课件86张PPT。第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量 一、物质的量及其单位
1.物质的量
(1)概念:用0.012 kg__所含的原子数目作为标准来衡
量其他微粒集体所含微粒数多少的物理量,用符号__表
示。12Cn(2)应用范围:_________,如分子、原子、离子、质
子、中子、电子等或一些特定组合。
(3)意义:把物质的宏观量和微观粒子的数量联系起
来。
(4)单位:摩尔,符号____。微观粒子mol2.阿伏加德罗常数3.计算公式
物质的量(n)、粒子数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间
的关系是n= 或者N=_____。n·NA【巧判断】
(1)物质的量可以理解为物质的微观粒子数目。
( )
提示:×。物质的量是一个新的物理量,不是数目。
(2)1 mol物质中含有6.02×1023个微粒。 ( )
提示:×。1 mol物质中含有的微粒个数不确定。(3)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。 ( )
提示:×。阿伏加德罗常数不仅仅是一个数据,还有单位:mol-1。【情境·思考】唐僧师徒四人在学习了“物质的量”这一物理量并做了大量的相关练习后根据个人学习体会,对物质的量这一概念展开了激烈的讨论。以下是四人的谈话记录,你认为谁的观点是错误的?提示:物质的量是只能用来描述微观粒子多少的物理量,而质量是既可描述微观物质又可描述宏观物质多少的物理量,两者不可相互替代,所以孙悟空的描述是错误的。二、摩尔质量
1.摩尔质量物质的量Mg·mol-12.摩尔质量与相对原子质量(或相对分子质量)的关系:
以g·mol-1为单位时,摩尔质量在数值上等于该微粒的相对原子质量(或相对分子质量)。【做一做】
填写下列表格:64 g·mol-1128 g1.204×102496 g·mol-10.1 mol9.6 g32 g·mol-10.25 mol1.505×1023【情境·思考】
这段时间身边很多人都感冒或咳嗽了,除了吃药输液,医生会叮嘱“多喝点热水”,某同学一天之内喝了约2 L的水。这2 L水的物质的量是多少?他共喝了多少个水分子?
提示:2 L水的质量为2 000 g,因此水的物质的量为n=
= =111.1 mol,其中水分子的个数为
111.1 mol×6.02×1023mol-1=6.7×1025。知识点一 物质的量及相关概念的理解
【重点释疑】
1.对基本概念的理解2.物质的量、阿伏加德罗常数与6.02×1023之间的关系
(1)物质的量是代表微观粒子的集合体。
(2)阿伏加德罗常数表示微观粒子的个数,它指的是
12 g 12C含有的碳原子数,是一个精确值。
(3)6.02×1023也表示微观粒子的个数,它是一个近似值,如1 mol O2中含有NA个氧气分子,或者说约含6.02×1023个氧气分子。【易错提醒】物质的量应用时的注意点
(1)“物质的量”是一个物理量,单位是摩尔,物质的量只能表示微观粒子数目的多少;
(2)使用摩尔时,必须指明微粒的种类。如1 mol H2中含有2 mol H,含1 mol H的H2的物质的量为0.5 mol。(3)对特定的微粒具有“加合”性。如1 mol CO中共含有2 mol 原子(其中含1 mol C、1 mol O),1 mol SO3中共含有4 mol原子(其中含1 mol S、3 mol O)。【思考·讨论】
(1)1 mol大米和1 mol氧的说法正确吗?请说明理由。提示:上述说法均不正确,物质的量只适用于微观粒子,不能用来描述宏观物质,故1 mol大米的说法不正确;用摩尔时必须指明微粒的种类,1 mol氧既可表示氧原子、氧分子,又能表示氧离子,这里的氧指代不明确,所以1 mol氧说法不正确。(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子吗?
提示:不一定。物质不一定是由分子组成的,有些物质不含分子,如NaCl等。(3)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍吗?
提示:不是。物质的分子组成确定,其摩尔质量就是个确定的值,如H2O的摩尔质量为18 g·mol-1,与物质的量多少无关。【案例示范】
【典例】(2019·南昌高一检测)下列说法中正确的是
( )
A.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位
B.阿伏加德罗常数是12 kg12C中含有的碳原子数C.1 mol水分子中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子
D.一个NO分子的质量是a g,一个NO2分子的质量是b g,则氧原子的摩尔质量是(b-a) g·mol-1【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)物质的量既不是物质的数量也不是物质的质量。
(2)注意审题,尤其是单位,如“kg”。【解析】选C。摩尔是物质的量的单位,A错误;阿伏加德罗常数是0.012 kg12C中含有的碳原子数,B错误;1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子组成的,故1 mol水分子中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子,C正确;
(b-a)g是一个氧原子的质量,氧原子的摩尔质量应为(b-a)NA g·mol-1。【规律方法】(1)物质的量的桥梁作用。
科学上采用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。(2)使用物质的量、摩尔质量时易犯的错误。
①用物质的量描述宏观物质。
②描述的对象不明确。如1 mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1 mol N2表示1 mol氮分子,1 mol N表示
1 mol氮原子。
③换算错误。如1 mol CH4中含有4 mol H,而不是
1 mol H。④将摩尔质量与质量的单位混淆。
⑤误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。【迁移·应用】
1.(2019·福州高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.1 mol 中含有4 mol氧
C.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量
D.1 mol氢原子和1 mol氢离子所含的质子数相同【解析】选D。构成物质的微粒有离子、分子、原子等
多种,A项错误;1 mol 中含有4 mol氧原子,B项错误;
当物质的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于
其相对分子(原子)质量,C项错误;1 mol 氢原子和1mol
氢离子中均含有1 mol质子,D项正确。2.设NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 ( )
A.2.3 g金属钠变成钠离子时失去的电子数目为0.2NA
B.2 g氢气所含原子数目为NA
C.17 g NH3所含的分子数目为2NA
D.NA个氧分子和NA个氢分子的质量比等于16∶1【解析】选D。 A项中,2.3 g钠(即n= =
0.1mol)变成Na+时,失电子的物质的量为0.1 mol,即
0.1NA;B项中,2 g氢气(即n 所含原子
的(即n 物质的量为2 mol,即2NA;C项
中,17 g氨气所含分子的物质的量为1 mol,即NA;
D项中,NA个氧气分子(物质的量为1 mol,质量为32 g)和NA个氢气分子(物质的量为1 mol,质量为2 g)的质量比等于16∶1。故选D。【补偿训练】
1.(2019·阜阳高一检测)下列有关物质的量的说法,正确的是( )
A.物质的量就是指物质的多少
B.原子、电子、中子、桌子等都可用物质的量来描述
C.物质的量是用来描述微观粒子的物理量
D.相同物质的量的SO2和SO3的质量相同【解析】选C。物质的量是表示一定数目微观粒子的集合体,并不是指物质的多少,也不能用来描述桌子等宏观物体。1 mol SO2和1 mol SO3的分子数目是相等的,但1个SO2和1个SO3分子的质量并不相等,因此二者的质量也不同。2.下列叙述错误的是 ( )
①摩尔是国际单位制中的基本物理量
②1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
③钠的摩尔质量等于它的相对原子质量
④氢原子的摩尔质量是1 g
⑤HCl的摩尔质量等于1 mol HCl分子的质量⑥1 mol CO2中含有1 mol碳和2 mol氧
⑦0.012 kg12C中含有12C的数目为1 mol
A.仅①②③ B.仅②③④
C.仅②③④⑥ D.全部【解析】选D。①中,摩尔不是物理量,是物质的量的单位;②中,物质不一定是由单个原子构成的,可能是由离子或多原子构成的;③中,摩尔质量与相对原子质量是两个不同的概念;④中,H的摩尔质量为1 g·mol-1;⑤中,摩尔质量与质量单位不同;⑥中,1 mol碳和2 mol氧均未指明粒子种类;⑦中,0.012 kg 12C的物质的量为
1 mol,数目为NA或约为6.02×1023。3.下列关于物质的量的叙述,正确的是 ( )
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.0.2 mol CO和0.1 mol CO2所含氧原子的个数比是1∶2
C.1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧
D.1 mol H约含有6.02×1023个电子【解析】选D。因为有些物质是由分子构成的(例如
水、硫酸等),有些物质是由离子构成的[如NaCl、
Ca(OH)2等],还有些物质是由原子直接构成的(如金刚
石等),A错误;0.2 mol CO含有0.2 mol 氧原子,0.1mol
CO2也含有0.2 mol 氧原子,故所含氧原子的个数比为
1∶1,B错误;使用摩尔表示物质的量时,应该用化学式指明粒子的种类,C中没有用化学式表示水的组成,氢、氧的含义也不具体,C错误;氢原子核外有1个电子,则
1 mol H应含有1×6.02×1023个电子,D正确。4.(2019·泰安高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.氯化氢的摩尔质量为36.5 g
B.1 mol H2SO4的质量为98 g·mol-1
C.任何物质的摩尔质量都等于它的相对分子质量或相对原子质量
D.CO2的摩尔质量是H2的摩尔质量的22倍【解析】选D。氯化氢的摩尔质量为36.5 g·mol-1,A错误;1 mol H2SO4的质量为98 g ,B错误;任何物质的摩尔质量,当单位为g·mol-1时,数值上都等于它的相对分子质量或相对原子质量,C错误;CO2和H2的摩尔质量分别为44 g·mol-1和2 g·mol-1,D正确。5.下列哪种物质所含原子数与0.3 mol H2O2所含原子数相等 ( )
A.0.6 mol CaO B.0.2 mol H2SO4
C.0.15 mol H3PO4 D.0.4 mol MgCl2【解析】选C。0.3 mol H2O2所含原子的物质的量是
0.3 mol×4=1.2 mol。A项,CaO是离子化合物,是由离
子构成的,不含原子,错误;B项,0.2 mol H2SO4所含原子
的物质的量是0.2 mol×7=1.4 mol,错误;C项,0.15mol
H3PO4所含原子的物质的量是0.15 mol×8=1.2 mol,正
确;D项,MgCl2是离子化合物,是由离子构成的,不含原
子,错误。【素养提升】
曹冲称象的故事大家耳熟能详,讲的是孙权给曹操送来了一头巨象,曹操想知道这象的重量,询问属下,都不能说出称象的办法。曹冲说:“把象放到大船上,在水面所达到的地方做上记号,再让船装载其他东西,当水面也达到记号的时候,称一下这些东西,那么比较一下就能知道了。”【思考】
(1)曹冲在称象时的主导思想是什么?
(2)已知托盘天平的最小刻度为0.1克,你能用它称量一粒大米的质量吗?你的主导思想又是什么?
(3)如何把微观的不可见的粒子与宏观的可称量的物质之间联系起来?提示:(1)曹冲在称象时的主导思想是化整为零,化大为小。(2)用托盘天平称量一粒大米的质量的主导思想是积小成大,聚微为宏。(3)国际科学界用物质的量来表示含有一定数目的粒子的集合体,用它来联系微观的不可见的粒子和宏观的可称量物。知识点二 物质的量、物质的质量、粒子数目之间的关系
【重点释疑】1.n=
(1)n、N、NA三个量中,已知任意两项可求第三项。
(2)求N时,概念性问题用NA,数字性问题用6.02×
1023 mol-1。
(3)N与n成正比,比较微粒数多少时只判断其n的大小
即可。2.
m、n、M三个量中,已知任意两项可求第三项。
3.
(1)N、NA、m、M四个量中,已知任意三项可求第四项。
(2)该等式中一般NA、M为已知,则N与m可互求。【知识拓展】摩尔质量的“四性”
(1)等同性:摩尔质量只是在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等,其内涵和单位是不同的。
(2)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。(3)近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g· mol-1为单位时,其数值近似等于该离子的相对分子质量或相对原子质量。
(4)混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1 mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。【思考·讨论】
(1)0.5 mol CO2中含CO2分子数与原子数各为多少?
提示:分子数:0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023;原子总数:0.5×3×6.02×1023=9.03×1023。(2)9.03×1023个CO2分子的物质的量、物质的质量分别
是多少?
提示:n= =1.5 mol
m=n·M=1.5 mol×44 g·mol-1=66 g
(3)9 g水的物质的量、所含分子数目分别是多少?
提示:n= =0.5 mol
N=n·NA=0.5 mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023(4)32 g O2和32 g O3所含氧原子的个数比是多少?
提示:32 g O2所含氧原子的个数为N= ×NA×2=
×NA×2=2NA;32 g O3所含氧原子的个数为N=
×NA×3= ×NA×3=2NA;即相同质量的O2 和
O3所含氧原子的个数比是1∶1。【案例示范】
【典例】(2019·潍坊高一检测)12.4 g Na2R含Na+
0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为________,R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为________。?【思维建模】解答物质的量、摩尔质量题目的思路如下:【解析】1 mol Na2R含有2 mol Na+,题目中有Na+
0.4 mol,则有0.2 mol Na2R。M(Na2R)= =
=62 g·mol-1。则M(R)=(62-2×23)g·mol-1
=16 g·mol-1,则R的相对原子质量为16。已知m(R),
根据n= ,得n(R)=0.1 mol,则n(Na2R)=0.1 mol。
答案:62 g·mol-1 16 0.1 mol【母题追问】(1)写出Na2R的化学式,这两种元素还能
形成的另一种化合物的摩尔质量是多少?
提示:Na2O,78 g·mol-1。形成的另一种化合物是过氧
化钠,其相对分子质量为78,因此摩尔质量为78g·mol-1。(2)题目中12.4 g Na2R中含有多少个Na+?所含有的R元素的质量是多少?
