化学计量.docx

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化学计量

专题一　化学计量在实验中的应用

（一）

【知识精讲】

知识点一　物质的量及其单位

1．物质的量

物质的量表示的微粒集体。

物质的量的符号为，其单位是，简称摩，符号为。

1mol任何粒子的粒子数与中所含的原子数相同。

这里的粒子指或它们的特定组合等。

与可称量的物质联系起来。

问题思考

1．1molNaCl和1molHCl所含的粒子数相同吗？

2．阿伏加德罗常数

（1）规定：

所含的原子数为阿伏加德罗常数。

把含有个粒子的任何粒子集体的物质的量计量为1mol,叫做阿伏加德罗常数。

其符号是，单位是。

（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：

。

问题思考

2．阿伏加德罗常数（NA）与6.02×1023完全相同吗？

3．摩尔质量

（1）概念：

的物质所具有的质量。

（2）单位：

，符号是。

（3）当摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上与该物质的相等。

（4）物质的量、物质的质量和摩尔质量之间的关系为：

。

问题思考

3．摩尔质量、相对分子质量、1mol物质的质量三者的区别和联系。

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，的气体所占的体积。

（2）符号，单位。

（3）气体摩尔体积概念的要点：

①物质的聚集状态必须是，不适用于态。

②物质的量必须为。

③必须指明气体所处的外界条件，即。

问题思考

4．标准状况下，1mol气体的体积是22.4L，如果当1mol气体的体积是22.4L时，一定是标准状况吗？

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：

。

其影响因素主要有：

。

标准状况下气体摩尔体积概念剖析：

（1）四条件

（2）结论：

。

（3）单位：

。

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，一定物质的量的气体的体积一定，所以在相同，这就是阿伏加德罗定律。

可总结为“”，适用对象是。

【考点精析】

一、气体摩尔质量的求解方法

（1）标况密度法：

（2）相对密度法：

（3）体积分数法：

典例导悟1

在150℃时，将一定质量的NH4HCO3放在密闭容器中分解完全。

保持温度不变，求生成气体的平均相对分子质量。

二、气体体积、质量的测定方法

1．下列气体中：

H2、N2、O2、NO2、NH3、HCl，哪些可以用排水法测量气体的体积？

为什么？

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？

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___________________________________。

（2）用d装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？

典例导悟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。

该实验的主要操作步骤如下：

Ⅰ.请将下述步骤补充完整

（1）配制浓度为0.5mol·L－1H2SO4溶液和H2C2O4溶液；

（2）用酸式滴定管量取10.00mL0.5mol·L－1H2SO4和H2C2O4溶液分别加入两个锥形瓶中；

（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ymL。

Ⅱ.回答下列问题：

（1）以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：

①使乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③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_____________________________________。

【高考真题】

1．NA表示阿伏加德罗常数，判断下列各项是否正确。

（1）1mol羟基中电子数为10NA

（2）1.7gH2O2中含有电子数为0.9NA

（3）1mol乙烷分子中含有8NA个共价键

（4）58.5g的NaCl固体中含有NA个氯化钠分子

（5）24g镁的原子最外层电子数为NA

（6）标准状况下，22.4L乙醇的分子数为NA

（7）（7）标准状况下，22.4L二氯甲烷的分子数约为4NA个

（8）标准状况下，22.4L戊烷所含分子数为0.1NA

（9）1L0.1mol·L－1乙酸溶液中H＋数为0.1NA

（10）1molCa变成Ca2＋时失去的电子数为2NA

（11）1molCl2与足量Fe反应，转移的电子数为3NA

（12）1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA

（13）在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3molI2转移的电子数为6NA

（14）将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1NAFe3＋

（15）在1L0.1mol·L－1碳酸钠溶液中，阴离子总数大于0.1NA

（16）标准状况下，2.24LH2O含有的分子数等于0.1NA

（17）标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子

（18）分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4L，质量约为28g

（19）常温常压下，22.4L乙烯中C－H键数为4NA

（20）乙烯和环丙烷（C3H6）组成的28g混合气体中含有3NA个氢原子

（21）标准状况下，22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA

（22）22.4LCl2中含有NA个Cl2分子

2．（2008·四川理综，6）下列说法中不正确的是（　　）

A．1mol氧气中含有12.04×1023个氧原子，在标准状况下占有体积22.4L

B．1mol臭氧和1.5mol氧气含有相同的氧原子数

C．等体积、浓度均为1mol·L－1的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为3∶1

D．等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为1∶6，氧原子数之比为1∶3

3．（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

4．（2009·全国理综Ⅰ，7）将15mL2mol·L－1Na2CO3溶液逐滴加入到40mL0.5mol·L－1MCln盐溶液中，恰好将溶液中的Mn＋完全沉淀为碳酸盐，则MCln中n值是（　　）

