【解析】A错误在于使用摩尔时没有指明微粒的名称,或为1mol氯气约含6.02×1023个氯气分子,或为1mol氯原子约含6.02×1023个氯原子.
B正确.
C错在把摩尔质量与相对原子质量混同,应为钠的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量. D错在摩尔质量的单位,应为H2O的摩尔质量是18g/mol,故选B. 答案:B
例2 ①2gH2 ②2molNH3 ③9gH2O ④含1.505×1023个H2SO4分子的硫酸,所含原子数由少至多的顺序是
解析:比较所含原子数多少,只要计算出所含原子的物质的量进行比较即可.①2gH2含H原子为2mol,②2molNH3中原子为8mol,③9gH2O含原子为(9g/18g·mol-1)×3=1.5mol,④1.505×1023个H2SO4分子含原子为(1.505×1023/6.02×1023mol-1)×7=1.75mol,所以原子数由少至多顺序为:③④①②.
【答案】:③④①② 例3 根据反应: Fe2O3+3CO 2F+3CO2,若有3mol电子转移,则有 mol铁生成,有 个CO分子参加反应.
解析:本题意在以氧化还原反应为载体,考查学生灵活运用所学知识的能力.
根据元素的价态变化不难看出,每生成1molFe得到了3mole-,每有1molCO参加反应失2mole-,故有3mole-转移时,有1molFe生成,消耗1.5molCO,N(CO)=n(CO)·NA=1.5mol×6.02×1023mol-1=9.03×1023
【答案】:1;9.03×1023
例4 已知Ar(S)为32,则1个S原子的质量是 g. 分析 据Ar(S)=32,知1molS为32g,S原子数为6.02×1023个,故1个S原子的质量为 =5.32×10-23g.
评析 若求每个离子的质量方法同上(因为得失电子产生的质量差可忽略) 例5 0.8g某物质含有3.01×1022个分子,该物质的相对分子的质量约为( ) A.8 B.16 C.64 D.160
解:据M= n= 则M= =16g·mol-1 故选B
例6 2.3g金属钠与水反应所得溶液中,要使每100个水分子中溶有1个Na+离子.求所需水的质量. 解:100个水分子中溶有1个Na+即1molNa+对应水的物质的量应为100mol2.3gNa为0.1mol,变成Na+其物质的量仍为0.1mol,溶液中应有水10mol包括反应消耗掉的水,即
2Na + 2H2O=2NaOH+H2 2 2 0.1mol n(H2O) n(H2O)=0.1mol
所以总共需H2O的质量为m(H2O)=(0.1mol+10mol)×18g·mol-1 =181.8g
例7 (1)标出Fe2O3与CO反应电子转移方向及数目. (2)若此反应转移的电子数为a个,生成的CO2为bmol. 通过计算用ab表示阿伏加德罗常数为 .
解 (1)
16
(2)由上述反应知,转移电子数为6e-时有3个CO2分子生成,电子转移数为a个时,N(CO2)=
×3=
据公式:NA= = = mol-1
例8 在反应X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩尔质量之比为22∶9,当1.6gX与Y完全反应后,生成4.4gR。则在此反应中Y和M的质量之比为( )
A.16∶9 B.23∶9 C.32∶9 D.46∶9 解:假设R与M的摩尔质量分别是为rg/mol和mg/mol,有r/m=22/9.又假设参加反应的Y为ag,生成M为bg。根据质量守恒定律可列出关系式:1.6+a=4.4+b,化简得a=b+2.8.
再根据方程式的比例式可得:8.8m=rb,b=3.6. ∴a/b=(b+2.8)b=(3.6+2.8)/3.6=16/9.答案为(A).
评析 “守恒法”解题是指在解题过程中利用化学反应或化学现象中的一些守恒关系来解决化学问题的一种独特的解题方法.本题依据质量守恒关系列式解题.只要“守恒法”使用得当,可收到解题步骤简捷、快速、准确之功效
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第二节 气体摩尔体积
重点难点解析
1.物质的体积与组成物质粒子的关系:
(1)总结规律:①相同条件下,相同物质的量的不同物质所占的体积:固体<液体<气体.②相同条件下,相同物质的量的气体体积近似相等,而固体、液体却不相等.
(2)决定物质体积大小的因素:①物质粒子数的多少;②物质粒子本身的大小;③物质粒子之间距离的大小.
(3)决定气体体积大小的因素:气体分子间平均距离比分子直径大得多,因此,当气体的物质的量(粒子数)一定时,决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小.
(4)影响气体分子间平均距离大小的因素:温度和压强.温度越高,体积越大;压强越大,体积越小.当温度和压强一定时,气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值,故粒子数一定时,其体积是一定值.
2.对“在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L”的理解: (1)标准状况:指0℃、1.01×105Pa的状态.温度越高,体积越大;压强越大,体积越小.故在非标准状况下,其值不一定就是“22.4L”.
(2)1mol气体在非标准状况下,其体积可能为22.4L,也可能不为22.4L.
