化学计量在实验中的应用(1)

1、年 级高一学 科化学版 本人教新课标版课程标题必修1 第一章 第二节 化学计量在实验中的应用（1）一、考点突破考点展示课标扫描常考题型物质的量知道“物质的量”是描述一定数目的微观粒子的集合体的一个物理量，摩尔是物质的量的基本单位。选择题阿伏加德罗常数学会物质的量和阿伏加德罗常数之间的换算选择题摩尔质量1. 知道摩尔质量的概念和不同粒子的摩尔质量的计算方法。2. 学会有关物质的量的简单计算，理解物质的质量、摩尔质量、物质的量、物质的粒子数之间的相互关系及有关计算。选择题气体摩尔体积1. 了解气体摩尔体积的含义，理解阿伏加德罗定律及其重要推论。2. 学会有关气体摩尔体积与物质的量之间的简单计算。选

2、择题二、重难点提示 1. 物质的量的概念及其与摩尔质量、质量等的关系。2. 气体摩尔体积的概念及其简单计算。引入：古时候，有一个勇敢的小伙子想娶国王美丽的公主，国王出题刁难他，其中一个问题是：100kg小米有多少粒？同学们你们能不能帮帮他？你们想到的这些方法中，哪种方法最科学？ 生活中这样的事例很多：方法：把微小物质扩大数倍形成一定数目的集体以方便生活、方便科学研究、方便相互交流等。一、重要概念及其关系二、使用“物质的量”与“摩尔”时的注意事项1. 物质的量（1）“物质的量”四个字是一个整体概念，不得简化、更改或增添任何字，如不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。 （2）物质的量

3、表示的是微观粒子或微观粒子的特定组合的集合体，不适用于宏观物质，如1 mol苹果的说法是错误的。（3）物质的量中所指粒子包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等微观粒子或微观粒子的特定组合（如NaCl、Na2SO4等）。2. 摩尔使用摩尔作单位时必须用化学式指明粒子的种类，如1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢离子。不能说1 mol氢，应该说1 mol氢原子（或分子或离子）。三、阿伏加德罗常数1. 已知：一个碳原子的质量为 1.993 × 1023g。求：0.012kg 12C 中所含的碳原子数？解析：碳原子数2. 含义

4、：1mol 任何粒子所含的粒子数，叫做阿伏加德罗常数，即NA。等于0.012kg 12C所含的原子数，即约为6.02×1023 mol1。3. 国际上规定：1mol任何粒子所含的粒子数与0.012kg 12C中所含的碳原子数相同。（12C指质子数为6，中子数也为6的碳原子）四、气体摩尔体积1. 适用范围气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。2. 标准状况下的气体摩尔体积（1）定义（2）计算气体的物质的量n mol气体的摩尔质量MVm·22.4 g·m

5、ol1（标准状况）气体的分子数Nn·NA·NA气体的质量mn·M·M g温馨提示（1）充分利用公式n（标准状况）进行m、N、V之间的相互换算。（2）1 mol气体的体积为22.4 L时不一定在标准状况下，但在标准状况下一般均约为22.4 L。知识点1：物质的量、摩尔、摩尔质量的概念例题1 下列说法中正确的是（ ）A. 摩尔既是物质的量的单位又是物质的质量单位B. 物质的量既表示物质的数量又表示物质的质量C. 阿伏加德罗常数是12 kg 12C中含有的碳原子数目D. 1 mol H2O中含有10 mol电子 思路导航：物质的量的单位是摩尔，物质的质量的国际

6、单位是克；物质的量表示含有一定数目的粒子的集合，是专门用于计量粒子数目的物理量；0.012 kg的12C中含有的碳原子数目约为6.02×1023个；1个H2O分子中含有10个电子，则1 mol H2O中含有10 mol电子。答案：D例题2 下列对摩尔（mol）的叙述不正确的是（ ）A. 摩尔是物质的量的单位，用于表示物质所含微观粒子的多少B. 摩尔既能用来计量纯净物，又能用来计量混合物C. 1 mol任何气体所含的气体分子数目都相等D. 用“摩尔”（而不用“个”）计量微观粒子与用“纳米”（而不用“米”）计量原子直径，计量思路都是扩大单位思路导航：D中用“纳米”（而不用“米”）计量原子