提示:Na+的物质的量为0.4 mol,因此Na+的个数为0.4NA(或2.408×1023);所含有的R元素的物质的量为0.2 mol,因此质量为0.2 mol×16 g·mol-1=3.2 g。【误区警示】以“物质的量”为中心的计算注意事项
物质的量是物质的质量和微粒数目之间计算的桥梁,已知物质的质量求其微粒数目或已知物质的微粒数目求其质量都是先转换成物质的量,再计算微粒数或质量,特别要注意微粒可能是分子,也可能是所含的原子、离子、电子等,直接代入公式时,各符号代表的微粒要统一。【迁移·应用】
1.相等物质的量的CO和CO2相比较,下列有关叙述中正确的是 ( )
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∶3④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.①②③④ B.②③
C.④⑤ D.①②③④⑤【解析】选D。CO、CO2的物质的量相同,所含分子数目
相同,①正确;二者所含O数目之比等于其分子中所含O
个数比,②正确;同理可知③、④正确;CO分子中所含电
子数为14,而CO2分子中所含电子数为22,故等物质的量
的CO、CO2所含电子数目之比为 =7∶11,⑤正确。2.(2019·哈尔滨高一检测)现有CO、CO2、O3(臭氧)三种气体,它们分别都含有1 mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为 ( )
A.1∶1∶1 B.1∶2∶3
C.3∶2∶1 D.6∶3∶2【解析】选D。设三种气体的物质的量分别是a、b、c,
则a×1=b×2=c×3=1 mol,a=1 mol,b=0.5 mol,c= mol,
所以答案选D。【补偿训练】
1.(2019·惠州高一检测)0.5 mol Na2SO4中所含的Na+数为 ( )
A.3.01×1023 B.6.02×1023
C.0.5 D.1【解析】选B。由关系式Na2SO4～2Na+可知,0.5 mol Na2SO4中含1 mol Na+,N(Na+)=1 mol·NA=6.02×1023。2.(2019·菏泽高一检测)下列说法正确的是(NA为阿伏
加德罗常数的值) ( )
A.28 g氮气含有的原子数为NA
B.4 g金属钙变成钙离子(Ca Ca2+)时失去的电子数
为0.1NA
C.1 mol O2分子的质量等于1 mol氧原子的质量
D.24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子数目相等【解析】选D。28 g氮气含有N2分子的物质的量为
=1 mol,即2 mol氮原子,故A错误;4 g金属钙
的物质的量为 =0.1 mol,Ca-2e-====Ca2+,故4 g
金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.2NA,故B错误;
1 mol O2分子的质量是32 g,1 mol氧原子的质量是
16 g,故C错误。3.下列叙述正确的是 ( )
A.1 mol H2O的质量为18 g·mol-1
B.CH4的摩尔质量为16 g
C.3.01×1023个SO2分子的质量为32 g
D.1 mol H2O中含有6.02×1023个H【解析】选C。质量的单位为g,摩尔质量的单位是g·mol-1,故A、B均错误;1 mol H2O中含2 mol H,即1.204×1024个H,D错误。4.(2019·兰州高一检测)与3.2 g SO2所含的氧原子数相等的NO分子的质量为 ( )
A.6.4 g B.3.2 g C.4.6 g D.3.0 g【解析】选D。3.2 g SO2的物质的量为n(SO2)=
=0.05 mol,n(O)=0.1 mol,两者所含氧原子数
相等即所含氧原子的物质的量相等,含0.1 mol O的NO
的物质的量为0.1 mol,m(NO)=3.0 g。【素养提升】
铅笔(pencil)是一种用来书写以及绘画素描专用的笔类,距今已有四百多年的历史,铅笔名叫铅笔,常常被认为笔芯是铅做的,其实铅笔芯并不含铅,制造铅笔芯的主要原料是石墨和黏土。如果用铅笔写一个字消耗的石墨质量约为1×10-3 g。那么一个铅笔字含有的碳原子数约为( )A.5×1019 B.5×1022
C.2.5×1022 D.2.5×1019【解析】选A。一个铅笔字含有的碳原子数为N(C)=
n(C)×NA= ×6.02×1023 mol-1=5×1019。【课堂回眸】
课件95张PPT。第2课时
气体摩尔体积 一、影响物质体积大小的因素【巧判断】
(1)1 mol不同的固体物质,体积大小不相同,主要原因是粒子大小不同。 ( )
提示:√。固体物质的体积主要取决于构成粒子的大小和粒子数目的多少。(2)当压强一定时,温度越高气体分子间的距离越大,温度一定时,压强越大,气体分子间的距离越大。 ( )
提示:×。温度一定时,压强越大,气体分子间的距离越小。(3)常温常压下,1 mol O2和1 mol CO2的体积几乎相同。 ( )
提示:√。同温同压下,气体的分子间距离几乎相等,因此1 mol O2和1 mol CO2的体积几乎相同。二、气体摩尔体积
1.概念:在一定的_____和_____下,_____________的
气体所占的体积叫气体摩尔体积。
2.符号:__。
3.单位:________或m3·mol-1。
4.Vm、V与n之间的关系式:Vm= 或n= 。温度压强单位物质的量VmL·mol-15.标准状况下的气体摩尔体积
(1)标准状况是指:温度 _____,压强________,标准状
况可简写为 ____。?
(2)标准状况下,气体摩尔体积约为 _____________。?0 ℃101 kPaSTP22.4 L·mol-1【巧判断】
(1)1 mol O2的体积约是22.4 L。( )
提示:×。未指明条件是否为标准状况。
(2)标准状况下,1 mol H2SO4的体积约为22.4 L。( )
提示:×。标准状况下,H2SO4不是气体。(3)标准状况下,0.4 mol N2和0.6 mol O2的混合气体的体积约为22.4 L。 ( )
提示:√。标准状况下,1 mol任何气体的体积都为
22.4 L。(4)22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含分子数。 ( )
提示:×。未指明气体体积是否在相同条件下测定。【情境·思考】
CO2是植物光合作用的必需原料。某研究机构测定CO2含量如图所示。则本次测定样品每立方米气体中CO2的体积是多少?
提示:44.8 L。从图示中可以得出测量是在标准状况下
进行的,CO2的含量为88 g·m-3,因此含有的CO2的体积
为 ×22.4 L·mol-1=44.8 L。三、阿伏加德罗定律
1.内容:同温同压下,相同体积的任何气体含有_____数
目的分子。
2.内容总结:“三同”定“一同”相同【情境·思考】
某同学在元旦晚会上表演的化学节目为猜气球——他先在实验室中用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球,然后在晚会的现场让同学猜测气球是用哪种气体吹起的。如果你在晚会现场,你会怎样猜出呢?
提示:等质量的CH4、CO2、O2、SO2的物质的量之比
为 ,因此在相同的条件下,它们的体积比
为 。因此A、B、C、D四个气球中的气体分
别SO2、CO2、O2、CH4。【做一做】
C2H4(乙烯)气体是一种来自石油的重要化工原料,是国家工业发展的基础,乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平,乙烯还是一种常用的水果催熟剂,我们常吃的香蕉有的就是靠乙烯催熟的,而氧气是大气的主要成分之一,用于给我们提供呼吸。回答下列问题:
(1)两种气体(乙烯和氧气)的质量相等时,在标准状况下,①体积比为________;②密度比为________;③分子数比为________。?
(2)在相同状况下,当两种气体体积相同时,①质量比为______;②密度比为________;③分子数比为______。?(3)两种气体的物质的量相同时,①体积比为________;②密度比为________;③质量比为________。?
答案:(1)①8∶7 ②7∶8 ③8∶7 (2)①7∶8
②7∶8 ③1∶1 (3)①1∶1 ②7∶8 ③7∶8知识点一 气体摩尔体积及相关计算
【重点释疑】
1.标准状况下的气体摩尔体积(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol”,“约22.4 L”。2.气体摩尔体积的有关计算公式 ①气体的物质的量n=
②气体的密度ρ=
③气体的分子数N=n·NA= ·NA
④气体的质量m=n·M= ·M【易错提醒】(1)在气体分子个数、温度、压强一定时,气体体积的大小决定于气体分子间的平均距离,与分子种类无关。
(2)气体摩尔体积只适用于气态物质且与气体种类无关,只要温度和压强一定,气体摩尔体积就一定。
(3)同温同压下:任何气体的摩尔体积Vm都相同,但不一定等于22.4 L·mol-1。(4)不能混淆标准状况和常温常压,两者压强相同,但温度不同。因为温度升高气体分子之间的距离变大,所以常温常压下的气体摩尔体积比标准状况下的气体摩尔体积大。
(5)气体摩尔体积不能理解为体积,体积的单位是L或m3,而气体摩尔体积的单位是L·mol-1或m3·mol-1。【知识拓展】求解气体摩尔质量五方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M= 。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德
罗常数(NA):M= 。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:
M=ρ×22.4(g·mol-1)。(4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:
M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。【思考·讨论】
(1)1 mol任何气体在标准状况下的体积基本相等,都约为22.4 L,Vm为22.4 L·mol-1一定是在标准状况下,对吗?提示:不对。1 mol任何气体在标准状况下所占的体积都约为22.4 L,而1 mol任何气体在所占的体积约为22.4 L时,不一定是在标准状况下,可以通过升温加压或降温减压实现。(2)相同温度和压强下,1 mol O2和1 mol空气的体积相同吗?为什么?
提示:相同。因为当温度和压强相同时,任何气体分子的间距都近似相等,所以不管1 mol单一气体还是混合气体的体积都近似相等。(3)常温常压下22 g CO2中含有的原子数和标准状况下0.5 mol CO2中含有的原子数相同吗?
提示:相同。因为22 g CO2 的物质的量为0.5mol。(4)常温常压下22 L CO2中含有的原子数和标准状况下22 L CO2中含有的原子数相同吗?
提示:不相同。因为气体的体积受温度、压强的影响,二者所处的条件不同,因此物质的量不同,故原子数不同。【案例示范】
【典例1】(2019·信阳高一检测)下列说法正确的是
( )
A.在常温常压下,11.2 L N2含有的分子数为0.5NA
B.标准状况下,22.4 L H2和O2的混合气体所含分子数为NAC.标准状况下,18 g H2O的体积是22.4 L
D.1 mol SO2的体积是22.4 L【思维建模】解答关于气体摩尔体积正误判断的思路如下:【解析】选B。常温常压下的气体摩尔体积大于22.4L·mol-1,N2分子数小于0.5 NA,A错误;标准状况下,
1 mol任何气体的体积都约为22.4 L,其分子数为NA,
B正确;标准状况下,H2O为液体,所以C不正确;未指明标
准状况,所以D不正确。【母题追问】(1)A选项改为“在常温常压下,14 g N2含有的分子数为0.5NA”,是否正确?
提示:正确。因为14 g N2的物质的量为0.5 mol,因此分子数为0.5NA。(2)B选项中标准状况下,22.4 L H2和O2的混合气体所含的原子数为多少?
提示:2NA。因为H2和O2均为双原子分子,因此1 mol气体中含有2 mol原子。【误区警示】应用气体摩尔体积解题时应正确理解——“4注意”(1)条件:标准状况,即0 ℃、101 kPa;
(2)标准:1 mol,即分子数为6.02×1023;
(3)对象:气体,可为单一气体,也可为混合气体;
(4)数值:约为22.4 L,非精确值。【典例2】(1)标准状况下,33.6 L Cl2的物质的量是________mol,16 g O2所占体积是________L;?
(2)标准状况下,含有1 mol Cl2和1.5 mol O2的混合气体所占体积是________ L。?【思维建模】解答关于气体体积的计算问题的思路如下:【解析】(1)标准状况下,n= =
1.5 mol,V(O2)=n·Vm= ·Vm=
×22.4L·mol-1=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L;
(2)同温同压下的混合气体体积等于各成分气体体积之
和,所以V(混)=V(Cl2)+V(O2)=1 mol×22.4 L·mol-1
+1.5 mol×22.4 L·mol-1=56 L。
答案:(1)1.5 11.2 (2)56【母题追问】(1)第(2)问中混合气体在标准状况下的密
度是多少?
提示:2.125 g·L-1。1 mol Cl2和1.5 mol O2的混合气
体的质量为1 mol×71 g·mol-1+1.5 mol×32 g·mol-1
=119 g,因此混合气体的密度为ρ= =
2.125g·L-1。(2)第(2)问中混合气体的平均摩尔质量是多少?
提示:47.6 g·mol-1。混合气体的总质量为1 mol×
71 g·mol-1+1.5 mol×32 g·mol-1=119 g,因此混合
气体的平均摩尔质量为 =
47.6 g·mol-1。【迁移·应用】
1.(2018·德州高一检测)下列说法正确的是( )
A.0.5 mol H2所占的体积为11.2 L
B.标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L
C.标准状况下,1 mol H2O的体积约为22.4 L
D.标准状况下,28 g N2体积约是22.4 L 【解析】选D。A项中没有说明是否在标准状况下,故0.5 mol H2所占的体积不一定为11.2 L;B项中没有说明微粒的状态,若该微粒为固态或液态,标准状况下
1 mol分子所占体积不是22.4 L;C项中标准状况下水不是气态;D项中N2的摩尔质量为28 g·mol-1,28 g N2为
1 mol,故标准状况下体积约为22.4 L。 2.(2019·三亚高一检测)下列说法中正确的是 ( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 L
B.标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.标准状况下,1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 LD.标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol【解析】选D。气体体积受温度、压强影响,A项未指明温度、压强;B项气体摩尔体积单位为L·mol-1;C项标准状况下,水为非气态,不适用于气体摩尔体积;D项标准状况下,22.4 L混合气体中分子总数为NA,N2和N2O每个分子都含有两个氮原子,则混合气体中所含有的氮原子的数目为2NA,物质的量为2 mol。3.(2019·绵阳高一检测)(1)标准状况下,33.6 L氧气的物质的量为________ mol;标准状况下,2 mol氢气的体积为________ L。?
(2)标准状况下,6 g氢气的体积为________ L;标准状况下,体积为11.2 L的CO2的质量为________ g。?(3)标准状况下,11.2 L氯气的分子数目是________;标准状况下,1.204×1023个氧气分子的体积是______L。?
(4)标准状况下,某气体的密度为1.25 g·L-1,则其摩尔质量为________ g·mol-1。?【解析】(1)n= = =1.5 mol;V=nVm=
2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。(2)V=nVm= Vm=
×22.4 L·mol-1=67.2 L;m=nM= M=
×44 g·mol-1=22 g。(3)N=nNA= ·NA=
×6.02×1023 mol-1=3.01×1023;V=nVm=
Vm= ×22.4 L·mol-1=4.48 L。(4)M=ρVm=1.25 g·L-1×22.4 L·mol-1=28 g·mol-1。
答案:(1)1.5 44.8 (2)67.2 22 (3)3.01×1023
4.48 (4)28【补偿训练】
1.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,0.1NA个水分子所占的体积为2.24 L
B.11.2 L CO2中含有1.5NA个原子
C.1 mol N2、O2的混合气体中含有2NA个分子
D.202 kPa、27 ℃时32 g O2中含有NA个分子【解析】选D。水在标准状况下是液体,A不正确;B未注明气体所处的状况,无法求算;由于N2、O2均是双原子分子,故1 mol N2、O2的混合气体中含2NA个原子而非分子,C不正确;32 g O2的物质的量为1 mol,含有NA个分子,D正确。2.(2019·三明高一检测)已知某气体的摩尔质量为
M g·mol-1,则b g该气体在标准状况下的体积(L)为
( )
A.22.4 Mb B. C. D.22.4b
【解析】选B。标准状况下该气体的体积为
×22.4 L·mol-1= L。【素养提升】
随着人们生活水平的提高,家用轿车已成为每个家庭的常用交通工具。汽车尾气的排放会给环境带来一定的影响,汽车尾气的主要成分是CO、NO、NO2等有毒气体,因此汽车尾气是否达标是衡量汽车性能的重要指标之一。(1)标准状况下,1 000 L汽车尾气的物质的量约为多少?
提示:n= ≈44.6 mol。(2)与4.6 g NO2中氧原子个数相等的CO气体在标准状况下的体积是多少?