(3)气体分子间的平均距离比分子的直径大得多,因而气体体积主要决定于分子间的平均距离.在标准状况下,不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的,所以任何气体在标准状况下气体摩尔体积都约是22.4L/mol.
(4)此概念应注意:①气态物质;②物质的量为1mol;③气体状态为0℃和1.01×105Pa(标准状况);④22.4L
3
体积是近似值;⑤Vm的单位为L/mol和m/mol.
(5)适用对象:纯净气体与混合气体均可.
本节是历届高考的热点,对于气体摩尔体积的概念及阿伏加德罗定律、推论的多方位多角度考查,注意相关计算、换算.题型以选择题为主.
核心知识
一、决定物体体积的因素有三:①物质粒子数的多少;②物质粒子本身的大小;③物质粒子之间的距离的大小.
相同条件下,相同物质的量的不同物质,固体液体的体积主要取决于物质粒子本身的大小,而对于气体的体积则主要取决于粒子之间距离的大小,当温度和压强一定时,气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值.
二、气体的摩尔体积
①标准状况 即0℃1个大气压(101KPa)
②1mol任何气体 纯净或混合物均匀且其物质的量总和应为1mol ③体积约为22.4L
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4.概念:单位物质的量气体所占的体积叫气体摩尔体.Vm= ,单位为L/mol和m3/mol. 三、阿伏加德罗定律
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.
对该定律既要从影响气体物质体积的因素出发定性分析和理解,要能灵活运用理想气体状态方程.
① = ②PV=nRT= RT(R为常数).
阿伏加德罗定律的推论:(n:物质的量;ρ:气体的密度;M:气体的摩尔质量;V:气体的体积;m:气体的质量;N:气体的分子数.)
(1)同温、同压下: = =
(2)同温、同体积下: = = ,
(3)同温、同压下: =
(4)同温、同压、同体积下: =
(5)同温、同压、同质量下: =
(6)同温、同体积、同质量下: =
四、求气体的相对分子质量(或平均相对分子质量) (1)已知标准状况时气体密度ρ,M1=22.4ρ. (2)已知非标准状况气体温度、压强、密度,M1= (3)已知两种气体的相对密度D,MA=DMB.
.
气体的相对密度:D= = .
(4)混合气体的平均式量(n1,n2,…表示混合物中各组分的物质的量;V1,V2,…表示混合物中各组分的体积;M1,M2,…表示混合物中各组分的式量):混合气体本来无式量,但对组成一定的混合气体来说,可以根据其各组的组成和式量来计算所谓的平均式量.它在数值上等于混合气体的平均摩尔质量,其表达式为:
= = =M1·n1%+M2·n2%+…+Mi…ni%
= =M1·V1%+M2·V2%+…+MiVi%
混合物的式量可以用平均值法确定.如空气的主要成分为O2和N2,空气的平均相对分子质量为29,介于两种气体相对分子质量之间.
典型例题
例1 下列说法正确的是( ) A.32gO2占有的体积约为22.4L
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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11.2LHCl含有相同的分子数
解析:本题考查的是对气体摩尔体积概念理解的准确性.A、B都没有“标准状况”是错误的;C是有标准状况条件,但在此条件下水是液体,所以22.4L水不是1mol,也不是18g;D项中22gCO2物质的量为0.5mol,标准状况下11.2LHCl物质的量也为0.5mol,两种气体的物质的量相同,所以含有的分子数也相同,因此D选项符合题意.
答案:D.
例2 两个体积相同的容器,一个盛有NO,另一个盛有N2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
解析:由气体定律可知,在同温、同压下,同体积的任何气体含有相同的分子数,故两容器内分子总数相等.由于3种气体各自都是双原子分子,故原子总数一定相等.又由于N和O原子的质子数和摩尔质量不同,则质子总数和质量不一定相等.
答案:AC.
例3 同温、同压下,下列有关比较等质量的二氧化硫气体和二氧化碳气体的叙述中正确的是( ) A.密度比为16∶11 B.密度比为11∶16 C.体积比为1∶1 D.体积比为11∶16 解析:等质量的SO2与CO2的体积比等于其物质的量之比: : ,即为相对分子质量的反比:44∶64=11∶16,密度比为相对分子量之比:64∶44=16∶11
答案:AD
例4 二硫化碳(CS2)能够在氧气中完全燃烧生成CO2和SO2.今用0.228gCS2在448mL氧气(标准状况)中完全燃烧,反应后气体混合物在标准状况时的体积是( )
A.112mL B.224ml C.336mL D.448mL
分析 体积守恒法.根据反应:CS2(液)+3O2(气)=CO2(气)+2SO2(气)
可知反应中消耗O2的体积等于生成的CO2和SO2的体积.因标准状况下CS2为液体,所以不管O2是否过量,也不管反应进行到什么程度,反应过程中气体的体积始终不变,故选D.
