专题十五物质的量及溶液的计算教学内容

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1、专题十五 物质的量及溶液的计算,【课前导引】,1. 用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是: A. 将NO2和N2O4分子共NA个的混合气，降温至标准状况下，其体积为22.4L B. 1L 1mol/L的氯化铁溶液中含有铁离子的数目为NA C. 含0.10 mol溶质的稀硫酸在化学反应中最多可提供的H+数为0.10NA D. 标准状况下，22.4L甲烷含有的电子数为10NA,此题中，要将则阿伏加德罗常数等概念判断和粒子的其他性质联系起来，A中温度变化将会引起化学平衡的移动，粒子数改变；B中铁离子能水解减少；C中每摩尔硫酸能提供两摩尔氢离子；D正确。,2. 假设12C相对原子质量为24，如果

2、以0.024kg 12C所含的原子数为阿伏加德罗常数，下列数值肯定不变的是: A. 气体摩尔体积(标准状况) B. 标准状况下，16gO2所占体积 C. O2的相对分子量 D. 一定条件下，跟2g H2相化合的O2的物质的量,此题题设中，以0.024kg 12C所含的原子数为阿伏加德罗常数，则阿伏加德罗常数变为原来的2倍，即1mol气体所含的分子数为原来的2倍，则标准状况下气体的摩尔质量变为原来的2倍，A项变化了。B项明确了气体的温度、压强和质量，体积一定，不随原子量标准及阿伏加德罗常数的改变而改变。对于C项，由于12C相对原子质量变为原来的2倍，则任何元素的相对原子质量均变为原来的2倍，各种

3、分子的相对分子量也将扩大为原来的2倍，即此时O2的相对分子量变为64。对于D项，与2g H2相化合的O2的质量是不变的，因为O2的摩尔质量改变，故O2的物质的量也发生改变。,【解题回顾】,相对原子质量的标准及阿伏加德罗常数均是人为规定的，它们如果发生改变，则相对原子质量、相对分子质量、摩尔质量、气体摩尔体积等相对量均发生变化，而质量、微粒数、一定质量的气体的体积、气体的密度等绝对量却不发生变化。解此类题时，一方面要弄清“相对量”与“绝对量”的关系，另一方面要紧扣“物质的量”这一核心，通过判断物质的量如何变化来确定与物质的量有关的量会如何变化。,3. 下列溶液的物质的量浓度一定是1molL1的是

4、: A. 将58.5gNaCl溶于1L水中 B. 将1molBaSO4投入适量水中再加水稀释成1L C. 将250gCuSO45H2O溶于水后配成1L溶液 D. 将62gNa2O溶于水配成1L溶液,主要抓住物质的量浓度的两个要素：溶质的物质的量和溶液的体积。A中1L为溶剂的体积；B中BaSO4难溶于水；D中反应后产生2molNaOH溶质。故选C。,【考点搜索】,1. 理解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念以及它们之间的关系； 2. 溶液组成的表示和相互转化； 3. 一定物质的量浓度溶液的配制和有关误差分析； 4. 关于物质的量浓度的计算。,【链接高考】,例1

5、(03上海) 某温度下，甲、乙两个烧杯中各盛有100g相同浓度的KCl溶液，现将甲烧杯中的溶液蒸发掉35g水，析出晶体5g，乙烧杯蒸发掉45g水后，析出晶体10g，则原溶液的质量分数为: A. 10% B. 15% C. 20% D. 25%,解析：本题考对饱和溶液中溶解度和质量分数之间的转化，主要抓住的是析出晶体之后，溶液即为饱和溶液，所以可讲溶液分为三部分，第一部分为40g，含有35g水和5g晶体；第二部分为饱和溶液15g，含有10g水和5g晶体；第三部分为剩下的45g饱和溶液，根据第二部分计算可得含30g水和15g晶体，所以晶体总量为25g，答案为D。,例2(00年全国理综)在25，10

