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文档简介
XX高一化学知识点全总结1.1从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型【学习目标】1了解原子结构的模型2掌握原子结构各微粒之间的关系【学习内容】科学家的探索之旅约翰・道尔顿约瑟夫・约翰・汤姆生约翰・道尔顿(1766—1844)是英国化学家、物理学家。1808科学家的探索之旅约翰・道尔顿约瑟夫・约翰・汤姆生约翰・道尔顿(1766—1844)是英国化学家、物理学家。1808年他发表了《道尔顿原子学》,从而被誉为原子理论的创建人。他认为原子是构成物质的最小微粒,不可再分。约瑟夫•约翰•汤姆生,(JosephJohnThomson)1856年12月18日生于英国曼彻斯特郊区。1876年入剑桥大学三一学院,毕业后,进入卡文迪许实验室。1884年,年仅28岁便当选为皇家学会会员。同年末,又继瑞利之后担任卡文迪许实验室教授,第一个原子结构模型一葡萄干面包模型的提出者。欧内斯特•卢瑟福是汤姆生的研究生(ErnestRutherford1871年8月30日—1937年10月19日),新西兰著名物理学家,被称为核物理之父,开拓了原子的轨道理论,特别是在他的金箔实验中发现了卢瑟福散射现象,而且提出了新的原子结构模型一卢瑟福原子结构模型。欧内斯特・卢瑟福(1871-1937)1895年德国物理学家伦琴发现了一种能穿透金属箔、硬纸片、玻璃等并能通过黑纸感光的射线,由于本质不清楚故命名为X射线,而且不同金属有自己的特征射线,并用他的发现为夫人拍了第一张手骨照片。于是人们得出结论:原子可能还不是最小的。伦琴的发现引起了研究射线的热潮,在此过程中法国物理学家发现了铀的放射性。而我们熟知的居里夫人对此做进一步研究发现了针和镭。天然放射性物质放射出几种不同的射线,都是原子核自发裂变产生的。由此可见原子是不可再分的说法已存在问题。通过对阴极射线的研究,后来汤姆生又发现阴极射线是带负电的,并命名为电子。由此,汤姆生提出了模型一葡萄干面包模型。道尔顿的原子结构模型被彻底否定了。“粒子散射实验葡萄干面包模型1909通过对阴极射线的研究,后来汤姆生又发现阴极射线是带负电的,并命名为电子。由此,汤姆生提出了模型一葡萄干面包模型。道尔顿的原子结构模型被彻底否定了。“粒子散射实验葡萄干面包模型1909年卢瑟XX议其学生兼助手盖革和罗斯顿用a粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。据推算:根据汤姆孙原子模型a粒子穿过金箔时产生大角度散射的几率是10-3500,最大散射角不超过10°,(下图)一一实验前预言的a粒子穿过金箔时的结果。类比:a粒子的质量是电子的7000倍左右,相当于7kg的铅球滚动时碰到1g的乒乓球,铅球的运动速度会改变吗?(2)a粒子通过时原子正电部分对它产生的库仑斥力的影响,因为正电荷在球体内均匀分布,所以两侧的斥力绝大部分相互抵消,也不会使运动方向发生较大改变。a粒子散射实验结果(上图)结论:绝大部分的a粒子都直线穿了过去,极少数a粒子穿过时发生偏转,个别a粒子竟然偏转了180o实验结果与之前的预测完全不一致,所以原子结构模型须重新构思。因此,卢瑟福结合实验结果和计算提出原子结构的行星模型(solarsystermmodel),即原子是由带正电荷的、质量很集中的、体积很小的核和在它外面运动着的带负电荷的电子组成的,就像行星绕太阳运转一样。卢瑟福原子模型原子是由原子核和电子构成原子核是由质子和中子构成卢瑟福原子结构模型图
1.2原子结构、同位素【学习目标】知道原子的结构、知道同位素的概念【学习内容】.原子中微粒间的数学关系:原子核原子质子原子核原子质子Z个中子(AZ)个构成原子的粒子电子质子电性和电量1个电子带1个单位负电荷1个质子带1个单位正电荷不显电性质量/kg9.109X10311.673X诃71.675X诃7相对质量1/1836(电子与质子质量之比)1.0071.008(AX)核外电子z个质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)核电荷数=元素的原子序数=质子数=核外电子数.元素符号角标含义A代表质量数+dz——代表核电荷数Ac+c——代表离子所带的电荷数7ed代表化合价区八^e--代表原子个数.同位素(1)概念:质子数相同,中子数不同的原子是同一种元素的不同原子,互称同位素。(2)同位素的质量数不同,核外电子数相同,化学性质相同。(3)同位素的不同原子构成的单质是化学性质几乎相同的不同单质。(4)同位素构成的化合物是不同的化合物,H2OD20T2。的物理性质不同,化学性质几乎相同。(5)元素的相对原子质量(元素的原子量):这种元素的各种同位素的相对原子质量的平均值。(6)元素的近似相对原子质量:用同位素的质量数代替相对原子质量进行计算得出的数值。.相对原子质量的有关计算在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。我们平常所说的某种元素的相对原子质量,是按各种天然同位素原子丰度算出来的平均值。下面,我们介绍各元素相对原子质量平均值的算法。设问:对于具有同位素原子的元素来讲,应该怎样求其同位素的相对原子质量呢?如180的相对原子质量可以通过以下数值求出:已知一个180的质量为2.657X-26kg,一个12C的质量为1.993X-26kg,
2.6571026kg18O的相对原子质量=1.9931026kgx12=15.998只要我们知道了某元素的各种同位素的相对原子质量,与在自然界中各同位素原子丰度。根据元素相对原子质量的含义,就可得到其值。以氯元素为例,求氯元素的相对原子质量:氯元素的相对原子质量=34.969X75.77%+36.966X24.23%=35.45元素周期表中各元素的相对原子质量就是这样算出来的。在数值上,同位素的相对原子质量近似等于质量数,我们平常做题时,常用质量数代替同位素的相对原子质量来计算元素的近似相对原子质量。【模拟试题】一.选择题:.在一个电中性的原子中,一定含有的微粒是()A.质子,中子,电子B.质子,中子C.质子,电子D.中子,电子.某微粒用ARn表示,下列关于这种微粒的叙述正确的是()A.所含质子数AnB.所含中子数AZC.所含电子数ZND.质量数ZA.元素的相对原子质量是()A.此元素一个原子的质量与12C原子质量的比值B.此元素一个原子的质量与12C原子质量的1/12比值C.按此元素各种天然同位素的相对原子质量与这些同位素所占的原子百分比计算出的平均值D.按此元素各种天然同位素的质量与这些同位素所占的原子百分比计算出的平均值1011一4.硼有两种同位素:51011一4.硼有两种同位素:5B和5B,硼的相对原子质量为10.8,则5B和5B的原子个数比是()1:31:41:21:15.是()1:31:41:21:15.与27.0克水含有相同中子数的D2O质量为()A.13.2gB.20.1gC.24.0gD.30.0gA.13.2gB.20.1gC.24.0gD.30.0g6.某元素所形成的气态单质分子M2有三种,其式量分别为70,72,746.某元素所形成的气态单质分子质的量之比9:6:1时,下列说法正确的是()M有三种同位素M2的平均式量为72C.质量数为35的同位素占原子总数的75%M的一种同位素的质量数为377.硼有两种天然同位素105B和115B,已知硼元素的原子量为10.8。下列对硼元素中105B的质量分数的判断正确的是()
A.等于20%B.A.等于20%B.略小于20%C.略大于20%D.等于80%A—n—(A-N+8)A16.核内中子数为N的R2A—n—(A-N+8)A16D—(A-N+6)
ABD—(A-N+6)