例5 在标况下,下列各组气体混合其平均相对分子量可达到40的是( ) A.N2和O2 B.CO2和O2 C.SO2和CO2 D.Hi和HCl
分析 中介法(平均值法).Mr(CO2)>40 Mr(N2)<40 Mr(O2)<40 Mr(SO2)>40 Mr(Hi)>40 Mr(HCl)<40
只有一个比40大一个比40小才满足要求,故选B、D. 例6 某物质A在一定条件下加热分解,产物都是气体.分解方程式为2A 的混合气体对氢气的相对密度为d,则A的相对分子质量为( )
A.7d B.5d C.5d D.2d
分析 根据题给出的方程式知,完全分解后生成气体的平均摩尔质量
B+2C+2D.测得生成
=[M(B)+2M(C)+2M(D)]/5.
根据题意 =d·M(H2)=d·2g/mol,则M(B)+2M(C)+2M(D)=5 =10dg/mol.
又根据质量守恒定律: 2mol·M(A)=1mol·M(B)+2mol·M(C)+2mol·M(D), 所以M(A)=5dg/mol,Mr(A)=5d.选(B).
评注 本题运用了相对密度、平均相对分子质量、质量守恒定律等知识进行综合判断. 例7 将1.5g两种金属的混合物粉末与足量的稀盐酸反应,反应完全后,得到标准状况下的氢气1.12L,则两种金属可能是( ).(“三南”高考题)
A.Mg和Cu B.Zn和Cu C.Al和Fe D.Mg和Al 分析 先电荷守恒法(得失电子数相等):金属单质失去的电子被盐酸中的H+得到后变成H2,
n(H2)=0.05mol,得到0.1mole-.再利用扩大法:H+得电子数变为1mol时混合金属应为15g.再利用极值法:
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每一金属失去1mole-各需质量是Mg:12g Zn:27.5g Al:9g Fe:28g Cu不与盐酸反应可认为>15g.最后用平均值法:A、C符合
第三节 物质的量浓度
重点难点解析
1.配制一定物质的量浓度的溶液时,应注意以下问题
①配制物质的量浓度溶液是将一定质量或体积的溶质按溶液的体积在选定的容量瓶中定容,因而完全不需要计量水的用量.
②不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液是因为配制过程中是用容量瓶来定容的,而容量瓶的规格又是固定的.常用的有25mL、50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等.
③溶液注入容量瓶前需恢复到室温.这是因为溶质在烧杯内稀释或溶解时常有热效应. ④用胶头滴管定容后再振荡,出现液面低于刻度线时不要再加水.这是因为容量瓶是属“容纳量”式的玻璃量器(指注入量器的液体体积等于刻度所示的体积),用胶头滴管定容到液面正好和刻度线相切时,溶液体积恰好为容量瓶的标定容量.之所以在把容量瓶再振荡后,竖直容量瓶时会出现瓶内液面低于刻度线的现象,是因为极少量溶液在湿润磨口处而损失了.
⑤配制物质的量浓度溶液时切不可直接将溶液转入容量瓶中,更不可用于进行化学反应的实验. ⑥如果加水定容时超过了刻度线,不能将超出的部分再吸走,必须重新配制.
⑦如果摇匀时不小心洒出几滴,不能再补加水到刻度,必须重新配制.因洒出的溶液中带走了一部分溶质,再补加水,同样也会使所配溶液浓度偏低.
⑧溶质溶解的操作在转移至容量瓶时,必须用少量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗净2~3次,并将洗涤液一并倒入容量瓶中.因为烧杯壁及玻璃棒表面沾有溶质,如不洗涤,溶质有损失,所配溶液的浓度偏低.
⑨用溶液配制一定物质的量浓度的溶液时,需用移液管移取原溶液.先将移液管洗净,然后用原溶液润洗2~3次移液管再取溶液,否则使所配溶液浓度偏低.另外,称液管尖嘴部分残留的液滴不能吹入容量瓶中,否则导致所配溶液浓度偏高.
⑩配制NaOH溶液时,必须用带盖的称量瓶或用小烧杯快速称量NaOH固体.因NaOH固体易潮解,且有腐蚀性,称量过程中时间越长,吸水越多,导致所配溶液浓度偏低;若在纸上直接称量,NaOH吸水潮解并粘在纸上,会损失部分NaOH,使所配溶液浓度偏低.另外,潮解后固体表面的溶液渗过纸后会腐蚀托盘.
2.物质的量浓度与质量分数之间的区别和联系: 内容 物质的量浓度 质量分数Q 定义 以1L溶液里含有多少摩溶质来表示溶液组成的物理量 Mol L 物质的量浓度 物质的量浓度(mol/L) = 量用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的分数 g g 质量分数 质量分数×100% 两者的联系 物质的浓度 本节重点考查物质的量浓度的有关计算及应用,题型以选择题、填空题、计算题等多种类型出现,知识点交叉,延伸多. 核心知识
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溶质的单位 溶液的单位 内容 计算公式 = (mol/L) =