高三一轮复习化学专题1物质的量及物质的量浓度计算

1高三一轮复习化学第一部分基本概念专题1——物质的量及物质的量浓度计算一、物质的量1.物质的量物质的量是国际单位中七个基本物理量之一，用来计量原子、分子或离子等微观粒子的多少。基准：以0.012kg12C中所含的碳原子数为基准，即阿伏加德罗常数。【注】a.用物质的量来表示微粒时，要用化学式注明微粒的种类或其特定组合；如1mol水（不正确）和1molH2O（正确）b.物质的量只适用于微观粒子，不适用于宏观物质。如1mol麦粒、1mol电荷、1mol元素的描述都是错误的。2.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数是一个可以用实验测出的准确值,目前只测出6.0221367×1023mol－1,在应用中用6.02×1023mol－1作为它的最大近似值用于计算。阿伏加德罗常数是一个非常大的数，只适用于表示微观粒子。公式：n＝𝑁𝑁𝐴【注】应用时要注意：a.状态：在标况下水为液态或固态；SO3、P2O5为固态（常温常压下为液态）；碳原子数4的烃为液态或固态。b.特殊物质的摩尔质量及微粒数目：如D2O、18O2、H37Cl等。c.某些特定组合物质分子中的原子个数：如稀有气体为单原子分子，O3为三原子分子，白磷（P4）为四原子分子。d.某些物质中的化学键数目：如白磷（31g白磷含1.5molP－P键）、金刚石（12g金刚石含2molC－C键）、晶体硅及晶体SiO2（60g二氧化硅晶体含4molSi－O键）等。e.某些特殊反应中的电子转移数目：如Na2O2与H2O、CO2的反应（1molNa2O2转移1mol电子；Cl2与H2O、NaOH的反应（1molCl2转移1mol电子。若1molCl2作氧化剂，则转移22mol电子）；Cu与硫的反应（1molCu反应转移1mol电子或1molS反应转移2mol电子）等。f.电解质溶液中因微粒的电离或水解造成微粒数目的变化：如强电解质HCl、HNO3等因完全电离，不存在电解质分子；弱电解质CH3COOH、HClO等因部分电离，而使溶液中CH3COOH、HClO浓度减小；Fe3+、Al3+、CO32–、CH3COO–等因发生水解使该种粒子数目减少；Fe3+、Al3+、CO32–等因发生水解反应而使溶液中阳离子或阴离子总数增多等。g.由于生成小分子的聚集体(胶体)使溶液中的微粒数减少：如1molFe3+形成Fe(OH)3胶体时，微粒数目少于1mol。h.常见的可逆反应：如2NO2⇌N2O4。N2+3H2⇌2NH3【例1】下列关于物质的量的叙述中，错误的是(AC)A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子B.0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧D.1molNe含有6.02×1024个电子【例2】（2010福建卷）NA表示阿伏伽德罗常数，下列判断正确的是（A）A．在18g18O2中含有NA个氧原子，10mol中子。B．标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子C．1molCl2参加反应转移电子数一定为2NAD．含NA个Na+的Na2O溶解于1L水中，Na+的物质的量浓度为1𝑚𝑜𝑙𝐿⁄【例3】（2010江苏卷）NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（A）A．常温下，1L0.1𝑚𝑜𝑙𝐿⁄的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NAB．1mol羟基中电子数为10NAC．在反应KIO3+6HI==KI+3I2+3H2O中，每生成3molI2转移的电子数为6NAD．常温常压下，22.4L乙烯中C—H键键数为4NA【例4】用NA表示阿佛加德罗常数，下列说法中正确的是（AC）A．1mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和相等B．28g氮气与40g氩气所含的原子数目相等，都是NA个C．2.3g钠由原子变成离子，失去的电子数为0.1NAD．18g重水所含的电子数为10NA3.摩尔质量任何物质的摩尔质量以𝑔𝑚𝑜𝑙⁄为单位时，其数值上与该物质的式量相等。若组成一定的混合物，1mol该混合物的质量，就是该混合物的平均摩尔质量。公式：n＝𝑚𝑀如(NH4)2SO4的摩尔质量为132g/mol。现有26.4g(NH4)2SO4，则其中含有1.6mol氢原子，0.8NA个氧原子、14mol质子；假设它溶于水时完全电离最多能产生0.4mol铵根离子，铵根离子的质量是7.2g。【例5】有一真空储气瓶，净重500克。在相同条件下，装满氧气后重508克，装满另一种气体X时重511克，则X的相对分子质量为（A）A.44B.48C.64D.714.气体摩尔体积标准状况（即0℃和101.325kPa）下，1mol任何气体的体积都约等于22.4L。气体的摩尔体积＝气体所占的体积气体的物质的量。【注】应用注意a.状态：①气态物质；②纯净物或混合物都适用。b.状况：①同温同压；②特定状况：标况。3c.定量：气体体积由①分子个数②分子体积③分之间距离这3个因素决定。气体分子间距离远大于气体分子直径，且当温度压强一定时，气体分子间距离基本相同，所以气体体积由气体分子数决定。d.数值：①任何状况下的任何气体均存在一个Vm；②标况下，Vm=22.4𝐿𝑚𝑜𝑙⁄；常温常压下Vm𝐿𝑚𝑜𝑙⁄；非标况下也有Vm=22.4𝐿𝑚𝑜𝑙⁄的可能。公式：n=𝑉𝑉𝑚【例6】判断下列说法是否正确？并说明理由1.常温常压下，11.2L氧气所含的原子数为NA（错）2.在25℃，压强为1.01×105Pa时,11.2L氮气所含的原子数目为NA（错）3.标准状况下的22.4L辛烷完全燃烧，生成CO2分子数为8NA（错）4.标准状况下，11.2L四氯化碳所含分子数为0.5NA（错）5.标准状况下，1L水所含分子数为122.4NA（错）6.标准状况下，11.2LSO3中含1.5NA个氧原子（错）【例7】标准状况下，将2.00g氦气、1.40g氮气和1.60g氧气混合，该混合气体的体积是13.44L。阿伏加德罗定律：同温同压下任何气体都含有相同数目的分子。