(一)物质的量及其单位 —— 摩尔 阿伏加德罗常数
物质的量是七个基本物理量之一,它是以 来计量、表示含有 的集体,它是一个特定的专用名词。对于“物质的量”只能整体理解其含义不能片面地将其理解为物质的质量,也不能片面地理解为物质的数量,可以理解为它表示粒子数目是多少个 阿伏加德罗常数。
学习物质的量概念应掌握三点:
⒈ 摩尔是什么?摩尔是 。摩尔是国际单位制中七个基本单位之一,它的符号是 ,简称“摩”。
⒉ 摩尔的标准是什么?摩尔以 为标准。 叫阿伏加德罗常数。每摩尔物质含有 个指定粒子, 是阿伏加德罗常数的近似值。
⒊ 摩尔量度的对象是什么? 摩尔的量度是构成物质的 、 、 或构成原子的 、 、 或其中某些粒子的特定组合。它不能量度宏观物质。
(二)摩尔质量
单位物质的量的物质所具有的 ,通常叫做该物质的 。其符号为 ,常用的单位为 。当摩尔质量以g / mol为单位时,在数值上与 或 相等。但二者仅为数值相同,意义是不相同的。
(三)有关的计算
⒈ 物质的量(mol)、阿伏加德罗常数(NA)、粒子数(N)、物质的质量(m)和摩尔质量(M)之间关系换算:
n = NNA M = mn
⒉ 由 n = NNA → n1n2 = N1N2 (即粒子数比可用物质的量比来代替)。此式可用于解决:
⑴ 化学式中各粒子间数目与物质的量关系的计算。
⑵ 化学方程式中:化学计量数之比= 粒子数之比 = 物质的量之比的计算。
练习:
⒈ 下列对“摩尔(mol)”的叙述不正确的是
A. 摩尔是一个单位,用于计算物质所含微观粒子的多少
B. 摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物
C. 1 mol任何气体所含的气体分子数目都相等
D. 用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径,计量思路都是扩大单位
⒉ 16 g氧气的物质的量是
A. 0.5 mol B. 1 mol C. 2 mol D. 16 mol
⒊ 下列物质中含氧原子最多的是
A. 0.2 mol的H2O B. 0.5 mol的O3 C. 49 gH2SO4 D. 3.01 ×1023个SO2分子
⒋ 下列说法不正确的是
A. 磷酸的摩尔质量与6.02 ×1023个磷酸分子的质量在数值上相等
B. 6.02 ×1023个氮分子和6.02 ×1023个氢分子的质量比等于14∶1
C. 32 g氧气所含的原子数目为2×6.02 ×1023
D. 常温常压下,0.5×6.02 ×1023个一氧化碳分子所 占体积是11.2 L
⒌ 下列说法正确的是
A. 6 g 12C含有的中子数为7NA
B. 1 molNH4+中含有的质子数为10NA
C. 0.5 molAl与足量盐酸反应转移电子数为1NA
D. 分子数为0.1NA的H2SO4 与9.8 g H3PO4含有相同的质子数
⒍ 在等质量的SO2和SO3中,含有的S原子的个数之比为
A. 4∶5 B. 5∶4 C. 1∶1 D. 3∶2
⒎ 据报道,科学家已成功合成了少量N4,有关N4的说法正确的是
A. N4是N2的同位素 B. N4是N2的同素异形体
C. 相同质量的N4和N2所含原子个数比为1∶2 D. N4的摩尔质量是56 g
⒏ 碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠。现加热5.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了0.31 g,则原混合物中碳酸钠的质量为
A. 3.38 g B. 4.58 g C. 4.16 g D. 4.41 g
⒐ a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为
A. 1∶7??? B. 7∶1??? C. 7∶8??? D. 8∶7
二、气体摩尔体积
(一)气体摩尔体积
⒈ 单位物质的量的气体所占的 叫做气体摩尔体积。其符号为 。它是气体体积与气体物质的量之比,即Vm = ,其常用单位为 。在标准状况( 、 )下,气体摩尔体积约为 。
⒉ 使用气体摩尔体积应注意五个问题:
⑴ 注意条件和使用对象:“标况下1 molSO3约22.4 L”属错,因标况下SO3不是气体;
⑵ 注意单位:气体摩尔体积的单位不是L,也不是22.4 L,而是L? mol-1;
⑶ 注意气体摩尔体积是近似值;
