内容正文:
专题06 物质的量
重点一 物质及其构成微粒数量和物质的量间的转化关系
1.公式
通过这个公式,我们可以算出一定物质的量的微粒的粒子数或求得一定数量的微粒的物质的量。例如:①0.2mol H2O含有的水分子数N(H2O)=nNA=0.2 mol×6.02×1023mol-1=1.204×1023;②3.01×1022个CO2分子的物质的量 n(CO2)==0.05mol。
2.关系式的应用
方法点拨
(1)“集合体”的含义:“摩尔”起源于希腊文mole,原意为“堆量”,类似于计量宏观物体的“一打”“一箱”“一盒”等,1mol物质含有NA个微粒,如把“NA个微粒”看成一堆,则物质的量是计量“堆数"的物理量,其单位是摩尔。
(2)阿伏加德罗常数由数字和单位组成,并不是纯数,本身包含单位∶mol-1,即NA≈6.02×1023mol-1,仅说6.02×1023是错误的。
(3)只能计量微观粒子:摩尔作为物质的量的单位,可以计量所有微观粒子,如原子、分子、离子、质子、中子和电子等,但不能直接表示宏观物质,如不能说"1mol 小米""1 mol苹果"等。
(4)指代要具体:用摩尔为单位计量某物质的物质的量时,必须指明物质的微粒名称、符号或化学式。如:1mol H、1mol H+、1 mol H2,不能用"1 mol氢"这样含糊、无意义的表示。
重点二 摩尔质量及其计算
1.摩尔质量的概念与计算
(1)摩尔质量概念的理解
①等值性:摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
(2)摩尔质量的计算方法
①已知任意状态物质的质量时:M=(定义式)。
②已知一个分子的质量时:M=m(分子)×NA。
2.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系
摩尔质量(M)
相对原子质量
相对分子质量
概念
①单位物质的量的物质所具有的质量;
②单位是g/mol或kg/mol
①一个原子的质量与12C的1/12作比较,所得的比值;
②单位:无
①化学式中各元素相对原子质量之和;
②单位:无
单位
联系
摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量;
混合物组成一定时,1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量,在数值上等于该混合物的平均相对分子质量
结论:1mol任何微粒(原子、分子、离子等)的质量以克为单位时(即摩尔质量),在数值上等于该微粒的相对原子(分子)质量。
3.质量、物质的量、粒子数之间的关系
物质的量可以把物质的宏观量(如质量)与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。具体关系如下∶
4.相对分子质量、物质的量和摩尔质量的大小和单位关系
物理量
单位
数值
相对原子(分子)质量
1
相同
1mol 物质的质量
g
摩尔质量
g·mol-1
重点三 气体摩尔体积的正确应用
1.气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积含义
①气体摩尔体积是指一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。
②气体摩尔体积表达式为Vm=V/n,常用单位为L/mol(L·mol-1)或m3/mol(m3·mol-1)。
(2)气体摩尔体积的数值
气体的体积主要由 决定,而粒子间的距离又受 和 影响。因此,对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积不一定相同。在标准状况(0℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积都约为22.4L,即Vm = 22.4L·mol-1(标准状况)。
(3)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= ,非标准状况时不能使用。
(2)n=,只适用于 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。
②标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n= mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
(3)Vm≈22.4L·mol -1的应用
注意条件:必须指明条件为标准状况,非标准状况下,1mol气体的体积不一定是22.4L。
注意物质的状态:必须为气态。如水、酒精、SO3、CCl4,等物质在标准状况下不是气体,则不能使用Vm≈22.4L·mol -1。
(4)气体摩尔体积与22.4L·mol -1的关系
气体摩尔体积的适用范围是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体,即与气体的种类无关。如0.2mol H2与0.8mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L。
标准状况下任何气体的气体摩尔体积均约为22. 4L·mol -1,非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4L·mol -1,也可能不是22.4L·mol -1。即1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况,如气体在273 ℃和202kPa时,Vm也为22.4L·mol -1。
2.气体摩尔质量或相对分子质量的计算
(1)利用气体的摩尔体积和密度
在一定条件下,M=Vm·ρ。
(2)利用相对密度
在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,即=D、则,
(3)利用摩尔质量的定义
(4)根据混合气体中各组分的物质的量分数或体积分数求混合气体的平均摩尔质量
其中,表示混合气体中某一组分的物质的量分数。
由于同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,因此,混合气体中某一组分的物质的量分数等于该组分的体积分数。
则其中,表示混合气体中某一组分的体积分数。
重点四 阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律
在 的温度和压强下, 的任何 都含有 的粒子。
【易错警示】
①阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体。②同温、同压、同体积、同分子数,“四同”相互制约,即“三同定一同”。
【思考与交流】
在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。
①1 mol O2的体积是 ,2 mol H2的体积是 ,=。
由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其 之比。
②44.8 L O2的物质的量是 ,质量是 ,44.8 L H2的物质的量是 ,质量是 g,=。
由此可推知:同温同压下,同体积的气体的质量之比等于其 之比。
③1 mol O2的质量是 g,体积是 ,ρ(O2)== g·L-1(列式不化简,下同)。
1 mol H2的质量是 g,体积是 ,ρ(H2)== g·L-1。
由此可推知:
同温同压下,气体的密度之比等于其 之比。
在标准状况下,气体的密度= g·L-1。
2.阿伏加德罗定律的推论
利用pV=nRT、pV=(m/M)RT及pM=ρRT,可以得到如下推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,ρ为密度,T为热力学温度)
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其 成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其 成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其 成正比
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的 成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的 成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的 之比,也等于它们的 之比
记忆方法
三正比、二反比、一连比
方法点拨
阿伏加德罗定律及其推论和理想气体状态方程pV=nRT间的关系(高考不考查理想气体状态方程)。
利用pV=nRT和万能恒等式之间的关系推导就可以得到阿伏加德罗定律及其推论(其中p 为压强,V为气体的体积,R为常数,T为温度)。例如,同温同压下,两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比,推导如下∶
①;②
由①和②可得,则
重点五 与物质的量浓度有关的计算
1.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
质量分数
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
两者关系
(:摩尔质量,单位g·mol-1;ρ:密度,单位g·cm-3)
方法点拨
①正确判断溶液中的溶质
某些物质溶于水后,与水发生反应,则溶质为反应后的生成物,如 Na2O→NaOH,SO3→H2SO4等;含结晶水的物质溶于水,溶质是不含结晶水的化合物,如CuSO4·5H2O溶于水,CuSO4为溶质。
②准确计算溶液的体积
公式中,V是指溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。计算时不能用溶剂的体积代替溶液的体积,应根据V=m/ρ计算溶液的体积。
③理解物质的量浓度的两个要点
溶液中溶质与构成微粒浓度的关系,如
从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,其物质的量浓度不发生变化,但所取出溶质的物质的量随取出溶液的体积变化而改变。
2.有关定义式的计算
(1)计算的基本公式:c= 。
计算溶质的物质的量浓度的关键是从已知条件中找出溶质的物质的量(nB)和溶液的体积(V),据此求出溶质的物质的量浓度cB。
(2)计算的基本类型和方法:
③标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算
c=
【特别提醒】①物质加入水中,注意溶质的判断。如SO3H2SO4,Na2O或Na2O2NaOH,NaNaOH,NH3NH3·H2O等。
②溶液浓度与离子浓度的定量关系要注意电离程度与组成。
如0.1 mol·L-1的K2SO4溶液中c(K+)=0.2 mol·L-1。
3.与溶液稀释或混合有关的计算
(1)浓溶液稀释
①溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
②溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);
③溶液的质量守恒:m(稀)=m(浓)+m(水)。
(2)相同溶质两溶液混合
①溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
②溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
注意:无特别指明时,V(混)≠V1+V2;V(混)=,但溶液的质量守恒:m(混)=m1+m2。
(3)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数。
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数
方法点拨
混合后溶液的体积∶①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
4.物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
(1)换算公式
cB=
M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w为溶质的质量分数。
(2)推导方法
设溶液体积为1L,则①溶质的质量:m=1L×000mL·L-1×ρg·cm-3(溶液的密度)×ω(溶质的质量分数)=1 000ρωg
②溶质的物质的量:
③溶质的物质的量浓度∶
5.气体溶于水所得溶液的浓度计算
(1)已知气体溶质的体积(标准状况下)、水的体积和溶液的密度,计算溶质的物质的量浓度。
溶质的物质的量n=L.mol-1
溶液的质量m=m气+m水 物质的量浓度cB=。
溶液的体积V==
(2)HCl、NH3等气体经喷泉实验所得溶液浓度的无数据巧算方法:令气体体积(标准状况下)为1L,故c为恒值为1/22.4mol.L-1=(约等于)0.045 mol.L-1;但w不为恒值,可根据气体摩尔质量、溶液密度(视为1g.ml-1)求算。
方法点拨
混合后溶液的体积∶①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
重点五 配制一定物质的量浓度的溶液
1.认识和使用容量瓶