A．4B．3C．2D．1

5．

（1）20gA物质和14gB物质完全反应，生成8.8gC物质、3.6gD物质和0.2molE物质，则E物质的摩尔质量为____________。

（2）12.4gNa2X含有0.4molNa＋，Na2X的摩尔质量为__________，其相对分子质量为________，X的相对原子质量为__________，该物质的化学式为______________。

【考点集训】

1．（2008·山东理综，13）NA代表阿伏加德罗常数，下列叙述错误的是（　　）

A．10mL质量分数为98%的H2SO4，用水稀释至100mL，H2SO4的质量分数为9.8%

B．在H2O2＋Cl2===2HCl＋O2反应中，每生成32g氧气，则转移2NA个电子

C．标准状况下，分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4L，质量为28g

D．一定温度下，1L0.50mol·L－1NH4Cl溶液与2L0.25mol·L－1NH4Cl溶液含NH

的物质的量不同

2．（2008·上海，8）在一定条件下，完全分解下列某化合物2g，产生氧气1.6g，此化合物是（　　）

A．1H

OB．2H

OC．1H

OD．2H

O

3．（2011·苏州调研）阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol－1，下列叙述中正确的是（　　）

A．常温常压下，20.0g重水（D2O）所含的中子数约为6.02×1023

B．室温下，42.0g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数约为3×6.02×1023

C．通常状况下，1mol的NO2与N2O4混合气体变为标准状况时其分子数约为6.02×1023

D．常温下，7.1gCl2与足量NaOH溶液反应转移的电子数约为0.2×6.02×1023

4．（2011·哈尔滨调研）用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（　　）

A．4.0g重水（D2O）中所含质子数为0.4NA

B．4.48LN2与CO的混合物中所含分子数为0.2NA

C．6.2g白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为0.2NA

D．12.5mL16mol·L－1浓硫酸与足量铜反应，转移电子数为0.2NA

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B．O2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

6．（2011·孝感模拟）在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强（p）从大到小的顺序是（　　）

A．p（Ne）>p（H2）>p（O2）B．p（O2）>p（Ne）>p（H2）

C．p（H2）>p（O2）>p（Ne）D．p（H2）>p（Ne）>p（O2）

7．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。

若乙气体是CO，则甲气体可能是（　　）

A．H2SB．HClC．NH3D．Cl2

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：

①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ag。

②装好实验装置。

③检查装置气密性。

④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。

⑤停止加热（如图所示，导管出口高于液面）。

⑥测量收集到气体的体积。

⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。

⑧测量实验室的温度。

⑨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。

⑩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：

①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。

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为（含a、b、c，不必化简）M（O2）＝_____________。

