物质的量.docx
《物质的量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物质的量.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
物质的量
第三章物质的量
[学习要求]
1．了解物质的量及其单位—摩尔、摩尔质量、物质的质量的含义及它们之间的相互联系。
2．理解物质的量浓度的概念。
3．掌握物质的量浓度的计算（物质的量浓度概念、加水稀释以及与溶质质量分数的换算）。
4．初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
5．通过物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度应用于化学方程式计算的练习，培养学生分析、推理、归纳和总结的能力。
[学习指导]
1．通过物质的量与微观粒子之间的相互关系，来理解物质的量（n）及单位—摩尔的含义。
2．以物质的量为基础，可推导出摩尔质量、物质的质量之间的关系，即M=m/n公式。
3．以物质的量为中心，推出它与气体摩尔体积之间的关系，即Vm=V/n公式和它与物质的量浓度之间的关系，即c=n/V公式。
4．学生应根据物质的量与摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间关系来练习简单综合计算。
第一节物质的量
★点拨·导析
1．物质的量
物质的量是国际上规定的七个基本物理量中的一个，其符号是“n”。
其物理意义是含有一定数目粒子的集体。
它的单位是摩尔，符号“mol”，简称“摩”。
“物质的量”是专用名词，不可再分，它不同于物质的质量和物质的数量。
2．阿伏加德罗常数
科学上规定：
0.012kg12C中所含的碳原子数目，就是阿伏加德罗常数。
如果一定量粒子的集体中所含粒子数与阿伏加德罗常数，即0.012kg12C中所含原子数相等，就称1摩。
阿伏加德罗常数用符号NA表示。
NA可以通过实验测得，其近似值为6.02×1023mol-1。
3．摩尔
摩尔是物质的量的单位，每摩物质含有阿伏加德罗常数个单位。
使用摩尔这一单位时需注意以下问题：
（1）摩尔不能用来表示宏观概念，只用来表示微观微粒。
如不能说1mol人，3mol苹果等。
（2）表示方法一般是数量+摩（mol）+微粒名称。
数量可以是分数、小数等，微粒名称一定要指明。
如0.5molN表示0.5mol氮原子；而0.5mol氮不可以，因为0.5mol氮没有指明是氮分子还是氮原子。
4．摩尔质量定义：
单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。
其符号是M，单位是克/摩，表示为“g/mol”。
5．摩尔质量与物质式量的关系：
摩尔质量在数值上等于该微粒的式量（即相对分子质量或相对原子质量），例：
O的摩尔质量为16g/mol，H2SO4的摩尔质量是98g/mol，OH-的摩尔质量是17g/mol。
6．物质的质量、摩尔质量、物质的量三者之间的关系为：
物质的摩尔质量=
即M=
物质的量（mol）=
=
上述式中已知两个量就可求第三个量。
★典型例题·解题方法
[例1]0.5molH2O中含有的氢原子个数是，电子数约是。
解析：
通过本题，使学生巩固物质的量与物质所含的粒子数之间的换算关系，并能灵活运用。
已知：
n（H2O）=0.5molNA=6.02×1023mol-1
求：
N（H）、N（e-）
由水的化学式知：
N（H）=n（H）·NA=2n（H2O）·NA=2×0.5mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023
N（e-）=[n（H）+8n（O）]·NA=[2n（H2O）+8n（H2O）]·NA=10n（H2O）·NA
=10n（H2O）·NA=10×0.5mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023
答案：
6.02×10233.01×1023
*[例2]在含有0.030mol氢氧化钙的石灰水中通入0.040mol的二氧化碳气体。
生成的沉淀物物质的量是多少？
解析：
Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O
过量CO2继续与CaCO3反应
CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2