(1)容量瓶的结构与用途
(2)使用要点
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②只能配制容量瓶上规定体积的溶液,应根据所配体积选取规格合适的容量瓶,如配制950mL溶液,应选用1000mL的容量瓶。
③使用容量瓶时注意"五不"∶a.不能用容量瓶来溶解固体;b.不能用容量瓶来稀释浓溶液;c.不能加热容量瓶;d.不能用容量瓶作反应容器;e.不能用容量瓶长期贮存溶液。
④使用前要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。检查程序∶加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
⑤容量瓶使用完毕,应洗涤、晾干。玻璃磨口瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连。
⑥容量瓶在使用时不需要用待配溶液润洗,若润洗,则加入的溶质偏多。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
实验仪器∶一定容积的容量瓶、托盘天平(称量固体)、量筒(量取液体)、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
步骤
装置
操作及注意事项
①计算
①根据n(固体)=c·V(容量瓶),m(固体)=n(固体)×M,求固体质量;利用c(浓溶液)· V(浓溶液)=c(所配溶液)· V(容量瓶),求浓溶液的体积。
②计算溶质的质量时要根据容量瓶的容积来计算,计算结果保留一位小数
②称量/量取
固体用托盘天平称量
①在使用天平时应"一平,二调,三称量";
②称量时"左物右码"勿放反,先垫纸片再称量(强腐蚀性物质用小烧杯,如氢氧化钠等物质);
③读数时注意用砝码质量加游码质量
浓溶液用量筒量取
①选择合适的量筒,先用水清洗,再用所量取的浓溶液物质润洗
②先往量筒中加入浓溶液,眼睛平视刻度线,等凹液面接近刻度线时改用胶头滴管逐滴加入
③溶解
①把固体加入烧杯后,加入适量的水,用玻璃棒顺时针搅拌。
②在搅拌过程中速度适中、用力不能过猛,防止液体飞溅
④冷却(冷却到室温)
物质溶解过程中一般会产生热效应,而物质本身都会热胀冷缩,溶液冷却到室温的目的是防止给后续操作带来误差
⑤移液
玻璃棒在引流时∶①下端要抵在刻度线以下,防止定容时刻度线上方有液体,导致定容后液体体积变大。
②上端要在容量瓶瓶口中央,防止在转移液体时使液体洒落在容量瓶的外侧
⑥洗涤
将烧杯内壁和玻璃棒用蒸馏水洗涤2-3次,并将洗涤液转移至容量瓶,轻轻摇动,使溶液混合均匀。
①溶解及洗涤所用水的总体积一定不能超过要配制溶液的体积。
②洗涤时玻璃棒和烧杯一起洗涤。
③为保证溶质不损失,应将烧杯内壁及玻璃棒洗涤2~3次,且将洗涤液也注入容量瓶
⑦定容
在加蒸馏水时,先将蒸馏水用烧杯沿玻璃棒注入容量瓶,离刻度线1-2cm时改用胶头滴管滴加,眼睛要平视刻度线,直到凹液面的最低处和刻度线相切
⑧报荡、摇匀
①盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶反复上下颠倒,摇匀。
②在摇匀时不能用力过猛,防止液体从上口冲出
⑨装瓶、贴签
把配好的溶液转移到试剂瓶中,在试剂瓶上标注药品的名称及浓度,易分解的试剂也可以标注配制试剂的日期
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)原理依据
根据分析,其中MB(溶质的摩尔质量)是定值。其他条件不变时∶
使mB或nB增大(或减小)的因素,导致cB偏大(或偏小);使V增大(或减小)的因素,导致cB偏小(或偏大)。
(2)具体分析实例(以配制220 mL1.00 mol·L-1NaOH 溶液为例)
注∶选取容量瓶的规格为250mL,计算溶质质量时应用250mL,而非220mL。
能引起误差的操作
因变量
c
n
V
称量
①砝码生锈(没有脱落)
②少量氯化钠粘在称量纸上
③使用游码,且药品砝码位置颠倒
移液
④有少量液体溅出
⑤容量瓶内有少量水
⑥未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
定容
⑦仰视刻度线
⑧超过刻度线,吸出一部分水
⑨摇匀后液面下降,补充水
装瓶
⑩试剂瓶刚用蒸馏水洗过
方法点拨
注意1:量筒的使用注意事项
①量筒的常见规格有10 mL、25 mL、50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。②量筒没有"0"刻度。
③为了减小实验误差,量取溶液时应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒,如量取7mL液体应选用10mL量筒。
注意2:定容时的读数问题
俯视刻度线时溶液实际体积小于读数,仰视刻度线时溶液实际体积大于读数,都会产生误差。
注意3:准确配制一定物质的量浓度溶液的两个关键
(1)准确称量固体溶质的质量(或准确量取浓溶液的体积);
(2)准确标定所配制溶液的体积
物质及其构成微粒数量和物质的量间的转化关系
【典例1】下列叙述正确的是
A.1mol任何物质都含有约个原子
B.含有的分子数约为
C.含有的O原子数约为
D.的摩尔质量为18g
技巧点拨
物质的量的理解——“四化”
【即时检测1】单质硫是一种淡黄色固体,它有多种同素异形体,如、等。若表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1个分子的质量为,是硫原子质量的8倍
B.在标准状况下,的体积约为
C.和32克所含分子数为
D.等质量的和含有相同原子数
【即时检测2】用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.标准状况下,的摩尔质量为
B.35℃,,中含有的原子数为
C.含有个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为
D.溶液中含有
摩尔质量及其计算
【典例2】空气中的自由电子附着在分子或原子上形成的空气负离子(也叫阴离子)被称为“空气维生素”。就是一种空气负离子,其摩尔质量为
A.32g•mol﹣1 B.33g•mol﹣1 C.32g D.33g
【即时检测3】下列叙述正确的是
A.摩尔是一个基本物理量,1mol粒子的数目约为
B.钠或Na2O2固体久置于空气中最终的产物是NaOH和Na2CO3的混合物
C.O2的摩尔质量是32 g·mol−1,所以2 mol O2的摩尔质量是64g·mol−1
D.3g,在氧气中完全燃烧,于时将生成物通过足量的固体后,固体增重大于3g
【即时检测4】锗具有半导体的性质,原子序数为32,某种Ge原子的质量为,的质量是,用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该锗原子的相对原子质量为 B.锗元素的摩尔质量为
C.该锗原子的物质的量为 D.该锗原子所含的电子数为
气体摩尔体积的正确应用
【典例3】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,1.7 g NH3含有的原子数为0.4NA
B.含1 mol HCl的稀盐酸与足量铁粉反应,转移的电子数为 2NA
C.标准状况下,11.2L H2O2中含有的H原子数为 NA
D.常温常压下,等物质的量的 H2和Cl2反应生成的 HCl分子数为2NA
技巧点拨
①使用气体摩尔体积四注意
②用“22.4 L·mol-1”要“二看”
一看——物质状态,必有是气体,如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质;
二看——外界条件,必须为标准状况,标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4 L·mol-1,但也可能是22.4 L·mol-1。
③气体摩尔体积的适用范围:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
【即时检测5】下列四种物质所含原子总数由大到小的排序正确的是
①88gCO2;②3.01×1023个硫酸分子;③3.0mol氦气;④标准状况下33.6L甲烷
A.③①④② B.①②③④ C.④①②③ D.④③②①
【即时检测6】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.标准状况下,2.24LCl2中含有的分子数目为0.1NA
B.标准状况下,11.2LH2O中含有0.5NA个分子
C.2.3gNa与O2完全反应生成Na2O和Na2O2,转移的电子数目为0.1NA
D.44gN2O和CO2的混合物中含有原子数为3NA
【即时检测7】下列叙述中正确的是
①在标准状况下,0.2 mol任何物质的体积均为4.48 L
②当1 mol气体的体积为22.4 L时,它一定处于标准状况下
③标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
④标准状况下,lg H2和14 g N2的体积相同
⑤28 g CO的体积为22.4 L
⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③④ B.②③⑥ C.⑤⑥ D.④⑥
阿伏加德罗常数的判断陷阱
【典例4】设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,和混合气体含有的氧原子数为4NA
B.含有的电子数为9NA
C.的溶液中含有的数为0.1NA
D.标准状况下,含有的分子数约为
【即时检测8】NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28g氮气所含的氮原子数为
B.5.6gFe与足量的Cl2反应,转移的电子数为
C.标准状况下,22.4L硫酸含有的分子数为
D.17gNH3含有的电子数为
【即时检测9】设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,由和组成的混合物中含有的原子数为
B.标准状况下,与氢氧化钠溶液完全反应,转移的电子数为
C.同温、同体积的条件下,等质量的和的压强之比为
D.溶液中含有的数目为
阿伏加德罗定律及其推论
【典例5】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
技巧点拨
①阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体,但对于固体和液体则不适用。
②同温、同压、同体积和同分子数,共同存在,相互制约,只要“三同”成立,“第四同”必定成立。
③对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
【即时检测10】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X
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
【即时检测11】在相同条件下,向三个相同的如图所示的容器中分别充入等质量的、、三种气体,则容器中三种气体的体积(V)从大到小的顺序是
A. B.
C. D.
与物质的量浓度有关的计算
【典例6】下列溶液中的物质的量浓度最大的是
①100mL0.5mol·L-1溶液 ②200mL0.5mol·L-1溶液
③1000mL1mol·L-1氯水 ④500mL1mol·L-1溶液
A.① B.② C.③ D.④
技巧点拨
注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
【即时检测12】某同学配制的植物营养液中有4种离子,其中所含的、K+、的物质的量浓度分别为0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.4 mol·L-1,则Zn2+的物质的量浓度是
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1 C.0.3 mol·L-1 D.0.9 mol·L-1
【即时检测13】在由、、BaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度大小如图所示,下列对该溶液成分说法不正确的是
A.的物质的量为
B.该混合液中的物质的量为
C.溶质的质量为
D.将该混合液加水稀释至体积为,稀释后溶液中的物质的量的浓度为
配制一定物质的量浓度的溶液
【典例7】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
技巧点拨
俯视、仰视导致的误差分析
(1)用容量瓶定容:(影响溶液的体积)
①图Ⅰ:定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,所配制溶液的浓度偏高。
②图Ⅱ:定容时仰视刻度线,溶液体积偏大,所配制溶液的浓度偏低。
(2)用量筒量取一定体积的溶液:(影响溶质的物质的量)
①图Ⅲ:若俯视刻度线,则实际量取的液体体积偏小,所配溶液浓度偏低。
②图Ⅳ:若仰视刻度线,则实际量取的液体体积偏大,所配溶液浓度偏高。
【即时检测14】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
夯实基础
1.下列关于0.5L 1溶液的说法正确的是
A.含有氧原子的数目约为个
B.溶质的摩尔质量为213g
C.