提示:4.6 g NO2中氧原子的物质的量为 ×2=
0.2 mol,因此CO的物质的量为0.2 mol,在标准状况下
的体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。知识点二 阿伏加德罗定律及其推论
【重点释疑】
阿伏加德罗定律
(1)定义: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。
(2)阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系。【规律方法】正确理解阿伏加德罗定律的应用
(1)阿伏加德罗定律的适用对象是气体(单一气体或混合气体),不适用于液体或固体。
(2)“三同”定“一同”。同温、同压、同体积和同分子数,四“同”共同存在,相互制约,只要有三“同”成立,则另一“同”就必定成立。 (3)“二同”定比例。温度、压强、气体体积、气体物质的量,若两个量相同,则另两个量成正比或反比。
(4)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。【思考·讨论】
(1)同温同压下的两种气体,只要所含微粒数目相同,则所占体积一定相同吗?
提示:不一定。同温同压下,气体分子数相等则体积相等,而微粒包括分子、原子、质子、电子等,故所占体积不一定相同。(2)同温同压下,相同体积的任何气体都具有相同的质量吗?为什么?
提示:不一定。同温同压下,相同体积的任何气体都具有相同的物质的量,气体的摩尔质量不同时,相同物质的量的气体的质量也不相同。(3)相同体积的甲、乙两个容器,甲中盛放1 mol氮气,乙中盛放2 mol氮气,则在相同温度下,甲、乙两容器中的压强相同吗?
提示:不相同。同温同体积时,气体的物质的量越多,压强越大。【案例示范】
【典例】(2019·石家庄高一检测)在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内气体的温度和密度相等时,下列说法正确的是 ( )
A.两种气体的压强相等
B.O2比O3质量小C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氧原子数目相等【思维建模】利用阿伏加德罗定律解题的思路如下:【解析】选D。两容器内的气体体积、密度相同,由
m=ρV可知m(O2)=m(O3),根据n= 可知n(O2)>n(O3),同
温同体积时,气体的压强与气体的物质的量成正比,即
,故p(O2)>p(O3),A、B错误;气体的分子数
与气体的物质的量成正比,则N(O2)>N(O3),C错误;因为
O2和O3都由氧原子组成,二者质量相等,则两种气体的氧
原子数目相等,D正确。【母题追问】(1)题目中两种气体的分子数目之比为多少?
提示:由于两种气体的质量相等,因此二者的分子数之比为N(O2)∶N(O3)=3∶2。(2)若将“温度和密度相等”改为“温度和压强相等”,判断B、C、D选项的正误。
提示:根据阿伏加德罗定律,O2和O3的分子数相等,即物质的量相等,故O3比O2质量大,所含有的氧原子数不相等,B、C项正确,D项错误。【迁移·应用】
1.(2019·郑州高一检测)同温同压下,等质量的SO2气体和SO3气体相比较,下列叙述中正确的是 ( )
A.密度之比为4∶5 B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为1∶1 D.原子数之比为3∶4【解析】选A。由n= 可知,ρ= ,在相同
条件下气体的相对分子质量之比等于其密度之比,所以
两种气体的密度之比为64∶80=4∶5,A项正确;设气体
的质量均为m g,则n(SO2)= mol,n(SO3)= mol,所
以二者物质的量之比为 ∶ =80∶64=5∶4,B项错
误;根据V=n·Vm可知,同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以两种气体的体积之比为5∶4,C项错误;根据分子组成可知,两种气体的原子数之比为5×3∶4×4=15∶16,D项错误。2.在一定温度和压强下,1体积的A2气体和3体积的B2气体化合成2体积的C气体,则C的化学式为 ( )
A.AB3 B.AB C.A3B D.A2B3【解析】选A。同温同压下,气体摩尔体积相等,同一反应中,不同气体的体积之比等于物质的量之比,还等于其化学计量数之比,所以A2(气)、B2(气)和生成物C(气)的化学计量数之比=1∶3∶2,化学方程式为A2(气)+3B2(气)====2C(气),根据原子守恒知,C的化学
式为AB3。3.(2019·雅安高一检测)下列关于CO和CO2说法正确的是 ( )
A.质量相等时,分子数之比为7∶11
B.同温同压下,密度之比为7∶11
C.物质的量相同时,体积之比为1∶1
D.原子数相同时,物质的量之比为2∶3【解析】选B。A项,n= ,质量相等的CO和CO2的物质
的量之比为 mol∶ mol=11∶7,根据n= 可知,
物质的分子数之比等于物质的量之比,所以分子数之比
为11∶7,A错误;B项,根据ρ= 可知,在同温同压
下,密度之比等于气体的相对分子质量之比,为28∶44=
7∶11,B正确;C项,由于n= ,气体在不同的条件下,气体摩尔体积是不同的,所以当两种物质的物质的量相同时,体积之比不一定是1∶1,C错误;D项,由于在1个CO中含有两个原子,在1个CO2中含有3个原子,原子数相同时,物质的量之比为3∶2,D错误。【补偿训练】
1.(2019·东营高一检测)同温同压下,盛有氧气的A容器与盛有氨气的B容器中,所含的原子个数相等,则A与B的体积比是 ( )
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.2∶3【解析】选B。假设n(O2)=1 mol,n(O)=2 mol,那么n(NH3)=0.5 mol,根据n1∶n2=V1∶V2,所以V(A)∶V(B)
=n(O2)∶n(NH3)=2∶1。2.同温同压下,气体A与氧气的质量比为1∶2,体积比为
1∶4,气体A的相对分子质量是 ( )
A.16 B.17 C.44 D.64
【解析】选D。同温同压下,两种气体的体积之比等于
物质的量之比,故由此可知: = = = · = =2。【素养提升】
1811年意大利物理学家阿伏加德罗在大量实验的基础上总结出: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,这就是著名的阿伏加德罗定律。请思考:(1)阿伏加德罗定律之所以能够成立,其本质原因是什么?
提示:分子的直径相对于分子间的距离太小,所以气体的体积主要决定于分子间的距离,不同气体分子间的平均距离几乎相等。(2)据此规律,你能确定在同温同压条件下,分子数相同
的任意两种气体,它们的________一定相同。?
①所占体积相同 ②密度相同 ③原子数目相同
提示:①。在同温同压条件下,分子数相同的任意两种
气体,其体积相同、分子的物质的量相同;因为分子的
组成情况不确定,故原子数是否相同不能确定;在同温同压下,气体的密度与摩尔质量成正比,摩尔质量不一定相同,故密度不一定相同。 【课堂回眸】
课件141张PPT。第3课时
物质的量浓度 一、物质的量浓度【巧判断】
(1)浓度为1 mol·L-1的NaCl溶液的含义是1 L水中含有1 mol NaCl。 ( )
提示:×。1 mol·L-1的NaCl溶液的含义是1 L溶液中含有1 mol NaCl。(2)22.4 L HCl溶于水得1 L溶液,所得溶液中HCl的物质的量浓度为1 mol·L-1。 ( )
提示:×。22.4 L HCl没有给出气体所处的条件是否为标准状况下。(3)将1 mol NaOH加入1 L水中配成的溶液的物质的量
浓度是1 mol·L-1。 ( )
提示:×。根据c= 知,V是溶液的体积而不是溶剂的
体积。【情境·思考】
纯净的无水硫酸钠称为元明粉,是一种重要的化工原料,而且其水溶液在医学上常用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。某同学在实验室配制了500 mL 0.5 mol·L-1的硫酸钠溶液。(1)500 mL硫酸钠溶液中溶质的质量是多少?
提示:35.5 g。0.5 L×0.5 mol·L-1×142 g·mol-1
=35.5 g。
(2)若从中取出50 mL溶液,其物质的量浓度是否改变?
提示:不变。因为溶液是均匀的,因此浓度仍然为0.5 mol·L-1。二、配制一定物质的量浓度的溶液——配制100 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液
1.思维流程2.主要仪器
托盘天平、烧杯、_______、_____________、
_________等。?玻璃棒100 mL容量瓶胶头滴管3.容量瓶
(1)构造。(2)容量瓶使用时的注意事项。
①使用容量瓶的“五不”②查漏:检验程序是加水→塞瓶塞→倒立→检查→瓶塞
旋转______→倒立→ 。
③冷却:溶液注入容量瓶前需恢复到_____,因为溶质在
烧杯内稀释或溶解时会_____或_____,而容量瓶必须在
常温下使用。180°检查室温吸热放热④加液:向容量瓶中注入液体时,应沿_________注入,
且玻璃棒下端应靠在容量瓶___________的内壁上,以
防注入操作时液体流出造成溶质损失或液体附着在刻
度线上方内壁上造成误差。
⑤读数:读数时,要_____刻度线,使刻度线与瓶内凹液
面的_______相切。细玻璃棒刻度线以下平视最低处4.实验步骤【巧判断】
(1)容量瓶可以配制任何体积的溶液。 ( )
提示:×。容量瓶的规格是固定的,不能随意配制任意体积的溶液。
(2)将NaCl固体直接溶解在容量瓶中以配制1 mol·L-1的溶液。 ( )
提示:×。容量瓶不能直接溶解溶质。(3)将62 g Na2O溶于水中,配成1 L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1 ( )
提示:×。62 g Na2O溶于水中生成2 mol NaOH,所得溶质的物质的量浓度为2 mol·L-1 。【想一想】
如图是实验室用固体配制一定物质的量浓度的溶液的操作过程:(1)在上图操作中,向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是什么?玻璃棒的下端为什么应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上?提示:向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是引流,以防止溶液外溅而造成损失。如果玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以上的内壁上,刻度线以上的内壁上附着的液体不能及时流下,定容后造成溶液体积偏大,所以玻璃棒的下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上。(2)定容后,颠倒摇匀,为什么液面会低于刻度线?能否再加水?
提示:容量瓶属于容纳式玻璃仪器。颠倒摇匀后液面低,是因为极少量溶液在润湿磨口处损耗了。刻度是以容纳量为依据,所以不再加水至刻度线,否则,溶液浓度偏低。(3)实验室需要450 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液,应选
用哪种规格的容量瓶?应称取多少克NaCl?
提示:实验室没有450 mL的容量瓶,应选用500 mL的容
量瓶,天平只能精确到0.1 g,所以应该称取NaCl 2.9g。知识点一 物质的量浓度及有关计算
【重点释疑】
1.根据定义式计算2.物质的量浓度与质量分数的关系
(1)推导过程。
设溶液体积为1 L,溶液密度为ρ g·mL-1,溶质的质量
分数为w,溶质的摩尔质量为M g·mol-1。
则由c= mol·L-1。(2)结论:c mol·L-1(ρ的单位为g·mL-1或g·
cm-3)。3.溶液稀释和混合的计算
(1)溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。(2)溶液混合的计算:混合前后溶质的物质的量或质量不变。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),
m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)。【注意】无特别指明时,V(混)≠V1+V2;V(混)= ,
但溶液的质量守恒: m(混)=m1+m2。【知识拓展】(1)物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算(2)质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制
①配制100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入100 mL的烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。②用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL 的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停搅拌。【思考·讨论】
(1)已知在AlCl3溶液中Al3+的物质的量浓度为
1 mol·L-1,则Cl-的物质的量浓度是多少?
提示:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中离子个数之比,据此可根据已知一种离子的浓度求算其他离子浓度,所以c(Cl-)=3c(Al3+)=3 mol·L-1。(2)将3 mol·L-1的NaCl溶液稀释到原来的3倍,稀释后的溶液的浓度是多少?
提示:1 mol·L-1。稀释过程溶质的物质的量不变,溶液体积扩大3倍,浓度变为原来的三分之一。【案例示范】
【典例】(2019·合肥高一检测)下列关于物质的量浓
度表述中正确的是( )
A.0.3 mol·L-1Na2SO4溶液中含有Na+和 的总物质的
量为 0.9 molB.当1 L水吸收22.4 L氨气(NH3)时所得氨水的浓度不
是1 mol·L-1,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水
时,其浓度才是1 mol·L-1
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和
的物质的量浓度相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相
同D.10 ℃时0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液100 mL,蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1【解题指南】解答本题时应注意以下三点:
(1)注意物质的量浓度与物质的量之间的关系;
(2)使用气体的体积时注意外界条件是否为标准状况;
(3)注意饱和溶液析出固体后仍为饱和溶液。【解析】选D。A项中,没有指明溶液的体积,故溶液中
Na+和 的总物质的量不一定等于0.9 mol,A项错
误。B项中,虽然强调了氨水的体积是1 L,而不是溶剂
为1 L,但是22.4 L的氨气没有指明是标准状况下的体
积,则氨气的物质的量不一定是1 mol,制成1 L溶液时
浓度也不一定是1 mol·L-1,B项错误。C项中,若混合液中有1 mol K2SO4,则必含有1 mol 、2 mol K+,若
Na+与 的物质的量浓度相等,则混合液中只含1 mol
NaCl,此时,混合液中K+为2 mol,Cl-为1 mol,K+与Cl-的
物质的量浓度不相等,C项错误。D项中,对于10 ℃时
0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液,蒸发了水分必析出KCl晶
体,温度恢复到10 ℃时,仍为饱和溶液,故浓度不变,D
项正确。【误区警示】物质的量浓度计算中的注意事项
(1)计算物质的量浓度时,溶液的体积单位一般用L,要注意单位的换算和统一。
(2)溶质的物质的量浓度是溶液的固有属性之一,当从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液时,物质的量浓度不变,但随溶液的体积变化溶质的物质的量不同。(3)“溶质”是指溶液中的溶质,可以指化合物,也可以
指离子或其他特定的组合,分析溶质时要注意有关的变
化,如Na NaOH,Na2O NaOH,Na2O2 NaOH,溶液
中的溶质都是NaOH。【迁移·应用】
1.下列溶液中,物质的量浓度为1 mol·L-1的是 ( )
A.将40 g NaOH溶于1 L水所得的溶液
B.将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液
C.将0.5 mol·L-1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水的溶液
D.含2 mol K+的K2SO4溶液【解析】选B。A项溶液体积不为1 L,错误;B项生成
1 mol H2SO4,且溶液体积为1 L,正确;C项溶液体积不是50 mL,错误;D项溶液体积未知,错误。2.(2019·大同高一检测)浓硫酸,俗称坏水,化学分子
式为H2SO4,是一种具有高腐蚀性的强矿物酸。浓硫酸指
质量分数大于或等于70%的硫酸溶液。浓硫酸具有强腐
蚀性、强氧化性,这是它与稀硫酸最大的区别之一。同
时它还具有脱水性、难挥发性、酸性、吸水性等。如
图为实验室中浓硫酸标签内容: 据此思考:
(1)据标签信息,计算该硫酸的物质的量浓度是多少?
(2)实验室中稀释浓硫酸的正确方法是怎样的?