推论：(pV=nRT)①同温同压：𝑛1𝑛2=𝑉1𝑉2=𝑁1𝑁2②同温同体积：𝑛1𝑛2=𝑝1𝑝2③同温同压：𝜌1𝜌2=𝑀1𝑀2④同温同压同质量：𝑉1𝑉2=𝑀2𝑀1⑤同温同体积同质量：𝑝1𝑝2=𝑀1𝑀2⑥同温同压下同体积：𝜌1𝜌2=𝑀1𝑀2=𝑚1𝑚2【例8】标况下，mg气体A与ng气体B所含分子数相同，下列说法不正确的是（D）A.A与B相对分子质量之比为m:nB.同质量的A与B所含分子数之比为n:mC.相同状况下，同体积的A与B的质量之比为m:nD.标准状况下，A与B的密度之比为n:m【例9】（2008海南卷）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（B）A.甲的分子数比乙的分子说多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【补】气体摩尔质量的几种计算方法:a.标况下，M=22.4×d(d是气体的密度,单位是g/L)b.相对密度D=𝑀1𝑀2(M1是未知气体的摩尔质量；M2是已知气体的摩尔质量)如，标准状况下气体甲对氢气的相对密度为16，则气体甲的相对分子质量为32g/mol。4c.M=𝑚∗𝑁𝐴𝑁d.混合气体平均摩尔质量𝑀𝑟=𝑀1·𝑛1+𝑀2·𝑛2+⋯+𝑀𝑛·𝑛𝑛𝑛1+𝑛2+⋯+𝑛𝑛=M1·a1%+M2·a2%+…+Mn·an%【例10】（2009上海卷）臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：233O2O放电（1）若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量35.6g/mol（保留一位小数）。（2）将8L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为3L。（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L（标准状况）通入盛有20.0g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6g。则原混合气中臭氧的体积分数为0.5。二、物质的量浓度1.定义：以1L溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液的浓度叫做物质的量浓度。符号：CB，单位:mol/L。公式：cB=𝑛𝐵𝑉【注】溶质可以是单质、化合物，也可以是离子或其他的特定组合，单位是mol；体积指溶液的体积而不是溶剂的体积，单位是L；对一些特殊情况下溶液的溶质要掌握清楚，如NH3溶于水得NH3·H2O，但我们习惯上认为氨水的溶质为NH3；SO3溶于水后所得溶液的溶质为H2SO4；Na、Na2O、Na2O2溶于水后所得溶液的溶质为NaOH；CuSO4·5H2O溶于水后所得溶液溶质为CuSO4【例11】下列各溶液中，溶质的物质的浓度为1mol/L的是（C）A．将25g胆矾溶于100mL水所得的溶液B．将80gSO3溶于水并配成1L的溶液C．将0.5mol/L的NaNO3溶液100mL加热蒸发掉50g水的溶液D．从100mL0.5mol/L稀硫酸中取出的50mL溶液2.溶液的浓度的基本运算技能①物质的量浓度与溶质质量分数B%的换算（密度为，单位g/ml）：MVVVmVMmVncM%1000%1000%/M液1000%cM如98%1.84g/mL的浓硫酸的物质的量浓度是18.4mol/L。【例12】（2010四川理综）标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g/mL)，所得溶液的密度为ρg/mL，质量分数为w，物质的量浓度为cg/mL，则下列关系中不正确的是(A)A．ρ＝(17V＋22400)/(22.4＋22.4V)B．w＝17c/(1000ρ)C．w＝17V/(17V＋22400)D．c＝1000Vρ/(17V＋22400)溶液总体积溶质B物质的量5②溶解度与溶质质量分数%的换算：S=w100−w×100%，%=%100100SS③溶解度与物质的量浓度（有密度）的换算：)100(10001000100/SMSSMSVnccMdcMMVcVdMVcS10001001001000④气体溶解的计算：在标准状况下，1L水中溶解某气体VL所得溶解密度为g/mLMVMVMVMVMM224004.22110004.22%溶液溶质Mc%1000MVV224001000【例13】在标况下，1体积水中溶解500体积的HCl，所得溶液的密度为1.22g/ml，求该溶液的物质的量浓度。解：溶质的物质的量=500L/22.4L/mol=22.32mol，溶液的质量=1000g+22.32mol×36.5g/mol=1841.73g，溶液的体积=1841.73g/1.22g/ml=1487.49ml=0.148749L，溶液的物质的量浓度=22.32mol/0.148749L=15mol/L。答：该溶液的物质的量浓度为15mol/L。⑤溶液稀释定律：溶质质量不变：m浓·w浓%=m浓·w稀%；溶质的物质的量不变：c浓·V浓=c稀·V稀；𝜌1g·cm－3的溶液：加等体积水后，2%1%2；加等质量水后，c2𝑐12。𝜌1g·cm－3的溶液：加等体积水后，2%1%2；加等质量水后，c2𝑐12。⑥溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律：同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。(1)等体积混合a.当溶液𝜌1g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越大，(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)等体积混合后质量分数%12(a%＋b%)。b.当溶液𝜌1g·cm－3时，必然是溶液越浓，密度越小，(如酒精、氨水溶液)等体积混合6后，质量分数%12(a%＋b%)。(2)等质量混合：两溶液等质量混合时(无论ρ1g·cm－3还是ρ1g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数%＝12(a%＋b%)。【例14】两种硫酸溶