第1章第3节:化学中常用的物理量——物质的量
【自主探究】
一、物质的量及其单位——摩尔
阅读课本P20-21回答有关 物质的量及其单位——摩尔 的问题
1、 物质的量:
物质的量是七种基本物理量之一,通过它可以把物质的
与 、 或 等微观粒子的数量联系起来。符号为 。
2、 摩尔:
摩尔是 的单位,符号为 ;
1摩尔任何微粒所含的粒子与 所含的原子数相等。
3、阿伏加德罗常数: 0.012Kg 12C所含的碳原子数为 称为阿伏加德罗常数,符号为 。
4、 物质的量(n)与阿伏加德罗常数(NA)、微粒数(N)之间的关系表达式是 。
2molH2O含有 个H原子,;1.505×1024个氯原子的物质的量 mol。
【例题探究】
例1、下列对物质的量的理解,正确的是( )
物质的量就是物质的数量 B.物质的量就是物质的质量
C.物质的量就是物质所含微粒数目的多少
D.物质的量是一种基本物理量
例2、0.1mol H2中含有的分子数目是 ,含有的氢原子数目是 ,含有的电子数目是 。
【课堂训练】
下列叙述正确的是( )
A. 0.012kg12C所含有碳原子数为6.02 x 1023
B. 阿伏加德罗常数通常采用6.02 x 1023
C.“摩“是表示物质粒子的集体的物理量,每摩物质含有阿伏加德罗常数个粒子
D. 1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧
2.下列叙述中,正确的是( )
A.1mol氧 B.2mol水 C.3mol小米 D.4molO2
3. 0.5mol Na2SO4 中含有的Na+离子数约为( )
A. 3.01 x 1023 B. 6.02 x 1023 C. 0.5 D. 1
4.a mol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为( )
A . a/4b mol-1 B. b/4a mol-1 C. a/b mol-1 D. b/a mol-1
5、相等物质的量的CO和CO2相比较,下列有关叙述正确的事( )
①它们所含的分子数目之比为1:1
②它们所含的O数目之比为1:2
③它们所含的原子总数目之比为2:3
④它们所含的C数目之比为1:1
⑤它们所含的电子数目之比为7:11
A.①和④ B.②和③ C.④和⑤ D.①②③④⑤
6.比较0.5 mol 03与6.02×1023个02分子所含分子数的多少?所含原子数的多少?
二、摩尔质量和气体摩尔体积
1、摩尔质量
1) 1mol的任何物质的质量,以克为单位,在数值上都等于它的 或 。
2)摩尔质量: ,它的常用单位为 或 。符号为 。CO2的摩尔质量是 ,氧原子的摩尔质量是 ???,硫酸根的摩尔质量是? 。?
3) 物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量(M)之间存在的关系式为 。2.5molCaCO3的质量是 g;23.4gNaCl的物质的量是 mol。
2、气体摩尔体积
1).气体摩尔体积:一定 下, 的 所占的体积叫做 ,符号为 ,它的常用单位为 或 。标准状况(STP)下,气体摩尔体积约为 。
2).物质的量(n)、气体体积(V)和气体摩尔体积()之间存在的关系式为 。标准状况下,0.5molCl2的体积为 L,其质量为 g,共含有 个氯原子。
3).阿伏伽德罗定律:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
拓展延伸:
*1).同温同压下,相同物质的量的任何气体所占体积 ,所含分子数 。
*2).同温同压下,气体的体积之比等于气体的 之比,等于 之比。(该规律对于互不反应的气体混合后同样适用)
【例题探究】
例1、下列有关摩尔质量的描述或应用,正确的是( )
A. 1molOH-的质量为17g B.二氧化碳的摩尔质量为44g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
例2、下列说法中,正确的是( )
A. 1mol某气体的体积为22.4L,该气体所处的状态不一定是标准状况
B.非标准状况下,1mol任何气体的体积一定不是22.4L
C.某气体含有NA个原子,该物质在标准状况下的体积一定是22.4L
D.任何状况下,1 mol NH3和34 g H2O2所含的分子和原子数都相等
【课堂训练】
1、下列说法正确的是 ( )
A.1 molH2的质量是1 g B.1 mol HCl的质量是36.5 g·mol-1
C.Cl2的摩尔质量等于它的相对分子质量
