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1、第5讲物质的量及其应用 粒子的集合体 n 一 物质的量 阿伏加德罗常数 摩尔质量 1 物质的量 1 概念 表示含有一定数目 的基本物理 量 符号为 摩尔 mol 2 单位 符号为 3 注意事项 物质的量只能描述原子 分子 离子 质子 中子和电子等肉眼看不到 无法直接称量的 粒子 不能描述 物质 微观 宏观 微粒符号 使用摩尔作单位时 应该用化学式 离子符号等 指明粒子的种类 例如 1mol氢 不正确 1molH 正确 1molH2 正确 物质的量是物理量 摩尔是其单位 不是物理量 1molH 正确 2 阿伏加德罗常数 1 阿伏加德罗常数标准 国际上规定 1mol粒子集体所含的粒子数与 所含的碳
2、原子数相同 约为 0 012kg12C 6 02 1023 2 阿伏加德罗常数 1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数 符号NA 通常用 表示 3 物质的量 阿伏加德罗常数与粒子数 N 之间的关系式 6 02 1023mol 1 4 理解 阿伏加德罗常数是一个有单位的 常数 单位是mol 1 粒子集体的粒子数与阿伏加德罗常数相同时 该粒子的物质的量就为1mol 时可认为是准确值 3 摩尔质量 1 概念 的物质所具有的质量 符号为 单位物质的量 M g mol 1 2 单位 常用单位是 尽管6 02 1023mol 1是阿伏加德罗常数一个约数 计算 3 推论 任何粒子或物质的摩尔质量 若以
3、为单位时 其数值都与该粒子的 相等 4 物质的量 n 质量 m 和摩尔质量 M 的关系式 相对原子质量或相对分子质量 5 理解 摩尔质量和相对原子质量 只是数值上相等 它们的单位不相同 摩尔质量的数值和阿伏加德罗常数个构成粒子的实际质量的和是相等的 即M NA m 粒子 g mol 1 二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律 1 气体摩尔体积 1 概念 的气体所占的体积 符号为 2 单位 4 数值 在标准状况下 指温度为0 压强为101kPa 气体摩尔体积约为 单位物质的量 Vm L mol 1 22 4L mol 1 5 理解 气体摩尔体积的数值不是固定不变的 它决定于气体所 处的 与 温度 压强
4、 标准状况下 1mol气体的体积是22 4L 非标准状况下1mol气体的体积也可能是22 4L 适用的对象可以是单一组分的气体 也可以是混合气体 2 阿伏加德罗定律 1 概念 在相同的温度和压强下 相同体积的任何气体都 含有 的分子 相同数目 2 理解 适用对象为气体 纯气体或混合气体 关系 三同 定 一同 3 推论 同温同压下 V1 V2 n1 n2 N1 N2 同温同压下 M1 M2 1 2 同温同体积时 P1 P2 n1 n2 N1 N2 三 物质的量浓度 一定物质的量浓度溶液的配制 1 物质的量浓度 1 概念 以单位体积溶液中所含溶质B的 来表示溶液组成的物理量 符号为 2 单位 物质
5、的量 c B 5 其他公式 物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算公式 玻璃棒 胶头滴管 100mL容量瓶 3 实验步骤 如图1 5 1 图1 5 1 计算 计算所需NaCl固体的质量为 若溶质是液体时 则计算所需液体的体积 称量 根据计算结果 称出所需的NaCl固体 若溶质是液体时 则量出所需液体的体积 溶解 把称好的NaCl固体放入烧杯中 加适量蒸馏水溶 解 并用 搅拌 11 7g 玻璃棒 玻璃棒 转移 把所得的溶液用 引流注入容量瓶中 洗涤 用少量的蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 次 把每次的洗涤液一并注入容量瓶中 轻轻摇动容量瓶 使溶液 混合均匀 2 3 定容 向容量瓶中缓缓注入蒸馏水至离