AA16.11H、2iH、3iH、H+、H2是A氢的五种同位素B.五种氢元素C氢的五种同素异形体D.氢元素的五种不同微粒.据最新报道,放射性同位素钦16667Ho可有效地治疗肝癌。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是()A32B67C99D166.已知自然界氧的同位素有16O、17O、18O,氢的同位素有H、D,从水分子的原子组成来看,自然界的水一共有()A.3种B.6种C.9种D.12种12.13C—NMR(核磁共振)、15N—NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构,KurtWuthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13c、15N叙述正确的是A13C与15N有相同的中子数B13C与C60互为同素异形体C15N与14N互为同位素D15N的核外电子数与中子数相同.下列关于原子的几种描述中,不正确的是()A18O与19F具有相同的中子数B16O与17O具有相同的电子数C12C与13C具有相同的质量数D15N与14N具有相同的质子数.据报道,月球上有大量3He存在,以下关于3He的说法正确的是()A.是4He的同分异构体B.比4He多一个中子C.是4He的同位素D.比4He少一个质子.下列各组物质中,互为同位素的是()A、重氢、超重氢B、氧、臭氧C、红磷、白磷D、乙酸、丙酸.填空题:.非金属元素X有两种同位素AX和BX,由X元素形成的双原子单质分子可能有种,它们的式量分别为。.已知35Cl和37Cl的平均相对原子质量为35.5,由23Na、35Cl、37Cl等微粒构成的NaCl晶体11.7g中含有37Cl的质量为。.由;h、2h、3hod8、16形成类似于h2o分子的三原子化合物分子共有种。.计算题:19.由21Na分别跟15Cl和37Cl所构成的10g氯化钠中含;;Cl的质量为多少?20.电解H2O和D2O的混合液,通电一段时间后,阳极产生氧气,阴极生成H2和口2的混合气体。若两极产生18.5g气体,在标准状况下体积为33.6L。试求生成的H2和D2物质的量之比。1.3原子核外电子的排布【学习目标】知道核外电子是分层排布的并了解1〜18号元素的电子排布情况了解活泼金属元素和活泼非金属元素的原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实掌握1—18号元素核外电子排布情况;从核外电子的排布规律认识元素化合价与核外电子数的关系【学习内容】经过几代科学家的不懈努力,现代量子力学原子结构模型(电子云模型)认为:①原子由原子核和核外电子构成①电子运动的规律跟宏观物体运动的规律截然不同①对于多电子的原子,电子在核外一定的空间近似于分层排布。一、核外电子运动的特点1.电子的质量极微小(9.1*10-31千克);.电子绕核运动是在原子这样极其微小的空间(原子的直径约10-10米)中进行;.电子绕核运动的速度每秒钟在106米以上。所以:电子绕核运动没有确定的轨道,不能精确测定或计算电子在任一时刻所在的位置,也不能描绘出其运动轨迹。这是核外电子运动的根本特征--完全不同于普通物体如行星、炮弹、尘粒的运动状况。二、核外电子的运动规律原子核外电子运动没有确定的轨道,但是有确定的运动规律,其运动状况可用电子云来形象地描述。电子云密集的地方电子出现的机会多;电子云稀疏的地方,电子出现的机会较少。在含有多个电子的原子中,一方面每个电子和核之间因带异性电荷而有吸引力,这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近核;另一方面,电子与电子之间带同性电荷而相互排斥,这个排斥力要迫使电子彼此尽可能远离。当吸引和排斥达成平衡时,核外电子就分布在离核不同的区域里运动,有不同的能量。离核远的电子能量高。因此,在含有多个电子的原子里,电子的能量是不同的。有些电子能量较小,在离核较近的区域里运动;有些电子能量较大在离核较远的区域里运动。科学上把能量不同的电子运动的区域成为电子层。由此可见,正是吸引和排斥这个基本矛盾决定了含有多个电子的原子中核外电子的分层排布。把能量最低、离核最近的一些电子,称它们运动在第一电子层上;能量稍高、运动在离核稍远的一些电子称它们运动在第二电子层上,由里往外,依次类推,叫三、四、五、六、七层。也可以把它们依次叫K、L、M、N、O、P、Q层。三、原子核外电子排布规律1、能量最低原理:电子总是尽先排布在能量最低的电子层里,然后由往外,依次排在能量逐步升高的电子层里,即先排K层,排满K层后再排L层,排满L层后再排M层;2、每个电子层最多只能容纳2n2个电子;3、最外层最多只能容纳8个电子(K层为最外层时不能超过2个),次外层电子数目不超过18个,倒数第三层电子数目不超过32个。四、原子结构与元素性质的关系(结构决定性质)1、稳定结构:最外层电子数为8(注意:He最外层为2),原子既不容易失去电子又不容易得到电子。2、不稳定结构:最外层电子数不为8,因此可能失去电子或者得到电子转变为稳定结构——最外层为8(氢原子变为0或2)个电子。一般最外层电子数小于4个的多为金属,在化学反应中容易失电子;最外层电子数大于等于4个的多为非金属,在化学反应中容易得电子。(在化学反应中发生电子得失时,原子核不发生变化)五、原子最外层电子数与元素化合价的关系元素化合价在数值上等于原子失去或得到的电子数目(失为正,得为负)原子①最外层电子数<4时,容易失去电子:化合价=+失去的电子数目①最外层电子数A4时,容易得到电子:化合价=最外层电子数-8倾听,理解。六、离子1、定义:带电荷的原子或原子团(XX、负阴;阴阳离子由于静电作用可以形成化合物,且所形成的化合物为电中性)2、写法:先写元素符号,在元素符号的右上角标上离子所带电荷和正负号,电荷写在前面,电性正负号写在后面,当电荷数为1时省略不写,如Na+、F-3、意义:离子符号前面的系数表示离子个数,右上角的数字表示每个离子所带的电荷数。(2Na2+)
4、原子和离子的比较原子离于概念原子是化学变化中最小的粒子带电荷的原子或原子团表小方法Na:钠原子;2Na:两个钠原子Cl-:氯离子;2Cl-:两个氯离子电性不显电性阳正,阴负”稳定性金易失,非金易得”稳定结构数量关系在原子中,质子数二核外电子数阳离子:质子数〉核外电子数阴离子:质子数〈核外电子数相似点原子、离子都是构成物质的粒子,如铁由铁原子构成,氯化钠由钠离子和氯离子构成;原子也可以构成分子。相互转化失电子笑电子阴离子原七阳离子・彳・得电子得电子5、常见的原子团(由几个原子形成的集团带有电荷)NH4+、OH-、NO3-、HCO3-、SO42-、CO32-【疑难解析】既然原子核带有正电荷,电子带有负电荷,异性电荷之间有静电吸引力,原子核的质量又远大于电子,那么电子为什么不会被吸进原子核里?解答:带正电的原子核对带负电的电子有吸引力,如果电子静止就会被吸进原子核里,但是电子绕核作高速运动具有较大动能,可以克服原子核的吸引,电子就不会落入原子核中,而是稳定地绕核运动。若电子动能很大超过吸引作用,电子将离核而去;若电子动能很小不足以克服吸引作用,电子就会落入何种。由此可见,原子是吸引和排斥这两种相反倾向互相对立又互相依存的统一体,失去任何一方,原子就不复存在。【模拟试题】.下列所画原子结构示意图正即的是()A%C•硝D.唠◎)[.某元素核外有三个电子层,其最外层电子数是次外层电子数的一半,则此元素是()A.SB.CC.SiD.Cl3,已知aXm+和bYn-的电子层结构相同,则下列关系式正确的是()A.a=b+m+nB.a=b-m+nC.a=b+m-n.和窟原子有相同的电子层的微粒是()A.HeB.KC・ClD・.18O和18O原子核外电子数(判断前后两者的关系)A.大于B.小于C.等于D.不能肯定.核外电子排布相同的离子Am+和Bn-,两种元素的质子数,前者与后者的关系是()B.小于C.等于D,不能肯定.核外电子层结构相同的一组粒子是()A,Mg2+、Al3\Cl、NeB.Na>F、S2、ArC.Y、Ca2+、S2、ArD.Mg2+、Na+>Cl、S2.在第n电子层中,当它作为原子的最外电子层时,能容纳的最多电子数与n-1层相同,当它作为原子的次外层时。其电子数比n+1层最多能多10个,则此电子层是()A.K层B.L层C.M层D.N层.一种粒子的质子数和电子数与另一种粒子的质子数和电子数相等,则下列关于两种粒子之间的关系说法错误的是()A.它们可能是同位素B.可能是不同分子C.可能是相同的原子D.可能是一种分子和一种离子.下列叙述中,正确的是()A.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同B.凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C.