(3)取该硫酸62.5 mL稀释至250 mL,物质的量浓度变为多少?答案:(1)该H2SO4的物质的量浓度c= =
mol·L-1=18.4 mol·L-1
(2)稀释浓硫酸时,必须将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢注入
水中,同时用玻璃棒搅动液体,使热量及时地扩散。
(3)根据稀释公式c1V1=c2V2,可知0.25 L×c1 mol·L-1
=0.062 5 L×18.4 mol·L-1得c1=4.6 mol·L-1。【补偿训练】
1.(2019·渭南高一检测)在0.5 L某浓度的NaCl溶液中含有0.5 mol Na+,下列对该溶液的说法中,不正确的是
( )
A.该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.该溶液中含有58.5 g NaClC.配制100 mL该溶液需用5.85 g NaCl
D.量取100 mL该溶液倒入烧杯中,烧杯中Na+的物质的量为0.1 mol
【解析】选B。该溶液的物质的量浓度为 =
1 mol·L-1,故A选项正确;该溶液中含有NaCl物质的量
为0.5 mol,其质量为0.5 mol×58.5 g·mol-1=29.25 g,
故B选项错误;配制100 mL该溶液需用NaCl的质量为
0.1L×1 mol·L-1 ×58.5 g·mol-1=5.85 g,故C选项正确;100 mL该溶液中含有的Na+的物质的量为0.1L×
1 mol·L-1=0.1 mol,故D选项正确。2.(2019·武威高一检测)某氯化镁溶液的密度为1.18 g·cm-3,其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL该溶液中Cl-的物质的量约等于 ( )
A.0.37 mol B.0.63 mol
C.0.74 mol D.1.5 mol【解析】选D。因n(Mg2+)=
≈0.75 mol,
则n(Cl-)=2×0.75 mol=1.5 mol。3.(2019·三明高一检测)已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL,密度为ρ g·cm-3,溶质的质量分数为w%,NaCl的物质的量浓度为c mol·L-1,溶液中NaCl的质量为m g,NaCl的物质的量为n mol。则下列表达式中正确的是
( )A.n= B.c=
C.w= D.V= 【解析】选B。 A选项中Vρ是NaCl溶液的质量,而非
NaCl的质量,错误;C选项应该是w%= ,错误;D选项中
V= ,即V=22.4n,误当作气体体积进行计算,错误。4.(2019·泰安高一检测)V mL Al2(SO4)3溶液中含有
Al3+m g,取V mL该溶液用水稀释至16V mL,则 物质
的量浓度为 ( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1【解析】选A。m g Al3+的物质的量为 = mol,
故V mL溶液中 的物质的量为 mol= mol,
稀释后溶液中 的物质的量浓度为 =
mol·L-1。 【素养提升】
“84”消毒液能有效杀灭各种细菌和病毒,某同学购买了一瓶某品牌的“84”消毒液,其瓶体上的消毒液说明如下:(1)你能否得到该“84”消毒液的物质的量浓度?
(2)该同学打算用100 mL“84”消毒液消毒,取该“84”消毒液稀释,稀释后的溶液的物质的量浓度是多少?这100 mL的消毒液中含有的有效成分的质量是多少?提示:(1)该“84”消毒液的物质的量浓度c(NaClO)=
≈4.0 mol·L-1。
(2)溶液稀释100倍后浓度变为原来的0.01,所以钠离子
的浓度是4.0 mol·L-1的 0.01倍,即0.04 mol·L-1;其
中有效成分NaClO的质量为0.1 L×0.04 mol·L-1×
74.5 g·mol-1=0.298 g。知识点二 配制一定体积物质的量浓度溶液的误差分
析
【重点释疑】
1.分析依据:cB=
由上述公式可知,摩尔质量(MB)不会发生改变,误差产
生的原因是由溶质的量(质量或物质的量)或溶液的体积产生的误差引起的。若mB偏大或V偏小,则cB偏高;若mB偏小或V偏大,则cB偏低。2.常见误差分析:(以配制100 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液为例)【易错提醒】仰视或俯视刻度线图解
定容时俯视、仰视对结果的影响是最容易判断错误的,务必确保眼睛视线→刻度线→凹液面最低点的次序,做到“三点一线”。(1)仰视刻度线(如图1)。
由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于溶液凹液面最低处,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏低。(2)俯视刻度线(如图2)。
从上向下看,最先看到的是刻度线,刻度线高于溶液凹液面最低处,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏高。【思考·讨论】
(1)用量筒量取5.8 mL浓硫酸倒入100 mL容量瓶,然后加水定容,配制一定浓度的硫酸溶液,这样操作可以吗?
提示:不可以。不能直接在容量瓶中稀释浓溶液,应在烧杯中进行。(2)天平的砝码沾有其他物质或已生锈,对所配溶液的浓度有何影响?如果药品、砝码的左右位置颠倒,且使用了游码对所配溶液的浓度有何影响?提示:天平的砝码沾有其他物质或已生锈,导致所称得的药品的量偏多,使所配溶液的浓度偏高;如果药品、砝码的左右位置颠倒,且使用了游码,药品的质量=砝码-游码,所称得的药品的量偏少,使所配溶液的浓度偏低。【案例示范】
【典例】(2019·南宁高一检测)实验室配制500 mL 0.5 mol·L-1的NaCl溶液,有如下操作步骤:
①把称量的NaCl晶体放入小烧杯中,加适量蒸馏水溶解。
②把①所得溶液小心转移到500 mL容量瓶中。③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距瓶颈刻度线下1～2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面最低处与刻度线相切。
④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次,每次洗涤的液体都小心转移到容量瓶中,并轻轻摇匀。⑤将容量瓶的瓶塞塞紧,充分摇匀。请填写下列空白:
(1)操作步骤的正确顺序为________(填序号)。?
(2)本实验用到的基本实验仪器有____________。?
(3)某同学观察液面的情况如图所示,对所配溶液浓度将有何影响?________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。?(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响?没有进行操作步骤④________;加蒸馏水时不慎超过了刻度线________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。?
(5)若实验过程中出现如下情况应如何处理?
加蒸馏水时不慎超过了刻度线_______________;?
向容量瓶中转移溶液时(操作步骤②)溶液流到容量瓶外面________。? 【思维建模】配制一定物质的量浓度溶液的误差分析思路如下:【解析】(1)根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步
骤可知其顺序为①②④③⑤。
(2)为防止仪器的遗漏,可根据步骤依次进行选取。
(3)根据c= ,定容时俯视刻度线,V偏小,c偏高。
(4)(5)加蒸馏水超过刻度线,V偏大,c偏低,这种情况下
配制的溶液浓度不是0.5 mol·L-1,因此要重配。答案:(1)①②④③⑤ (2)500 mL容量瓶、托盘天平、烧杯、胶头滴管、玻璃棒 (3)偏高 (4)偏低 偏低 (5)重配 重配【迁移·应用】
1.(2019·长沙高一检测)用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是 ( )【解析】选B。A中应左物右码;B正确;C中转移溶液要用玻璃棒引流;D中定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中。2.(2019·聊城高一检测)配制100 mL、1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液,下列情况会导致溶液浓度偏高的是 ( )
A.容量瓶使用前用1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液润洗
B.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C.仰视确定凹液面与刻度线相切
D.用敞口容器称量Na2CO3且时间过长【解析】选A。A项,润洗过程中增加了Na2CO3的量,使浓度偏高;B项,配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,溶质损失,浓度偏低;C项,仰视确定凹液面与刻度线相切,结果是加水多,溶液的体积大于100 mL,浓度偏低;D项,用敞口容器称量Na2CO3且时间过长,吸收空气中的CO2,结果偏低。【补偿训练】
1.(2019·淮北高一检测)配制250 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液时,下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B.所用NaOH已经潮解
C.定容摇匀后液面下降,再加水至刻度线
D.在容量瓶中进行定容时俯视刻度线【解析】选D。 A项,未进行洗涤操作导致m(NaOH)偏
小,c(NaOH)= 会偏小;B项,m(NaOH)减小,c(NaOH)
偏小;C项,此操作会使配得的溶液体积偏大,浓度偏
小;D项,在容量瓶中进行定容时俯视刻度线,所得溶液
的体积偏小,浓度偏大。2.下列实验操作会导致实验结果偏低的是( )
①配制100 g 10%的CuSO4溶液,称取10 g CuSO4晶体溶于90 g水中
②称量NaOH固体时动作太慢
③配制一定物质的量浓度的溶液时,药品与砝码放反了,游码读数为0.2 g
④配制完成后装入的试剂瓶中有水A.只有① B.只有②
C.②③④ D.①②③④
【解析】选D。①应称取10 g无水CuSO4溶于90 g水中,
称取10 g CuSO4晶体会使结果偏低;②晶体已经受潮,
称取的NaOH样品中NaOH的质量偏小,浓度偏低;③游码
应增加的是砝码质量,若放反了,则游码增加了药品质量,药品不足,会使结果偏低;④装入的试剂瓶中若有水会将溶液稀释,使结果偏低。3.某化学兴趣小组在实验中要配制1 mol·L-1的稀硫酸100 mL。实验室中浓硫酸的试剂瓶上的标签如下:(1)实验操作
A.用100 mL量筒量取98%的浓硫酸_________mL;
B.选取对应规格的容量瓶,洗涤,检查是否漏液,将稀释并冷却至室温的H2SO4沿玻璃棒转移到此容量瓶中;
C.用少量蒸馏水洗涤小烧杯和玻璃棒2～3次,并将洗涤液转移到容量瓶中;D.在小烧杯内稀释浓硫酸,稀释时要用玻璃棒不断搅拌;
E.向容量瓶中直接加蒸馏水至离刻度线1 ～2 cm处;
F.盖上容量瓶塞子、摇匀;
G.用胶头滴管小心加蒸馏水至刻度线;
H.将配制好的溶液转入已洗涤但尚未干燥的试剂瓶中贮存备用。(2)实验分析
①正确的操作步骤是(填序号)________。
②此实验中玻璃棒的作用是___________。
③实验操作有三处错误,这三处错误是
Ⅰ.___________________________________。
Ⅱ.___________________________________。
Ⅲ.___________________________________。④下列操作所配溶液浓度是“偏高”“偏低”还是“无影响”:
Ⅰ.稀释后的浓硫酸未经冷却至室温立即转移到容量瓶中________。
Ⅱ.转移硫酸后,小烧杯未洗涤________。
Ⅲ.定容时仰视容量瓶刻度线________。Ⅳ.定容时,液面超过刻度线再用胶头滴管吸出溶液至液面与刻度线相平________。?【解析】(1)需浓硫酸的体积为V:
=1 mol·L-1×0.1 L
V(H2SO4)=5.4 mL。
(2)①正确的操作步骤是ADBCEGFH。
②玻璃棒在稀释浓硫酸时起到搅拌的作用,防止液体
过热造成迸溅;在转移溶液时起到引流的作用。③通过计算需浓硫酸 5.4 mL,用100 mL量筒量取误差太大;向容量瓶中加液体需用玻璃棒引流,不能直接倒入;若将配好的溶液移入尚未干燥的试剂瓶中,会使所配溶液浓度减小。
④Ⅰ.浓硫酸稀释时放热,会使溶液体积膨胀,未经冷却转移溶液至定容,再冷却到室温时,溶液体积偏小,浓度偏高。Ⅱ.移液时,小烧杯未洗涤,使H2SO4偏少,浓度偏低。
Ⅲ.定容时仰视刻度,使溶液体积偏高,浓度偏低。
Ⅳ.液面超过刻度线再吸出,所含H2SO4偏少,浓度偏低。答案:(1)5.4 (2)①ADBCEGFH ②搅拌、引流
③Ⅰ.用100 mL量筒量取5.4 mL H2SO4
Ⅱ.向容量瓶中直接加水 Ⅲ.试剂瓶未干燥
④Ⅰ.偏高 Ⅱ.偏低 Ⅲ.偏低 Ⅳ.偏低【备选要点】
关于两种不同质量分数的同种溶液混合的变化规律与分析
1.等质量混合:所得溶液的质量分数等于原两溶液质量分数的平均值。如10%的硫酸与50%的硫酸等质量混合后所得溶液的质量分数为30%。2.等体积混合:
(1)密度<1 g ·cm-3的溶液(如氨水浓度越大,密度越小)
混合。
等体积混合后所得溶液的质量分数略小于原两溶液质
量分数的平均值。如10%的氨水与50%的氨水等体积混
合后所得溶液的质量分数略小于30%。原因:等质量混合时,质量分数为30%;等体积混合时,10%的氨水的密度大,质量大,相当于在等质量混合后又多加了一些10%的稀氨水,故浓度比30%略小。(2)密度>1 g·cm-3的溶液(如硫酸浓度越大,密度越大)混合。等体积混合后所得溶液的质量分数略大于原两溶液质量分数的平均值。如10%的硫酸与50%的硫酸等体积混合后所得溶液的质量分数略大于30%。原因:等质量混合时,质量分数为30%;等体积混合时,50%的硫酸的密度大,质量大,相当于在等质量混合后又多加了一些50%的浓硫酸,故浓度比30%略大。【过关训练】
1.(2019·济南高一检测)某校化学兴趣小组欲用盐酸和锌粒制取氢气,他们在实验室分别取了两瓶盐酸,a瓶标有“HCl,12%”,b瓶标有“HCl,2 mol·L-1”,下面是小组成员对两瓶盐酸的叙述,正确的是 ( )
A.a瓶中含有的溶质HCl比b瓶的多B.将b瓶加水稀释为原来体积的2倍,盐酸的物质的量浓度不变
C.从b瓶中取出十分之一溶液,溶质HCl的物质的量浓度变为0.2 mol·L-1
D.a瓶盐酸的物质的量浓度因未知溶液的密度无法计算【解析】选D。由于体积和质量未知,所以无法求算二
者溶质的多少,A不正确;若将b瓶加水稀释为原来体积
的2倍,则对应的盐酸的物质的量浓度会变成原来
的 ,B不正确;若从b瓶中取出十分之一溶液,溶液的
浓度不变,C不正确;根据公式c= 可知,在密度未
知的情况下,无法求算a瓶溶液中溶质的物质的量浓度,
D正确。2.(2019·佛山高一检测)已知氨水溶液的质量分数越
大时,其溶液的密度越小,将80%和20%的两种氨水溶液
等体积混合后,溶液的质量分数为 ( )
A.大于50% B.等于50%
C.小于50% D.无法确定【解析】选C。若两种氨水等质量混合,则混合后氨水
的质量分数为 =50%,等体积的两种氨水,浓氨
水的密度较小,所以质量较小,两种氨水混合后,质量分
数更接近稀氨水的浓度,所得氨水溶液的质量分数小于
50%。【课堂回眸】
【核心整合】
物质的量的桥梁作用:【素养迁移】
1.下列物质所含有的原子个数为阿伏加德罗常数的是
( )
A.1 mol Cl2 B.0.5 mol CO2
C.1 mol 氖气 D.0.5 mol SO3【解析】选C。A项所含原子是2 mol,B项所含原子是1.5 mol,C项所含原子是1 mol,D项所含原子是2 mol,故C正确。2.(2019·合肥高一检测)下列各物质中所含氢原子数最多的是 ( )
A.0.1 mol NH4Cl B.0.1 mol NH4HCO3
C.0.2 mol H2 D.0.2 mol H3PO4
【解析】选D。0.1 mol NH4Cl和0.2 mol H2均含0.4 mol H;0.1 mol NH4HCO3含0.5 mol H;0.2 mol H3PO4含0.6 mol H。【补偿训练】
两份质量相同的CH4和NH3比较,下列结论错误的是( )
A.分子个数比为17∶16
B.同温同压下两种气体的体积之比是17∶16
C.氢原子个数比为17∶12
D.原子个数比为17∶16【解析】选D。质量相同的CH4和NH3的物质的量之比是
=17∶16;分子个数比为 ∶ =17∶16,故A
正确;同温同压下两种气体的体积之比是 ∶ =
17∶16,故B正确;氢原子个数比为 ×4∶ ×3
=17∶12,故C正确;原子个数比为 ×5∶ ×4=
85∶64,故D错误。3.(2019·哈尔滨高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.l mol Na2O2溶于水转移的电子数为2NA
B.标准状况下,11.2 L SO3所含的分子数目为0.5NA
C.1 mol Cl2与足量的NaOH溶液反应,转移的电子数为NA
D.含4 mol HCl的浓盐酸与足量的二氧化锰反应,生成Cl2分子的数目为NA【解析】选C。过氧化钠与水反应时既是氧化剂也是还
原剂,l mol Na2O2溶于水转移的电子数为NA,A错误;标
准状况下三氧化硫不是气态,11.2 L SO3所含的分子数
目不是0.5NA,B错误;1 mol Cl2与足量的NaOH溶液反应
时既是氧化剂也是还原剂,转移的电子数为NA,C正确;
MnO2只与浓盐酸反应生成氯气和氯化锰,随着盐酸浓度的降低,HCl的还原性减弱,反应停止,因此含4 mol HCl的浓盐酸与足量的二氧化锰反应,生成Cl2分子的数目小于NA,D错误。4.(2019·苏州高一检测)下列四种气体:①含3.01
×1023个O的CO2,②标准状况下6.72 L 的HCl,③3.4 g的NH3,④0.5 mol He。所含的原子总数由少到多的正确顺序是 ( )
A.①<③<④<② B.③<①<②<④
C.④<①<②<③ D.④<②<①<③【解析】选D。①含0.75 mol原子;②为0.3 mol HCl,含0.6 mol 原子;③为0.2 mol NH3,含0.8 mol原子;
④含0.5 mol原子。5.下列说法中正确的是 ( )
A.在10 mL 2.4 mol·L-1的NaOH溶液中加入50 mL水,稀释后溶液的浓度是0.4 mol·L-1
B.从1 L 2 mol·L-1的H2SO4溶液中取出0.5 L,所得溶液的浓度为1 mol·L-1C.配制500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,需62.5 g胆矾
D.中和100 g 19.6%的H2SO4溶液,需要NaOH 4 g【解析】选C。A项,不知道稀释后溶液体积,所以无法
计算;B项,取出0.5 L的溶液,它的浓度并未发生变化,
仍为2 mol·L-1;C项,500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液
中,CuSO4的物质的量为0.5 L×0.5 mol·L-1=0.25 mol,
所以胆矾的物质的量也应为0.25 mol,即质量为0.25
mol×250 g·mol-1=62.5 g;D项,H2SO4的质量为100 g×19.6%=19.6 g,其物质的量为 =0.2 mol,中和
0.2 mol H2SO4需NaOH 0.4 mol,即0.4 mol×40g·mol-1
=16 g。6.绿色植物是空气天然的“净化器”,在家里科学选种一些绿色植物,可以达到净化空气、吸收有害物质的作用。柳杉为中国特有树种,可以吸收SO2。
科学研究发现,1公顷柳杉每月可以吸收160 kg SO2,则
1公顷柳杉每月吸收的SO2的物质的量为________,吸收
的SO2在标准状况下的体积是________。?
