内容正文:
专题02 物质的化学计量
考查重点
命题角度
物质的量
正确理解物质的量、摩尔质量的含义;阿伏加德罗常数的正误判断
气体摩尔体积
物质体积大小的影响因素;标准状况下气体摩尔体积的正误判断
阿伏加德罗定律及推论
温度、压强、体积与微粒数目之间的关系;“三同”定“一同”
物质的量浓度配制及误差分析
物质的量浓度配制有关仪器的使用;物质的量浓度配制操作;误差分析
物质的量的有关计算
以物质的量为中心的计算;有关物质的量浓度配制的计算;溶液浓度的稀释;有关化学方程式的计算
一、物质的量
1.定义:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n。
2.单位:物质的量的单位为摩尔,简称摩,符号为mol。1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。
3.阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数,符号是NA,单位是mol-1。NA=6.02×1023_mol-1。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
4.摩尔的使用
(1)mol可以计量所有微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等),如1 mol Fe、1 mol O2、1 mol OH-、1 mol e-等。不能计量宏观粒子,不能说1 mol大米。
(2)用mol作单位时,必须指明粒子种类,且粒子种类要用化学式或粒子符号。
5.物质与构成粒子的物质的量关系
(1)Na2CO3——2Na+——CO——3O
1 mol 2 mol 1 mol 3 mol
(2)H2SO4——2H——S——4O
1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
6.摩尔质量(M)
(1)定义:单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)单位:g/mol 或 g﹒mol-1
(3)1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时,在数值上都与与该粒子的相对原子质量或者相对分子质量相等。
(4)N、NA、n 、m、M数学表达式:,如图:
特|别|提|醒
1.物质的量具有“四化”
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些微粒的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如米
具体化
必须指明具体微粒的种类,常用化学式表示,如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”;不能说“1 mol 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如1 mol NaCl、0.5 mol H2SO4
2.阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是一个物理量,基准是1摩尔任何粒子的粒子数,单位是mol-1,近似值为6.02×1023 mol-1。
(2)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子、电子等),注意看清粒子的种类,常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。
3.摩尔质量——“四性”
①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。
③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。
④混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1 mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。
二、气体摩尔体积
1.影响物质体积大小的因素
(1)微粒的大小(物质的本性)
(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)
(3)微粒的数目(物质的量的大小)
2.气体摩尔体积
(1)定义: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)常用单位:L·mol-1(或L/mol)。
(3)数值:在标准状况下(指温度为 0 ℃ ,压强为 101 kPa )约为 22.4 L·mol-1 。
(4)计算公式:Vm= 。
(5)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的 温度 和 压强 。Vm与气体的种类无关,温度升高,Vm变大,压强增大,Vm变小。
(6)适应对象:只限于气体,单一气体或互不反应的混合气体。
3.气体摩尔体积的相关计算
①气体的物质的量n=
②气体的密度ρ===
③气体的分子数N=n·NA=·NA
④气体的质量m=n·M=·M
4.求算气体摩尔质量的五种常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度(ρ):M=ρ×22.4 L·mol-1。
(2)根据气体的相对密度: D=。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。
(4)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=。
(5)♦对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:
M=×a%+×b%+×c%+…,其中a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
5.物质的量、阿伏加德罗常数、物质的质量及粒子数之间的相关计算
计算关系式(公式)
主要应用
注意事项
n=
在n、N和NA中,已知任意两项求第三项
①NA有单位:mol−1
②求n或N时,概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol−1
M=
①在M、n和m中,已知任意两项求第三项
②先求M,后求Mr
M的单位取g·mol−1,m的单位取g
①在m、M、NA和N中已知任意三项求第四项
②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题
与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
特|别|提|醒
1.气体的体积受温度、压强的影响很大,因此,说到气体的体积时,必须指明外界条件,否则就没有意义。
2.气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强,只适用于气态物质,对于固态物质和液态物质来讲不适用。这里所指的“气体”,可以是纯净物,也可是混合物。
3.气体摩尔体积与阿伏加德罗常数
(1)使用“Vm=22.4 L·mol-1”计算的两个前提条件:①标准状况;②气体。
若题中出现物质的体积,先考虑该物质是不是气体,若为气体,再考虑是不是标准状况,只有同时满足上述两个条件,才能进行相关计算。在标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,分子数为NA,即Vm=22.4 L·mol-1。非气体不适用。
(2)熟记常考的标准状况下的非气态物质:H2O、H2O2、NO2、HF、SO3、Br2等。
①常温常压下,气体体积不能通过 22.4 L·mol-1转化计算;
②常温常压下,1 mol CO2质量为44 g,分子数是NA(气体质量和所含的粒子数与所处外界条件无关)。
4.n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态物质(如碳、三氧化硫等)或液态物质(如水、酒精等)均不适用。
5.气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念,使用时要避免混淆。如标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L,O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1。
三、阿伏伽德罗定律及推论
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 相同数目的分子 。
即:⇒N1=N2 “三同”(T、p、V)→“一同”(N)→(n)
2.阿伏加德罗定律的推论
描述
关系
三正比
同温同压下,气体的体积比等于它们的物质的量之比
=
同温同体积下,气体的压强比等于它们的物质的量之比
=
同温同压下,气体的密度比等于它们的摩尔质量之比
==D
(相对密度)
二反比
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
=
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
=
一连比
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
===D
特|别|提|醒
1.定律中包含四同(同温、同压、同体积、同物质的量),只要其中有任意三个相同,则必有第四个相同,即“三同定一同”;若只有两个相同,则另外两个必定成比例,即“二同定比例”。
四、物质的量浓度及配制
1.物质的量浓度
(1)定义:单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量。符号为cB。
(2)定义式及单位:cB=,单位mol/L(或mol·L-1)。
(3)意义:1 mol/L NaCl溶液表示1 L NaCl溶液中含有1 mol NaCl。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)主要仪器
①托盘天平(或分析天平)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、量筒。
②容量瓶的结构与规格
③容量瓶的查漏方法
使用前要检查容量瓶是否漏水,检查方法:加水→塞瓶塞→倒立→观察是否漏水→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察是否漏水。
(2)一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器
(3)配制示例——配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
注:n、V一列用“偏小”“无影响”或“偏大”填写,c一列用“偏低”“无影响”“偏高”填写。(注:表格中“/”表示对n或V无影响。)
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
偏小
/
偏低
称量NaOH时使用滤纸
偏小
/
偏低
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
偏大
/
偏高
用量筒量取浓硫酸时俯视
偏小
/
偏低
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
偏大
/
偏高
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
偏小
/
偏低
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
偏小
偏高