由于这个反应中CO2量不足，所以只有一部分碳酸钙转化为碳酸氢钙。
因此石灰水与二氧化碳反应生成了碳酸钙、碳酸氢钙和水。
应用直接配平法解。
3Ca（OH）2+4CO2=2CaCO3+Ca（HCO3）2+2H2O
3421
0.030mol0.040mol0.020mol0.010mol
所以n（CaCO3）=0.020mol
答案：
反应后生成CaCO3沉淀0.020mol。
[例3]多少克尿素[（NH2）2CO]所含的氮原子个数与15.8g氯化铵中所含的氮原子个数相同？
解析：
此题主要是物质的质量与粒子数间的换算，但必须以物质的量搭桥才能进行。
只要不同粒子的物质的量相同，所含的粒子数就相同，所以此题不必求出氮原子的具体数目。
NH4Cl∽N
53.5g1.00mol
15.8gn（N）=0.0295mol
（NH2）2CO∽2N
60.0g2.00mol
m[（NH2）2CO]0.295mol
m[（NH2）2CO]=8.85g
★训练·检测
一、选择题
1．下列叙述中，正确的是（）
A．物质的量就是物质的质量
B．物质的量是指物质的数量
C．物质的量是国际单位制中的一个物理量
D．物质的量是描述物质多少的单位
2．某氧化物的化学式为AxOy，式量为m，则A的相对原子质量为（）
A．
B．m-16yC．
D．
3．等物质的量的钠、镁、铝与足量稀硫酸反应生成的氢气的物质的量之比是（）
A．1:
1:
1B．1:
2:
3C．3:
2:
1D．6:
3:
2
4．1.2molCl2氯气与元素A单质完全反应生成0.80mol氯化物AClx，则x值为（）
A．1B．2C．3D．4
5．如果1g水中含有x个水分子，则9g金属铝中含有的原子数为（）
A．xB．2xC．3xD．6x
6．对于0.012kg12C，下列说法错误的是（）
A．含有阿伏加德罗常数个碳原子
B．含有1摩尔12C原子
C．约含6.02×1023个12C原子
D．含有6个质子和6个中子
7．质量相等的下列物质中，含氧原子数最多的是（）
A．H2OB．CO2C．H2SO4D．H3PO4
8．
molN2中含有x个N2，则阿伏加德罗常数常数为（）
A．14xB．28xC．
D．
9．三种正盐的混合溶液中含有0.2molNa+、0.25molMg2+、0.4molCl-，则SO42-为（）
A．0.1molB．0.3molC．0.5molD．0.15mol
10．若某氖原子的质量是ag，12C的原子质量是bg，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（）
A．氖元素的原子量一定是12a/b
B．该氖原子的摩尔质量是aNAg
C．W克该原子的物质的量一定是W/（aNA）mol
D．W克该原子所含质子数是10W/a
二、填空题
1．1.5molNa2CO3中含有的Na+离子数目是，含有CO32-离子数是，含有O原子数是。
2．在0.30molNH3中含有NH3的分子数目是个，这些NH3中所含原子数目与molH2S所含原子数目相等。
3．质量相等的两种物质SO2和SO3，它们的物质的量之比为，所含原子总数之比为，所含氧原子个数之比为，所含硫原子个数之比为。
4．19g某二价金属氯化物MCl2中含有0.4mol氯离子，MCl2的摩尔质量是
g/mol，M的相对原子质量是。
5．8.4g氮气与9.6g某单质Rx所含原子数目相同，且分子数之比为3：
2，则R的相对原子质量是，x值是。
6．将9.5gMgCl2溶于90g水，溶液中Mg2+、Cl-、H2O微粒个数之比为。
7．有三种盐的混合液，其中含有Na+、SO42-、Mg2+和Cl-。
其物质的量分别为Na+0.2mol、Mg2+0.25mol、Cl-0.4mol，则SO42-物质的量为mol。
8．在CuO和Cu2O的混合物中，含Cu88%，则混合物中Cu2O与CuO的物质的量之比为。
9．若要使水溶液中钾离子与水分子个数比是1:
100，可以将0.3molK2SO4放入mol水中。
10．4（NH4）2SO4=N2+6NH3+3SO2+SO3+7H2O中若有1mol电子转移则有：
（1）mol+6价S被，
（2）个-3价N被， （3）mol（NH4）2SO4分解，（4）molSO2生成。
三、计算题
1．0.25g氢气通过灼热的氧化铜充分反应后，可还原生成Cu的物质的量是多少？
2．甲、乙、丙三种活泼金属各1mol与足量稀硫酸反应，产生氢气的物质的量之比为1：
2：
3，已知甲金属1mol与酸反应产生氢气是0.5mol，求这三种金属的化合价。