【解析】n(SO2)= =2 500 mol。V(SO2)=
2 500mol×22.4 L·mol-1=56 000 L。
答案: 2 500 mol 56 000 L7.下表是某人体检的部分指标:其中mmol·L-1所表示的物理量是________。说明它与mol·L-1之间的换算关系:________。?
【解析】甘油三酯的单位为mmol·L-1,是物质的量浓度的单位。根据m(米)与mm(毫米)之间的换算关系类比,可知1mmol·L-1=1×10-3mol·L-1。
答案:物质的量浓度 1mmol·L-1=1×10-3mol·L-1【补偿训练】
现有三种常见治疗胃病药品的标签:药品中所含的物质均能中和胃里过量的盐酸,三种药片
中哪种治疗胃酸的效果更好?
【解析】③治疗胃酸的效果更好。碳酸钙摩尔质量为
100 g·mol-1,氢氧化镁摩尔质量为58 g·mol-1,氧化
镁摩尔质量为40 g·mol-1,碳酸钙、氢氧化镁、氧化镁
与盐酸都按物质的量比1∶2反应,药片中三者的质量相同,摩尔质量越小,中和胃酸的能力越强,所以中和盐酸的能力为③>②>①。③效果更好。8.(2019·济南高一检测)某实验需0.50 mol·L-1NaCl溶液480 mL,按下列操作步骤填上适当的文字以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、________、________以及等质量的两片滤纸。?
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体________g。?(3)称量。
①天平调平之后,应将天平的游码调至某个位置,请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置:②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。?
③称量完毕,将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却,该步实验中需要使用玻璃棒,目的是
__________________________________________。?(5)转移、洗涤。在转移时应使用________引流,需要洗涤烧杯2～3次是为了________________________。?
(6)定容,摇匀。(7)将配好的溶液静置一段时间后,倒入指定的试剂瓶,并贴好标签,注明配制的时间、溶液名称及浓度。(8)在配制过程中,某学生在定容时观察液面视线情况如图所示,所配溶液的浓度会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。?【解析】配制480 mL 0.50 mol·L-1的NaCl溶液,必须
用500 mL的容量瓶。m(NaCl)=0.50 mol·L-1×0.5L
×58.5 g·mol-1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用
托盘天平称量时,物品放在左盘,配制一定物质的量浓
度的溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、
冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。定容时
仰视液面读数会造成溶液体积偏大,浓度偏低。答案:(1)500 mL容量瓶 胶头滴管 (2)14.6
(3)①
②左盘 (4)搅拌,加速NaCl溶解
(5)玻璃棒 保证溶质全部转移到容量瓶中
(8)偏低课堂检测·素养达标
1.(2019·郑州高一检测)2018年11月13日至16日,第26届国际计量大会在巴黎召开,会上对物质的量的单位——摩尔的定义进行了修改。摩尔起源于希腊文mole,原意为“堆量”,是在1971年10月,由41个国家参加的第14届国际计量大会上决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。
下列关于“摩尔”的理解正确的是 ( )
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D.1 mol氧含6.02×1023个O2
【补偿训练】
(2019·长沙高一检测)准确理解概念内涵才能准确把握概念本质。下列有关1 mol 的含义叙述错误的是 ( )
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.16 g O2中约含有6.02×1023个氧原子
C.4 mol水分子中含有8 mol H和4 mol O
D.1 mol Ne中含有6.02×1024个电子
2.下列说法中正确的是 ( )
A.1 mol SO2的质量为64 g·mol-1
B.Mg2+的摩尔质量是24 g
C.CO的摩尔质量是28 g·mol-1
D.氮的摩尔质量是28 g·mol-1
【补偿训练】
对于相同物质的量的SO2和SO3,下列说法正确的是 ( )
A.硫元素的质量比为5∶4 B.分子数之比为1∶1
C.原子总数之比为4∶3 D.质量之比为1∶1
3.下雪时,常用融雪剂清理路面。醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂,下列关于
1 mol CH3COOK的叙述正确的是 ( )
A.CH3COOK的相对分子质量为98 mol-1
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g
C.1 mol CH3COOK中含有2 mol氧
D.1 mol CH3COOK中含有3×6.02×1023个H
【补偿训练】
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol氢约含有6.02×1023个微粒
B.H2的摩尔质量是2 g
C.1 mol O2的质量是32 g,含有的氧原子数为2NA
D.2NA个H2SO4的摩尔质量为196 g·mol-1
4.下列物质的物质的量最大的是 ( )
A.1 g H2 B.11 g CO2
C.8 g O2 D.4.5 g H2O
【互动探究】(1)以上各项中所含原子总数最小的是哪个选项?
(2)假设A和C反应,生成多少克水?
5.(新思维·新考向)20世纪80年代,物理学家们发现了一种新的陶瓷材料,其可以在零下200摄氏度左右的环境下实现超导性,也因此被称作“高温超导体”。这些陶瓷材料中有一种是钇钡铜氧化物。这是一种最有前景的超导材料,未来或可应用于超导电缆、马达以及发电机等设备。
某超导陶瓷的化学组成为YBa2Cu3O7(提示:相对原子质量为Y:89,Ba:137,
Cu:64)。试回答:
(1)66.7 g该超导陶瓷的物质的量是多少?
(2)0.6 mol该晶体中含有的氧原子数目是________。?
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1.(2019·郑州高一检测)2018年11月13日至16日,第26届国际计量大会在巴黎召开,会上对物质的量的单位——摩尔的定义进行了修改。摩尔起源于希腊文mole,原意为“堆量”,是在1971年10月,由41个国家参加的第14届国际计量大会上决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。
下列关于“摩尔”的理解正确的是 ( )
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D.1 mol氧含6.02×1023个O2
【解析】选B。摩尔只是物质的量这一物理量的单位,不是一种物理量;含6.02×1023个粒子的集合体不一定计量为1摩尔,如含6.02×1023个氧原子的O2的物质的量是0.5 mol;1 mol氧含义不明确,应说1 mol O2含6.02×1023个氧分子。
【补偿训练】
(2019·长沙高一检测)准确理解概念内涵才能准确把握概念本质。下列有关1 mol 的含义叙述错误的是 ( )
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.16 g O2中约含有6.02×1023个氧原子
C.4 mol水分子中含有8 mol H和4 mol O
D.1 mol Ne中含有6.02×1024个电子
【解析】选A。有的物质是由分子构成的,如CO2、O2等,而有的物质不含分子,如金属单质、NaCl等,A错误;16 g O2的物质的量为0.5 mol,所含氧原子数为
0.5 mol×6.02×1023mol-1×2=6.02×1023,B正确;由水的组成可知C正确;1个Ne中含有10个电子,故1 mol Ne中含有6.02×1024个电子,D正确。
2.下列说法中正确的是 ( )
A.1 mol SO2的质量为64 g·mol-1
B.Mg2+的摩尔质量是24 g
C.CO的摩尔质量是28 g·mol-1
D.氮的摩尔质量是28 g·mol-1
【解析】选C。质量的常用单位之一,单位是g, g·mol-1是摩尔质量的单位,A、B项错误。D项中的氮所指的对象不明确,不能确定是氮分子还是氮原子,错误。
【补偿训练】
对于相同物质的量的SO2和SO3,下列说法正确的是 ( )
A.硫元素的质量比为5∶4 B.分子数之比为1∶1
C.原子总数之比为4∶3 D.质量之比为1∶1
【解析】选B。由n(SO2)=n(SO3),得N(SO2)∶N(SO3)=1∶1;A项,应为1∶1;C项,应为3∶4;D项,m(SO2)∶m(SO3)=M(SO2)∶M(SO3)=64∶80=4∶5。
3.下雪时,常用融雪剂清理路面。醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂,下列关于
1 mol CH3COOK的叙述正确的是 ( )
A.CH3COOK的相对分子质量为98 mol-1
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g
C.1 mol CH3COOK中含有2 mol氧
D.1 mol CH3COOK中含有3×6.02×1023个H
【解析】选D。CH3COOK的相对分子质量为98,A项错误;CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol-1,B项错误;2 mol氧是指氧原子还是指氧分子,指代不明确,C项错误;
1个CH3COOK中含有3个H,所以1 mol CH3COOK中含有3×6.02×1023个H,D项正确。
【补偿训练】
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol氢约含有6.02×1023个微粒
B.H2的摩尔质量是2 g
C.1 mol O2的质量是32 g,含有的氧原子数为2NA
D.2NA个H2SO4的摩尔质量为196 g·mol-1
【解析】选C。A项未指出1 mol氢具体是什么微粒,无法确定其个数,如1 mol H2含1 mol氢气分子,含2 mol 氢原子;B项,摩尔质量的单位为g·mol-1;D项,2NA个H2SO4的质量为196 g,但其摩尔质量仍然为98 g·mol-1。
4.下列物质的物质的量最大的是 ( )
A.1 g H2 B.11 g CO2
C.8 g O2 D.4.5 g H2O
【解析】选A。n(H2)==0.5 mol,n(CO2)==
0.25 mol,n(O2)==0.25 mol,n(H2O)==0.25 mol。
【互动探究】(1)以上各项中所含原子总数最小的是哪个选项?
提示:C。由题意可知,各项中所含原子的物质的量依次为1 mol、0.75 mol、
0.5 mol和0.75 mol。
(2)假设A和C反应,生成多少克水?
提示:9 g。1 g氢气和8 g氧气正好完全反应,根据质量守恒定律可知生成9 g水。
5.(新思维·新考向)20世纪80年代,物理学家们发现了一种新的陶瓷材料,其可以在零下200摄氏度左右的环境下实现超导性,也因此被称作“高温超导体”。这些陶瓷材料中有一种是钇钡铜氧化物。这是一种最有前景的超导材料,未来或可应用于超导电缆、马达以及发电机等设备。
某超导陶瓷的化学组成为YBa2Cu3O7(提示:相对原子质量为Y:89,Ba:137,
Cu:64)。试回答:
(1)66.7 g该超导陶瓷的物质的量是多少?
提示:0.1 mol。该超导陶瓷的摩尔质量为667 g·mol-1,
根据公式n=计算可得66.7 g该超导陶瓷的物质的量为0.1 mol。
(2)0.6 mol该晶体中含有的氧原子数目是________。?
提示:2.53×1024。根据公式N=n·NA=0.6 mol×7×6.02×1023 mol-1=2.53×1024计算可得。
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1.(2019·哈尔滨高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.1 mol任何气体的体积都是22.4 L
B.在标准状况下,某气体的体积为22.4 L,则该气体的物质的量为1 mol,所含的分子数目约为6.02×1023
C.当温度高于0 ℃时,一定量任何气体的体积都大于22.4 L
D.当压强大于101 kPa时,1 mol任何气体的体积都小于22.4 L
【补偿训练】
下列叙述中,不正确的是 ( )
A.1 mol H2在标准状况和非标准状况下均约为2 g
B.在标准状况下某气体的体积是22.4 L,则可认为该气体的物质的量约是1 mol
C.在20 ℃时,1 mol的任何气体的体积总比22.4 L大
D.1 mol H2和O2的混合气体,在标准状况下的体积也是22.4 L
2.(2019·渭南高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.32 g O2占有的体积约为22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子
C.在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 g
D.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
3.(2019·襄阳高一检测)在标准状况下,与32 g O2的体积相等的N2 ( )
A.质量为14 g B.分子数为6.02×1024
C.体积为22.4 L D.物质的量为2 mol
4.(2019·盐城高一检测)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
( )
A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
B.25 ℃、101 kPa下,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C.在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
D.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
5.(2019·天津静安区高一检测)相同状况下,等质量的O2和CO2相比较,下列叙述正确的是 ( )
A.体积比为8∶11
B.密度之比为1∶1
C.物质的量之比为11∶8
D.原子个数之比为12∶11
6.根据阿伏加德罗定律的相关内容,下列说法错误的是 ( )
A.温度相同、体积相同的 O2(g)和 N2(g)分子数相同
B.等温等压下,SO2气体与 CO2气体的密度之比等于 16∶11
C.温度和容积相同的两气罐中分别盛有 5 mol O2(g)和 2 mol N2 (g),两容器中的压强之比等于 5∶2
D.等温等压条件下,5 mol O2(g)和 2 mol H2(g)的体积之比等于 5∶2
7.(2019·南京高一检测)在标准状况下,5.6 L氮气、33 g二氧化碳和0.5 mol甲烷。
(1)其中物质的量最大的是________,质量最小的是________;?
