高考化学复习课件：第1单元第4讲化学常用计量在试验中的应用

欢迎进入化学课堂 第4讲化学常用计量 一 物质的量1 物质的量 1 概念 物质的量可用来表示一定数目微粒的集合体 它是国际单位制中的七个基本物理量之一 符号为n 2 单位 摩尔 mol 3 1mol的标准 0 012kg12C中所含有的碳原子数 1mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数 符号为NA 单位为mol 1 近似值为6 02 1023mol 1 2 物质的量与微粒数之间的关系 1 物质的量与微粒数之间的关系n N NA 2 不同物质的物质的量相等 则所含有的粒子数目相等 即 3 摩尔质量 1 概念 单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量 也就是说 物质的摩尔质量是该物质的质量与该物质的物质的量之比 摩尔质量的符号为M 2 单位 g mol 1 3 摩尔质量 质量与物质的量之间的关系是 M m n 当质量以克为单位时 摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量 二 物质的聚集状态1 影响物质体积的因素物质的体积由三个因素决定 微粒数目 微粒间距离 微粒大小 固体 液体的体积主要决定于微粒数目和微粒大小 而气体的体积主要决定于微粒数目 微粒间距离 2 气体的摩尔体积 1 定义 单位物质的量的气体所占的体积 单位 L mol 1 2 在标准状况下 1mol任何气体所占的体积都约为22 4L 这个体积叫做标准状况下的气体摩尔体积 3 公式 Vm V n 3 阿伏加德罗定律 1 内容 在相同的温度和压强下 相同体积的任何气体都含有相同数目的分子 2 公式 pV nRT 三 物质的量浓度化学定量分析常涉及溶液配制和溶液浓度的计算 利用化学反应进行定量分析时 用物质的量浓度来表示溶液的组成更为方便 1 定义 以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量 叫溶质B的物质的量浓度 符号为 2 表达式 3 单位 mol L 1或mol m 3 4 注意点 单位体积为溶液的体积 不是溶剂的体积 溶质必须用物质的量来表示 四 一定物质的量浓度的溶液的配制1 所用仪器 1 必须用到的仪器有容量瓶 烧杯 玻璃棒 胶头滴管四种 若用固体溶质配制 则还需要用到托盘或分析天平 药匙等称量仪器 若用液体来配制 则还需要滴定管 或量筒 等量取仪器 2 重要仪器 容量瓶 构造 是细颈 梨型的平底玻璃瓶 瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞 容量瓶上标有温度 容积 也叫容量 和刻度线 也叫标线 属于较精密的玻璃仪器 规格 常用的有50mL 100mL 250mL 500mL和1000mL等几种规格 用途 专门用来准确配制一定体积的浓度准确的溶液 使用时应注意 当溶液的凹液面正好与刻度线相切时 容量瓶中的溶液的体积为容量瓶上所标记的体积 容量瓶不能配制任意体积的溶液 不能用作反应容器 不能直接在其中进行溶解和稀释 记住 就一个用途 配制溶液 2 一定物质的量浓度的溶液的配制步骤 1 计算 若用固体配制 则计算出所用固体溶质的质量 若用液体配制 则计算出所需液体的体积 2 称取或量取 根据计算结果 用天平准确称取一定质量的固体溶质或用滴定管或量筒等量器量取一定体积液体 3 溶解或稀释 将称取的固体或量取的液体加入到适当的烧杯中 加入适量的蒸馏水 使其溶解或稀释 并用玻璃棒不断搅拌 以加快溶解或稀释 并尽快散热 4 冷却到室温 5 转移 将冷却至室温的浓溶液沿着玻璃棒引流到一定容积的容量瓶中 6 洗涤 用适量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2 3次 并把每次洗涤液一同转移到容量瓶中 7 定容 向容量瓶中直接加水至离刻度线1 2cm时 改用胶头滴管向里加水 直到凹液面的最低点恰好和刻度线相切为止 8 摇匀 塞上瓶塞 右手顶住瓶塞 左手托住瓶底 反复翻转容量瓶 使溶液均匀 9 将配制好的溶液倒入试剂瓶 贴好标签 概括步骤 计算 称取或量取 溶解或稀释 冷却 转移 洗涤 振荡 定容 摇匀 倒瓶贴签 3 注意事项 1 只能配制容量瓶上规定容积的溶液 