两原子的核外电子排布相同,则一定属于同种元素D.不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子1~18号元素中,最外层电子数是次外层电子数二倍的元素是,原子结构示意图,能与氧形成的氧化物的化学式、。各题中的物质均由核电荷数为1~10的元素组成,按要求填写化学式⑴只有两个原子核和两个电子组成的分子是⑵最外层分别为4个和6个电子的原子形成的化合物是⑶最外层有5个电子的原子所形成的氢化物⑷由3个原子组成的电子总数为10的化合物是⑸离子化合物AB中阴阳离子的电子层结构相同,则化合物AB是A+、B-、C、D四种微粒中均有氢原子,且电子总数均为10个。溶液中的A+和B-在加热时相互反应可转化为C和D。则A+为,B-为C和D为、。物质的量【学习目标】.初步理解摩尔的意义,了解物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量之间的关系,了解摩尔质量与式量的联系与区别,并能较熟练地进行摩尔质量的计算。.了解引进摩尔这一单位的重要性和必要性,懂得阿伏加德罗常数的涵义。【重、难点】.对摩尔概念的内涵的理解;.运用摩尔进行有关计算。一、物质的量(n)1、物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。2、用物质的量可以衡量组成该物质的基本单元(即微观粒子群)的数目的多少,它的单位是摩尔,即一个微观粒子群为1摩尔。3、摩尔是物质的量的单位。摩尔是国际单位制中七个基本单位之一,它的符号是mol。4、物质的量”是以摩尔为单位来计量物质所含结构微粒数的物理量。5、摩尔的量度对象是构成物质的基本微粒(如分子、原子、离子、质子、中子、电子等)或它们的特定组合。如1molCaCl2可以说含1molCa2+,2molCl喊3mol阴阳离子,或含54mol质子,54mol电子。摩尔不能量度宏观物质,如果说“1mo氢”就违反了使用准则,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。6、使用摩尔时必须指明物质微粒的名称或符号或化学式或符号的特定组合。二、阿伏加德罗常数(Na):1、定义值(标准):以0.012kg(即12克)碳-12原子的数目为标准;1摩任何物质的指定微粒所含的指定微粒数目都是阿伏加德罗常数个。2、近似值(测定值):经过科学测定,阿伏加德罗常数的近似值一般取6.021023,单位是2、定义公式:,mol-1,用符号Na表示。三、摩尔质量(M):1、定义:1mol2、定义公式:,席尔防量(M)=物质的后堂:口)用小质星W枷质的量S)3、摩尔质量的单位:克/摩。4、数值:某物质的摩尔质量在数值上等于该物质的原子量、分子量或化学式式量。⑤注意:摩尔质量有单位,是克/摩,而原子量、分子量或化学式的式量无单位。四、有关计算1、同种物质的质量、物质的量和微粒之间的换算方法,袖X袖XNAM---摩尔质量Na---阿伏加德罗常数2、同种物质的质量、物质的量和微粒数之间的换算。/XNAM---/XNAM---摩尔质量Na---阿伏加德罗常数3、不同种物质的质量、物质的量和微粒之间的换算。微粒数之比==物质的量之比4、有关化学方程式的计算。⑴化学方程式系数比==物质的量之比==微粒数之比⑵.只要上下单位一致,左右关系对应,则可列比例式计算[疑难解析]易混淆的概念辨析1、物质的量与摩尔:物质的量”是用来计量物质所含结构微粒数的物理量;摩尔是物质的量的单位。2、摩尔质量与相对分子质量或相对原子质量:摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,它是一个有单位的量,单位为g-mol1;相对原子质量或相对分子质量是一个相对质量,没有单位。摩尔质量与其相对原子质量或相对分子质量数值相同。3、质量与摩尔质量:质量是SI制中7个基本物理量之一,其单位是kg;摩尔质量是1摩尔物质的质量,其单位是g•mol1;二者可通过物质的量建立联系。【模拟试题】1、计算下列物质的微粒数或物质的量⑴0.5molH2中的氢分子数⑵1mol中的氯离子数⑶1mol中的氧原子数1.204X104个水分子的物质的量2、计算下列物质的物质的量或质量⑴9.8gH2SO4的物质的量⑵5.3gNa2CO3的物质的量⑶0.25molCaCO3的质量2.0molH2O的质量3、483gNa2SO4-10HD中所含的Na+和SO42-的物质的量各是多少?所含水分子的数目是多少?气体摩尔体积【学习目标】.使学生正确理解和掌握气体摩尔体积的概念,学会有关气体摩尔体积的计算。.通过气体摩尔体积与其有关计算的教学,培养学生分析推理、解题归纳的能力。【重、难点】气体摩尔体积的概念以与有关的计算。【学习内容】一、决定物质的体积大小的因素主要决定于TOC\o"1-5"\h\z1mol固体或液件的体积/一粒的大小,决定于决定于:Jmol物质后体积体积彳帙粒的1~|II微粒间的距离:口1mol气体物质由体积k一二^主要决定于二、气体摩尔体积1、定义:标准状况下,1mol任何气体(纯净的和不纯净)的体积约为22.4L。这个体积叫做气体摩尔体积。单位:L/mol。2、注意以下几点⑴气体在不同状况下,气体摩尔体积不同,气体摩尔体积与温度和压强有关。⑵在温度为0C,压强为101Kpa下,此时气体的摩尔体积约为22.4L/mol也就是标准状况下的气体摩尔体积。⑶气体摩尔体积仅仅是针对气体(混合气体)而言。⑷气体的体积,在同温同压下气体的微粒数目有关,而与气体分子的种类无关所以,讨论气体的摩尔体积时必需在一定条件下讨论才有意义。结论:在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约为22.4L四要素:①状态:气体②状况:标准状况③定量:1mol④数彳1:22.4L3、物质的量和气体摩尔体积之间又有什么关系呢?三、阿伏加德罗定律:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同的分子数推论1:同温同压任何气体体积比等于其物质的量比——V2n2推论2:同温同压任何气体密度比等于其摩尔质量(式量)之比」业2M2推论3:同温同压等质量的任何气体,密度之比等于其物质的量(体积)的反比TOC\o"1-5"\h\zV21n2V1n1推论4:同温同体积的任何气体,压强之比一定等于其物质的量之比之必P2n2四.标准状况下气体密度的计算根据初中所学知识,密度=质量+体积,下面我们取标准状况下1mol某气体,则该气体的质量在数值上等于摩尔质量,体积在数值上等于摩尔体积,所以可得如下计算公式:标况下气体的密度(g•I/1)=气体的摩尔质量(g•mol-1)+标况下气体的摩尔体积(L•mol-1)。【例题精选】:例1:设阿伏加德罗常数为Na,下列说法正确的是()A.标况下,任何气体的摩尔体积都是22.4L。B.标况下,Na个水分子所占白^体积约为22.4L。11.2LCO2中含11Na个电子。101kPa、4c时18mL水和202kPa,27c时32gO2所含分子数均为1Na。分析:要正确解答这类题,必须准确掌握有关概念的内涵与外延。A中任何气体摩尔体积都应约是22.4L/mol,不正确。B中气体摩尔体积研究的对象是气体,而水是液态,所以不正确。C中缺条件”,因此无法确定11.2L气体物质的量,也就无法计算其电子数。
D中,18mL水在101kPa、4c时恰好是18g,为1mol水,含水分子数为1Na,而32gO2也是1molO2,也含1Na个O2分子且不受温度、压强的影响,所以正确。答案:Do例2:在同温、同压下,氧气(O2)和臭氧(O3)的体积比为3:2,分别求出它们物质的量之比,分子数之比,质量之比,密度之比和原子个数比。分析:根据阿伏加德罗定律与其推论:同T同T、同P时,任何两气体V121V2n2分子个数比。解:O解:O2O3已知:体积比求:物质的量比分子个数比3:所含原子个数比质量比3X32:3:23:223X2:2X3=1:12X48=1:1(提示:。2式量=32,O3式量=48)~一11密度比-:-=2:332(提示:工)v例3:在相同条件下,3LH2和2LCO2混合,混合气体的平均密度是相同条件下氧气密度的多少倍?分析:根据阿伏加德罗定律与其推论可知:同T、同P下的任何两气体:⑴叫M2⑴叫M2n1n2⑵V1V2解:(1)求混合气的平均式量:H2的式量=2H2的摩尔质量=2g/molCO2的式量=44CO2的摩尔质量=44g/molTOC\o"1-5"\h\z又已知VH:VCO3:2H2CO2nH2:nco23:2则:M混气2g/mol则:M混气2g/mol3mol44g/mol2mol3mol2mol18.8g/mol混气平均式量18.8O2的式量32(2)根据式量之比求密度比(即相对密度)混气M混18.8一0.59(倍)O2MO232答:H2和CO2组成的混合气的平均密度是氧气密度的0.59倍。例4:标况下,向10L由H2、CO2、CO、N2组成的混合气体中通入6L。2,用电火花引燃,使之充分反应后,测得气体体积为7.5L,将这些气体通过盛有过量NaOH溶液的洗气瓶,气体体积变为2L,这2L气体的密度是相同状况下H2密度的15.5倍。求原混合气体中各种气体的体积。(以上数据均在标况下测得)