⑷ 注意气体摩尔体积可以适用于混合气体,如在标况下,0.5 molN2和1 molO2的体积约是(0.5 mol + 1 mol)×22.4 L/mol = 33.6 L。
(二)标准状况下气体的体积、气体的物质的量和气体分子数的关系:
气体体积(标准状况) ? 气体的物质的量 ? 气体分子数
练习:
⒈ 1 molNH3和1 molH2所含的分子数目,前者与后者的关系是
A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能肯定
⒉ 标准状况下,均含有NA个电子的H2O和CH4,具有相同
A. 质量 B. 体积 C. 物质的量 D. 原子数
⒊ 在标准状况下,0.1 molO2和0.2 molH2所占的体积,前者与后者的关系是
A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能肯定
⒋ 在标准状况下,下列物质所占体积最大的是
A. 2 mol NH3 B. 16 g O2 C. 8 g SO3 D. 6.02 × 10 23个苯分子
⒌ 下列叙述正确的是
A. 16 gCH4与18 gNH4+所含质子数相等
B. 1 mol任何气体所含的气体分子数目都相等
C. 常温常压下28 gCO与22.4 LO2所含分子数相等
D. 等体积、等物质的量浓度的强酸中所含的H+数一定相等
⒍ 对相同状况下的12C18O和14N2两种气体,下列说法正确的是
A. 若质量相等,则质子数相等 B. 若原子数相等,则中子数相等
C. 若分子数相等,则体积相等 D. 若体积相等,则密度相等
⒎ NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 22.4 LN2中所含有分子数目为 NA
B. 2 g氢气所含原子数目为NA
C. 在常温常压下,11.2 L氮气所含的原子数目为 NA
D. 17 g 氨气所含电子数目为10NA
⒏ NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 标准状况下,0.5NA个Cl2分子所占体积是11.2 L
B. 0 ℃、101 KPa下,22.4 L NH3中所含的电子数为8NA
C. 常温常压下,11.2 L N2含有的分子数约为0.5NA
D. 常温常压下,1 mol氦气含有的核外电子数为4NA
⒐ NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 常温常压下,11.2 L氧气所含的原子数为NA
B. 1.8 g的NH4+离子中含有的电子数为NA
C. 常温常压下,48 g O3含有的氧原子数为NA
D. 2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
⒑ NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 9 gD2O中含有的电子数为5NA
B. 1 molMgC l2中含有的离子数为2NA
C. 1 molCH4分子中共价键总数为4NA
D. 7.1 gCl2与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA
⒒ 阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol-1。下列叙述中正确的是
A. 标准状况下,2.24 L苯中约含有3.612×1023个碳原子
B. 常温常压下,氧气和臭氧的混合物16 g中约含有6.02×1023个氧原子
C. 25℃时,1 L氢氧化钠溶液中约含有6.02×1023个氢氧根离子
D. 0.5 molCH4中约含有3.01×1023个电子
⒓ NA 为阿伏加德罗常数,下述正确的是
A. 标准状况下,1 mol水的体积为22.4 L
B. 28 g 氮气所含有的原子数为 NA
C. 常温常压下,11.2 L甲烷中含有的氢原子数为2NA
D. 标准状况下,0.3 mol单质溴所含有的原子数为0 .6NA
⒔ NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 17 g 氨气所含电子数目为10NA
B. 58.5 g的氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子
C. 在标准状况下,22.4 L氧气中所含的氧原子数目为 2NA
D. 在25 ℃,压强为1.01 × 105 Pa时,11.2 L氮气所含的原子数目为 NA
