化学计量在实验中的应用知识归纳与巩固.docx

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化学计量在实验中的应用知识归纳与巩固

化学计量在实验中的应用知识归纳及巩固

一物质的量的单位—摩尔

1．物质的量：

（1）定义：

物质的量是一个物理量，它表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n.

（2）单位：

摩尔

2．摩尔：

（1）定义：

摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol.

（2）国际上规定，1mol粒子集体所含的粒子数与0.012Kg12C中所含的碳原子数相同。

（3）说明：

1必须指明物质微粒的名称，不能是宏观物质名称。

例如：

1molH表示1mol氢原子，1molH2表示1mol氢分子（氢气），1molH+表示1mol氢离子，但如果说“1mol氢”就违反了使用标准，因为氢是元素名称，不是微粒名称，也不是微粒的符号或化学式。

也不能用于宏观物质如：

lmol人、1mol大豆都是错误的。

②常见的微观粒子有：

分子、原子、离子、电子、质子、中子或它们特定的组合。

2当有些物质的微观粒子只有一种时，可以省略其名称，如1mol水。

3．阿伏加德罗常数：

（1）定义：

把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA。

（2）数值和单位：

6．02×1023mol-1

（3）物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数（N）之间换算的关系：

n=N/ＮＡ

4．摩尔质量：

（1）定义:

单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为M。

（2）单位：

g/mol（或g·mol-1）

（3）说明：

1使用范围：

A.任何一种微观粒子;B.无论是否纯净;C.无论物质的状态

②与相对原子质量比较：

数值相同，单位不同。

核素的原子的相对原子质量=

元素的相对原子质量：

A1、A2表示同位素相对原子质量，a1%、a2%表示原子个数百分比

元素相对原子质量：

③与1mol物质的质量的比较：

数值相同，单位不同。

（4）物质的量（n）、质量（m）和摩尔质量（M）之间换算的关系：

n=m/M

5．气体摩尔体积：

（1）定义：

单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为：

Vm.

（2）单位：

L/mol（或L·mol-1）

（3）标准状况下的气体摩尔体积

①标准状况：

0℃和1.01×105Pa（101KPa）

②理想气体：

A.不计大小但计质量

B.不计分子间的相互作用

③标准状况下的气体摩尔体积：

约22.4L·mol-1

（4）影响物质体积大小的因素：

①构成物质的粒子数目（物质的量的大小）

②构成物质的粒子的大小（物质的本性）

③构成物质粒子之间的距离（温度与压强共同决定）

固体、液体和气体粒子之间距离如图所示：

归纳：

在物质所含的微粒数相同的情况下：

①固体、液体的体积主要决定于其所含微粒本身的大小．

②气体的体积主要决定于气体分子间的平均距离．

（5）气体体积、气体摩尔体积和物质的量之间换算的关系：

Vm=V/n

6.物质的量浓度:

（1）定义：

表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，称为B的物质的量浓度，

符号为CB

（2）单位：

mol/L

（3）说明：

①物质的量浓度是溶液的体积浓度

②溶液中的溶质既可以为纯净物又可以为混合物，

还可以是指某种离子或分子

（4）溶液的有关计算

①物质的量浓度、溶质的物质的量与溶液体积的换算关系：

2浓溶液稀释或稀溶液浓缩的有关计算．

原理：

稀释或浓缩前后溶质的物质的量（或质量）不变．表示为：

C（浓）×V（浓）＝C（稀）×V（稀）

m1ω1=m2ω2

3同溶质的稀溶液相互混合：

C混=

（忽略混合时溶液体积变化不计）

混合：

m1ω1+m2ω2=（m1+m2）ω混

4一定温度下，某饱和溶液中溶质B的溶解度（S）与溶质B的质量分数[ωB]