分析:在H2、CO2、CO和N2中,只有H2和CO能与O2反应。反应后O2剩余,用最大值法,可检验出O2过量,因此2L气体中含有N2和。2。由平均分子量可以求出其中N2和O2体积,根据消耗的O2体积,可求出H2与CO总体积,从而求出起始CO2体积。再根据CO2总量,可求出CO体积,最后得出H2体积。解:(1)最大值法一一判断出O2过量。设10L气体全部是H2或全部是CO2L1L10L5L<6L所以,由此可推断出(2)反应后剩余的则根据2H2+O2-2H2O2CO+O22L1L10L5L<6L所以,由此可推断出(2)反应后剩余的10L5L<6L6LO2必过量。・•・同T、同P下,混气H2M混气・•・同T、同P下,混气H2M混气155Mh2•••M混气215.531(3)求2L混合气体中N2和O2的体积设混合气体中N2的体积为x,则反应后剩余O2的体积为(2—x)VNnN•••同T、同P下,」上VO2nO231,28x32(2x)231解得x0.5(L)(4)求原混合气体中各种气体的体积反应掉的。2体积:6-(2—0.5)=4.5(L)..CL,点燃点燃-2H2+O22H2O2CO+O22CO22L1L2L1L两反应中,H2和CO与O2反应时的体积比均为2:1已推算出耗O24.5L,参加反应的H2和CO体积共为:4.5LX2=9L则原混合气中CO2体积为:10L-0.5L-9L=0.5L••・燃烧后的7.5L气体中含CO2、N2和剩余O2,生成的水为液态,,燃烧后共含CO2:7.5L-2L=5.5L由CO燃烧生成的CO2体积为5.5L-0.5L=5L由CO生成CO2的体积比为1:1,原混合气中CO体积为5L。则原混合气中含H2体积为:9L-5L=4L。答:原混合气体中H2:4L,CO2:0.5L,CO:5L,N2:0.5L。【模拟试题】:一、选择题:1、阿佛加德罗定律能够成立的本质原因是在一定温度和压强下()A.气体体积的大小只随分子数的多少而变化B.不同气体分子的大小几乎相等C.不同气体分子间的平均距离几乎相等D.气体分子间的平均距离与分子本身的大小成正比2、在标况下,下列气体含有的分子数最多的是()A.36.5gHClB.22.4LO2C.4gH2D.0.5molSO23、在1.01x5Pa,20c时,下列气体各2.8L,其质量最大的是()A.N2B.Cl2C.NH3D.SO24、在同温、同压下、A容器中的H2与B容器中的NH3所含原子总数相等,则A与B的体积之比为()A.2:1B.1:2C.1:1D.3:25、400ml某气体的质量是同温、同压下同体积H2质量的23倍,则该气体的式量为()A.23B.46C.11.5D,5.756、同温同压下,50ml气体A2和100ml气体B2化合生成50ml气体C,则C的化学式为()A.AB2B.A2BC.A2B4D.AB7、某金属0.1mol跟足量盐酸反应,得标况下H23.36L,则金属的化合价为()A.+1B.+2C.+3D.+48、同温同压下,等质量的SO2与CO2相比较,下列叙述正确的()A.密度之比为16:11B.密度之比为11:16C.体积之比为1:1D.体积之比为11:169、下列各组物质中,摩尔质量相同的是()A.1gCH4与标况下1LN2B,同温同压下,等体积CO2与H2C.3molO2与2molO3D.1L标况下的CO与1gN210、设Na表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A.20c时,28gN2所含的原子数为2Na个B.标况下,0.5Na个水分子所占体积约为11.2LCH4的摩摩尔质量在数值上等于Na个甲烷分子的质量之和1gCO与1gCO2所含碳原子数之比为1:111、关于agH2和bgHe,下列说法正确的是()A.同温同压下,H2与He的体积比为a:2bB.同温同压下,若a=b,则H2与He的物质的量之比为2:1C.体积相同时,He的质量一■定大于H2的质量D.同温同压下,若二者物质的量相同,其体积也相同12、欲使3LCO与H2的混合气体完全燃烧,所需O2的体积在同温同压时为()A.1LB.1.5LC.3LD.无法确定13、24mlH2和O2的混合气体,点燃充分反应后,再恢复到原温度和压强,剩余气体3ml,则原混合气体中H2与O2的分子个数比可能为()A.1:16B.16:1C.17:7D.7:514、A气体的摩尔质量是B气体的n倍,同温同压下同体积的B气体的质量是空气质量的m倍,则A的化学式式量为()A.m-nB.29mnC.过d.金nm15、在密闭容器中盛有H2、。2、Cl2的混合气,通过电火花,使这三种气体恰好反应,冷却得到的溶液溶质的质量分数为28.9%,则容器内H2、02、C12的体积比为()A.9:4:1B,8:2:4C.11:5:1D.9:4:2二、填空题:16、在相同状况下,gO2与1.4gN2所占的体积比为4:1。17、在标况下,一个装满C12的容器为74.6g,若装满N2,则质量为66g,则此容器的容积为L。.0.1mo1O2约含有个氧原子,约含有个质子,它可与g镁完全反应,此时可获得mol电子。.阿伏加德罗常数为Na,若已知R元素的原子质量为mkg,则R元素的相对原子质量是。若已知Y元素的相对原子质量为M,则该原子的实际质量为g。.含有相同数目氧原子的CO和CO2,它们的质量之比是,物质的量之比是O.在一密闭容器中加入3LCO,6LCO2,3LN2和1LNO,则此混合气体的平均摩尔质量为。三、计算题:22、标况下,一个装满Cl2的容器为74.6g,若装满N2,则质量为66g,则此容器的容积为多少升?23、取A、B、C三种金属各0.1mol,分别与足量盐酸反应,共得H26.72L(标况下),其中B和C产生H2的体积比为2:1,B和C产生H2之和与A产生的H2体积相等。求A、B、C的化合价各是多少?第三节物质的量浓度【学习目标】.正确理解和掌握物质的量浓度的概念,学会有关物质的量浓度的计算。.通过物质的量浓度与其有关计算的教学,培养分析推理、解题归纳的能力。【重、难点】:物质的量浓度的概念以与有关的计算。【学习内容】:一.物质的量浓度.概念: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,叫做溶质B的物质的量浓度。用Q表示。单位:mol/L表达式:Q=nW例1、判断下列说法是否正确?1L水溶解了22.4LHCl,C=1mol-L-1?(错,溶液体积不为1L,物质的量不一定是1mol)160g胆矶溶于水配成1L溶液C=1mol-L_1?(错,溶质物质的量小于1mol)74gCa(OH)2溶于水配成1L溶液C=1mol•L-1?(错,Ca(OH)2微溶)例2、标况下,盛满HCl烧瓶与用排空气法收集的HCl(Vhci占75%)烧瓶例置于水一…、—一一1中,其物质的量浓度关系?(相等,均等于—)22.4.溶液的物质的量浓度£旦.与溶液中溶质质量分数3与溶液密度p(g•cm)之间的1000trLxii?xpg-cm"二n关系:业TgmExlL3.一定物质的量浓度溶液的配制(1)配制步骤:①计算所需溶质的量①f固密容质用托盘天平称量■=』[液体容质用量固取〔或用瘠定管量取)①溶解或稀释:注意冷却或升温至室温①移液:把烧杯液体引流入容量瓶。①洗涤:洗涤烧杯和玻璃棒2〜3次,洗涤液一并移入容量瓶。①定容:向容量瓶中注入蒸储水至距离刻度线2〜3cm处改用胶头滴管滴蒸储水至溶液的凹液面与刻度线正好相切。①摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。①装瓶:(2)使用的仪器:托盘天平或量筒(滴定管)、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、药匙等。(3)重点注意事项:①容量瓶使用之前一定要检查瓶塞是否漏水;①配制一定体积的溶液时,选用容量瓶的规格必须与要配制的溶液的体积相同;①不能把溶质直接放入容量瓶中溶解或稀释;①溶解时放热的必须冷却至室温后才能移液;①定容后,经反复颠倒,摇匀后会出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况,这时不能再向容量瓶中加入蒸储水。因为定容后液体的体积刚好为容量瓶标定容积。上述情况的出现主要是部分溶液在润湿容量瓶磨口时有所损失;蒯□果加水定容时超过了刻度线,不能将超出部分再吸走,必须重新配制。(4)实验误差分析:实验过程中的错误操作会使实验结果有误差:<1>使所配溶液的物质的量浓度偏高的主要原因①天平的祛码沾有其他物质或已锈蚀。使所称溶质的质量偏高,物质的量浓度偏大①调整天平零点时,没调平,指针向左偏转(同①)。①用量筒量取液体时仰视读数(使所取液体体积偏大)。①量筒中残留的液体用蒸储水洗出倒入烧杯中(使所量液体体积偏大)。①高于20①的液体转移进容量瓶中(使所量液体体积小于容量瓶所标注的液体的体积)。①定容时,俯视容量瓶刻度线(使液体体积偏小)。<2>使所配溶液的物质的量浓度偏低的主要原因①称量时,物码倒置,并动用游码(使所称溶质的质量偏低,物质的量偏小)。①调整天平零点时,没调平,指针向右偏转(同①)。①用量筒量取液体时俯视读数(使所取液体体积偏小)。①没洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤液没移入容量瓶中(使溶质的物质的量减少)。①定容时,仰视容量瓶刻度线(使溶液体积偏大)。①定容加水时,不慎超过了刻度线,又将超出部分吸出(使溶质的物质的量减少)。<3>对实验结果无影响的操作①使用蒸储水洗涤后未干燥的小烧杯溶解溶质。①配溶液用的容量瓶用蒸储水洗涤后未经干燥。(5)实验思考题:①怎样称量NaOH固体?①配制一定物质的量浓度的溶液时,若取用5mL浓盐酸,常用10mL量筒而不用100mL量筒,为什么?【提示】①因NaOH固体易潮解,且有腐蚀性,必须用带盖的称量瓶或小烧杯快速称量,称量过程中时间越长,吸水越多,误差越大,若直接在纸上称NaOH,则有损失且易腐蚀托盘。①为了减少误差。因为100mL量筒读数误差较大,且倾出液体后,内壁残留液体较多。[重点归纳]物质的量的有关计算1、关于物质的量浓度的计算。计算时运用的基本公式是:1it1।m3「质量分数人溶演中溶质的r浓度换算〔喇置溶质的质量分数与物质的量浓度两浓度基本公式的换算关系:溶质的质量分数物质的量浓度定义用溶质的质量占溶液质量的百分比表示的浓度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,叫做溶质B的物质的量浓度。表达式溶质的质量分荻L口)=溶质的质量(及诩洛浦的质量强)物前的量浓度tej=鳖蹩黑邕52溶湫.的体截(L),V特点溶液的质量相同,溶质的质量分数也相同的任何溶液里,含有溶质的质量都相同,但是溶质的物质的量不相同。溶液体积相同,物质的量浓度也相同的任何溶液里,含有溶质的物质的量都相同,但是溶质的质量不向。实例某溶液的浓度为10%,指在100g溶液中,含有溶质10g。某溶液物质的量浓度为10mol/L,指在1L溶液中,含有溶质10mol。换算关系1a“帅=6IHb<-risr3=k——=Cbm斓>V塘%4uqqp雌=,被
mg/加”1x。CILp(gJcm)乂1000疝3、一定物质的量浓度的稀释计算。浓、稀溶液运算的基本公式是:C弹”C弹”V(浓)三C第)・U牖)稀释浓溶液时,溶质的量不变[例题解析]1、注意溶质是什么对有些特溶液中的溶质是什么,是运用物质的量浓度表达式进行计算时首先要考虑的,对有些特殊情况,如SO3、CUSO45H2O等溶于水后所得溶质与氨水中溶质是什么等,要注意辨别O例1:标准状况下,用一定量的水吸收氨气后制得物质的量浓度为12.0molL1、密度1为0.915gmL的氨水。试计算1体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水。(本题中氨的相对分子质量为17.0,水的密度为1.0gmL1)解析:很多同学认为氨水中的溶质为NH3H2O,导致计算出错。其实,我们习惯认为氨水中的溶质为NH30设水的体积为1L,根据物质的量浓度表达式可得:V(NH3)22.4Lmol_3V(NH3)22.4Lmol_3103mLL0.915gmLV(NH3)13117.0gmol10mL1.0gmL22.4Lmol112.0molL解得V(NH3)378L,故1体积水吸收378体积的氨气可制得上述氨水。2、注意溶液的体积主要注意两点:一是不能用水的体积代替溶液的体积;二是当题设未给出溶液的密度时,可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释),认为其和为溶液的总体积;当给出密度后则需通过密度进行换算求溶液的体积。例2:在100g浓度为18moiL1、密度为gmL1的浓硫酸中加入一定量的水稀释成1…9molL的硫酸,则加入水的体积()
A.小于100mLB.等于100mLC.大于100mLD.等于"0mL解析:一些同学未考虑浓硫酸加水稀释后,溶液的密度会发生变化(减小)、、一,一一…一,八100100x1溶液和水的质量加和求体积。设加入水的体积为xmL,则18竺9,解得x=100,导致错选B项。设加入水的体积为ymL,由C1V1c2V2得:181009100y,化简得200—1,即y<100。故答案为A项。浓稀100y稀3、注意单位运算在概念理解与应用中,要注意各物理量的单位,一是各物理量的单位要相互匹配;二是注意从单位运算入手,能简化解题思路,快捷求解。例3:标准状况下,1体积水大约溶解560体积氨。求:(1)所得氨水中溶质的质量分数?(2)若测得上述氨水的密度为0.91gmL1,则此氨水的物质的量浓度为多少?(3)取此氨水10mL,加水稀释到1L,所得稀氨水的物质的量浓度为多少?解析:(1)注意单位量与比例关系。设取用水的体积为1L(水的质量为1000g),则溶解标准状况下氨气的体积为560L,即所得到氨水中溶质的质量分数:17gmol560L22.4Lmol1000g17gmol560LX100%=29.8%。22.4L17gmol560L22.4Lmol1000g17gmol560LX100%=29.8%。22.4Lmol(2)可用不同公式解答:w1129.8%1c1000—1000mLL10.91gmL116.0molL1oM17gmol(3)要注意将mL转化为Lo根据公式c1Vlc2V2,解得C20.16molL1。4、注意溶解度的影响第一,物质的量浓度适合于表示不饱和与饱和溶液中溶质与溶剂的关系,不适合于过饱和溶液(溶质未溶解完全);第二,注意一些典型问题,如Ca(OH)2的溶解度情况与气体物质在溶液中的溶解问题等。例4:将12.6g无水亚硫酸钠固体加入100mL8molL1的硫酸中以制取SO2气体,反应完全后,若溶液中+4价硫元素的物质的量浓度为0.2molL1,假定溶液的体积不变,忽略溶液与导管中的气体体积。求:(1)溶液中硫元素的质量。(2)收集到SO2气体的体积。(3)溶液中Na和H的物质的量浓度(不考虑弱电解质的电离)
