专题二 化学计量在实验中的应用.docx

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专题二化学计量在实验中的应用

专题二化学计量在实验中的应用

知识架构

知识点梳理

知识点一：

物质的量及其单位（摩尔）

1.物质的量

“物质的量”像长度、质量、时间、电流等物理量一样，也是一种物理量。

再具体一点说，物质的量是以“摩尔”作为单位来衡量一个粒子集体所含粒子数目多少的物理量，物质的量的符号为n。

2.摩尔

摩尔是物质的量的单位，1摩尔任何粒子所含的粒子数与0.012kg一种碳原子（12C）所含碳原子数相等，并规定用摩尔作为物质的量的单位.摩尔简称摩，符号为mol.0.012kg12C中所含12C的数目为6.02×1023个。

3.阿伏加德罗常数

0.012kg12C含的碳原子数称为阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数的符号为NA

4．物质的量（n）、阿伏加德罗常数（NA）与粒子数（N）之间存在着以下关系：

。

5．注意：

（1）物质的量是一个基本物理量，四个字是一个整体，不能拆开理解，也不能压缩为“物质量”，同时还要与“物质的质量”或“物质的数量”区分开来。

（2）物质的量只适用于微观粒子。

即原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。

　　（3）使用摩尔作单位时，所指粒子必经明确，并且粒子的种类要用化学式表示。

如2molH、1molH2、1.5molNaOH、1molOH―、1mole―等。

　　（4）阿伏加德罗常数是一个物理量，其数值与0.012kg12C中含有的碳原子数相等，而6.02×1023mol―1是一个近似值。

知识点二、摩尔质量

1.摩尔质量

单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，摩尔质量的符号为M，常用的单位为g/mol或kg/mol。

2.摩尔质量与相对原子质量的关系

（1）原子、简单离子的摩尔质量当以g/mol为单位时，在数值上等于相对原子质量。

如M（Na）=23g/mol，M（Na+）=23g/mol。

（2）多原子组成的单质或化合物的摩尔质量当以g/mol为单位时，在数值上等于相对分子质量。

如M（N2）=28g/mol，M（H2SO4）=98g/mol。

（3）原子团的摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上等于其式量（各原子的相对原子质量总和）。

如M（NH4+）=18g/mol，M（MnO4－）=119g/mol。

注意：

（1）摩尔质量以g·mol―1为单位时，在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等。

由阿伏加德罗常数的定义知M（12C）=12g·mol―1，所以M（X）也就是以g·mol―1为单位，数值上等于其相对原子质量。

（2）对于纯净物而言，其摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的物质的量不同而不同。

如1molO2的质量为32g，2molO2的质量为64g，而O2的摩尔质量并不发生变化，还是32g·mol―1。

3．物质的量（n）、质量（m）、摩尔质量（M）之间存在着下述关系：

　　如H2SO4的摩尔质量为98g·mol―1，则24.5gH2SO4的物质的量：

。

　　此外，借助于公式

和

可以把肉眼看不到的微观物质的微粒数，与宏观上可以称量的物质质量联系起来。

所以物质的量起到了桥梁作用。

我们可以对物质的微粒数和质量进行相互的换算。

知识点三、气体摩尔体积及其应用

1、分析影响体积大小的因素

①决定物质体积大小的因素为：

物质粒子数的多少；物质粒子本身的大小；物质粒子间距离的大小。

②决定气体体积大小的因素为:

气体分子间平均距离比分子直径大得多，因此，当气体的物质的量（或粒子数）一定时，决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小。

③影响气体分子间平均距离的大小的因素：

温度和压强.温度越高体积越大；压强越大体积越小。

当温度和压强一定时，气体分子间平均距离的大小几乎是一个定值，故粒子数一定时，其体积是一定的。

2、气体摩尔体积（Vm）

单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积.气体摩尔体积的符号为Vm，Vm=V/n，Vm常用的单位有L/mol和m3/mol，