的换算关系．

根据S＝

和ωB＝

％

（饱和溶液，S代表溶质该条件下的溶解度）

推得：

ωB＝

％或S=WB/（1-WB）×100

⑤某一溶液中溶质的质量分数[ωB]、溶质的物质的量浓度[CB]和溶液的密度（ρ）的换算关系：

CB＝

7.相互关系：

n=

=

=

=CV

二、有关计算关系

1.m、n、N之间的计算关系

（1）计算关系：

=

（2）使用范围：

只要物质的组成不变，无论是何状态都可以使用

2.V、n、N之间的计算关系

（1）计算关系：

=

=

（2）使用范围：

①适用于所有的气体，无论是纯净气体还是混合气体

②当气体摩尔体积用22.4L·mol-1时必须是标准状况

3.c、m、V、N之间的计算关系

（1）计算关系：

（2）使用范围：

①以上计算关系必须是在溶液中使用

②微粒数目是指某种溶质

③若溶液是由气体溶解于水形成的，要特别注意以下几点：

A.必须根据定义表达式进行计算

B.氨水中的溶质主要是NH3·H2O，但要以NH3为准计算

C.溶液的体积不能直接用气体的体积或水的体积或气体与水的体积之和，而必须是通过

计算得到

4.c、

%、ρ之间的计算关系

（1）计算关系：

（2）使用范围：

同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算

（3）推断方法：

①根据物质的量浓度的定义表达式

②溶质的物质的量用

计算

③注意溶液体积的单位

5.混合气体的平均相对分子质量的有关计算

（1）计算依据：

①1mol任何物质的质量（以g为单位）在数值上与其相对分子质量相等

②1mol任何气体的体积（以L为单位）在数值上与气体摩尔体积（以L/mol为单位）相等

（2）基本计算关系：

—M

（3）变换计算关系：

①—M=

②—M=

（4）使用说明：

①

（2）的计算式适用于所有的混合物的计算

②（3）中的计算式只适用与混合气体的有关计算

③（3）中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律

6.密度与相对密度

（1）密度

①计算表达式：

②使用说明：

A.适用于所有的物质，不受物质状态的限制，也适用于所有的混合物

B.所有的气体物质：

，标准状况下气体

（2）相对密度

①计算表达式：

②使用说明：

A.相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比

B.既可以用于纯净气体之间的计算，也可以用于混合气体之间

三、气体状态方程：

PV=nRT

四、阿伏加德罗定律重要公式与气态方程（PV=nRT）之间的关系

推论1：

同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即

。

推论2：

同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，即

。

推论3：

同温同压下，同体积的任何气体的质量之比，等于相对分子质量之比，

也等于密度之比，即

。

推论4：

同温同压下，同质量的气体体积之比等于摩尔质量之反比，即

。

推论5：

混和气体平均相对分子质量的几种计算方法：

（1）标准状况下，平均分相对分子质量

（∴d=

）

（1mol的物质所具有的质量）

（2）因为相对密度

（3）摩尔质量定义法：

（混合总质量除以混合总物质的量）

（4）物质的量或体积分数法：

以上推论及气态方程PV=nRT在有关气体的化学计算中具有广泛的应用。

五、物质的量在化学实验中的应用——一定物质的量浓度溶液的配制

（1）所需仪器：

托盘天平（溶质为固体时）和药匙或量筒（浓溶液稀释时）、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等．

（2）配制步骤：

算（计算）→取（称取或量取）→溶（溶解）→冷（冷却）→注（转移）→洗（洗涤）→振（振荡）→定（定容）→摇（摇匀）→存（保存）．

以配制100ml1.00mol·L－1的NaCl溶液为例：

计算：

所需NaCl固体的质量为5.85g；

②称量：

准确称量NaCl固体（该步操作用到的仪器有托盘天平、药匙）；

③溶解：

将称量好的NaCl固体放入烧杯中，然后用适量蒸馏水溶解。

（该步操作用到的仪器有烧杯、玻璃棒）；

④冷却：

将烧杯中的溶液冷却至室温；

⑤转移：

将烧杯中的溶液沿玻璃棒缓缓注入100ml容量瓶中；

⑥洗涤：

用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，并将洗涤液也注入容量瓶中；

⑦振荡：

用手轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀；

⑧定容：

把蒸馏水沿着玻璃棒缓缓注入容量瓶中，当液面距离容量瓶颈刻度线下1～2cm时，改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面的最低处与刻度线相切视线要保持水平）。

⑨摇匀：

盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀；

⑩装瓶：

配好的溶液应及时转入试剂瓶中。

（3）误差分析：

根据公式CB＝nB/V知，造成所配溶液产生误差的原因可能由nB或V引起．其中，造成nB的误差一般由称量、转移、洗涤等错误操作引起；而造成V的误差往往由读数错误、未冷却溶液等操作引起．例如，未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒，造成实际值比nB值偏小，从而引起CB偏小．

练习:

配制一定物质的量浓度溶液时，下列操作对溶液浓度有何影响？

①没有用水冲洗烧杯2-3次。

（偏低）

②溶液配好摇匀后，发现液面低于刻度线，又加水至液面与刻度相切。

（偏低）

③定容时，俯视液面使与刻度相切。

（偏高）

④定容时，仰视液面使与刻度相切。

（偏低）

⑤将未冷却的溶液注入容量瓶后，马上定容。

（偏高）

⑥将烧杯中的溶液转到容量瓶时，有溶液溅出。

（偏低）

⑦加水超过刻度线。

（偏低）

⑧用天平称量NaOH时，砝码有油污。

（偏高）

（4）配制一定物质的量浓度的溶液时应注意的问题：

①配制一定物质的量浓度溶液是将一定质量或体积的溶质按所配溶液的体积在选定的容量瓶中定容，因而不需要计算水的质量．

②不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液．这是因为在配制的过程是用容量瓶来定容的，而容量瓶的规格又是有限的，常用的有50mL、100mL、250mL、500mL和1000mL等，所以只能配制体积与容量瓶容积相同的一定物质的量浓度的溶液．

③将蒸馏水注入容量瓶中至液面接近容量瓶刻度线1～2cm时，应改用胶头滴管滴加蒸馏水，以防液面超过刻度线，造成所配溶液的浓度偏低．

④在配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时，应将氢氧化钠样品放在玻璃容器中称量；若配制一定物质的量浓度的硫酸溶液，应预先在烧杯中加入适量的蒸馏水，再缓缓加入量筒中的浓硫酸，同时边加边搅拌．

（4）容量瓶是一种细颈梨形的平底玻璃瓶，容量瓶颈部有标线、瓶上标有温度和容量。

容量瓶是用来配制准确物质的量浓度溶液的仪器。

容量瓶有各种不同规格，常用的有100mL、250mL、500mL和1000mL等几种。

容量瓶只能配对应体积的溶液。

因此，在选择时，要使容量瓶的容积等于或略大于所需。

容量瓶的使用要有一定温度限制，容量瓶不能作为盛放液体的容器或反应容器使用，也不能加热，更不能作为溶解固体或稀释溶液的仪器使用。

在使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。

方法是：

往瓶内加水，塞好瓶塞。

用食指顶住瓶塞。

另一手托住瓶底，把瓶倒立。

观察瓶塞周围是否漏水，若不漏水，把容量瓶正立过来将瓶塞旋转180°，仍把瓶倒立过来，再检验是否漏水。

六、在有关计算物质的量浓度时形成解题思路一般有两个出发点：

①由“定义式”出发：

物质的量浓度定义的数学表达式为c=n/V，由此可知，欲求c，先求n及V。

②由守恒的观点出发：

a.稀释前后“溶质的物质的量守恒”。

b.溶液中“微粒之间电荷守恒”（溶液呈电中性）。

如在Na2SO4溶液中，阴离子SO42-与阳离子Na+所带电荷一定相等，

即n（Na+）×1=n（SO2-4）×2，又因在同一溶液中，体积都相同，

故有c（Na＋）×1=c（SO42-）×2。

再如，在Na2SO4、KNO3和HCl的混合液中，

阳离子有Na+、K+、H+，阴离子有SO42-、NO-3、Cl-，由电荷守恒知：

c（Na＋）×1+c（K＋）×1+c（H＋）×1=c（SO2-4）×2+c（NO-3）×1+c（Cl-）×1

简化为c（Na＋）＋c（K＋）＋c（H＋）＝2c（SO2－4）＋c（NO－3）＋c（Cl－）

c.化学反应前后的质量守恒

例如：

用密度为1.32g/cm3的硫酸溶液，逐滴滴入BaCl2溶液中，直到沉淀恰好完全为止。

已知所生成的沉淀的质量等于所用硫酸溶液的质量，则硫酸溶液的浓度为（）

（A）21.9%（B）42.1%（C）13.5mol/L（D）5.67mol/L

解：

依题意，生成沉淀的质量应等于溶液的质量

∵H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl

98233

M×ω%M

∴H2SO4%=

=42.1%

故答案为B、D

七、两类浓度的求算总结如下：

1.溶液中粒子的物质的量浓度

强电解质AxBy====xAy++yBx-有

c（Ay＋）====xc（AxBy）c（Bx-）====yc（AxBy）c（Ay+）∶c（Bx-）====x∶y

以Fe2（SO4）3为例：

（1）若Fe2（SO4）3的物质的量浓度为amol·L－1，

则c（Fe3+）=2amol·L－1，c（SO2-4）=3amol·L－1。

（2）若Fe2（SO4）3溶液中c（SO2－4）＝amol·L－1，则[Fe2（SO4）3］＝

mol·L－1。

（3）溶液中电荷关系：

3c（Fe3+）=2c（SO2-4）。

2.气体溶于水后溶质的物质的量浓度

在标准状况下，1L水中溶解某气体VL，所得溶液密度为ρg·mL-1，已知该气体的摩尔质量为Mg·mol－1，水的密度是1g·mL－1，则溶于水后溶质的物质的量浓度为：