解析:本题涉与SO2气体在溶液中的溶解问题,只有SO2在水中溶解量达到饱和后,才有气体逸出,因此,在计算收集到的气体体积时要减除溶解量。根据题意有以下关系量:Na2so3H2sO4Na2sO4SO2H2O0.1mol0.8mol(过量)0.02mol(溶解量)m(S)(0.8mol0.02mol)32gmol126.24g。V(SO2)(0.1mol0.02mol)22.4Lmol11.792L。(3)0.1mol1c(Na(3)0.1mol1c(Na)22molL,c(H)20.1L0.7mol0.1L114molL。5、注意密度变化规律在溶液混合和溶液稀释等问题中,在注意溶液体积变化的同时,还要考虑溶液密度的变化对溶液物质的量浓度的影响。如强酸、强碱、盐等溶液的密度随浓度增大而增大;氨水、乙醇等溶液的密度随浓度增大而减小。例5:若以Wi和w2分别表示浓度为amolL1和bmolL1氨水的质量分数,且知2a=b,则下列推断正确的是(氨水的密度比纯水小)()A.2w1w2B.2w2w1C.wC.w22w1D.w1w22w1解析:设溶液的体积为VL,解析:设溶液的体积为VL,密度为gmL1,溶质的摩尔质量为Mg•mol1,质量分数为w,物质的量浓度为分数为w,物质的量浓度为cmolL\根据溶液物质的量浓度的表达方式不同,但其溶质TOC\o"1-5"\h\z的量不变,有VLX103mLL1gmL1——W~~1VLcmolL1,即c103—MgmolM31W132W2依题意有a10,b10,因2a=b,所以有21w12W2,又由于氨水的密1717度比纯水小,且浓度越大,密度越小,即21,代入上式W22Wio故答案为C项。6、注意实验情景在计算溶液配制或溶液稀释等问题中溶液物质的量浓度时,一要注意不能把水的体积当作溶液的体积;二是在配制溶液时,要注意容量瓶规格与实际配制溶液体积的关系。例6:实验室需用480mL0.1molL1的硫酸铜溶液,现选取500mL容量瓶进行配制,以下操作正确的是()A.称取7.68g硫酸铜,加入500mL水B.称取12.0g胆矶配成500mL溶液C.称取8.0g硫酸铜,加入500mL水D.称取12.5g胆矶配成500mL溶液
些同学通过计算得溶质的质量些同学通过计算得溶质的质量m(CuSO4)0.1molL10.48L160gmol17.68g,选A项;也有一些同学选C项,这里包含两个错误:一是用500mL容量瓶进行配制时,溶质的质量应满足500mL容量瓶的需求;二是错把溶剂的体积当作溶液的体积,正确情况应该是“称取8.0g硫酸铜(或12.5g胆矶),加水至500mL。”故答案为D项。7、注意物质与其组成微粒的关系物质与其组成微粒的物质的量、物质的量浓度之间的关系可以通过电离方程式进行分析。组成微粒的某量=对应物质的某量X物质组成中该微粒的数目。此类问题在近几年高考中出现频率较高,需引起注意。例7:今有300mL0.1molL1Na2so4溶液、200mL0.1molL1MgSO4溶液和100mL0.1molL1Al2(SO4%溶液,这三种溶液中SO2的浓度之比为()A.1:1:1B.3:2:1C.3:2:3D.1:1:3解析:本题易错选A项或C项,错选A项是对物质与其组成微粒的关系把握不准造成的;错选C项是因为审题不仔细,有些同学看到浓度、体积就想到求物质的量,将题设数据分别相乘,再比较得到C项,而未细看题目要求。本题是要计算SO2的浓度之比,审题TOC\o"1-5"\h\z仔细后,很容易得到答案为D项。【模拟试题】.取100mL0.3mol/L和300mL0.25mol/L的硫酸溶液,混合后稀释到500mL则得到的混合溶液中H+离子的物质的量浓度为()A.0.21mol/LB.0.56mol/LC.0.42mol/LD.0.26mol/L.已知1.0L盐酸和硫酸的混合液中含有0.1mol的Cl-和0.2molSO42-,则此溶液中H+离子的浓度为()A.0.1mol/LB.0.2mol/LC.0.5mol/LD.1mol/L.某Al2(SO4)3溶液VmL中含有agAl3+,取出V/4mL溶液稀释成4VmL后,SO2-的物质的量浓度为()A.125a/54Vmol•L-1B.125a/36Vmol•L-1C.125a/18Vmol-L-1D.125a/Vmol-L-1.-3-3,若将上述两溶液等体积混合,所得氨水溶液的质量分数是()A.等于15%B.大于15%C.小于15%D.无法估算.某温度下,将150mL溶质质量分数为22%勺硝酸钠溶液中加100g水稀释,溶液中溶质的质量分数变为11%求原溶液的物质的量浓度是多少?.实验室使用的浓盐酸的质量分数一般为36.5%,密度为1.19g•cnf。若要配制该浓度的盐酸1.00L,需多少升标准状况下的HCl气体溶解在其中?
.为测定苛性钾(KOH的纯度,取样品0.5600g溶于水配制成1L溶液,取此溶液25.00mL,用去0.0050mol/LH2SQ溶液24.00mL,恰好反应完全,则苛性钾的纯度为(杂质不与酸反应)多少?.将标准状况下的aL氯化氢气体溶于1000克水中,得到盐酸的密度为bg/ml,则该盐酸的物质的量的浓度是多少?.在标准状况下,将盛满氯化氢气体的试管倒置于水中,当试管中充满水时立刻取出,则此时试管中溶液的物质的量浓度约为多少?.常温下,将质量分数为14%的NaCl溶液20g与质量分数为24%的NaCl溶液30g混合,得到密度为1.15g/cm3的混合液。计算(1)该混合溶液中氯化钠的物质的量浓度(2)在1000g水中溶解多少molNaCl,才能使其物质的量浓度恰好与上述混合液的物质的量浓度相等?物质的量小结一.以物质的量为核心的换算关系(1)Na、M、Vm、C四个定义式的含义与相互换算关:V&CLZmol)气体体积:V&CLZmol)气体体积不Av(lj乂yI*MCgAinol)物廉的量■A质量XV
[溶液体积)
物质的量浓度
cCmol/L)
・摩尔质量-溶裱体寻只♦N&一溶液体■和(2)与物质的量有关的物理量知识总结气体法量律和福校地XNj»沼液伴枳-MCOLJPK]DOG口常海「।各施于褥液质量物J的的量及生物.生成物的物质的量洛向的庾碉分敌.一・摩尔质量-溶裱体寻只♦N&一溶液体■和(2)与物质的量有关的物理量知识总结气体法量律和福校地XNj»沼液伴枳-MCOLJPK]DOG口常海「।各施于褥液质量物J的的量及生物.生成物的物质的量洛向的庾碉分敌.一"一"IneLOO<语一.布%F量[、体仆枳物度的组一用融诔鸵浦利跖树、四个定义公式:1、|Na=N(B)+n(目Wij1、m克NH3含有a个氢原子,求阿佛加德罗常2、M(B)=m(B)+n(B)例2、m克Na2RO3含有a个钠原子,求Na2RO3的摩尔质量3、|Vm=V(气体)+^(子)例3、在标准状况下,m克H2R气体中含有a个氢原子,求H2R的摩尔质量和体积3、C(B)=n(B)+V(液)|例4、m克Na2CO3溶于V升水中,所得溶液的密度为1.2g/ml。求所得溶液的质量分数和物质的量浓度例5、在标准状况下,500mlHCl气体溶于V升水中,所得溶液的密度为pg/ml。求所得溶液的质量分数和物质的量浓度三、一个定律多个推论:1、阿佛加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体,含有的分子数相同。2、阿佛加德罗定律的推论:(1)同温同压下,气体的体积之比等于气体的分子数之比,也等于气体分子的物质的量之比(2)同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比(即相对密度)(3)同温同体积下,气体的压强之比等于气体的分子数之比,也等于气体分子的物质的量之比3、对同一种物质:物质的质量之比=物质的量之比=物质的分子数之比4、同温同压下,对同一种气体物质:物质的质量之比=物质的量之比=物质的分子数之比=气体的体积之比5、对混合物的计算:M(混尸m(混)+ng)n(混)=m(混)+Mg)例6:N2和H2气按体积比为1:2混合,求该混合气体的平均摩尔质量Vm=V(混气体)一泡分子总数)1V(混气体)=n(混分子总数).Vm例7:在标准状况下,N2和H2混合气体的密度为0.67g/L。