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
无影响
转移时有少量溶液流到容量瓶外
偏小
/
偏低
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
偏小
/
偏低
定容
定容时仰视刻度线
/
偏大
偏低
定容时俯视刻度线
/
偏小
偏高
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
偏小
/
偏低
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
偏大
偏低
4.与物质的量浓度有关的计算
(1)物质的量与各物理量之间的关系:
(2)物质的量与各物理量之间的计算公式:
①已知物质的质量:n= ;
②已知标准状况时的气体体积:n = ;
③已知物质的粒子数:n= ;
④已知溶液中的物质的量浓度:n=c·V。
5.物质的量浓度与质量分数的关系
(1)推导过程:设溶液体积为1 L,溶液密度为ρ g·mL-1,溶质的质量分数为w,溶质的摩尔质量为M g/mol。
则c=== mol·L-1。
(2)结论:c= mol·L-1(ρ的单位为g·mL-1或g·cm-3)。
6.溶液的稀释和混合
(1)溶液的稀释或混合的计算依据
①将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)、m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)
②同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)、m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)
(2)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,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V(混)==来计算。
7.化学反应的计算
(1)物质的量在化学方程式计算中的应用
化学反应中参加反应的的各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。
化学方程式
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
化学计量数之比
1∶2∶1∶2
扩大NA倍之后
NA∶2NA∶NA∶2NA
物质的量之比
1mol∶2mol∶1mol∶2mol
结论
化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比
(2)化学反应的计算的基本步骤
写(写出相关的化学方程式)→标(在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系,并代入已知量和未知量)→列(列出比例式)→解(根据比例式求解)→答(简明地写出答案)
特|别|提|醒
1.容量瓶使用注意事项
(1)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;也不能用作反应容器或用来长期贮存溶液。
(2)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的。
(3)不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
(4)向容量瓶中注入液体时,一定要用玻璃棒引流。
2.正确理解物质的量浓度的概念
(1)V是溶液的体积而非溶剂的体积。
(2)溶质可以是分子,也可以是阴阳离子、化合物或者特定的组合(如:CuSO4·5H2O)。
(3)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)。
(4)结晶水合物溶于水,溶质指失去结晶水的物质。
(5)浓度一定的溶液中,取出任何体积的溶液其浓度不变。
3.容量瓶仰视或俯视刻度线的图解
(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,刻度线低于液面的实际刻度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视刻度线(图2)。恰好相反,刻度线高于液面的实际读数,使得加水量偏少,结果偏高。
4.溶液中离子浓度的计算
(1)单一溶液中溶质组成计算:根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
(2)混合溶液中电荷守恒计算:根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
题型一 物质的量的单位——摩尔
【典例1】(23-24高一上·江苏无锡·期中)下列说法正确的是
A.摩尔是国际七个基本物理量之一
B.1分子硫酸的质量是98g
C.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
D.以g·mol-1为单位时,摩尔质量与相对分子质量或相对原子质量在数值上相等
【答案】D
【解析】A.物质的量是七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,故A错误;
B.1mol硫酸的质量是98g,1分子硫酸物质的量为mol,质量是:m=nM=,故B错误;
C.阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1,6.02×1023并不是阿伏加德罗常数,阿伏加德罗常数有单位,故C错误;
D.摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,g•mol-1为单位时,摩尔质量与相对分子质量或相对原子质量在数值上相等,故D正确;
故选:D。
【变式1-1】第26届国际计量大会(GeneralConferenceonWeightsandMeasures,CGPM)通过了修改摩尔定义等一系列调整的提案,修改变化已于2019年5月20日正式生效。新的“摩尔”定义是:1摩尔包括个基本单元,这一常数被称为阿伏加德罗常数,单位为。下列有关“摩尔”的说法中,正确的是
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是联系物质的宏观数量与微观粒子数量的基本物理量
C.摩尔是国际单位制7个基本单位之一
D.国际上新定义:1摩尔是的所包含的碳原子数
【答案】C
【解析】A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量单位,A错误;
B.摩尔是个单位,B错误;
C.摩尔是个单位,是国际单位制7个基本单位之一,C正确;
D.国际上新定义:1摩尔包括个基本单元,数值上是的所包含的碳原子数,D错误;
故选C。
【变式1-2】(24-25高一上·江苏淮安·期中)下列说法中,正确的是(表示阿伏加德罗常数的值)
A.的摩尔质量是64
B.含有的氧原子数为
C.常温常压,体积为
D.溶液中的物质的量为
【答案】B
【解析】A.摩尔质量的单位通常为g/mol,则的摩尔质量是64g/mol,A错误;
B.已知一个H2O分子含有1个O原子,故1molH2O含有的氧原子数为NA,B正确;
C.常温常压不是标准状况,故无法计算常温常压下1molO2体积,C错误;
D.已知CaCl2=Ca2++2Cl-,故1molCaCl2溶液中Cl-的物质的量为2mol,D错误;
故选B。
题型二 摩尔质量、阿伏加德罗常数
【典例2】(23-24高一上·江苏无锡·期中)下列说法中,正确的是
A.Fe的摩尔质量是56g
B.质量相等的S2和S8,所含硫原子的数目之比为1:4
C.1mol氧气的质量为32g
D.1molCO2中含有的分子数约为3NA
【答案】C
【解析】A.摩尔质量单位为g/mol,Fe的摩尔质量是56g/mol,故A错误;
B.S2和S8都是由硫原子构成,等质量的S2和S8所含的硫原子物质的量相同,数目之比为1:1,故B错误;
C.1mol氧气的质量为:m=nM=32g/mol×1mol=32g,故C正确;
D.1molCO2的分子数为N=nNA=1mol×NA/mol=NA,故D错误;
故选C。
方|法|点|拨
(1)粒子数目比较的一般思路
(2)使用摩尔质量时应注意的问题
①将摩尔质量与质量的单位混淆。②误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。
【变式2-1】已知1.4g某气体中所含分子数为,此气体的摩尔质量为
A.28g B.28g/mol C.2.8g/mol D.2.8mol
【答案】B
【解析】1.4g某气体中所含的分子数为3.01×1022,则物质的量为=0.05mol,则此气体的摩尔质量为1.4g÷0.05mol=28g/mol,
答案选B。
【变式2-2】中含有a个氢原子,则阿伏加德罗常数可表示为
A. B.9a C. D.
【答案】D
【解析】1g水的物质的量为:n(H2O)==mol,mol水中含有H原子的物质的量为:n(H)=mol×2=mol,则阿伏加德罗常数NA==9a mol-1,故选:D。
题型三 有关物质的量的计算
【典例3】(24-25高一上·江苏苏州·期中)下列以物质的量为中心的计算正确的是
A.1mol中含有11mol电子
B.22g干冰中约含有3.01×1023个CO2分子
C.常温常压下,11.2LO2的质量为16g
D.2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1mol
【答案】B
【解析】A.1mol中含有10mol电子,A错误;
B.22g干冰为22g÷44g/mol=0.5mol CO2,约含有3.01×1023个CO2分子,B正确;
C.常温常压下不是标况,不确定11.2LO2的物质的量, C错误;
D.1个镁原子失去2个电子变为镁离子,2.4g金属镁(为0.1mol)变成镁离子时失去的电子0.2mol,D错误;
故选B。
方|法|点|拨
【变式3-1】下列物质中分子数由少到多的排列顺序是
① ② ③9mL水(4℃) ④个 ⑤(标准状况)
A.①④②⑤③ B.④③⑤②① C.③⑤②④① D.③②⑤④①
【答案】C
【分析】根据n=计算氢气、硫酸、氧气物质的量,注意根据m=ρV计算水的质量,再根据n=水的物质的量,由N=nNA可知,物质的量越大,含有分子数目越多。
【解析】①6g H2的物质的量==3mol;
②2mol NH3,
③9mL水(4℃)的质量=9mL×1g/mL=9g,其物质的量==0.5mol;
④1.505×1024个H2SO4 的物质的量==2.5mol;
⑤22.4L O2(标准状况)的物质的量==1mol,
故分子数目由少到多为:③⑤②④①,
故选:C。
【变式3-2】(24-25高一上·江苏扬州·期中)同温同压下,等质量的和相比较,下列叙述正确的是
A.体积比为 B.分子个数之比为
C.物质的量之比为 D.原子个数之比为
【答案】C
【分析】根据,等质量的和物质的量之比为3∶2。
【解析】A.同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,故等质量的O2和O3的体积之比=3∶2,故A错误;
B.分子数目之比等于物质的量之比,故等质量的O2和O3的分子个数之比=3∶2,故B错误;
C.等质量的和物质的量之比为3∶2,故C正确;
D.等质量的和的含有原子数目之比=(3×2)∶(2×3)=1∶1,故D错误;
故选C。
题型四 气体摩尔体积
【典例4】(23-24高一上·江苏盐城·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.4gMg在足量中燃烧,转移的电子数为
B.和中含有的质子数均为
C.标准状况下,含有的原子总数为
D.标准状况下,和的混合气体中含有的氧原子数为
