中配制溶液时肯定不需要的是圆底烧瓶、分液漏斗,故答案为:AC;
配制上述溶液还需要用到的玻璃仪器是胶头滴管、玻璃管;
(2)在使用容量瓶前必须进行的一步操作是检漏;
(3)配制溶液时选用的容量瓶规格为,因此实际配制溶液的体积为,则用托盘天平称取胆矾的质量;
(4)定容的具体操作为:向容量瓶中加入蒸馏水至刻度线下时,改用胶头滴管滴加至凹液面与刻度线相切;
(5)A.所称取的胆矾固体失去了部分结晶水,会导致称取的胆矾中的物质的量偏大,使所配溶液的浓度偏大,A正确;
B.称取胆矾时药品与砝码位置放置颠倒,会导致称取的胆矾的质量偏小,的物质的量偏小,使所配溶液的浓度偏小,B错误;
C.转移溶液时,有少量液体溅出,会导致的物质的量偏小,使所配溶液的浓度偏小,C错误;
D.定容时俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,使所配溶液的浓度偏大,D正确;
E.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线, 会导致溶液体积偏大,使所配溶液的浓度偏小,E错误;
故答案为:AD;
(6)①根据,可得该浓盐酸的物质的量浓度为
②根据稀释前后盐酸的物质的量不变,则用的浓盐酸配制盐酸溶液500mL所需浓盐酸的体积为:
③标况下,气体的物质的量为,质量为,所以溶液的质量为,因此溶液的体积为,根据可知,溶液的物质的量浓度为;
故答案为:A。
【变式10-2】我国是粮食生产大国,农业生产中常使用质量分数为0.4%、密度为1g/cm3的CuSO4溶液进行作物抑菌。回答下列问题:
(1)用胆矾(CuSO4·5H2O)配制1000g该抑菌液,需胆矾的质量为 g。
(2)该抑菌液的物质的量浓度为 mol/L。实验室用0.2mol/LCuSO4溶液配制1L该抑菌液,需0.2mol/LCuSO4溶液的体积为 mL,配制过程需使用的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外,还有 。下列操作可能导致所配溶液浓度偏高的是 (填标号)。
A.量筒量取浓溶液后,洗涤量筒并将洗涤液转移至容量瓶
B.移液过程中,有少量液体溅出
C.定容时俯视刻度线
D.摇匀后液面低于刻度线,补加蒸馏水至刻度线
(3)下列关于容量瓶的使用及操作不规范的是_______(填标号)。
A.移液
B.溶解
C.定容
D.摇匀
A. A B.B C.C D.D
【答案】(1)6.25
(2) 0.025 125 玻璃棒、1000mL容量瓶 AC
(3)ABC
【详解】(1)该抑菌液质量分数为0.4%,配制1000g,该抑菌液中CuSO4的质量为1000g×0.4%=4g,根据CuSO4的质量计算胆矾(CuSO4•5H2O)的质量m,可知=,可得需胆矾的质量为6.25g,故答案为:6.25;
(2)根据物质的量浓度和质量分数之间的公式,可知该抑菌液的物质的量浓度c===0.025mol/L,根据浓溶液配制稀溶液的公式c1V1=c2V2,可知需0.2mol•L-1CuSO4溶液的体积V1===125mL,配制过程需使用的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外,还有玻璃棒和1000mL容量瓶,
A.量筒为量出性量器,即用量筒量取液体时,倒出来的液体体积就是你所需要的体积,残留在量筒内的少量溶液并没有算上。如果用水洗涤并将洗涤倒入容量瓶的话,就相当于量多了溶质了,浓度就会偏高,A符合题意;
B.移液过程中,有少量液体溅出,会导致溶质减少,引起所配溶液浓度偏低,B不合题意;
C.定容时俯视刻度线,会引起所加溶液体积低于刻度线,导致所配溶液浓度偏高,C符合题意;
D.摇匀后液面低于刻度线,补加蒸馏水至刻度线,相当于又加水进行了稀释,导致溶液浓度偏低,D不合题意;
故答案为:0.025;125;玻璃棒、1000mL容量瓶;AC;
(3)A.移液过程中应用玻璃棒引流,且玻璃棒下端应低于刻度线以下,图中玻璃棒下端在容量瓶刻度线以上,A错误;
B.固体溶解应在烧杯中进行,容量瓶不能用来溶解固体,B错误;
C.定容时凹液面与刻度线相切,读数时,视线应平视刻度线,C错误;
D.摇匀时,盖好瓶塞,食指顶住瓶塞,另一只手指托住瓶底,反复上下颠倒,使溶液混合均匀,D正确;
故答案为:ABC。
【变式10-3】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。
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