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1、章末总结知识网络图示基本知识提炼整理 本章的主要内容是物质的量,以及以它为基础衍生出来的摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、物质的量与微粒数的关系等一系列概念和一系列有关的计算. 1.物质的量是一个物理量,是专门用于量度物质粒子数目的,其单位是摩尔,符号是n.用物质的量(n)和它的单位(mol)把宏观和微观联系起来,把可称量的质量和粒子个数联系起来,这大大方便了有关的计算和粒子的计数. 2.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol,1 mol粒子数就是阿伏加德罗常数个粒子,摩尔的使用只限于微观粒子(分子、原子),不能量度宏观物质,在使用摩尔表示物质的量时,必须指明粒子的名称、符号或化学式.
2、 3.阿伏加德罗常数是0.012 kg 12C中所含的原子数目,用符号NA表示.这个数值是一个理想数值,6.021023mol-1是阿伏加德罗常数的近似值,在回答有关阿伏加德罗常数概念方面的问题时,不能用6.021023mol-1这个近似值,应用精确值: 0.012 kg 12C所含的原子数;只有在计算粒子的多少且数值要求不精密时才能应用6.021023mol-1这个近似值. 4.物质的量(n)与阿伏加德罗常数(NA)、粒子数(N)之间存在下列关系:n (或NnNA),在习题中经常应用这个关系式进行粒子数(N)和物质的量(n)之间的相互换算. 5.摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,符
3、号是M,常用单位是g/mol或kg/mol.将物质的质量换算成物质的量,进一步换算成粒子数,将气体物质的质量换算成体积(标准状况),都要通过摩尔质量这一桥梁进行的,即使用公式M . 6.气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积,符号是Vm,常用的单位是L/mol或m3/mol.知道了气体摩尔体积,可以计算气体的体积或气体的物质的量,三者存在下列关系:VmV/n,标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L/mol. 7.阿伏加德罗定律在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子.这条定律在解题中广泛使用,由这条定律又可推导出由条经常使用的推论;同T、p时,;同T、V时,;同T、p、
4、V时,;同T、p,m时,. 8.物质的量浓度以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,用公式表示为:cB,常用的单位是mol/L或mol/m3,公式中的V指的是溶液的体积,而不是溶剂的体积.若已知溶液的密度,可与溶质的质量分数相互换算. 9.配制一定物质的量浓度的溶液,一般分为以下几步:计算;称量;溶解;转移;洗涤;定容;摇匀;装瓶贴签. 配制一定物质的量浓度溶液的主要仪器是容量瓶,还有托盘天平、烧杯、量筒或滴定管、玻璃棒、胶头滴管、药匙等.容量瓶上标有体积(mL)和温度(),是比较精密的仪器,它的容积是在指定温度下测量出来的,故需在指定温度下使用. 专题总结及应用 一、阿伏
5、加德罗定律及推论 1.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. 阿伏加德罗定律可适用于任何气体,同温、同压、同体积这三个“同”字是条件,最后一个“同”字(即分子数相同)是结果,即“三同定一同”,“四同”缺一不可。如同温同压时,a mol Cl2和b mol O2(ab)所含分子总数或原子总数一定不等,物质的量一定不等,单位体积内气体分子数一定不等,所占体积一定不等,密度一定不等,质量一定不等. 2.阿伏加德罗定律的推论 由理想气体状态方程pVnRT及n,=可得下列结论: (1)同温、同压下,气体的分子数与其体积成正比,即T、p相同,; (2)温度、体积相同
6、的气体,压强与其分子数成正比,即T、V相同,; (3)分子数相等,压强相同的气体,体积与其温度成正比,即n、p相同,; (4)分子数相等,温度相同的气体,压强与其体积成反比,即n、T相同,; (5)同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比,即T、p相同,; (6)同温、同压下,等体积的气体,相对分子质量与其质量成正比,即T、p、V相同,; (7)同温、同压下,等质量的气体,相对分子质量与其体积成反比,即T、p、m相同,. 3.气体密度和相对密度(D)的计算 (1)标准状况:=g/L; (2)非标准状况:=;(3)同温、同压下,气体的相对密度:D=.例1 物质的量为a的CO2气体,体积为x
7、,在同温、同压下,分子数为b的CO气体,其体积是_. 分析 n(CO)= ,同温、同压下,得,V(CO) 答案: 例2 同温、同压下,相同质量的下列气体中,体积最大的是 ( ) A.CO2 B.CH4 C.H2 D.CO 分析 由同温、同压下,同质量气体推知,摩尔质量最小者体积最大. 答案:C 例3 已知空气的平均摩尔质量为29 g/mol,在同温、同压下,某气体R对空气的相对密度为2,该气体是 ( ) A.CH4 B.C2H4 C.C2H2 D.C4H10 分析 由同温、同压下,D,得M1=58g/mol,由选项中各分子的相对分子质量推知该气体为C4H10. 答案:D 二、求气体相对分子质量