【答案】D
【解析】A.根据化学方程式24gMg~2mole-,2.4gMg在足量中燃烧,转移的电子数为,故A错误;
B.中含有的质子数均为,故B错误;
C.标准状况下,水不是气体,不能用气体摩尔体积计算,故C错误;
D.标准状况下, 和的混合气体中含有的氧原子数为,故D正确;
故选D。
方|法|点|拨
1.解答关于气体摩尔体积正误判断的思路如下:
2.应用气体摩尔体积的“四大误区”
(1)22.4 L·mol-1的使用“条件”一般是指标准状况(即0 ℃、101 kPa),而不是指常温、常压。
(2)使用对象必须是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体的而又容易认为是气体的物质有SO3、乙醇、水、己烷、CCl4、HF等。
(3)22.4 L气体在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,其物质的量可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(4)如果给出的是物质的质量,则其物质的量或所含粒子数与物质所处条件无关,如常温常压下32 g O2的原子数目是2NA。注意不要形成惯性思维,看到“常温常压”就排除选项。
【变式4-1】(23-24高一上·江苏南京·期中)在标准状况下,1升某气体的质量为1.25g,则该气体不可能是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】标准状况下,气体摩尔体积为22.4L/mol,1L某气体的质量为1.25g,则:,解得M=28g/mol,则该气体摩尔质量为:28g/mol,其摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量为28,故该气体不可能是氧气;
故选A。
【变式4-2】(24-25高一上·江苏南京·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.物质的量浓度为的溶液中,含个
B.标准状况下,水所含分子数为
C.常温常压下,71gCl2含有个Cl原子
D.常温常压下,11.2LN2中含有的分子数为
【答案】C
【解析】A.体积未知,不能用物质的量浓度计算微粒个数,A错误;
B.标准状况下,水不是气态,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量和含有的分子数,B错误;
C.,1molCl2含有的氯原子数为2NA,C正确;
D.常温常压下,气体摩尔体积不是22.4L/mol,不能根据22.4L/mol计算气体分子数,D错误;
答案选C。
题型五 阿伏加德罗定律及推论
【典例5】同温同压下,等质量的和相比较,下列叙述正确的是
A.体积比为 B.密度比为
C.物质的量比为 D.分子个数比为
【答案】B
【分析】依据阿伏加德罗定律:同温同压下,等体积任何气体具有相同的分子数,具有相同物质的量,所以温同压下,等体积的和相比较,分子数相同,物质的量相同;
【解析】A.同温同压下,体积比等于物质的量之比=:=8:11,选项A错误;
B.相同条件下气体密度之比等于摩尔质量之比等于44:32=11:8,选项B正确;
C.同温同压下,等体积的和相比较,物质的量相同,选项C错误;
D.同温同压下,等体积的和相比较,分子数相同,选项D错误;
答案选B。
方|法|点|拨
利用阿伏加德罗定律及其推论答题的一般思路
第一步:找“相同”,明“不同”
找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的微粒结构,求出相应的粒子数;
分析选项中的要求,明确需要求解哪些量及所要求的比例关系。
第二步:利用“规律”
利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。
【变式5-1】同温同压下,等体积的和相比较,下列叙述不正确的是
A.质量比为11:8 B.密度比为11:8 C.物质的量比为8:11 D.分子个数比为1:1
【答案】C
【分析】依据阿伏加德罗定律:同温同压下,等体积任何气体具有相同的分子数,具有相同物质的量,所以温同压下,等体积的和相比较,分子数相同,物质的量相同。
【解析】A.依据可知二者质量之比为44:32=11:8,故A正确;
B.相同条件下气体密度之比等于摩尔质量之比等于44:32=11:8,故B正确;
C.同温同压下,等体积的和相比较,物质的量相同,故C错误;
D.同温同压下,等体积的和相比较,分子数相同,故D正确;
故选C。
【变式5-2】甲、乙两容器中分别装有N2和O2,且温度、压强相同,下列判断正确的是
A.若V(甲)=V(乙),则ρ(N2)=ρ(O2)
B.若V(甲)= V(乙),则m (N2) = m (O2)
C.若V(甲) ≠V(乙),则气体分子数可能相等
D.若V(甲) ≠V(乙),则n(N2) ≠n(O2)
【答案】D
【解析】N2和O2的摩尔质量分别为28g/mol、32g/mol。根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,相同体积的气体具有相同的分子数,即物质的量也相同。
A.若V(甲)=V(乙),则物质的量相同,根据ρ==,ρ(N2):ρ(O2)=28:32,选项A错误;
B.若V(甲)= V(乙),则物质的量相同,根据m=nM,m (N2): m (O2)=28:32,选项B错误;
C.同温同压下,相同体积的气体具有相同的分子数,故若V(甲) ≠V(乙),则气体分子数一定不相等,选项C错误;
D.同温同压下,相同体积的气体具有相同的分子数,即物质的量也相同,若V(甲) ≠V(乙),则n(N2) ≠n(O2),选项D正确;
答案选D。
题型六 一定物质的量浓度溶液的配制
【典例6】(24-25高一上·江苏淮安·期中)下列溶液中物质的量浓度为的是
A.将溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为
B.将气体溶于水配成1L溶液
C.将的浓盐酸加入9L水中
D.将溶解在1L水中
【答案】A
【解析】A.将10gNaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250mL,溶质的物质的量浓度为1mol/L,A正确;
B.没有说温度和压强,无法计算物质的量,B错误;
C.将1L10mol/L的浓盐酸加入9L水中,溶液的体积不等于10L,所以溶质的物质的量浓度不等于1mol/L,C错误;
D.将溶解在1L水中,溶液的体积不等于1L,所以溶质的物质的量浓度不等于1mol/L,D错误;
故选A。
方|法|点|拨
容量瓶使用的四个“不能”
【变式6-1】(24-25高一上·江苏盐城·期末)实验室配制溶液,下列仪器不需要的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.配制溶液,需要在烧杯中溶解碳酸钠固体,A不符合题意;
B.配置溶液不需要圆底烧瓶,B符合题意;
C.配置溶液需要容量瓶定容,C不符合题意;
D.向容量瓶中加水至液面距离刻度线1~2cm时,需要用胶头滴管滴加至溶液凹液面与刻度线水平相切,D不符合题意;
故选B。
【变式6-2】某实验需用溶液,配制该溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下。下列说法正确的是
A.用托盘天平和滤纸称取氢氧化钠固体
B.在烧杯中完全溶解后,立即转移到容量瓶中
C.上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
D.操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所配的溶液浓度偏高
【答案】C
【解析】A.需要1mol•L-1NaOH溶液90mL,应选择100mL容量瓶,需要氢氧化钠的质量:0.1L×1mol/L×40g/mol=4.0g,且称量氢氧化钠必须用玻璃容器,故A错误;
B.NaOH在烧杯中完全溶解后,要冷却至室温,再转移到容量瓶中,故B错误;
C.配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,正确的操作顺序为:③②④⑥①⑤,故C正确;
D.操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所加的水体积偏大,则所配的溶液浓度偏低,故D错误;
故选C。
题型七 溶液配制的误差分析
【典例7】(24-25高一上·江苏扬州·阶段练习)用浓硫酸配制稀硫酸时,下列操作会使配制的溶液浓度偏小的是
A.移液时有液滴洒落瓶外 B.容量瓶没有干燥
C.定容时俯视容量瓶刻度线 D.浓硫酸稀释后未冷却就转移至容量瓶中定容
【答案】A
【解析】A.移液时有液滴洒落瓶外会使硫酸的物质的量减小,导致配制的溶液浓度偏小,故A符合题意;
B.容量瓶没有干燥不会影响硫酸的物质的量和溶液的体积,对配制的溶液浓度无影响,故B不符合题意;
C.定容时俯视容量瓶刻度线会使溶液的体积偏小,导致配制的溶液浓度偏大,故C不符合题意;
D.浓硫酸稀释后未冷却就转移至容量瓶中定容会使溶液的体积偏小,导致配制的溶液浓度偏大,故D不符合题意;
故选A。
方|法|点|拨
误差分析的方法
(1)根据c==,m偏大,c偏大;V偏大,c偏小。
(2)注意事项:
①在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,应洗净容量瓶,重配。
②配制时完全不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响实验结果。
③定容时俯视、仰视对结果的影响
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏小。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏大。
图1 图2
【变式7-1】(23-24高一上·江苏·阶段练习)配制一定物质的量浓度的溶液,下列情况会使溶液浓度偏高的是
A.配制盐酸,用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
C.氢氧化钠溶解后未经冷却即注入容量瓶并定容至刻度线
D.定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
【答案】C
【解析】A.配制盐酸,用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线,量取的浓盐酸的体积偏少,故浓度偏高,故A不选;
B.溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,n偏小,则c偏小,故B不选;
C.未经冷却后立即将其转移至容量瓶中,冷却后溶液体积V偏小,n不影响,则c偏高,故C选;
D.定容后又补加少量蒸馏水,n不变,体积V偏大,则c偏小,故D不选。
故选:C。
【变式7-2】(24-25高一上·江苏苏州·期中)实验室模拟捕捉回收CO2,假设需要480mL1.000mol·L-1NaOH溶液,现进行溶液配制。下列说法正确的是
A.用托盘天平称量19.2gNaOH固体
B.在转移溶液后,可以不用洗涤玻璃棒
C.容量瓶洗涤后没有干燥,不影响所配溶液浓度
D.如果加水定容时超过刻度线,用滴管将多余溶液吸出,不影响所配溶液浓度
【答案】C
【解析】A.实验室模拟捕捉回收CO2,需要480mL1.000mol•L-1NaOH溶液,应选择500mL容量瓶,需要氢氧化钠的质量为:m=nM=cVM=0.5×1.000mol/L×40g/mol=20.0g,故A错误;
B.在转移溶液后,必须洗涤玻璃棒和烧杯,否则导致溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故B错误;
C.容量瓶洗涤后没有干燥,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度不变,故C正确;
