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1、1 / 20 学案 4 化学计量在实验中的应用(一 物质的量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物质的量其，n物质的量的符号为。微粒集体的一定数目物质的量表示1。mol符号为，简称摩，摩尔单位是。中所含的原子数相同C12_kg_0.012mol任何粒子的粒子数与或它们离子、电子、中子、质子、原子、分子这里的粒子指的特定组合等。与可称量的物质联系起来。问题思考精选学习资料 - - - - -
2、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 20 页2 / 20 11 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6.021023个粒子的任何粒子集体的物质的量计量为1 mol,6.021023_mol1叫做阿伏加德罗常数。其符号是NA，单位是mol1。(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错误! 。问题思考精选学习资料 -
3、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 20 页3 / 20 2阿伏加德罗常数 (NA与 6.021023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6.021023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 mol1，符号是 M。(3当摩尔质量以 g mol1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错误! 。问题思考精选学习资料 - - - - -
4、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 20 页4 / 20 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，二者的区别在于单位不一样，质量的单位是克或千克，而摩尔质量的单位是g mol1或kg mol1。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 mol1，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 mol1。(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
5、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 20 页5 / 20 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
6、件 错误!(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 mol1。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，一精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 20 页6 / 20 定物质的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。1g L(1L mol(22.4M：标况密度法1(错误!B(DA气体对 B气体的相对密度：相对密度法2(。29对空气
7、(DM：如对空气，错误!错误 !：体积分数法3(表示各组分的%2V、%1V(%2V2M%1V1M体积分数，也等于物质的量分数。典例导悟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 20 页7 / 20 1放在密闭容器中分解完3HCO4将一定质量的 NH，时在150全。保持温度不变，求生成气体的平均相对分子质量。，由方程式g79为3HCO4NH设解读NH4HCO3NH3 H2OCO279 g 1 mol 1 mol 1 mol1g mol26.33错误!错误 !则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
8、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 20 页8 / 20 气体烧瓶和气体的总质量(gA 48.408 2 B 48.408 2 C 48.408 2 D 48.382 2 E 48.434 2 F 48.876 2 已知标准状况下，烧瓶的容积为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
9、述六种气体中，能够使品红溶液褪色的是(写化学式 _ 。(2E的相对分子质量是_ 。(3实验室制取少量 D的化学方程式是_ 。(4A、B、C可能的化学式是_ 。1）SO2 2）30 2C2H2(4N2、CO、C2H4解读设烧瓶的质量为m，盛空气时， 错误!错误!，m48.04 g，据阿伏加德罗定律可得：错误 ! 错误! ，解得M(A 28 g mol1M(BM(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
10、、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的质量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 20 页9 / 20 ，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_ 。精选学习资料 - - -
11、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 20 页10 / 20 (2用d装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？答案(1a、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 20 页11 / 20 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
