1、第2讲 物质的量,考点一 物质的量、气体摩尔体积,知识清单,一 重要概念 1.物质的量 物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,符号是 n , 其单位为摩尔(符号是mol)。使用该单位时,应指明对象,它的对象是所 有微观粒子,如分子、原子、离子、质子、中子、电子等。 2.阿伏加德罗常数 1 mol任何粒子的 粒子数 叫阿伏加德罗常数,符号是NA,单位是 mol-1;它与 0.012 kg 12C 含有的碳原子数相等,约等于6.021023。,3.摩尔质量 单位物质的量的物质所具有的 质量 叫物质的摩尔质量,符号 是M,单位是gmol-1;它与1 mol物质的质量的区别与联系是:单位不同
2、,当 质量以克为单位时数值 相等 。 4.气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占的 体积 叫气体摩尔体积,用符号Vm表 示,常用单位是Lmol-1;它的大小与温度、压强有关,在标准状况下,任何 气体的摩尔体积都约等于 22.4 Lmol-1 。 二 物质的量与其他量之间的关系 若以M表示A的摩尔质量,Vm表示气体A的摩尔体积,为气体A的密度,NA 为阿伏加德罗常数,体积为V的A气体质量为m,物质的量为n,每个A分子 的质量和体积分别为m1和V1。写出下列关系式:,1.m、n、M的关系: n= 。 2.m1、M、NA的关系: M=m1NA 。 3.V、n、Vm的关系: n= 。 4.M、Vm、之间
3、的关系式: M=Vm 。 三 混合气体的平均摩尔质量 1.若已知标准状况时的密度: = gL-122.4 Lmol-1 。 2.若已知同温同压下与某一气体的相对密度: =DM。,3.若已知混合气体的总质量和总物质的量: = 。 4.若已知组成成分的摩尔质量和物质的量分数: = =M1 x1+M2x2+。 四 阿伏加德罗定律及其推论 1.定律:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。可总 结为“三同”推“一同”,适用对象为气体。 2.推论 (1)相同T、p时: = 、 = =D(相对密度)。,(2)相同T、V时: = 。 (3)相同T、p、V时: = =D。 (4)相同T、p、m时:
4、 = 。 说明 阿伏加德罗定律及其推论中含M1、M2的公式,只适用于不同种 类的气体之间的计算;而无M1和M2的公式,同种或不同种气体都适用。 混合气体可以当成一种“新”气体,其摩尔质量用 表示。,一 物质的量浓度的概念及简单计算 1.物质的量浓度 以单位体积溶液里含有溶质B的 物质的量 来表示溶液组成的物 理量叫做溶质B的物质的量浓度,常用单位是molL-1。 特别提示 (1)溶液体积规定为V,并非溶剂体积为V; (2)取出任意体积的1 molL-1的溶液,其溶质的物质的量浓度都是1 molL-1, 但所含溶质的物质的量则因体积不同而不同。 2.关于物质的量浓度的计算 (1)对于物质的量浓度
5、的计算问题,应准确掌握概念、公式,在进行关于 溶液的稀释问题的计算时,还要注意溶质的质量守恒、物质的量守恒及,考点二 物质的量浓度,溶液中的电荷守恒、质量守恒等。 关于物质的量浓度的计算主要包括: 1)溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算。可运用公式 n=m/M和c=n/V或运用“倍数关系”算出1 L溶液中所含 溶质 的 物质的量。 2)已知气体溶质的体积(标准状况下)、水的体积和溶液的密度,计算溶 液中溶质的物质的量浓度。应先运用n= V气体/22.4 Lmol-1 (气体体 积单位为L)求出溶质的物质的量,然后运用V=m/求出溶液的体积,再运 用c= 进行计算。 3)计算溶液中的
6、离子浓度,需要先根据溶质的电离方程式计算出所求离,子的物质的量,再运用c= 进行计算。 (2)有关溶液稀释和混合的计算 可根据稀释前后,溶液中 溶质 的物质的量不变的公式 c1V1=c2V2 或溶质的质量不变的公式V111=V222计算有关的量。 二 一定物质的量浓度溶液的配制 1.所需仪器: 容量瓶 、烧杯、玻璃棒、托盘天平、药匙、胶头滴 管(若溶质为液体或浓溶液,上述仪器中的托盘天平、药匙应改为 量筒 )。 2.配制步骤:计算、称量(或量取)、 溶解(或稀释) 、移液、洗 涤、 定容 。 3.注意事项:只能配制一定体积的溶液,即不能配制任意体积的一定物质,的量浓度的溶液;转移溶液时,溶液的
7、温度应为 室温 ;玻璃棒要靠 在瓶颈刻度线以下;如果加水定容时超过了刻度线,不能将超出的部分 倒出,必须重新配制,否则会使配制的溶液浓度 偏低 ;溶质溶解再 转移至容量瓶后,必须 洗涤 烧杯和玻璃棒,洗涤液也转移到容量 瓶中,否则会造成所配溶液的浓度 偏低 ;在用移液管(或滴定管) 量取溶液时,量取液体之前应用待量取的溶液润洗;用胶头滴管定容到 液体凹液面与刻度线相切时,盖上瓶塞后摇匀,出现液面低于刻度线时 不要再加水定容。,配制一定物质的量浓度溶液的误差分析方法 根据c= = 判断: 1.若没有洗涤烧杯内壁,则使n减小,结果偏小。 2.若容量瓶中有少量蒸馏水或定容反复摇匀后发现液面低于刻度线