c=

mol·L－1=

mol·L－1

化学计量在实验中的应用巩固

基础巩固

一、选择题

1．摩尔是（）

A．物质的数量单位

B．表示物质的质量单位

C．表示物质的量的单位

D．既是物质的数量单位又是物质的质量单位

2．下列叙述错误的是（）

A．1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子

B．0.012kg12C含有约6.02×1023个碳原子

C．在使用摩尔表示物质的量的单位时，应用化学式指明粒子的种类

D．物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一

3．下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是（）

A．阿伏加德罗常数是12g碳中所含的碳原子数

B．阿伏加德罗常数是0.012kg12C中所含的原子数

C．阿伏加德罗常数是6.02×1023mol－1

D．阿伏加德罗常数的符号为NA，近似值为6.02×1023mol－1

4．0.5molNa2SO4中所含的Na+离子数为（）

A．3.01×1023B．6.02×1023C．0.5D．1

5．如果1g水中含有n个氢原子，则阿伏加德罗常数是

A．n/1mol－1B．9nmol－1C．2nmol－1D．nmol－1

6．下列叙述中错误的是（）

A．H2SO4的摩尔质量是98

B．2molNO和2molN2含原子数相同

C．等质量的O2和O3中所含氧原子个数相同

D．等物质的量的CO和CO2中所含碳原子数相等

7．相同质量的SO2和SO3它们之间的关系是（）

A．所含硫原子的物质的量之比为1:

1

B．氧原子的物质的量之比为3:

2

C．氧元素的质量比为5:

6

D．硫元素的质量比为4:

5

8.现有A、B、C三种化合物，各取40g相混合，完全反应后，得到18.0gB、49.0gC、还有D生成，已知D的相对分子质量为106。

现将22.0gA和11.0gB反应，能生成D的物质的量为

A．1.00molB．0.500molC．0.275molD．0.250mol

9.下列物质中质量最大的是（），分子数最多的是（）

A．64gSO2B．3．01×1023个N2分子

C．0.75molH2SO4D．4gNaOH

二、填空题

10．用20g烧碱配制成500mL溶液，其物质的量浓度为mol/L；从中取出1mL，其物质的量浓度为mol/L；含溶质g。

若将这1mL溶液用水稀释到100mL，所得溶液中溶质的物质的量浓度为mol/L，其中含Na+g。

11．在40mL0.1mol/L的BaCl2溶液中，加入足量0.1mol/L的H2SO4溶液使Ba2+完全沉淀，将反应后的溶液过滤，取滤液一半，加入25mL0.2mol/L的NaOH溶液恰好呈中性，通过计算可知H2SO4为mL。

12．用4.00mol/L的标准盐酸配制0.10mol/L的标准盐酸时，需从下列仪器中①托盘天平②容量瓶③滴定管④量筒⑤烧杯⑥胶头滴管⑦玻璃棒⑧漏斗（填序号）。

13．下面是用98%的浓H2SO4（ρ=1.84g/cm3）配制成0.5mol/L的稀H2SO4500ml的操作，请按要求填空：

（1）所需浓H2SO4的体积为

（2）如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒，应选用mL量筒最好。

量取时发现量筒不干净，用水洗净后直接量取，所配溶液浓度将

（填偏高、偏低、无影响）。

（3）将量取的浓H2SO4沿烧杯内壁慢慢注入盛有约100mL水的里，并不断搅拌，目的是。

（4）将的上述溶液沿注入中，并用50mL蒸馏水洗涤烧杯2～3次，洗涤液要中，并摇匀。

（5）加水至距刻度处，改用加水，使溶液的凹液面正好跟刻度相平。

挑战高考

1．质量相等的两份气体样品，一份是CO，另一份是CO2，这两份气体样品中，CO与CO2所含氧原子的原子个数之比是（）

A．1：

2B．1：

4C．11：

14D．1l：

28

2．下列各组中两种气体的分子数一定相等的是（）

A．温度相同、体积相同的O2和N2B．质量相等、密度不等的N2和C2H6

C．体积相同、密度相等的CO和C2H4D．压强相同、体积相同的O2和H2

3．由钾和氧组成的某种离子晶体含钾的质量分数是78/126，其阴离子只有过氧离子（O22-）和超氧离子（O2-）两种。

在此晶体中，过氧离子和超氧离子的物质的量之比为（）

A．2：

lB．1：

lC．1：

2D．1：

3

4．由CO2、H2和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。

则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为（）

A．29：

8：

13B．22：

l：

14C．13：

8：

29D．26：

57：

16

5．由X、Y两元素组成的气态化合物XY4，在一定条件下完全分解为A、B两种气体物质，己知标准状况下20mLXY4分解可产生标准状况下30mLA气体（化学式为Y2）和10mLB气体，则B的化学式为（）