D.取上述溶液0.1L,可得到0.2的溶液
2.关于同温、同压下等体积的SO2和SO3的叙述,其中正确的是
①质量相等;②密度相等;③所含分子个数相等;④所含硫原子个数相等
A.①②③④ B.②③④ C.只有③④ D.只有④
3.在标准状况下,总物质的量为的和混合气体的体积约是
A.11.2L B.22.4L C.44.8L D.无法计算
4.已知(浓),设为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是
A.1mol 中含有O原子数目为
B.每产生22.4L (标准状况下),被还原的N原子数目为4
C.0.1 溶液中含数目为2
D.46g 和的混合物中原子数目为3
5.(用表示阿伏加德罗常数的数值,下列叙述正确的是
A.固体中含有的离子数目为
B.常温常压下,和的混合气体所含氧原子数为
C.与完全反应生成,转移电子数为
D.与足量盐酸完全反应时,失去电子数目为3
6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.7.8g过氧化钠中阴离子个数是0.2NA
B.标准状况下22.4LCl2完全溶于水中,生成的HClO分子数是NA
C.在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3molI2转移的电子数为6NA
D.32gO2分子和N2H4分子构成的混合物中所含的分子数目为NA、
7.某补铁口服液中含乳酸亚铁(:相对分子质量:234)及维生素C,每支()口服液含乳酸亚铁,下列说法正确的是
A.乳酸亚铁的摩尔质量为
B.每支口服液含有的质量约为
C.乳酸亚铁的物质的量浓度为
D.滴加少量酸性溶液能证明口服液中含维生素C
8.实验室用NaOH固体和蒸馏水准确配制一定物质的量浓度的NaOH溶液.以下仪器中,不需要用到的是
A.烧杯 B.玻璃棒 C.容量瓶 D.蒸馏烧瓶
9.下列溶液中的浓度与200mL 1.0 溶液中的浓度相等的是
A.200mL 3.0的溶液 B.200mL 1.5的溶液
C.400mL 0.5的溶液 D.200mL 1.5的NaCl溶液
10.实验室欲用固体配制的溶液,下列说法正确的是
A.配制的正确顺序为①④⑤③②⑥
B.②中定容时,若仰视刻度线会导致溶液浓度偏高
C.可以用容量瓶贮存配制好的溶液
D.要完成实验需称取固体
11.水是生命之源,水在工业、农业和日常生活中均发挥着重要作用。
(1)下列关于水的说法,正确的是_________。
A.2mol水的摩尔质量是36g/mol B.18g水中含有10个电子
C.1mol水中含2mol氢 D.一个水分子的质量约是
(2)为增强水的导电性,通常向纯水中加入适量的NaOH(NaOH不参加反应)。
①某电解水实验开始时,向180g纯水中溶解了4gNaOH。此时溶液中Na+和水分子的个数比是 。
②当实验进行到一段时间,两个石墨电极共收集到的气体质量为3.6g。计算此时被电解的水的物质的量是 。
(3)目前,很多自来水厂用氯气杀菌、消毒。仔细观察下图的微观反应过程,写出该化学反应方程式 。
12.硫酸钠(Na2SO4)在工业、医药等领域应用广泛,如造纸、玻璃、医药缓泻剂等方面。Na2SO4是白色结晶固体或粉末,易溶于水。请回答下列问题:
(1)若由A酸和B碱反应得到 Na2SO4,则A酸和B碱分别为 (写化学式);若由小苏打和A 酸反应制备 Na2SO4,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)实验室需要使用 80 mL 0.5mol/L Na2SO4溶液:
①需要用托盘天平称量 g Na2SO4固体。
②为完成此溶液配制实验,需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒和 。
③实验中多次用到玻璃棒,其作用分别是 、 。
④对实验过程的操作进行误差分析:若转移溶液时有少量液体溅出,则配制的溶液的浓度将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同):若定容时仰视刻度线,则配制的溶液的浓度将 。
综合运用
13.表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.标准状况下,和组成的混合气体中含有的氧原子数为
B.将溶液制成胶体,所得胶粒数为
C.标准状况下,溶于足量水,溶液中和的微粒数之和为
D.与足量反应时,转移的电子数为
14.120℃时,将1.6g由、组成的混合气体通入盛有足量的密闭容器中,充分反应后容器中残留的固体比反应前增重0.64g。下列说法错误的是
A.反应过程中生成的质量为0.96g B.1.6g该混合气体的总物质的量为0.06mol
C.该混合气体中的质量分数为 D.该混合气体中氧原子的物质的量为0.08mol
15.下面是某品牌饮用矿物质水标签的部分内容。下列说法正确的是
饮用矿泉水
净含量:500mL
配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾
保质期:12个月
主要离子成份:钾离子(K+):1.0~27.3mg/L 镁离子(Mg2+):0.1~4.8mg/L 氯离子(Cl-):10~27.3mg/L 硫酸根离子(SO42-)0.4~19.2mg/L
A.标签上给出的离子的物理量是物质的量浓度
B.任何饮用水中氯离子(Cl-)的浓度均在10~27.3 mg/L之间
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为2×10-4 mol/L
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中SO42-的物质的量不超过1×10-5 mol
16.下列关于物质的量浓度的表述正确的是
A.稀释浓硫酸时应将水倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
B.标准状况下,V L氨气溶于1L水配制氨水,该氨水的物质的量浓度
C.将40g氢氧化钠固体溶于1L水中,物质的量浓度为
D.98%的浓硫酸与水等质量混合,所得硫酸溶液物质的量浓度小于原浓硫酸浓度的一半
17.现有下列四种溶液:①溶液,②溶液,③溶液,④溶液,下列说法正确的是
A.溶液的导电能力:①=③
B.的物质的量:③>④
C.②④中分别加入足量的铁粉,消耗的质量比为
D.标准状况下,将溶于水中可得①
18.国际上采用了一个新的物理量——物质的量,它将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系起来。物质的量这一物理量为我们提供了一个定量认识物质组成的新视角。
回答下列问题:
(1)标准状况下,2.24L由、组成的混合气体中含有氮元素的质量约为 g。
(2)与 中所含的电子数相同。
(3)液态化合物:在中恰好完全燃烧,化学方程式为,冷却后,在标准状况下测得生成物的体积是,质量为。
①反应前的物质的量为 mol;化合物的摩尔质量是 。
②若中X、Y两元素的质量比为3:16,则元素为 (填元素名称)。
19.“84消毒液”稀释一定比例后能有效杀灭新冠病毒。某同学购买了一瓶某牌的“84消毒液”,查阅相关资料和消毒液包装说明得到如下信息:
84消毒液【有效成分】
【规格】
【质量分数】25%
【密度】
(1)该“84消毒液”中的物质的量浓度为 。
(2)该同学欲用固体配制含质量分数为25%的消毒液。
①如图所示的仪器中,配制此溶液不需要使用的是 (填仪器序号),还缺少的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
A. B. C. D. E.
②该同学配制上述溶液时需用托盘天平称量的固体的质量为 g。
(3)下列情况,导致所配溶液的物质的量浓度偏高的是 (填序号),偏低的是 (填序号),无影响的是 (填序号)。
A.未冷至室温就转移定容
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
C.定容时俯视刻度线读数
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,未做任何操作
E.称量时药品放右盘
F.移液时未洗涤烧杯和玻璃棒
G.定容时加蒸馏水不慎超过刻度线
20.每年10月23日上午6:02到晚上6:02被誉为“摩尔日”(MoleDay),这个时间的美式写法为6:0210/23,外观与阿伏伽德罗常数6.02×1023相似。试用物质的量的相关知识回答以下问题:
(1)3.01×1023个OH-的质量为 ,含有电子的物质的量为 ,这些OH-与标准状况下 L的H2S的质量相同,和 mol含有的原子数相同。
(2)阿莫西林的分子式为C16H19N3O5S,其摩尔质量为 ,2.190g阿莫西林含有氧原子数目为 。
(3)现有4g质量分数10%的NaOH溶液中,平均 个水分子中含有一个OH-离子。
(4)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,A室中充入H2、O2混合气体,B室充入1mol空气,此时活塞的位置如图所示。
实验测得A室混合气体的质量为34g,若将A室H2、O2的混合气体点燃,恢复原温度后,(非气体体积忽略不计)最终活塞停留的位置在刻度 处。
思维拔高
21.一密闭容器无摩擦,可滑动的两格板a、b分隔成甲、乙两室,乙室中充入0.4molO2,甲室中充入CO2,静止时隔板位置如图所示,下列说法正确的是
A.甲室中气体的质量为22.0g B.甲室的体积为13.44L
C.原子数之比:甲:乙=3:2 D.密度之比:甲:乙=11:8
22.如下图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;标准状况下,在乙室中充入0.6mol HCl,甲室中充入、的混合气体,静止时活塞位置如下图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9g,。下列说法错误的是
A.甲室的质量为11g
B.甲室气体中和质量比是51:4
C.甲室中、的平均相对分子质量为11
D.抽开隔板a,隔板b最终停在3处
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专题06 物质的量
重点一 物质及其构成微粒数量和物质的量间的转化关系
1.公式
通过这个公式,我们可以算出一定物质的量的微粒的粒子数或求得一定数量的微粒的物质的量。例如:①0.2mol H2O含有的水分子数N(H2O)=nNA=0.2 mol×6.02×1023mol-1=1.204×1023;②3.01×1022个CO2分子的物质的量 n(CO2)==0.05mol。
2.关系式的应用
方法点拨
(1)“集合体”的含义:“摩尔”起源于希腊文mole,原意为“堆量”,类似于计量宏观物体的“一打”“一箱”“一盒”等,1mol物质含有NA个微粒,如把“NA个微粒”看成一堆,则物质的量是计量“堆数"的物理量,其单位是摩尔。
(2)阿伏加德罗常数由数字和单位组成,并不是纯数,本身包含单位∶mol-1,即NA≈6.02×1023mol-1,仅说6.02×1023是错误的。
(3)只能计量微观粒子:摩尔作为物质的量的单位,可以计量所有微观粒子,如原子、分子、离子、质子、中子和电子等,但不能直接表示宏观物质,如不能说"1mol 小米""1 mol苹果"等。
(4)指代要具体:用摩尔为单位计量某物质的物质的量时,必须指明物质的微粒名称、符号或化学式。如:1mol H、1mol H+、1 mol H2,不能用"1 mol氢"这样含糊、无意义的表示。
重点二 摩尔质量及其计算
1.摩尔质量的概念与计算
(1)摩尔质量概念的理解
①等值性:摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
(2)摩尔质量的计算方法
①已知任意状态物质的质量时:M=(定义式)。