8、,对 结果无影响。 3.仰视、俯视对结果的影响,(1)仰视刻度线:由于操作时以刻度线为基准,故加水量增多,导致溶液体 积偏大,c偏小。 (2)俯视刻度线:加水量减少,则溶液体积偏小,故c偏大。 4.其他常见的操作及对实验结果的影响统计如下:,方法1 解以阿伏加德罗常数(NA)为背景的选择题应注意的问题 1.注意某些物质在标准状况下的聚集状态 如在标准状况下,水不是气态;SO3呈固态;除甲烷、乙烷、丙烷、丁烷 (碳原子数小于或等于4)外,其他烃呈液态或固态。 2.注意特殊物质的摩尔质量、电子数、质子数和中子数 如H2O、D2O、T2O、N 、H2O2。 3.注意气体是否处于标准状况下 如标准状况
9、下,22.4 L氧气含有的氧原子数为2NA,若在其他状态下,就不 一定是2NA。,方法技巧,4.注意分散系的变化导致微粒数目的变化 如饱和的FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体时,胶体粒子的数目要小于原溶 液中Fe3+的数目,因为胶体粒子是许多分子的集合体。 5.注意弱电解质的电离或某些盐水解引起的离子数目的变化 如1 mol FeCl3溶于水后,Fe3+的数目小于1 mol;1 mol CH3COOH溶于水 后,CH3COO-的数目小于1 mol。 6.注意某些物质的组成 如稀有气体为单原子分子,臭氧(O3)为三原子分子,白磷(P4)是四原子分 子;Na2O2中阴、阳离子的个数比不是11,
10、而是12。 7.一些物质结构中化学键的数目 如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。,8.较复杂的氧化还原反应中,电子转移数目的求算 如Na2O2和水的反应,Cl2和NaOH溶液的反应,电解AgNO3溶液等。 9.注意2NO2 N2O4动态平衡的存在,例1 (2017辽宁铁岭协作体一联,3)NA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,将m1 g锌加入到m2 g 20%的盐酸中放出n L H2,则转移电 子数为nNA/11.2 B.0.1 mol/L的100 mL H2SO3溶液中,含有的离子数约为0.03NA C.9 g D2O中含有的电子数为5NA D.120
11、g由NaHSO4和KHSO3组成的混合物中共含有3NA个离子,解题导引 n= ,n= H2SO3 为弱酸 D(2H) NaHSO4由Na+和HS 构成; KHSO3由K+和HS 构成解析 2H+H2,每生成1 mol H2转移2 mol电子,生成标准状况下n L H2, 转移电子数为 ,A正确;H2SO3为弱酸,在水溶液中部分电离,B不正确; D2O的摩尔质量为20 gmol-1,9 g D2O中含有的电子数为4.5NA,C不正确; NaHSO4是由Na+和HS 构成的,KHSO3是由K+和HS 构成的,二者的摩 尔质量均为120 gmol-1,故1 mol混合物中离子总数为2NA,D不正确。
12、答案 A,方法2 化学计算中的常用方法 1.守恒法 守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧,也是高考试题中应 用最多的方法之一。守恒法中有三把“金钥匙”质量守恒、电荷 守恒、得失电子守恒,它们都是抓住有关变化的始态和终态,淡化中间 过程,利用某种不变量(某原子、离子或原子团不变,溶液中阴、阳离子 所带电荷总数相等,氧化还原反应中得失电子数相等)建立关系式,从而 达到简化过程、快速解题的目的。,2.极值法 对混合体系或反应物可能发生几种反应生成多种产物的计算,我们可假 设混合体系中全部是一种物质,或只发生一种反应,求出最大值、最小 值,然后进行解答。 3.差量法 化学反应中因反应物和生成物
13、的状态变化(或不相同)而产生物质的量 差量、质量差量、气体体积差量、气体压强差量等,差量法就是利用这 些差量来列出比例式,从而简化计算步骤,达到快速解题的目的,其中最 常用的是质量差法和体积差法。,4.关系式法 关系式是将多个连续反应转化为一步计算。建立关系式的依据有两种, 一是依据连续反应的化学方程式的化学计量数建立,二是依据化学反应 中原子数目守恒建立,如用氨气制取硝酸,关系式为NH3HNO3。 5.估算法 化学题尤其是选择题中所涉及的计算,所要考查的是化学知识,而不是 运算技能,所以其中的计算量应该是较小的,有时不需要计算出确切值, 通过逻辑推理,确定出结果的大致范围,结合题给信息,直接
14、得出答案,做 到“不战而胜”。,例2 (2017吉林通化一检,19)铁的氧化物用7 molL-1的盐酸100 mL在一 定条件下恰好完全溶解,所得溶液中再通入0.56 L(标准状况)氯气时,刚 好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+。则该氧化物的化学式可表示为 ( ) A.FeO B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7,解题导引 得失电子守恒求出Fe2+的物质的量 氯原子守恒求出Fe3+的物质的量 原子守恒求出化学式。解析 Cl22Fe2+,n(Fe2+)=2n(Cl2)=0.05 mol,则FeCl2的物质的量为0.05 mol,盐酸中Cl-总物质的量为0.7 mol,说明溶液中还应该有FeCl3,且物质 的量为 mol=0.2 mol,则n(Fe2+)n(Fe3+)=14,氧化物为FeO2Fe2 O3,也可表示为Fe5O7,D正确。答案 D,
