第一章 学案4 化学计量在实验中的应用(一)（整理）

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1、学 海 无 涯 学案学案 4 化学计量在实验中的应用化学计量在实验中的应用 一一 物质的量物质的量 气体摩尔体积气体摩尔体积 考纲要求 1 准确理解物质的量 摩尔质量 气体摩尔体积 阿伏加德罗常数的含义 并且掌握上述几种量之间的有关计算 2 了解阿伏加德罗定律 并能简单计算 3 掌握物 质的量 气体摩尔体积在化学反应和计算中的应用 知识点一 物质的量及其单位 1 物质的量 物质的量表示一定数目的微粒集体 物质的量的符号为 n 其单位是摩尔 简称摩 符 号为 mol 1 mol 任何粒子的粒子数与 0 012 kg 12C 中所含的原子数相同 这里的粒子指 分子 原子 质子 中子 电子 离子或它

2、们的特定组合等 与可称量的物质联系起来 问题思考 1 1 mol NaCl 和 1 mol HCl 所含的粒子数相同吗 答案 不相同 因为 NaCl 是离子化合物 组成微粒是 Na 和 Cl 而 HCl 是共价化合物 组成微粒是 HCl 分子 2 阿伏加德罗常数 1 规定 0 012 kg12C 所含的原子数为阿伏加德罗常数 把含有 6 02 1023个粒子的任何 粒子集体的物质的量计量为 1 mol 6 02 1023 mol 1叫做阿伏加德罗常数 其符号是 N A 单位是 mol 1 2 物质的量 n 阿伏加德罗常数 NA 与微粒数 N 之间的关系为 n N NA 问题思考 2 阿伏加德罗

3、常数 NA 与 6 02 1023完全相同吗 答案 不相同 原因是 NA是指 1 mol 任何粒子的粒子数 即 12 g 12C 中含有的原子数 是一个真实值 而 6 02 1023是一个实验值 是阿伏加德罗常数的近似值 3 摩尔质量 1 概念 单位物质的量的物质所具有的质量 2 单位 g mol 1 符号是 M 3 当摩尔质量以 g mol 1为单位时 在数值上与该物质的相对分子质量相等 4 物质的量 物质的质量和摩尔质量之间的关系为 n m M 问题思考 3 摩尔质量 相对分子质量 1 mol 物质的质量三者的区别和联系 答案 1 mol 物质的质量在数值上和摩尔质量相同 二者的区别在于单

4、位不一样 质量 的单位是克或千克 而摩尔质量的单位是 g mol 1 或 kg mol 1 相对分子质量与摩尔质 量单位不同 相对分子质量为一比值 摩尔质量单位为 g mol 1 但在数值上二者相等 知识点二 气体摩尔体积 1 气体摩尔体积 1 定义 在一定条件下 单位物质的量的气体所占的体积 2 符号 Vm 单位 L mol 1 3 气体摩尔体积概念的要点 物质的聚集状态必须是气态 不适用于固态或液态 物质的量必须为 1 mol 必须指明气体所处的外界条件 即温度和压强 问题思考 4 标准状况下 1 mol 气体的体积是 22 4 L 如果当 1 mol 气体的体积是 22 4 L 时 一

5、学 海 无 涯 定是标准状况吗 答案 不一定 因气体的体积与温度 压强和气体的分子数有关 标准状况下 22 4 L 气体的物质的量为 1 mol 2 影响气体摩尔体积大小的因素 决定气体摩尔体积大小的主要因素是 气体分子间的平均距离 其影响因素主要有 温度 压强 标准状况下气体摩尔体积概念剖析 1 四条件 温度 0 压强 101 kPa 基准 1mol物质 对象 气体 任何一种单一组分的气体或 不相互反应的混合气体 2 结论 1 mol 任何气体在标准状况下的体积都约是 22 4 L 3 单位 L mol 1 3 阿伏加德罗定律 当温度和压强一定时 不同气体分子间平均距离一定且相等 一定物质的

