高中化学专项复习之化学计量在实验中的应用

高中化学专题复习

化学计量在实验中的应用

一、物质的量

1、物质的量基本概念

L定义：表示物质所含微粒多少的物理量，也表示含有一定数目粒子的集合体。

2.物质的量是以微观粒子为计量的对象。

3.物质的量的符号为“n”。

2.摩尔

1.物质的量的单位单位：克/摩符号：g/mol

数值：等于物质的原子量、分子量、原子团的式量。

2.符号是molo

3.使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类。

例如：ImolH表示mol氢原子，ImolH?表示Imo1氢分子（氢气），ImolH'表示Imol氢离子，但如果

说“Imol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。

4.计算公式：n=N/NAn=m/M

5.气体的摩尔体积

单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。（提问：为什么液体、固体没有摩尔体积）

n=V/Vm（标准状况下：Vm=22.4L/mol）

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物质的量是七个基本物理量之一；同“时间”，“长度”等一样，其单位是摩尔（mol）。

③物质的量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Imol苹

果的说法是错误的。

④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NaQ、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ImolH表示1摩尔氢原子，Imol周表示

1摩尔氢分子，1molH+表示1摩尔氢离子。不能说1mol氢，应该说1mol氢原子（或分子或离子）。

3.阿伏加德罗常数NA

阿伏加德罗常数是一个物理量，单位是moL,而不是纯数。不能误认为刈就是6.02X1（）23。

例如：ImolO2中约含有个6.02X102氧分子

2molC中约含有1.204X102个碳原子

ImolH2soi中约含有6.02X1023硫酸分子

23

1.5molNaOH中约含有9.03X10^Na^a9.03X102个OH.

nmol某微粒集合体中所含微粒数约为nX6.02X10，

4.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系

摩尔质量(M)相对原子质量相对分子质量

①单位物质的量的物质所①一个原子的质量与12C

概念①化学式中各元素相对原

具有的质量；②单位是的1/12作比较，所得的比

子质量之和；②单位：无

单位g/mol或kg/mol值；②单位：无

摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量；混合物

联系组成一定时，1mol混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量，在数值上等于

该混合物的平均相对分子质量

特别提醒①1mol任何粒子的质量以克为单位时，在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对

分子质量相等。

5.物质的量〃、质量加、粒子数目N之间的关系

计算关系式(公式)主要应用注意事项

①M有单位：moL②求〃或N时，概

N在〃、N和NA中,已知任

"FA念性问题用数字性问题用

意两项求第三项

6.02X1023mor1

①在M、〃和初中，已知

M的单位取g/mol时，〃2的单位取g；

任意两项求第三项②先求M,

nM的单位取kg/mol时，m的单位取kg

后求Mr

①在m,必、M和N中，已

①重视n在m和N之间的桥梁作用

mXMn知任意三项求第四项②以〃

②与N有关的问题莫忽视微粒的组成

XNA浦恒等列代数方程式解决较复

MN和种类

杂的问题

质量、物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数、粒子数之间的关系：

MxXNA

<--------------►

质量------►物质的量^--------粒子数

(m)+M(n)NA-(N)

【例1】下列说法中正确的是()

A.摩尔是国际单位制中的七个物理量之一B.0.5molH2。中含有的原子数目为1.5必

C.64g氧相当于2moi氧D.1mol任何物质都约含有6.02X1()23个原子

二、气体摩尔体积

1.气体摩尔体积的适用范围

气体摩尔体积的适用范围是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2molH2与0.8

mol02的混合气体在标准状况下的体积约为22.4Lo

2.气体摩尔体积的数值叫_M

(1)气体摩尔体积的数值与温度和压强有关‘电

(2)标准状况下任何气体的气体摩尔体积为22.4LmoF1

(3)非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4L.mori,也可能不是22.4L.mo「L1mol气体的体积

若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况，如气体在273℃和202kPa时，匕,为22.4LmoL。

特别提醒利用22.4L.moL计算或判断时一定要看清气体所处的状况。常出现的错误：

①忽视物质在标准状况下的状态是否为气态，如水在标准状况下为液态，计算该条件下的体积时

不能应用22.4L.molI

②忽视气体所处的状态是否为标准状况，如“常温常压下2moi。2的体积为44.8L”的说法是错

误的，因常温常压下气体摩尔体积不是22.4L.molT。

3.气体体积与其他物理量的关系

⑴标准状心电气森库积晶1b算V=22.4L•mol-l•nx-e-p

(2)标准状况下气体密度年4V

【例2】下列说法中正确的是()