(2)物质所含分子数目最多的是________,所含原子数目最多的是________;?
(3)物质所占体积最大的是________,这三种气体的体积比为________。?
【补偿训练】
(1)同温同压下,同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为____________,物质的量之比为__________,原子总数之比为_________________________,
质量之比为________________,密度之比为___________________________。
(2)在标准状况下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子数最多的是________________,含原子数最多的是________________,质量最大的是
________________,体积最小的是_______________________________。
8.已知1 mol气体在不同条件下的体积:
化学式
条件
1 mol气体体积/L
H2
0 ℃,101 kPa
22.4
O2
22.4
CO
22.4
H2
0 ℃,202 kPa
11.2
CO2
11.2
N2
273 ℃,202 kPa
22.4
NH3
22.4
(1)从上表分析得出的结论:
①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为______。?
②1 mol的气体,在不同的条件下,体积______(填序号)。?
A.一定相等 B.一定不相等 C.不一定相等
(2)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是_________。?
(3)应用:在标准状况下,4 g氧气的体积是________。?
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1.(2019·哈尔滨高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.1 mol任何气体的体积都是22.4 L
B.在标准状况下,某气体的体积为22.4 L,则该气体的物质的量为1 mol,所含的分子数目约为6.02×1023
C.当温度高于0 ℃时,一定量任何气体的体积都大于22.4 L
D.当压强大于101 kPa时,1 mol任何气体的体积都小于22.4 L
【解析】选B。A未指明气体所处的状况;C未指明压强;D未指明温度。气体摩尔体积同时受温度和压强的影响,故A、C、D都错误。
【补偿训练】
下列叙述中,不正确的是 ( )
A.1 mol H2在标准状况和非标准状况下均约为2 g
B.在标准状况下某气体的体积是22.4 L,则可认为该气体的物质的量约是1 mol
C.在20 ℃时,1 mol的任何气体的体积总比22.4 L大
D.1 mol H2和O2的混合气体,在标准状况下的体积也是22.4 L
【解析】选C。气体的质量只与气体的摩尔质量和气体的物质的量有关,与气体的温度、压强无关,A正确;22.4 L·mol-1是在特定条件下的气体摩尔体积,所以在标准状况下,某气体的体积是22.4 L,则可以认为该气体的物质的量约是
1 mol,B正确;由于气体摩尔体积与气体的温度、压强有关,因此仅温度定,而压强不定,1 mol气体的体积自然不能确定,也就是说在20 ℃时,1 mol的任何气体的体积可能比22.4 L大,也可能比22.4 L小,还可能等于22.4 L,C不正确;在标准状况下,1 mol任何气体(可以是纯净气体,也可以是混合气体)的体积都约是22.4 L,D项正确。
2.(2019·渭南高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.32 g O2占有的体积约为22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子
C.在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 g
D.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
【解析】选D。A、B两项都没有指明是“标准状况下”,错误;C项标准状况下水不是气体,所以22.4 L水不是1 mol,故也不是18 g,错误;D项中22 g CO2的物质的量为0.5 mol,标准状况下11.2 L HCl的物质的量也为0.5 mol,两种气体的物质的量相同,所以含有的分子数也相同,正确。
3.(2019·襄阳高一检测)在标准状况下,与32 g O2的体积相等的N2 ( )
A.质量为14 g B.分子数为6.02×1024
C.体积为22.4 L D.物质的量为2 mol
【解析】选C。n(O2)==1 mol,V(O2)=22.4 L,因此n(N2)=1 mol,m(N2)=
28 g,N(N2)=6.02×1023,V(N2)=22.4 L。
4.(2019·盐城高一检测)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
( )
A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
B.25 ℃、101 kPa下,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C.在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
D.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
【解析】选B。氦气为单原子分子,含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的物质的量为1 mol,体积约为22.4 L,A错误;C项不是标准状况,错误;标准状况下H2O不是气体,D错误。
5.(2019·天津静安区高一检测)相同状况下,等质量的O2和CO2相比较,下列叙述正确的是 ( )
A.体积比为8∶11
B.密度之比为1∶1
C.物质的量之比为11∶8
D.原子个数之比为12∶11
【解析】选C。根据阿伏加德罗定律及推论,体积比等于物质的量之比,即
mol∶ mol=11∶8,A项错误;相同状况下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,故为32∶44=8∶11,B项错误;物质的量之比等于体积之比,为11∶8,C项正确;原子个数之比为(11×2)∶(8×3)=11∶12,D项错误。
6.根据阿伏加德罗定律的相关内容,下列说法错误的是 ( )
A.温度相同、体积相同的 O2(g)和 N2(g)分子数相同
B.等温等压下,SO2气体与 CO2气体的密度之比等于 16∶11
C.温度和容积相同的两气罐中分别盛有 5 mol O2(g)和 2 mol N2 (g),两容器中的压强之比等于 5∶2
D.等温等压条件下,5 mol O2(g)和 2 mol H2(g)的体积之比等于 5∶2
【解析】选A。压强不一定相同,则Vm不一定相同,体积相同时,物质的量不一定相同,二者分子数也不一定相同,故A错误;等温等压下,气体的Vm相同,由ρ==可知SO2气体与CO2气体的密度之比等于64∶44=16∶11,故B正确;温度和容积相同的气体,容器的压强与气体的物质的量成正比,则两容器中的压强之比等于5∶2,故C正确;等温等压下,气体的Vm相同,气体的物质的量与体积成正比,5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2,故D正确。
7.(2019·南京高一检测)在标准状况下,5.6 L氮气、33 g二氧化碳和0.5 mol甲烷。
(1)其中物质的量最大的是________,质量最小的是________;?
(2)物质所含分子数目最多的是________,所含原子数目最多的是________;?
(3)物质所占体积最大的是________,这三种气体的体积比为________。?
【解析】V(N2)=5.6 L,n=0.25 mol,m=7 g,
N(N2)=0.25NA,N(N)=0.5NA;
m(CO2)=33 g,n=0.75 mol,V标=16.8 L,N(CO2)=
0.75NA,N原子=2.25NA;
n(CH4)=0.5 mol,m=8 g,V标=11.2 L,N(CH4)=0.5NA,N原子=2.5NA。
答案:(1)CO2 N2 (2)CO2 CH4 (3)CO2
V(N2)∶V(CO2)∶V(CH4)=1∶3∶2
【补偿训练】
(1)同温同压下,同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为____________,物质的量之比为__________,原子总数之比为_________________________,
质量之比为________________,密度之比为___________________________。
(2)在标准状况下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子数最多的是________________,含原子数最多的是________________,质量最大的是
________________,体积最小的是_______________________________。
【解析】(1)同温同压下,同体积的CH4、CO2的物质的量相同,分子数相等,原子总数之比等于分子中原子个数之比,即5∶3;物质的量相等时,质量之比等于摩尔质量之比,即4∶11;相同状况下,气体密度之比等于相对分子质量之比,即4∶11。
(2)3种物质的物质的量分别为n(H2)==2 mol,
n(O2)==0.5 mol,n(H2O)=1 mol。物质的量越大,所含分子数越多,故所含分子数最多的是H2;所含原子数分别为2 mol×2=4 mol,0.5 mol×2=
1 mol,1 mol×3=3 mol,故所含原子数最多的是H2;质量分别为m(H2)=4g,
m(O2)=0.5 mol×32 g·mol-1=16 g,m(H2O)=1 mol×18 g·mol-1=18 g,故质量最大的是H2O;体积分别为V(H2)=22.4 L·mol-1×2 mol=44.8 L,V(O2)=11.2 L,而水在标准状况下为液态,其体积只有18 mL,故体积最小的是H2O。
答案:(1)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶11
(2)H2 H2 H2O H2O?
8.已知1 mol气体在不同条件下的体积:
化学式
条件
1 mol气体体积/L
H2
0 ℃,101 kPa
22.4
O2
22.4
CO
22.4
H2
0 ℃,202 kPa
11.2
CO2
11.2
N2
273 ℃,202 kPa
22.4
NH3
22.4
(1)从上表分析得出的结论:
①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为______。?
②1 mol的气体,在不同的条件下,体积______(填序号)。?
A.一定相等 B.一定不相等 C.不一定相等
(2)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是_________。?
(3)应用:在标准状况下,4 g氧气的体积是________。?
【解析】(1)从表中的数据可以看出,1 mol任何气体在标准状况下体积都约为22.4 L;1 mol气体在不同条件下,体积不一定相等。
(2)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同,且1 mol气体的分子数目也相同,所以在相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等。
(3)4 g氧气的物质的量==0.125 mol,标准状况下氧气的体积=
0.125 mol×22.4 L·mol-1=2.8 L。
答案:(1)①22.4 L ②C (2)在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同,且1 mol气体的分子数目也相同 (3) 2.8 L
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1.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是 ( )
A.将40 g NaOH固体溶解于1 L水中
B.将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的浓盐酸与9 L水混合
D.10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液
【补偿训练】
下列说法正确的是 ( )
A.把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4跟100 mL H2O混合,硫酸的物质的量浓度改变为1.5 mol·L-1
B.把200 mL 3 mol·L-1的BaCl2溶液跟100 mL 3 mol·L-1的KCl溶液混合后,溶液中的c(Cl-)仍然是3 mol·L-1
C.把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl溶液的溶质质量分数是10%
D.把100 mL 20%的NaOH溶液跟100 mL H2O混合后,NaOH溶液的质量分数是10%
2.(2019·长春高一检测)关于容量瓶的四种叙述:①是配制一定物质的量浓度溶液的仪器;②不宜贮存溶液;③不能用来加热;④使用之前要检查是否漏水。这些叙述中正确的是 ( )
A.①②③④ B.②③
C.①②④ D.②③④
3.(2019·济南高一检测)配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,下列操作正确的是 ( )
A.称取10.6 g无水碳酸钠,加入100 mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.称取10.6 g无水碳酸钠,加入100 mL蒸馏水,搅拌、溶解
C.转移Na2CO3溶液时,未用玻璃棒引流,直接倒入容量瓶中
D.定容后,塞好瓶塞,反复倒转,摇匀
【补偿训练】
某同学用NaOH固体配制0.10 mol·L-1的NaOH溶液的过程如图所示:
你认为该同学的错误步骤有 ( )
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
4.(2019·三明高一检测)下列溶液中,跟100 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液中所含的Cl-物质的量浓度相同的是 ( )
A.100 mL 0.5 mol·L-1 MgCl2溶液
B.200 mL 0.25 mol·L-1 AlCl3溶液
C.50 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液
D.25 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液
【补偿训练】
(2019·济南高一检测)与100 mL 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液中Cl-浓度相同的是
( )
A.50 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
B.200 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液
C.200 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液
D.200 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液
5.(2019·东城区高一检测)取100 mL 0.3 mol·L-1和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸注入500 mL容量瓶中,加水稀释至刻度线,该混合溶液中H+的物质的量浓度是 ( )
A.0.21 mol·L-1 B.0.42 mol·L-1
C.0.56 mol·L-1 D.0.26 mol·L-1
【补偿训练】
(2019·滁州高一检测)某同学在配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,有下列不当操作:①称量时天平未达平衡(左低右高);②摇匀后见液面下降,再加水至刻度线;这两处不当操作对所得溶液浓度的影响是 ( )
A.都导致浓度偏大
B.①导致浓度偏小,②导致浓度偏大
C.都导致浓度偏小
D.①导致浓度偏大,②导致浓度偏小
6.(新思维·新考向)NaOH俗称烧碱、火碱、苛性钠,是化学实验室中一种必备的化学药品,亦为常见的化工产品之一。实验中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液250 mL。
(1)在配制NaOH溶液的过程中需要用到的主要实验仪器有哪些?
(2)使用容量瓶前必须进行什么样的操作?
(3)实验过程中共几次用到玻璃棒?其作用是否相同?
(4)配制时经以下操作步骤,请你排出正确的实验操作顺序________。?