②已知一个分子的质量时:M=m(分子)×NA。
2.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系
摩尔质量(M)
相对原子质量
相对分子质量
概念
①单位物质的量的物质所具有的质量;
②单位是g/mol或kg/mol
①一个原子的质量与12C的1/12作比较,所得的比值;
②单位:无
①化学式中各元素相对原子质量之和;
②单位:无
单位
联系
摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量;
混合物组成一定时,1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量,在数值上等于该混合物的平均相对分子质量
结论:1mol任何微粒(原子、分子、离子等)的质量以克为单位时(即摩尔质量),在数值上等于该微粒的相对原子(分子)质量。
3.质量、物质的量、粒子数之间的关系
物质的量可以把物质的宏观量(如质量)与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。具体关系如下∶
4.相对分子质量、物质的量和摩尔质量的大小和单位关系
物理量
单位
数值
相对原子(分子)质量
1
相同
1mol 物质的质量
g
摩尔质量
g·mol-1
重点三 气体摩尔体积的正确应用
1.气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积含义
①气体摩尔体积是指一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。
②气体摩尔体积表达式为Vm=V/n,常用单位为L/mol(L·mol-1)或m3/mol(m3·mol-1)。
(2)气体摩尔体积的数值
气体的体积主要由粒子间的距离决定,而粒子间的距离又受温度和压强影响。因此,对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积不一定相同。在标准状况(0℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积都约为22.4L,即Vm = 22.4L·mol-1(标准状况)。
(3)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)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。
②标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n= mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
(3)Vm≈22.4L·mol -1的应用
注意条件:必须指明条件为标准状况,非标准状况下,1mol气体的体积不一定是22.4L。
注意物质的状态:必须为气态。如水、酒精、SO3、CCl4,等物质在标准状况下不是气体,则不能使用Vm≈22.4L·mol -1。
(4)气体摩尔体积与22.4L·mol -1的关系
气体摩尔体积的适用范围是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体,即与气体的种类无关。如0.2mol H2与0.8mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L。
标准状况下任何气体的气体摩尔体积均约为22. 4L·mol -1,非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4L·mol -1,也可能不是22.4L·mol -1。即1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况,如气体在273 ℃和202kPa时,Vm也为22.4L·mol -1。
2.气体摩尔质量或相对分子质量的计算
(1)利用气体的摩尔体积和密度
在一定条件下,M=Vm·ρ。
(2)利用相对密度
在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,即=D、则,
(3)利用摩尔质量的定义
(4)根据混合气体中各组分的物质的量分数或体积分数求混合气体的平均摩尔质量
其中,表示混合气体中某一组分的物质的量分数。
由于同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,因此,混合气体中某一组分的物质的量分数等于该组分的体积分数。
则其中,表示混合气体中某一组分的体积分数。
重点四 阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律
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。
【易错警示】
①阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体。②同温、同压、同体积、同分子数,“四同”相互制约,即“三同定一同”。
【思考与交流】
在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。
①1 mol O2的体积是22.4 L,2 mol H2的体积是44.8 L,=。
由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。
②44.8 L O2的物质的量是2 mol,质量是64 g,44.8 L H2的物质的量是2 mol,质量是4 g,=。
由此可推知:同温同压下,同体积的气体的质量之比等于其摩尔质量之比。
③1 mol O2的质量是32 g,体积是22.4 L,ρ(O2)== g·L-1(列式不化简,下同)。
1 mol H2的质量是2 g,体积是22.4 L,ρ(H2)== g·L-1。
由此可推知:
同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比。
在标准状况下,气体的密度= g·L-1。
2.阿伏加德罗定律的推论
利用pV=nRT、pV=(m/M)RT及pM=ρRT,可以得到如下推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,ρ为密度,T为热力学温度)
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
记忆方法
三正比、二反比、一连比
方法点拨
阿伏加德罗定律及其推论和理想气体状态方程pV=nRT间的关系(高考不考查理想气体状态方程)。
利用pV=nRT和万能恒等式之间的关系推导就可以得到阿伏加德罗定律及其推论(其中p 为压强,V为气体的体积,R为常数,T为温度)。例如,同温同压下,两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比,推导如下∶
①;②
由①和②可得,则
重点五 与物质的量浓度有关的计算
1.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
质量分数
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
两者关系
(:摩尔质量,单位g·mol-1;ρ:密度,单位g·cm-3)
方法点拨
①正确判断溶液中的溶质
某些物质溶于水后,与水发生反应,则溶质为反应后的生成物,如 Na2O→NaOH,SO3→H2SO4等;含结晶水的物质溶于水,溶质是不含结晶水的化合物,如CuSO4·5H2O溶于水,CuSO4为溶质。
②准确计算溶液的体积
公式中,V是指溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。计算时不能用溶剂的体积代替溶液的体积,应根据V=m/ρ计算溶液的体积。
③理解物质的量浓度的两个要点
溶液中溶质与构成微粒浓度的关系,如
从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,其物质的量浓度不发生变化,但所取出溶质的物质的量随取出溶液的体积变化而改变。
2.有关定义式的计算
(1)计算的基本公式:c==。
计算溶质的物质的量浓度的关键是从已知条件中找出溶质的物质的量(nB)和溶液的体积(V),据此求出溶质的物质的量浓度cB。
(2)计算的基本类型和方法:
③标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算
c=
【特别提醒】①物质加入水中,注意溶质的判断。如SO3H2SO4,Na2O或Na2O2NaOH,NaNaOH,NH3NH3·H2O等。
②溶液浓度与离子浓度的定量关系要注意电离程度与组成。
如0.1 mol·L-1的K2SO4溶液中c(K+)=0.2 mol·L-1。
3.与溶液稀释或混合有关的计算
(1)浓溶液稀释
①溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
②溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);
③溶液的质量守恒:m(稀)=m(浓)+m(水)。
(2)相同溶质两溶液混合
①溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
②溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
注意:无特别指明时,V(混)≠V1+V2;V(混)=,但溶液的质量守恒:m(混)=m1+m2。
(3)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数。
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数
方法点拨
混合后溶液的体积∶①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
4.物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
(1)换算公式
cB=
M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w为溶质的质量分数。
(2)推导方法
设溶液体积为1L,则①溶质的质量:m=1L×000mL·L-1×ρg·cm-3(溶液的密度)×ω(溶质的质量分数)=1 000ρωg
②溶质的物质的量:
③溶质的物质的量浓度∶
5.气体溶于水所得溶液的浓度计算
(1)已知气体溶质的体积(标准状况下)、水的体积和溶液的密度,计算溶质的物质的量浓度。
溶质的物质的量n=L.mol-1
溶液的质量m=m气+m水 物质的量浓度cB=。
溶液的体积V==
(2)HCl、NH3等气体经喷泉实验所得溶液浓度的无数据巧算方法:令气体体积(标准状况下)为1L,故c为恒值为1/22.4mol.L-1=(约等于)0.045 mol.L-1;但w不为恒值,可根据气体摩尔质量、溶液密度(视为1g.ml-1)求算。
方法点拨
混合后溶液的体积∶①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
重点五 配制一定物质的量浓度的溶液
1.认识和使用容量瓶
(1)容量瓶的结构与用途
(2)使用要点
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②只能配制容量瓶上规定体积的溶液,应根据所配体积选取规格合适的容量瓶,如配制950mL溶液,应选用1000mL的容量瓶。
③使用容量瓶时注意"五不"∶a.不能用容量瓶来溶解固体;b.不能用容量瓶来稀释浓溶液;c.不能加热容量瓶;d.不能用容量瓶作反应容器;e.不能用容量瓶长期贮存溶液。
