2011届高考化学一轮复习课件：第3讲 化学计量在化学实验中的应用――物质的量

第3讲化学计量在化学实验中的应用(一)—物质的量轻松学教材一、物质的量的单位——摩尔1.物质的量物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一。(1)符号：n。(2)单位：摩尔，简称摩，用mol表示。2．阿伏加德罗常数(１)概念：把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1mol，6.02×1023叫做阿伏加德罗常数。(2)符号：NA。(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)间的关系为：__________。ANnN3.摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。(2)符号：M。(3)单位：g/mol或kg/mol。(4)当摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上与物质相对原子质量或相对分子质量相等。(5)物质的量、物质的质量和摩尔质量间的关系为：_______。ANnN二气体摩尔体积、阿伏加德罗定律1.气体摩尔体积(1)定义：单位物质的量的气体所占的体积。(2)符号：Vm。(3)单位：L/mol或m3/mol。(4)气体摩尔体积概念的要求：①物质的聚集状态必须是气态，不适用于固体、液体。②物质的量必须为1mol。③必须指明气体所处的外界条件，即温度、压强。2.气体摩尔体积大小的影响因素决定气体摩尔体积大小的主要因素是：气体分子间的平均距离。其影响因素主要有温度、压强。标准状况下气体摩尔体积概念剖析：(2)结论：约22.4L/mol。(3)单位：L/mol。3.阿伏加德罗定律当温度和压强一定时，气体分子间平均距离一定，一定物质的量的气体的体积一定。所以在相同温度和压强下，相同体积的任何气体，都含有相同数目的分子，这就是阿伏加德罗定律。体验热身1.(2009·福建理综)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A.24g镁的原子最外层电子数为NAB.1L0.1mol/L乙酸溶液中H＋数为0.1NAC.1mol甲烷分子所含质子数为10NAD.标准状况下，22.4L乙醇的分子数为NA答案：C解析：A项，24g镁的原子最外层电子数是2NA。B项，乙酸是弱酸，在水溶液中部分电离。C项，CH4是10电子分子，1molCH4分子含质子数为10NA。D项，标准状况下乙醇是液态。2.(2009·广东单科)设nA代表阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()A.1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为nAB.乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3nA个氢原子C.标准状况下，22.4L氢气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为nAD.将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1nA个Fe3＋答案：C解析：A项，1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为2nA。B项，应含有4nA个氢原子。D项，由于Fe3＋水解，所得溶液含有的Fe3＋个数小于0.1nA。3.(2009·上海)设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是()A.标准状况下，2.24LH2O含有的分子数等于0.1NAB.常温下，100mL1mol/LNa2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NAC.分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4L，质量为28gD.3.4gNH3中含N－H键数目为0.2NA答案：B解析：A项，标准状况下水是液态。B项，Na2CO3溶液中存在反应：，故100mL1mol/LNa2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NA。C项，没有注明是否标准状况，体积不一定是22.4L。D项，一个NH3分子中含3个N－H键，则3.4g即0.2molNH3中含N－H键数目为0.6NA。233COHOHCOOH2－＋＋4.(2009·海南)下列叙述正确的是(用NA代表阿伏加德罗常数的值)()A.2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NAB.1molHCl气体中的粒子数与0.5mol/L盐酸中溶质粒子数相等C.标准状况下，22.4LCH4与18gH2O所含有的电子数均为10NAD.CO和N2为等电子体，22.4L的CO气体与1molN2所含有的电子数相等答案：C解析：A中应为0.2NA；B中盐酸的体积不知道，无法确定溶质的粒子数；D中22.4L的CO的状态不确定，CO的物质的量无法确定。5.(2008·海南)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A.标准状况下，5.6L四氯化碳含有的分子数为0.25NAB.标准状况下，14g氮气含有的核外电子数为5NAC.标准状况下，22.4L任意比的氢气和氯气的混合气体中含有的分子总数均为NAD.标准状况下，铝跟氢氧化钠溶液反应生成1mol氢气时，转移的电子数为NA答案：C解析：在标准状况下四氯化碳是液体，不是气体，A项错误。14g氮气的物质的量是0.5mol，其核外电子总数为0.5mol×14NA＝7NA，B项错误。铝跟氢氧化钠溶液反应时，每生成1mol氢气转移的电子数应为2NA，D项错误。6.(1)在反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋H2O＋NaClO中，当有mgCl2被氧化时，被还原的物质有mol，电子转移数为个。(2)已知Al2(SO4)3溶于水后发生如下电离：若Al2(SO4)3溶液中的质量为xg，该溶液中Al3＋的物质的量为，Al2(SO4)3的物质的量为。24()23AlSOAlSO3243＋＋24SO71m271AmN144xmol288xmol重点探究阿伏加德罗常数(NA)应用的注意事项1.注意标准状况下物质的聚集状态如在标准状况下H2O为液态或固态，SO3为固态，碳原子数大于4的烃类为液态或固态等。2.