6、量的气体的体 积一定 所以在相同温度和压强下 相同体积的任何气体含有相同数目的分子 这就是 阿伏加德罗定律 可总结为 三同定一同 适用对象是气体 一 气体摩尔质量的求解方法 1 标况密度法 M 22 4 L mol 1 g L 1 2 相对密度法 A 气体对 B 气体的相对密度 D B A B MA MB 如对空气 M D 对空 气 29 3 体积分数法 M M1 V1 M2 V2 V1 V2 表示各组分的体积分 数 也等于物质的量分数 典例导悟 1 在 150 时 将一定质量的 NH4HCO3放在密闭容器中分解完全 保持温度 不变 求生成气体的平均相对分子质量 解析 设 NH4HCO3为 7

7、9 g 由方程式 NH4HCO3NH3 H2O CO2 79 g 1 mol 1 mol 1 mol 则 M 79 g 3 mol 26 33 g mol 1 故生成气体的平均相对分子质量为 26 33 答案 26 33 变式演练 某校化学小组学生进行 气体相对分子质量的测定 的实验 操作如下 用质 量和容积都相等的烧瓶收集气体 称量收集满气体的烧瓶质量 数据见下表 已换算成标 准状况下的数值 气体 烧瓶和气体的总质量 g A 48 408 2 B 48 408 2 C 48 408 2 D 48 382 2 E 48 434 2 学 海 无 涯 F 48 876 2 已知标准状况下 烧瓶的容

8、积为 0 293 L 烧瓶和空气的总质量为 48 4212 g 空气的平 均相对分子质量为 29 A B C D E F 是中学常见的气体 1 上述六种气体中 能够使品红溶液褪色的是 写化学式 2 E 的相对分子质量是 3 实验室制取少量 D 的化学方程式是 4 A B C 可能的化学式是 1 SO2 2 30 3 CaC2 2H2O Ca OH 2 C2H2 4 N2 CO C2H4 解析 设烧瓶的质量为 m 盛空气时 48 4212 g m 29 g mol 1 0 293 L 22 4 L mol 1 m 48 04 g 据阿 伏加德罗定律可得 48 4082 g 48 04 g M A

9、 0 293 L 22 4 L mol 1 解得 M A 28 g mol 1 M B M C 所以 A B C 可能为 N2 CO C2H4 同理可推出 D E F 的相对分子质量 分别为 26 30 64 所以 D 为 C2H2 E 为 C2H6 F 为 SO2 能使品红溶液褪色 二 气体体积 质量的测定方法 1 下列气体中 H2 N2 O2 NO2 NH3 HCl 哪些可以用排水法测量气体的体积 为什么 答案 H2 N2 O2 因为这三种气体既不溶于水 也不和水发生化学反应 2 实验室在做 H2和 CuO 的实验时 如何测得参加反应的 H2的质量 答案 可以用盛浓 H2SO4的洗气瓶 或

10、其他吸收水的装置 吸收生成的 H2O 称量吸水前 后洗气瓶 或装置 的质量差即可得到 H2O 的质量 再换算成 H2的质量 3 1 下列装置中 可以用来量取气体体积的是 可以用来测定气体质量的是 2 用 d 装置测定气体体积 读数时应注意哪些问题 答案 1 a b c d e f g 2 冷却至室温 上下移动乙管 使两管中液面相平 视线与凹液面的最低点水平相切 典例导悟 2 某研究性学习小组为证明在同温同压下 相同浓度相同体积的不同强度的 一元酸与足量镁带反应时 生成氢气的体积相同而反应速率不同 同时测定实验室条件 学 海 无 涯 下的气体摩尔体积 设计的简易实验装置如下图 该实验的主要操作步

11、骤如下 请将下述步骤补充完整 1 配制浓度为 0 5 mol L 1 H 2SO4溶液和 H2C2O4溶液 2 用 量取 10 00 mL 0 5 mol L 1 H 2SO4和 H2C2O4溶液分别加入两个锥 形瓶中 3 分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端 4 检查装置的气密性 在广口瓶中装满水 按图连接好装置 5 将铜丝向下移动 使足量镁条浸入酸中 铜丝不与酸接触 至反应完全 记录 6 反应结束后 读取量筒中水的体积为 y mL 回答下列问题 1 以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤 使乙 丙中液面相平 将装 置冷却至室温 读取量筒内水的体积 这三步操作的正确顺序是 2 读