不能配制任意体积的某物质的量浓度的溶液 2 转移溶液时应使用玻璃棒引流 且溶液的温度应为室温 玻璃棒要靠在刻度线以下 3 如果加水定容时超过了刻度线 不能将超出的部分吸走 而应该重新配制 4 在用移液管或滴定管量取溶液时 量取液体之前应用待量液体润洗2 3次 5 用胶头滴管定容时 眼睛应平视液面 当凹液面正好与刻度线水平相切时 盖上瓶塞后振荡 出现液面低于刻度线时不能再加水 五 物质的量浓度的计算关系1 溶液中各量间的关系 溶质的物质的量浓度 2 物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算关系 以1L溶液即1000mL来换算如下由 1000 w MB cB V 其中V 1L 故简化可得 1000 w cB MB由此式可求得cB 1000 w MB及w cB MB 1000 g cm 3 稀释前后的关系 c1 V1 c2 V2 m1 w1 m2 w2 考点一摩尔质量有关计算 例1某固体只有一种元素组成 密度为5g cm 3 用X射线研究表明在棱长为1 10 7cm的立方体内含有20个原子 求此元素的摩尔质量 解析 根据摩尔质量的定义可知 摩尔质量在数值上等于1mol微粒的质量 NA个微粒质量 NA 一个微粒质量 所以该题解题的关键是确定一个原子的质量 由题意不难得出一个原子的质量为 答案 150g mol 方法技巧点拨 求摩尔质量的方法有很多种 在解题中千万不要忘记还有一个从定义出发得到的公式 NA 一个微粒的质量 物质的量为中心的计算涉及很多公式 我们要善于总结 一些公式可以通过定义 或其他公式推导出来 不要死记硬背 应学会抓基本公式 基本定义 达到举一反三 考点二阿伏加德罗常数和气体摩尔体积正误判断 例2用NA表示阿伏加德罗常数的值 下列叙述正确的是 A 常温下 2 24LN2和O2的混合气体所含原子数为0 2NAB 常温下 pH 2的醋酸溶液中所含有的H 数为0 01NAC 标准状况下 30gNO和16gO2混合所生成的气体分子数为NAD 标准状况下 6 72LCO2中所含的共用电子对数为1 2NA D 方法技巧点拨 解答此类题应注意 1 若题目给出物质的体积 要看所给温度和压强 确定物质的状态是否为气态 特别注意 水在标准状况下为液态或固态 SO3在标准状况下为固态 在常温常压下为液态 在标准状况下 碳原子数大于4而小于16的烃一般为液态 大于或等于16的烃一般为固态 2 若题目给出气体的质量或物质的量 则所含微粒数目与外界条件无关 3 若题目要求计算稀有气体的粒子数目 须注意它是单原子分子气体 4 应弄清物质的构成 正确运用质子数等于电子数以及质子数加中子数等于质量数这两大关系 5 要用到气体摩尔体积22 4L mol 1时 必须注意气体是否处于标准状况下 考点三阿伏加德罗定律综合应用 例3在120 时分别进行如下四个反应 A 2H2S O2 2S 2H2OB 2H2S 3O2 2SO2 2H2OC C2H4 3O2 2CO2 2H2OD C4H8 6O2 4CO2 4H2O 1 若反应在容积固定的容器内进行 反应前后气体密度 d 和气体总压强 p 分别符合关系式d前 d后和p前 p后的是 符合关系式d前 d后和p前 p后的是 请填写反应的代号 B C 2 若反应在压强恒定 容积可变的容器内进行 反应前后气体气体密度 d 和气体体积 V 分别符合关系式d前 d后和V前d后和V前 V后的是 请填写反应的代号 D A A 2H2S O2 2S 2H2OB 2H2S 3O2 2SO2 2H2OC C2H4 3O2 2CO2 2H2OD C4H8 6O2 4CO2 4H2O 解析 1 若反应在容积固定的容器内进行 反应前后d前 d后 说明反应前后气体质量不变 符合要求的是B C D p前 p后 则表明反应前后气体的分子数是减小的 符合要求的是B p前 p后 则表明反应前后气体的分子数是不变的 只有C 2 若反应在压强恒定 容积可变的容器内进行 反应前后d前 d后和V前V后 表明反应是气体分子数减小的反应 体积减小后 仍是d前 d后 说明气体的质量减小 符合题意的是A 方法技巧点拨 在进行气体摩尔体积计算时 要注意以下几个问题 非标准状况下 气体摩尔体积一般不是22 4L mol 但也可能是22 4L mol 可以利用pV nRT的关系推导 但要注意单位的选择 气体摩尔体积是对气体而言 固体和液体也有摩尔体积 但一般没有相同的数值 22 