A.32go2占有的体积约为22.4L

B.22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子

C.在标准状况下，22.4L水的质量约为18g

D.22g二氧化碳与标准状况下1L2LHC1含有相同的分子数

4.阿伏加德罗定律及推论

(1)阿伏加德罗定律的内容

同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

①适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。

②“四同”定律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同即“三

同定一同”。

(2)阿伏加德罗定律的推论：

V£=Ni

①同温、同压：气体的体积与物质的量成正比茂―112

②同温、同压：气体的密度与摩尔质量成正比包一%

③同温、同压、同体积：气体的质量与摩尔质量/P正2比

特别提醒：①标准状况下的气体摩尔体积是22.4L・mol-l,是阿伏加德罗定律的一个特例。

②以上推论只适用于气体(包括混合气体)，公式不能死记硬背，要在理解的基础上加以运用。

5.求气体摩尔质量的常用方法

(1)根据标准状况下气体密度(。)M=OX22.4

(2)根据气体的相对密度①二P|/P2)M]/M2=D

说明气体的相对密度是指在同温同压下两种气体的密度之比即包=里｝_o

P2

(3)根据物质的量(n)与物质的质量(m)M=—m

n

(4)根据一定质量(m)物质中的微粒数(N)和阿伏加德罗常数(NA)M=NA.HVN

(5)根据化学方程式结合质量守恒定律

(6)混合气体平均摩尔质量：M=M1Xa%+M2Xb%+M3Xc%•••

Ml、M2、M3……分别表示混合气体中各组成成分的摩尔质量，a%、b%、c%……分别表示各组

成成分所占混合气体的体积分数(即物质的量分数)。

【例3]在体积相同的两个密闭容器中分别充满。2、。3气体，当这两个容器内温度和气体密度相

等时，下列说法正确的是()

A.两种气体的压强相等B.。2比。3的质量小

C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧原子数目相等

三、物质的量在化学实验中的应用

1.物质的量浓度概念的理解

在公式0f)=词中

(1)溶质是用物质的量表示而不是质量表示；体积表示溶液的体积，而不表示溶剂的体积，并且体积单

位为Lo

(2)带结晶水的物质溶于水后，溶质是不含结晶水的化合物，溶剂中的水包括结晶水。

(3)从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但随溶液体积的变化溶质的

物质的量不同。

(4)气体溶于一定体积的水中，溶液的体积不等于溶剂的体积而应根据溶液密度和溶液质量求算。

(5)若浓溶液稀释或浓度差别较大的溶液混合，混合后溶液的总体积比原来的体积之和小。

2.辨析比较

物质的量浓度与溶液溶质的质量分数

内容物质的量浓度质量分数

以单位体积溶液里含有溶质的物质的量用溶质质量与溶液质量之比来表

定义

来表示溶液组成示溶液组成

溶质的单位molg

溶液的单位Lg

他用附具”，由，,.1、.溶质的物质的量(m3)目外断溶质的质量(g)、,mno/

计算公式物质的量东度(moll)-溶液的体积©质里分数一溶液的质量值广10%

枷店的f/南/1I-h1OOOmLX溶液的密度(g-mL《X质量分数

两者的关系物质的重浓度(mol-L)-溶质的摩尔质量(g.moL)X1L

3.容量瓶使用注意事项

(1)按所配溶液的体积选择合适规格的容量瓶

选择容量瓶必须指明规格，其规格应与所配溶液的体积相等。如果不等，应选择略大于此体积的容量

瓶，如配制500mLlmol-L1的NaCl溶液应选择500mL容量瓶，若需要480mL上述溶液，因无480

mL容量瓶，也选择500mL容量瓶，配500mL溶液所需溶质的物质的量应按配制500mL溶液计算。

(2)容量瓶使用前一定要检验是否漏液

方法是：向容量瓶中注入少量水，塞紧玻璃塞，用手指按住瓶塞，另一只手按住瓶底倒转容量瓶，一

段时间后观察瓶塞处是否有液体渗出，若无液体渗出，将其放正，把玻璃塞旋转180。，再倒转观察。

(3)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释，容量瓶不能作反应器，不能加热，也不能久贮溶液。

