化学常用量计算

专题复习课件制作人：谭慎之专题二化学常用量计算制作人：谭慎之一、物质的量、摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积

1、物质的量、摩尔：物质的量是国际单位制的七种基本量之一，摩尔是物质的量的单位。每摩尔物质含有阿佛加德罗常数个微粒，阿伏加德罗常数：其数值为0.012kg12C

所含的碳原子数,大约为6.02×1023，单位：mol-1其中微粒指微观粒子如：分子、原子、离子、质子、电子或其它粒子或它们的特定组合。例1：下列关于物质的量的说法中不正确的是A．物质的量是国际单位制的7个基本单位之一B．物质的量实际上表示含有一定数目的粒子集体C．物质的量的单位是“摩尔”D．是表示物质数量的单位D2、摩尔质量：人们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，它的常用单位为g/mol。物质的量（n）、物质的质量（m）和物质的摩尔质量（M）之间存在着以下关系：n＝m/M3、气体摩尔体积：在相同的温度和压强下，1摩尔任何气体所占有的体积在数值上近似相等。人们将一定的温度和强下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，它的常用单位是：L/mol。1摩尔任何气体在标准状况下（00C，1.01×105Pa）所占的体积约是22.4L，这个体积叫做标准状况下气体的摩尔体积。记作Vm，其数值为22.4L/mol。这个概念要同时具备3个要点：①在标准状况下，②1摩尔任何气体，③体积约是22.4L。例2：下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值）（）A.在常温常压下，11.2LN2含有的分子数为0.5NAB.在常温常压下，1molNe含有的原子数为NAC.71gCl2所含原子数为2NAD.在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同例3：同温同压下，某容器真空时的质量为201克，当它盛满甲烷时的质量为203.4克，而盛满气体Y时质量为205·5克，则Y气体的式量为多少？解析：本题是考查的内容是气体的特征：即同温同压下，同体积的气体有相同的分子数（203.4-201）/16=（203.4-201）/MM=32知识延伸：混合气体平均分子量：M＝M1×n1%+M2×n2%+M3×n3%M1、M2、M3、是每一种气体的相对分子质量；n1%、n2%、n3%是混合气体中每一种气体的物质的量分数。BC例4：某固体A在一定的温度下分解生成气体B、C、D：2A=B+2C+3D，若测得生成气体的质量是相同体积的H2质量的15倍，则：（1）生成的混合气体的摩尔质量为多少？（2）固体A的摩尔质量是多少？解析：混合气体的平均分子量：M=2×15=30根据质量守恒定律：2MA＝MB+2MC+3MD而混合气体的平均分子量：

M=（MB+2MC+3MD）×1/6＝2MA×1/6=30所以：MA=90各物理量的相互关系×22.4(L/mol)÷22.4(L/mol)×V÷V÷NA÷M物质的量（mol）×NA微粒数N质量（g）×M物质的量浓度（mol/L）标况下气体体积（L）二、化学基本定律(1)质量守恒定律参加反应的各种物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。这一定律是书写化学方程式和化学计算的依据。例5：mmolC2H2跟nmolH2在密闭容器中反应，当其达到平衡时，生成pmolC2H4。将平衡混合气体完全燃烧生成CO2和H2O，所需氧气的物质量是A、3m+nB、5/2m+n/2-p/3C、3m+n+2pD、5m/2+n/2解析：本题如果按传统的方法也能得出正确结果，但费时多，而利用质量守恒定律解题快而简洁。

C~CO2~O2，4H~2H2O~O2因此，mmolC2~2mmolO2

（2m+2n）molH~（2m+2n）/4molO2总氧气量：2m+（2m+2n）/4=5m/2+n/2。D(2)阿佛加德罗定律在相同温度和压强下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子。阿佛加德罗定律的应用：①标准状况下气体的体积（L）＝22.4L/mol×物质的量（mol）气体摩尔质量（g/mol）＝22.4L/mol×标准状况下气体的密度（g/L）②同温同压下任何气体的体积比等于其分子个数之比，也等于其物质的量之比③同温同压下任何气体的密度比等于其相对分子质量之比，也等于同体积的质量之比。④在温度和体积一定时，气体的压强与物质的量成正比；若温度和压强一定时，气体的体积与物质的量成正比。⑤在温度与气体的物质的量一定时，其气体的压强与体积成反比。例6：A容器中盛有体积百分比为80%的H2和20%的O2，试求：（1）混合气体中H2和O2的分子数之比、质量之比各为多少？（2）混合气体的平均分子量是多少？它在标准状况下的密度是多少？（3）在1500C时，引燃混合气体，反应结束后恢复到1500C，则反应后混合气体的平均分子量是多少？引燃前后，A容器内的压强有什么变化？密度是否变化？解析：（1）分子数之比等于体积比等于物质的量比，所以H2和O2的分子数之比为：80%：20%=4：1质量之比为：4×2：1×32=1：4

（2）混合气体的平均分子量M=2×80%+32×20%=8

在标准状态下r=8/22.4=0.357(g/L)(3)2H2+O2=2H2O2mol1mol2mol可见,4molH2和1molO2反应后,得到了2molH2O和2molH2的混合气体,所以反应后的平均分子量为:18×2/4+2×2/4=10;在保持温度和体积不变的条件下,气体的压强之比等于物质的量之比.所以P前：P后=（4+1）：（2+2）=5：4。反应后压强变小，根据质量守恒定律，反应前后的质量不变。A容器的体积不变，所以混合气体的密度不变。三、物质的量浓度（CB）