A.用适量的蒸馏水加入盛NaOH的烧杯中完全溶解,冷却至室温
B.将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中
C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1～2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切
D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次,每次洗涤液都小心注入容量瓶,并轻轻振荡
E.将容量瓶瓶塞塞紧,充分摇匀
(5)后续的实验中发现所配制的NaOH溶液的浓度偏大。请分析可能的原因。
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1.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是 ( )
A.将40 g NaOH固体溶解于1 L水中
B.将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的浓盐酸与9 L水混合
D.10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液
【解析】选D。“1 L水”是溶剂的体积,不是溶液的体积,A错误;未指明氯化氢气体的状况,B错误;两者混合后的体积不是10 L,C错误;10 g NaOH的物质的量是0.25 mol,溶液体积是0.25 L,故浓度是1 mol·L-1,D正确。
【补偿训练】
下列说法正确的是 ( )
A.把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4跟100 mL H2O混合,硫酸的物质的量浓度改变为1.5 mol·L-1
B.把200 mL 3 mol·L-1的BaCl2溶液跟100 mL 3 mol·L-1的KCl溶液混合后,溶液中的c(Cl-)仍然是3 mol·L-1
C.把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl溶液的溶质质量分数是10%
D.把100 mL 20%的NaOH溶液跟100 mL H2O混合后,NaOH溶液的质量分数是10%
【解析】选C。稀释前后溶质硫酸的物质的量不变,混合溶液体积小于200 mL,所以稀释后硫酸的物质的量浓度大于1.5 mol·L-1,故A错误;3 mol·L-1的BaCl2溶液中氯离子浓度为6 mol·L-1,3 mol·L-1的KCl溶液中氯离子浓度为3 mol·L-1,氯离子浓度介于3～6 mol·L-1,若忽略体积变化,混合后氯离子浓度约为
=5 mol·L-1,故B错误;混合后溶液质量为
200 g,溶质氯化钠的质量不变,为100 g×20%=20 g,所以混合后氯化钠溶液的溶质质量分数为×100%=10%,故C正确;水的密度小于氢氧化钠溶液密度,混合后溶液的质量小于2倍的100 mL 20%的氢氧化钠溶液质量,所以混合后的氢氧化钠溶液的质量分数大于10%,故D错误。
2.(2019·长春高一检测)关于容量瓶的四种叙述:①是配制一定物质的量浓度溶液的仪器;②不宜贮存溶液;③不能用来加热;④使用之前要检查是否漏水。这些叙述中正确的是 ( )
A.①②③④ B.②③
C.①②④ D.②③④
【解析】选A。容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器,使用前要先检查容量瓶是否漏水,容量瓶不能加热,不能用容量瓶长期贮存配制好的溶液。
3.(2019·济南高一检测)配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,下列操作正确的是 ( )
A.称取10.6 g无水碳酸钠,加入100 mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.称取10.6 g无水碳酸钠,加入100 mL蒸馏水,搅拌、溶解
C.转移Na2CO3溶液时,未用玻璃棒引流,直接倒入容量瓶中
D.定容后,塞好瓶塞,反复倒转,摇匀
【解析】选D。A选项错,不能在容量瓶中溶解物质;B选项错,因为要配制100 mL溶液,加入100 mL蒸馏水溶解Na2CO3所得溶液不是100 mL;C选项错,未用玻璃棒引流。
【补偿训练】
某同学用NaOH固体配制0.10 mol·L-1的NaOH溶液的过程如图所示:
你认为该同学的错误步骤有 ( )
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
【解析】选B。①处NaOH不能直接放在天平托盘上称量,⑤处应该平视刻度线,且凹液面最低点与刻度线相切。
4.(2019·三明高一检测)下列溶液中,跟100 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液中所含的Cl-物质的量浓度相同的是 ( )
A.100 mL 0.5 mol·L-1 MgCl2溶液
B.200 mL 0.25 mol·L-1 AlCl3溶液
C.50 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液
D.25 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液
【解析】选D。物质的量浓度与溶液的体积无关,100 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液中c(Cl-)=0.5 mol·L-1,而A、B、C、D项中,c(Cl-)分别为1 mol·L-1、0.75 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1,D项正确。
【补偿训练】
(2019·济南高一检测)与100 mL 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液中Cl-浓度相同的是
( )
A.50 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
B.200 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液
C.200 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液
D.200 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液
【解析】选B。溶液中离子浓度不随所取用溶液体积的多少而改变。
5.(2019·东城区高一检测)取100 mL 0.3 mol·L-1和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸注入500 mL容量瓶中,加水稀释至刻度线,该混合溶液中H+的物质的量浓度是 ( )
A.0.21 mol·L-1 B.0.42 mol·L-1
C.0.56 mol·L-1 D.0.26 mol·L-1
【解析】选B。容量瓶中H2SO4溶液的H+的物质的量为
n(H+)=(0.1 L×0.3 mol·L-1+0.3 L×0.25 mol·L-1)×2=0.21 mol,所以c(H+)==0.42 mol·L-1。
【补偿训练】
(2019·滁州高一检测)某同学在配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,有下列不当操作:①称量时天平未达平衡(左低右高);②摇匀后见液面下降,再加水至刻度线;这两处不当操作对所得溶液浓度的影响是 ( )
A.都导致浓度偏大
B.①导致浓度偏小,②导致浓度偏大
C.都导致浓度偏小
D.①导致浓度偏大,②导致浓度偏小
【解析】选D。根据c==,①天平称量时“左物右码”,左低右高,说明药品多,因此所配溶液浓度偏大;②摇匀后见液面下降,再加水至刻度线,溶液体积偏大,因此所配溶液浓度偏小。
6.(新思维·新考向)NaOH俗称烧碱、火碱、苛性钠,是化学实验室中一种必备的化学药品,亦为常见的化工产品之一。实验中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液250 mL。
(1)在配制NaOH溶液的过程中需要用到的主要实验仪器有哪些?
提示:因为使用NaOH固体配制溶液,所以用到的主要仪器有托盘天平、小烧杯、药匙、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管。
(2)使用容量瓶前必须进行什么样的操作?
提示:容量瓶在使用前必须进行检漏。
(3)实验过程中共几次用到玻璃棒?其作用是否相同?
提示:2次用到玻璃棒。玻璃棒的作用分别为溶解NaOH固体时起搅拌作用,加速固体的溶解;将烧杯中溶解的NaOH溶液转移到容量瓶时起引流作用,以防止液体洒在瓶外及沾在瓶的刻度线上方而引起体积不准确。
(4)配制时经以下操作步骤,请你排出正确的实验操作顺序________。?
A.用适量的蒸馏水加入盛NaOH的烧杯中完全溶解,冷却至室温
B.将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中
C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1～2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切
D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次,每次洗涤液都小心注入容量瓶,并轻轻振荡
E.将容量瓶瓶塞塞紧,充分摇匀
提示:ABDCE。
(5)后续的实验中发现所配制的NaOH溶液的浓度偏大。请分析可能的原因。
提示:浓度偏大,可能是溶质质量偏大,如称量时砝码上有杂质等,或溶液体积偏小,如定容时俯视刻度线等。
课时素养评价 三
物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
1.下列数量的各物质中,含分子个数最多的是 ( )
A.1 mol HCl B.3.01×1023个氧分子
C.22 g CO2 D.0.5 g H2
【补偿训练】
1.(2019·济南高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.摩尔是表示物质的量的单位,每摩尔物质含有6.02×1023个分子
B.2H既可表示2个氢原子,又可表示2 mol氢原子
C.相同物质的量的CO和CO2所含的原子总数目之比为2∶3
D.相同质量的CO和CO2所含的原子总数目之比为1∶1
2.(2019·襄阳高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.摩尔是表示物质数量的单位
B.摩尔是表示物质多少的单位
C.摩尔是既能表示物质所含微粒数的数量,又能表示物质质量的具有双重意义的单位
D.摩尔是物质的量的国际单位
2.现在雾霾天气频繁,严重影响着人们的生活质量,因此一种号称“空气维生素”的神秘物质应运而生。实际上空气维生素就是空气中的自由电子附着在分子或原子上形成的空气负离子(也叫阴离子)。就是一种空气负离子,其摩尔质量为
( )
A.32 g B.33 g
C.32 g·mol-1 D.33 g·mol-1
【补偿训练】
(2019·福州高一检测)下列物质中,摩尔质量最大的是 ( )
A.10 mL H2O B.0.8 mol H2SO4
C.54 g Al D.1 g CaCO3
3.下列说法正确的是 ( )
A.硫酸的摩尔质量是98 g
B.18 g水中含有1 mol H2
C.O2的摩尔质量在数值上(单位是g·mol-1)等于其相对分子质量
D.1 mol一氧化碳的质量为28 g·mol-1
4.(2019·镇江高一检测)两种大气污染物NO2和SO2在一定条件下可以发生如下反应:NO2+SO2NO+SO3,在体积为V L的密闭容器中通入3 mol NO2和5 mol SO2,反应后容器内氮原子和氧原子个数之比为 ( )
A. B.
C. D.
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
5.根据国际单位制及物质的量回答下列问题:
(1)下列物质不能用摩尔做单位的是________。?
A.食盐 B.纯碱 C.烧碱 D.小米
(2)下列关于“物质的量”及其单位“摩尔”的理解中正确的是________。?
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.物质的量既可以衡量微观粒子的数量,也可以衡量宏观物质
D.国际上规定,0.012 kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩
(3)下列属于物理量的是________。?
A.千克 B.物质的量 C.电流 D.秒
(4)请你列举三种能够用物质的量来衡量的微粒:?_____________________。?
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
6.(2019·南京高一检测)下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法,错误的是
( )
A.1 mol O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5 NA,含电子数为5NA
C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量为0.5 mol
7.2019年3月10日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将“中星6C”卫星发射升空。“中星6C”主要用于广播和通信,可提供高质量语音、数据、广播电视传输业务。卫星的发射需要用到运载火箭,偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生巨大能量,可作为航天运载火箭的推动力来源。
下列叙述中正确的是 ( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol-1
D.6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
8.阅读下列文章,回答问题。
感受阿伏加德罗常数
假若有6.02×1023粒小米,我们把13亿人口都动员起来数这些米粒,按每人每秒钟数一粒,不吃不喝不睡来计算时间,数完6.02×1023个米粒,一共要用掉
1 400多万年的时间!一个水分子的直径约为4×1 m,将6.02×1023个水分子一个接一个地排列起来,就有2.4×1011 km,约能绕地球赤道600万圈。可见, 6.02×1023是一个非常巨大的数,用它作衡量物质的量的基准,1 mol 物质中所含的微粒数量是相当巨大的,所以物质的量只用于描述微观粒子,不能用于宏观物体的描述。
(1)0.5 mol H2O含有的分子数、原子数、质子数分别是多少?
(2)含有氢原子数相同的H2O和C2H4分子数是否相同?分子数之比是多少?
【补偿训练】
1.(2019·西安高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值。试回答下列问题:
(1)3.01×1023个氯气分子的物质的量是__________________________。?
(2)1.5 mol Na2SO4·10H2O中所含Na+的物质的量是______,所含S的物质的量是________,所含H2O的数目是________________。?
(3)________mol Na2CO3所含Na+数目与0.5 mol NaOH所含Na+数目相等。?
2.(2019·威海高一检测)在下面的横线上填上适当的内容。
(1)6.02×1024个Na+约含有________mol Na+,其质量为________g。?
(2)4.5 mol CH4约含有________个CH4,其质量为________g。?
(3)3.01×1023个S约含有________mol S,其质量为________g;49 g H3PO4约含有________个H,________个P,________个O,共含有________个原子。?
课时素养评价 三
物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
1.下列数量的各物质中,含分子个数最多的是 ( )
A.1 mol HCl B.3.01×1023个氧分子
C.22 g CO2 D.0.5 g H2
【解析】选A。A.1 mol HCl含NA个分子;B.含3.01×1023个O2的物质的量为
0.5 mol,氧分子数为0.5NA;C.22 g CO2的物质的量为=0.5 mol,分子数为0.5NA;D.0.5 g H2的物质的量为=0.25 mol,分子数为0.25NA。所以含分子数最多的是1 mol氯化氢,故答案为A。
【补偿训练】
1.(2019·济南高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.摩尔是表示物质的量的单位,每摩尔物质含有6.02×1023个分子
B.2H既可表示2个氢原子,又可表示2 mol氢原子
C.相同物质的量的CO和CO2所含的原子总数目之比为2∶3
D.相同质量的CO和CO2所含的原子总数目之比为1∶1
【解析】选C 。摩尔是物质的量的单位,物质的量是一个专有名词,不能任意删减,并且每摩尔物质含有的微粒不一定只有分子,也可能是原子或离子,A错误;2H只表示2个氢原子,B错误;相同质量的CO和CO2所含的原子总数目之比为22∶21,D错误。
2.(2019·襄阳高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.摩尔是表示物质数量的单位
B.摩尔是表示物质多少的单位
C.摩尔是既能表示物质所含微粒数的数量,又能表示物质质量的具有双重意义的单位
D.摩尔是物质的量的国际单位
【解析】选D。物质的量是表示物质所含微粒数目多少的物理量,摩尔是物质的量的单位,1 mol物质约含有6.02×1023个微粒。
2.现在雾霾天气频繁,严重影响着人们的生活质量,因此一种号称“空气维生素”的神秘物质应运而生。实际上空气维生素就是空气中的自由电子附着在分子或原子上形成的空气负离子(也叫阴离子)。就是一种空气负离子,其摩尔质量为
( )
A.32 g B.33 g
C.32 g·mol-1 D.33 g·mol-1
【解析】选C。的相对质量为2×16=32,因此的摩尔质量为32 g·mol-1。
【补偿训练】
(2019·福州高一检测)下列物质中,摩尔质量最大的是 ( )
A.10 mL H2O B.0.8 mol H2SO4
C.54 g Al D.1 g CaCO3
【解析】选D。摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值上等于相对原子质量或相对分子质量,与其质量或体积的多少无关。四个选项中相对分子(或原子)质量分别为18、98、27、100,故选D。
3.下列说法正确的是 ( )
A.硫酸的摩尔质量是98 g
B.18 g水中含有1 mol H2
C.O2的摩尔质量在数值上(单位是g·mol-1)等于其相对分子质量
D.1 mol一氧化碳的质量为28 g·mol-1
【解析】选C。摩尔质量的单位是g·mol-1,A项错误;18 g水中含有1 mol H2O,而不是1 mol H2,B项错误;C项符合摩尔质量的概念,正确;1 mol CO的质量是28 g,D项错误。
4.(2019·镇江高一检测)两种大气污染物NO2和SO2在一定条件下可以发生如下反应:NO2+SO2NO+SO3,在体积为V L的密闭容器中通入3 mol NO2和5 mol SO2,反应后容器内氮原子和氧原子个数之比为 ( )
A. B.
C. D.
【解析】选C。化学反应前后原子种类和原子个数不变,N(N)∶N(O)= n(N)∶n(O)=n(NO2)∶[2n(NO2)+2n(SO2)]=3∶(3×2+5×2)。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
5.根据国际单位制及物质的量回答下列问题:
(1)下列物质不能用摩尔做单位的是________。?
A.食盐 B.纯碱 C.烧碱 D.小米
(2)下列关于“物质的量”及其单位“摩尔”的理解中正确的是________。?
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.物质的量既可以衡量微观粒子的数量,也可以衡量宏观物质
D.国际上规定,0.012 kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩
(3)下列属于物理量的是________。?
A.千克 B.物质的量 C.电流 D.秒
(4)请你列举三种能够用物质的量来衡量的微粒:?_____________________。?
【解析】(1)物质的量不能用来描述宏观的物质,如大米、土豆等,这个物理量描述的应该是微观的物质,如原子、分子、离子等,以及由特定的离子、原子构成的纯净物,如NaCl、Na2CO3等。(2)物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,其单位是摩尔(mol)。物质的量作为一种物理量描述的是微观物质。国际上规定,0.012 kg 12C所含有的碳原子数目为1 mol。(3)应用物理量时要注意物理量与其单位的区别,千克是质量这个物理量的单位,物质的量的单位是摩尔,电流的单位是安培,秒是时间这个物理量的单位。(4)物质的量可以描述微粒物质,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等。
答案:(1)D (2)B (3)BC (4)原子、分子、离子、电子、中子、质子等(三个即可)
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
6.(2019·南京高一检测)下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法,错误的是
( )
A.1 mol O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5 NA,含电子数为5NA
C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量为0.5 mol
【解析】选A。A项,O2为双原子分子,故1 mol O2含原子数为2NA,错误。B项,H2O为三原子分子,0.5 mol H2O含原子数为0.5×3NA=1.5NA,电子数为5NA,正确。C项,1 mol H2O含分子数为NA,正确。D项,0.5NA个氯气分子的物质的量为0.5 mol,正确。
7.2019年3月10日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将“中星6C”卫星发射升空。“中星6C”主要用于广播和通信,可提供高质量语音、数据、广播电视传输业务。卫星的发射需要用到运载火箭,偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生巨大能量,可作为航天运载火箭的推动力来源。
下列叙述中正确的是 ( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol-1
D.6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
【解析】选B。偏二甲肼的摩尔质量为60 g·mol-1;1 mol这种物质的质量为
60 g;6 g偏二甲肼含有0.1NA个偏二甲肼分子。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
8.阅读下列文章,回答问题。
感受阿伏加德罗常数
假若有6.02×1023粒小米,我们把13亿人口都动员起来数这些米粒,按每人每秒钟数一粒,不吃不喝不睡来计算时间,数完6.02×1023个米粒,一共要用掉
1 400多万年的时间!一个水分子的直径约为4×1 m,将6.02×1023个水分子一个接一个地排列起来,就有2.4×1011 km,约能绕地球赤道600万圈。可见, 6.02×1023是一个非常巨大的数,用它作衡量物质的量的基准,1 mol 物质中所含的微粒数量是相当巨大的,所以物质的量只用于描述微观粒子,不能用于宏观物体的描述。
(1)0.5 mol H2O含有的分子数、原子数、质子数分别是多少?