3．某一种氯化钠与氯化钾的混合物，它所含钾和钠的物质的量之比为3：
1，求：
混合物中氯化钾的质量百分含量？
含1mol氯的该混合物的质量？
第二节气体摩尔体积
★点拨·导析
1．决定物质体积大小的因素
（1）物质所含微粒数的多少。
（2）物质微粒间距离的大小。
（3）物质微粒本身的大小。
对于固体和液体来说，由于物质微粒本身大小比微粒间的距离要大得多，所以固体和液体的体积主要取决于
（1）、（3）两个因素，而又由于不同的固体、液体本身的大小有较大差异，所以即使物质的微粒数相同，体积相差也较大。
对于气体体积来说，由于气体的体积受外界条件（如温度、压强）的影响较大。
所以讨论气体体积之前必须在一定的温度和压强下进行比较。
气体体积在微粒数一定的情况下，主要是由微粒间距和微粒本身大小决定的，而对气体来说微粒间距远远大于微粒本身大小，所以气体体积主要是由微粒距离决定的，在外界条件一定时微粒间平均距离近似相等，所以外界条件一定时，微粒数相同的气体体积近似相等。
2．气体摩尔体积
定义：
单位物质的量气体所占的体积叫气体的摩尔体积。
用符号“Vm”表示。
表达式：
Vm=
单位为L/mol或m3/mol。
说明：
（1）气体摩尔体积适用于气体物质，只要在同温同压下，含有相同数目分子的气体体积必然相等（阿伏加德罗定律）。
（2）在标准状况下（0℃，101KPa），1mol任何气体所占体积相同约为22.4L，但注意如不处在标准状况下的1mol任何气体虽然体积也相同，但不是22.4L。
（3）V=
，若两边除以n，有V/n=
，即Vm=
，∴M=Vm•ρ。
3．阿伏加德罗定律
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分子。
由此得以下关系：
（1）同温同压下
（2）同温同体积时
（压强之比等于物质的量之比）
（3）同温同压下
*（4）相对密度D=
（5）混合气体的平均分子量：
设混合气体各组分的式量分别为M1、M2……Mn，各组分的物质的量为n1、n2……nn；各组分的体积分数为V1%、V2%……Vn%，则
=M1×V1%+M2×V2%+……+Mn×Vn%=M1×
+M2×
+……+Mn×
=
4．有关气体摩尔体积的计算
气体的体积、物质的量、气体的质量、气体的粒子数目之间关系。
★典型例题·解题方法
[例1]判断下列叙述哪项正确（）
A．标准状况下，1mol任何物质的体积约为22.4L
B．1mol气体的体积约为22.4L
C．1mol氖气和1mol氧气体积相同
D．标准状况下，1mol氖气和氯气混合气体（任意体积比）的体积约为22.4L
解析：
根据气体摩尔体积的定义，应注意对其有影响的两个重要条件：
一是指气体体积，而非液体或固体的体积；二是在标准状况下，气体的摩尔体积的具体值为22.4L/mol，而在不同温度和压强下，气体摩尔体积并不相同。
。
答案：
D
[例2]空瓶重48.000g，装满气体A后的质量为48.270g，装满同温同压下氢气时，重量为48.018g（空瓶原为真空），此气体A的式量为（）
A．28B．29C．30D．48
解析：
解此题有一重要的关系，即在同温同压下，不同气体间的密度比，等于它们的摩尔质量之比。
即：
ρ1:
ρ2=M1:
2。
设空瓶的体积为VL，气体A的式量为M
M=30
答案：
C
[例3]甲、乙两种化合物都只含有X、Y两种元素，在甲、乙两种化合物中X的质量分数分别为30.4%和25.9%。
若甲的化学式为XY2，乙的化学式为（）
A．XYB．X2YC．X2Y2D．X2Y5
解法一甲化合物中n（X）:
n（Y）=
乙化合物中n（X）:
n（Y）=
=
所以乙的化学式为X2Y5
★训练·检测
1．下列叙述中，错误的是（）
A．标准状况下任何气体的体积都是22.4L
B．1mol气体的体积若为22.4L，它必定处于标准状况
C．两种气体的物质的量之比等于其分子个数之比
D．在标准状况下的气体摩尔体积实际上是阿伏加德罗定律的特例
2．nmolN2和nmol14CO（式量：
30）相比较，下列叙述正确的是（）
A．在同温同压下体积相同B．在同温同压下密度相同
C．在标准状况下质量相等D．分子数相等
3．下列数量的物质中含原子数最多的是（）
A．0.4mol氧气B．标准状况下5.6L二氧化碳
C．4℃时5.4mL水D．10g氖
5．同温同压下，等质量的O2和SO2，说法正确的是（）
A．密度比为1：
2B．体积比为2：
1
C．分子个数之比为1：
2D．所含原子个数比为1：
1
*6．在臭氧（O3）发生器中装入氧气100mL，经化学反应3O2