三、物质的量浓度
(一)物质的量浓度
⒈ 定义:以单位体积溶液里所含溶质B的 来表示的溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。常用单位为 。
⒉ 数学表达式:c B =
⒊ 注意:
⑴ 从一定量的物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液,物质的量浓度不变;但体积不同,所含溶质的物质的量不同。
⑵ 体积相同、物质的量浓度相同的溶液里,所含溶质的物质的量相同,但溶质的粒子数不一定相等,这要根据溶质能否电离以及电离情况而定。
( 二)有关计算
⒈ 概念计算:应用公式:cB = nBV
注意:⑴ 溶质是用物质的量(mol)来表示的,溶液是以溶液的体积(L)来表示的;
⑵ 溶质可以是化合物,也可以是离子或某种特定的组合,如NaCl溶液中,溶质可指定为“NaCl”,也可为Na+或Cl-。
⒉ 溶液中溶质质量分数(ω)与物质的量浓度的换算:可应用公式c B =
或ωB = 相互换算。
注意:溶液的密度(ρ)是换算中必不可少的条件。
⒊ 稀释计算:可根据稀释前后,溶液中溶质的物质的量相等的公式:c(浓)?V(浓)= c(稀)?V(稀)或溶质的质量相等的公式:V(浓)?ρ(浓)?ω(浓)= c(稀)?V(稀)?M。
注意:浓溶液加水稀释时,二者体积不能加和,而应运用V(稀)= m(稀)/ ρ(稀)算出。但在稀溶液稀释或题目不作要求时,可忽略体积的变化。
⒋ 有关离子浓度的计算。如1 mol?L-1 K2SO4 溶液,根据:K2SO4 = 2K+ + SO42-,可确定c(K+)= 2 mol?L-1,c(SO42-)= 1 mol?L-1,且根据电荷守恒原理,得出守恒关系式:c(K+)= 2c(SO42-)。
(三)配制一定物质的量浓度溶液的实验
⒈ 容量瓶
⑴ 容量瓶上标有 、 和 。
⑵ 容量瓶的使用
① 常用的容量瓶有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等,所以只能配制体积与容量瓶容积 的一定 物质的量浓度的溶液。
② 使用前要检查容量瓶是否 。检验程序是:加水→塞紧瓶塞→倒立→查漏→瓶塞旋转180 °→倒立→查漏。
③ 容量瓶不能用来溶解固体或稀释浓溶液,也不能将玻璃棒伸入容量瓶中进行 ,因此应先将溶质在烧杯中溶解,然后在转移到 中。
④ 不能先用试剂润洗容量瓶。
⒉ 配制一定物质的量浓度溶液的步骤及所用仪器
⑴ 计算。计算时必须依据所选择的容量瓶的 进行计算。
⑵ 。用 称取固体溶质的质量,或用 量取液体溶质或较浓溶液的体积。
⑶ 。在 中进行,可用 搅拌。
⑷ 静置冷却。
⑸ 。用 引流,将烧杯中溶液转移到 中。
⑹ 。用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 次,并把洗涤液都转移到 中。
⑺ 。先缓慢地把蒸馏水直接注入容量瓶中,当液面接近刻度线 cm处时,改用 加水到瓶颈刻度的地方,使溶液的 正好跟刻度线相切。21世纪教育网
⑻ 摇匀。把容量瓶塞好,反复上下颠倒,摇匀。
⑼ 装瓶。把配好的溶液倒入预备好的 中, 贴上标签。
⒊ 配制物质的量浓度溶液的实验误差分析:根据 cB = nBV = mM?V ,分析m、V的变化。
⑴ 使浓度偏高的操作有:用量筒量液时仰视;未经冷却移液;定容时俯视。
⑵ 使浓度偏低的操作有:左码右物(用到游码)称量;用量筒量液时俯视;溶质潮解或吸水;溶解溶质的烧杯未洗涤或洗涤液未转移到容量瓶中;定容时仰视;摇匀后再加水。
练习:
⒏ NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 0.5 L H2SO4溶液中含0.1NA个H+
B. 标准状况下,22.4 L臭氧中含有的原子数为3NA
C. 0.5 mol?L-1CuCl2溶液中含有0.5NA个Cu2+
D. 0.5 mol铝与足量盐酸反应转移电子数为1 NA
9. NA表示阿伏加德罗常数,下列说法不正确的是
A. 标准状况下,0.3 mol二氧化硫中含有的氧原子数为0.3NA
B. 常温下,2.7 g铝与足量的盐酸反应,失去的电子数为0.3NA
C. 标准状况下,22.4 LCO2与CO的混合气体中含有的碳原子数为NA
D. 500 mL 0.5 mol / L的Ca(NO3)2溶液中,含有NO3-的数目为0.5NA
10. NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 1 mol 氦气中有2NA个氦原子
B. 14 g氮气中含NA个氮原子
C. 2 L 0.3 moL / L Na2SO4溶液中含0.6NA个Na+
D. 18 g水中所含的电子数为8NA
11. 在某Na2SO4 溶液中,如果Na+的物质的量浓度为1 mol / L,则该Na2SO4 溶液的物质的量浓度为
A. 0.5 mol / L B. 1 mol / L C. 2 mol / L D. 缺少数据,无法确定
12. 下列溶液中的c(Cl-)与50 mL 1 mol?L-1 氯化铝溶液中c(Cl-)相等的是
16. 300 mL某浓度的NaOH溶液中含有60 g溶质。现欲配制1 mol?L-1 NaOH溶液,应取原溶液与蒸馏水的体积比约为
A. 1∶4 B. 1∶5 C. 2∶1 D. 2∶3
17. 由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,其c(H+) = 0.1 mol?L-1,c(Al3+) = 0.4 mol?L-1, c(SO42-)= 0.8 mol?L-1,则c(K+)为
A. 0.15 mol?L-1 B. 0.2 mol?L-1 C. 0.3 mol?L-1 D. 0.4 mol?L-1
18. 某500 mL溶液中含0.1 molFe2+、0.2 molFe3+,加入0.2 mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)
A. 0 .4 mol?L-1 B. 0.6 mol?L-1 C. 0.8 mol?L-1 D. 1.0 mol?L-1
19. 某研究性学习小组欲用化学方法测量一个不规则容器的体积。把35.1 gNaCl放入500 mL烧杯中,加入150 mL蒸馏水。待NaCl完全溶解后,将溶液全部转移到容器中,用蒸馏水稀释至完全充满容器。从中取出溶液100 mL,该溶液恰好与20 mL0.100 mol?L-1AgNO3溶液完全反应,则该容器的体积为
A. 30 L B. 40 L C. 50 L D. 60 L
20. 在100 mL 0.10 mol?L-1的 AgNO3溶液中加入100 mL溶有2.08 g BaCl2的溶液,再加入100 mL溶有0.010 mol CuSO4 ? 5H2O的溶液,充分反应。下列说法中正确的是
A. 最终得到白色沉淀和无色溶液
B. 最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物
C. 在最终得到的溶液中,Cl-的物质的量为0.020 mol
D. 在最终得到的溶液中,Cu2+的物质的量浓度为0.010 mol?L-1
21. 把a L硫酸铵和硝酸铵混合液分为两等份,一份需用b mol烧碱刚好把氨全部赶出,另一份与BaCl2 溶液反应恰好消耗c mol BaCl2。则原溶液中NO3-的物质的量浓度是
A. b-2ca mol?L-1 B. 2b-ca mol?L-1 C. 2b-2ca mol?L-1 D. 2b-4ca mol?L-1
22. 下列实验的叙述中,正确的是
A. 欲配制质量分数为10%的ZnSO4溶液,将10 gZnSO4?H2O溶解在90 g水中
B. 在250 mL烧杯中,加入 216 mL水和24 gNaOH固体,配制10%NaOH溶液
C. 用98%的浓硫酸配制100 g10%的稀硫酸溶液时,除使用量筒外还需用到容量瓶
D. 配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,定容后摇匀,发现液面又低于刻度线,此时无须再加入蒸馏水
23. 生态农业涉及农家肥料的综合利用,某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L(标准状况)该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管,发生的反应为:CH4 + 4CuO == CO2 + 2H2O + 4Cu。当甲烷完全反应后,硬质玻璃管的质量减轻4.8 g。将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀8.5 g。
⑴ 原混合气体中甲烷的物质的量是 。
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