专题2　化学计量在实验中的应用

（二）

【知识精讲】

知识点一　物质的量浓度

1．物质的量浓度表示，是用来表示溶液组成的物理量，也称为B的物质的量浓度，符号为。

2．物质的量浓度的数学表达式是，nB表示，V表示，因此物质的量浓度的单位是。

3．将溶质质量分数一定的溶液稀释时，溶液中总是保持不变；同理，稀释一定物质的量浓度的溶液时，溶液的发生了变化，但溶液中保持不变，即遵循稀释定律：

。

问题思考

1．将标准状况下1L氨气溶于1L水中，得到的溶液是2L吗？

若不是，还需要哪些数据能求出该溶液的体积？

2．将一定物质的量浓度的溶液取出一部分，物质的量浓度变化吗？

知识点二　一定物质的量浓度溶液的配制

1．容量瓶的使用

（1）规格及特点：

常规的容量瓶有等几种。

（2）容量瓶上标注有。

（3）使用容量瓶的第一步操作是，

操作方法是。

问题思考

3．容量瓶使用前应用蒸馏水洗净是否还需要待配溶液润洗？

4．实验室需要480mL某溶液，应选用多大规格容量瓶配制溶液？

2．以配制1000mL1.0mol·L－1的NaCl溶液为例。

完成下列填空：

（1）实验原理：

（2）实验仪器：

主要有。

（3）实验步骤：

①计算：

计算所需NaCl固体的质量为g。

②称量：

根据计算结果，称量NaCl固体。

③溶解：

将称量好的NaCl固体放入烧杯中，加适量水溶解，并用搅拌。

④转移：

待恢复到后，将溶液转移到中。

⑤洗涤：

用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤次，将每次洗涤液也注入容量瓶中，并振荡容量瓶。

⑥定容：

往容量瓶中缓慢加蒸馏水，等液面离容量瓶颈刻度线时，改用滴加蒸馏水至液面与刻度线。

塞好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。

问题思考

5．为什么不能将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释？

6．

（1）若转移时，容量瓶中有残留的水，则对所配制溶液的浓度有何影响？

（2）若没有洗涤烧杯和玻璃棒，则对所配制溶液的浓度有何影响？

（3）加蒸馏水时不慎超过刻度线，则将如何操作？

【考点精析】

一、有关物质的量浓度的计算

物质的量浓度计算的两个关键：

（1）正确判断溶液的溶质并求其物质的量

①与水发生反应生成新的物质，如等。

②含结晶水的物质如。

③特殊物质：

如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时是以作为溶质。

（2）准确计算的体积

典例导悟1

在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为VmL，溶液密度为dg·cm－3，质量分数为w%，物质的量浓度为cmol·L－1，溶液中含氢氧化钠的质量为mg。

（1）用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度（S）为____________________。

（2）用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度（c）为_____________________。

（3）用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度（c）为_____________________。

（4）用c、d表示溶液中溶质的质量分数为_________________________。

变式演练1　

（1）若某饱和溶液的密度为ρg·cm－3，溶质的摩尔质量为Mg·mol－1，溶解度为Sg，则溶质的质量分数和物质的量浓度的表达式分别是什么？

（2）在标准状况下，1L水中溶解某气体VL，所得溶液密度为ρg·cm－3，溶质的摩尔质量为Mg·mol－1，则w和c的表达式分别是什么？

二、溶液的稀释与混合

1．溶液的稀释

根据稀释前后溶质质量不变，即物质的量也不变，得m1w1＝m2w2或c1V1＝c2V2

2．溶液的混合（依据混合前后溶液中溶质的质量守恒，具体情况具体分析）

（1）将3p%的硫酸与同体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸，则p、q的关系正确的是________。

①q＝2p②q>2p③q<2p④无法确定

（2）若上题中的溶质是乙醇而非硫酸，则p、q的关系是________。

①q＝2p②q>2p③q<2p④无法确定

（3）思维升华：

质量分数不同的两溶液等体积混合时的规律是什么？

典例导悟2

浓度不等的两种硫酸溶液等质量混合后，溶液的质量分数为a%，而等体积混合后，溶液的质量分数为b%；浓度不等的两种氨水等质量混合时，其溶质的质量分数为a%，而等体积混合后，溶液的质量分数为c%，那么a、b、c数值的关系是（　　）

A．a>b>cB．b>a>cC．c>b>aD．c>a>b

变式演练2　将a%的酒精和（100－a）%的酒精溶液等体积混合后，所得酒精溶液的质量分数可能为（　　）

A．大于50%B．小于50%

C．小于或等于50%D．大于或等于50%

三、一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析

联想一定物质的量浓度的溶液配制的步骤，结合公式cB＝

＝

，试总结怎样判断cB的误差？

并举例说明。

提示　凡操作上引起mB增大或V值减少的，都会使所配溶液浓度偏大（如砝码生锈或定容时俯视刻度线）。

否则偏小（如砝码残缺或未洗涤烧杯、玻璃棒，定容时仰视刻度线）。

典例导悟3

（1）下图是配制50mLKMnO4标准溶液的过程示意图。

请你观察图示，判断其中不正确的操作有（填序号）________，其中确定50mL溶液体积的容器是（填名称）________。

（2）若配制的过程中，有液体溅出，应如何处理________。

（3）使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是（　　）

①使用天平（使用了游码）称量时，被称量物与砝码位置放颠倒了　②用滴定管量取溶质体积时，开始时平视读数，结束后俯视读数　③溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤　④转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水　⑤定容时，仰视容量瓶刻度线　⑥定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线