④使用前要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。检查程序∶加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
⑤容量瓶使用完毕,应洗涤、晾干。玻璃磨口瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连。
⑥容量瓶在使用时不需要用待配溶液润洗,若润洗,则加入的溶质偏多。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
实验仪器∶一定容积的容量瓶、托盘天平(称量固体)、量筒(量取液体)、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
步骤
装置
操作及注意事项
①计算
①根据n(固体)=c·V(容量瓶),m(固体)=n(固体)×M,求固体质量;利用c(浓溶液)· V(浓溶液)=c(所配溶液)· V(容量瓶),求浓溶液的体积。
②计算溶质的质量时要根据容量瓶的容积来计算,计算结果保留一位小数
②称量/量取
固体用托盘天平称量
①在使用天平时应"一平,二调,三称量";
②称量时"左物右码"勿放反,先垫纸片再称量(强腐蚀性物质用小烧杯,如氢氧化钠等物质);
③读数时注意用砝码质量加游码质量
浓溶液用量筒量取
①选择合适的量筒,先用水清洗,再用所量取的浓溶液物质润洗
②先往量筒中加入浓溶液,眼睛平视刻度线,等凹液面接近刻度线时改用胶头滴管逐滴加入
③溶解
①把固体加入烧杯后,加入适量的水,用玻璃棒顺时针搅拌。
②在搅拌过程中速度适中、用力不能过猛,防止液体飞溅
④冷却(冷却到室温)
物质溶解过程中一般会产生热效应,而物质本身都会热胀冷缩,溶液冷却到室温的目的是防止给后续操作带来误差
⑤移液
玻璃棒在引流时∶①下端要抵在刻度线以下,防止定容时刻度线上方有液体,导致定容后液体体积变大。
②上端要在容量瓶瓶口中央,防止在转移液体时使液体洒落在容量瓶的外侧
⑥洗涤
将烧杯内壁和玻璃棒用蒸馏水洗涤2-3次,并将洗涤液转移至容量瓶,轻轻摇动,使溶液混合均匀。
①溶解及洗涤所用水的总体积一定不能超过要配制溶液的体积。
②洗涤时玻璃棒和烧杯一起洗涤。
③为保证溶质不损失,应将烧杯内壁及玻璃棒洗涤2~3次,且将洗涤液也注入容量瓶
⑦定容
在加蒸馏水时,先将蒸馏水用烧杯沿玻璃棒注入容量瓶,离刻度线1-2cm时改用胶头滴管滴加,眼睛要平视刻度线,直到凹液面的最低处和刻度线相切
⑧报荡、摇匀
①盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶反复上下颠倒,摇匀。
②在摇匀时不能用力过猛,防止液体从上口冲出
⑨装瓶、贴签
把配好的溶液转移到试剂瓶中,在试剂瓶上标注药品的名称及浓度,易分解的试剂也可以标注配制试剂的日期
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)原理依据
根据分析,其中MB(溶质的摩尔质量)是定值。其他条件不变时∶
使mB或nB增大(或减小)的因素,导致cB偏大(或偏小);使V增大(或减小)的因素,导致cB偏小(或偏大)。
(2)具体分析实例(以配制220 mL1.00 mol·L-1NaOH 溶液为例)
注∶选取容量瓶的规格为250mL,计算溶质质量时应用250mL,而非220mL。
能引起误差的操作
因变量
c
n
V
称量
①砝码生锈(没有脱落)
偏大
不变
偏大
②少量氯化钠粘在称量纸上
偏小
不变
偏小
③使用游码,且药品砝码位置颠倒
偏小
不变
偏小
移液
④有少量液体溅出
偏小
不变
偏小
⑤容量瓶内有少量水
不变
不变
不变
⑥未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
偏小
不变
偏小
定容
⑦仰视刻度线
不变
偏大
偏小
⑧超过刻度线,吸出一部分水
偏小
不变
偏小
⑨摇匀后液面下降,补充水
不变
偏大
偏小
装瓶
⑩试剂瓶刚用蒸馏水洗过
不变
偏大
偏小
方法点拨
注意1:量筒的使用注意事项
①量筒的常见规格有10 mL、25 mL、50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。②量筒没有"0"刻度。
③为了减小实验误差,量取溶液时应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒,如量取7mL液体应选用10mL量筒。
注意2:定容时的读数问题
俯视刻度线时溶液实际体积小于读数,仰视刻度线时溶液实际体积大于读数,都会产生误差。
注意3:准确配制一定物质的量浓度溶液的两个关键
(1)准确称量固体溶质的质量(或准确量取浓溶液的体积);
(2)准确标定所配制溶液的体积
物质及其构成微粒数量和物质的量间的转化关系
【典例1】下列叙述正确的是
A.1mol任何物质都含有约个原子
B.含有的分子数约为
C.含有的O原子数约为
D.的摩尔质量为18g
【答案】B
【解析】A.有些物质的分子含有多个原子,所以1mol任何物质含有的原子数不一定是6.02×1023个,A错误;
B.的物质的量为0.5mol,则含有的分子数约为,B正确;
C.1个二氧化碳分子中有2个氧原子,的物质的量为1mol,则含有的O原子数约为,C错误;
D.的摩尔质量为18g/mol,D错误;
故选B。
技巧点拨
物质的量的理解——“四化”
【即时检测1】单质硫是一种淡黄色固体,它有多种同素异形体,如、等。若表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1个分子的质量为,是硫原子质量的8倍
B.在标准状况下,的体积约为
C.和32克所含分子数为
D.等质量的和含有相同原子数
【答案】D
【解析】A.的摩尔质量为256g/mol,1个分子的质量为,故A错误;B.是固体,不能用气体摩尔体积计算,故B错误;C.含分子数为,32克含分子数为,故C错误;D.和都是由S原子构成,等质量的和含有相同原子数,故D正确;答案选D。
【即时检测2】用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.标准状况下,的摩尔质量为
B.35℃,,中含有的原子数为
C.含有个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为
D.溶液中含有
【答案】B
【解析】A.的摩尔质量为,故A错误;B.依据n=计算SO2物质的量==1mol,结合分子式SO2可知其原子数3NA,故B正确;C.氦气是单原子分子,含有NA个氦原子的氦气物质的量为1mol,在标准状况下的体积约为22.4L,故C错误;D.溶液体积未知,无法计算离子数目,故D错误;故选:B。
摩尔质量及其计算
【典例2】空气中的自由电子附着在分子或原子上形成的空气负离子(也叫阴离子)被称为“空气维生素”。就是一种空气负离子,其摩尔质量为
A.32g•mol﹣1 B.33g•mol﹣1 C.32g D.33g
【答案】A
【解析】O的相对原子质量为16,摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于相对原子质量或相对分子质量,则的摩尔质量为32g/mol;
答案选A。
【即时检测3】下列叙述正确的是
A.摩尔是一个基本物理量,1mol粒子的数目约为
B.钠或Na2O2固体久置于空气中最终的产物是NaOH和Na2CO3的混合物
C.O2的摩尔质量是32 g·mol−1,所以2 mol O2的摩尔质量是64g·mol−1
D.3g,在氧气中完全燃烧,于时将生成物通过足量的固体后,固体增重大于3g
【答案】D
【解析】A.物质的量是一个基本物理量,摩尔是物理的量的单位,A错误;
B.钠或Na2O2固体久置于空气中最终的都转化为Na2CO3,B错误;
C.O2的摩尔质量是32 g·mol−1,所以2 mol O2的质量是64g,O2的摩尔质量与物质的量无关,C错误;
D. 在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O,CO2和H2O与Na2O2反应,固体增重的是CO和H2,可以看作C(CO)(H2)3,1分子转化为CO和H2还需要1个O原子来自氧气,则3g,在氧气中完全燃烧,时将生成物通过足量的固体后,固体增重大于3g,D正确;
答案选D。
【即时检测4】锗具有半导体的性质,原子序数为32,某种Ge原子的质量为,的质量是,用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该锗原子的相对原子质量为 B.锗元素的摩尔质量为
C.该锗原子的物质的量为 D.该锗原子所含的电子数为
【答案】C
【解析】A.Ge原子的质量为,的质量是,则该锗原子的相对原子质量为,A错误;
B.Ge原子的质量为,则锗元素的摩尔质量为g/mol,B错误;
C.锗元素的摩尔质量为g/mol,则该锗原子的物质的量为,C正确;
D.该锗原子的物质的量为,锗的原子序数为32,则所含的电子数为,D错误;
答案选C。
气体摩尔体积的正确应用
【典例3】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,1.7 g NH3含有的原子数为0.4NA
B.含1 mol HCl的稀盐酸与足量铁粉反应,转移的电子数为 2NA
C.标准状况下,11.2L H2O2中含有的H原子数为 NA
D.常温常压下,等物质的量的 H2和Cl2反应生成的 HCl分子数为2NA
【答案】A
【解析】A.在常温常压下,1.7 g NH3物质的量为0.1mol,含有的原子数为0.4NA,A正确;
B.含1 mol HCl的稀盐酸与足量铁粉反应,H元素由+1价降低到0价,转移电子数为NA,B错误;
C.标准状况下, H2O2是液态,不能用气体的摩尔体积计算物质的量,C错误;
D.没有说明 H2和Cl2具体物质的量,无法计算生成HCl的分子数,D错误;
故选A。
技巧点拨
①使用气体摩尔体积四注意
②用“22.4 L·mol-1”要“二看”
一看——物质状态,必有是气体,如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质;
二看——外界条件,必须为标准状况,标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4 L·mol-1,但也可能是22.4 L·mol-1。
③气体摩尔体积的适用范围:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
【即时检测5】下列四种物质所含原子总数由大到小的排序正确的是
①88gCO2;②3.01×1023个硫酸分子;③3.0mol氦气;④标准状况下33.6L甲烷
A.③①④② B.①②③④ C.④①②③ D.④③②①
【答案】C
【解析】①88gCO2所含原子的物质的量为=6mol;
②3.01×1023个硫酸分子中所含原子的物质的量为=3.5mol;
③氦气为单原子分子,则3.0mol氦气含有3.0molHe原子;
④标准状况下33.6L甲烷中所含原子的物质的量为=7.5mol;
综合以上分析,四种物质所含原子总数由大到小的排序④①②③,故选C。
【即时检测6】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.标准状况下,2.24LCl2中含有的分子数目为0.1NA
B.标准状况下,11.2LH2O中含有0.5NA个分子
C.2.3gNa与O2完全反应生成Na2O和Na2O2,转移的电子数目为0.1NA
D.44gN2O和CO2的混合物中含有原子数为3NA
【答案】B
【解析】A.标准状况下,2.24LCl2为0.1mol,含有分子数为0.1NA,故A正确;
B.标准状况下,H2O为非气态,无法得出11.2LH2O的物质的量,无法得出分子数,故B错误;