D.硫酸根离子的摩尔质量是96 g·mol-1
2.下列物质里含氢原子数最多的是 ( )
A.1 mol H2 B.0.5molNH3 C.6.02×1023个的CH4分子 D.29.4gH3PO4
3.1g O2和1g O3相比,下列表述正确的是 ( )
A.所含分子数相同 B. 所含原子数相同
C.所含原子数不同 D.1g O3中所含分子数较多
4. 2.16 g X2O5中含有0.1 molO,则X的相对原子质量为 ( )
A.21.6 B.28 C.14 D.31
5、下列说法中不正确的是 ( )
A、磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在以克为单位时在数值上相等
B、6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14:1
C、32 g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023
D、常温常压下,0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积是11.2 L。
6.填充下列表格
物质
结构粒子
(个)
质量(m)
(g)
物质的量(n)(mol)
摩尔质量(M)
(g/mol)
氦气(He)
0.2
S
1.204×1023
CO2
22
C12H22O11
0.25
7.4.5g水与 g硫酸所含的分子数相等,它们所含氧原子数之比是 ,其中氢原子数之比是 。
三、溶液的配制
现欲配制100 mL 含有0.04mol NaCl的溶液。请你用实验室中的固体NaCl试剂,完成配制任务。
1、0.04mol的氯化钠固体如何获取?
2、如何确定和保证溶液的体积恰好为100mL?
3、实验仪器
4、实验步骤
1) : 求配制溶液所需溶质的质量
2) : 用托盘天平来称量
3) : 在烧杯中溶解(或稀释)且溶液注入容量瓶前需恢复至室温,这是因为溶解或稀释时常有热效应。
4) :把小烧杯里的溶液沿玻璃棒小心的转移到容量瓶中。
5 ) :用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液也应转入容量瓶中。
6) :向容量瓶中加入蒸馏水至液面接近刻度1~2cm处,要改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线恰好相切。
7) 摇匀装瓶:将溶液装入试剂瓶,
8) 贴标签:在右图上标明溶液成分及组成。
二、物质的量浓度
定义:以 溶液中所含溶质B的 来表示溶液组成的物理量。符号: ,表达式:CB= 单位: 或 。
例1、将4gNaOH溶于1L水中,所得溶液的物质的量浓度是否为0.1mol/L:
例2、从100mL 2mol/LH2SO4溶液中取出10mL,那么取出的溶液中溶质的物质的量浓度是
例3 、求2mol/L MgCl2溶液中, CMg2+ CCl-
注意:① 溶液体积不等于溶剂体积,应是溶质和溶剂混合溶解后的实际体积。
② 对于一定浓度的溶液,不论取用体积是多少,虽然在不同体积的溶液中溶质的量不同,但浓度是不变的。
③ “ 溶质”是溶液中的溶质,可以指化合物,也可指离子。
2、溶质的质量、物质的量、物质的量浓度关系:
200ml 2mol/LH2SO4溶液中,溶质H2SO4的物质的量是 、质量是
三、从物质的量角度认识化学反应
2H2???? +???? O2?????? ?? 2H2O化学计量数之比???????? 2???????? ???? 1???????????? 2扩大NA倍?????????? 1.204×1024?? 6.02×1023??????? 1.204×1024物质的量之比?????????? 2mol?????????? 1mol???????????? 2mol标况下体积之比?????? 44.8L????????? 44.8L????? ?? ?? (液态)质量之比???????????? 4g???????????? 32g?????????? ? 36g
化学方程式中反应物或生成物化学式前的系数之比不仅表示微粒数之比,还可表示 之比;还等于在相同条件下各气体的体积之比。计算时同种物质各种量(物质的量、质量、体积)的单位要统一。
计算题的解题步骤:(1)根据题意写出配平的化学方程式.(2)求出已知物和未知物的摩尔质量(或物质的量或气体的体积)(3)把已知和要求的量分别写在化学方程式的有关化学式的下面.(4)列比例,求未知数.(5)写出答案
【课堂训练】
1. 判断下列说法是否正确( )
