高中化学第一章化学计量.docx
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高中化学第一章化学计量
第一章化学计量
考点一 物质的量、摩尔质量
1.物质的量
(1)定义:
表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,符号为n。
注意:
对象为微观粒子而不是宏观物质,如电子、中子、离子、原子、分子等微观粒子
(2)单位:
摩尔(mol)。
(3)规范表示方法:
2molH2SO4(注意:
数值+单位+指定化学式或微粒符号)
2.阿伏加德罗常数
国际上规定,1mol粒子集合体所含的粒子数与0.012kg中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023。
注意:
指质子数为6,中子数为6的碳原子
把1mol任何粒子所含的粒子数,叫做阿伏加德罗常数,符号为NA,通常用6.02×1023mol-1表示。
3.摩尔质量
(1)定义:
单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M。
(2)单位:
g/mol或g·mol-1。
[拓展归纳]
1.阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023的区别与联系
NA是0.012kg12C中所含的碳原子的准确数目,是一个精准值,而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的一个近似值。
2.摩尔质量与相对分子(或原子)质量的关系
以g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量,如CO2的摩尔质量为44g·mol-1,CO2的相对分子质量为44,两者数值相等。
3.物质的量与微粒数、物质的质量之间的关系
即n==
[题点全练]
题点
(一) 基本概念的辨析与应用
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)1molNaCl和1molHCl含有相同的粒子数目(×)
(2)1molOH-的质量是17g·mol-1(×)
(3)22gCO2中含有的氧原子数为NA(√)
(4)1molH3PO4与1molH2SO4的质量相同,溶于水后电离出的阴离子数目也相同(×)
(5)常温常压下,14g乙烯和丙烯的混合物中含有的氢原子的数目为2NA(√)
2.硫酸钠(Na2SO4)的摩尔质量为142_g·mol-1;71gNa2SO4中含钠离子的物质的量为1_mol,氧原子的物质的量为2_mol。
3.已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD,则C的摩尔质量为________。
解析:
根据质量守恒定律可知:
0.04mol“C”的质量为(16g+20g)-31.76g=4.24g,则M(C)==106g·mol-1。
答案:
106g·mol-1
[规律方法] 摩尔质量的计算方法
依据
计算公式
根据摩尔质量的定义计算
M=
根据标准状况下气体的密度ρ计算
M=ρ×22.4(g·mol-1)
根据气体的相对密度计算
M(A)=M(B)×D
根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)计算
M=
题点
(二) 通过n==突破质量与微粒数目的计算
4.在0.5molNa2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是( )
A.1.5NA 2mol B.1.5NA 32g
C.3.01×1023 4molD.NA 64g
解析:
选B 0.5molNa2SO4中含有的离子数为0.5×3NA=1.5NA,含氧原子的物质的量为0.5mol×4=2mol,质量为2mol×16g·mol-1=32g。
5.标准状况下有①0.112L水 ②0.5NA个HCl分子
③25.6gSO2气体 ④0.2mol氨气 ⑤2mol氦气
⑥6.02×1023个白磷分子(P4),所含原子个数从大到小的顺序为①>⑥>⑤>③>②>④。
6.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。
据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。
若用NA表示阿伏加德罗常数,试计算12.2g该晶体中含氧原子数________,氢原子的物质的量________mol。
解析:
晶体的摩尔质量约为122g·mol-1,n==0.1mol,故氧原子数目=0.1×(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1mol×1.3×2=0.26mol。
答案:
0.33NA 0.26
[真题验收]
1.(2015·全国卷Ⅰ)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图所示。
将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。
若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比应为( )
A.1∶1B.2∶3
C.3∶2D.2∶1
解析:
选C 由题图可知乌洛托品的化学式为C6H12N4,根据元素守恒,碳元素全部来自甲醛,氮元素全部来自氨,所以该有机物分子中C与N原子个数比即为甲醛与氨的物质的量之比,即6∶4=3∶2。
2.(2016·海南高考)利用太阳能分解制氢,若光解0.02mol水,下列说法正确的是( )
A.可生成H2的质量为0.02g
B.可生成氢的原子数为2.408×1023个
C.可生成H2的体积为0.224L(标准状况)
D.生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量
解析:
选D 根据方程式:
2H2O2H2↑+O2↑,光解0.02mol水,可产生0.02molH2和0.01molO2。
A.可生成H2的质量为0.04g,错误;B.可生成氢的原子数为2.408×1022个,错误;C.可生成标准状况下H2的体积为0.448L,错误;D.0.04molNa与水反应产生H2和光解0.02mol水生成H2理论上均为0.02mol,正确。
考点二 气体摩尔体积、阿伏加德罗定律
气体摩尔体积
1.影响物质体积的因素
2.气体摩尔体积
(1)定义:
一定条件下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。
注意:
物质所处的状态是气态而不是固态或液态
(2)单位:
L/mol或L·mol-1。
(3)数值:
标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L·mol-1。
[拓展归纳]
(1)气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强,如标准状况下,气体摩尔体积Vm=22.4L·mol-1,但在非标准状况下,1mol气体的体积也可能是22.4L。
如546K、202kPa时,1mol气体的体积也是22.4L。
(2)气体摩尔体积只适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,应用Vm=22.4L·mol-1时一定要看清是否是标准状况。
(3)有些物质如H2O、CCl4、乙醇、氯仿(CHCl3)、SO3、己烷、苯、HF等在标准状况下不是气体。
故不能利用标准状况下的气体摩尔体积进行相关计算。
[对点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)常温常压下,0.5molCH4的体积为11.2L(×)
(2)标准状况下,1molH2O的体积为22.4L(×)
(3)标准状况下,28gN2和CO的混合气体的体积约为22.4L(√)
(4)标准状况下,22.4L氧气与22.4L苯中所含分子数均为NA(×)
(5)常温常压下,11gCO2的体积为5.6L(×)
2.设NA为阿伏加德罗常数,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( )