6、1 kPa条件下，将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气体中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。 (1) 若剩余气体的体积是15L，则原CO和H2的混合气体中：V(CO)=_，V(H2)=_。,(2) 若剩余气体的体积为a L，则原CO和H2的混合气体中V(CO):V(H2)=_。 (3) 若剩余气体的体积为a L，则a的取值范围是_。,【解析】,此题的命题意图：以H2、CO燃烧反应为载体考查化学计算能力及由具体到一般的推理能力。审题关键是： 2CO+O2=2CO2，2H2+O2=2H2O，反应物之间化学计量数比相同，推知完全燃烧，耗O2体积是H2、CO混合气体体积1/2

7、。 H2、CO比值与O2剩余无关，一定剩余10 L。 剩余气体混合物经干燥，一定不含H2O，混合气体成分为CO2、O2。(1) 剩余气体15 L，其中O210 L，则V(CO2)=5L，V(H2)=10LV(CO2)=5L; V(CO2)=V(CO)=5L。,(2) 剩余气体为a L，则其中CO2为V(CO2)=aL-10L，V(CO)=V(CO2)=(a-10)L，V(H2)=10L-V(CO)=10L-(a-10) L=20L-aL，V(CO)/V(H2)=(a-10)/(20-a)。 (3) 解法1、常规解法 设10 L混合气体中CO体积为x L，生成CO2体积为x L，剩余气体a=10

8、+x，因为0x10，所以10a20。,解法2. 极端假设法 假设CO为10 L，则生成CO2为10 L,a=10 L+10 L=20 L; 假设H2为10 L，则剩余气体只有O2，a=10 L，实际上10 L是H2、CO混合气体，所以10a20。,【解析】,此题的命题意图：以H2、CO燃烧反应为载体考查化学计算能力及由具体到一般的推理能力。审题关键是： 2CO+O2=2CO2，2H2+O2=2H2O，反应物之间化学计量数比相同，推知完全燃烧，耗O2体积是H2、CO混合气体体积1/2。H2、CO比值与O2剩余无关，一定剩余10 L。剩余气体混合物经干燥，一定不含H2O，混合气体成分为CO2、O2

9、。,【在线探究】,1. 常温下把NH3、O2、HCl、CO按体积比1:2:3:4混合，计算混合气体的密度是同条件下H2的多少倍?,【解析】,气体混合后，先考虑化学反应，此中气体NH3与HCl发生反应，剩余气体为O2、HCl、CO，其体积比为 2 : 2 : 4 即1 : 1 : 2。平均相对分子质量为：(32+36.5+282)/4=31.125， 对H2的相对密度为: 31.125/2=15.6。,【答案】15.6倍,2. 水是人类的主要资源，是人体不可缺少的一种基本物质，同时也是化学反应中不可缺少的物质。(1) 若把水分子看成球形，试估算水分子的直径。(NA=6.021023) (2) 水

10、在不同反应中所起的作用不同，试写出下列反应的方程式并指出水在各反应中的作用。, Na2O2+H2O H2O+Al Cl2+H2O,【解析】,对H2O来讲，1mol水的质量是18g ，其密度是1g/cm3。由此可以求出1mol H2O的体积V=m/p。因为1mol H2O分子有NA个，所以个水分子的质量为m/NA，每个水分子的体积为V/NA。又一个水分子体积为4/3(d/2)3，由此求d。,【答案】,(1) 1mol H2O体积为,V=1.810-2kg/1103kg/m3=1.810-5m3。每个水分子的体积为： V=V/NA=1.810-5m3/6.021023=310-29m3， 由V=4

11、/3(d/2)3，d=3 6V/=410-10m,(2) 方程式略。反应 水非氧化剂也非还原剂。反应 中水是氧化剂，反应 中水非氧化剂也非还原剂。,【解题回顾】,本题是数理化三科间小综合。解题关键是先确定一个水分子的体积用物理化学知识解，再求水分子的直径借用数学知识。,【方法论坛】,1. 以物质的量为桥梁建立起各概念间的关系: nm/MN/NA=V/VmcV,* 对关于阿伏加德罗常数的正误判断要认真审题，抓住题中陷阱，诸如物质状态、电离情况、组成情况等。 若给出物质的体积:一看是否为标准状况下不为标准状况无法求n; 二看物质在标准状况下是否为气体不为气态无法求n., 若给出气体的物质的量或质量