A. 把98克硫酸溶于1L水,则溶液的物质的量浓度为1mol/L .
B. 1L水吸收标准状况下22.4LHCl气体,所得溶液的物质的量浓度为1mol/L
C. 从100mL硫酸溶液中取出10mL,则这10mL溶液中的溶质的物质的量是原溶液的1/10
D. 1mol/L NaCl溶液与1mol/L MgCl2溶液中Cl—的物质的量浓度相同
2.实验室需用480mL0.1 mol/L的硫酸铜溶液,现选取500 mL容量瓶进行配制,以下操作正确的是( )
A.称取7.68g硫酸铜,加入500 mL水 B.称取12.0g胆矾配成500 mL溶液
C.称取8.0g硫酸铜,加入500 mL水 D.称取12.5g胆矾配成500 mL溶液
3.下列溶液中的c(Cl-)与50ml 1mol/LAlCl3溶液中的c(Cl-)相等的是
A.150ml 1mol/L氯化钠溶液 B.75ml 2mol/L氯化铵溶液
C.150ml 1mol/L氯化钾溶液 D.75ml 1mol/L氯化铝溶液
4.某市售浓H2SO4中溶质的质量分数为98﹪,密度为1.84g/ml,计算该市售浓H2SO4中H2SO4的物质的量浓度。
5、配制500mL 1.0mol·L—1的NaOH溶液时,下列哪些操作会使实验结果偏高_____________;偏低__________;无影响______________。
a.没有洗涤烧杯
b.溶解时有少量液体溅出
c.配制时容量瓶中残留少量蒸馏水
d.定容后反复摇匀发现液面低于刻度线,再补几滴至刻度线
e.定容时仰视容量瓶的刻度线
f.定容时俯视容量瓶的刻度线
6、现用质量分数为98%、密度为1.84 g·mL-1的浓H2SO4来配制500 mL 0.20 mol·L-1稀硫酸,可供选用的仪器有:①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④胶头滴管 ⑤量筒 ⑥容量瓶 ⑦托盘天平 ⑧药匙。请回答下列问题:
?(1)上述仪器中,在配制稀硫酸不需要的仪器有__________(填代号)。
(2)经计算,需要浓硫酸的体积是_______。现有①10 mL ②50 mL ⑤100 mL三种规格的量筒,你选用的量筒是______(填序号)。
?(3)在配制过程中,其它操作都准确,下列操作中错误的是___________,能引起误差偏高的有_______(填序号)。
①洗涤量取浓硫酸后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的浓硫酸冷却到室温就转移到容量瓶中
③将浓硫酸直接到入烧杯,再向烧杯中倒入蒸馏水来稀释浓硫酸
④定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸出
⑤转移前,容量瓶中有含少量蒸馏水
⑥定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
⑦定容时,俯视刻度线
(4)下图是该学生在实验室配制该溶液的过程示意图,据此回答下列问题:?
??? 观察配制溶液的过程示意图,指出其中有错误的是________(填操作序号)。
?