C.Na和氧气反应无论生成Na2O还是Na2O2均失去1个电子,故2.3g即0.1molNa与O2完全反应生成Na2O和Na2O2,转移的电子数目为 0.1NA,故C正确;
D.N2O和CO2的摩尔质量均为44g/mol,则混合物的总物质的量为1mol,两种化合物的原子数均为3,因此所含有的原子的个数为3NA,故D正确;
故答案选B。
【即时检测7】下列叙述中正确的是
①在标准状况下,0.2 mol任何物质的体积均为4.48 L
②当1 mol气体的体积为22.4 L时,它一定处于标准状况下
③标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
④标准状况下,lg H2和14 g N2的体积相同
⑤28 g CO的体积为22.4 L
⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③④ B.②③⑥ C.⑤⑥ D.④⑥
【答案】D
【解析】①在标准状况下,0.2 mol任何气体的体积均为4.48 L,①错误;②当1 mol气体的体积为22.4 L时,它不一定处于标准状况下,②错误;③标准状况下水不是气态,不能适用于气体摩尔体积,因此1 L HCl和1 L H2O的物质的量不相同,③错误;④标准状况下,lg H2和14 g N2的物质的量均是0.5mol,体积相同,④正确;⑤28 g CO的物质的量是1mol,但体积不一定为22.4 L,⑤错误;⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比,⑥正确,答案选D。
阿伏加德罗常数的判断陷阱
【典例4】设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,和混合气体含有的氧原子数为4NA
B.含有的电子数为9NA
C.的溶液中含有的数为0.1NA
D.标准状况下,含有的分子数约为
【答案】A
【解析】A.常温常压下,所含氧原子的物质的量为=4mol,92g所含氧原子的物质的量为=4mol,则该混合气体中含有的氧原子数为4NA,A正确;
B.1个H2O分子中含有电子的数目为(1×2+8)=10,的物质的量为=1mol,则含有的电子数为1mol×10×NAmol-1=10NA,B不正确;
C.HNO3为一元强酸,在水溶液中发生完全电离,的溶液的体积未知,无法求出含有的数,C不正确;
D.标准状况下,H2O呈液态,题中没有提供液态水的密度,无法求出的物质的量,也就无法求出含有的分子数,D不正确;
故选A。
【即时检测8】NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28g氮气所含的氮原子数为
B.5.6gFe与足量的Cl2反应,转移的电子数为
C.标准状况下,22.4L硫酸含有的分子数为
D.17gNH3含有的电子数为
【答案】A
【解析】A.28g氮气所含的原子数为,故A正确;
B.常温常压,5.6gFe的物质的量是0.1mol,在足量Cl2中燃烧生成氯化铁,转移的电子数为,故B错误;
C.标况下硫酸为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故C错误;
D.17gNH3的物质的量是1mol,因此所含电子数目为,故D错误;
故选A。
【即时检测9】设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,由和组成的混合物中含有的原子数为
B.标准状况下,与氢氧化钠溶液完全反应,转移的电子数为
C.同温、同体积的条件下,等质量的和的压强之比为
D.溶液中含有的数目为
【答案】A
【解析】A.和均只由O原子组成,混合物的质量即为O原子的质量,含氧原子的数目为,故A正确;
B.与NaOH反应生成NaCl和NaClO,1mol反应转移1mol电子,为0.1mol,转移的电子数为,故B错误;
C.等质量的和的物质的量之比为,同温、同体积的条件下,压强之比等于气体物质的量之比,故C错误;
D.溶液体积未知,不能确定离子数目,故D错误;
故选:A。
阿伏加德罗定律及其推论
【典例5】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
【解析】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。
技巧点拨
①阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体,但对于固体和液体则不适用。
②同温、同压、同体积和同分子数,共同存在,相互制约,只要“三同”成立,“第四同”必定成立。
③对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
【即时检测10】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X
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
【答案】C
【解析】A.根据三种气体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质量关系为,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,与气体的质量没有关系,气体摩尔质量越小,其密度越小,故同温同压下三种气体中密度最小的是X,B正确;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,但不一定是0.1mol,因为没有说明具体的温度和压强,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,故1gY气体和2gZ气体的物质的量相等,则其压强比为,D正确;故选C。
【即时检测11】在相同条件下,向三个相同的如图所示的容器中分别充入等质量的、、三种气体,则容器中三种气体的体积(V)从大到小的顺序是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】在相同条件下,等质量的、、三种气体物质的量为,根据阿伏伽德罗定律,则;
故选B。
与物质的量浓度有关的计算
【典例6】下列溶液中的物质的量浓度最大的是
①100mL0.5mol·L-1溶液 ②200mL0.5mol·L-1溶液
③1000mL1mol·L-1氯水 ④500mL1mol·L-1溶液
A.① B.② C.③ D.④
【答案】A
【解析】①100mL0.5mol·L-1溶液中的物质的量浓度为1.5mol·L-1;
②200mL0.5mol·L-1溶液中的物质的量浓度为1.0mol·L-1;
③氯气部分和水反应生成盐酸和次氯酸,则1000mL1mol·L-1氯水中的物质的量浓度小于1.0mol·L-1;
④500mL1mol·L-1溶液中不含;
故选A。
技巧点拨
注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
【即时检测12】某同学配制的植物营养液中有4种离子,其中所含的、K+、的物质的量浓度分别为0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.4 mol·L-1,则Zn2+的物质的量浓度是
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1 C.0.3 mol·L-1 D.0.9 mol·L-1
【答案】C
【解析】已知、K+、的物质的量浓度分别为0.2mol·L-1、0.4mol·L-1、0.4mol·L-1由电荷守恒可得:,故0.3mol·L-1,答案为C。
【即时检测13】在由、、BaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度大小如图所示,下列对该溶液成分说法不正确的是
A.的物质的量为
B.该混合液中的物质的量为
C.溶质的质量为
D.将该混合液加水稀释至体积为,稀释后溶液中的物质的量的浓度为
【答案】B
【解析】A.n(Na+)=1.0mol/L×0.1L=0.1mol,NaCl物质的量为0.1mol,A正确;
B.根据电荷守恒,c(Na+)+2c(Mg2+)+2c(Ba2+)=c(Cl-),c(Ba2+)==0.5mol/L,n(BaCl2)=n(Ba2+)=0.5mol/L0.1L=0.05mol,B错误;
C.n(Mg2+)=0.5mol/L×0.1L=0.05mol,n(MgCl2)=0.05mol,m(MgCl2)=0.05mol95g/mol=4.75g,C正确;
D.稀释前后溶质物质的量不变,则稀释后Na+物质的量浓度为=0.1mol/L,D正确;
故选:B。
配制一定物质的量浓度的溶液
【典例7】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
【解析】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。
技巧点拨
俯视、仰视导致的误差分析
(1)用容量瓶定容:(影响溶液的体积)
①图Ⅰ:定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,所配制溶液的浓度偏高。
②图Ⅱ:定容时仰视刻度线,溶液体积偏大,所配制溶液的浓度偏低。
(2)用量筒量取一定体积的溶液:(影响溶质的物质的量)
①图Ⅲ:若俯视刻度线,则实际量取的液体体积偏小,所配溶液浓度偏低。
②图Ⅳ:若仰视刻度线,则实际量取的液体体积偏大,所配溶液浓度偏高。
【即时检测14】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
【解析】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。
夯实基础
1.下列关于0.5L 1溶液的说法正确的是
A.含有氧原子的数目约为个
B.溶质的摩尔质量为213g
C.
D.取上述溶液0.1L,可得到0.2的溶液
【答案】C
【解析】A.溶液中的水也含有氧原子,A项错误;
B.摩尔质量的单位是“”,B项错误;
C.由可知,C项正确;
D.溶液具有均一性,溶液的浓度不变,D项错误;
故选C。
2.关于同温、同压下等体积的SO2和SO3的叙述,其中正确的是
①质量相等;②密度相等;③所含分子个数相等;④所含硫原子个数相等
A.①②③④ B.②③④ C.只有③④ D.只有④
【答案】C
【分析】依据阿伏伽德罗定律可知:同温同压下等体积SO2和SO3的物质的量相等。
【解析】①根据m=nM可以知道,二者质量之比为64g:80g=4:5,二者质量不相等,故①错误;②同温同压下气体的密度之比等于其相对分子质量之比,所以二者密度之比为:64g:80g=4:5,二者密度不相等,故②错误;③二者物质的量相等,根据N=nNA可以知道,所含分子数相等,故③正确;④二者含有分子数目相等,每个分子均含有1个S原子,故含有硫原子数目相等,故④正确;本题答案为C。
3.在标准状况下,总物质的量为的和混合气体的体积约是
A.11.2L B.22.4L C.44.8L D.无法计算
【答案】B
【解析】准状况下,1mol任何气体的体积约是22.4L,则标准状况下,总物质的量为的和混合气体的体积约是22.4L,故B正确;故选:B。
4.已知(浓),设为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是
A.1mol 中含有O原子数目为
B.每产生22.4L (标准状况下),被还原的N原子数目为4
C.0.1 溶液中含数目为2
D.46g 和的混合物中原子数目为3
【答案】D
【解析】A.1个中含有3个氧原子,则中含有O原子数目为,A错误;
B.标准状况下,呈液态,不能用标准状况下气体摩尔体积计算其物质的量,则无法计算每产生22.4L(标准状况下),被还原的N原子数目,B错误;