7、直径，计量思路是缩小单位。答案：D例题3 下列关于摩尔质量的说法正确的是（ ）A. 水的摩尔质量是18 gB. 2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍C. 任何物质的摩尔质量都等于它的相对分子质量或相对原子质量D. 水的摩尔质量是氢气摩尔质量的9倍思路导航：摩尔质量的单位是g/mol；摩尔质量的数值取决于物质的种类，而与物质的多少无关；物质的摩尔质量只有以g/mol为单位时数值上才等于该物质的相对分子质量或相对原子质量；水的摩尔质量为18 g/mol，H2的摩尔质量为2 g/mol，所以D正确。答案：D知识点2：阿伏加德罗常数及其应用例题1 下列说法正确的是（NA为阿

8、伏加德罗常数）（ ）A. 28 g氮气含有的原子数为NAB. 4 g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.1 NAC. 1 mol O2分子的质量等于1 mol氧原子的质量D. 24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子数目相等思路导航：关于NA的考查一直都是各类考试的热点内容，解答此类题目要特别注意对相关定义的理解及明确题目所要求的物质中微粒之间的关系等。A选项，28 g氮气含有N2分子：1 mol，即2 mol氮原子；B选项，4 g金属钙物质的量为0.1 mol，Ca2eCa2，故4 g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.2 NA；C选项，1 mol O2分子的质量是32 g，1 m

9、ol氧原子的质量是16 g。答案：D例题2 下列叙述中，错误的是（ ）A. 阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似值为6.02×1023 mol1B. 等物质的量的O2与O3，所含氧原子数相同C. 在0.5 mol Na2SO4中，含有的Na数约是6.02×1023D. 摩尔是物质的量的单位思路导航：等物质的量的O2和O3，所含氧原子的物质的量之比为23，个数比也为23。答案：B例题3 NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）A. 含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 LB. 25，1.01×105 Pa，64 g SO2中含有的原子数为3N

10、AC. 在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5 NAD. 标准状况下，11.2 L H2O含有的分子数为0.5 NA思路导航：A项，He为单原子分子，NA个氦原子在标准状况下的体积均为22.4 L。B项，64 g SO2的物质的量为1 mol，原子数为3 NA，与气体所处状况无关，B项正确。C项条件应为标准状况，D项，标准状况下，H2O不是气体。答案：B知识点3：阿伏加德罗定律与气体摩尔体积例题1 下列叙述正确的是（ ）A. 1 mol任何气体的体积都为22.4 LB. 1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 LC. 标准状况下，1 mol H2O所占的体积是22

11、.4 LD. 标准状况下，22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol思路导航：应用“22.4 L/mol”时应注意以下两点：（1）该物质是否为气体。（2）该物质是否在标准状况下。A项，没有指明所处的状况；B项，没有指明物质的状态，气体摩尔体积仅适用于气体；C项，水在标准状况下不是气体；D项正确。答案：D例题2 在一定温度和压强下，1体积X2气体与3体积Y2气体化合生成2体积气体化合物Z，则该化合物的化学式为（ ）A. XY3 B. XY C. X3Y D. X2Y3思路导航：同温同压下气体的体积之比等于其物质的量之比，可以确定反应物与生成物的系数之比，根据系数之比确定反应方程式为X23Y2

12、2Z，利用反应前后的原子个数相等可知Z的化学式为XY3。答案：A 例题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思路导航：本题主要考查阿伏加德罗定律的应用。两容器的温度和压强均相同，且气体质量相等，而甲的密度大于乙的密度，由可知V甲V乙；同温同压下，气体的物质的量与体积成正比，故n甲n乙，B项正确；气体的分子数与物质的量成正比，甲的分子数比乙的少，A错误；因为气体的摩

