内容正文:
第二章 第一节 物质的量 气体摩尔体积
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知识点总结
一、物质的量及单位
1、基本概念间的关系
物质的量(n)——七大基本物理量之一,表示含有
一定数目粒子的集合体
单位
摩尔(mol)——1mol粒子集合体所含粒子数等于
0.012kg12C中所含的碳原子个数,约为
6.02×1023
国际规定
阿伏伽德罗常数(NA)——通常表示为NA=6.02×1023mol-1;与物质的量,粒子数(N)之间的关系
2、 物质的量规范表示方法
如0.2molH2中含有的氢原子个数为2.408×1023;6.02×1022个Na+的物质的量为0.1mol。
二、摩尔质量含义
单位物质的量(1mol)的物质所具有
的质量
M摩尔
质量
符号
g/mol单位
与物质的量、物质的质量之间的关系 关系
如M(Fe)=56g/mol;0.5molO2的质量为16g;11gCO2的物质的量为0.25mol。
三、气体摩尔体积
1、气体摩尔体积
(1)含义:在一定温度和压强下,单位物质的量(1mol)的气体所占有的体积。
(2)符号为Vm,单位为L/mol。
(3)特例:标准状况是指温度为0℃,压强为101kPa,此情况下,气体摩尔体积约为22.4L/mol。
(4)与物质的量、气体体积之间的关系:,如:在标准状况下,2molH2的体积为44.8L;5.6LSO2的物质的量为0.25mol。
(5)注意问题:适用对象是气体(单一或混合气体);指明温度和压强。
2、阿伏伽德罗定律
(1)决定气体体积的外界条件:一定物质的量的气体,其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。
(2)阿伏伽德罗定律:
相同温度物质的量相同
任何气体
相同压强 所含分子数相同
相同体积
可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
4、 物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
化学计量数之比
2:2:2:1
扩大NA倍之比
2NA:2NA:2NA:NA
物质的量之比
2mol:2mol:2mol:1mol
结论
反应时,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于参与反应的各物质的物质的量之比
例如:2CO + O2 2CO2 Δn
2mol 32g 2×22.4L 1mol
n(CO) m(O2) V(CO2) Δn
考点应用
1、 阿伏伽德罗常数综合应用“五陷阱”
陷阱一、“标准状况”“常温常压”等外界条件的应用方面
(1)22.4L/mol指在标准状况下(0℃101kPa)的气体摩尔体积。在标准状况下非气态物质(如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等),体积为22.4L时,其分子数不等于NA。
(2) 物质的量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
陷阱二、物质的组成方面
(1) 特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目:
如Ne、D2O、18O2、H37Cl、—OH、OH-等。
(2) 物质中所含化学键的数目:
如H2O、CnH2n+2中化学键的数目分别为2、3n+1。
(3) 最简式相同的物质中的微粒数目:
如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。
(4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目:
如N2、CO、C2H4等。
陷阱三、典型的氧化还原反应的电子转移数目方面
电子转移(得失)数目问题的分析,如Na2O2、NO2与H2O反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
陷阱四、弱电解质在水溶液中部分电离、盐类的水解方面
弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。如1L0.1mol/L的乙酸溶液和1L0.1mol/L的乙酸钠溶液中CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA。
陷阱五、特殊的反应方面
如一氧化氮和氧气常温常压下即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,氯气与水反应,合成氨反应等属于可逆反应。
2、 阿伏伽德罗定律及“两个”重要推论
1、 阿伏伽德罗定律
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。即:T1=T2,p1=p2,V1=V2N1=N2
2、 阿伏伽德罗定律的推论
条件
结论
推论一
同温同压
推论二
同温同容
注:以上用到的符号:ρ为密度、p为压强、n为物质的量、M为摩尔质量、V为气体体积
拓展:
求气体的摩尔质量M的常用方法
(1) 根据物质的质量(m)和物质的量(n)M=m/n。
(2) 根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏伽德罗常数(NA):M=m·NA/N。
(3) 根据标准状况下气体的密度ρ(单位g/L):M=ρ×22.4L/mol。
(4) 根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(5)
对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述算式仍然成立;还可以用下式计算:=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%指混合物中各物质成分的物质的量分数(或体积分数)
第二章 第二节 物质的量在化学实验中的应用
知识点总结
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一、物质的量浓度
概念:表示单位体积溶液里所含溶质的物质的量的物理量
数学表达式:物质的量浓度
常用单位:mol/L
注意事项:从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液,其浓度相同、所含溶质的物质的量不同。
例如:从一瓶500ml 0.4mol/L的NaCl溶液中取出10ml溶液,其浓度是0.4mol/L,其中含有NaCl的物质的量为0.004mol;0.4mol/L表示的含义是1L该溶液中含有溶质的物质的量是0.4mol。
2、 一定物质的量浓度溶液的配制
1、 主要仪器
(1) 托盘天平:可精确至0.1g,称量前先调零,称量时物品放在左盘,砝码放在右盘。
(2) 容量瓶:
①结构:细颈、梨形、平底的玻璃容器,
带磨口玻璃塞;