2O3最后气体体积变为95mL（体积均为标准状况下测定），则混合气体的密度为（）
A．1.3g/LB．1.5g/LC．1.7g/LD．2.0g/L
7．假定把12C的原子量定为24，把24g12C含有的原子个数定为阿伏加德罗常数，而摩尔的定义不变，则下列推断不正确的是（）
A．此时16O的原子量为32
B．标准状况下44gCO2的体积为22.4L
C．44gCO2和28gCO含有相同数目的分子
D．标准状况下，11.2LO2的质量为32g
8．150℃时碳酸铵完全分解产生的气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的（）
A．90倍B．48倍C．12倍D．32倍
9．同温同压下，甲、乙两容器分别盛有甲烷气体和氨气，已知它们所含原子个数相同，由甲、乙两容器的体积比为（）
A．4：
3B．5：
4C．4：
5D．1：
1
10．在化合物X2Y和YZ2中，Y的质量分数分别为40%和50%，则在化合物X2YZ3中Y的质量分数约为（）
A．20%B．25%C．30%D．35%
二、填空题
1．标准状况下，67.2gCO2是mol，质量为g，含有个CO2分子，其中含有mol氧原子。
2．某气态氧化物分子式为RO2，在标准状况下，1.28g该氧化物的体积是448mL，则氧化物的摩尔质量为，R的相对原子质量为。
3．在标准状况下，6.72LCH4和CO2混合气体的质量为6g，该混合气体中有mol的CH4，mol的CO2。
4．1L（标准状况）CO和H2的混合气体，其质量分数分别为65%和35%，它的质量为g。
5．9.2g氮的氧化物NOx中含有N原子数为0.2mol，则NOx的摩尔质量为
，x数值为，这些质量的NOx在标准状况下的体积约为L。
6．2gNaOH溶于g水中，才能使1000个水分子中溶有一个Na+。
7．1.56g某一价金属与足量盐酸完全反应后，生成H20.04g，则该金属的摩尔质量为。
8．12.4gNa2X中含有Na+0.4mol，则X的摩尔质量为。
9．已知一个12C原子质量是1.99×10-23g，而Y元素的某种原子每个质量为2.67×10-23g，则Y元素的这种原子的相对原子质量是。
10．当空气与二氧化碳按5：
1体积比混合，将混合气体与足量赤热的碳作用，假定反应后碳的氧化物只有一氧化碳，则一氧化碳的体积分数为。
三、计算题
*1．实验测得乙烯（C2H4）与氧气混合气体的密度是氧气的14.5倍，求其中乙烯的质量百分比是多少？
2．250mL溴化钾溶液中，通入一定量干燥的氯气，待反应完全后，将溶液蒸干，剩余物质微热后得残渣40g，经分析残渣中含25%的化合态的溴，问应再通入标准状况下氯气多少升才能使溴化钾完全反应掉。
（已知：
Cl2+2KBr=Br2+2KCl）
*3．二价金属A与三价金属B的混合物9g，与填空题盐酸反应放出氢气0.55mol。
A的相对原子质量为B相对原子质量的1/3；在混合物中，A与B的原子个数比也为1：
3。
通过计算确定A和B各是什么金属？
第三节物质的量浓度
★点拨·导析
1．物质的量浓度
（1）定义：
以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示的溶液组成的物理量，叫溶质的物质的量浓度。
符号为CB，单位为mol/L或mol/m3。
（2）表达式：
CB=
注意：
①单位体积为溶液的体积，不是溶剂的体积。
②溶质必须用物质的量来表示。
2．溶液的稀释与混合
（1）溶液的稀释定律
由溶质的质量稀释前后不变有：
mB=m浓×ω浓=m稀×ω稀%
由溶质稀释前后物质的量不变有：
CB=c浓×V浓=c稀×V稀%
（2）溶液在稀释或混合时，溶液的总体积不一定是二者混合的体积之和。
如给出溶液混合后的密度，应根据质量和密度求体积。
3．物质的量浓度与溶质质量分数ω%的换算（ρ为该溶液的密度）
c=
（M为溶质摩尔质量）
=
其中：
ρ单位为g/mL，M单位为g/mol，c单位为mol/L。
当给出溶质在某温度下的溶解度时，ω%=
∴
4．一定物质的量浓度溶液的配制
（1）仪器：
容量瓶，容量瓶有各种不同的规格，一般有100mL、250mL、500mL和1000mL等几种。
（2）步骤：
①计算：
计算所需固体溶质质量或液体溶质的体积。
②用托盘天平称量固体溶质或用量筒量取液体体积。
③溶解：
将溶质加入小烧杯中，加适量水溶解。
④移液洗涤：
将已溶解而且冷却的溶液转移到容量瓶中，并用玻璃棒引流，再洗涤烧杯和玻璃棒2—3次，将洗涤液倒入容量瓶中。
