内容正文:
第1章
认识化学科学
第1讲 描述运动的基本概念
03 以物质的量为中心的计算
高频考点
第1讲 描述运动的基本概念
1.物质的量及其相关物理量之间的转化关系
第1讲 描述运动的基本概念
第1讲 描述运动的基本概念
2.物质的量浓度、溶质的质量分数的比较
物理量 物质的量浓度 溶质的质量分数
定义 表示单位体积的溶液里所含溶
质B的物质的量 以溶液里溶质B的质量与溶液质
量的比值表示溶液组成
表达式 cB= w(B)= ×100%
常用单位 mol·L-1 —
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
物质的量的单位是摩尔,只能描述分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子或这些粒子
的特定组合,不能描述宏观物质。如1 mol F、0.5 mol CO2、1 mol C 均正确,1 mol苹果、1 mol大米
均错误。
特别提醒
1.cB= 中,V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。
2.对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、溶质的质量分数均不变,但所含溶质的物质
的量、质量因体积不同而改变。
3.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。
第1讲 描述运动的基本概念
1.阿伏加德罗常数的应用
(1)物质的量(或质量)与物质所处状况
①突破角度:从物质的量(或质量)与物质的状态无关进行突破,排除干扰信息的影响。
②突破方法:排“干扰”,物质的量(或质量)确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
(2)物质的组成与结构
①突破角度:从特殊物质的组成与结构特点突破。
②突破方法:熟记以下情况。
a.特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,理清整体与部分的关系,如1个Na原
子中有11个电子,1个OH-、1个H2O分子中均有10个电子,1个H2S分子中有18个电子等。
b.摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
第1讲 描述运动的基本概念
2.摩尔质量的几种常见计算方法
(1)由单个分子的质量求算:M=m0×NA,其中m0是单个分子的质量。
(2)由气体摩尔体积和密度求算:M=Vm·ρ(标准状况下Vm=22.4 L·mol-1,ρ的单位为g·L-1)。
(3)由相对密度求算:在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,即 =D,则 = =D,MA=D·MB。
(4)由摩尔质量定义式求算:M= ,对于混合气体: = 。
(5)由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: =M1×φ1+M2×φ2+M3
×φ3+……
其中M1、M2、M3……分别表示混合气体中各组分的摩尔质量,φ1、φ2、φ3……分别表示各组分在混合
气体中所占的物质的量分数或体积分数(φ1+φ2+φ3+……=1)。
第1讲 描述运动的基本概念
3.物质的量浓度的有关计算
(1)计算的基本公式:cB=
(2)计算的基本类型和方法
①已知溶质的质量。
②已知溶液中某种粒子的数目。
第1讲 描述运动的基本概念
c=
③标准状况下,HCl、H2S等气体溶于水形成的溶液中,溶质物质的量浓度的计算。
4.物质的量浓度、溶质质量分数之间的换算
已知溶质的质量分数为w,溶液的密度为ρ g· cm-3,溶质的摩尔质量为M g·mol-1,求溶质的物质的量浓
度c。
假设溶液为1 L,溶液质量为1×1 000×ρ g,溶质的质量为1×1 000×ρ×w g,溶质的物质的量为
mol,该溶液中溶质的物质的量浓度c= mol·L-1。
第1讲 描述运动的基本概念
5.溶液加水稀释、同种溶质的溶液混合的计算
(1)稀释规律
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
③溶液质量关系为m稀=m浓+m水。
(2)混合规律:不同浓度含同一溶质的两溶液相混合,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),即c1·V1+c2·V2=c混·V混(m1·w1+m2·w2=m混·w混)。
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
微粒个数只能是正整数,而物质的量表示很多个微粒的集合体,其数值可以是整数,也可以是小
数。例如:5 mol H2O、0.5 mol H2O。
特别提醒
物质的量是一个专有名词,在表述时四个字不可任意增减;摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
摩尔质量的“三性”
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。例如:氧原子