以单位体积溶液中所含溶质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：单位：mol·L-1或mol·m-3注意：1．溶质可以是单质、化合物，如C(Cl2)=0.1mol·L-1，C(NaCl)=3.1mol·L-1；也可以是离子或其他特定组合，如C(Al3+)=2.6mol·L-1，C(SO42-)=0.3mol·L-1。2．带有结晶水的物质作为“溶质”时，溶质是不含结晶水的化合物；NH3、Cl2等溶于水后成分复杂，求算浓度时仍以溶解前的NH3、Cl2为溶质。3．V是溶液体积，不是溶剂体积。4．在一定浓度的溶液里取出任意体积的溶液，其浓度大小不变，所含溶质的质量改变。四、一定物质的量浓度溶液的配制

1．所需实验仪器托盘天平、钥匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，若溶质为液体或浓溶液，上述仪器中的托盘天平、钥匙改为量筒。2．配制步骤（1）计算：根据配制要求计算出所需固体溶质的质量或所需浓溶液的体积（2）称量：用托盘天平称量固体溶质的质量或用量筒量取溶质的体积（3）溶解：将称量或量取的溶质放入烧杯中再加入适量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌使之溶解。（4）转移：将溶解的溶液冷却至室温，沿玻璃棒注入准备好的容量瓶里，并用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次，并将洗涤液转移至容量瓶中。（5）定容：往容量瓶中继续缓慢地加入蒸馏水至距刻度1-2cm处，改用胶头滴管逐滴加入蒸馏水直到凹液面最低点与刻度线水平相切，盖好容量瓶塞，颠倒摇匀，然后将配好的溶液装入干净试剂瓶中，贴上标签，注明名称、浓度、配制日期。

注意事项：（1）容量瓶在使用前必须检查是否漏水，其程序为加水→倒立、观察→正立，瓶塞旋转180°→倒立观察。（2）不能用容量瓶溶解、稀释，也不能作反应容器，更不能用作试剂瓶（即不能久贮溶液）。（3）定容时，视线、液面凹面、刻度线三点处于同一水平。3．误差分析原理：cB=nB/V=m/MV（M-溶质的摩尔质量，配制某种溶液时是定值）(1)称量或量取时所引起的误差使所配溶液的物质的量浓度偏高的主要原因：①天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀，导致称量物质的实际值是大于称量值；②称量时游码忘记归零；③调整天平零点时，游码放在了刻度线的右端；④用滴定管量取液体时，开始时平视读数，结束时俯视读数，使所量取的液体的体积偏大，等等。使所配溶液的物质的量浓度偏低的主要原因：①直接称热的物质，含有水份，称的重，实际质量却小；②砝码有残缺；③在敞口容器中称量易吸收空气中其他成分或易于挥发的物质时的动作过慢而变质；④用滴定管量取液体时，开始时平视读数，结束时仰视读数，使所量取的液体的体积偏小，等等。(2)用于溶解稀释溶液的烧杯未用蒸馏水洗涤，使溶质的物质的量减少，致使溶液的浓度偏低。(3)转移或搅拌溶液时有部分液体溅出，致使溶液浓度偏低。(4)容量瓶内溶液的温度高于20℃，造成所量取的溶液的体积小于容量瓶上所标注的液体的体积，致使溶液浓度偏高。(5)在给容量瓶定容时，仰视读数会使溶液的体积增大，致使溶液浓度偏低；俯视读数会使溶液的体积减小，致使溶液浓度偏高。例7：利用硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）配制0.2mol/L的CuSO4溶液500mL，假如其他操作均是准确无误的，下列情况会引起配制溶液的浓度偏低的是（）A．定容时，俯视观察刻度线B．称取25g的硫酸铜晶体C．定容后摇匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加水至刻度线D．移液时，不小心将一滴液体溅出容量瓶。解析：A项中俯视时液面的最低点低于刻度线，使得溶液的体积偏低，导致浓度偏高；B项是正确操作，不会影响浓度；C项摇匀后低于刻度线是由于液体沾在瓶壁和磨口处所致，不会引起误差，若加水则使浓度偏低；D项由于溅出液体，使得溶质的物质的量偏小，导致浓度偏低。CD五、有关物质的量浓度的计算

1．有关概念的计算：利用“万能恒等式”例8：在标准状况下，用充满HCl气体的烧瓶做喷泉实验，最终水充满烧瓶，则盐酸的物质的量浓度为（）A．0.05mol·L-1B．0.01mol·L-1C．0.045mol·L-1D．无法计算解析：假设烧瓶的容积为V升，则HCl气体的体积为V升，最后所得盐酸溶液的体积也为V升，所以：

cHCl=C2．有关离子浓度的计算，注意利用电荷守恒原理例9：硫酸钾和硫酸铝的混合溶液，已知其中Al3＋的浓度为0.4mol·L-1，硫酸根离子浓度为0.7mol·L-1，则K＋的物质的量浓度为（）A．0.1mol·L-1

B．0.15mol·L-1C．0.3mol·L-1

D．0.2mol·L-1解析：假设烧瓶的容积为1L，则根据电荷守恒3nAl3++nK+=2nSO42-，得K＋的物质的量浓度为0.2mol·L-1。D3．溶液各种浓度的计算（1）物质的量浓度与质量分数的换算公式：（2）物质的量浓度与溶解度的换算公式：（3）不同物质的量浓度溶液的混合计算①稀释定律：C1V1=C2V2或m1W1=m2W2②混合后溶液体积不变C1V1+C2V2=C混(V1+V2)③混合后溶液体积改变C1V1+C2V2=C混V混

V混=m混/ρ混（4）标准状况下求气体溶解于水中所得溶液的物质的量浓度的计算例10：在标准状况下，1体积的水溶解700体积的氨气，所得溶液的密度为0.9g/cm3，则该溶液的物质的量浓度为（