内容正文:
物质的量
第1讲
复习目标
1.了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义并能进行简单的计算。
2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。
3.掌握一定物质的量浓度的溶液配制的操作并能正确的进行误差分析。
2
考点一
物质的量 摩尔质量
3.阿伏加德罗常数:指1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA
一.物质的量
1.定义:物质的量是表示_______________________________的物理量,
符号:______
单位:______
含有一定数目粒子的集合体
摩尔
2.使用范围:适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
NA≈6.02×1023mol-1
不能描述宏观物质。
(NA是准确值,6.02×1023是估算值)
1 mol粒子 = NA个
物质的量(n)×阿伏加德罗常数(NA)
4.公式:微粒数目(N)=
N = n×NA
N
NA
n=
1.5NA个H2分子的物质的量是 。
1.204×1024 个H2O分子的物质的量是 。
1.5mol
2mol
,简称摩,符号为mol。
n
③同种微粒的摩尔质量相等,与温度、压强、物质的量无关
二.摩尔质量
4.表达式:
1.定义:单位物质的量的物质所具有的质量
2.符号:
①摩尔质量(以g•mol-1为单位时)在数值上等于该物质的相对原子/分子质量
5.表示方法:
如:M(H2O)=18 g•mol-1 M(NaCl)=58.5g•mol-1
3.单位:
M
m
n
M=
g•mol-1
或 kg/mol
n✕M
m=
相对原子质量:原子的平均原子质量与一个12C质量的1/12的比值
②摩尔质量的单位为g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位为1。
针对练习:
1.判断
①. 2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍( )
②. 1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等( )
③. 12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023( )
④. 1 mol OH-的质量为17 g·mol-1( )
×
√
×
×
2.现有硫酸钠晶体,设 为阿伏加
德罗常数的值。按要求填空:
(1)所含钠离子的物质的量是______。
(2)所含硫酸根离子的物质的量是______,硫酸根离子的数目是____。
(3)所含结晶水的物质的量是_______,所含氧原子的物质的量是________。
方法:找出物质与构成粒子的物质的量的关系
(2)1mol H218O中有 mol 电子,有 mol中子,有 mol质子
(4)1mol OH-含有 mol质子,有 个电子
(3)2mol NH4+含有 mol质子,有 mol电子
10
10
9
10NA
22
阳离子的电子数=原子序数(质子数)-所带电荷数
阴离子的电子数=原子序数(质子数)+所带电荷数
20
1mol D2O中有 mol 电子,有 mol中子
10
10
10
原子: 电子数=质子数=原子序数=核电荷数
(1) 中有 mol 电子,有 mol中子,有 个质子
质子数=质量数-中子数
官能团/基团/化合物的电子数=各原子的电子数之和
(5)23 g乙醇含共价键的物质的量为___,其羟基所含电子数为________。
4.5NA
易错点练习:
考点二
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
思考:同温同压下,1mol不同固体、液体物质的体积不相等,
而1mol不同气体物质的体积几乎相等,为什么?
(由温度与压强共同决定,T↑、p↓,粒子间距离越大)
气体的体积
固体、液体的体积
同温同压下,1mol不同气体物质的体积几乎相等。所以,只要温度和压强确定,任何单位物质的量的气体所占的体积相同。
一.气体摩尔体积
①定义:
②符号:
Vm
③单位:
单位物质的量的气体所占的体积,或1mol气体所占的体积
④公式:
n✕Vm
V=
⑤影响Vm的因素:
L/mol或m3/mol
温度和压强不同,Vm一般不同
Vm
V
n=
标准状况下(0℃、101kPa),Vm≈22.4 L/mol
注意: ”V=n✕Vm“的使用条件:
②知道具体的温度和压强:
标准状况下(0℃、101kPa)
①一种状态:气体(纯净气体和混合气体)
标准状况下,0.2 mol H2的
体积约为 L。
4.48
(-20℃、94kPa的Vm也是22.4 L/mol )
(1)与的混合气体的体积约为 ( )
×
(2)标准状况下,中含有的原子数为 ( )
×
n✕Vm
V=
非气体
判断:
(3)若某气体的体积为 ,则它所处的状况一定是标准状况( )
×
(5)标准状况下,和 的混合气体中所含分子数约为 ( )
√
(6)标准状况下,甲烷和乙烯的混合物中含有氢原子的数目为
√
-20℃ 94kPa
(7)同温同压下,22.4 L气体的物质的量均为1mol。( )
同温同压 ≠ 标准状况
H2O、溴、碘、SO3、NO2、N2O4、HF、CS2、CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、碳数>4的烃(如己烷、苯)、烃的含氧衍生物(如醇、醛、酸、酯,但甲醛为气体)、
【总结】常见标准状况下非气态的物质:
(8)标准状况下,1mol Na2O2中含有的离子数目为3NA
11
(6)标准状况下,甲烷和乙烯的混合物中含有氢原子的数目为
√
针对训练:
1.常温常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体含有的氧原子数
2.判断:
混合物的计算
解法一:设未知数法
解法二:极限法
解法三:最简式法
同温、
同压下 气体的体积之比等于分子数之比:V1∶V2=_______
气体的摩尔质量之比等于密度之比:M1∶M2=_______
同温、
同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比:p1∶p2=_______
1.同温、同压下,同体积的任何气体具有相同
的 或 。
N1∶N2
ρ1∶ρ2
n1∶n2
分子数
物质的量
任意”三同定一同“
→pM=ρRT
思考:同温同压下,O2密度大还是H2密度大?
