化学计算专题二物质的量气体摩尔体积燃烧及关于方程式的计算

1化学计算专题二——物质的量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式的计算[考点扫描]1．有关物质的量的计算2．有关气体摩尔体积的计算3．利用化学方程式的计算4．有关燃烧热的简单计算[知识指津]1．本章知识网络2．摩尔质量的计算(1)物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量(M)之间的关系为：(2)已知阿伏加德罗常数(NA)和摩尔质量，则一个某粒子的质量(ma)为：2同理，若已知ma、NA，则M=ma·NA。3．标准状况下气体体积的计算(1)体积(V)与物质的量(n)的关系n(mol)=(2)体积(V)与气体质量(m)的关系=(3)体积(V)与粒子数(N)的关系=总之：4．阿伏加德罗定律的推论：根据理想气体状态方程pV=nRT及n=、可得出下列结论：①同温同压下，气体的分子数与其体积成正比：T、p相同=②温度、体积相同的气体，压强与其分子数成正比：T、V相同=③分子数相等，压强相同的气体，体积与其温度成正比：n、p相同=④分子数相等，温度相同的气体，压强与其体积成反比：n、T相同=3⑤同温同压下，气体的密度与其相对分子质量(实际是摩尔质量)成正比：T、p相同=⑥同温同压下，体积相同的气体，相对分子质量与其质量成正比：T、P、V相同=⑦同温同压下，等质量的气体相对分子质量与其体积成反比：T、P、m相同=5．气体摩尔体积的计算(标准状况下Vm=22.4L/mol)6．关于物质的量浓度的计算(1)基本关系式的计算公式：cB=，cB物质的量浓度，nB溶质的物质的量，V溶液的体积(L)(2)与溶液质量分数的换算：c=c表示物质的量浓度，表示溶液的密度，W表示溶液的质量分数，M表示溶质的摩尔质量。(3)溶液稀释(浓缩)的计算：c1V1=c2V2(稀释定律)稀释前后溶质的物质的量不变，用于物质的量浓度溶液稀释。(4)气体溶于水的物质的量浓度的计算：气体溶于水，所得溶液的体积跟水的体积不相同，溶液的体积也不等于气体的体积和水的体积的加和，必须依据溶液质量和密度来计算水溶液的体积(V＝m/)。例如在标准状况下，1体积水中溶解V体积气体X，所得溶液的密度为，溶质的摩尔质量为M，计算c(X)。计算时可令1L水中溶解VL气体X。计算步骤为：先求溶液的质量：m(液)=1000mL×1g/mL+×M再求溶液的体积：V(液)==×10-3L/mL最后求物质的量浓度：c(X)==[范例点击]4[例1]NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（）A．80g硝酸铵含有氮原子数为2NAB．1L1mol·L-1的盐酸溶液中，所含氯化氢分天数为NAC．标准状况下11.2L四氯化碳所含分子数为0.5NAD．在铜与硫的反应中，1mol铜失去的电子数为2NA[答案]A[解析]80g硝酸铵即为1molNH4NO3，含2molN；B项中盐酸溶液不存氯化氢分子，C项中标准状况下四氯化碳是液体，而不是气体。D项中铜与硫的反应产生硫化亚铜，1mol钢只失去1mole-。故B、C、D各项都是错误的叙述，仅是A项叙述正确。[例2]若某原子的摩尔质量是Mg/mol，则一个该原子的真实质量是（）A．MgB．gC．gD．g[答案]C[解析]摩尔质量指的是1摩尔物质的质量，即6.02×1023个粒子的质量，因此一个该原子的真实质量可用表示。[例3]若50滴水正好是mmL，则1滴水所含的分子数是（）A．m×50×18×6.02×1023B．×6.02×1023C．×6.02×1023D．[答案]C、D[解析]由已知，1滴水的体积为mL，又因为H2O的密度为1g/cm3，故1滴水的质量即为g，相当于mol，所含的分子数为：×6.02×1023。5[答案]B[例4]如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下是(式中NA为阿伏加德罗常数)（）A．B．C．D．[答案]A[解析]由题知为一个分子的质量，而×NA，即为1mol该气体质量，c÷为气体的物质的量(即为)，所以体积为L。