12、作步骤如下：.请将下述步骤补充完整；溶液4O2C2溶液和 H4SO2H1mol L配制浓度为 0.51(1mol L0.5mL用_ 量取10.002(；溶液分别加入两个锥形瓶中4O2C2和H4SO2H(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：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 20 页12 / 20 (1以下是读取量筒内
13、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_ 。解读.(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，干扰实验的测定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12
14、页，共 20 页13 / 20 题组一对阿伏加德罗常数的考查。判断下列各项是否正确，表示阿伏加德罗常数AN1考查物质的结构5B江苏2010(ANmol羟基中电子数为 1011(7B上海2010(AN中含有电子数为 0.92O2Hg1.72(8B浙江理综2009(个共价键AN乙烷分子中含有 8mol13(浙江理综2009(个氯化钠分子ANg的NaCl固体中含有58.54(8C8A福建理综2009(ANg镁的原子最外层电子数为245(考查物质的物理性质福建理综2009(ANL乙醇的分子数为22.4，标准状况下6(8D(7标准状况下， 22.4 L二氯甲烷的分子数约为 4 7A四川理综2010(个A
15、N上海2010(ANL戊烷所含分子数为 0.122.4，标准状况下8(7D考查电离情况福建理综2009(AN数为0.1乙酸溶液中 H1mol L0.1L19(8B考查氧化还原反应中电子的转移广东理基2009(AN时失去的电子数为 22Ca变成Camol110(20D广东2008(AN电子数为 3转移的，与足量 Fe反应2Clmol111(10A福建理综2010(AN参加反应转移电子数一定为22Clmol112(7C精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 20 页14 / 20 mol每生成 3，O中23H23IKI=6HI3在
16、反应 KIO13(AN转移的电子数为 62I(2010 江苏5C考查盐的水解AN所得溶液含有 0.1，水中L氯化铁溶于 1mol将0.114(6D广东2009(3Fe阴离子总数大于 0.1，碳酸钠溶液中1mol L0.1L在115(8D浙江理综2009(AN气体摩尔体积(16标准状况下， 2.24 L 12A上海2009(ANO含有的分子数等于 0.12H福 建2010(个单质分子ANL空气含有22.4，标准状况下17(理综7B混合气体体积约为 22.44H2C、的COAN分子数为18(L，质量约为 28 g(2009上海 12C江 苏2010(ANH键数为 4L乙烯中C22.4，常温常压下1
17、9(5D个氢原子AN组成的 28g混合气体中含有 36H3C(乙烯和环丙烷20(2009广东6B(21标准状况下， 22.4 (ANL氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为(2009 广东6C20A广东理基2009(分子2个ClAN中含有2ClL22.422(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 ( A1 L在标准状况下占有体积 22.4，个氧原子2310mol氧气中含有 12.04B1 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 1数之比为 3电离出的氢离子，的磷酸和盐酸1mol LD等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数
18、之比为16，氧原子数之比为 13答案C个氧原231012.04含有2Omol1为双原子分子，2O解读正确；臭氧A，L22.4在标准状况下占有体积为2Omol1子，为弱电解质，不能完全电4PO3H正确；由于B，因此3O为、2CO错误；干冰和葡萄糖的分子式分别为C离，因此精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 20 页15 / 20 正确。D，因此6O12H6C3(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，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是 ( A甲的分子数比乙的分子
19、数多B甲的物质的量比乙的物质的量少C甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小答案B，即乙V乙甲V甲得出，Vm由公式解读错误!n乙n，同温同压下，乙V甲，因为错误!。甲正确。B，因此甲M7，全国 理综2009(41mol L0.5mL溶液逐滴加入到 403CO2Na则，完全沉淀为碳酸盐n恰好将溶液中的 M，盐溶液中nMCl(值是n中nMClA4 B3 C2 D1答案B，n3CO(2M碳酸盐的化学式为nM含有解读错误!COnn2M即2n1mol L2mL151mol L0.5mL40解得 n3。5(120 g A物质和14 g B物质完全反应，生成 8.8 g C物质、3
20、.6 g D物质和 0.2 mol E物质，则 E物质的摩尔质量为 _ 。molX含有0.42Nag12.42(其相对分子质量为 _，X的摩尔质量为 _2Na，Na_，X的相对原子质量为 _，该物质的化学式为_ 。1g mol1081(答案O2Na16621g mol622(解读(1依据质量守恒定律，m(E(20 g14 g(8.8 g3.6 g21.6 g精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 20 页16 / 20 1g mol108错误!错误!E(M则2X2NaX2Na2(mol2g(XrA46124 g0.4 mol错