求该混合气体中N2和H2的体【模拟试题】1、设Na为阿佛加德罗常数,下列说法正确的是()(1)1.6gNH2-离子含有的电子数为Na(2)62gNa2O溶于水所得溶液中含O2-Na个(3)16g氧气和16g臭氧含有的原子数目都是NA(4)18g水所含的电子数为8Na(5)22.4L氯气所含的原子数为2Na(6)醋酸的摩尔质量与N个醋酸分子的质量在数值上相等(7)2.3g钠由原子变为离子时,失电子数为0.1Na(8)18g重水所含的电子数为10Na(9)28g氮气所含的原子数为Na(10)20C、1atm时,11.2L氧气所含的原子数为Na(11)22.4L速气中所含原子数为N匕打(12)标况下,VL水含有的氧原子个数为224(13)4C时,5.4mL水所含的水分子数为0.3Na(14)从任何金属盐溶液中沉淀出1mol金属原子所需白^电子数为NA(15)标况下22.4LH2所含的中子数为2N(16)2L1mol/LK2SO溶液中离子总数为3Na(17)HCl气体的摩尔质量等于NA个氯气分子和NA个氢气分子的质量之和(18)121gCF2cl2(氟利J昂)所含氯原子数为2冲2、三个容积不相同的密闭容器分别装满C0Q、M三种气体,当这些容器内的气体温度和密度都相同时,这三个密闭容器内压强由大到小的顺序是()AP(CQ)>P(N2)>P(O2)B、P(CO)>P(O2)>P(N2)CP(N2)>P(O2)>P(CO2)DkP(O2)>P(N2)>P(CO2)3、由CO、H、CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同,这该混合气中CO、H、CO的体积比是()A29:8:13B、21:1:14C13:8:29D26:16:174、甲、乙、丙三种不同浓度的稀H2SO,分别跟等物质的量的Al、KHCOf口&CO刚好完全反应完全,所耗去甲、乙、丙三种酸的体积比为1:2:3,则甲、乙、丙三种酸物质的量浓度之比应是()A、1:1:1B、3:1:2C6:2:3D、18:3:45、由14CO和12CO组成的混合气与同温同压下空气(平均相对分子量为29)的密度相同,则下列关系正确的是()A混合气中14CO和12CO的分子数之比为14:15日混合气中14CO和12CO的物质的量之比为1:1C混合气中14CO和12CO的质量之比为14:15口混合气中14CO和12CO的密度之比为1:16、14C是碳的一种同位素原子,Na为阿佛加德罗常数值,下列说法不正确的是()A1/8mol14CH分子所含中子数为Na日7g14C原子形成的石墨中所含质子数为3NaC常温常压下,17g甲基(—14CH)所含电子数为8NaD常温常压下,22.4L含14C的二氧化碳中分子数大于Na7、标准状况下某种氧气和氮气的混合气体mg含有b个分子,则ng该混合气体在标况下所占的体积(L)应是(Na为阿佛加,2Z4nbn22.4iibTA「22.4mb口b德罗常数)()、小电'mb”叫22,4m8、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日任何条件下,等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数必相等C1L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9、下列说法不正确的是()A硫酸的摩尔质量与6.02X1023个磷酸分子的质量在数值上相等日6.02X1023个氮分子和6.02X1023个氢分子的质量比等于14:1C32g氧气所含的原子数目为2X6.02X102323.D常温常压下,0.5>6.02X10个一氧化碳分子所占体积是11.2L10、Nx代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A9g重水所含有的电子数为5N.日1molMgCl2中含有离子数为NaC7.1g氯气与足量NaOH§液反应转移白^电子数为0.2NaD1molC10H22分子中共价键总数为31Na11、由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克,与足量的盐酸反应产生TOC\o"1-5"\h\z的氢气在标准状况下为11.2升,则混和物中一定含有的金属是()A、锌B、铁C铝口镁12、将一定质量的MgZn,Al混合物与足量稀H2SO反应,生成H22.8L(标准》犬况),原混合物的质量可能是()A2gB、4gC8gD、10gD1:2:613、下列各组中,两种气体的分子数一定相等的()A温度相同、体积相同Q和N2日质量相等、密度不等的N2和GH4C体积相等、密度相等的CO和GHD压强相同、体积相同的N2和Q14、质量相等的两份气体样品,一份是CO另一份是TOC\o"1-5"\h\zCO,这两份气体样品中,CO与CO所含氧原子的原子个数之比是()A、1:2B、1:4C、11:14D、11:2815、用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2,所得溶液中CO2/口HCGT的浓度之比约是()A1:3B、1:2C、2:3D、3:216、常温常压下,某容器真空时质量为201.0g,当它盛满甲烷时质量为203.4g,而盛满某气体Y时质量为205.5g,则Y气体可能是()A氧气B、氮气C乙烷口一氧化氮17、现有200mLH2SO4和Na2SO4的混合溶液,其中硫酸的物质的量浓度为1mol/L,硫酸钠的物质的量浓度为0.5mol/L。若要配制硫酸和硫酸钠的物质的量浓度分别为2mol/L和0.2mol/L的溶液,应加入55.8%的硫酸溶液(密度为1.35g/cm3)多少毫升?再加蒸储水稀释至多少毫升?18、100mL0.3mol/LNa2SO4溶液和50mL0.2mol/LAl2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO42的物质的量浓度为多少?(对于浓度不超过1mol•L-1的稀溶液,混合时体积变化不大,可以作近似计算:用原溶液的体积相加得混合后的溶液体积)测得Na+浓度为1mol/L,SO42一的浓度为0.71mol/L,19、在含有Na2SO测得Na+浓度为1mol/L,SO42一的浓度为0.71mol/L,20、将0.65g锌加到50ml,浓度为1mol/L的盐酸中,计算:(1)S.P.T下可生成多少毫升氢气?(2)若反应完成后,溶液的体积仍为50ml,这时溶液中的锌离子和氢离子的物质的量浓度各是多少?21、在S.P.T下,某气体的质量是1.825g,将它完全溶于水,制成500mL的某一元酸溶液,将此溶液分成相等的两份,取其中的一份加入含有杂质的碳酸钠(杂质不参加反应)1.44g,恰好完全反应,并产生0.28L的气体(S.P.T)。试求:(1)碳酸钠的纯度;(2)一元酸溶液的物质的量浓度;(3)某气体的式量。氯气【学习目标】1、知道氯气的物理性质和化学性质2、理解氯水和漂粉精的消毒原理【学习内容】一.氯气学习元素与化合物知识,首先要明确,物质的结构决定物质的性质。氯原子最外电子层有7个电子,决定了它易得1个电子变成稳定结构,因此Cl2具有强氧化性。1.氯气的化学性质(1)与金属反应,Cl2均作氧化剂,得电子变成Cl离子。金属都作还原剂失电子。变价金属铁、铜与^2反应都生成较高价态。…点燃…2Fe3c122FeCl3还原剂氧化剂氧化产物(Fe3)还原产物(Cl)_点燃_CuCl2CuCl2还原剂氧化剂氧化产物(Cu2)还原产物(Cl)(2)与非金属反应Cl2与非金属除F、O之外,非金属均作还原剂被氧化,Cl2作氧化剂被还原。一点燃一H2Cl22HCl2P5Cl2(足量)点燃2PCl5(白色烟雾)2P3c"不足量)点燃2PCl3(3)与水与碱反应Cl2与水的反应属于自氧化还原反应中的歧化反应。在歧化反应中,不仅氧化剂与还原剂是同一种物质,还必须是同种元素的中间价态物质。0iiCl2H2OHClHClO氧化剂还原产物氧化产物还原剂HClO不稳定,光照会分解放出氧气。c.八光照C-2HClO2HClO2Cl2与碱溶液之间的反应也是歧化反应。方程式不用记忆。只要用碱去中和Cl2与水反应生成的HCl和HClO就能写出生成产物。Cl22NaOHNaClNaClOH2O2Cl22Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)22H2O—/V漂白粉2、氯气的实验室制法(1)药品:浓盐酸和MnO2。或浓盐酸和KMnO4。(2)反应原理:用氧化剂(MnO2或KMnO4)氧化浓盐酸中的HCl而生成Cl2,发生的是氧化还原反应。MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O2KMnO2+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O(3)发生装置:制取氯气时所用的MnO2为固态粉未,所用的浓盐酸为液态,且需要在加热的条件下才能反应。故制取氯气的发生装置使用的仪器主要有圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、石棉网、酒精灯。