C.溶液体积未知,无法计算0.1溶液中含数目,C错误;
D.若质量为46g,则含3mol原子,若质量为46g,也含3mol原子,则和的混合物中原子数目为,D正确;
故选D。
5.(用表示阿伏加德罗常数的数值,下列叙述正确的是
A.固体中含有的离子数目为
B.常温常压下,和的混合气体所含氧原子数为
C.与完全反应生成,转移电子数为
D.与足量盐酸完全反应时,失去电子数目为3
【答案】B
【解析】A.过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成,为1mol,含有离子数目为,A错误;
B.O3和O2的分子都是由O原子构成,则O3和O2的混合气体16 g所含氧原子的物质的量是1 mol,因此其中所含的O原子数目为NA,B正确;
C.Na的物质的量是1 mol,由于Na是+1价金属,故转移的电子数为,C错误;
D.铁与盐酸反应生成氯化亚铁,铁失去2个电子,为1mol,失去电子数目为2,D错误;
答案选B。
6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.7.8g过氧化钠中阴离子个数是0.2NA
B.标准状况下22.4LCl2完全溶于水中,生成的HClO分子数是NA
C.在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3molI2转移的电子数为6NA
D.32gO2分子和N2H4分子构成的混合物中所含的分子数目为NA、
【答案】D
【解析】A.7.8g过氧化钠为0.1mol,过氧化钠的阴离子为,则阴离子个数为0.1NA,A错误;
B.氯气和水反应不完全,标况下22.4L即1molCl2完全溶于水中,生成的HClO小于1mol,分子数小于NA,B错误;
C.该反应中,碘酸钾是氧化剂,化合价从+5价降低到0价,得5个电子,6个碘化氢中有5是还原剂,化合价从-1价升高到0价,共失去5个电子,所以生成3mol单质碘,反应中就转移5mol电子,即转移的电子数为5NA,C错误;
D.O2和N2H4相对分子质量均为32,则32gO2分子和N2H4分子构成的混合物中所含的分子为1mol,数目为NA,D正确;
故选D。
7.某补铁口服液中含乳酸亚铁(:相对分子质量:234)及维生素C,每支()口服液含乳酸亚铁,下列说法正确的是
A.乳酸亚铁的摩尔质量为
B.每支口服液含有的质量约为
C.乳酸亚铁的物质的量浓度为
D.滴加少量酸性溶液能证明口服液中含维生素C
【答案】B
【解析】A.乳酸亚铁的摩尔质量为,A错误;
B.每支()口服液含乳酸亚铁,含有的质量约为,B正确;
C.乳酸亚铁的物质的量浓度为,C错误;
D.Fe2+和维生素C均能使酸性溶液褪色,不能证明口服液中含维生素C,D错误;
故选B。
8.实验室用NaOH固体和蒸馏水准确配制一定物质的量浓度的NaOH溶液.以下仪器中,不需要用到的是
A.烧杯 B.玻璃棒 C.容量瓶 D.蒸馏烧瓶
【答案】D
【解析】用用NaOH固体和蒸馏水配制稀溶液的一般步骤为:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,用到的仪器为:托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管,不需要的仪器为:蒸馏烧瓶。答案选D。
9.下列溶液中的浓度与200mL 1.0 溶液中的浓度相等的是
A.200mL 3.0的溶液 B.200mL 1.5的溶液
C.400mL 0.5的溶液 D.200mL 1.5的NaCl溶液
【答案】B
【分析】1.0 溶液中的浓度为3mol/L;
【解析】A.3.0的溶液中没有氯离子,故A不符合题意;B.1.5的中氯离子浓度为3mol/L,故B符合题意;C.0.5的溶液中氯离子浓度为1.5mol/L,故C不符合题意;D.1.5的NaCl溶液中氯离子浓度为1.5mol/L,故D不符合题意;故选B。
10.实验室欲用固体配制的溶液,下列说法正确的是
A.配制的正确顺序为①④⑤③②⑥
B.②中定容时,若仰视刻度线会导致溶液浓度偏高
C.可以用容量瓶贮存配制好的溶液
D.要完成实验需称取固体
【答案】D
【解析】A.配制的正确顺序为:①④③②⑥⑤,A错误;B.定容时,若仰视刻度线会导致溶液浓度,体积变大,浓度降低,B错误;C.容量瓶不能用于贮存溶液,应转移到试剂瓶后贴标签储存,C错误;D.配制的溶液,需要溶液溶液,需称取固体的质量为,D正确;故选D。
11.水是生命之源,水在工业、农业和日常生活中均发挥着重要作用。
(1)下列关于水的说法,正确的是_________。
A.2mol水的摩尔质量是36g/mol B.18g水中含有10个电子
C.1mol水中含2mol氢 D.一个水分子的质量约是
(2)为增强水的导电性,通常向纯水中加入适量的NaOH(NaOH不参加反应)。
①某电解水实验开始时,向180g纯水中溶解了4gNaOH。此时溶液中Na+和水分子的个数比是 。
②当实验进行到一段时间,两个石墨电极共收集到的气体质量为3.6g。计算此时被电解的水的物质的量是 。
(3)目前,很多自来水厂用氯气杀菌、消毒。仔细观察下图的微观反应过程,写出该化学反应方程式 。
【答案】(1)D
(2)①1:100 ②0.2mol
(3)Cl2+H2O=HCl+HClO
【解析】(1)A.水的摩尔质量是18g/mol,与水的量无关,A不正确;B.18g水的物质的量是1mol,一个水分子中含有10个电子,所以1mol水中含有10NA个电子,B不正确;C.1mol水中含2mol氢原子,1mol水中含2mol氢的说法表述不明确,C不正确;D.若是求算一个水分子的质量,则可以用1mol水的质量除以1mol水中所含水分子的数量,约是,D正确;故选D。
(2)①,,则。
②依据质量守恒,收集的氢气和氧气总质量就是电解的水的质量,所以物质的量为0.2mol。
(3)从图中可以看出,Cl2与H2O反应,生成HCl和HClO,该化学反应方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO。
12.硫酸钠(Na2SO4)在工业、医药等领域应用广泛,如造纸、玻璃、医药缓泻剂等方面。Na2SO4是白色结晶固体或粉末,易溶于水。请回答下列问题:
(1)若由A酸和B碱反应得到 Na2SO4,则A酸和B碱分别为 (写化学式);若由小苏打和A 酸反应制备 Na2SO4,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)实验室需要使用 80 mL 0.5mol/L Na2SO4溶液:
①需要用托盘天平称量 g Na2SO4固体。
②为完成此溶液配制实验,需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒和 。
③实验中多次用到玻璃棒,其作用分别是 、 。
④对实验过程的操作进行误差分析:若转移溶液时有少量液体溅出,则配制的溶液的浓度将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同):若定容时仰视刻度线,则配制的溶液的浓度将 。
【答案】(1)
(2)7.1 胶头滴管、100mL容量瓶 搅拌,加速溶解 引流,防止液体外洒 偏低 偏低
【解析】(1)A酸和B碱反应得到 ,则A酸和B碱分别为、;小苏打为,与反应的方程式为;
(2)①配置 80 mL 0.5mol/L Na2SO4溶液,需要用100mL容量瓶,,;
②为完成此溶液配制实验,需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管和100mL容量瓶;
③溶解固体时需要用到玻璃棒,其作用是搅拌,加速固体溶解速率;将溶液转移到容量瓶的过程中玻璃棒的作用是引流,防止液体外洒;
④若转移溶液时有少量液体溅出,的物质的量减小,则配制的溶液的浓度将偏低;若定容时仰视刻度线,溶液体积增大,则配制的溶液的浓度将偏低;
综合运用
13.表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.标准状况下,和组成的混合气体中含有的氧原子数为
B.将溶液制成胶体,所得胶粒数为
C.标准状况下,溶于足量水,溶液中和的微粒数之和为
D.与足量反应时,转移的电子数为
【答案】D
【解析】A.1分子二氧化碳、氧气均含2个氧原子;标准状况下,和组成的混合气体含0.2mol分子,含有0.4氧原子,数目为0.4,A错误;B.一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁分子的聚合体,故形成的胶粒的个数小于,B错误;C.根据氯守恒,标准状况下,(为0.5mol)溶于足量水,溶液中和及2倍的氯分子的微粒数之和为,C错误;D.钠和氧气反应失去1个电子形成钠离子,则与足量反应时,转移1mol电子数,电子数为,D正确;故选D。
14.120℃时,将1.6g由、组成的混合气体通入盛有足量的密闭容器中,充分反应后容器中残留的固体比反应前增重0.64g。下列说法错误的是
A.反应过程中生成的质量为0.96g B.1.6g该混合气体的总物质的量为0.06mol
C.该混合气体中的质量分数为 D.该混合气体中氧原子的物质的量为0.08mol
【答案】C
【分析】反应过程中涉及反应:,,过氧化钠与水和二氧化碳反应,固体实际增加的是H2和CO的质量。
【解析】A.反应过程中混合气体与固体反应同时生成氧气,氧气质量:1.6g-0.64g=0.96g,A正确;B.设水物质的量为xmol,二氧化碳物质的量为ymol,,得,故1.6g该混合气体的总物质的量为0.06mol,B正确;C.的质量分数为,C错误;D.该混合气体中氧原子的物质的量为水物质的量加二氧化碳物质的量的2倍,故为0.04+0.02×2=0.08mol,D正确;答案选C。
15.下面是某品牌饮用矿物质水标签的部分内容。下列说法正确的是
饮用矿泉水
净含量:500mL
配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾
保质期:12个月
主要离子成份:钾离子(K+):1.0~27.3mg/L 镁离子(Mg2+):0.1~4.8mg/L 氯离子(Cl-):10~27.3mg/L 硫酸根离子(SO42-)0.4~19.2mg/L
A.标签上给出的离子的物理量是物质的量浓度
B.任何饮用水中氯离子(Cl-)的浓度均在10~27.3 mg/L之间
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为2×10-4 mol/L
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中SO42-的物质的量不超过1×10-5 mol
【答案】C
【解析】A.标签上给出的离子的物理量是单位体积内离子的质量而不是物质的量浓度,A错误;B.该品牌饮用矿物质水中氯离子的含量为:10~27.3mg/L,不能说明其它饮用水中氯离子的含量均在10~27.3mg/L之间,B错误;C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为4.8mg/L ,转换成浓度为:(4.8×10-3)/24mol/L=2×10-4mol/L,C正确;D.硫酸根离子(SO42-):0.4~19.2mg/L,1瓶该品牌饮用矿泉水的体积为500mL,硫酸根离子的质量最大值为19.2mg/L×0.5L=9.6mg,故n(SO42-)的最大值为0.0096g/96g·mol-1=1×10-4mol,D错误;答案选C。
16.下列关于物质的量浓度的表述正确的是
A.稀释浓硫酸时应将水倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
B.标准状况下,V L氨气溶于1L水配制氨水,该氨水的物质的量浓度
C.将40g氢氧化钠固体溶于1L水中,物质的量浓度为
D.98%的浓硫酸与水等质量混合,所得硫酸溶液物质的量浓度小于原浓硫酸浓度的一半