D.如果加水定容时超过刻度线,用滴管将多余溶液吸出,会导致溶质变少,所配溶液浓度偏低,故D错误;
答案选C。
题型八 物质的量浓度的有关计算
【典例8】下列说法正确的是
A.同浓度的、、溶液体积之比为,则浓度之比为
B.将胆矾溶于1L水配成溶液,该溶液的物质的量浓度为
C.欲将的硫酸浓度增大1倍,可将溶液体积加热浓缩到
D.将的溶液和的溶液等体积混合后,若忽略溶液体积变化,
【答案】C
【解析】A.浓度与体积无关,则同浓度的、、溶液,浓度之比为,故A错误;
B.胆矾物质的量为,,溶于水配成1L溶液,该溶液的物质的量浓度为,若溶于1L水配成溶液,该溶液的体积不等于1L,则物质的量浓度不等于,故B错误;
C.根据溶质守恒,,,硫酸不挥发,故能采用将溶液加热浓缩到原体积的一半的方法,故C正确;
D.将的溶液和的溶液等体积混合后,,若忽略溶液体积变化,,故D错误;
故答案为C。
方|法|点|拨
溶质相同、溶质质量分数(分别为a%、b%)不同的两溶液混合规律
(1)等质量混合
相同溶质的两溶液等质量混合时,混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
(2)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大,如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液等体积混合后,溶质质量分数w>(a%+b%)。
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小,如氨水等体积混合后,溶质质量分数w<(a%+b%)。
【变式8-1】(24-25高一上·江苏盐城·期中)下列溶液中,与200mL0.5mol/LMgCl2溶液中所含的Cl-物质的量浓度相同的是
A.100mL1mol/LNaCl溶液 B.200mL0.25mol/LAlCl3溶液
C.100mL0.5mol/LHCl溶液 D.400mL0.5mol/LNH4Cl溶液
【答案】A
【分析】200mL0.5mol/LMgCl2溶液中所含的Cl-物质的量浓度为1mol/L,据此回答。
【解析】A.100mL1mol/LNaCl溶液中Cl-物质的量浓度为1mol/L,与200mL0.5mol/LMgCl2溶液中所含的Cl-物质的量浓度相同,A正确;
B.200mL0.25mol/LAlCl3溶液中Cl-物质的量浓度为0.75mol/L,与200mL0.5mol/LMgCl2溶液中所含的Cl-物质的量浓度不同,B错误;
C.100mL0.5mol/LHCl溶液中Cl-物质的量浓度为0.5mol/L,与200mL0.5mol/LMgCl2溶液中所含的Cl-物质的量浓度不同,C错误;
D.400mL0.5mol/LNH4Cl溶液中Cl-物质的量浓度为0.5mol/L,与200mL0.5mol/LMgCl2溶液中所含的Cl-物质的量浓度不同,D错误;
故选A。
【变式8-2】(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是
①将250 g CuSO4·5H2O溶解在1L水中
②将22.4 L HCl气体溶于水配成1L溶液
③将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入到9L水中
④将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
⑤将3.1 g氧化钠溶于水并配成100 mL溶液
⑥将10 g质量分数为98%硫酸与990 g水混合
A.②④ B.①②④ C.④⑤ D.②④⑥
【答案】C
【解析】①将250 g CuSO4·5H2O溶解在1L水中,溶质为硫酸铜,硫酸铜物质的量为1mol,溶液体积不是1L,所以溶液中物质的量浓度不是1 mol·L-1;
②将22.4 L HCl气体溶于水配成1L溶液,由于没有明确是否为标准状况,HCl的物质的量不一定是1mol,溶液中物质的量浓度不一定为1 mol·L-1;
③将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入到9L水中,混合后溶于体积不是10L,溶液中物质的量浓度不是1 mol·L-1;
④将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL,溶液中物质的量浓度为 =1 mol·L-1;
⑤氧化钠和水反应生成氢氧化钠,将3.1 g氧化钠溶于水并配成100 mL溶液,溶质氢氧化钠的物质的量为,溶质溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1;
⑥将10 g质量分数为98%硫酸与990 g水混合,溶液质量发生为,没有溶液的密度,不能计算溶液中物质的量浓度;
物质的量浓度为1 mol·L-1的是④⑤,选C。
基础通关练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)下列有关物理量与其相应的单位匹配的是
A.物质的量浓度: B.化学反应速率:
C.阿伏伽德罗常数: D.摩尔质量:
【答案】D
【解析】A.物质的量浓度的单位应为,而不是,A错误;
B.化学反应速率的正确单位为,但选项写法“”因运算顺序错误导致单位意义错误,B错误;
C.阿伏伽德罗常数的单位为,而非,C错误;
D.摩尔质量的单位为,与描述完全匹配,D正确。
故选D。
2.(22-23高一上·北京·期中)下列叙述中正确的是
A.阿伏加德罗常数NA的单位是1
B.H2SO4的摩尔质量是98g
C.等质量的O2和O3中所含的氧原子个数相等
D.22.4LO2含阿伏加德罗常数个氧分子
【答案】C
【解析】A.阿伏加德罗常数NA的单位是,而非纯数字1,A错误;
B.的摩尔质量为,选项缺少单位,B错误;
C.等质量的O2和O3中,氧原子物质的量相等,故氧原子个数相等,C正确;
D.未指明气体是否处于标准状况,无法确定的物质的量是否为,D错误;
选C。
3.(25-26高一上·浙江·期中)我国中科院天津工业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.1 mol CO2的质量为44 g·mol-1 B.淀粉的摩尔质量为162 g·mol-1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6:10:5 D.11 g CO2的物质的量为0.25 mol
【答案】D
【解析】A.1 mol 的质量为44 g,而44 g·mol-1是二氧化碳的摩尔质量,A错误;
B.淀粉的分子式为,其摩尔质量为162n g·mol-1, B错误;
C.淀粉中C、H、O质量比为(6×12):(10×1):(5×16)=72:10:80=36:5:40,C错误;
D.的摩尔质量为44 g·mol-1,11g CO2的物质的量为11g/44g·mol-1=0.25mol,D正确;
故答案选D。
4.(24-25高一上·广东广州·期中)下列关说法不正确的是
A.摩尔是一个单位而非物理量
B.在标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1
C.摩尔质量与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等
D.阿伏加德罗常数的值可用NA表示,单位是mol-1
【答案】C
【解析】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量是7个国际基本物理量之一,故A正确;
B.在标况下,1mol气体的体积为22.4L,气体的摩尔体积约为22.4 L/mol,故B正确;
C.摩尔质量的数值与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等,故C错误;
D.阿伏加德罗常数的定义值是指0.012kg12C所含的原子数,阿伏加德罗常数的值可用NA表示,故D正确;
故选C。
5.(24-25高一下·四川内江·期中)下列叙述正确的是
A.22g与标准状况下11.2LHCl所含分子数相同
B.不同的气体,若体积不同,则它们所含分子数一定不同
C.在一定温度下,各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定
D.在一定温度和压强下,固体或液体物质体积大小只由构成微粒的大小决定
【答案】A
【解析】A.22g CO₂的物质的量为0.5mol,标准状况下11.2L HCl的物质的量为0.5mol,两者物质的量相同,分子数相同,A正确;
B.气体体积受温度、压强和分子数共同影响,体积不同但温度或压强不同时,分子数可能相同,B错误;
C.气态物质体积由分子数及分子间距离共同决定,C错误;
D.固体或液体体积由微粒大小和数量共同决定,D错误;
故选A。
6.(24-25高一下·北京·期中)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
【解析】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。
7.(25-26高一上·宁夏陕西·期中)在形成的混合溶液中,,则为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】溶液中正负电荷守恒,设,阳离子总电荷为0.1 mol/L×1+0.25 mol/L×2=0.6 mol/L,阴离子总电荷为0.2 mol/L×1+x×1=0.6 mol/L,解得x=0.40 mol/L,D正确;
答案选D。
8.(24-25高一下·四川内江·期中)在容量瓶使用方法中,下列操作正确的是
A.配制氯化钠溶液,容量瓶用蒸馏水洗净后,需要氯化钠溶液润洗
B.氢氧化钠溶解后,立即注入容量瓶中
C.定容时若超过刻度线,可以加热蒸发部分水,冷却至室温再定容至刻度线
D.定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀
【答案】D
【解析】A.容量瓶不能用待装溶液润洗,否则会导致所配溶液浓度偏高,A错误;
B.氢氧化钠溶解时放热,未冷却立即转移会引起溶液体积收缩,浓度偏高,B错误;
C.定容时若超过刻度线,应重新配制,不能通过蒸发部分水来调整,否则会导致浓度不准确,C错误;
D.定容后倒转摇匀是标准操作,确保溶液均匀,D正确;
故选D。
二、填空题
9.(23-24高一上·福建福州·期中)设表示阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:
(1)的质量是 ,在标准状况下的体积为 。
(2)中含有的电子数是 个。
(3) g的氢气中所含H原子的数目与相同。
(4)将溶液加水稀释到,稀释后溶液中的物质的量浓度为 ,稀释后溶液中的数目为 。
(5)中含有,则的摩尔质量为 。
(6)电解1.8g所得的在标准状况下的体积为 。
(7)中和浓度为4,体积为溶液,需要的质量为 。
【答案】(1) 8.5g 11.2L
(2)
(3)2
(4) 0.03
(5)78
(6)2.24L
(7)8g
【解析】(1)的质量是0.5mol×17g/mol=8.5g,在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L;
(2)中含有0.2mol×10=2mol电子,电子数是个。
(3)含有2molH,与1molH2所含H原子的数目相同,氢气质量为1mol×2g/mol=2g;
(4)溶液加水稀释到,稀释后溶液中的物质的量浓度为,稀释后溶液中含,数目为;
(5)中含有,则为0.1mol,其摩尔质量为7.8g÷0.1mol=78g/mol;
(6)由氢元素守恒,电解1.8g所得的为1.8g÷18g/mol=0.1mol,在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