⑤定容：
缓缓向容量瓶中注入蒸馏水，直到容量瓶液面接近刻度线1cm-2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切，盖好，反复上下颠倒，摇匀。
最后将容量瓶中溶液转移到试剂瓶中备用。
★典型例题·解题方法
[例1]下列溶液中的c（Cl-）与50mL、1mol/LAlCl3溶液中的c（Cl-）相等的是（）
A．150mL1mol/L氯化钠B．75mL2mol/L氯化钙
C．150mL3mol/L氯化钾D．75mL1mol/L氯化铁
解析：
比较溶液中某离子浓度，要考虑到该物质1mol在溶液中电离出某离子的多少，注意不要受体积虚设条件的干扰。
1mol/LNaCl中c（Cl-）=1mol/L,2mol/LCaCl2中c（Cl-）=4mol/L
1mol/LKCl中c（Cl-）=3mol/L,1mol/LFeCl3中c（Cl-）=3mol/L
答案：
CD
[例2]20mL1,ol/L的NaCl与40mL0.5mol/L的BaCl2溶液混合，若混合液体积为60mL，求Cl-的物质的量浓度。
解析：
可从物质的量浓度的定义出发求：
c（Cl-）=
另一方法：
因NaCl溶液与BaCl2溶液中Cl-的物质的量浓度相同，均为1mol/L，两溶液以任意体积比混合，Cl-的物质的量浓度不变。
答案：
混合液中Cl-的物质的量浓度为1mol/L。
[例3]已知96%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3，求硫酸溶液的物质的量浓度为多少？
解析：
本题考查已知溶质的质量分数及溶液的密度，求物质的量浓度。
我们可以采用概念导出法，根据公式c=
，可分别求出溶质的物质的量和溶液的体积，此时便可以求出物质的量。
但也可以采用当同一种溶液用不同浓度表示时，其中溶质的质量不变的方法来求解。
方法1：
（1）求1L浓H2SO4中溶质的质量。
m（H2SO4）=ρ[H2SO4（aq）]×V[H2SO4（aq）]×ω[（H2SO4）]=1.84g/cm3×1000cm3×96%=1766.4g
（2）求H2SO4溶质的物质的量。
n（H2SO4）=
（3）求物质的量浓度
c（H2SO4）=
上述过程也可写成综合式：
c=
方法2：
设H2SO4的物质的量浓度为cmol/L。
根据c×V×M=ρ×V×ω
c=
答案：
浓H2SO4的物质的量浓度为18mol/L。
★训练·检测
一、选择题
1．NA表示阿伏加德罗常数，下列关于0.2mol/L的Ba（NO3）溶液说法正确的是（）
A．2L溶液中阴、阳离子总数为0.8NA
B．500mL溶液中NO3-离子浓度为0.2mol/L
C．500mL溶液中NO3-离子浓度为0.4mol/L
D．500mL溶液中NO3-离子总数为0.2NA
2．0.5L1mol/L的FeCl3溶液与0.2L1mol/L的KCl溶液中，Cl-浓度比为（）
A．15：
2B．1：
1C．3：
1D．1：
2
3．同物质的量浓度，同体积的下列溶液中，所含溶质的离子数最多的是（）
A．NaCl溶液B．AlCl3溶液
C．Na2SO4溶液D．Al2（SO4）3溶液
4．下列溶液中的NO3-离子浓度与500mL1mol/L硝酸钠中的NO3-浓度相同的是（）
A．100mL2mol/LNH4NO3溶液
B．20mL1mol/LKNO3溶液和40mL1mol/LCa（NO3）2溶液混合
C．50mL1.5mol/LAl（NO3）3溶液
D．150mL0.5mol/LMg（NO3）2溶液
5．有三种盐的混合溶液，已知其中含有钠离子、镁离子、氯离子、硫酸根离子，且知钠离子为0.2mol，镁离子为0.25mol，氯离子为0.4mol，则硫酸根离子为（）
A．0.1molB．0.3molC．0.15molD．0.5mol
6．在VmLAl2（SO4）3溶液中含有Al3+mg，取
mL该溶液用水稀释至4VmL，则SO42-物质的量浓度为（）
A．
B．
C．
D．
7．两种硫酸溶液，一种硫酸的物质的量浓度为M1，密度为D1，另一种硫酸溶液的物质的量浓度为M2，密度为D2，它们等体积混合后，混合液的密度为D3，混合后硫酸的物质的量浓度为（）
A．
B．
C．
D．
8．在标准状况下，将22.4L氯化氢气体溶于水制成22.4L稀盐酸，该盐酸溶液的物质的量浓度为（）
A．1mol/LB．
C．
D．
9．有一瓶14%的氢氧化钾溶液，加热蒸发掉100g水后，得到28%的氢氧化钾溶液80mL，所得溶液的浓度为（）
A．5m
升级会员 