21、误!错误!则元素，其它各项由此而求出。O为X，16X(rA则AN物质的量的概念和题组一1(2008 山东理综，(下列叙述错误的是，代表阿伏加德罗常数AN13用水稀释至 100，4SO2mL质量分数为 98%的H10A的质量分数为 9.8%4SO2H，mL每生成32，反应中2O2HCl=2Cl2O2在HB个电子AN则转移 2，g氧气混合气体体积约为 22.44H2C、的COAN分子数为，标准状况下CL，质量为 28 g0.25LCl溶液与 24NH1mol L0.50L1，一定温度下D的物质的量不同错误!Cl溶液含 NH4NH1mol L答案A质量分数为mL10浓度越大，其密度越大，将4SO2H
22、解读，稀1，设稀释前密度为mL100，用水稀释成4SO2H的98%。其质量分数求法为：2释后密度为%w2mL10098%1mL10错误!%w21精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 20 页17 / 20 错；A。9.8%错误!9.8%w正确；B，2O2HCl=2lC2O2H由标准状况下，由分子形成的单一气体或混合气体，只要体积，1g mol28CO(M相同，含有的分子数也相等，其中正确；C，因此1g mol284H2C(M的1mol L0.25L2和1mol L0.50L1可求得Vcn由水解，错误!NH的物质的量相等。但错
23、误!NH溶液中Cl4NH浓度越小水解程度越大，D 正确。2(2008 上 海 ， 8在一定条件下，完全分解下列某化合物2 g，产生氧气 1.6 g，此化合物是 ( O错误!H2BO错误!H1AO错误!H2DO错误!H1C答案B2310阿伏加德罗常数约为 6.02调研州苏2018(3(下列叙述中正确的是，1mol2310所含的中子数约为 6.02O2D(g重水20.0，常温常压下AB室温下， 42.0 231026.0g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数约为3C通常状况下， 1 2310混合气体变为标准状况时其分子数约为6.024O2与N2mol的NOD常温下， 7.1 g 23106.02与
24、足量NaOH溶液反应转移的电子数约为0.22Cl答案B4 A4.0 g重水(D2O中所含质子数为 0.4NAB4.48 L N2与CO的混合物中所含分子数为0.2NAC6.2 g白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为0.2NAD12.5 mL 16 mol L1浓硫酸与足量铜反应，转移电子数为0.2NA答案C 解读A 项一个 D2O 中有 10 个质子， 4.0 g 重水的物质的量为0.2 mol，因此 4.0 g重水中所含质子数为2NA；B 中未指明气体所处状态，故无法计算分子数；C 中无论白磷与红磷的比例如何，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
25、- -第 17 页，共 20 页18 / 20 磷原子总数一定为0.2NA；D 中浓硫酸不可能完全反应，当浓度变稀时不再与铜反应。题组二气体体积和阿伏加德罗定律5在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( A两种气体的压强相等BO2比O3的质量小C两种气体的分子数目相等D两种气体的氧原子数目相等答案D 解读本题主要考查对气体温度、压强、体积、密度、质量等物理量的相互关系及阿伏加德罗定律的理解和掌握情况。根据 mV ，体积、密度相等的O2、O3的质量相等，物质的量之比为错误! 错误 !32，压强之比为32，分子数目之比为32，O 原子
26、数目之比为 错误! 错误! 11。正确答案为 D。6从大到小的顺序是 ( Ap(Nep(H2p(O2 Bp(O2p(Nep(H2 Cp(H2p(O2p(Ne Dp(H2p(Nep(O2 答案D 解读根据阿伏加德罗定律的推论pNeMNepH2MH2pO2MO2，代入式量而得出选项D 正确。7在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是1714。若乙气体是 CO，则甲气体可能是 ( AH2S BHCl CNH3 DCl2答案A 题组三实验探究8某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下：把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为a
27、g。装好实验装置。检查装置气密性。加热，开始反应，直到产生一定量的气体。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 20 页19 / 20 停止加热 (如图所示，导管出口高于液面。测量收集到气体的体积。准确称量试管和残留物的质量为b g。测量实验室的温度。把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。回答下列问题：(1如何检查装置的气密性？_ 。(2以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：调整量筒内外液面高度使之相同；使试管和量筒内的气体都冷却至室温；读取量筒内气体的体积。
28、这三步操作的正确顺序是： _( 请填写步骤代号 。(3测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？(4如果实验中得到的氧气体积是cL(标况，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式2O(M不必化简，c、b、a含(为_ 。答案(1将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 20 页20 / 20 管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气(2(3将量筒向下压或向上提，使内外液面高度相同，即读得的气体体积是处于外界大气压下的体积错误!4(解读此题为一定量实验题，同时也考查了化学实验的一些基本操作步骤，做定量实验题的一般方法步骤为：先看实验目的，再明确实验的反应原理和计算原理。23O2KCl错误!32KClO该实验的反应原理为：2O(n，gbga2O(m，错误!2O(M计算原理为：，所以，此实验的关键在于准确测定氧气的体积。而气错误!体的体积取决于两个因素，一是温度，二是压强。这就要求读数时，气体温度要与室温一致，量筒内外压强一致。在弄清原理后，再考虑实验的每一步操作。申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 20 页