6、容量瓶刻度线 处 再用 滴加蒸馏水至凹液面与刻度线 相切 1 2cm 胶头滴管 颠倒 摇匀 摇匀 盖好瓶塞 用食指顶住瓶塞 另一只手托住瓶底 反复上下 然后将所配的溶液倒入指定试剂瓶并贴好标签 考点1 阿伏加德罗常数的应用 阿伏加德罗常数是近几年高考的热点问题 也是广东高考的必考题 主要以选择题的形式呈现 考查内容主要涉及基本计算公式的理解应用 物质的结构 氧化还原反应 盐的水解及弱电解质的电离等方面的知识 主要有以下几个方面 高考考查阿伏加德罗常数的六大命题角度 角度1 温度和压强 22 4L mol 1是指标准状况 0 101KPa 下的气体摩尔体 积 命题者有意在题目中设置非标准状况下的
7、气体体积 让考 生用22 4L mol 1进行换算 误入陷阱 例如 常温常压下 11 2L氧气所含的原子数为NA 就是陷阱 角度2 物质的状态 22 4L mol 1使用的对象是气体 包括混合气体 命题者常 设置一些容易忽视的液态或固态物质 让考生误当成气体而落入陷阱 常考的有水 四氯化碳 酒精 辛烷 三氧化硫等物质 角度3 单质的组成 气体单质的组成除常见的双原子分子外 还有单原子分子 如Ne 三原子分子 如O3 等 考生如不注意这点 容易误入陷阱 角度4 粒子的数目 粒子种类一般有分子 原子 离子 质子 中子 电子等 1mol粒子的数目即为阿伏加德罗常数 由此可计算分子 原子 离子 质子
8、中子 电子等粒子的数目 命题者往往通过 NA与粒子数目的换算 巧设陷阱 例如 1L1mol L 1的盐酸中 所含氯化氢分子数为NA 因为盐酸中无氯化氢分子 氯化氢分子在水中全部电离成H 和Cl 故该说法错误 角度5 物质的结构 SiC的结构中只有原子 无分子 P4为正四面体结构 1molP4分子中含有共价键数为6NA 考生若不注意这些 容易误入陷阱 角度6 物质的变化 例1 2012年四川高考 设NA为阿伏加德罗常数的值 下列叙述正确的是 A 标准状况下 33 6L氟化氢中含有氟原子的数目为1 5NAB 常温常压下 7 0g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为NAC 50mL18 4mol
9、L 1浓硫酸与足量铜微热反应 生成SO2分子的数目为0 46NAD 某密闭容器盛有0 1molN2和0 3molH2 在一定条件下充分反应 转移电子的数目为0 6NA 解析 氟化氢在标准状况下呈液态 不能通过其体积计算物质的量 A项错误 乙烯和丙烯的最简式均为CH2 7 0gCH2的物质的量为0 5mol 氢原子为0 5mol 2 1mol 即含有 NA个氢原子 B项正确 结合化学方程式Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 50mL18 4mol L 1 即0 92mol 硫酸参与反应时生成SO20 46mol 但随着反应的进行 浓硫酸逐渐变稀 反应不能继续进行 C项错误 N2
10、 H2的反应属于可逆反应 0 1molN2不能完全反应 转移电子数小于0 6NA D项错误 答案 B 答案 A 考点2 物质的量浓度 溶液的配制 1 容量瓶的使用 1 规格 容量瓶常见规格有50mL 100mL 250mL 500mL 1000mL 容量瓶上的三个标识 温度 容量 刻度线 2 使用注意事项 容量瓶使用前需检漏 检查方法 加水 塞上瓶塞 倒立 观察 正立 瓶塞旋转180 倒立 观察 容量瓶只适用于配制一定物质的量浓度的溶液 不能用作反应容器和长时间存放溶液 根据cB 配制溶液时 容量瓶不是用所配溶液润洗 而是用蒸馏水润洗 配制溶液时应选择合适规格的容量瓶 遵循 只能大不能小 的原
11、则 定容时凹液面最低处超过刻度线应重新配制 定容摇匀后凹液面低于刻度线不得继续加蒸馏水 2 误差分析 以配制NaOH溶液为例 nmVMV 来具体分析 凡是引起m V改变的因素 都能引起cB的改变 弄清实验操作是引起 m 还是 V 的误差 再具体分析 俯视 仰视的分析 结果 仰视时 容器内液面高于刻度线 俯视时 容器内 液面低于刻度线 为98 密度为1 84g cm 3的浓硫酸 mL 例3 有下列化学仪器 托盘天平 玻璃棒 药匙 烧杯 量筒 容量瓶 胶头滴管 细口试剂瓶 标签纸 1 现需要配制500mL1mol L 1硫酸溶液 需用质量分数 2 选择上述仪器 按实验使用的先后顺序 其编号排列是