注意：

（1）不同的温度和压强下，气体摩尔体积不同。

（2）在标准状况（0°、101kPa）下，气体摩尔体积Vm=22.4L·mol-1

3．气体体积（V）、气体摩尔体积（Vm）、气体的物质的量（n）之间关系为：

　　由

和

可将气体分子数与宏观气体体积之间联系起来。

如标准状况下，11.2LH2所含分子数为：

。

　　由一定条件下的密度和气体摩尔体积可以求出气体的摩尔质量：

M=Vm·

　如标准状况下，

（O2）=1.429g·L―1，则M（O2）=Vm·

（O2）=22.4L·mol―1×1.429g·L―1=32g·mol―1。

知识点四、阿伏加德罗定律及其推论

　要点诠释：

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数。

这一规律称为阿伏加德罗定律。

1．注意：

（1）阿伏加德罗定律只适用气体，对固体、液体物质不适用。

（2）只有温度、压强、体积都相同的气体，其分子数才相同。

　　（3）气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的具体体现。

2．几个重要的推论

　　气体的温度、压强、体积、质量、摩尔质量之间存在以下关系：

，由此可推知以下重要推论：

（1）同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比。

即

。

（2）同温同压下，任何气体的体积比等于它们的物质的量之比。

即

。

　　（3）同温同压下，相同质量的任何气体的体积比等于它们的相对分子质量的反比。

即：

。

　　（4）同温同压下，任何气体的密度比等于它们的相对分子质量之比。

即

。

（5）同温同容下，气体的压强比等于它们的物质的量之比。

即

。

知识点五、物质的量浓度

1.物质的量浓度

（1）概念：

以单位体积溶液所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物质的量，叫做溶质B的物质的量浓度。

（2）表达式：

C（B）=n（B）/V单位:

mol/L

2.物质的量浓度与溶质的质量分数间的关系

C（B）=（1000ml×pg/ml×w）/Mg/mol

3.溶液的稀释

溶质质量不变：

m（浓）×w（浓）＝m（稀）×w（稀）

溶质的物质的量不变:

c（浓）×V（浓）=c（稀）×V（稀）

知识点六、一定物质的量浓度的配制

1、一定物质的量浓度溶液的配制有两种类型：

　　由固体配制溶液（需确定溶质的质量）和由浓溶液配制稀溶液（需确定要量取的浓溶液体积）。

2、整个过程可细化为八个步骤：

计算、称量、溶解或稀释、转移、洗涤、转移、定容、摇匀。

3、主要仪器：

量筒、托盘天平（砝码）、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。

4、误差分析

由c=n/V可知，误差来源的根本原因是：

物质的量或溶液体积产生误差，若n偏大或V偏小，则c偏大，若n偏小或V偏大，则c偏小。

①若称量物错放在托盘天平的右盘上，n可能偏小从而使c偏小。

因为称量时m（左）=m（右）+m（游）。

②转移过程中有少量溶液或洗涤液撒在容量瓶外则n偏小而使c偏小。

③未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗涤液未转移入容量瓶，配出的溶液浓度偏低，因为溶质少了。

④量筒量取计算出的浓溶液体积时仰视刻度，n偏大而使c偏大。

⑤除洗涤烧杯和玻璃棒外，还洗涤了量筒，则n偏大而使c偏大，因为量筒在标定刻度时，没有把附在器壁上的残留液汁算在内，用水洗涤反而使溶质的量偏大，造成c偏大。

⑥定容时仰视刻度，则V偏大，使c偏小。

⑦定容时俯视刻度，则V偏小，使c偏大。

⑧若容量瓶使用前有少量蒸馏水，则无影响。

⑨若容量瓶使用前用标准液润洗，则n偏大而使c偏大。

知识点七：

以物质的量为核心的计算

解题策略：

1．从8个基本公式计算：

n=m/M，n=N/NA，n=V/Vm，PV=nRT（只适用于气体）,n=c·V（只适用于溶液），

M=aNA（a表示一个粒子的质量），c=1000ρw/M，c1V1=c2V2（稀释定律）。

2．从四个定义式的总关系式求解

n﹦N/NA﹦m/M﹦V/Vm﹦C·V

3．从定义式的推论求解（注意阿伏加德罗定律的推论）

⑴由NA﹦N/n可推出：

n1/n2﹦N1/N2

⑵由Vm﹦V/n可推出（同温同压）：

n1/n2﹦V1/V2

⑶由PV=nRT可推出（同温同体积）n1/n2﹦P1/P2

⑷由ρ﹦M/Vm可推出（同温同压）ρ1/ρ2﹦M1/M2

⑸由C﹦n/V可推出同一溶液：

n1/n2﹦C1/C2﹦V1/V2

考点梳理

考点一：

阿伏加德罗常数1NA=6.02×1023mol-1

组题1、计算分子中微粒的数目

【例1】．NA表示阿伏加德常数，下列说法正确的是（）

A．标准状况下，0.5NA个戊烷分子所占的体积为11.2L

B．常温常压下，17g氨气所含电子数为10NA

C．2.24L氮气所含的原子数为0.2NA

D．NA个氧分子的质量为16g

解析试题分析：

标准状况下，戊烷不是气体，不能适用于气体摩尔体积，A不正确；氨气是10电子分子，17g氨气是1mol，含有10mol电子，B正确；C不正确，因为不一定是在标准状况下；氧气是2个氧原子构成的，所以NA个氧分子的质量为32g，D不正确，答案选B。