13、尔体积在相同温度和压强下相等，C错误；根据M可知M甲M乙，D错误。答案：B气体摩尔体积是高考常考的一个知识点。对这一部分的考查主要以选择题的形式出现。通过研究，发现同学们出现错误的主要原因是对概念理解得不够透彻，忽略概念中“22.4L·mol1”所适用的条件。1. 全面理解标况下的气体摩尔体积 （1）标准状况：指0、1.01×105Pa的状态。温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。故在非标准状况下，气体摩尔体积不一定就是22.4 L·mol1。但若同时增大压强，升高温度，或是降低压强和温度，1摩尔任何气体所占的体积有可能为22.4 L。 （2）1 mol气体在非

14、标准状况下，其体积可能为22.4 L，也可能不为22.4 L。如在室温（20 ，一个大气压）的情况下1 mol气体的体积是24 L。（3）气体分子间的平均距离比分子的直径大得多，因而气体体积主要决定于分子间的平均距离。在标准状况下，不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以任何气体在标准状况下的气体摩尔体积都约是22.4 L·mol1。 （4）理解此概念时应注意： 是气态物质； 物质的量为1 mol； 0 和1.01×105Pa（标准状况）； 22.4 L体积是近似值； Vm的单位为L·mol1或m3·mol1。 （5）适用对象：纯净气体与混合气体均可

15、。2. 气体摩尔体积（标况）在计算中的应用常用的物理量表示符号：气体体积V，物质的量n，质量m，摩尔质量M，密度，式量Mr。（1）据气体体积求其物质的量：n；（2）据气体质量求其标况下的体积：V×22.4 L·mol1；（3）据气体摩尔质量求其标况下的密度：；（4）据气体标况下的体积求质量：m；（5）据标况下气体的密度求式量：Mr22.4 L·mol1 。1. 计算摩尔质量的技巧（1）利用质量和物质的量：M。（2）利用相对密度：D，M1M2·D。（3）标准状况下：M22.4。（4）混合气体平均相对分子质量的求法对于任何状态的混合物，平均摩尔质量：均相混合

16、物的平均相对分子质量在数值上等于其平均摩尔质量，可由下式求得：rM甲×甲的物质的量分数M乙×乙的物质的量分数对于混合气体还可用下式：rM甲×甲的体积分数M乙×乙的体积分数注意以下两点：应用“（1）（2）（3）”可进行气体质量、摩尔质量、标准状况密度、相对密度、气体体积、物质的量之间的换算。应用“（4）”可进行气体平均摩尔质量、体积分数的计算和气体成分分析。2. 阿伏加德罗定律推论推论公式同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比，等于其摩尔质量之比同温同压下，任何气体

17、的密度之比等于其摩尔质量之比同温同物质的量的气体，压强之比等于其体积的反比温馨提示 （1）阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况，也可以是其他温度和压强条件下，只要物质的存在状态是气态即可。（2）同温、同压、同体积和同分子数，共同存在、相互制约，只要三“同”成立，第四“同”必定成立。（3）阿伏加德罗定律的推论不可死记公式，所有推论均可由pVnRT RT或pRT导出，不要机械记忆。化学计量在实验中的应用（2）一、预习导学（一）物质的量浓度1. 定义：_。2. 符号： ，常用单位：_，数学表达式： ，物质的量浓度 ，用符号表示为：cB 。（二）配制一定物质的量浓度的溶液配制 250mL0.1mo

18、l/L的NaCl 溶液1. 容量瓶的使用容量瓶是一种容积精密的仪器，常用于配制一定物质的量浓度的溶液。它的形状是个平底玻璃瓶。瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞，它的颈部标有 ，瓶上标有 和 。常用的容量瓶有_、_、_、_等多种规格。本实验选用_的容量瓶。使用注意事项：每一容量瓶只能配制相应规定体积的溶液；使用前要检验是否 ；容量瓶不能 ，不能 溶液，不能在瓶内 液体。2. 实验步骤计算溶质的质量：本实验所用氯化钠_g。称量：所用仪器为 _。溶解氯化钠并将溶液冷却到室温：所用仪器为_。转移并洗涤：所用仪器为_。用蒸馏水洗烧杯与玻璃棒约23次，并将洗涤液注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀。定容、