(4)收集方法:因氯气的密度(约3.2g/L)比空气大,且能溶于水,故可用向上排空气法收集氯气。又因为Cl2难溶于饱和食盐水,所以也可用排饱和食盐水的方法收集氯气。(5)验满方法:①因Cl2是黄绿色气体,可观察到整个集气瓶内都已充满黄绿色气体,则已收集满氯气。②可在集气瓶口放一湿润的淀粉碘化钾试纸,若底纸变蓝则说明集气瓶内已收集满氯气。2KI+Cl2==2KCl+I2(I2遇淀粉变蓝色)(6)尾气的吸收:氯气不毒,为防止污染,多余的氯气可用碱溶液来吸收。一般用NaOH溶液吸收多余的氯气,而不用石灰水吸收,这是因为Ca(OH)2溶解度小,吸收氯气的能力小。注意:不能用水吸收多余的氯气,因为氯气不易溶于水。(7)氯气的净化:因为浓盐酸有挥发性,能挥发出氯化氢气,在加热时挥发加剧。因此,用MnO2与浓盐酸反应生成的氯气中常混有氯化氢气和水蒸气。为了得到纯净而又干燥的氯气应将气体先通入盛有饱和食盐水或水的洗气瓶,以除去氯气中混有的氯化氢气;再通过盛有浓硫酸的洗气瓶,以除去氯气中混有的水蒸气。然后再用向上排空气法收集,便可得到纯净而又干燥的氯气。由上列叙述可知,在实验室一套完整的制取氯气的装置如下图所示:甲乙丙丁这是实验室制取气体的三种典型装置之一,它适用于固体和液体或液体和液体加热制取气体。除制取C12外,还可用于制取HCl、HBr等气体。一套完整的制取气体的装置,应当由四部分组成:气体发X气体净\气体收尾气吸生装置Z化装置7集装置收装置对于这套制取气体的装置,一定要认识各仪器并准确叫出名称,还要明确各装置的作用、原理与注意事项。A——分液漏斗,用来往烧瓶中加浓盐酸B——圆底烧瓶,MnO2与浓盐酸发生反应的反应器。加热时要垫上石棉网。甲——洗气瓶,内盛饱和食盐水。乙一一洗气瓶,内盛浓硫酸。丙一一集气瓶,收集C12,进气管伸入瓶底。丁一一尾气吸收装置,内盛NaOH溶液。3.氯气用途氯气的性质决定了氯气的用途。C12具有强氧化性,C12与H2O反应生成的HC1O氧化能力更强。因此^2用于杀菌消毒,漂白以与处理工业上具有还原性物的废水(含H2s或含酚、氧化物等)。【知识详解】氯水的多重性(1)新制氯水的成分与长期放置的氯水的成分新制氯水的成分:CI2H2O-HC1HC1OHC1HC1HC1O--、HC1O(*H2O工HOH)注:“一”号式只存在生成物;号式前后物质共存。新制氯水的成分为:分子:C12、H2O、HC1O(三分子)离子;H、C1、C1OOH(四离子)长期放置的氯水;由于HC1O分解,Cl2全部反应掉,这长期放置的氯水已变成HCl水溶液,即盐酸,则所含成分为:HC、1、OHH、20(2)氯水是一种常见试剂,围绕氯水而出现的各类问题也较多。因为氯水成分比较复杂,一时抓不住要点,答题时常感困惑,错误较多,对于什么情况下考虚C12的性质,什么情况下考虑HC1O的性质,什么情况下考虑H、C1的性质,很多同学拿不准,下面针对这个问题作一分析:1考虑氯气的性质:新制氯水中存在着大量C12分子,C12是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替C12,如将新制氯水滴加到淀粉碘化钾溶液中和通入C12的效果一样,都是d2分子将I氧化成|2使淀粉变蓝。C122KI2KC1I2。类似的还有KBr、FeC12、H2s,但Na2so3、S02、H2so3等与氯水的反应,C12和H0都参加反应。2考虑HC10的性质HC10表现有三性:见光受热分解的不稳定性、强氧化性与极弱的酸性,出题多考查不稳定性和强氧化性。如不稳定性有:将新制氯水光照有何现象?长期放置的氯水跟新制氯水成分有何不同?关于强氧化性的有:为什么C%能用于自来水的消毒?为什么氯水能漂白?为什么将石蕊试液滴加到新制氯水中先变红后又褪色了?3考虑H的性质:TOC\o"1-5"\h\z将NaHCO3、CaCO3等加入到新制氯水中有何现象;要考虑盐酸电离出的H跟33NaHCOs、CaCO3等发生反应产生CO2气体。NaHCO3HC1NaC1CO2H2OCaCO32HC1CaC12CO2H2O再如将石蕊试液滴加到新制氯水中为什么变红等,需考虑H的性质。4考虑C1的性质:向新制氯水中滴加AgNO3溶液有何现象?这个问题需考虑C1的性质,AgC1AgC1(AgNO3HC1AgC1HNO3)产生AgC1的白色沉淀。
注意:AgClO不是沉淀。注意:氯水与液氯的区别氯水液氯含有微粒H2O、Cl2、HClO、H、Cl、ClO、OHCl2类别混合物纯净物制法把氯水通入水中氯气经加压或降温]保存棕色瓶冷暗处钢瓶【疑难解答】某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液,经测定ClO与ClO3的离子数之比为1:3,则Cl2与NaOH溶液反应时被还原的Cl元素与被氧化的氯元素的质量比为()A.21:5B.11:3C.3:1D.4:1解析:Cl2与NaOH溶液在加热的条件下也能歧化为+5价氯NaClO3和1价氯。写出并配平下列两个歧化反应方程式:Cl22NaOHNaClNaClOH2O153Cl26NaOH5NaClNaClO33H2ONaClO3电离出的ClO3数是NaClO电离出的ClO离子数的3倍,因此要将后边的方程式系数扩大3倍。9Cl218NaOH15NaCl3NaClO39H2O反应中被还原的氯元素是指作氧化剂得电子的氯元素,反应后必然变成NaCl中的反应中被还原的氯元素是指作氧化剂得电子的氯元素,反应后必然变成NaCl中的Cl离子。反应中被氧化的氯元素是指作还原剂失电子的氯元素,反应后必然要变成NaClO(ClO)和NaClO3(ClO3)。因此被还原的氯元素与被氧化的氯元素的质量比应为两方程式中NaCl系数之和与NaClO与NaClO3系数之和比。(115):(134:1。故D为正确选项。【例题分析】例1.下列有关氯水的叙述中,正确的是()A.新制氯水中只含Cl2和HO分子B.新制氯水能消毒杀菌是因为其中含有Cl2有毒,能消毒、杀菌C.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2D.氯水放置数天后酸性增强解析:本题是通过氯水中含有氯气,以与少量Cl2与H2O反应生成的HC1O这一知识点变换形式进行发散思维。A.新制的氯水中还含有HC1O分子。B,是HC1O杀菌、消毒,而不是C12分子。C.逸出的气体应为O2;由于氯水放置数天后HC1O的分解,生成更多的盐酸,所以酸性增强,需要注意的是即使HC1O全部分解,由于氯水的浓度不大,得到的也仅是很稀的盐酸。答案:D例2.当不慎有大量C12逸出周围空间时,可以用浸有一定浓度某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子,该物质最适宜采用的是:A.NaOHB.NaC1C.KBrD.NaCO3解析:选择合适的物质时必须同时比较两个方面,一是要能够吸收氯气;二是本身无毒无腐蚀性,对人体无害,同时吸收氯气时的产物也应对人体无害。从以上两点可以得出(A)NaOH有腐蚀性;(B)NaC1不能吸收氯气;(C)生成Br2有毒;(D)综合考虑两个方面,NaC03可用。答案:D例3.下列物质能使红墨水褪色的是()A.活性炭B.二氧化碳C.NaC1溶液D.酸化了的NaC1O溶液解析:通过比较:活性炭具有吸附作用,吸附色素而使红墨水褪色;CO2和NaC1溶液不能使红墨水褪色;NaC1O酸化后有HC1O生成,HC1O具有漂白性,使红墨水褪色。答案:D例4.实验室用二氧化镒和浓盐酸来制取氯气,主要操作有:(1)将蒸储烧瓶固定在铁架台上;(2)把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯确定铁圈的高度、固定铁圈放好石棉网;(3)用药匙向蒸储烧瓶中加入MnO2,再向分液漏斗中加浓盐酸,并将导管放入集气瓶中;(4)检查装置的气密性;(5)在蒸储烧瓶上装好分液漏斗,连结好导气管,最好的实验操作顺序是(2)(3)(4)(1)(5)(2)(1)(3)(5)(4)(2)(1)⑸(4)(3)(2)(1)(3)(4)(5)解析:装置的安装顺序为“由下而上”,另外需注意的是,加入药品前检查装置的气密性,则这两点不难得出选Co答案:C例5.今有H2、C12混合气体100mL(标准状况),其中一种气体
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