考点：

考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断

组题2、考查一定体积一定物质的量浓度的溶液中所含微粒的数目

①．弱酸不完全电离，酸根浓度小于酸的浓度。

（1）：

2.0mol/L醋酸溶液中氢离子浓度小于2.0mol/L。

（2）：

100mL2.0mol/L醋酸溶液中氢离子数小于0.2NA。

②．弱碱不完全电离，阳离子浓度小于溶液浓度。

（1）：

100mL2.0mol/L氨水溶液中铵根离子浓度小于2.0mol/L。

（2）：

100mL2.0mol/L氨水溶液中铵根离子数小于0.2NA。

③．可水解的盐溶液中水解部分的离子的物质的量小于该盐呈晶体状态时该离子的物质的量。

（1）：

200mL1mol/LAl2（SO4）3溶液中，Al3+和SO

离子总数小于6.02*1023

（2）：

1L0.5mol/LCuCl2溶液中含有Cu2+数量小于3.01×1023个

（3）：

1L0.5mol/LNa2CO3溶液中含有的CO

数目小于0.5NA

（4）：

0.1L3mol/L的NH4NO3溶液中含有的NH

数目小于0.3×6.02×1023

组题3、计算电子转移的数目

【例2】.2.4g镁与足量的盐酸反应，转移电子的数目为

2.4g镁是0.1mol的镁生成MgCl2中镁正二价所以失去0.2mol电子就是0.2Na

组题4、物质的质量、气体的体积与微粒数目之间是的换算桥梁

【例3】.NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（）

A.常温常压下，0.05NA个CO2分子所占的体积是1.12L

B.氨气的摩尔质量和NA个氨分子的质量在数值上相等

C.常温常压下,32g氧气和34gH2S分子个数比为1:

1

D.标准状况下,NA个水分子所占的体积为22.4L

【解析】

A．由pV=nRT可知，常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，根据V=nVm计算判断；B．摩尔质量与质量的单位不相同；C．根据n=

计算气体的物质的量，分子数目之比等于物质的量之比；D．标准状况下，水为液体，不能使用气体摩尔体积计算其体积．

A.0.05 NA个CO2分子的物质的量为0.5mol，由pV=nRT可知，常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，故常温常压下，0.05 NA个CO2分子所占的体积大于0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故A错误；

B．NA 个氨分子的质量为17g，摩尔质量与质量的单位不相同，数值上相等，故B错误；

C.32gO2的物质的量为

=1mol，34g H2S的物质的量为

=1mol，分子数目之比等于物质的量之比为1：

1，故C正确；

D．标准状况下，水为液体，不能使用气体摩尔体积计算其体积，NA个水分子的体积远小于22.4L，故D错误；

故选C．

考点二、阿伏伽德罗定律及推论

【例4】.两个体积相同的容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2,在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的（）

A.原子总数B.质子总数C.分子总数D.质量

根据阿伏加德罗定律可知，两容器中气体的物质的量是相同的，因此分子数一定是相等的；又因为三种气体都是由2个原子构成的，所以它们的原子数也是相等的，而质子数与质量不一定相等，因此正确的答案选A、C。

【例5】.关于同温同压下等体积的CO2和CO，下列叙述：

（1）质量相等

（2）密度相等（3）所含分子数相等（4）所含碳原子数相等，其中正确的是（）

A.

（1）

（2）（3）（4）B.

