高中化学新人教版必修第一册第2章第3节物质的量第4课时学案

能力课时6以物质的量为核心的计算探究任务1．以物质的量为核心的计算。2．以NA为载体的判断。以物质的量为核心的计算常见物理量之间的换算关系注意：万能公式：n＝eq\f(N,NA)＝eq\f(m,M)＝eq\f(Vg,Vm)＝cBV用1L水吸收560L氨气(标准状况)，所得氨水的密度是0.90g·mL－1，求：(1)氨气的物质的量是________。(2)所得氨水溶液的物质的量浓度是________。(3)所得氨水的溶质质量分数为________。[解析](1)氨气的物质的量n(NH3)＝eq\f(560L,22.4L·mol－1)＝25mol。(2)氨水溶液的体积V＝eq\f(25mol×17g·mol－1＋1000g,0.90g·mL－1)×eq\f(1,1000)L·mL－1＝eq\f(19,12)L，氨水溶液的物质的量浓度c(NH3)＝eq\f(25mol,\f(19,12)L)≈15.79mol·L－1。(3)氨水溶质质量分数w(NH3)＝eq\f(25mol×17g·mol－1,25mol×17g·mol－1＋1000g)×100%≈29.8%。[答案](1)25mol(2)15.79mol·L－1(3)29.8%现有14.4gCO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96L请回答下列问题：(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。(2)混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。(3)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。②气球中收集到的气体中，电子总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。③气球的体积为________L。[解析](1)混合气体的物质的量为eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)＝0.4mol，混合气体的平均摩尔质量eq\x\to(M)＝eq\f(14．4g,0.4mol)＝36g·mol－1。(2)0.4molCO和CO2的混合气体中，含0.4mol碳原子。(3)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸，则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1，CO2的物质的量为n2。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(n1＋n2＝0.4mol,28g·mol－1×n1＋44g·mol－1×n2＝14．4g))，解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(n1＝0.2mol,n2＝0.2mol))，因此气球中收集到0.2molCO，含有2.8mol电子。③0.2molCO在标准状况下的体积为4.48L。[答案](1)36g·mol－1NA(3)①28g·mol－1②NA③4.48以NA为载体的粒子数判断1．22.4L·mol－1的适用条件分析(1)陷阱：从Vm＝22.4L·mol－1的适用条件和物质的状态设置陷阱。(2)突破：一要看是否为标准状况，不为标准状况无法直接用22.4L·mol－1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求得n，如水、CCl4、SO3、HF等。[跟踪练习]1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是______(填序号)。①2.24LNH3NA个NH3分子②标准状况下，22.4LH2O中含有原子数目为3NA③标准状况下，11.2LCH4中含有氢原子数目为2N④标准状况下，5.6LCO2和SO2NA[解析]①未指明标准状况，②标准状况下H2O为非气态。[答案]③④2．某些物理量与物质所处的状况无关的分析(1)陷阱：设置与某些物理量无关的一些干扰条件，给出非标准状况下气体的物质的量或质量或摩尔质量或粒子数，干扰正确判断。(2)突破：排“干扰”，明确物质的量或质量或摩尔质量或粒子数与物质所处状况无关，物质的量或质量确定时，物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。[跟踪练习]2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是______(填序号)。①常温常压下，3.2gO2NA②标准状况下，18gH2O所含的氧原子数为NA③室温下，1molCH4中含有原子数为5NA④100℃、1.01×105Pa条件下，18gH2O中含有氢原子数为2N[答案]①②③④3．一定量的混合物中粒子数目的分析(1)陷阱：从物质的组成特点、摩尔质量特点等设置陷阱。(2)突破：①等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如NO2与N2O4，C2H4与C3H6，O2与O3。②等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如N2与CO，CO2与N2O，H2SO4与H3PO4。③等物质的量的CO2与SO2中氧原子数相同。[跟踪练习]3．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是________(填序号)。①常温常压下，32gO2与O3的混合气体中分子数为NA②14gN2NA③常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA④2molCO2和ClO2混合气体中含有的氧原子数为4NA[解析]①O2、O3的摩尔质量不同，32g二者的混合物无法计算分子数；②N2、CO的摩尔质量均为28g/mol，故14gNA，原子数为NA；③NO2、N2O4的最简式为NO2,92g混合气体中原子数为eq\f(92,46)×3NA＝6NA。④CO2与ClO2中均含2个氧原子，故2mol混合气体中含有氧原子数为4NA。[答案]①②4．电解质溶液中粒子数目的分析(1)陷阱：从难电离的粒子的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上设置陷阱。(2)突破：细审题、抓“四看”：一看是否指明溶液的体积；二看是否电解质难电离如弱酸、弱碱等；三看所给条件是否与电解质的组成有关；四看是否忽略溶剂水中的H、O原子数目。[跟踪练习]4．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是______(填序号)。