(7)中和浓度为4,体积为溶液,需要4×0.025L×2=0.2mol,质量为0.2mol×40g/mol=8g。
10.(25-26高一上·四川·期中)某家用消毒用品“84消毒液”的包装说明如下,请回答下列问题。
【产品名称】84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1000 mL
【物质的量浓度】4.0 mol/L
注:①按一定比例稀释后使用
②不得与酸性产品(如洁厕灵)同时使用
(1)写出由Cl2与NaOH溶液反应制“84”消毒液的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
(2)欲将“84消毒液”原液稀释配制成450 mL c(NaClO)=0.100 mol·L-1的溶液。
①配制过程中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、 。
②配制时,需要取用 mL“84消毒液”原液。
③下列操作会使溶液中NaClO浓度偏高的是 。
A.取用的“84消毒液”原液部分失效
B.定容操作时,俯视刻度线
C.量取“84消毒液”原液时,仰视读数
D.定容摇匀后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
(3)用次氯酸钠固体配置一定物质的量浓度溶液的消毒液,下列操作正确的是 。
A. B. C.
(4)小芳同学购买了一瓶“蓝月亮”牌“84”消毒液,从包装得到如下信息:含、、密度,该“84”消毒液的物质的量浓度为 。
【答案】(1)
(2) 500 mL容量瓶 12.5 BC
(3)C
(4)2.2
【解析】(1)
氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水,离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O,用单线桥标出电子转移的方向和数目为;
(2)①配制溶液的过程中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500 mL容量瓶和量筒;
②配制500 mL0.1 mol/L的NaClO溶液,需要NaClO的物质的量为0.05 mol,则需要“84消毒液”原液体积为 =12.5 mL;
③取用的84消毒液原液部分失效,则原液中NaClO的浓度有所降低,导致配制的NaClO浓度偏低,A错误;定容时俯视刻度线,导致溶液的体积偏小,NaClO浓度偏高,B正确;量取84消毒液原液时仰视读数,导致取用的84消毒液原液的体积偏大,配制的NaClO溶液浓度偏高,C正确;定容摇匀后液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致NaClO溶液的体积偏大,浓度偏低,D错误;
(3)配制溶液时称量的固体药品要在烧杯中进行溶解,用玻璃棒搅拌加速溶解,A错误;定容时,液面距离刻度线2~3cm时改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线,B错误;摇匀时,塞紧瓶塞,用右手食指顶住瓶塞,另一只手五指托住容量瓶底,上下颠倒摇匀,C正确;
(4)该“84”消毒液的物质的量浓度c=。
重难突破练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(24-25高一上·海南海口·期中)下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体
B.1mol中含有2molH和1molO
C.0.012kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩尔
D.1摩尔任何物质都约含有个原子
【答案】B
【解析】A.物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,摩尔是物质的量的单位,故A错误;
B.根据水的组成可知,1mol中含有2molH原子和1molO原子,故B正确;
C.碳有多种同位素, 国际上规定,0.012kg所含有的碳原子的物质的量为1摩尔,故C错误;
D.1摩尔物质大约含有6.02×1023个该物质的微粒,必须指明是何种物质,如1mol H2含有6.02×1023个H2分子,1mol H含有6.02×1023个H原子,故D错误;
答案选B。
2.(24-25高一下·河北保定·期中)用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4LHCl中所含数为
B.加热条件下,与0.1molFe反应,转移的电子数目为
C.常温下,将通入水中,转移的电子数为
D.中含有电子数为
【答案】D
【解析】A.标准状况下,HCl为气体,无氢离子存在,A错误;
B.0.1mol Fe与0.1mol Cl2反应时:,Cl2少量,最多转移0.2mol电子,B错误;
C.氯气与水的反应为可逆反应,7.1g Cl2(即0.1mol)反应不完全,转移电子数无法计算,C错误;
D.1.8g D2O的物质的量为:,总电子数为0.09mol×10×NA/mol=0.9NA,D正确;
故选D。
3.(25-26高一上·河南·开学考试)16.2g氮的氧化物中氧元素质量和16.5g二氧化碳中的氧元素质量相等,该氮的氧化物的化学式为
A.NO B.N2O C.N2O3 D.N2O5
【答案】D
【解析】16.5g CO2中氧元素质量为16.5 g×=12 g。16.2g氮的氧化物中氧元素质量和16.5g二氧化碳中的氧元素质量相等,则16.2g氮的氧化物中氧元素质量为12g、N元素的质量为4.2g;n(N)=、n(O)= ,n(N):n(O)=0.3:0.75=2:5,该氮的氧化物的化学式为N2O5,选D。
4.(24-25高一上·广西钦州·期中)下列说法正确的是
A.常温常压下,1molN2的体积约为22.4L B.15gNO的物质的量为0.5mol
C.N2H4中N、H原子的物质的量之比为2:1 D.NO2的摩尔质量为46g
【答案】B
【解析】A.标准状况下,1molN2的体积约为22.4L,A错误;
B.15gNO的物质的量:,B正确;
C.由化学式可知,N2H4中N、H原子的物质的量之比为1:2,C错误;
D.NO2的摩尔质量为46g/mol,D错误;
答案选B。
5.(24-25高一上·广东广州·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol NaNO3中含有个
B.2 mol氨气质量为17 g
C.标准状况下,22.4 L H2完全燃烧生成个
D.28 g CO中含有个CO
【答案】D
【解析】A.1molNaNO3中含有NA个,A错误;
B.2mol氨气质量为2mol×17 g/mol=34g,B错误;
C.标准状况下,22.4LH2气体的物质的量是1mol,完全燃烧生成1molH2O,即NA个H2O,C错误;
D.28gCO含有CO分子的数目为,D正确;
故选D。
6.(24-25高一上·安徽宿州·期中)室温下,某容积固定的密闭容器由可自由移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入和的混合气体、2mol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38g,若将A室、的混合气体点燃引爆,恢复室温后,下列说法正确的是
A.点燃引爆前A室混合气体所含原子总数为
B.点燃引爆前A室中、的物质的量之比为
C.点燃引爆后,最终活塞停留的位置在1刻度
D.反应后容器内气体压强和反应前气体压强之比为
【答案】D
【解析】A.A、B两室被可移动的活塞分隔开,则A、B两室中气体压强相等,所以同温同压下,A、B两室中气体体积之比等于其物质的量之比,、的混合气体和2mol空气体积之比为,、的混合气体物质的量为4mol,因、均为双原子分子,则所含原子总数为,A错误;
B.A室混合气体的质量为38g,设物质的量为,物质的量为,则,,求得,,所以点燃引爆前A室中、的物质的量之比为,B错误;
C.将A室、的混合气体点燃引爆,与以完全反应,剩余,恢复原温度后,则A、B两室中气体体积之比等于其物质的量之比,等于,则最终活塞停留的位置在2刻度,C错误;
D.反应前A、B两室中气体共为6mol,反应后A、B两室中气体共为3mol,反应前后均在室温下且反应容器恒容,则反应后容器内气体压强和反应前气体压强之比为,D正确;
故选D。
7.(24-25高一上·山西太原·期中)某化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液,标签上有“ 0.1”的字样,下列是该小组成员对该溶液的分析,正确的是
A.为配制1L该溶液,可将11.1g 固体溶于1L水中
B.该溶液中和的物质的量浓度都是0.1
C.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液中溶质的物质的量浓度为0.05
D.将该瓶溶液加水稀释至原体积的2倍,则所得溶液中
【答案】D
【解析】A.11.1g 物质的量为0.1mol,溶液是指将0.1mol溶于水形成水溶液体积为1L,将11.1g氯化钙固体溶于1L水中得到溶液的体积不一定为1L,A错误;
B.溶液中物质的量浓度为,B错误;
C.从试剂瓶中取该溶液的一半,溶液浓度不变,C错误;
D.原溶液中物质的量浓度为,将该瓶溶液加水稀释至原体积的2倍,则所得溶液中,D正确;
答案选D。
8.(24-25高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.把的跟混合,则的物质的量浓度为
B.把100g20%的溶液跟混合后,溶液的质量分数是10%
C.把的溶液跟的溶液混合后,溶液中的仍然是
D.把20%的溶液跟混合后,溶液的质量分数是10%
【答案】B
【解析】A.把的跟混合,溶液的体积小于200mL,则的物质的量浓度为>,A不正确;
B.把100g20%的溶液跟混合后,溶液的质量分数是=10%,B正确;
C.把的溶液跟的溶液混合后,溶液中的==5mol/L>,C不正确;
D.把20%的溶液跟混合后,溶液的质量分数是=,由于ρ(NaOH)≠ρ(H2O),所以溶液的质量分数不等于10%,D不正确;
故选B。
二、填空题
9.(23-24高一上·山东青岛·期中)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)含 个分子,它能与 molNaOH完全反应。
(2)19g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.4molCl-,则A的相对原子质量是 。。
(3)标准状况下有①,②个分子,③三种气体,对这三种气体的物质的量从大到小的顺序是 (填序号)。
(4)在一定的温度和压强下,1体积气体与3体积气体化合生成2体积气体化合物,则该化合物的化学式是 (用X、Y表示)。
(5)某混合盐溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则 。
【答案】(1) NA 2
(2)24
(3)③①②
(4)XY3
(5)0.15
【解析】(1)98gH2SO4含硫物质的量为=1mol,含有分子数为NA,与2molNaOH完全反应;
(2)19g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.4mol Cl-,则ACl2的物质的量为=0.2mol,ACl2的摩尔质量是g/mol=95 g•mol-1,则A的相对原子质量是95-35.5×2=24;
(3)①44.8LCH4气体的物质的量为=2mol,②9.03×1023个NH3分子的物质的量为=1.5mol,③85gH2S气体的物质的量为=2.5mol,这三种气体的物质的量从大到小的顺序是③①②;
(4)温度和压强相同时,气体体积比等于物质的量之比,故1体积气体X2与3体积气体Y2化合生成2体积气体化合物,反应方程式为X2+3Y2=2Z,Z为XY3;
(5))测得Na+、Mg2+和Cl-的物质的量浓度依次为:0.2mol⋅L-1、0.25mol⋅L-1、0.4mol⋅L-1,由电荷守恒可知,0.2mol/L×1+0.25mol/L×2=0.4mol/L×1+2c(),解得c()=0.15mol/L。