（2）（3）（4）C.（3）（4）D.（3）

同温同压下等体积的CO2和CO的物质的量相同，则分子数相等，碳原子个数相等，根据物质的量和相对分子质量计算质量关系和密度关系．

【解析】

根据阿伏加德罗定律可知：

同温同压下等体积的CO2和CO的物质的量相同，则分子数相等，碳原子个数相等，

CO2和CO的相对分子质量不同，相同物质的量时，二者质量不同，

密度等于质量除以体积，质量不同，体积相同，则密度不同，

所以：

相等的有分子数以及所含碳原子数．

故选C．

考点三、物质的量浓度的计算与一定物质的量浓度溶液的配置

组题1、溶质的质量与物质的量浓度间的计算

【例6】.将23.4gNaCl溶于水中，配成250mL溶液。

计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。

M（NaCl）=23+35.5=58.5g 

n（NaCl）=m（NaCl）/M（NaCl）=23.4/58.5=0.4mol 

c（NaCl）=n（NaCl）/V=0.4/0.25=1.6mol/L

组题2、标况下，气体溶于水所得溶液的物质的量浓度的计算

【例7】.将标准状况下的aLHCl（气）溶于1000g水中，得到的盐酸密度为bg/cm3，则该盐酸的物质的量浓度是

A．

B．

C．

D．

根据n=

计算氯化氢的物质的量，再根据m=nM计算氯化氢质量，溶液的质量=1000g+m（HCl），结合密度求出溶液的体积，根据物质的量浓度公式c=

计算溶液的物质的量浓度．

【解析】

将标准状况下的V L HCl（气）的物质的量为

=

mol．

氯化氢的质量为

mol×36.5g/mol=

g．

所以溶液质量为1000g+

g=（1000+

）g．

所以溶液的体积为

=

ml=

×10-3L．

所以溶液浓度为

=

mol/L．

故选D．

组题3、溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度间的换算

【例8】．相对分子质量为M的某物质在室温下的溶解度为Sg，此时测得饱和溶液的密度为ρg·cm－3，则该饱和溶液的物质的量浓度是

A．

B．

C．

D．

该题中物质M的溶解度是室温下，溶质在100克水里达到饱和状态时所溶解的克数，所以室温下该物质的饱和溶液的质量分数为s/（s＋100）×100%根据公式C＝1000ρW/Mr（式中C为溶质物质的量浓度，ρ为溶液密度，W为溶液质量分数，Mr为溶质的相对分子质量）该饱和溶液中溶质物质的量浓度为1000P[S/（S＋100）]/MB

组题3、溶液稀释后物质的量浓度的计算

【例9】．取100mL0.3mol/L和300mL0.25mol/L的硫酸注入500mL容量瓶中，加水稀释至刻度线，该混合溶液中H+的物质的量浓度是

A．0.21mol/LB．0.42mol/LC．0.56mol/LD．0.26mol/L

稀释过程中，溶质的物质的量是不变的，所以混合液中氢离子的物质的量浓度是

，所以答案选B。

组题4、溶液的配置

　　化学方程式的计算，在计算过程中要利用物质的量进行计算，可以简化繁杂的数学运算。

　　【例11】：

12.1gZn和Fe的混合物与足量的稀H2SO4反应，生成H2 4.48L（标准状况）。

求：

混合物中Zn的质量分数。

　　解：

设Zn的物质的量为x，Fe的物质的量为y，

　　n（H2）=

=0.2mol,

　　Zn+H2SO4 ==ZnSO4+H2↑,Fe+H2SO4 ==FeSO4+H2↑,

【例10】．配制0.1mol/L盐酸溶液500mL，请按操作顺序[⑴、⑵、⑶……]填写在操作前的括号内，并在横线上填写适当的仪器名称，操作方法或数字。

（）在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水（溶液体积少于500mL）,用玻璃棒搅拌，使其混匀。