①2L0.01mol/L的HClO溶液中含有H＋NA②1L1.0mol/L的NaOH溶液中含有的氧原子数为NA③1molFeCl3与水反应，完全转化为氢氧化铁胶体后，其中胶体粒子的数目为NA④0.1mol/L的CaCl2溶液中，Cl－NA⑤2L0.5mol/L的H2SO4溶液中，H＋的数目约为2NA[解析]①中HClO难电离，②中H2O中含氧原子，③中Fe(OH)3胶粒为多个分子集合体，④中没指明溶液体积。[答案]⑤5．氧化还原反应中电子转移数(1)陷阱：易在特殊氧化还原反应中电子转移(得失)数目上设置陷阱。(2)突破：①关注特殊反应a．Na2O2与水或CO2反应，产生1molO2均转移2mol电子。b．氯气与足量NaOH溶液反应，1molCl2转移1mol电子；氯气与足量金属反应，1molCl2转移2mol电子。c．Cl2溶于水时Cl2部分反应。②明确反应实质Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为＋1、＋2、＋3，因此1molNa与O2反应，无论生成Na2O还是Na2O2，均转移1mol电子；1molMg与O2、N2、盐酸等物质反应，均转移2mol电子。[跟踪练习]5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是______(填序号)。①NA②2molCl2与足量NaOH溶液反应，转移电子数为4NA③镁在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2的混合物，24g镁在空气中完全燃烧转移电子数为2NA④1molCl2与足量Fe反应，转移电子数为3NA[解析]②中Cl2与NaOH反应时，Cl2既作氧化剂又作还原剂，2molCl2与NaOH反应，转移2mol电子即2NAe－。④1molCl2与足量Fe反应，转移2NA个电子。[答案]①③素材1×××(饮用矿泉水)净含量：350mL配料表：纯净水、硫酸镁、氯化钾保质期：12个月主要成分：水钾离子(K＋)：1.0～27.3mg/L镁离子(Mg2＋)：0.1～4.8mg/L氯离子(Cl－)：10～27.3mg/L硫酸根离子(SOeq\o\al(2－,4))：0.4～19.5mg/L(1)Mg2＋的物质的量浓度范围为多少？(2)Cl－的物质的量范围为多少？[答案]×10－6～2×10－4mol·L－1。×10－5×10－4mol。素材2在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。如表是1L“鲜花保鲜剂”的成分(其中阿司匹林不含K＋，其存在也不会干扰成分中其他离子的检验)。成分蔗糖硫酸钾阿司匹林高锰酸钾质量/g摩尔质量/(g·mol－1)342174180158(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是什么？其物质的量浓度为多少？(2)“鲜花保鲜剂”中SOeq\o\al(2－,4)、MnOeq\o\al(－,4)、K＋的物质的量浓度分别为多少？写出计算式。[答案](1)蔗糖，eq\f(25,171)mol·L－1或0.146mol·L－1(2)c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(0.50,174)mol·L－1＝eq\f(1,348)mol·L－1c(MnOeq\o\al(－,4))＝eq\f(0.50,158)mol·L－1＝eq\f(1,316)mol·L－1c(K＋)＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(MnOeq\o\al(－,4))＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,174)＋\f(1,316)))mol·L－1通过素材1和素材2溶液浓度和离子浓度的计算，培养学生对实际问题情境“宏观辨识与微观探析和科学探究与证据推理”的核心素养。1．下列说法正确的是()A．1.8gH2O完全电解得到4.B．1mol氢气所占的体积一定是22.4L×1023个Cu原子所占的体积约是22.4LD．在标准状况下，28gN2与CO的混合气体的体积为D[A项，H2O的摩尔质量为18g·mol－1,1.8gH2O(即0.1mol)完全电解得到0.1molH2和0.05molO2，在标准状况下的体积为3.36L，错误；B项，未指明温度、压强，1mol氢气所占的体积不一定是22.4L，错误；C项中的Cu不是气体，而气体摩尔体积只适用于气体体积的计算，错误；D项，N2和CO的摩尔质量均为28g·mol－1，则混合气体的体积V＝n·Vm＝eq\f(m,M)·Vm＝eq\f(28g,28g·mol－1)×22.4L·mol－1＝22.4L，正确。]2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为()A．22.0L·mol－1B．22.4L·mol－1C．22.8L·mol－1D．23.2L·mol－1C[27.2gH2S气体的物质的量n＝eq\f(27.2g,34g·mol－1)＝0.8mol，则Vm＝eq\f(18.24L,0.8mol)＝22.8L·mol－1，C正确。]3．NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．在常温常压下，28gN2与CO混合物气体中所含的分子数目一定为NAB．标准状况下，17g氨气所含原子数目为NAC．在常温常压下，11.2L氮气所含的原子数目为ND．通常状况下，NA个CO2分子占有的体积为22.4LA[温度和压强并不能影响气体的质量。因为N2和CO的摩尔质量相等均是28g·mol－1，所以28g混合气体的物质的量为1mol，分子数目一定为NA，A正确；17gNH3的物质的量为1mol，分子数目一定为NA，原子数目应为4NA，B错误；常温常压下气体的摩尔体积大于22.4L·mol－1，则11.2LN2所含的原子数目小于NA，C错误；NA个CO2分子的物质的量为1mol，但通常状况不是标准状况，1mol气体的体积不是22.4L4．下列关于0.15mol·L－1的Na2SO4溶液的说法中，正确的是()A．1L溶液中含有Na＋、SOeq\o\al(2－,4)NAB．1L溶液中含有Na＋NAC．1L溶液中Na＋的浓度是0.3mol·L－1D．2L溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)的浓度是0.3mol·L－1C[0.15mol·L－1的Na2SO4溶液中Na＋、SOeq\o\al(2－,4)的浓度分别是0.3mol·L－1和0.15mol·L－1。]5．(素养题)乙酸是实验室常用的一种化学试剂，某乙酸试剂瓶上标签的部分内容如图所示。利用标签提供的信息，回答下列问题：(1)乙酸的摩尔质量为________。(2)若该乙酸溶液的密度为1.02g·cm－3(3)某实验中要用2mol·L－1的乙酸溶液500mL，则需取用上述乙酸溶液__