(4)配制好的溶液应及时转移到试剂瓶中，并贴上标签。

4.一定物质的量浓度溶液配制过程中的注意事项

(1)向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，以防液体溅至瓶外。

(2)不能在容量瓶中溶解溶质，溶液注入容量瓶前要恢复到室温。

(3)容量瓶上只有一个刻度线，读数时要使视线、容量瓶刻度线与溶液凹液面的最低点相切。

(4)如果加水定容时超过刻度线或转移液体时溶液洒到容量瓶外，均应重新配制。

(5)定容后再盖上容量瓶塞摇匀后出现液面低于刻度线，不能再加蒸储水。

⑹称量NaOH等易潮解和强腐蚀性的药品，不能放在纸上称量，应放在小烧杯里称量。若稀释浓

H2s。4,需在烧杯中加少量蒸储水再缓缓加入浓H2s。4,并用玻璃棒搅拌。

5.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析

一般是依据实验原理，对实验结果的数学表达式进行分析(属于公式法)。c(B)=^=云。c(B)的误

差取决于m和V的值是否准确。以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例分析以下操作：

过程分析

能引起误差的一些操作对C的影响

mV

称量时间过长减小不变偏低

用滤纸称NaOH减小不变偏低

向容量瓶注液时少量流出减小不变偏低

未洗烧杯和玻璃棒减小不变偏低

定容时，水加多后用滴管吸出减少不变偏低

定容摇匀时液面下降再加水不变增大偏低

定容时俯视读数(读刻度)不变减小偏高

定容时仰视读刻度不变增大偏低

方法引导定容误差的判断方法

A刻

刻言*

定容的目标是容量瓶的容积，相鎏斯1弋、以容量瓶的刻度线为目标、观察液面与

-——

刻度的位置关系，标准是液面的最低点与t囱授线齐平虻丞体体积恰好等于容量瓶的容积。

b

(A)仰视式观察，溶液体积偏大。如图(a)

(B)俯视式观察，溶液体积偏小。如图(b)

【例4】实验室里需用480mL0.1mol/L的硫酸铜溶液，现选用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胆研配成500mL溶液

C.称取8.0g硫酸铜，加入500mL水D.称取12.5g胆研配成500mL溶液

6.关于物质的量浓度的计算

(1)溶液的稀释与混合

①稀释：溶质的质量不变C/V/=C2V2

匕八C2和匕、3分别表示稀释前后溶液的物质的量浓度和体积］

a.稀溶液稀释时丫2=/2。+匕

b.浓溶液稀释时V2NV//20+V/

②混合：CiV]+c2V2=CjgVIB

a.混合后溶液体积V衍匕+/(两溶液浓度相同或差别较小或稀溶液混合)

V1P1+V2P2

b.混合物溶液体积改变丫混=：(两溶液浓度差别较大)

p混p混

［Ci、C2,Pl、P2，H、丫2分别表示混合前同一溶质溶液的物质的量浓度、密度、体积，。混、Pa

V混表示混合溶液的物质的量浓度、密度、体积］

1nL

(2)物质的量浓度c(B)与溶质质量分数侬)的换算c(B)」(联'喀"

M：溶质B的摩尔质量p：溶液密度(g.mLT)

"(B)p(g・mLT)X1000mLXw1000(mLLT)p(g-mLT)M

推导方法设溶液为1L,则c(B)=

VMg，molIM(g-mol')

1L

-I1

〃?(B)〃(B)XMc(B)(mol-L)X1LXMCg-moF)

(2)w=X100%=，=

川溶液)1000mLXp(g-mL1)p(Zg-mLIT\)X[1C0C0C0mLIX100%=

c(B)(mol・Li)M(g・mol>

1OOO(mL«L-1)-p(g-mL1)

(3)饱和溶液物质的量浓度与溶解度⑸的换算c(B)」。黑喘X；；舞女甲)

P：饱和溶液密度(g-mLT)M：溶质B的摩尔质量(g.moL)

注只适用于饱和溶液中的换算

推导方法设溶剂为100g,则B为Sg,溶液为(100+S)g

S(公

_〃(B)_______M(g_molA________1000(mL-L}p(g-mL)S(g)

c(B)=V=(100+S)g,,.~——=(lOO+W-MCg-mol1)

-:----rnKX10LmL

p(g・mL)

(4)标准状况下气体溶于水所得溶液的物质的量浓度

标准状况下，VL气体溶于V(H20)L中，所得溶液密度为p(g-mLT)则：

①气体的物质的量："二VI口

22.4Lmol

②溶液体积：v=-^Mg)X1O3L.mL-i

P(gmL)

根提_〃知_1000(mLLT)-p(gmLT)，(L)

c1

做姑。一丫(溶液泮-M(g.moi-i),y(L)+22400(g-mor)-V(H20)(L)

(溶液)