【答案】D
【解析】A.浓硫酸溶于水放出大量的热,稀释浓硫酸时应将浓硫酸倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,A错误;B.VL氨气与1L水的体积不能相加,溶液的体积不是(V+1)L,B错误;C.40g氢氧化钠固体溶于1L水中,得到氢氧化钠溶液体积不是1L,故物质的量浓度不为,C错误;D.硫酸密度大于水,98%的浓硫酸与水等质量混合,98%的浓硫酸体积小于等质量水的体积,混合后所得硫酸溶液物质的量浓度小于原浓硫酸浓度的一半,D正确;故选D。
17.现有下列四种溶液:①溶液,②溶液,③溶液,④溶液,下列说法正确的是
A.溶液的导电能力:①=③
B.的物质的量:③>④
C.②④中分别加入足量的铁粉,消耗的质量比为
D.标准状况下,将溶于水中可得①
【答案】C
【解析】A.溶液的导电能力与离子浓度、离子所带电荷有关,离子浓度越大、带电荷越多,导电能力越强,①中和均为,③中和,故溶液的导电能力:①<③,A错误;B.③溶液中的物质的量为:,④溶液中的物质的量为:,故的物质的量:③<④,B错误;C.②溶液中加入足量的铁粉,发生反应,消耗Fe的物质的量为,④溶液加入足量的铁粉,发生反应,消耗Fe的物质的量为,故②④中消耗的Fe的质量比为5:6,C正确;D.将标况下22.4L(1mol) HCl溶于400 mL水后,溶液的体积不为400mL,所得溶质物质的量浓度不为,故不可得①,D错误;故选C。
18.国际上采用了一个新的物理量——物质的量,它将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系起来。物质的量这一物理量为我们提供了一个定量认识物质组成的新视角。
回答下列问题:
(1)标准状况下,2.24L由、组成的混合气体中含有氮元素的质量约为 g。
(2)与 中所含的电子数相同。
(3)液态化合物:在中恰好完全燃烧,化学方程式为,冷却后,在标准状况下测得生成物的体积是,质量为。
①反应前的物质的量为 mol;化合物的摩尔质量是 。
②若中X、Y两元素的质量比为3:16,则元素为 (填元素名称)。
【答案】(1)2.8
(2)17
(3)①0.015 76 g/mol ②硫
【解析】(1)标准状况下,N2、N2O都是气体,每个分子中都含有2个N原子,则该条件下2.24 L由N2、N2O组成的混合气体的物质的量是n==0.1 mol,则其中含有氮元素的质量约为m(N)=n·M=0.1 mol×28g/mol=2.8 g;(2)1个H3O+中含有10个电子,19 gH3O+的物质的量n(H3O+)==1 mol,则其中含有电子的物质的量是10 mol;1个OH-中含有10个电子,则若含有电子物质的量是10 mol,其物质的量是1 mol,因此需OH-的质量为m(OH-)=1 mol×17 g/mol=17 g;(3)①根据反应方程式可知:该反应是反应前后气体物质的量相等的反应,若测得生成物在标准状况下的总体积为,则反应消耗标准状况下O2的体积也是,其物质的量是n(O2)==0.015mol;液体物质XY2燃烧后得到的生成物在标准状况下的总体积为,质量为,根据氧守恒可知反应消耗O2的质量m(O2)=0.015 mol×32 g/mol=0.48 g,则消耗XY2的质量为m(XY2)= 0.86 g-0.48 g=0.38 g,根据反应方程式可知XY2与O2的物质的量的比是1:3,故n(XY2)=n(O2)=0.005 mol,XY2的摩尔质量是M==76 g/mol。
②若中X、Y两元素的质量比为3:16,XY2的相对分子质量是76,则X的相对原子质量是=12,所以X是C元素;Y的相对原子质量是,则Y元素为S元素,Y元素名称是硫。
19.“84消毒液”稀释一定比例后能有效杀灭新冠病毒。某同学购买了一瓶某牌的“84消毒液”,查阅相关资料和消毒液包装说明得到如下信息:
84消毒液【有效成分】
【规格】
【质量分数】25%
【密度】
(1)该“84消毒液”中的物质的量浓度为 。
(2)该同学欲用固体配制含质量分数为25%的消毒液。
①如图所示的仪器中,配制此溶液不需要使用的是 (填仪器序号),还缺少的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
A. B. C. D. E.
②该同学配制上述溶液时需用托盘天平称量的固体的质量为 g。
(3)下列情况,导致所配溶液的物质的量浓度偏高的是 (填序号),偏低的是 (填序号),无影响的是 (填序号)。
A.未冷至室温就转移定容
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
C.定容时俯视刻度线读数
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,未做任何操作
E.称量时药品放右盘
F.移液时未洗涤烧杯和玻璃棒
G.定容时加蒸馏水不慎超过刻度线
【答案】(1)4.0
(2)①AB 500ml容量瓶、胶头滴管 ②149.0
(3)AC EFG BD
【解析】(1)根据c=,则c(NaClO)= ,该“84消毒液”中NaClO的物质的量浓度为4.0mol·L−1。
(2)该同学欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO质量分数为25%的消毒液。
①需用托盘天平称量NaClO固体,需用烧杯来溶解NaClO,需用玻璃棒进行搅拌和引流,需用500mL容量瓶和胶头滴管来定容,图示的A、B不需要,但还需500mL容量瓶和胶头滴管,即如图2所示的仪器中,配制此溶液不需要使用的是AB(填仪器序号),还缺少的是500mL容量瓶、胶头滴管。
②应选取500 mL的容量瓶进行配制,然后取出480 mL即可,所以需要NaClO的质量:0.5 L×4.0 mol•L-1×74.5 g•mol-1=149 .0g。
(3)A.未冷至室温就转移定容,所配溶液的体积偏小,根据c=,导致所配溶液的物质的量浓度偏高;B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水,配制过程中需要加入水,所以经洗涤干净的容量瓶不必烘干后再使用,对所配溶液的浓度没有影响;C.定容时俯视刻度线读数,所配溶液的体积偏小,根据c= ,导致所配溶液的物质的量浓度偏高;D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,未做任何操作,不影响定容体积,对所配溶液的浓度没有影响;E.称量时药品放右盘,导致固体质量偏小,所配溶液浓度偏低;F.移液时未洗涤烧杯和玻璃棒,导致溶质损失,所配溶液浓度偏低;G.定容时加蒸馏水不慎超过刻度线,溶液体积偏大,配溶液浓度偏低;所配溶液的物质的量浓度偏高的是AC;偏低的是EFG;无影响的是BD。
20.每年10月23日上午6:02到晚上6:02被誉为“摩尔日”(MoleDay),这个时间的美式写法为6:0210/23,外观与阿伏伽德罗常数6.02×1023相似。试用物质的量的相关知识回答以下问题:
(1)3.01×1023个OH-的质量为 ,含有电子的物质的量为 ,这些OH-与标准状况下 L的H2S的质量相同,和 mol含有的原子数相同。
(2)阿莫西林的分子式为C16H19N3O5S,其摩尔质量为 ,2.190g阿莫西林含有氧原子数目为 。
(3)现有4g质量分数10%的NaOH溶液中,平均 个水分子中含有一个OH-离子。
(4)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,A室中充入H2、O2混合气体,B室充入1mol空气,此时活塞的位置如图所示。
实验测得A室混合气体的质量为34g,若将A室H2、O2的混合气体点燃,恢复原温度后,(非气体体积忽略不计)最终活塞停留的位置在刻度 处。
【答案】(1)8.5g 5mol 5.6 0.25
(2)365g/mol 1.806×1022
(3)20
(4)2
【解析】(1)根据,所以,,每一个氢氧根含有电子数为个,含有电子的物质的量为则,。含有原子的物质的量为,。故答案为:8.5g;5mol;5.6;0.25。
(2)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,数据上等于其相对分子质量(或相对原子质量),所以阿莫西林的摩尔质量为,阿莫西林含有氧原子数目为:。故答案为:;。
(3)4g质量分数10%的NaOH溶液中,溶液质量为4g,溶质NaOH质量为4g×10%=0.4g,NaOH物质的量为0.01mol,水的质量为3.6g,其物质的量为0.2mol,水分子与氢氧根物质的量之比为0.2mol:0.01mol=20: 1,根据分子数之比等于物质的量之比,因此平均20个水分子中含有一个氢氧根离子。故答案为:20。
(4)实验测得室混合气体的质量为,设室氢气、氧气物质的量分别为、,则,,解得,,若将室氢气和氧气的混合气体点燃,根据,则恢复原温度后,还有气体,再根据阿伏加德罗定律,则和室的体积比为,因此最终活塞停留的位置在刻度处;故答案为:。
思维拔高
21.一密闭容器无摩擦,可滑动的两格板a、b分隔成甲、乙两室,乙室中充入0.4molO2,甲室中充入CO2,静止时隔板位置如图所示,下列说法正确的是
A.甲室中气体的质量为22.0g B.甲室的体积为13.44L
C.原子数之比:甲:乙=3:2 D.密度之比:甲:乙=11:8
【答案】D
【分析】由图可知,二氧化碳和氧气的体积比为3:2,由阿伏加德罗定律可知,二氧化碳的物质的量为=0.6mol。
【解析】A.由分析可知,二氧化碳的物质的量为0.6mol,则甲室中二氧化碳的质量为,故A错误;B.由分析可知,二氧化碳的物质的量为0.6mol,没有明确是否为标准状况,无法计算甲室中0.6mol二氧化碳气体的体积,故B错误;C.由分析可知,二氧化碳的物质的量为0.6mol,则甲室和乙室中原子数之比为0.6mol×3:0.4mol×2=9:4,故C错误;D.同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,则甲室和乙室的密度之比为44:32=11:8,故D正确;故选D。
22.如下图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;标准状况下,在乙室中充入0.6mol HCl,甲室中充入、的混合气体,静止时活塞位置如下图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9g,。下列说法错误的是
A.甲室的质量为11g
B.甲室气体中和质量比是51:4
C.甲室中、的平均相对分子质量为11
D.抽开隔板a,隔板b最终停在3处
【答案】D
【解析】A.同温同压条件下,体积与物质的量成正比,由图可知,甲乙室体积比为5:3,则物质的量之比为5:3,故甲室有1.0mol气体。在乙室中HCl气体的物质的质量是0.6mol×36.5g/mol=21.9g,因为1mol NH3或H2的质量都比HCl小,所以混合气体的质量也比HCl少,则混合气体的质量是21.9g-10.9g=11.0g,A正确;B.由图,甲乙室体积比为5:3,则物质的量之比为5:3,故甲室有1.0mol气体;假设混合气体NH3、H2的物质的量分别是x、y,则x+y=1,17x+2y=11,解得x=0.6mol、y=0.4mol,甲室气体中和质量比是(0.6nol×17g/mol):(0.4nol×2g/mol)=51:4,B正确;C.甲室中、的平均摩尔质量为11g÷1mol=11g/mol,则平均相对分子质量为11,C正确;D.甲室中NH3和H2的物质的量分别为0.6mol、0.4mol,乙室中0.6molHCl,抽开隔板a,(固体),氨气和HCl恰好完全反应,剩余0.4mol H2,最初甲室中共1mol NH3和H2隔板a停在5处,则隔板b最终停在5×0.4=2处,D错误;故选D。
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