8、的方法 1.根据标准状况下的气体密度,求气体相对分子质量 根据标准状况下气体的密度,求该气体的摩尔质量(单位是g/mol),数值上即为气体的相对分子质量.即 M=22.4 L/mol 例4 已知标准状况下某气体的密度为1.25g/L,则该气体的相对分子质量是多少? 解:由M22.4 L/mol得M=1.25 g/L22.4L/mol28g/mol, 故该气体的相对分子质量是28. 2.根据气体的相对密度D,求气体的相对分子质量 M(A)=DM(B)(D为A气体相对于B气体的相对密度,通常是相对于H2、 O2等). 例如,某气体相对于空气的密度是2,则该气体的相对分子质量为58.1 求混合气体的
9、平均相对分子质量M(A)A+M(B)B+(A、B为A、B气体在混合气体中的体积分数) 例5 已知空气中O2占21,N2占78,CO2约占1,试求空气的平均相对分子质量. 解:MMAA+MBB+MCC 3221+28 78+441 29. 4.根据化学方程式求气体的相对分子质量 例6 150时,碳酸铵完全分解,生成的气态混合物其密度是相同条件下 H2 密度的_倍. 分析 (NH4)2CO32NH3)+H2O+CO2 设1 mol(NH4)2CO3完全分解,根据质量守恒,生成气体的总质量为1 mol M(NH4)2CO396 g,生成的气体共为4 mol. 答案:12 三、十字交叉法简介 十字交叉
10、法是进行二组分混合物平均量与组分量有关计算的一种简便方法.凡可按M1n1+M2n2=M(n1+n2)计算的问题,均是可用十字交叉法计算的问题,均可按十字交叉法计算,算式为: 式中,M表示混合物的某平均量,M1、M2则表示两组分对应的量.如M表示平均相对分子质量,M1、M2则表示两组分各自的相对分子质量,n1、n2表示两组分在混合物中所占的比例,在大多数情况下表示两组分的物质的量之比.十字交叉法常用于求解混合气体平均相对分子质量及组成、混合烃平均分子式及组成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混合物的反应等. 例7 由CH4和O2组成的混合气体,标准状况下密度为1g/L,则该混合气体中CH4和O2
11、的体积比 ( ) A.2:1 B.1:2 C.2:3 D. 3:2 分析混1 g/L 22.4 L/mol22.4 g/mol. 答案:D 例8 在标准状况下,CO和CO2的混合气体20.4g,体积为11.2 L,求混合气体中CO和CO2的体积比和质量比.分析 答案:CO和CO2的体积比为1:4,质量比为7:44.强化训练自我评价一、选择题1.在标准状况下,1.6 L氮气中含m个分子,则阿伏加德罗常数为 ( ) A.14m B.28m C. D.7m答案:A提示:由阿伏加德罗常数的定义可得NAm=14m2.下列说法中,正确的是 ( ) A.1 mol任何物质都含有6.021023个微粒 B.硫
12、酸的摩尔质量是98g C.等质量的SO2和SO3中所含的硫原子数相等 D.等质量的O2和O3中所含的氧原子数相等答案:D提示:A项中微粒不明确,如1 mol NaCl含有26.021023个离子,故A项不正确;摩尔质量的单位为g/mol,故B项不正确;等质量的SO2和SO3的物质的量不相等,故所含S原子数也不相等,故C项不正确;O2、O3均是只由O原子构成的分子,故等质量的O2和O3中所含的氧原子数相等3.下列气体中,含原子数最多的是 ( ) A.标准状况下11.2 L N2 B.通常状况下11.2 L O2 C.0.4 mol SO2 D.5.3 g NH3答案:D提示:先求出分子的物质的量
13、,再换算成原子的物质的量,比较可得4.实验室用MnO2与浓盐酸加热的方法制取氯气.若制得的氯气在标准状况下的体积为2.24 L,则被氧化的氯离子是 ( ) A.0.2 mol B.0.4 mol C.1 mol D.2 mol答案:A提示:由反应的化学方程式可知,Cl-被氧化生成Cl2,其物质的量为0.1 mol,则生成Cl2时需氧化0.2 mol Cl-5.某Al2(SO4)3溶液VmL中含a g Al3+,取出mL溶液稀释成4V mL后,溶液中SO2-4的物质的量浓度为 ( )A. B. C. D. 答案:B提示:V mL溶液中n(Al3+)=mol,所以mL溶液中Al3+的物质的量为mo
14、l,稀释成4V mL溶液后,Al3+物质的量浓度为mol/L,所以c(SO2-4) mol/Lmol/L6.2 g AO2-3中,核外电子数比质子数多3.011022个,则元素A的相对原子质量为( ) A.12 B.32 C.60 D.80答案:B提示:因为每个AO2-3中,核外电子数比质子数多2个,所以有AO2-3电子数比质子数多(M为AO2-3的摩尔质量)M 2mol2g 得M=故A的相对原子质量为80-316327.NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中,不正确的是 ( ) A.4时,5.4 mL水中所含水分子数为0.3NA B.2 L 1 mol/L硫酸钾溶液中钾离子的总数为3NA C.标准状况下,22.4L甲烷和乙炔的混合物中所含的分子数为NA D.1 mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和相等答案:B提示:因4时水的密度1 g/cm3,所以5.4 mL水的质量为5.4 g,物质的量为0.3mol,故A项正确;2 L 1 mol/L K2SO4溶液中K2SO4的物质的量为2mol,故钾离子的总数为4 mol,故B项不正确;由气体摩尔体积及摩尔质量的定义可知,C、D两项是正确的8.在同温、同压下,气体A的质量与气体B的质量相等,但气体A的体积小于气体B的体积,则气体A的相对分子质量和气体B的相对分子质量的关系是