高考化學復習課件：第1單元第4講化學常用計量在試驗中的應用

歡迎進入化學課堂 第4講化學常用計量 一 物質的量1 物質的量 1 概念 物質的量可用來表示一定數(shù)目微粒的集合體 它是國際單位制中的七個基本物理量之一 符號為n 2 單位 摩爾 mol 3 1mol的標準 0 012kg12C中所含有的碳原子數(shù) 1mol粒子的數(shù)目又叫阿伏加德羅常數(shù) 符號為NA 單位為mol 1 近似值為6 02 1023mol 1 2 物質的量與微粒數(shù)之間的關系 1 物質的量與微粒數(shù)之間的關系n N NA 2 不同物質的物質的量相等 則所含有的粒子數(shù)目相等 即 3 摩爾質量 1 概念 單位物質的量的物質所具有的質量叫做摩爾質量 也就是說 物質的摩爾質量是該物質的質量與該物質的物質的量之比 摩爾質量的符號為M 2 單位 g mol 1 3 摩爾質量 質量與物質的量之間的關系是 M m n 當質量以克為單位時 摩爾質量在數(shù)值上等于該物質的相對原子質量或相對分子質量 二 物質的聚集狀態(tài)1 影響物質體積的因素物質的體積由三個因素決定 微粒數(shù)目 微粒間距離 微粒大小 固體 液體的體積主要決定于微粒數(shù)目和微粒大小 而氣體的體積主要決定于微粒數(shù)目 微粒間距離 2 氣體的摩爾體積 1 定義 單位物質的量的氣體所占的體積 單位 L mol 1 2 在標準狀況下 1mol任何氣體所占的體積都約為22 4L 這個體積叫做標準狀況下的氣體摩爾體積 3 公式 Vm V n 3 阿伏加德羅定律 1 內容 在相同的溫度和壓強下 相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子 2 公式 pV nRT 三 物質的量濃度化學定量分析常涉及溶液配制和溶液濃度的計算 利用化學反應進行定量分析時 用物質的量濃度來表示溶液的組成更為方便 1 定義 以單位體積溶液里所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量 叫溶質B的物質的量濃度 符號為 2 表達式 3 單位 mol L 1或mol m 3 4 注意點 單位體積為溶液的體積 不是溶劑的體積 溶質必須用物質的量來表示 四 一定物質的量濃度的溶液的配制1 所用儀器 1 必須用到的儀器有容量瓶 燒杯 玻璃棒 膠頭滴管四種 若用固體溶質配制 則還需要用到托盤或分析天平 藥匙等稱量儀器 若用液體來配制 則還需要滴定管 或量筒 等量取儀器 2 重要儀器 容量瓶 構造 是細頸 梨型的平底玻璃瓶 瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞 容量瓶上標有溫度 容積 也叫容量 和刻度線 也叫標線 屬于較精密的玻璃儀器 規(guī)格 常用的有50mL 100mL 250mL 500mL和1000mL等幾種規(guī)格 用途 專門用來準確配制一定體積的濃度準確的溶液 使用時應注意 當溶液的凹液面正好與刻度線相切時 容量瓶中的溶液的體積為容量瓶上所標記的體積 容量瓶不能配制任意體積的溶液 不能用作反應容器 不能直接在其中進行溶解和稀釋 記住 就一個用途 配制溶液 2 一定物質的量濃度的溶液的配制步驟 1 計算 若用固體配制 則計算出所用固體溶質的質量 若用液體配制 則計算出所需液體的體積 2 稱取或量取 根據計算結果 用天平準確稱取一定質量的固體溶質或用滴定管或量筒等量器量取一定體積液體 3 溶解或稀釋 將稱取的固體或量取的液體加入到適當?shù)臒?