特别提醒①溶液体积的单位是L,p的单位是gmL-1时，利用V(溶液)=•m「募Q十算V(溶液)时

注意单位换算。

②当气体作为溶质溶于水时，溶液的体积不等于气体体积和溶剂体积之和，也不等于溶剂的体积，而

m气体+m水

应该是V(溶液)=p(溶液)一

③浓度差别较大的两溶液或浓溶液加水稀释时，混和后溶液的体积V(混合)=而前畜。

【例5】体积为V(mL)、密度为p(g-cm-3)的溶液，含有摩尔质量为M的溶质质量为皿g),物质的

量浓度为c,质量分数为讪。下列表达式中不正确的是()

1OOOpzpw_cM_1000/»

A.c=-M-B・m—VP100Jw~\OOOpD.c=MV

练习题

一、选择题

1.下列关于物质的量的叙述中，错误的是（)

A.1mol任何物质都含有6.02X1（）23个分子B.0.012Kgl2C中含有6.02X1()23个碳原子

C.lmolH2O中含有2mol氢和Imol氧D.lmolH2O中含有3mol原子

2.下列说法正确的是（）

A.H2的摩尔质量是2gB.ImolHzO的质量是18g

C.氧气的摩尔质量是32g/molD.2gH2含ImolH

3.比较l.OmolNz和LOmolCO的下列物理量：①质量②分子总数③原子总数，其中相同的是（）

A.①B.①②C.①②③D.②③

4.相同质量的下列物质，所含分子数目最多的是（）

A.CH4B.NH3C.H2OD.HF

5.NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（）

A.含0.1molBaCl2的溶液中C「数为0.2NAB.22gCO2所含有的分子数为0.5NA

（2.11.21<202所含有的分子数为0.54D.常温下NA个CI2分子所占有的体积为22.4L

6.标准状况下，两种气体的体积相等，则（）

A.所含原子数一定相等B.物质的量一定相同

C.质量一定相同D.密度一定相同

7.标准状况下，32g某气体的分子数目与22gCO2的分子数目相同，则该气体的摩尔质量为（）

A.32B.32g/molC.64g/molD.64

8.NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（）

A.常温常压下，0.05NA个CO2分子所占的体积是L12L

B.氨气的摩尔质量和NA个氨分子的质量在数值上相等

C.常温常压下,32g氧气和34gH2s分子个数比为1:1

D.标准状况下,NA个水分子所占的体积为22.4L

9.同温同压下，已知。2的密度为Pg・L」，则NH3的密度为（)

、17p,_-17-1

A.——g・LD.-----g・LT

32&B・等c卷32P6

10.两个体积相同的容器，一个盛有N0,另一个盛有岫和O2,在同温同压下两容器内的气体一定具有

相同的（）

A.原子总数B.质子总数C.分子总数D.质量

11.关于同温同压下等体积的C0?和C0,下列叙述：（1）质量相等（2）密度相等（3）所含分子数相等

（4）所含碳原子数相等，其中正确的是（）

A.（1）（2）（3）（4）B.（2）（3）（4）C.（3）（4）D.（3）

12.今有上和C0（体积比为1：2）的混合气体VL,当其完全燃烧时，所需要02的体积为（）

A.3VLB.2VLC.VL匹0.5VL

13.如果ag某气体中所含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是（式中心为阿伏加德

罗常数）（）

A.22.4bc/aNALB.22.4ab/cNALC.22.4ac/bNALD.22.4b/acNAL

14.lOOmLO.3moi/LNa2sO4溶液和50mL0.2moi/LASSOS溶液混合后，溶液中S（V-的物质的量浓度

为：（）

(A)0.2mol/L(B)0.25mol/L(C)0.40mol/L(D)0.50mol/L

15.300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质，现欲配制1mol/LNaOH溶液，应取原溶液与蒸储水

的体积比约为()

(A)l：4(B)l：5(C)2：1(D)2：3

16.下溶液中c(CT)于50mLimol/L氯化铝溶液中的c(CI)相等的是()

(A)150mLlmol/L氯化钠溶液(B)75mL2mol/L氯化镂溶液

(C)150mLlmol/L氯化钾溶液(D)75mLlmol/L氯化铁溶液

17.今有0.1mol/LNa2s。4溶液300mL,0.1mol/LMgSO4溶液200mL和0.1mol/LA12(SO4)3溶液100mL,

这三种溶液中硫酸根离子浓度之比是()

(A)l：1：1(B)3：2：2(C)3：2：3(D)1：1：3