10.(24-25高一上·湖北黄冈·期中)我国科学家通过将电催化与生物合成相结合,成功实现了利用二氧化碳为原料合成葡萄糖,相关的研究成果以封面文章的形式发表在《Nature Catalysis》期刊上。葡萄糖(C6H12O6,相对分子质量为180)及其溶液在生产、生活和科学实验中应用广泛。
(1)下表是体检报告中显示的部分指标。
序号
项目名称
英文缩写
检查结果
单位
参考单位
1
*钠
Na
140
mmol/L
135-145
2
胱抑素C
CyaC
0.78
0.59-1.03
3
*葡萄糖
Glu
5.1
3.9-6.1
4
*总胆固醇
TC
4.65
mmol/L
2.85-5.70
5
*甘油三酯
TG
1.50
mmol/L
0.45—1.70
如表的体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是 (填字母)。
a.摩尔质量 b.物质的量浓度 c.质量分数 d.溶解度
(2)检测人的血液中的葡萄糖(简称血糖)的含量,参考指标常以两种计量单位表示,即“”和“”(1L=10dL)。如果某人的血糖检测结果为,参照上表体检报告中的相关标准,他的血糖 (填“偏高”、“正常”或“偏低”)。
(3)医院给患者输液用的葡萄糖注射液是葡萄糖的水溶液,其标签上的部分信息如图所示。
该注射液中葡萄糖的物质的量浓度为 。
(4)某同学进行实验时需用葡萄糖固体配制480mL上述葡萄糖溶液。
①如图所示的仪器中配制溶液需使用的是 (填字母),还缺少的玻璃仪器是 。
②下列关于500mL容量瓶的操作,正确的是 (填字母)。
③配制过程中,下列实验操作会对所配溶液物质的量浓度造成什么影响?(填“偏高”或“偏低”)
a.定容时俯视 ;b.溶解时使用的烧杯和玻璃棒未洗涤 。
【答案】(1)b
(2)偏低
(3)0.3
(4) CDE 量筒、玻璃棒、胶头滴管 C 偏高 偏低
【解析】(1)体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是物质的量浓度,故答案为:b;
(2)若某人的血糖检测结果为54mg/dL,则根据单位之间的换算得:,小于参考单位3.9-6.1 mmol/L,故他的血糖偏低;
(3)溶质的质量分数为5%,c==0.3mol/L。
(4)①在实验室准确配480mL的葡萄糖溶液,应用500mL容量瓶,需用到的仪器有:托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶;故答案为CDE;量筒、玻璃棒、胶头滴管;
②A应该盖上瓶塞摇匀,错误;B眼睛应与凹液面向平,错误;C转移液体时用玻璃棒引流,正确;D盖上瓶塞,上下反复倒转摇匀时,应一只手摁住瓶塞,另一只手拖住容量瓶底部,错误;故选C;
③a定容时俯视凹液面,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高;
b.溶解时使用的烧杯和玻璃棒未洗涤,导致部分溶质损耗,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低。
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专题02 物质的化学计量
考查重点
命题角度
物质的量
正确理解物质的量、摩尔质量的含义;阿伏加德罗常数的正误判断
气体摩尔体积
物质体积大小的影响因素;标准状况下气体摩尔体积的正误判断
阿伏加德罗定律及推论
温度、压强、体积与微粒数目之间的关系;“三同”定“一同”
物质的量浓度配制及误差分析
物质的量浓度配制有关仪器的使用;物质的量浓度配制操作;误差分析
物质的量的有关计算
以物质的量为中心的计算;有关物质的量浓度配制的计算;溶液浓度的稀释;有关化学方程式的计算
一、物质的量
1.定义:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的 ,符号为n。
2.单位:物质的量的单位为摩尔,简称摩,符号为 。1 mol粒子集合体所含的粒子数约为 。
3.阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数,符号是 ,单位是mol-1。NA= 。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系: 。
4.摩尔的使用
(1)mol可以计量所有微观粒子(包括 等),如1 mol Fe、1 mol O2、1 mol OH-、1 mol e-等。不能计量宏观粒子,不能说1 mol大米。
(2)用mol作单位时,必须指明粒子种类,且粒子种类要用 或粒子符号。
5.物质与构成粒子的物质的量关系
(1)Na2CO3——2Na+——CO——3O
1 mol 2 mol 1 mol 3 mol
(2)H2SO4——2H——S——4O
1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
6.摩尔质量(M)
(1)定义:单位物质的量的物质所具有的 。
(2)单位: 或 g﹒mol-1
(3)1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时,在 上都与与该粒子的相对 或者相对 相等。
(4)N、NA、n 、m、M数学表达式:,如图:
特|别|提|醒
1.物质的量具有“四化”
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些微粒的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如米
具体化
必须指明具体微粒的种类,常用化学式表示,如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”;不能说“1 mol 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如1 mol NaCl、0.5 mol H2SO4
2.阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是一个物理量,基准是1摩尔任何粒子的粒子数,单位是mol-1,近似值为6.02×1023 mol-1。
(2)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子、电子等),注意看清粒子的种类,常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。
3.摩尔质量——“四性”
①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。
③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。
④混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1 mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。
二、气体摩尔体积
1.影响物质体积大小的因素
(1)微粒的 (物质的本性)
(2)微粒 的大小(由温度与压强共同决定)
(3)微粒的 (物质的量的大小)
2.气体摩尔体积
(1)定义:一定温度和压强下,单位 的气体所占的体积,符号为 。
(2)常用单位:L·mol-1(或L/mol)。
(3)数值:在标准状况下(指温度为 ,压强为 )约为 。
(4)计算公式:Vm= 。
(5)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的 和 。Vm与气体的种类无关,温度升高,Vm变大,压强增大,Vm变小。
(6)适应对象:只限于 ,单一气体或互不反应的混合气体。
3.气体摩尔体积的相关计算
①气体的物质的量n=
②气体的密度ρ===
③气体的分子数N=n·NA=·NA
④气体的质量m=n·M=·M
4.求算气体摩尔质量的五种常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度(ρ):M=ρ×22.4 L·mol-1。
(2)根据气体的相对密度: D=。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。
(4)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=。
(5)♦对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:
M=×a%+×b%+×c%+…,其中a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
5.物质的量、阿伏加德罗常数、物质的质量及粒子数之间的相关计算
计算关系式(公式)
主要应用
注意事项
n=
在n、N和NA中,已知任意两项求第三项
①NA有单位:mol−1
②求n或N时,概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol−1
M=
①在M、n和m中,已知任意两项求第三项
②先求M,后求Mr
M的单位取g·mol−1,m的单位取g
①在m、M、NA和N中已知任意三项求第四项
②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题
与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
特|别|提|醒
1.气体的体积受温度、压强的影响很大,因此,说到气体的体积时,必须指明外界条件,否则就没有意义。
2.气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强,只适用于气态物质,对于固态物质和液态物质来讲不适用。这里所指的“气体”,可以是纯净物,也可是混合物。
3.气体摩尔体积与阿伏加德罗常数
(1)使用“Vm=22.4 L·mol-1”计算的两个前提条件:①标准状况;②气体。
若题中出现物质的体积,先考虑该物质是不是气体,若为气体,再考虑是不是标准状况,只有同时满足上述两个条件,才能进行相关计算。在标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,分子数为NA,即Vm=22.4 L·mol-1。非气体不适用。
(2)熟记常考的标准状况下的非气态物质:H2O、H2O2、NO2、HF、SO3、Br2等。
①常温常压下,气体体积不能通过 22.4 L·mol-1转化计算;
②常温常压下,1 mol CO2质量为44 g,分子数是NA(气体质量和所含的粒子数与所处外界条件无关)。
4.n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态物质(如碳、三氧化硫等)或液态物质(如水、酒精等)均不适用。
5.气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念,使用时要避免混淆。如标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L,O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1。
三、阿伏伽德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律:在相同的 和 下,相同体积的任何气体都含有 。
即:⇒N1=N2 “三同”(T、p、V)→“一同”(N)→(n)
2.阿伏加德罗定律的推论
描述
关系
三正比
同温同压下,气体的 比等于它们的物质的量之比
=
同温同体积下,气体的 比等于它们的物质的量之比
=
同温同压下,气体的 比等于它们的摩尔质量之比
==D
(相对密度)
二反比
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的 成反比
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的 与它们的摩尔质量成反比
=
一连比
同温同压下,同体积的任何气体的 比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
===D
特|别|提|醒
1.定律中包含四同(同温、同压、同体积、同物质的量),只要其中有任意三个相同,则必有第四个相同,即“三同定一同”;若只有两个相同,则另外两个必定成比例,即“二同定比例”。
四、物质的量浓度及配制
1.物质的量浓度
(1)定义:单位体积的 里所含溶质B的 。符号为cB。