加入適量的蒸餾水 使其溶解或稀釋 并用玻璃棒不斷攪拌 以加快溶解或稀釋 并盡快散熱 4 冷卻到室溫 5 轉移 將冷卻至室溫的濃溶液沿著玻璃棒引流到一定容積的容量瓶中 6 洗滌 用適量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2 3次 并把每次洗滌液一同轉移到容量瓶中 7 定容 向容量瓶中直接加水至離刻度線1 2cm時 改用膠頭滴管向里加水 直到凹液面的最低點恰好和刻度線相切為止 8 搖勻 塞上瓶塞 右手頂住瓶塞 左手托住瓶底 反復翻轉容量瓶 使溶液均勻 9 將配制好的溶液倒入試劑瓶 貼好標簽 概括步驟 計算 稱取或量取 溶解或稀釋 冷卻 轉移 洗滌 振蕩 定容 搖勻 倒瓶貼簽 3 注意事項 1 只能配制容量瓶上規(guī)定容積的溶液 不能配制任意體積的某物質的量濃度的溶液 2 轉移溶液時應使用玻璃棒引流 且溶液的溫度應為室溫 玻璃棒要靠在刻度線以下 3 如果加水定容時超過了刻度線 不能將超出的部分吸走 而應該重新配制 4 在用移液管或滴定管量取溶液時 量取液體之前應用待量液體潤洗2 3次 5 用膠頭滴管定容時 眼睛應平視液面 當凹液面正好與刻度線水平相切時 蓋上瓶塞后振蕩 出現(xiàn)液面低于刻度線時不能再加水 五 物質的量濃度的計算關系1 溶液中各量間的關系 溶質的物質的量濃度 2 物質的量濃度與溶質質量分數(shù)之間的換算關系 以1L溶液即1000mL來換算如下由 1000 w MB cB V 其中V 1L 故簡化可得 1000 w cB MB由此式可求得cB 1000 w MB及w cB MB 1000 g cm 3 稀釋前后的關系 c1 V1 c2 V2 m1 w1 m2 w2 考點一摩爾質量有關計算 例1某固體只有一種元素組成 密度為5g cm 3 用X射線研究表明在棱長為1 10 7cm的立方體內含有20個原子 求此元素的摩爾質量 解析 根據摩爾質量的定義可知 摩爾質量在數(shù)值上等于1mol微粒的質量 NA個微粒質量 NA 一個微粒質量 所以該題解題的關鍵是確定一個原子的質量 由題意不難得出一個原子的質量為 答案 150g mol 方法技巧點撥 求摩爾質量的方法有很多種 在解題中千萬不要忘記還有一個從定義出發(fā)得到的公式 NA 一個微粒的質量 物質的量為中心的計算涉及很多公式 我們要善于總結 一些公式可以通過定義 或其他公式推導出來 不要死記硬背 應學會抓基本公式 基本定義 達到舉一反三 考點二阿伏加德羅常數(shù)和氣體摩爾體積正誤判斷 例2用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值 下列敘述正確的是 A 常溫下 2 24LN2和O2的混合氣體所含原子數(shù)為0 2NAB 常溫下 pH 2的醋酸溶液中所含有的H 數(shù)為0 01NAC 標準狀況下 30gNO和16gO2混合所生成的氣體分子數(shù)為NAD 標準狀況下 6 72LCO2中所含的共用電子對數(shù)為1 2NA D 方法技巧點撥 解答此類題應注意 1 若題目給出物質的體積 要看所給溫度和壓強 確定物質的狀態(tài)是否為氣態(tài) 特別注意 水在標準狀況下為液態(tài)或固態(tài) SO3在標準狀況下為固態(tài) 在常溫常壓下為液態(tài) 在標準狀況下 碳原子數(shù)大于4而小于16的烴一般為液態(tài) 大于或等于16的烴一般為固態(tài) 2 若題目給出氣體的質量或物質的量 則所含微粒數(shù)目與外界條件無關 3 若題目要求計算稀有氣體的粒子數(shù)目 須注意它是單原子分子氣體 