4L mol 这是标准状况下的气体摩尔体积 若不在标准状况下或不是气体就不适用 注意阿伏加德罗定律中的五同 同温同压 前提 同体积 条件 同分子数 结果 同物质的量 推论 适用范围 气体 既可以是单一气体 也可用于混合气体 考点四物质的量浓度和计算 例4将标准状况下的aLHCl g 溶于1000g水中 得到的溶液密度为bg cm3 则该盐酸的物质的量浓度是 D 解析 要求溶液的物质的量浓度 需知溶液的体积和溶质 HCl 的物质的量 溶液的体积 注意溶液的体积 V 溶质 V 溶剂 溶质的物质的量 方法技巧点拨 应用物质的量浓度定义式进行计算时应注意 1 V是指溶液的体积 而不是溶剂体积 常用单位是L 2 溶质必须用物质的量来表示 不能用质量等表示 3 以带有结晶水的物质做溶质 在确定溶质物质的量时 用结晶水合物的质量除以结晶水合物的摩尔质量即可 4 溶质是溶液中的溶质 可以指化合物 也可以指离子或其他特定组合 若溶质是非电解质时 溶质在溶液中以分子形式存在 若溶质是强酸 强碱和可溶性盐时 溶质在溶液中是以阴阳离子存在的 不存在溶质的分子 5 分析溶质时要注意有关的化学变化 例三氧化硫溶于水后 溶液中的溶质为硫酸 6 计算气体溶于水所得溶液的物质的量浓度时要注意 溶液的体积必须用溶液的质量 气体的质量加上水的质量 除以溶液的密度 溶液体积要换算成以 L 为单位 7 同一溶液 取出任意体积的溶液 其各种浓度 物质的量浓度 溶质的质量分数 离子浓度等 均不变 但所含溶质的量则因体积不同而不同 考点五一定物质的量浓度溶液的配制 例5已知某溶液的 体积 密度 溶质和溶剂的质量比 溶质的摩尔质量 要根据溶质的溶解度计算其饱和溶液的物质的量浓度时 上述条件中必不可少的是 A B C D C 解析 根据溶解度与物质的量浓度的换算公式 可见密度和摩尔质量在溶解度与物质的量浓度换算中是必不可少的 本题答案选C 方法技巧点拨 熟练掌握一定物质的量浓度溶液的配制的步骤是关键 并且要会分析由于一些错误操作而造成的误差 解题时根据来分析溶质的量和溶液的体积因错误操作而导致的变化 常见的实验误差分析如下 1 若称量固体溶质时 操作无误 但所用砝码生锈 则结果偏高 2 若称量固体时 试剂 砝码的左右位置颠倒 则结果偏低 3 若没有洗涤烧杯内壁 则结果偏低 4 若容量瓶中有少量蒸馏水或定容后反复摇匀发现液面低于刻度 则结果无影响 5 若容量瓶内溶液的温度高于20 则结果偏高 6 若定容时仰视刻度 则结果偏低 7 若定容时俯视刻度 则结果偏高 8 转移或搅拌溶液时有部分液体溅出 则结果偏低 1 已知25 氨水的密度为0 91g cm3 5 氨水的密度为0 98g cm3 若将上述两溶液等体积混合 所得氨水溶液的质量分数为 A 等于15 B 大于15 C 小于15 D 无法估算 C 解析 求算同种溶质的不同浓度两溶液混合后溶质的质量分数 常见有两种形式混合 等质量混合和等体积混合 显然等质量混合计算很简单 所得溶液的溶质的质量分数等于两种溶液质量分数和的一半 而等体积混合按常规解法需要通过具体计算才能求出 实际上对于等体积混合 可以通过巧设中间状态快速估算 本题的巧解思路是 因为氨水的浓度越大 密度越小 V1mL V2mL VmL 很显然 所得溶液的氨水的质量分数 15 本题答案选C 2 2011 江苏 设NA为阿伏加德罗常数的值 下列叙述正确的是 A 1mol甲醇中含有C H键的数目为4NAB 25 pH 13的NaOH溶液中含有OH 的数目为0 1NAC 标准状况下 2 24L己烷含有分子的数目为0 1NAD 常温常压下 Na2O2与足量H2O反应 共生成0 2molO2 转移电子的数目为0 4NA D 解析 本题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和注意事项 A 甲醇的结构简式是CH3OH 故1mol甲醇中含有C H键的数目为3NA B 溶液体积未知 无法计算OH 的数目 C 标准状况下己烷为液态 不适用于气体摩尔体积 无法计算 D Na2O2与足量H2O反应 共生成0 2molO2 O的化合价由 1价转变为0价 转移电子1mol 0 2 2 0 4NA 解决此类问题的关键是 灵活应用各种知识 尤其是基本概念与理论中元素守恒 化学键问题 晶体结构问题 氧化还原中电子转移问题 可逆反应问题及物质的量计算中一些特殊物质的状态等 3 2011 四川 25 