(2)定义式及单位:cB=,单位 。
(3)意义:1 mol/L NaCl溶液表示 。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)主要仪器
①托盘天平(或分析天平)、烧杯、 、 、 、量筒。
②容量瓶的结构与规格
③容量瓶的查漏方法
使用前要检查容量瓶是否 ,检查方法:加水→塞瓶塞→ →观察是否漏水→正立→瓶塞旋转
→倒立→观察是否漏水。
(2)一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器
(3)配制示例——配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
注:n、V一列用“偏小”“无影响”或“偏大”填写,c一列用“偏低”“无影响”“偏高”填写。(注:表格中“/”表示对n或V无影响。)
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
/
称量NaOH时使用滤纸
/
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
/
用量筒量取浓硫酸时俯视
/
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
/
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
/
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
转移时有少量溶液流到容量瓶外
/
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
/
定容
定容时仰视刻度线
/
定容时俯视刻度线
/
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
/
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
4.与物质的量浓度有关的计算
(1)物质的量与各物理量之间的关系:
(2)物质的量与各物理量之间的计算公式:
①已知物质的质量:n= ;
②已知标准状况时的气体体积:n = ;
③已知物质的粒子数:n= ;
④已知溶液中的物质的量浓度:n=c·V。
5.物质的量浓度与质量分数的关系
(1)推导过程:设溶液体积为1 L,溶液密度为ρ g·mL-1,溶质的质量分数为w,溶质的摩尔质量为M g/mol。
则c=== mol·L-1。
(2)结论:c= mol·L-1(ρ的单位为g·mL-1或g·cm-3)。
6.溶液的稀释和混合
(1)溶液的稀释或混合的计算依据
①将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)、m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)
②同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)、m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)
(2)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,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V(混)==来计算。
7.化学反应的计算
(1)物质的量在化学方程式计算中的应用
化学反应中参加反应的的各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。
化学方程式
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
化学计量数之比
1∶2∶1∶2
扩大NA倍之后
NA∶2NA∶NA∶2NA
物质的量之比
1mol∶2mol∶1mol∶2mol
结论
化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比
(2)化学反应的计算的基本步骤
(写出相关的化学方程式)→ (在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系,并代入已知量和未知量)→ (列出比例式)→ (根据比例式求解)→ (简明地写出答案)
特|别|提|醒
1.容量瓶使用注意事项
(1)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;也不能用作反应容器或用来长期贮存溶液。
(2)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的。
(3)不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
(4)向容量瓶中注入液体时,一定要用玻璃棒引流。
2.正确理解物质的量浓度的概念
(1)V是溶液的体积而非溶剂的体积。
(2)溶质可以是分子,也可以是阴阳离子、化合物或者特定的组合(如:CuSO4·5H2O)。
(3)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)。
(4)结晶水合物溶于水,溶质指失去结晶水的物质。
(5)浓度一定的溶液中,取出任何体积的溶液其浓度不变。
3.容量瓶仰视或俯视刻度线的图解
(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,刻度线低于液面的实际刻度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视刻度线(图2)。恰好相反,刻度线高于液面的实际读数,使得加水量偏少,结果偏高。
4.溶液中离子浓度的计算
(1)单一溶液中溶质组成计算:根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
(2)混合溶液中电荷守恒计算:根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
题型一 物质的量的单位——摩尔
【典例1】(23-24高一上·江苏无锡·期中)下列说法正确的是
A.摩尔是国际七个基本物理量之一
B.1分子硫酸的质量是98g
C.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
D.以g·mol-1为单位时,摩尔质量与相对分子质量或相对原子质量在数值上相等
【变式1-1】第26届国际计量大会(GeneralConferenceonWeightsandMeasures,CGPM)通过了修改摩尔定义等一系列调整的提案,修改变化已于2019年5月20日正式生效。新的“摩尔”定义是:1摩尔包括个基本单元,这一常数被称为阿伏加德罗常数,单位为。下列有关“摩尔”的说法中,正确的是
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是联系物质的宏观数量与微观粒子数量的基本物理量
C.摩尔是国际单位制7个基本单位之一
D.国际上新定义:1摩尔是的所包含的碳原子数
【变式1-2】(24-25高一上·江苏淮安·期中)下列说法中,正确的是(表示阿伏加德罗常数的值)
A.的摩尔质量是64
B.含有的氧原子数为
C.常温常压,体积为
D.溶液中的物质的量为
题型二 摩尔质量、阿伏加德罗常数
【典例2】(23-24高一上·江苏无锡·期中)下列说法中,正确的是
A.Fe的摩尔质量是56g
B.质量相等的S2和S8,所含硫原子的数目之比为1:4
C.1mol氧气的质量为32g
D.1molCO2中含有的分子数约为3NA
方|法|点|拨
(1)粒子数目比较的一般思路
(2)使用摩尔质量时应注意的问题
①将摩尔质量与质量的单位混淆。②误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。
【变式2-1】已知1.4g某气体中所含分子数为,此气体的摩尔质量为
A.28g B.28g/mol C.2.8g/mol D.2.8mol
【变式2-2】中含有a个氢原子,则阿伏加德罗常数可表示为
A. B.9a C. D.
题型三 有关物质的量的计算
【典例3】(24-25高一上·江苏苏州·期中)下列以物质的量为中心的计算正确的是
A.1mol中含有11mol电子
B.22g干冰中约含有3.01×1023个CO2分子
C.常温常压下,11.2LO2的质量为16g
D.2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1mol
方|法|点|拨
【变式3-1】下列物质中分子数由少到多的排列顺序是
① ② ③9mL水(4℃) ④个 ⑤(标准状况)
A.①④②⑤③ B.④③⑤②① C.③⑤②④① D.③②⑤④①
【变式3-2】(24-25高一上·江苏扬州·期中)同温同压下,等质量的和相比较,下列叙述正确的是
A.体积比为 B.分子个数之比为
C.物质的量之比为 D.原子个数之比为
题型四 气体摩尔体积
【典例4】(23-24高一上·江苏盐城·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.4gMg在足量中燃烧,转移的电子数为
B.和中含有的质子数均为
C.标准状况下,含有的原子总数为
D.标准状况下,和的混合气体中含有的氧原子数为
方|法|点|拨
1.解答关于气体摩尔体积正误判断的思路如下:
2.应用气体摩尔体积的“四大误区”
(1)22.4 L·mol-1的使用“条件”一般是指标准状况(即0 ℃、101 kPa),而不是指常温、常压。
(2)使用对象必须是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体的而又容易认为是气体的物质有SO3、乙醇、水、己烷、CCl4、HF等。
(3)22.4 L气体在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,其物质的量可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(4)如果给出的是物质的质量,则其物质的量或所含粒子数与物质所处条件无关,如常温常压下32 g O2的原子数目是2NA。注意不要形成惯性思维,看到“常温常压”就排除选项。
【变式4-1】(23-24高一上·江苏南京·期中)在标准状况下,1升某气体的质量为1.25g,则该气体不可能是
A. B. C. D.
【变式4-2】(24-25高一上·江苏南京·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.物质的量浓度为的溶液中,含个
B.标准状况下,水所含分子数为
C.常温常压下,71gCl2含有个Cl原子
D.常温常压下,11.2LN2中含有的分子数为
题型五 阿伏加德罗定律及推论
【典例5】同温同压下,等质量的和相比较,下列叙述正确的是
A.体积比为 B.密度比为
C.物质的量比为 D.分子个数比为
方|法|点|拨
利用阿伏加德罗定律及其推论答题的一般思路
第一步:找“相同”,明“不同”
找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的微粒结构,求出相应的粒子数;
分析选项中的要求,明确需要求解哪些量及所要求的比例关系。
第二步:利用“规律”
利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。
【变式5-1】同温同压下,等体积的和相比较,下列叙述不正确的是
A.质量比为11:8 B.密度比为11:8 C.物质的量比为8:11 D.分子个数比为1:1
【变式5-2】甲、乙两容器中分别装有N2和O2,且温度、压强相同,下列判断正确的是
A.若V(甲)=V(乙),则ρ(N2)=ρ(O2)
B.若V(甲)= V(乙),则m (N2) = m (O2)
C.若V(甲) ≠V(乙),则气体分子数可能相等
D.若V(甲) ≠V(乙),则n(N2) ≠n(O2)
题型六 一定物质的量浓度溶液的配制
【典例6】(24-25高一上·江苏淮安·期中)下列溶液中物质的量浓度为的是
A.将溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为
B.将气体溶于水配成1L溶液
C.将的浓盐酸加入9L水中
D.将溶解在1L水中
方|法|点|拨
容量瓶使用的四个“不能”