12、取量筒内水的体积时 若丙中液面高于乙中液面 使乙 丙中液面相平的操作是 3 简述速率不等的原因是 铜丝不能与酸接触的原因是 解析 2 由 10 00 mL 精确度 0 01 mL 可知所选仪器为滴定管 了解乙 丙量气原理及操作是解本题的关键 答案 2 酸式滴定管 5 反应所需时间 1 2 丙向下移动 3 氢离子浓度不同 镁与铜易形成原电池 加快反应速率 干扰实验的测定 题组一 对阿伏加德罗常数的考查 1 NA表示阿伏加德罗常数 判断下列各项是否正确 考查物质的结构 1 1 mol 羟基中电子数为 10 NA 2010 江苏 5B 2 1 7 g H2O2中含有电子数为 0 9 NA 2010

13、上海 7B 3 1 mol 乙烷分子中含有 8NA个共价键 2009 浙江理综 8B 4 58 5 g 的 NaCl 固体中含有 NA个氯化钠分子 2009 浙江理综 8C 5 24 g 镁的原子最外层电子数为 NA 2009 福建理综 8A 考查物质的物理性质 6 标准状况下 22 4 L 乙醇的分子数为 NA 2009 福建理综 8D 学 海 无 涯 7 标准状况下 22 4 L 二氯甲烷的分子数约为 4 NA个 2010 四川理综 7A 8 标准状况下 22 4 L 戊烷所含分子数为 0 1 NA 2010 上海 7D 考查电离情况 9 1 L 0 1 mol L 1 乙酸溶液中 H 数

14、为 0 1 N A 2009 福建理综 8B 考查氧化还原反应中电子的转移 10 1 mol Ca 变成 Ca2 时失去的电子数为 2N A 2009 广东理基 20D 11 1 mol Cl2与足量 Fe 反应 转移的电子数为 3NA 2008 广东 10A 12 1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为 2NA 2010 福建理综 7C 13 在反应 KIO3 6HI KI 3I2 3H2O 中 每生成 3 mol I2转移的电子数为 6NA 2010 江苏 5C 考查盐的水解 14 将 0 1 mol 氯化铁溶于 1 L 水中 所得溶液含有 0 1NA Fe3 2009 广东 6D 1

15、5 在 1 L 0 1 mol L 1 碳酸钠溶液中 阴离子总数大于 0 1 NA 2009 浙江理综 8D 气体摩尔体积 16 标准状况下 2 24 L H2O 含有的分子数等于 0 1NA 2009 上海 12A 17 标准状况下 22 4 L 空气含有 NA个单质分子 2010 福建理综 7B 18 分子数为 NA的 CO C2H4混合气体体积约为 22 4 L 质量约为 28 g 2009 上海 12C 19 常温常压下 22 4 L 乙烯中 C H 键数为 4NA 2010 江苏 5D 20 乙烯和环丙烷 C3H6 组成的 28g 混合气体中含有 3NA个氢原子 2009 广东 6B

16、 21 标准状况下 22 4 L 氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为 NA 2009 广东 6C 22 22 4 L Cl2中含有 NA个 Cl2分子 2009 广东理基 20A 题组二 物质的量 气体摩尔体积 2 2008 四川理综 6 下列说法中不正确的是 A 1 mol 氧气中含有 12 04 1023个氧原子 在标准状况下占有体积 22 4 L B 1 mol 臭氧和 1 5 mol 氧气含有相同的氧原子数 C 等体积 浓度均为 1 mol L 1 的磷酸和盐酸 电离出的氢离子数之比为 3 1 D 等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为 1 6 氧原子数之比为 1 3 答案 C 解析 O2为双原子分子 1 mol O2含有 12 04 1023个氧原子 1 mol O2在标准状况下占 有体积为 22 4 L A 正确 臭氧为 O3 因此 B 正确 由于 H3PO4为弱电解质 不能完全 电离 因此 C 错误 干冰和葡萄糖的分子式分别为 CO2 C6H12O6 因此 D 正确 3 2008 海南 3 在两个密闭容器中 分别充有质量相同的甲 乙两种气体 若两容器 的温度和