4 應弄清物質的構成 正確運用質子數(shù)等于電子數(shù)以及質子數(shù)加中子數(shù)等于質量數(shù)這兩大關系 5 要用到氣體摩爾體積22 4L mol 1時 必須注意氣體是否處于標準狀況下 考點三阿伏加德羅定律綜合應用 例3在120 時分別進行如下四個反應 A 2H2S O2 2S 2H2OB 2H2S 3O2 2SO2 2H2OC C2H4 3O2 2CO2 2H2OD C4H8 6O2 4CO2 4H2O 1 若反應在容積固定的容器內進行 反應前后氣體密度 d 和氣體總壓強 p 分別符合關系式d前 d后和p前 p后的是 符合關系式d前 d后和p前 p后的是 請?zhí)顚懛磻拇?B C 2 若反應在壓強恒定 容積可變的容器內進行 反應前后氣體氣體密度 d 和氣體體積 V 分別符合關系式d前 d后和V前d后和V前 V后的是 請?zhí)顚懛磻拇?D A A 2H2S O2 2S 2H2OB 2H2S 3O2 2SO2 2H2OC C2H4 3O2 2CO2 2H2OD C4H8 6O2 4CO2 4H2O 解析 1 若反應在容積固定的容器內進行 反應前后d前 d后 說明反應前后氣體質量不變 符合要求的是B C D p前 p后 則表明反應前后氣體的分子數(shù)是減小的 符合要求的是B p前 p后 則表明反應前后氣體的分子數(shù)是不變的 只有C 2 若反應在壓強恒定 容積可變的容器內進行 反應前后d前 d后和V前V后 表明反應是氣體分子數(shù)減小的反應 體積減小后 仍是d前 d后 說明氣體的質量減小 符合題意的是A 方法技巧點撥 在進行氣體摩爾體積計算時 要注意以下幾個問題 非標準狀況下 氣體摩爾體積一般不是22 4L mol 但也可能是22 4L mol 可以利用pV nRT的關系推導 但要注意單位的選擇 氣體摩爾體積是對氣體而言 固體和液體也有摩爾體積 但一般沒有相同的數(shù)值 22 4L mol 這是標準狀況下的氣體摩爾體積 若不在標準狀況下或不是氣體就不適用 注意阿伏加德羅定律中的五同 同溫同壓 前提 同體積 條件 同分子數(shù) 結果 同物質的量 推論 適用范圍 氣體 既可以是單一氣體 也可用于混合氣體 考點四物質的量濃度和計算 例4將標準狀況下的aLHCl g 溶于1000g水中 得到的溶液密度為bg cm3 則該鹽酸的物質的量濃度是 D 解析 要求溶液的物質的量濃度 需知溶液的體積和溶質 HCl 的物質的量 溶液的體積 注意溶液的體積 V 溶質 V 溶劑 溶質的物質的量 方法技巧點撥 應用物質的量濃度定義式進行計算時應注意 1 V是指溶液的體積 而不是溶劑體積 常用單位是L 2 溶質必須用物質的量來表示 不能用質量等表示 3 以帶有結晶水的物質做溶質 在確定溶質物質的量時 用結晶水合物的質量除以結晶水合物的摩爾質量即可 4 溶質是溶液中的溶質 可以指化合物 也可以指離子或其他特定組合 若溶質是非電解質時 溶質在溶液中以分子形式存在 若溶質是強酸 強堿和可溶性鹽時 溶質在溶液中是以陰陽離子存在的 不存在溶質的分子 5 分析溶質時要注意有關的化學變化 例三氧化硫溶于水后 溶液中的溶質為硫酸 6 計算氣體溶于水所得溶液的物質的量濃度時要注意 溶液的體積必須用溶液的質量 氣體的質量加上水的質量 除以溶液的密度 溶液體積要換算成以 L 為單位 7 同一溶液 取出任意體積的溶液 其各種濃度 物質的量濃度 溶質的質量分數(shù) 離子濃度等 均不變 但所含溶質的量則因體積不同而不同 考點五一定物質的量濃度溶液的配制 例5已知某溶液的 體積 密度 溶質和溶劑的質量比 溶質的摩爾質量 