A．X2B．Y2X2C．XY2D．X2Y4

6．将N02、NH3、O2混合气22．4L通过稀硫酸后，溶液质量增加了26.7g，气体体积缩小到4．48L．（气体体积均在标况下测定）剩余气体能使带火星的木条着火，则混合气体的平均相对分子质量为（）

A．28.1B．30.2C．33.1D．34.0

7．为方便某些化学计算，有人将98％浓硫酸表示成下列形式，其中合理的是（）

A．H2SO4·1

H2OB．H2SO4·H2OC．H2SO4·SO3D．SO3·

H2O

8．用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时生bL氧气（标准状况），从而可知M的相对原子质量为（）

9.下列叙述正确的是

A．同温同压下，相同体积的物质，它们的物质的量必相等

B．任何条件下，等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数必相等

C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小

D.等体积、等物质的量浓度的强酸中所含的H+数一定相等

10.下列说法不正确的是（）

A．磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等

B．6.02×1023个氮分子和6.02×l023个氢分子的质量比等于14：

1

C．32g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023。

D．常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积是11．2L

11.用NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是（）

A．0.1mol·L-1稀硫酸100mL中含有硫酸根个数为0·1NA

B．1molCH3+（碳正离子）中含有电子数为10NA

C．2.4g金属镁与足量的盐酸反应，转移电子数为2NA

D.12.4g白磷中含有磷原子数为O.4NA

12.NA代表阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是（）

A．9g重水所含有的电子数为5NA

B．1molMgCl2中含有离子数为NA

C．7.1g氯气与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA

D．1molC10H22分子中共价键总数为31NA

13.从矿物学资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：

14CuSO4+5FeS2+12H2O═7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4，下列说法正确的是（）

A．Cu2S既是氧化产物又是还原产物

B．5molFeS2发生反应，有10mol电子转移

C．产物中的SO42-离子有一部分是氧化产物

D．FeS2只作还原剂

14．有三种不同浓度的稀硫酸、体积之比为3：

2：

l，它们分别与等物质的量的K2CO3、KHC03、Al恰好完全反应。

这三种硫酸的浓度之比是（）

A．1：

l：

lB．6：

2：

3C．4：

3：

18D．2：

l：

3

15．有五瓶溶液分别是：

①l0mL0.60mol•L-1NaOH水溶液，

②20mL0.50mol•L-1H2SO4，③30mLO.4mol•L-1HCl

④40mL0．30mol•L-1CH3COOH水溶液，

⑤50mL0.20mol•L-1蔗糖水溶液。

以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是（）

A．①>②>③>④>⑤B．②>①>③>④>⑤

C．②>③>④>①>⑤D．⑤>④>③>②>①

16．pH=9的Ba（OH）2溶液与pH=12的KOH溶液。

按4：

1的体积比混合，则混合溶液中的氢离子浓度（mol•L-1）是（）

A．1/5（4×l09+1×10-12）B．1/5（4×10-5+1×10-2）J

C.5×10-9D．5×lO-12

17.在硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液中，如果[SO42-]=O．2mol/L，当加等体积的O．2mol•L-1的KOH溶液时，生成沉淀恰好溶解，则原混合物中K+的浓度是（）

A．0.2mol•L-1B．O.25mol•L-1

C．O.45mol•L-1D．O.225mol•L-1

mol·L-1

18．将标准状况下的aLHCl（气）溶于l00g水中，得到的盐酸密度为bg·cm-3，则该盐酸的物质的量浓度是（）

mol·L-1

mol·L-1

mol·L-1

mol·L-1

19．已知：

t℃时,某物质的不饱和溶液ag中含溶质m克。

若该液蒸发b克水并恢复到t℃时，析出溶质m1克。

若原溶液蒸发C克水并恢复到t℃时，则析出溶质m2克。

用S表示该物质在t℃时的溶解度，下式中正确的是（）

20．在一定温度下，向足量的饱和Na2CO3溶液中加入1.06g无水Na2CO3，搅拌后静置，最终所得晶体的质量（）

A．等于1.06gB．大于1.06g而小于2.86g

C．等于2.86gD．大于2.86g

21．将40mL1.5mol·