的相对原子质量为16,则氧原子的摩尔质量为16 g·mol-1,O2的摩尔质量为32 g·mol-1。
2.近似性:如Na和Na+,由于电子的质量非常小,所以Na+的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于
Na的相对原子质量,则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,其摩尔质量是确定的,不随物质的物质的量多少而改变。
第1讲 描述运动的基本概念
方法技巧
溶液中溶质的判断
1.若所加物质能与水发生反应,则生成的溶于水的新物质为溶质,如Na、Na2O、Na2O2 NaOH,SO3
H2SO4等。
2.含结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水,CuSO4为溶质。
3.特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3作为溶质。
特别提醒
1.不能用水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:V=
。
2.若题目指出不考虑溶液体积变化,则两溶液混合后混合溶液的体积为两溶液的体积之和。
第1讲 描述运动的基本概念
典例1 设NA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,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
B.0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中,含有钠离子的数目为NA
C.标准状况下,48 g O3中含有的氧原子数为3NA
D.1 L 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中,含有的氧原子数为2NA
C
思路点拨 解答此类题目时,首先要明确公式c= 中的V是指溶液的体积,若没有给出溶液的体积,只知
道溶质的物质的量浓度,则无法计算溶质的物质的量。
第1讲 描述运动的基本概念
解析 标准状况下,水不是气态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,A错误;溶液体积未知,无法计算
溶液中钠离子的物质的量,进而无法计算溶液中钠离子的数目,B错误;48 g O3中含有氧原子的物质的量
为 ×3=3 mol,数目为3NA,C正确;Na2SO4溶液中,Na2SO4和H2O中都含氧原子,所以1 L 0.5 mol·L-1
Na2SO4溶液中,含有的氧原子数大于2NA,D错误。
方法技巧 解答阿伏加德罗常数相关题目的“三个步骤”
第1讲 描述运动的基本概念
典例2 化学计量在生产和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)若a g某气体A2,含有的分子数为N,c g A2气体在标准状况下的体积约为b L,则阿伏加德罗常数的值可
表示为_________(用含字母的代数式表示)。
(2)标准状况下将a L X气体(摩尔质量为M g·mol-1 )全部溶于0.1 L水(密度为1 g·cm-3)中(假设气体与水不
反应),所得溶液的密度为d g·cm-3,则此溶液中溶质的物质的量浓度为___________________。
(3)将10 mL 1.00 mol·L-1 Na2CO3溶液与10 mL 1.00 mol·L-1 CaCl2溶液混合,则混合溶液中Na+的物质的量
浓度为__________________(忽略溶液体积的变化)。
(4)标准状况下,15.2 g 由CO2与O2组成的混合气体的总体积为8.96 L,该混合气体中O2的体积分数为
________。
50%
1.00 mol·L -1
mol·L-1
第1讲 描述运动的基本概念
思路点拨 解答此类试题时要熟练运用物质的量及其相关物理量之间的转化关系,结合各个问题联系
相关概念进行分析解答。
解析 (1)a g气体A2含有的分子数为N,设NA为阿伏加德罗常数的值,A2的摩尔质量为M g·mol-1,则有 ×
NA=N,c g A2气体在标准状况下的体积约为b L,则有 ×22.4=b,所以NA= 。
(2)a L X气体溶于水后溶质的物质的量为 = mol,溶液的质量为( +0.1×1 000) g=
( +100) g,溶液体积为 = cm3,则此溶液中溶质的物质的量浓度为
= mol·L-1。
第1讲 描述运动的基本概念
(3)混合后溶液中Na+的物质的量浓度为 =1.00 mol·L-1。
(4)标准状况下,CO2与O2组成的混合气体的总物质的量为 =0.4 mol,混合气体总质量为15.2 g
,设CO2的物质的量为x mol,则O2的物质的量为(0.4-x) mol,所以44x+32×(0.4-x)=15.2,解得x=0.2,相同条
件下气体的体积之比等于物质的量之比,O2的体积分数为 ×100%=50%。
易错警示 气体溶于水,溶液的体积不等于溶剂的体积,也不等于气体体积与溶剂体积之和,应根据V=
进行计算。
第1讲 描述运动的基本概念
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