要根據溶質的溶解度計算其飽和溶液的物質的量濃度時 上述條件中必不可少的是 A B C D C 解析 根據溶解度與物質的量濃度的換算公式 可見密度和摩爾質量在溶解度與物質的量濃度換算中是必不可少的 本題答案選C 方法技巧點撥 熟練掌握一定物質的量濃度溶液的配制的步驟是關鍵 并且要會分析由于一些錯誤操作而造成的誤差 解題時根據來分析溶質的量和溶液的體積因錯誤操作而導致的變化 常見的實驗誤差分析如下 1 若稱量固體溶質時 操作無誤 但所用砝碼生銹 則結果偏高 2 若稱量固體時 試劑 砝碼的左右位置顛倒 則結果偏低 3 若沒有洗滌燒杯內壁 則結果偏低 4 若容量瓶中有少量蒸餾水或定容后反復搖勻發(fā)現(xiàn)液面低于刻度 則結果無影響 5 若容量瓶內溶液的溫度高于20 則結果偏高 6 若定容時仰視刻度 則結果偏低 7 若定容時俯視刻度 則結果偏高 8 轉移或攪拌溶液時有部分液體濺出 則結果偏低 1 已知25 氨水的密度為0 91g cm3 5 氨水的密度為0 98g cm3 若將上述兩溶液等體積混合 所得氨水溶液的質量分數(shù)為 A 等于15 B 大于15 C 小于15 D 無法估算 C 解析 求算同種溶質的不同濃度兩溶液混合后溶質的質量分數(shù) 常見有兩種形式混合 等質量混合和等體積混合 顯然等質量混合計算很簡單 所得溶液的溶質的質量分數(shù)等于兩種溶液質量分數(shù)和的一半 而等體積混合按常規(guī)解法需要通過具體計算才能求出 實際上對于等體積混合 可以通過巧設中間狀態(tài)快速估算 本題的巧解思路是 因為氨水的濃度越大 密度越小 V1mL V2mL VmL 很顯然 所得溶液的氨水的質量分數(shù) 15 本題答案選C 2 2011 江蘇 設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值 下列敘述正確的是 A 1mol甲醇中含有C H鍵的數(shù)目為4NAB 25 pH 13的NaOH溶液中含有OH 的數(shù)目為0 1NAC 標準狀況下 2 24L己烷含有分子的數(shù)目為0 1NAD 常溫常壓下 Na2O2與足量H2O反應 共生成0 2molO2 轉移電子的數(shù)目為0 4NA D 解析 本題考查阿伏加德羅常數(shù)計算中一些常見問題和注意事項 A 甲醇的結構簡式是CH3OH 故1mol甲醇中含有C H鍵的數(shù)目為3NA B 溶液體積未知 無法計算OH 的數(shù)目 C 標準狀況下己烷為液態(tài) 不適用于氣體摩爾體積 無法計算 D Na2O2與足量H2O反應 共生成0 2molO2 O的化合價由 1價轉變?yōu)?價 轉移電子1mol 0 2 2 0 4NA 解決此類問題的關鍵是 靈活應用各種知識 尤其是基本概念與理論中元素守恒 化學鍵問題 晶體結構問題 氧化還原中電子轉移問題 可逆反應問題及物質的量計算中一些特殊物質的狀態(tài)等 3 2011 四川 25 和101kPa時 乙烷 乙炔和丙烯組成的混合烴32mL 與過量氧氣混合并完全燃燒 除去水蒸氣 恢復到原來的溫度和壓強 氣體總體積縮小了72mL 原混合徑中乙炔的體積分數(shù)為 B A 12 5 B 25 C 50 D 75 解析 所以m 5 即氫原子的平均值是5 由于乙烷和丙烯均含有6個氫原子 所以利用十字交叉法可計算出乙炔的體積分數(shù) 4 2011 上海 120mL含有0 20mol碳酸鈉的溶液和200mL鹽酸 不管將前者滴加入后者 還是將后者滴加入前者 都有氣體產生 但最終生成的氣體體積不同 則鹽酸的濃度合理的是 A 2 0mol LB 1 5mol