答案:(1)②⑦⑧ (2)5.4ml ①?? (3)①②③④⑥⑦ ;①②⑦??(4)①③⑤
【物质的量检测】
.下列叙述错误的是
A.1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
B.0.012kg12C含有约6.02×1023个碳原子
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应用化学式指明粒子的种类
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
.相同质量的SO2和SO3它们之间的关系是
A.所含硫原子的物质的量之比为1:1
B.氧原子的物质的量之比为3:2
C.所含硫原子的个数之比为5:4
D.氧原子的个数比为3:2
.下列各物质所含原子数目,按由大到小顺序排列的是
?①0.5mol NH3? ②标准状况下22.4L He?③4℃9mL水?④0.2mol H3PO4
A.①④③② B.④③②① C.②③④① D.①④②③
.下列说法正确的是
A.标准状况下22.4L/mol就是气体摩尔体积
B.非标准状况下,1mol任何气体的体积不可能为22.4L
C.常温常压下22.4L任何气体都含有约6.02×1023个分子
D.1mol H2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L
5.今有0.1mol.L-1 Na2SO4溶液300ml, 0.1mol.L-1 MgSO4溶液200ml和0.1mol.L-1 Al2(SO4)3
溶液100ml,这三种中硫酸根离子的浓度之比是
A.1:1:1 B.3:2:2 C.3:2:3 D.1:1:3
6.下列有关物理量相应的单位表达错误的是
A.摩尔质量g/mol B.气体摩尔体积L/mol
C.物质的量浓度L/mol D.物质的量mol
7.已知阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.2 mol重水含有NA个D2O分子
B.1 g氢气含有NA个H2分子
C.2 mol钠与过量稀盐酸反应生成NA个H2分子
D.22.4 L水含有NA个H2O分子
8.下列叙述正确的是
A.48 g O3气体含有6.02×1023个O3分子
B.常温常压下,4.6 g NO2气体含有1.81×1023个NO2分子
C.0.5 mol·L-1 CuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+
D.标准状况下,33.6 L H2O含有9.03×1023个H2O分子
9.用NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4 L CHCl3中含有的氯原子数目为3NA
B.7 g CnH2n中含有的氢原子数目为NA
C.18 g D2O中含有的质子数目为10NA
D.1 L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的CO32 -数目为0.5NA
10.下列叙述中正确的是
A.相同条件下,N2和O3混合气与等体积的N2所含原子数相等
B.等物质的量的甲基(—CH3)和羟基(—OH)所含电子数相等
C.常温常压下28 g CO与22.4 L O2所含分子数相等
D.16g CH4与18 g NH4+ 所含质子数相等
11.下列叙述正确的是
A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度、压强下,气体体积由其物质的量的多少决定
C.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 L
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
12. NA代表阿伏加德常数,下列说法正确的是
A.在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B.2g氢气所含原子数目为NA
C.在常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NA
D.17g氨气所含电子数目为10NA
13.用NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.0.5mol Al与足量盐酸反应转移电子数为1NA
B.标准状况下,11.2L SO3所含的分子数为0.5NA
C.0.1molCH4所含的电子数为1NA
D.46g NO2和N2O4的混合物所含的分子数为1NA
14.设NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是
A.常温常压下,11.2L氧气所含的原子数为NA
B.1.8g的NH4+离子中含有的电子数为10NA
C.常温常压下,48gO3含有的氧原子数为3NA
D.2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
15.同温同压下两个容积相等的贮气瓶,一个装有C2H4,另一个装有C2H2和C2H6的混合气体,两瓶内的气体时一定具有相同的
A.质量 B.原子总数 C.碳原子数 D.密度
填空题
16.实验室制配0.5 mol/L的NaOH溶液500 mL,有以下仪器:①烧杯 ②100 mL量筒 ③1000 mL容量瓶 ④500 mL容量瓶 ⑤玻璃棒 ⑥托盘天平(带砝码) ⑦滴定管
(1)配制时,必须使用的仪器有____________(填代号),还缺少的仪器是____________。
(2)实验两次用到玻璃棒,其作用分别是:______________、______________。
(3)配制时,一般可分为以下几个步骤:①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却。其正确的操作顺序为_______________ 。
参考答案
1—5: A C A D D 6—10:C C A B B 11—15 : B D C C C
16.答案:(1)①④⑤⑥;药匙、胶头滴管;
(2)搅拌;引流
(3)②①③⑧⑤⑥④⑦④