[例5]下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）A．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定B．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同D．气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4LE．一定温度和压强下，各种气体的物质的量决定了它们的体积[答案]B、E[解析]A．气态物质体积与构成气体的分子大小无关，C．比较气体的体积一定要在相同状况下，D．气体摩尔体积是指在标准状况下，1mol任何气体所占的体积约为22.4L。[例6]在0℃和1.01x105Pa下；下列各组气体混合后得到的混合气体，其平均相对分子质量可能为40的是（）A．N2和O2B．CO2和O2C．SO2D．HI和Cl2[答案]B、D6[解析]HI与Cl2混合，两者发生反应：2HI+Cl2＝2HCl+I2(固)，因为HCl相对分子质量为36.5，只要Cl2或HI任一种气体过量(二者相对分子质量均大于40)，其相对分子质量可能为40。[例7]在烧瓶中充满干燥标况下HCl与N2的混合气体，已知其相对分子质量是34.8，进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度为（）A．0.022mol/LB．0.045mol/LC．0.8mol/LD．0.1mol/L[答案]B[解析]无论HCl与N2以怎样的体积混合，当进行喷泉实验时，只有HCl所占那部分体积能被溶液所占据(N2不溶于水)，故可看成是1体积HCl溶于水中形成1体积溶液。则：C(HCl)==0.045mol/L[例8]300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。现欲配制1mol·L-1的NaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为（）A．1:4B．1:5C．2:1D．2:3[答案]A[解析]依题意，原NaOH溶液的浓度是C(NaOH)＝=5mol·L-1，设原溶液与水混合时体积不变，则以体积比1:4稀释即为试题所要求的溶液。[答案]A[配套练习]一、选择题(本题共10个小题，每题3分共30分，每题只有一个选项正确)1．下列物质中，含原子个数最多的是（）A．0.45mol氧气B．4℃时10mL水C．标准状况下5.6L甲烷D．10g氖气7[答案]C2．同温同压下，某气体对空气的密度为2，该气体是（）A．CH4B．C2H4C．C2H2D．C4H10[答案]D[解析]P、T相同=或M2=M2·D(D为相对密度)=29×2=58。3．300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。现欲配制1mol·L-1NaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为（）A．1:4B．1:5C．2:1D．2:3[答案]A[解析]本题要求体积比，可设原溶液与蒸馏水的体积分别为x、y，由题意知：未告诉密度，即混合时的体积变化可忽略不计。因此据物质的量浓度的计算式可有：=1mol·L-1，整理得x:y=1:4。4．下列说法(NA表示阿伏加德罗常数)正确的是（）A．在常温常压下，11.21LCl2含有的分子数为0.5NAB．在常温常压下，1mol氦气含有的原子数为NAC．32g氧气含有的原子数目为NAD．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同[答案]B[解析]0.5NA个Cl2分子0.5molCl2标准状况下11.2LCl2，A不对；1molHeNA个He，与温度压强无关，B正确，32gO21molO2分子2molO原子2NA个O原子。C不正确。D据阿伏加德罗定律及注意到气体单质有叁、双、单原子分子之分，可知应是“分子数目相同”D不对。85．20g密度为dg/mL的硝酸钙溶液里含有1gCa2+，则NO3-离子的浓度是（）A．d/400mol/LB．mol/LC．2.5dmol/LD．