和101kPa时 乙烷 乙炔和丙烯组成的混合烃32mL 与过量氧气混合并完全燃烧 除去水蒸气 恢复到原来的温度和压强 气体总体积缩小了72mL 原混合径中乙炔的体积分数为 B A 12 5 B 25 C 50 D 75 解析 所以m 5 即氢原子的平均值是5 由于乙烷和丙烯均含有6个氢原子 所以利用十字交叉法可计算出乙炔的体积分数 4 2011 上海 120mL含有0 20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸 不管将前者滴加入后者 还是将后者滴加入前者 都有气体产生 但最终生成的气体体积不同 则盐酸的浓度合理的是 A 2 0mol LB 1 5mol LC 0 18mol LD 0 24mol L B 解析 若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢钠 则盐酸的浓度是1 0mol L 若碳酸钠恰好与盐酸反应生成二氧化碳 则盐酸的浓度是2 0mol L 由于最终生成的气体体积不同 所以只能是介于二者之间 5 为了探究课堂铝热反应演示实验生成的熔融物 不含氧化物 的成分 进行如下实验 1 取一定量熔融物与一定量很稀的HNO3完全反应 反应过程无气体放出 2 向反应后溶液逐滴加入4mol L的NaOH溶液 所加NaOH溶液体积与生成沉淀的物质的量的关系如图所示 下列有关反应过程的叙述正确的是 A A B两点相差0 002molB D点沉淀为0 024mol C C点对应的体积为8mLD DE段沉淀物质的量不变的原因是被溶解沉淀物质的量与生成沉淀物质的量相等 C 解析 铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金 因为该反应放出的热量使铁熔化 而铝的熔点比铁低 此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金 通过 1 可知硝酸发生氧化还原反应时 硝酸的浓度越稀 对应还原产物中氮元素的化合价越低 故在 1 HNO3被还有生成 通过图象可知 在 1 反应后 溶液中有Al3 Fe3 H 在OC段 反应为H OH H2O 在DE段 反应为NH4 OH NH3 H2O 同时也可说明溶液中Al3 Fe3 H 结合OH 的能力比强 在EF段 反应为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两点相差0 008mol A项错误 由于Fe Al HNO3 Fe3 Al3 通过得失电子守恒可知n Fe3 0 012 8 0 008 3 3 0 024mol 所以D点对应沉淀为n Fe OH 3 n Al OH 3 0 032mol B项错误 在E点溶液中的盐全部为NaNO3 通过电荷守恒 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点对应的体积为8mL 正确 通过上面的分析可知D项错误 综上本题选择C项 6 下图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容 据此下列说法正确的是 C A 该硫酸的物质的量浓度为9 2mol LB 1molZn与足量的该硫酸反应产生2g氢气C 配制200mL4 6mol L的稀硫酸需取该硫酸50mL D 该硫酸与等质量的水混合所得溶液的物质的量浓度大于9 2mol L 解析 本题考查有关溶液浓度的知识 由 可算出该硫酸的物质的量浓度为18 4mol L 该硫酸是浓硫酸不和Zn反应生成H2 由稀释定律c1V1 c2V2 可得出所用硫酸体积为50mL 等质量的硫酸和水 硫酸的密度大 硫酸的体积远小于水 两者等质量混合 硫酸的浓度小于一半 D不正确 7 t 时向ag饱和Na2CO3 aq 中加入1 06g无水Na2CO3 搅拌后静置 冷却到原温度 结果溶液全部变为晶体 Na2CO3 10H2O 求 1 S Na2CO3 与a的关系式 S S代表溶解度 2 a的取值范围 解析 1 最后所得晶体质量为 a 1 06 g 其中含Na2CO3质量是 含水的质量质量为 2 由于S 0 则2650a 4770 0 a 1 8 答案 1 S 2 a 1 8 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全