【变式6-1】(24-25高一上·江苏盐城·期末)实验室配制溶液,下列仪器不需要的是
A. B. C. D.
【变式6-2】某实验需用溶液,配制该溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下。下列说法正确的是
A.用托盘天平和滤纸称取氢氧化钠固体
B.在烧杯中完全溶解后,立即转移到容量瓶中
C.上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
D.操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所配的溶液浓度偏高
题型七 溶液配制的误差分析
【典例7】(24-25高一上·江苏扬州·阶段练习)用浓硫酸配制稀硫酸时,下列操作会使配制的溶液浓度偏小的是
A.移液时有液滴洒落瓶外 B.容量瓶没有干燥
C.定容时俯视容量瓶刻度线 D.浓硫酸稀释后未冷却就转移至容量瓶中定容
方|法|点|拨
误差分析的方法
(1)根据c==,m偏大,c偏大;V偏大,c偏小。
(2)注意事项:
①在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,应洗净容量瓶,重配。
②配制时完全不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响实验结果。
③定容时俯视、仰视对结果的影响
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏小。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏大。
图1 图2
【变式7-1】(23-24高一上·江苏·阶段练习)配制一定物质的量浓度的溶液,下列情况会使溶液浓度偏高的是
A.配制盐酸,用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
C.氢氧化钠溶解后未经冷却即注入容量瓶并定容至刻度线
D.定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
【变式7-2】(24-25高一上·江苏苏州·期中)实验室模拟捕捉回收CO2,假设需要480mL1.000mol·L-1NaOH溶液,现进行溶液配制。下列说法正确的是
A.用托盘天平称量19.2gNaOH固体
B.在转移溶液后,可以不用洗涤玻璃棒
C.容量瓶洗涤后没有干燥,不影响所配溶液浓度
D.如果加水定容时超过刻度线,用滴管将多余溶液吸出,不影响所配溶液浓度
题型八 物质的量浓度的有关计算
【典例8】下列说法正确的是
A.同浓度的、、溶液体积之比为,则浓度之比为
B.将胆矾溶于1L水配成溶液,该溶液的物质的量浓度为
C.欲将的硫酸浓度增大1倍,可将溶液体积加热浓缩到
D.将的溶液和的溶液等体积混合后,若忽略溶液体积变化,
方|法|点|拨
溶质相同、溶质质量分数(分别为a%、b%)不同的两溶液混合规律
(1)等质量混合
相同溶质的两溶液等质量混合时,混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
(2)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大,如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液等体积混合后,溶质质量分数w>(a%+b%)。
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小,如氨水等体积混合后,溶质质量分数w<(a%+b%)。
【变式8-1】(24-25高一上·江苏盐城·期中)下列溶液中,与200mL0.5mol/LMgCl2溶液中所含的Cl-物质的量浓度相同的是
A.100mL1mol/LNaCl溶液 B.200mL0.25mol/LAlCl3溶液
C.100mL0.5mol/LHCl溶液 D.400mL0.5mol/LNH4Cl溶液
【变式8-2】(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是
①将250 g CuSO4·5H2O溶解在1L水中
②将22.4 L HCl气体溶于水配成1L溶液
③将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入到9L水中
④将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
⑤将3.1 g氧化钠溶于水并配成100 mL溶液
⑥将10 g质量分数为98%硫酸与990 g水混合
A.②④ B.①②④ C.④⑤ D.②④⑥
基础通关练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)下列有关物理量与其相应的单位匹配的是
A.物质的量浓度: B.化学反应速率:
C.阿伏伽德罗常数: D.摩尔质量:
2.(22-23高一上·北京·期中)下列叙述中正确的是
A.阿伏加德罗常数NA的单位是1
B.H2SO4的摩尔质量是98g
C.等质量的O2和O3中所含的氧原子个数相等
D.22.4LO2含阿伏加德罗常数个氧分子
3.(25-26高一上·浙江·期中)我国中科院天津工业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.1 mol CO2的质量为44 g·mol-1 B.淀粉的摩尔质量为162 g·mol-1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6:10:5 D.11 g CO2的物质的量为0.25 mol
4.(24-25高一上·广东广州·期中)下列关说法不正确的是
A.摩尔是一个单位而非物理量
B.在标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1
C.摩尔质量与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等
D.阿伏加德罗常数的值可用NA表示,单位是mol-1
5.(24-25高一下·四川内江·期中)下列叙述正确的是
A.22g与标准状况下11.2LHCl所含分子数相同
B.不同的气体,若体积不同,则它们所含分子数一定不同
C.在一定温度下,各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定
D.在一定温度和压强下,固体或液体物质体积大小只由构成微粒的大小决定
6.(24-25高一下·北京·期中)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
7.(25-26高一上·宁夏陕西·期中)在形成的混合溶液中,,则为
A. B. C. D.
8.(24-25高一下·四川内江·期中)在容量瓶使用方法中,下列操作正确的是
A.配制氯化钠溶液,容量瓶用蒸馏水洗净后,需要氯化钠溶液润洗
B.氢氧化钠溶解后,立即注入容量瓶中
C.定容时若超过刻度线,可以加热蒸发部分水,冷却至室温再定容至刻度线
D.定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀
二、填空题
9.(23-24高一上·福建福州·期中)设表示阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:
(1)的质量是 ,在标准状况下的体积为 。
(2)中含有的电子数是 个。
(3) g的氢气中所含H原子的数目与相同。
(4)将溶液加水稀释到,稀释后溶液中的物质的量浓度为 ,稀释后溶液中的数目为 。
(5)中含有,则的摩尔质量为 。
(6)电解1.8g所得的在标准状况下的体积为 。
(7)中和浓度为4,体积为溶液,需要的质量为 。
10.(25-26高一上·四川·期中)某家用消毒用品“84消毒液”的包装说明如下,请回答下列问题。
【产品名称】84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1000 mL
【物质的量浓度】4.0 mol/L
注:①按一定比例稀释后使用
②不得与酸性产品(如洁厕灵)同时使用
(1)写出由Cl2与NaOH溶液反应制“84”消毒液的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
(2)欲将“84消毒液”原液稀释配制成450 mL c(NaClO)=0.100 mol·L-1的溶液。
①配制过程中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、 。
②配制时,需要取用 mL“84消毒液”原液。
③下列操作会使溶液中NaClO浓度偏高的是 。
A.取用的“84消毒液”原液部分失效
B.定容操作时,俯视刻度线
C.量取“84消毒液”原液时,仰视读数
D.定容摇匀后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
(3)用次氯酸钠固体配置一定物质的量浓度溶液的消毒液,下列操作正确的是 。
A. B. C.
(4)小芳同学购买了一瓶“蓝月亮”牌“84”消毒液,从包装得到如下信息:含、、密度,该“84”消毒液的物质的量浓度为 。
重难突破练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(24-25高一上·海南海口·期中)下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体
B.1mol中含有2molH和1molO
C.0.012kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩尔
D.1摩尔任何物质都约含有个原子
2.(24-25高一下·河北保定·期中)用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4LHCl中所含数为
B.加热条件下,与0.1molFe反应,转移的电子数目为
C.常温下,将通入水中,转移的电子数为
D.中含有电子数为
3.(25-26高一上·河南·开学考试)16.2g氮的氧化物中氧元素质量和16.5g二氧化碳中的氧元素质量相等,该氮的氧化物的化学式为
A.NO B.N2O C.N2O3 D.N2O5
4.(24-25高一上·广西钦州·期中)下列说法正确的是
A.常温常压下,1molN2的体积约为22.4L B.15gNO的物质的量为0.5mol
C.N2H4中N、H原子的物质的量之比为2:1 D.NO2的摩尔质量为46g
5.(24-25高一上·广东广州·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol NaNO3中含有个
B.2 mol氨气质量为17 g
C.标准状况下,22.4 L H2完全燃烧生成个
D.28 g CO中含有个CO
6.(24-25高一上·安徽宿州·期中)室温下,某容积固定的密闭容器由可自由移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入和的混合气体、2mol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38g,若将A室、的混合气体点燃引爆,恢复室温后,下列说法正确的是
A.点燃引爆前A室混合气体所含原子总数为
B.点燃引爆前A室中、的物质的量之比为
C.点燃引爆后,最终活塞停留的位置在1刻度
D.反应后容器内气体压强和反应前气体压强之比为
7.(24-25高一上·山西太原·期中)某化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液,标签上有“ 0.1”的字样,下列是该小组成员对该溶液的分析,正确的是
A.为配制1L该溶液,可将11.1g 固体溶于1L水中
B.该溶液中和的物质的量浓度都是0.1
C.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液中溶质的物质的量浓度为0.05
D.将该瓶溶液加水稀释至原体积的2倍,则所得溶液中
8.(24-25高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.把的跟混合,则的物质的量浓度为
B.把100g20%的溶液跟混合后,溶液的质量分数是10%
C.把的溶液跟的溶液混合后,溶液中的仍然是
D.把20%的溶液跟混合后,溶液的质量分数是10%
二、填空题
9.(23-24高一上·山东青岛·期中)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)含 个分子,它能与 molNaOH完全反应。
(2)19g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.4molCl-,则A的相对原子质量是 。。
(3)标准状况下有①,②个分子,③三种气体,对这三种气体的物质的量从大到小的顺序是 (填序号)。
(4)在一定的温度和压强下,1体积气体与3体积气体化合生成2体积气体化合物,则该化合物的化学式是 (用X、Y表示)。
(5)某混合盐溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则 。
10.(24-25高一上·湖北黄冈·期中)我国科学家通过将电催化与生物合成相结合,成功实现了利用二氧化碳为原料合成葡萄糖,相关的研究成果以封面文章的形式发表在《Nature Catalysis》期刊上。葡萄糖(C6H12O6,相对分子质量为180)及其溶液在生产、生活和科学实验中应用广泛。
(1)下表是体检报告中显示的部分指标。
序号
项目名称
英文缩写
检查结果
单位
参考单位
1
*钠
Na
140
mmol/L
135-145
2
胱抑素C
CyaC
0.78
0.59-1.03
3
*葡萄糖
Glu
5.1
3.9-6.1
4
*总胆固醇
TC
4.65
mmol/L
2.85-5.70
5
*甘油三酯
TG
1.50
mmol/L
0.45—1.70
如表的体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是 (填字母)。
a.摩尔质量 b.物质的量浓度 c.质量分数 d.溶解度
(2)检测人的血液中的葡萄糖(简称血糖)的含量,参考指标常以两种计量单位表示,即“”和“”(1L=10dL)。如果某人的血糖检测结果为,参照上表体检报告中的相关标准,他的血糖 (填“偏高”、“正常”或“偏低”)。
(3)医院给患者输液用的葡萄糖注射液是葡萄糖的水溶液,其标签上的部分信息如图所示。
该注射液中葡萄糖的物质的量浓度为 。
(4)某同学进行实验时需用葡萄糖固体配制480mL上述葡萄糖溶液。
①如图所示的仪器中配制溶液需使用的是 (填字母),还缺少的玻璃仪器是 。
②下列关于500mL容量瓶的操作,正确的是 (填字母)。
③配制过程中,下列实验操作会对所配溶液物质的量浓度造成什么影响?(填“偏高”或“偏低”)
a.定容时俯视 ;b.溶解时使用的烧杯和玻璃棒未洗涤 。
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