结论:比较两种气体的密度,可根据相对分子质量比较
同T、同P时,两种气体的相对密度
D=
=
ρ1
-
ρ2
M1
-
M2
=n1∶n2
PV=nRT(理想气体状态方程)
二.阿伏加德罗定律
例:某气体的密度是相同条件下H2密度的16倍,该气体可能为( )
A、CO B、CO 2 C、Cl2 D、O 2
D
判断:同温、同体积下,等质量的和的压强之比为 ( )
×
(4)混合气体,平均摩尔质量
(ρ的单位是g/L)
M
—
=
m总
n总
=M1×a%+M2×b%+M3×c%……
M
—
M1n1+ M2n2+ …… + Mi ni
n1+n2+ …… +ni
=
例:4.(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g/L,则气体A的相对分子质量为________,可能是_______气体。
64
SO2
三、(平均)摩尔质量的计算
例: 2molO2和1mol SO2组成的混合气体平均摩尔质量为多少?
M=ρVm=ρ×22.4L/mol
混合气体的平均摩尔质量(平均相对分子质量)
例1 2molO2和1mol SO2组成的混合气体平均摩尔质量为多少?
M
—
=
m总
n总
=
M
—
=
m总
n总
=
M1n1+ M2n2+ …… + Mi ni
n1+n2+ …… +ni
=
32g/mol ✕2mol +64g/mol✕1mol
2mol + 1mol
=42.7g /mol
M1×a%+M2×b%+M3×c%……
例2、求空气的平均相对分子质量
M
—
=
M1×a%+M2×b%+M3×c%……
= 28g /mol✕80% + 32g /mol✕20%
= 28.8g/mol
练习.按要求解答下列问题。
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为_____,可能是______气体。
64
SO2
(2)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则
①混合气体在标准状况下的密度是______g·L-1。
1.61
②混合气体的平均摩尔质量是______g·mol-1。
36
m总
n总
考点三
物质的量浓度
(1)定义:
表示单位体积(1L)溶液里所含溶质B的物质的量,叫做B的物质的量浓度。
(2)公式:CB=
单位:
nB: mol
V: L
CB: mol/L
一、物质的量浓度
溶液的体积
例:0.2mol/L的H2SO4的含义是 ;
1L硫酸溶液中含有0.2mol硫酸
(3)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的 、 、 改变。
质量
物质的量
体积
思考:配置500ml0.1mol/LNaOH溶液,需要NaOH的质量是多少?
解:NaOH的物质的量为:
n(NaOH)=c(NaOH) V〔NaOH(aq)〕
=0.1mol/L×0.5L
=0.05mol
0.05molNaOH的质量:
m(NaOH)=n(NaOH) M(NaOH)
=0.05mol×40g/mol
=2g
例:硫酸的物质的量浓度为___________
二.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c 溶质质量分数w
概念 以单位体积溶液中所含溶质的________来表示溶液组成的物理量 以溶质质量与溶液质量
的 表示溶液组成的物理量
表达式 ________ ______________________
两者关系
物质的量
比值
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g/cm
质量分数:98%
18.4 mol·L-1
(M:摩尔质量,单位:g·mol-1;
ρ:密度,单位:g·cm-3)
w=
(1)将溶于水中,所得溶液中 的物质的量浓度为
( )
×
(2)用水吸收 气体所得盐酸中溶质的物质的量浓度是
( )
×
(3)将溶于水中,所得溶液的溶质质量分数为( )
×
(4)常温下,的溶液中 的物质的量浓度为
( )
×
注意:是否是溶液的体积
(3)特殊物质
如NH3溶于水后溶质为 NH3·H2O,但计算浓度时仍以 NH3作为溶质
(1)含结晶水的物质
总结:正确判断溶液的溶质
(2)与水反应生成新物质
判断:
21
三、计算
大本3.已知:溶液呈电中性的原因是溶液中阴、阳离子所带的正、负电荷
总数相等,在、、 形成的混合溶液中,
,, 。
为( )