②标志:温度、容积和刻度线;
③规格:100ml、250ml、500ml、1000ml;
④用途:配制一定物质的量浓度的溶液。
(3) 其他仪器:天平或量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
2、 配制过程
配制过程示意图:
以配制480ml 0.1mol/LNa2CO3为例,所需容量瓶的规格:500ml
(1)计算(填写计算过程与结果):
m(Na2CO3)=0.1mol/L×0.5L×106g/mol=5.3g
(2) 称量:根据计算结果,称量固体质量。
(3) 溶解:将称量好的固体放入烧杯中,加适量水溶解,并用玻璃棒搅拌;溶解过程中玻璃棒的作用为搅拌,加速溶解。
(4) 转移(移液):
①移液前需要将溶质冷却至室温。
②移液中玻璃棒的作用为引流。
(5) 洗涤:用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2—3次,洗涤液也都注入容量瓶中,并振荡容量瓶,使溶液混合均匀。
(6) 定容:
①将蒸馏水注入容量瓶,液面离容量瓶颈刻度线下1—2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水。
②定容时要平视刻度线,至凹液面最低处与刻度线相切。
(7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀。
考点应用
2、
一、物质的量浓度的计算
1、 公式计算
2、 常见类型
类型一:标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算
溶质的物质的量
溶液的体积
注意:溶液体积的单位是L,根据密度计算溶液体积的单位一般是ml,要注意单位换算。
类型二 溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
计算公式:(c为溶质的物质的量浓度,单位mol/L,ρ为溶液密度,单位g/cm3,ω为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位g/mol)。
类型三 溶液稀释和相同溶质的溶液混合的计算
(1) 溶液稀释:
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1ω1=m2ω2。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
③溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
(2) 溶液混合:
混合前后:c1V1+c2V2=c混V混,据此可进行相关计算。
拓展:
相同溶质、不同质量分数的两溶液混合规律
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:
①当溶液密度大于1g/cm3时,溶液浓度越大,密度越大(如硫酸、硝酸、盐酸、NaOH溶液等多数溶液),等体积混合后质量分数。
②当溶液密度小于1g/cm3时,溶液越浓,密度越小(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数。
(2) 等质量混合:
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g/cm3还是ρ<1g/cm3),则混合溶液中溶质的质量分数
3、 容量瓶的使用及溶液配制过程和误差分析
1、容量瓶及使用注意事项
(1) 一条刻度线(瓶颈)。
(2) 两个数据:标明“规格和使用温度”(瓶身)。如图:
刻度线
规格
使用温度
(3)三步查漏:
容量瓶使用前一定要检查是否漏水。
操作顺序:装水盖塞、倒立→观察是否漏水→正立→玻璃塞旋转180º、倒立→观察是否漏水。
(4) 四个“不能”:
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
③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;
④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。
2、 溶液配制过程“四个数据”
溶液配制过程中有“四个数据”在高考中经常考察
数据
要求或解释
药品的质量
实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只能称量到0.1g,所以记录数据时只能保留到小数点后一位数字。如所需NaCl的质量为14.6g,不能写为14.60g。
容量瓶的规格
(1) 选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大,如需用480ml某溶液,则应该选择500ml容量瓶。
(2) 回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格,如回答“500ml容量瓶”时,不能只回答“容量瓶”。
洗涤烧杯2—3次
洗涤烧杯2—3次是为了确保溶质全部转移如容量瓶中,否则会导致溶液浓度偏低。
液面离容量瓶颈刻度线下1—2cm
定容时,当液面离容量瓶颈刻度线下1—2cm时,应该改用胶头滴管滴加,否则容易导致液体体积超过刻度线,导致溶液浓度偏低。
3、
4、 误差分析
(1)
依据:,其中变量为m,V;
因操作上的错误而导致m(或n)值比实际理论值小,或V值比实际理论值大时,都会使所配溶液浓度偏低;反之偏高。
(2)
(2)误差分析(以配制NaOH溶液为例)
能引起误差的一些操作
影响因素
对c(mol/L)的影响结果
m
V
砝码与物品颠倒(使用游码)
减小
-
偏低
称量时间过长
减小
-
NaOH放在滤纸上称量
减小
-
向容量瓶注液时少量溅出
减小
-
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
-
定容时,水多用滴管吸出
减小
-
定容摇匀后液面下降再加水
-
增大
定容时仰视读数
-
增大
砝码沾有其他物质或已生锈
增大
-
偏高
溶液未冷却至室温就注入容量瓶定容
-
减小
定容时俯视读数
-
减小
称量前小烧杯内有水
-
-
不变
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
-
-
注意:
(1) 定容、摇匀后液面下降也不要继续滴加蒸馏水,否则会导致结果偏低。
(2) 配制时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结果。
(3) 定容时俯视、仰视对结果的影响是最容易判断错误的,务必确保按眼睛视线→刻度线→凹液面最低点的次序,做到“三点一线”。
①仰视刻度线,导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线,导致溶液体积偏小。
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