12、:粒子数与外界条件无关 若是惰性气体，注意为单原子分子 若是气体单质，不一定是双原子分子 其他:联系水解，电解，P4(6个P-P键)，SiO2(4个Si-O键),2. 几种表示溶液物质组成的方式：质量分数、物质的量浓度、饱和溶液中的溶解度: *比较表示溶液组成的几种方式： 质量分数：=m溶质/m溶液100% 物质的量浓度：c（B）=n（B）/V溶液 溶解度：S/100=m溶质/m溶剂 则饱和溶液中：=S/(100+S) 均为溶质/溶液，可以利用定义式互换。,* 有关溶解度计算应抓住的要点,(1) 某溶液中有溶质析出，表明剩余溶液为饱和溶液。 (2) 一定量溶液蒸发一定量水后，有晶体析出，此时一

13、般不能用来计算溶解度(原溶液已指明为饱和溶液的除外)。,* 概念：一定温度下，100g水(或其它溶剂)中溶解某种溶质达到饱和(或达到溶解平衡)时，所能溶解的溶质质量，叫做该温度下该溶质的溶解度。 两个条件：“一定温度”、“达到饱和” 两个质量：“100g溶剂”、“被溶解的溶质” 一种溶剂：即需指明溶剂(不指明则为水),* 影响溶解度的因素 内因: 溶质、溶剂本身的性质 外因: 温度、同离子效应、压强(气体)等,3. 一定物质的量浓度溶液的配制方法 (1) 实验步骤：计算 称量 溶解 转移 洗涤 定容 摇匀 (2) 实验仪器：合适的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 天平、量筒或移液管、药匙。 (

14、3) 误差来源: 称量 洗涤 定容,(4) 特别强调： 定容过量则为失败，需重做 转液时液体外流也为失败，需重做 所配溶液不能在容量瓶中久贮 溶质溶于水有明显放(吸)热的，需在烧杯中放置至室温后再转入容量瓶中 玻璃棒的作用: 加速溶解及导流,5. 溶液的稀释及混合： 稀释前后溶质质量、物质的量保持不变 m11=m22 c1V1=c2V2 两种不同浓度的溶液混合，混合后溶液的体积一般不是两者简单的加和 (稀溶液混合除外)，质量可以直接相加。,【长郡演练】,课堂反馈,1. 请用 、= 填下列各空,1mol水蒸汽的体积_22.4L, 常温常压下气体的摩尔体积Vm_22.4L/mol。 同温同压同体积

15、的A.B两容器内分别装气体N2、C2H4所含分子数A_B，所含原子数A_B，密度A_B。,【长郡演练】,课堂反馈,1. 请用 、= 填下列各空,1mol水蒸汽的体积_22.4L, 常温常压下气体的摩尔体积Vm_22.4L/mol。 同温同压同体积的A.B两容器内分别装气体N2、C2H4所含分子数A_B，所含原子数A_B，密度A_B。,【长郡演练】,课堂反馈,1. 请用 、= 填下列各空,1mol水蒸汽的体积_22.4L, 常温常压下气体的摩尔体积Vm_22.4L/mol。 同温同压同体积的A.B两容器内分别装气体N2、C2H4所含分子数A_B，所含原子数A_B，密度A_B。,【长郡演练】,课堂反馈,1. 请用 、= 填下列各空,1mol水蒸汽的体积_22.4L, 常温常压下气体的摩尔体积Vm_22.4L/mol。 同温同压同体积的A.B两容器内分别装气体N2、C2H4所含分子数A_B，所含原子数A_B，密度A_B。,【长郡演练】,课堂反馈,1. 请用 、= 填下列各空,1mol水蒸汽的体积_22.4L, 常温常压下气体的摩尔体积Vm_22.4L/mol。 同温同压同体积的A.B两容器内分别装气体N2、C2H4所含分子数A_B，所含原子数A_B，密度A_B。,【长郡演练】,课堂反馈,1. 请用 、= 填