19、摇匀：所用仪器为_。注意：用烧杯加水至液面接近刻度线_厘米处，改用_加水，使溶液的_正好和刻度线相切。塞好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。最后把配好的溶液倒入指定的容器中（不能用容量瓶长久存放溶液），贴好标签备用。注意：a.如果定容时液面超过刻度线，则必须重新配制 b. 摇匀后一般会发现液面低于刻度线，此时_（填“需要”或“不需要”）加水到刻度线。二、问题思考1. 若所配制溶液的溶质为液体，则上述仪器和步骤有何变化？ 2. 根据公式cB nB/V，造成误差的原因可能由nB或V引起，造成nB的误差有哪些？造成V的误差有哪些？ （答题时间：45分钟）1. 下列说法不正确的是（ ）A. 物质的量就是物质的

20、质量B. 物质的量是含有一定数目的粒子的集合体C. 阿伏加德罗常数是12 g 12C原子所含的碳原子数D. 任何一种微观粒子的摩尔质量以g/mol为单位时，其数值与该种粒子的相对分子（或原子）质量相同2. 用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）A. 0.5 mol Al与足量盐酸反应生成的H2分子数为NAB. 0.2 mol H2O所含的H数为0.2NAC. 0.1 mol CH4所含的电子数为NAD. 46 g NO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA3. 下列叙述正确的是（ ）A. 1 mol H2O的质量为18 g·mol1B. CH4的摩尔质量为16 gC. 3.

21、01×1023个SO2分子的质量为32 gD. 1 mol任何物质均含有6.02×1023个分子4. 下列叙述正确的是（ ）A. 1 mol O2的质量为32 g·mol1 B. 1 mol任何物质的质量等于该物质的相对分子质量C. 硫酸根离子的摩尔质量是96 g·mol1D. 二氧化碳的摩尔质量是44 g5. 在标准状况下，若V L甲烷中含有的氢原子个数为n，则阿伏加德罗常数可表示为（ ）A. Vn/22.4 B. 22.4n/V C. Vn/5.6 D. 5.6n/V6. 20 g A物质和14 g B物质恰好完全反应，生成8.8 g C物质、3.6

22、 g D物质和0.2 mol E物质，则E物质的摩尔质量为（ ）A. 100 g/mol B. 108 g/mol C. 55 g/mol D. 96 g/mol7. 对相同质量的SO2和SO3来说，下列关系正确的是（ ）A. 含氧原子个数比为23 B. 含硫元素质量比为45C. 含氧元素质量比为56 D. 含硫原子个数比为118. 在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的（ ）A. 质量为12 g B. 物质的量为6 molC. 体积为22.4 L D. 物质的量为12 mol9. 同温、同压下，某容器充满O2重116 g，若充满CO2重122 g，现充满某气体重114 g，则该气体

23、的相对分子质量为（ ）A. 28 B. 60 C. 32 D. 4410. 如图，两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是（ ）A. 所含原子数相等 B. 气体密度相等C. 气体质量相等 D. 摩尔质量相等11. 铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，这些物质按照不同的比例加以混合、压制，就可以制成铅笔芯。如果铅笔芯质量的一半成分是石墨，且用铅笔写一个字消耗的质量约为1 mg，那么一个铅笔字含有的碳原子数约为（ ）A. 2.5×1019个 B. 2.5×1022个C. 5×1019个 D. 5×1022个12. 下列叙述中正确的是（ ）A. 相

24、同条件下，N2和O3的混合气体与等体积的N2所含原子数相等B. 等物质的量的CH5和OH所含电子数相等C. 常温常压下28 g CO与22.4 L O2所含分子数相等D. 16 g CH4与18 g NH4所含质子数相等13. （1）在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g。则两种气体的物质的量之和为_ mol，其中CO2为_ mol，CO占总体积的_%。（2）100 mL气体A2跟50 mL气体B2恰好完全反应生成100 mL气体C（体积均在相同条件下测定）则C的化学式为_，其推断的理由是_。14. 某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为M g/mol，该气体质量为m