LC 0 18mol LD 0 24mol L B 解析 若碳酸鈉恰好與鹽酸反應生成碳酸氫鈉 則鹽酸的濃度是1 0mol L 若碳酸鈉恰好與鹽酸反應生成二氧化碳 則鹽酸的濃度是2 0mol L 由于最終生成的氣體體積不同 所以只能是介于二者之間 5 為了探究課堂鋁熱反應演示實驗生成的熔融物 不含氧化物 的成分 進行如下實驗 1 取一定量熔融物與一定量很稀的HNO3完全反應 反應過程無氣體放出 2 向反應后溶液逐滴加入4mol L的NaOH溶液 所加NaOH溶液體積與生成沉淀的物質的量的關系如圖所示 下列有關反應過程的敘述正確的是 A A B兩點相差0 002molB D點沉淀為0 024mol C C點對應的體積為8mLD DE段沉淀物質的量不變的原因是被溶解沉淀物質的量與生成沉淀物質的量相等 C 解析 鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金 因為該反應放出的熱量使鐵熔化 而鋁的熔點比鐵低 此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金 通過 1 可知硝酸發(fā)生氧化還原反應時 硝酸的濃度越稀 對應還原產物中氮元素的化合價越低 故在 1 HNO3被還有生成 通過圖象可知 在 1 反應后 溶液中有Al3 Fe3 H 在OC段 反應為H OH H2O 在DE段 反應為NH4 OH NH3 H2O 同時也可說明溶液中Al3 Fe3 H 結合OH 的能力比強 在EF段 反應為Al OH 3 OH 2H2O 由DE段可知n NH4 0 012mol 由EF段可知n Al3 0 008mol 故A B兩點相差0 008mol A項錯誤 由于Fe Al HNO3 Fe3 Al3 通過得失電子守恒可知n Fe3 0 012 8 0 008 3 3 0 024mol 所以D點對應沉淀為n Fe OH 3 n Al OH 3 0 032mol B項錯誤 在E點溶液中的鹽全部為NaNO3 通過電荷守恒 可知原溶液中n H 35 4 10 3mol 0 012mol 0 024 0 008 3mol 0 032mol 所以在OC段需要n NaOH 0 032mol 故C點對應的體積為8mL 正確 通過上面的分析可知D項錯誤 綜上本題選擇C項 6 下圖是某學校實驗室從化學試劑商店買回的硫酸試劑標簽上的部分內容 據此下列說法正確的是 C A 該硫酸的物質的量濃度為9 2mol LB 1molZn與足量的該硫酸反應產生2g氫氣C 配制200mL4 6mol L的稀硫酸需取該硫酸50mL D 該硫酸與等質量的水混合所得溶液的物質的量濃度大于9 2mol L 解析 本題考查有關溶液濃度的知識 由 可算出該硫酸的物質的量濃度為18 4mol L 該硫酸是濃硫酸不和Zn反應生成H2 由稀釋定律c1V1 c2V2 可得出所用硫酸體積為50mL 等質量的硫酸和水 硫酸的密度大 硫酸的體積遠小于水 兩者等質量混合 硫酸的濃度小于一半 D不正確 7 t 時向ag飽和Na2CO3 aq 中加入1 06g無水Na2CO3 攪拌后靜置 冷卻到原溫度 結果溶液全部變?yōu)榫w Na2CO3 10H2O 求 1 S Na2CO3 與a的關系式 S S代表溶解度 2 a的取值范圍 解析 1 最后所得晶體質量為 a 1 06 g 其中含Na2CO3質量是 含水的質量質量為 2 由于S 0 則2650a 4770 0 a 1 8 答案 1 S 2 a 1 8 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全