注意气体体积是否在标准状况下如11.2LH2的分子数未必是0.5NA。3.注意物质的组成如Ne、O3、C2H4和等物质分子中的原子个数；Na2O2中阴、阳离子个数比等。4.注意弱电解质的电离及某些离子的水解如1molCH3COOH溶于水时，溶液中CH3COO－的物质的量小于1mol；1molFeCl3溶于水时，由于Fe3＋的水解，溶液中Fe3＋的物质的量小于1mol。5.注意特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数目如D2O、T2O、18O2等。6.注意化学反应中转移电子数的计算如Na2O2与H2O的反应，Cl2与碱溶液的反应，Cu或Fe分别与S、Cl2反应，CuSO4、AgNO3、NaCl等溶液的电解。7.注意常见的可逆反应如1molN2与3molH2反应，实际生产中得不到2molNH3，因反应是可逆反应。8.注意分散系的变化导致微粒数目的变化如FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体，因为胶体微粒是分子的集合体，所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3＋的数目。32,NHNH223催化剂高温、高压＋【例1】用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A.标准状况下，22.4LCHCl3中含有的氯原子数目为3NAB.7gCnH2n中含有的氢原子数目为NAC.18gD2O中含有的质子数目为10NAD.1L0.5mol/LNa2CO3溶液中含有的CO数目为0.5NA答案：B解析：A项中CHCl3在标准状况下是液体；B项中氢原子数为C项中D2O的摩尔质量是20g/mol,18gD2O不是1mol；D项中因水解而减少。7214nNNnAA＝；23CO类比迁移1.(2009·南京期中)设NA为阿伏加德罗常数的值，如果ag某气态双原子分子的分子数为p，则bg该气体在标准状况下的体积V(L)是()22.422.4A.B.22.422.4..AAAAapabbNpNpbpbNaNCD答案：D解析：ag该气态双原子分子的分子数为p，则bg该气态双原子分子的分子数为，bg该气态双原子分子的物质的量为mol，则bg该气体在标准状况下的体积为L。bpaAbpaN22.4AbpaN2.下列说法中不正确的是()A.磷酸的摩尔质量与约6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等B.6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14∶1C.32g氧气所含的原子数目约为2×6.02×1023D.常温下，2.7g铝与足量的盐酸反应，失去的电子数约为0.1×6.02×1023答案：D解析：物质的摩尔质量和1mol物质的质量在数值上相等；6.02×1023个氮分子是1mol氮气，质量是28g，而6.02×1023个氢分子是1mol氢气，质量为2g，二者的质量比为14∶1；32g氧气中含有1mol氧气分子，则含氧原子数为2mol，即2×6.02×1023个；2.7g铝为0.1mol，每个铝原子在反应中失去3个电子，故失电子总数应该为0.3mol。难点探究以物质的量为中心的各物理量的相互换算1.以物质的量为中心的各物理量的相互换算2.抓住气体摩尔体积的“四要素”(1)状态：即气体摩尔体积是对于气态物质而言；“气态物质”可以是纯净物，也可以是混合物。(2)状况：因为一定量气体的体积是随温度、压强等外界条件的改变而改变的。因此应用气体摩尔体积时应指明某一特定状况。如标准状况(0℃、101kPa)；同温、同压等。(3)定量：在特定状况下，气体的体积同气体的分子数目有关。如在标准状况下，只有1mol气体(即阿伏加德罗常数个分子)的体积才约等于22.4L；若是nmol，则气体的体积应为nmol×22.4L/mol＝22.4nL。(4)数值：任何状况下的任何气体均存在一个气体摩尔体积(Vm)，但数值并不一定为22.4L/mol。故要确定物质的体积，必须确定物质自身的状态、所处状况和物质所含有的粒子数目(或物质的物质的量)。3.阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。阿伏加德罗定律的推论：【例2】阿伏加德罗定律推论及气体摩尔质量的求解方法(2008·海南)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()A.甲的分子数比乙的分子数多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答案：B解析：由知，ρ甲＞ρ乙，则V甲＜V乙，温度、压强相同，且气体的物质的量与体积成正比，A项错误，B项正确。同温同压下，气体的摩尔体积相等，C项错误。由知，m甲＝m乙，n甲＜n乙，则M甲＞M乙，D项错误。mV＝mMn【方法归纳】阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的依据，要灵活运用，注意结合质量守恒定律和相关概念及公式进行换算，但一定要突出物质的量这一核心，它是其他物理量之间换算的桥梁，通常模式是：已知的一个物理量求算物质的量求算另一个物理量。类比迁移3.(2009·运城模拟)常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是()答案：D解析：质量相等时，物质的物质的量与摩尔质量成反比。所以，等质量的CH4、CO2、O2、SO2，物质的量关系为SO2＜CO2＜O2＜CH4。4.体积相同的甲、乙两容器中，一个充满C2H4，另一个充满C2H2和C2H6。在同温同压下，两个容器内的气体一定具有相同的()A.原子总数B.碳原子总数C.质量D.密度答案：B解析：同温同压下，两容器内的气体体积相同，则所含气体的分子数相同、物质的量相同，由于C2H2与C2H6的比例不确定，因此所含原子总数、质量、密度均不一定相同，而三种分子每个分子所含碳原子数均为2，故碳原子总数相同。实验探究气体体积的测定本部分知识在实验中的应用主要限于有气体参与反应或有气体生成的实验，主要是测定某组分的质量分数、体积分数、确定某气体的摩尔质量或相对分子质量等。解题的关键点是把握反应原理，注意气体摩尔体积应用的条件。1.在测定产生气体的体积时，应如何减少误差呢？首先要考虑外界温度，压强对气体体积的影响较大，因此在实验前后应尽量保持装置内外的温度、压强相等，这样测得的气体的体积才准确。其次要考虑气体的溶解性，选择气体不溶于其中的液体试剂来封闭产生的气体。最后要看选择量气的方法及加入试剂的顺序能否给测定的结果带来影响，并力争把这种不利的影响降低到最低。2.组装的量气装置其中图(a)会因集气瓶至量筒之间的那段导管内的液体无法读出，而