A. B. C. D.
阳离子所带的正电荷总数=
阴离子所带的负电荷总数
1.电荷守恒法在溶液中的应用
2.溶液稀释的计算
例1.若要配制稀盐酸,需量取 的浓
盐酸_________(计算结果保留1位小数) 。
例2.用溶质质量分数为的浓硫酸 配
制 稀硫酸,需要量取浓硫酸的体积为
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即
将标准状况下体积为44.8L的HCl气体溶于1 L水中,所得溶液的密度为0.9 g·cm-3,求该溶液的物质的量浓度。
44.8L
22.4L/mol
=
2mol✕36.5g/mol+1000g
0.9 g·cm-3
=
=2mol
=1192cm-3=1.192L
=1.68L/mol
3. 关于气体溶于水后所得溶液cB的计算
【归纳总结】
①不能用水(溶剂)的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:
②两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积和。
①混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)
③两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。
②混合后溶液体积发生变化时
V(溶液)=
例:欲将40L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液和10L 0.6 mol/L的NaOH溶液混合。求混合后溶液的浓度(忽略混合时溶液体积变化)。
0.1 mol/L · 40L+0.6 mol/L · 10L=c(混)·50L
c(混)=0.2 mol/L
(1)溶液体积和溶剂体积关系
(2)同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算
考点四
一定物质的量浓度溶液的配制
一、容量瓶的构造及使用
(1)容量瓶上标有 、 和 。
(2)规格:
(3)用途:
温度
容积
刻度线
配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液
50mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等
(4)容量瓶在使用前要 ,
操作顺序:
检查是否漏水(检漏)
加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立→瓶塞旋转180°→ 倒立→查漏
(5)注意:
①.“五不”:
不能在容量瓶中溶解、稀释、反应、加热、贮存溶液
②.选择容量瓶:遵循“大而近”原则
③使用时要标明规格,计算时溶液体积要代入所选的容量瓶规格
思考:配制480mL0.50mol/LNaCl溶液,需NaCl固体的质量多少g?
14.6
58.5
托盘天平
烧杯
注意:不准将溶质直接转移入容量瓶加水溶解
称量NaCl固体用称量纸
称量NaOH固体用烧杯盛装
二.溶液配制的过程及操作(以配制 溶液为例)
有效数字处理
①托盘天平:0.1g
②量筒:0.1 mL
③滴定管:0.01mL
恢复至室温
100
2~3
注入容量瓶
目的:?
/冷却至室温
玻璃棒抵在刻度线以下
此时,不可颠倒摇匀
保证溶质全部转入容量瓶中
1-2cm
胶头滴管
凹液面与刻度线相切
思考:若加水超过
刻度线,如何操作?
重新配制
思考:若摇匀后刻度
下降需补加水吗?
不用,有少量溶液
沾在瓶塞与瓶颈之间
装瓶贴签(容量瓶不能贮存溶液)
胶头滴管要悬空垂直,不能伸进容量瓶
用量筒量取25.0 mL 浓硫酸,把浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入水中,并用玻璃棒不断搅拌
例:配制一定物质的量浓度的盐酸。
针对训练:若要配制200 mL1.84mol/L稀硫酸,需量取18.4mol/L的
浓硫酸_______ 。
25.0
稀释的具体步骤:
计算→称量
→溶解→
移液→洗涤→振荡→定容
→摇匀
→装瓶贴签
总结:配制一定物质的量浓度的溶液
(1)溶质为固体:用固体药品配制一定浓度溶液
托盘天平
烧杯
玻璃棒
XXmL容量瓶
胶头滴管
药匙
(2)浓配稀:用浓溶液配制一定浓度溶液
计算→量取
→稀释
→移液→洗涤→振荡→定容
→摇匀
→装瓶贴签
量筒(或滴定管)
烧杯
玻璃棒
XXmL容量瓶
胶头滴管
练习:下图所示是配制一定物质的量浓度溶液的过程中的几步,回答下列问题:
(1)图示几个步骤正确的先后顺序应是_____(填字母)。
A.①②③④ B.③④② ①C.③②④① D.③④①②
B
(2)其中①对应的操作方法为________________________。
将蒸馏水注入容量瓶,当液面离容量瓶颈部的刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切
解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1
解法二:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1
解法三:= ==36 g·mol-1
w=×100%
c=
$