1.25mol/L[答案]C[解析]20g硝酸钙溶液含NO3-的物质的量为(×2)mol，其体积为L，故[NO3-]=＝2.5dmol/L。6．在体积为VL的密闭窖器中通入amolNO和bmolO2，反应后氮原子数和氧原子数之比为(已知2NO+O2=2NO2)（）A．B．C．D．[答案]C[解析]此题看起来应属于过量计算，而a和b又不是确定的数值，所以应讨论计算。实质上，此题考查点在于，化学反应是原子的重新组合，反应前后原子数不会发生改变即原子守恒。所以反应前后的N、O原子个数比一样。n(N)＝moln(O)＝(a+2b)mol即：＝7．用100g溶剂中所含溶质的物质的量来表示的溶液浓度叫做质量摩尔浓度，其单位是mol/kg，5mol/kg的硫酸的密度是1.2894g/cm3，则其物质的量浓度是（）A．3.56mol/LB．5.23mol/LB．4.33mol/LD．5.00mol/L9[答案]依题意：=4.33(mol/L)8．若NA为阿伏加德罗常数，则下列叙述正确的是（）A．0.1mol乙醇中含有C－H键的数目为0.6NAB．标准状况下，VL戊烷所含分子数为(V/22.4)NAC．常温、常压下，0.2mol的SiO2所含分子数为0.2NAD．31g白磷(P4)中含有(3/2)NA个P－P键[答案]D[解析]A项中考查了乙醇的结构H－－O－H，虽然每lmol乙醇中含有6molH，但其中有1molH为羟基H，故0.1mol中只含C—H键0.5NA；B项中要求分子个数，必须先求VL的物质的量，但由于戊烷标况下为液态，因此不可与22.4L/mol换算成V升体积的物质的量，因此不对；C项中，由于SiO2是原子晶体，不存在分子，故不能求分子个数；D项中首先明确白磷的结构为正四面体结构，每摩尔分子中含有6molP－P键，故=molP4∴6×=molP－P键，故D项正确。9．在标准状况下，如果2.8L氧气含n个氧分子，则阿伏加德罗常数为（）A．B．C．16nD．8n[答案]D[解析]应用数学表达式：物质的量=∴阿伏加德罗常数===8nmol∴应选D。10．有五瓶溶液分别是：①10mL0.60mol·L-1NaOH水溶液，②20mL0.50mol·L-1H2SO4水溶液，③30mL0.40mol·L-1HCl10水溶液，④40mL0.30mol·L-1HAc水溶液，⑤50mL0.20mol·L-1蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是（）A．①②③④⑤B．②①③④⑤C．②③④①⑤D．⑤④③②①[答案]D[解析]对于NaOH溶液来说，由于NaOH完全电离，其中溶质离子的物质的量是0.60mol·L-1×2×0.01L=0.012mol；溶剂H2O的物质的量为=0.55mol；相比之下，溶剂分子占了绝大部分。其他4瓶溶液中，溶剂的物质的量更大，而且依次增大。因此，只要比较溶剂的量的大小，即可得出离子、分子总数的排列顺序。二、选择题(本题共8个小题，每小题3分共24分，每题中有1－2个选项正确。)11．常温常压下，分别将等物质的量的H2S、SO2充入密闭容器，最后容器内压强为混合反应前压强的（）A．1/4B．3/4C．1/2D．1/3[答案]A[解析]T、V相同，P1/P2=n1/n2，设反应前压强为1大气压，两种气体各为1mol。2H2S+SO2=3S↓+2H2O，则余SO20.5摩，1/P2=2/0.5，∴P2=0.25，故答案为A。12．下列有关使用托盘天平的叙述，不正确的是(填写标号)（）A．称量前先调节托盘天平的零点B．称量时左盘放被称量物，右盘放砝码C．潮湿的或具有腐蚀性的药品，必须放在玻璃器皿里称量，其他固体药品可直接放在天平托盘上称量D．用托盘天平可以准确称量至0.01g[答案]C、D[解析]本题考查了托盘天平的使用方法及使用注意事项。使用天平时，无论称量何种性质的物品，都不能直接放在托盘称量，故C错。同时，天平为粗略称量物品质量的仪器其准确度为0.1g，读数时，不带估读数字，故D也错误。选C、D。13．在一个密闭容器中盛有11gX气体(X的摩尔质量为44g·mol-1时，压强为1×104Pa)如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104Pa，这时容器内气体X的分子数