（）待稀释的盐酸冷却后，沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中。

（）用量筒量取密度为1.19g/cm3质量分数为37%的浓盐酸约（取整数）mL注入烧杯中。

（）用蒸馏水洗涤烧杯2～3次，将洗涤液注入容量瓶中。

（）往容量瓶中小心加蒸馏水至液面接近刻度________cm处，改用________加蒸馏

水，使溶液__________恰好与刻度线相切。

方程式计算题

诊断提高

一、选择题（每小题只有1个选项符合题意）

1．在化学反应中，下列叙述正确的是（）

A．反应物的物质的量之和一定等于各生成物的物质的量之和

B．反应前原子的物质的量之和一定等于反应后原子的物质的量之和

C．反应前反应物的摩尔质量之和一定等于反应后生成物的摩尔质量之和

D．在同温同压下，反应前气体体积之和一定等于反应后气体体积之和

2．相同质量的SO2和SO3之间关系正确的是（）

A．所含硫原子的物质的量之比为1∶1

B．氧原子的物质的量之比为3∶2

C．氧元素的质量比为5∶6

D．硫元素的质量比为4∶5

3．如果2g甲烷含有x个分子，那么22gCO2中所含分子数是（）

A．xB．4xC．0.5xD．3x

4．有15gA物质与10.5gB物质恰好完全反应，生成7.2gC物质、1.8gD物质和0.3molE物质，则E的摩尔质量是（）

A．27.5g/molB．55g/molC．100g/molD．111g/mol

二、简答题

5．ngO2中有m个O原子，则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为________。

6．19g某二价金属的氯化物ACl2中含有0.4molCl－离子，求

①ACl2的摩尔质量②ACl2的相对分子质量③A的相对原子质量

探究训练

一、选择题（每小题只有1个选项符合题意）

1．下列有关气体摩尔体积的描述中，正确的是（）

A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积

B．通常状况下，气体摩尔体积约为22.4L

C．标准状况下，气体摩尔体积均约为22.4L

D．相同物质的量的气体体积相同

2．下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）

A．一定温度和压强下，气体体积的大小由构成气体的分子大小决定

B．一定温度和压强下，气体体积的大小由构成气体的分子数决定

C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同

D．气体摩尔体积指1mol任何气体所占的体积约为22.4L

3．在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和CO2的混合气体。

在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的是（）

A．原子数B．分子数C．质量D．密度

4．2molCl2和2molCO2相比较，下列叙述中，正确的是（）

A．分子数相等B．原子数相等C．体积相等D．质量相等

5．标准状况下，相同质量的下列气体中，体积最大的是（）

A．O2B．N2C．Cl2D．CO2

6．有一种气体的质量是14.2g，标准状况下体积是4.48L，该气体的摩尔质量为（）

A．28.4B．28.4g·mol－1C．71D．71g·mol－1

7．下列叙述中，正确的是（）

A．标准状况下，22.4L水所含的原子数目为3NA

B．一定条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数可能不相等

C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小

D．标准状况下，17g氨气的体积约为22.4L

8．下列物质含分子最多的是（）

A．1.204×1024个O2B．标准状况下90mL水

C．标准状况下89.6LCl2D．3molCO2

9．下列叙述正确的是（）

A．1mol任何气体的体积都约为22.4L

B．1mol任何物质在标准状况下所占的体积都约是22.4L

C．标准状况下，1mol水所占有的体积是22.4L

D．标准状况下，22.4L的任何气体的物质的量都约是1mol

10．下列说法中正确的是（）

A．1molO2和1molN2所占的体积都约为22.4L

B．H2的气体摩尔体积约为22.4L

C．标准状况下，1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4L

D．标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含氮原子的物质的量约2mol

二、计算题

11．在标准状况下，测得0.317gA气体的体积是100mL，计算此气体的相对分子质量。

若A是双原子分子，则A可能是什么气体?

诊断提高

1．B2．C3．B4．B5．6．①95g/mol②95③24

探究训练

1．A2．B3．B4．A5．B6．D7．D8．B9．D10．D

11．71Cl2

考点一：

阿伏加德罗常数1NA=6.02×1023mol-1

组题1、计算分子中微粒的数目

【例1】．NA表示阿伏加德常数，下列说法正确的是（）

A．标准状况下，0.5NA个戊烷分子所占的体积为11.2L

B．常温常压下，17g氨气所含电子数为10NA

C．2.24L氮气所含的原子数为0.2NA

D．NA个氧分子的质量为16g

组题2、考查一定体积一定物质的量浓度的溶液中所含微粒的数目

①．弱酸不完全电离，酸根浓度小于酸的浓度。

（1）：

2.0mol/L醋酸溶液中氢离子浓度小于2.0mol/L。

（2）：

100mL2.0mol/L醋酸溶液中氢离子数小于0.2NA。

②．弱碱不完全电离，阳离子浓度小于溶液浓度。

（1）：

100mL2.0mol/L氨水溶液中铵根离子浓度小于2.0mol/L。

（2）：

100mL2.0mol/L氨水溶液中铵根离子数小于0.2NA。

③．可水解的盐溶液中水解部分的离子的物质的量小于该盐呈晶体状态时该离子的物质的量。

（1）：

200mL1mol/LAl2（SO4）3溶液中，Al3+和SO

离子总数小于6.02*1023

（2）：

1L0.5mol/LCuCl2溶液中含有Cu2+数量小于3.01×1023个

（3）：

1L0.5mol/LNa2CO3溶液中含有的CO

数目小于0.5NA

（4）：

0.1L3mol/L的NH4NO3溶液中含有的NH

数目小于0.3×6.02×1023

组题3、计算电子转移的数目

【例2】.2.4g镁与足量的盐酸反应，转移电子的数目为----

组题4、物质的质量、气体的体积与微粒数目之间是的换算桥梁

【例3】.NA表示阿伏加