A．①③⑤⑥B．①②⑤⑥C．②③④⑥D．③④⑤⑥

【高考真题】

1．NA代表阿伏加德罗常数。

判断下列各项是否正确。

（1）1mol·L－1NaCl溶液含有NA个Na＋

（2）将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1NA个Fe3＋

（3）1L2mol·L－1的MgCl2溶液中含Mg2＋数为2NA

（4）等体积、浓度均为1mol·L－1的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为3∶1

（5）1L浓度为1mol·L－1的Na2CO3溶液中含有NA个CO

（6）10mL质量分数为98%的H2SO4，用水稀释至100mL，H2SO4的质量分数为9.8%

（7）一定温度下，1L0.50mol·L－1NH4Cl溶液与2L0.25mol·L－1NH4Cl溶液含NH

物质的量不同

（8）1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为NA

（9）1L0.1mol·L－1Na2SO4溶液中有0.1NA个Na＋

（10）常温下，100mL1mol·L－1Na2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NA

（11）常温下，1L0.1mol·L－1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA

（12）含NA个Na＋的Na2O溶解于1L水中，Na＋的物质的量浓度为1mol·L－1

2．（2009·浙江理综，9）已知单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点就越高。

则下列溶液沸点最高的是（　　）

A．0.01mol·L－1的蔗糖溶液B．0.01mol·L－1的CaCl2溶液

C．0.02mol·L－1的NaCl溶液D．0.02mol·L－1的CH3COOH溶液

3．（2010·课标全国卷，10）把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含amol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含bmol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。

则该混合溶液中钾离子浓度为（　　）

A．0.1（b－2a）mol·L－1B．10（2a－b）mol·L－1

C．10（b－a）mol·L－1D．10（b－2a）mol·L－1

4．（2010·四川理综，12）标准状况下VL氨气溶解在1L水中（水的密度近似为1g·mL－1），所得溶液的密度为ρg·mL－1，质量分数为w，物质的量浓度为cmol·L－1，则下列关系中不正确的是（　　）

A．ρ＝（17V＋22400）/（22.4＋22.4V）B．w＝17c/（1000ρ）

C．w＝17V/（17V＋22400）D．c＝1000Vρ/（17V＋22400）

5．（2008·四川理综，13）在aLAl2（SO4）3和（NH4）2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2，恰好使溶液中的SO

完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3，则原溶液中的Al3＋物质的量浓度（mol·L－1）为（　　）

A.

B.

C.

D.

6、（07年宁夏理综·12）ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到ag铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为

A．1：

7B．7：

1C．7：

8D．8：

7

7．[2014·广东卷]设nA为阿伏伽德常数的数值，下列说法正确的是（　　）

A．18gH2O含有10nA个质子

B．1mol甲苯含有6nA个C—H键

C．标准状况下，22.4L氨水含有nA个NH3分子

D．56g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子

8、[2014·四川卷改编]设NA为阿伏伽德罗常数的值。

下列说法正确的是（　　）

A．高温下，0.2molFe与足量水蒸气反应，生成的H2分子数目为0.3NA

B．室温下，1L的NaOH溶液中，由OH－数目为0.1NA

C．氢氧燃料电池正极消耗22.4L气体时，电路中通过的电子数目为2NA

D．5NH4NO3

2HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，生成28gN2时，转移的电子数目为3.75NA

9．[2014·全国卷]NA表示阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是（　　）

A．1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA

B．2L0.5mol·L－1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA

C．1molNa2O2固体中含离子总数为4NA

D．丙烯和环丙烷组成的42g混合气体中氢原子的个数为6NA

10．[2014·全国卷]已知：

将Cl2通入适量KOH溶液，产物中可能有KCl、KClO、KClO3，且

的值与温度高低有关。

当n（KOH）＝amol时，下列有关说法错误的是（　　）

A．若某温度下，反应后

＝11，则溶液中

＝

B．参加反应的氯气的物质的量等于

amol

C．改变温度，反应中转移电子的物质的量ne的范围：

amol≤ne≤

amol

D．改变温度，产物中KClO3的最大理论产量为

amol

【考点集训】

1．（2011·太原月考）已知25%的氨水密度为0.91g·cm－3,5%的氨水密度为0.98g·cm－3，若将上述两种溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数（　　）

A．等于15%B．大于15%C．小于15%D．无法估算

2．300mLAl2（SO4）3溶液中，含Al3＋为1.62g，在该溶液中加入0.1mol·L－1Ba（OH）2溶液300mL，反应后溶液中SO

的物质的量浓度为（　　）