25、 g，阿伏加德罗常数为NA，则：（1）该气体的物质的量为_mol。（2）该气体在标准状况下的体积为_ L。（3）该气体在标准状况下的密度为_ g/L。（4）该气体所含原子总数为_个。（5）该气体的一个分子的质量为_g。15. 某同学设计了一个测定气体摩尔体积的探究实验，利用氯酸钾分解制O2。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，准确称量试管和药品的总质量为15.95 g。连接好实验装置，检查装置的气密性。加热，开始反应，直到不再有气体产生为止。测量排入量筒中水的体积为285.0 mL，换算成标准状况下氧气的体积为279.7 mL。准确称量试管和残留物的质

26、量为15.55 g。根据上述实验过程，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：调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同使试管和广口瓶内气体都冷却至室温读取量筒内液体的体积这三步操作的正确顺序是_（请填写步骤代码）。进行步骤的实验操作时，若仰视读数，则读取氧气的体积数_（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。（3）实验过程中产生氧气的物质的量是_mol；实验测得氧气的摩尔体积是_（保留小数点后两位）。1. 1. A 解析：物质的量是一个基本物理量，是国际单位制中七个基本物理量之一，表示含有一定数目粒子的集合体，摩尔是物质的量的单位，故A错

27、、B对；国际上规定，12 g 12C原子所含有的碳原子数为阿伏加德罗常数，C正确；任何一种粒子的摩尔质量都是以g/mol为单位，数值上等于其相对分子（或原子）质量，D正确。2. C 解析：Al与盐酸反应时，根据化学方程式可知2 mol Al完全反应可生成3 mol H2，则0.5 mol Al完全反应可生成0.75 mol H2，即H2分子数为0.75 NA，A错误。1 mol H2O中含H的数为2NA，0.2 mol H2O中含H 的数为0.4 NA，B错误。1 mol CH4含10 mol电子，故0.1 mol CH4所含电子数为NA，C正确。NO2和N2O4的平均摩尔质量介于46 g&#

28、183;mol1至92 g·mol1之间，故46 g两者的混合物，其物质的量小于1 mol，D错误。3. C 解析：质量的单位为 g，摩尔质量的单位为g·mol1，A、B选项错误；3.01×1023个SO2分子的物质的量为0.5 mol，质量为32 g，C正确；物质不一定都由分子构成，D项错误。4. C 解析：1 mol O2的质量为32 g，A项错误；质量与相对分子质量有不同的含义，而且单位也不同，可以说1 mol任何物质的质量在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量，B项错误；CO2的摩尔质量为44 g·mol1，D项错误。5. D 解析：设阿

29、伏加德罗常数为NA，则依题意可得等式：V/22.4×4NAn，故NA5.6n/V。6. B 解析：由质量守恒定律m（E）20 g14 g8.8 g3.6 g21.6 g，M（E）108 g/mol.7. C 解析：设两者质量都为m，则n（SO2） mol，n（SO3） mol，再求S、O原子的物质的量和质量关系。8. B 解析：n（H2）6 mol，则标准状况下n（N2）也应为6 mol，6 mol N2的质量为6 mol×28 g/mol168 g，在标准状况下的体积为6×22.4 L.9. A 解析：运用差量法求解。同温、同压下，气体质量差和摩尔质量差之间存在

30、着正比关系，因此可以不计算容器的质量，直接由气体质量差和摩尔质量差的正比关系求得。即，M（某）28 g/mol，Mr28。10. A 解析：同温同压时，体积相等的两气体，具有相同的分子数，因为两者都是双原子分子，故所含原子数相等，由于N2和O2的比例不固定，故两瓶气体的质量不一定相等，密度和摩尔质量也不一定相等。11. A 解析：一个铅笔字中含碳0.5 mg，物质的量为：0.5×103g÷12 g·mol14.17×105 mol，含碳原子个数为：4.17×105 mol×6.02×1023 mol 12.5×1019。12. B 解析：由于O3是三原子分子，因此等物质的量的N2和O3的混合气体与N2所含的分子数目相同，但原子数目不同，A项错；C项中