12、3 若实验中遇到下列情况 对硫酸溶液的物质的量浓度的 影响分别为 填 偏高 偏低 或 不变 用以稀释硫酸的烧杯未洗涤 未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中 摇匀后发现液面低于刻度线再加水 容量瓶中原有少量蒸馏水 定容时俯视观察液面 思路指导 本实验操作是配制500mL1mol L 1的硫酸溶 液 同学们不仅要熟悉实验操作步骤 仪器的使用 还应具有对实验结果进行误差分析的能力 答案 1 27 2 2 3 偏低 偏高 偏低 不变 偏高 2 配制硫酸溶液流程 用量筒量取浓硫酸 倒入烧杯 玻璃棒搅拌稀释 冷却后转移至容量瓶 洗涤 摇匀 注入蒸馏水 胶头滴管定容 转移溶液至试剂瓶 贴标签 3 未洗涤 溶质减少
13、 未冷却 溶液体积不足 定容后继续加水 溶液体积增大 瓶内原来有水无影响 俯视定容 溶液液面低于刻度线 A 0 40 0 50 0 12B 0 66 0 50 0 24C 0 64 0 50 0 24D 0 64 0 02 0 24 例4 在无土栽培中 需配制1L含0 50mol L 1的NH4Cl 0 16mol L 1KCl 0 24mol L 1K2SO4的混合溶液 但当时没有K2SO4固体 若用 NH4 2SO4固体代替 需用KCl NH4Cl NH4 2SO4三种固体的物质的量 单位为mol 分别为 答案 D 考点3 物质的量应用于化学方程式的计算 1 化学方程式在量方面的含义化学方
14、程式可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数量关系 即化学计量数之比等于反应中各物质的物质的量之比 2 化学方程式计算需注意的问题 1 计算必须代入纯净物的量 固体考虑纯度问题 溶液反应考虑溶质或溶剂问题等 2 单位问题 一般说来 比例式中的四个量都用统一的单位 但如果题中所给和所求的两个量单位不同 也没必要必须统一 这时只要做到 上下一致 左右相当 即可 3 如果是离子反应 可以根据离子方程式进行计算 如果是氧化还原反应 可以利用电子转移关系进行有关计算 例5 将3 72g由金属钠 氧化钠和过氧化钠组成的混合物与足量的水反应 在标准状况下得到672mL的混合气体 将该气体由电火花点燃 恰好完全
15、反应 则原混合物中钠 氧 化钠 过氧化钠的物质的量之比为 A 3 2 1C 2 1 1 B 4 2 1D 1 1 1 思路指导 本题涉及多个化学方程式的计算 关键是分析并确定混合气体的成分及比例 再根据各个化学方程式分别求出对应的固体物质的量 解析 由题意分析 可知混合气体的成分是氢气和氧气 因为恰好完全反应 故氢气 氧气的物质的量的比应为2 1 故体积分别为448mL和224mL 答案 C 2Na 2H2O 2NaOH H2 2mol22400mLn Na 448mL解得n Na 0 04mol2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 2mol22400mLn Na2O2 224mL解得n
16、Na2O2 0 02mol因此n Na2O 3 72 0 04 23 0 02 78 62 0 02mol 例6 草酸晶体的组成可表示为 H2C2O4 xH2O 为测定x 值 进行下列实验 称取mg草酸晶体 配成100 0mL溶液 取25 0mL所配草酸溶液置于锥形瓶中 加入适量稀硫酸后 用浓度为cmol L 1KMnO4溶液滴定 滴定时 所发生的反应 方程式为 2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 10CO2 2MnSO4 8H2O 请回答下列问题 1 实验 中为了配制准确浓度的草酸溶液 所需要的实验仪器 天平 含砝码 烧杯 药匙和 2 在实验 中 滴定时KMnO4溶液应装在 式滴定管中 原因是 3 在滴定过程中 目光应注视 判断滴定结束的标准是 4 若滴定时 反应前后两次读数分别为a和b 则实验所配得的草酸溶液的物质的量浓度为 因此计算出草酸晶体x值表达式为 5 若读取读数a时仰视 读取读数b时俯视 则所测x值 填 偏大 偏小 或 不变 5 开始时仰视 读数a偏大 结束时俯视 读数b偏小 则 b a 值偏小 代入 4 中x表达式可知x值偏大 答案 1 玻璃棒 10