A. B.
C.D.
解析:
选D 气态双原子分子的物质的量为mol,双原子分子的摩尔质量为=g·mol-1,bg气体在标准状况下的体积为×22.4L·mol-1=L。
阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律
(1)定义
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。
注意:
可以是单一气体,也可以是混合气体
(2)注意事项
阿伏加德罗定律的适用范围是气体,其适用条件是三个“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。
2.阿伏加德罗定律的推论
描述
关系
三正比
同温同压下,气体的体积比等于它们的物质的量之比
=
同温同体积下,气体的压强比等于它们的物质的量之比
=
同温同压下,气体的密度比等于它们的摩尔质量(或相对分子质量)之比
=
二反比
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量(或相对分子质量)成反比
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量(或相对分子质量)成反比
=
一连比
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的密度之比,也等于它们的摩尔质量(或相对分子质量)之比
==
例如:
相同条件下,等质量的C2H4和丙烯(C3H6)两种气体中:
(1)所含的分子数目之比为3∶2;
(2)体积之比为3∶2;
(3)原子总数之比为1∶1;
(4)相同条件下密度之比为2∶3。
[对点训练]
3.下列条件下,两种气体分子数一定不相等的是( )
A.相同质量、不同密度的N2O和CO2
B.相同体积、相同密度的CO和C2H4
C.相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3
D.相同压强、相同质量的CO和CO2
解析:
选D A项中N2O和CO2的相对分子质量均为44,故质量相同时,分子数一定相等;B项中CO和C2H4的相对分子质量均为28,体积相同、密度相同,则质量相等,故分子数相等;C项为同温、同压、同体积,则气体所含分子数一定相等;D项中由于CO和CO2的摩尔质量不同,故在此条件下两分子数一定不相等。
4.在三个密闭容器中分别充入A、B、C三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序为p(B)>p(A)>p(C),则A、B、C分别是( )
A.Ne、H2、O2B.O2、N2、H2
C.NO、CO2、H2D.NH3、O2、NO2
解析:
选A 温度和密度相同时,压强与相对分子质量成反比,因此B的相对分子质量最小,C的相对分子质量最大,所以A选项正确。
[真题验收]
1.(2013·全国卷)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( )
A.体积相等时密度相等
B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等
D.质量相等时具有的质子数相等
解析:
选C 由于12C18O和14N2的相对分子质量不等,故体积相等的两种气体的质量不等,因此密度不等,A项错误;1个12C18O分子中有16个中子,1个14N2分子中有14个中子,二者均为双原子分子,原子数相等,即分子数相等,但中子数不等,B项错误;12C18O和14N2均为14电子分子,同温同压下,体积相等则分子数相等,所具有的电子数相等,C项正确;每个12C18O和14N2分子内均有14个质子,由于二者的相对分子质量不相等,故等质量的两种分子所具有的质子数不相等,D项错误。
2.(2015·海南高考改编)下列指定微粒的数目不相等的是( )
A.等物质的量的水与重水含有的电子数
B.等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数
C.同温同压同体积的CO和NO含有的质子数
D.等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数
解析:
选C 1molH2O中含有的电子数是8mol,1mol重水(D2O)中含有的电子数也是8mol,故等物质的量的二者含有的电子数相等,A不符合题意;乙烯和丙烯的最简式均为CH2,等质量时,含有“CH2”的个数相等,含有的共用电子对数也相等,B不符合题意;同温同压下,同体积的CO和NO的物质的量相同,但由于每个分子中含有的质子数不相同,故所含有的质子数不相同,C符
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- 高中化学第一章 化学计量 高中化学 第一章 化学 计量