(2)含有氢原子数相同的H2O和C2H4分子数是否相同?分子数之比是多少?
答案:(1)含有3.01×1023个水分子,9.03×1023个原子。一个水分子含有10个质子,所以0.5 mol H2O含有质子数为3.01×1024
(2)不同 2∶1
【补偿训练】
1.(2019·西安高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值。试回答下列问题:
(1)3.01×1023个氯气分子的物质的量是__________________________。?
(2)1.5 mol Na2SO4·10H2O中所含Na+的物质的量是______,所含S的物质的量是________,所含H2O的数目是________________。?
(3)________mol Na2CO3所含Na+数目与0.5 mol NaOH所含Na+数目相等。?
【解析】(1)n===0.5 mol。
(2)每个Na2SO4·10H2O中含有Na+、S、H2O的数目分别为2、1、10,故1.5 mol Na2SO4·10H2O所含Na+、S的物质的量分别是1.5 mol×2=3 mol、1.5 mol,含H2O的数目为1.5 mol×10×6.02×1023 mol-1=9.03×1024。
(3)0.5 mol NaOH中含0.5 mol Na+,
则n(Na2CO3)==0.25 mol。
答案:(1)0.5 mol
(2)3 mol 1.5 mol 9.03×1024或15NA
(3)0.25
2.(2019·威海高一检测)在下面的横线上填上适当的内容。
(1)6.02×1024个Na+约含有________mol Na+,其质量为________g。?
(2)4.5 mol CH4约含有________个CH4,其质量为________g。?
(3)3.01×1023个S约含有________mol S,其质量为________g;49 g H3PO4约含有________个H,________个P,________个O,共含有________个原子。?
【解析】(1)6.02×1024个Na+的物质的量为n===10 mol,对应的质量为m=nM=10 mol×23 g·mol-1=230 g。
(2)4.5 mol CH4的个数为N=nNA=4.5 mol×6.02×1023 mol-1=2.709×1024,其质量为m=nM=4.5 mol×16 g·mol-1=72 g。
(3)3.01×1023个S的物质的量为n===0.5 mol,质量为m=nM=0.5 mol×96 g·mol-1=48 g,49 g H3PO4含有的分子的个数N==3.01×1023,含有的H的个数为3×3.01×1023=9.03×1023,含有的P的个数为3.01×1023,含有的O的个数为4×3.01×1023=1.204×1024,含有的原子数为8×3.01×1023=2.408×1024。
答案:(1)10 230 (2)2.709×1024 72
(3)0.5 48 9.03×1023 3.01×1023
1.204×1024 2.408×1024
课时素养评价 五
物质的量浓度
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.下列所得溶液的物质的量浓度等于 0.1 mol·L-1的是 ( )
A.将0.1 mol氨气充分溶解在1 L水中
B.将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合
C.将8 g三氧化硫溶于水并配成1 L溶液
D.将0.1 mol氧化钾溶于水并配成1 L溶液
2.(2019·石家庄高一检测)如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为1.14 g·cm-3)。
14%的NaOH溶液的物质的量浓度及从瓶中取出20 mL该溶液中含有溶质的质量分别是 ( )
A.4.0 mol·L-1 3.2 g
B.2.0 mol·L-1 3.2 g
C.4.0 mol·L-1 6.4 g
D.2.0 mol·L-1 6.4 g
【补偿训练】
(2019·贵阳高一检测)将5 mol·L-1的盐酸10 mL稀释到200 mL,从中取出5 mL,这5 mL盐酸的物质的量浓度为 ( )
A.0.5 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.1 mol·L-1
3.(2019·海口高一检测)关于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的叙述正确的是
( )
A.0.5 L该溶液中钠离子的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中所含Na2CO3的质量为10.6 g
C.从1 L该溶液中取出100 mL,则取出溶液中Na2CO3的物质的量浓度为
0.01 mol·L-1
D.取该溶液10 mL,加水稀释至100 mL后,Na2CO3的物质的量浓度为0.01 mol·L-1
4.下列各溶液中,Na+的物质的量浓度最大的是 ( )
A.4 L 0.5 mol·L-1 NaCl溶液
B.1 L 0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液
C.5 L 0.4 mol·L-1 NaOH溶液
D.2 L 0.5 mol·L-1 Na3PO4溶液
5.(2019·郑州高一检测)实验室需用480 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,以下操作正确的是 ( )
A.称取7.68 g硫酸铜,加入480 mL水
B.称取12.5 g胆矾,配成480 mL溶液
C.称取8.0 g硫酸铜,加入500 mL水
D.称取12.5 g胆矾,配成500 mL溶液
【补偿训练】
(2019·潍坊高一检测)100 mL 0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液和50 mL 0.2 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中S的物质的量浓度为(不考虑混合后溶液密度的变化) ( )
A.0.20 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1
C.0.40 mol·L-1 D.0.50 mol·L-1
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.(1)1 L K2SO4和MgSO4的混合溶液中,含Mg2+ 2.4 g,S的物质的量浓度为
1 mol·L-1,则MgSO4和K2SO4的物质的量浓度分别是_________________、?
________。?
(2)常温下,10.0 mL 1.0 mol·L-1的H2SO4(aq),加水稀释到500 mL,所得H2SO4(aq)的浓度为____________mol·L-1;蒸发浓缩,使溶液的体积为2.40 mL,所得H2SO4(aq)的浓度为________mol·L-1。?
【补偿训练】
用18 mol·L-1的硫酸配制100 mL 1.0 mol·L-1硫酸,若实验仪器有
A.100 mL量筒 B.托盘天平
C.玻璃棒 D.50 mL容量瓶
E.10 mL量筒 F.胶头滴管
G.50 mL烧杯 H.100 mL容量瓶
(1)所需浓硫酸的体积为________,实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号)________。?
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是________(填写标号,下同),其中使溶液浓度偏高的是________。?
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用1.0 mol·L-1硫酸润洗
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线1～2 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线1～2 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
一、选择题(本题包括1小题,共5分)
7.(2019·潍坊高一检测)V L Fe2(SO4)3溶液中含Fe3+m g,则溶液中S的物质的量浓度为 ( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【补偿训练】
(2019·长沙高一检测)用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液220 mL,下列说法正确的是 ( )
A.首先称取NaOH固体8.8 g
B.定容时仰视刻度线会使所配制的溶液浓度偏高
C.定容后将溶液摇匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加少量水至刻度线
D.容量瓶中原有少量蒸馏水没有影响
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
8.卤水的学名为盐卤,是氯化镁、硫酸镁和氯化钠等的混合物,属于盐类含量大于5%的液态矿产。聚集于地表的称表卤水或湖卤水,聚集于地面以下的称地下卤水,日常生活中常用卤水点豆腐。
在0.4 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图2所示,回答下列问题。
(1)试计算该混合液中,NaCl、CaCl2的物质的量分别是多少? MgCl2的质量是多少?
(2)将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度是多少?
(3)向该稀释后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,可得到沉淀的物质的量是多少?
【补偿训练】
(2019·三明高一检测)某同学帮助水质检测站配制480 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液以备使用。
(1)该同学应选择________mL的容量瓶。?
(2)其操作步骤如图所示,则如图操作应在下图中的________(填选项字母)之间。?
A.②与③ B.①与② C.④与⑤
(3)该同学应称取NaOH固体________g,用质量为23.1 g的烧杯放在托盘天平上称取所需NaOH固体时,请在附表中选取所需的砝码大小______________(填字母),并在下图中选出能正确表示游码位置的选项________(填字母)。?
附表 砝码规格
a
b
c
d
e
砝码大小/g
100
50
20
10
5
(4)若容量瓶中原来有少量蒸馏水,则浓度会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
课时素养评价 五
物质的量浓度
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.下列所得溶液的物质的量浓度等于 0.1 mol·L-1的是 ( )
A.将0.1 mol氨气充分溶解在1 L水中
B.将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合
C.将8 g三氧化硫溶于水并配成1 L溶液
D.将0.1 mol氧化钾溶于水并配成1 L溶液
【解析】选C。“1 L”是溶剂的体积,不是溶液体积,A错误;未指明溶液体积,无法计算物质的量浓度,B错误;三氧化硫溶于水生成硫酸,三氧化硫的物质的量等于硫酸的物质的量,溶液体积为1 L,故溶液浓度为0.1 mol·L-1,C正确;0.1 mol氧化钾与水反应生成0.2 mol KOH,配成1 L溶液,其浓度为0.2 mol·L-1。
2.(2019·石家庄高一检测)如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为1.14 g·cm-3)。
14%的NaOH溶液的物质的量浓度及从瓶中取出20 mL该溶液中含有溶质的质量分别是 ( )
A.4.0 mol·L-1 3.2 g
B.2.0 mol·L-1 3.2 g
C.4.0 mol·L-1 6.4 g
D.2.0 mol·L-1 6.4 g
【解析】选A。根据c== mol·L-1≈4.0 mol·L-1,20 mL该溶液含有溶质的质量是0.02 L×4.0 mol·L-1×40 g·mol-1=3.2 g。
【补偿训练】
(2019·贵阳高一检测)将5 mol·L-1的盐酸10 mL稀释到200 mL,从中取出5 mL,这5 mL盐酸的物质的量浓度为 ( )
A.0.5 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.1 mol·L-1
【解析】选B。5 mol·L-1的盐酸10 mL稀释到200 mL,浓度为0.25 mol·L-1,从中取出5 mL,浓度仍为0.25 mol·L-1。
3.(2019·海口高一检测)关于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的叙述正确的是
( )
A.0.5 L该溶液中钠离子的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中所含Na2CO3的质量为10.6 g
C.从1 L该溶液中取出100 mL,则取出溶液中Na2CO3的物质的量浓度为
0.01 mol·L-1
D.取该溶液10 mL,加水稀释至100 mL后,Na2CO3的物质的量浓度为0.01 mol·L-1
【解析】选D。溶液的浓度与所取溶液的体积无关,该溶液中钠离子的物质的量浓度为0.2 mol·L-1;0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的体积未知,Na2CO3的物质的量无法求出,则质量无法计算。
4.下列各溶液中,Na+的物质的量浓度最大的是 ( )
A.4 L 0.5 mol·L-1 NaCl溶液
B.1 L 0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液
C.5 L 0.4 mol·L-1 NaOH溶液
D.2 L 0.5 mol·L-1 Na3PO4溶液
【解析】选D。Na+的物质的量浓度与各溶液的体积无关。
5.(2019·郑州高一检测)实验室需用480 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,以下操作正确的是 ( )
A.称取7.68 g硫酸铜,加入480 mL水
B.称取12.5 g胆矾,配成480 mL溶液
C.称取8.0 g硫酸铜,加入500 mL水
D.称取12.5 g胆矾,配成500 mL溶液
【解析】选D。此题易错选A或C。首先明确实验室没有480 mL的容量瓶,因此配制480 mL溶液只能选取500 mL的容量瓶,配完后再从中取出480 mL。其次计算溶质的物质的量时不能用480 mL,必须用500 mL来计算,因为实际配制溶液的体积是500 mL。若直接称量硫酸铜,则溶质的质量是m(CuSO4)=n(CuSO4)·M(CuSO4) =0.5 L×0.1 mol·L-1×160 g·mol-1=8.0 g;若直接称量胆矾,则溶质的质量是m(CuSO4·5H2O)=n(CuSO4·5H2O)·M(CuSO4·5H2O)=0.5 L×0.1 mol·L-1×
250 g·mol-1=12.5 g。最后容量瓶只有一条刻度线,当加水至凹液面最低处与刻度线相切时,溶液的体积恰好为500 mL,但所加水的体积并不是500 mL。
【补偿训练】
(2019·潍坊高一检测)100 mL 0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液和50 mL 0.2 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中S的物质的量浓度为(不考虑混合后溶液密度的变化) ( )
A.0.20 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1
C.0.40 mol·L-1 D.0.50 mol·L-1
【解析】选C。因混合后S的物质的量为n(S)=0.3 mol·L-1×0.1 L+
0.2 mol·L-1×0.05 L×3=0.06 mol,溶液的体积V=0.1 L+0.05 L=0.15 L,则混合后溶液中S的物质的量浓度为c(S)===0.40 mol·L-1。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.(1)1 L K2SO4和MgSO4的混合溶液中,含Mg2+ 2.4 g,S的物质的量浓度为
1 mol·L-1,则MgSO4和K2SO4的物质的量浓度分别是_________________、?
________。?
(2)常温下,10.0 mL 1.0 mol·L-1的H2SO4(aq),加水稀释到500 mL,所得H2SO4(aq)的浓度为____________mol·L-1;蒸发浓缩,使溶液的体积为2.40 mL,所得H2SO4(aq)的浓度为________mol·L-1。?
【解析】(1)n(Mg2+)==0.1 mol,
则c(MgSO4)==0.1 mol·L-1。
MgSO4提供的c(S)=0.1 mol·L-1,
则K2SO4提供的c(S)=1 mol·L-1-0.1 mol·L-1=0.9 mol·L-1,所以c(K2SO4)=
0.9 mol·L-1。
(2)根据溶液的稀释定律,溶液稀释或浓缩前后溶质的质量和物质的量不变:c1V1=c2V2=c3V3。稀释到500 mL时:
c2(H2SO4)===0.02 mol·L-1;
浓缩到2.40 mL时:
c3(H2SO4)==≈4.2 mol·L-1。
答案:(1)0.1 mol·L-1 0.9 mol·L-1
(2)0.02 4.2
【补偿训练】
用18 mol·L-1的硫酸配制100 mL 1.0 mol·L-1硫酸,若实验仪器有
A.100 mL量筒 B.托盘天平
C.玻璃棒 D.50 mL容量瓶
E.10 mL量筒 F.胶头滴管
G.50 mL烧杯 H.100 mL容量瓶
(1)所需浓硫酸的体积为________,实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号)________。?
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是________(填写标号,下同),其中使溶液浓度偏高的是________。?
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用1.0 mol·L-1硫酸润洗
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线1～2 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线1～2 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
【解析】(1)用18 mol·L-1 H2SO4配制1.0 mol·L-1 H2SO4,实际是稀释问题的计算及一定物质的量浓度溶液配制实验操作。根据稀释定律c1V1= c2V2可计算
18 mol·L-1浓硫酸的体积,V1===5.6 mL,该体积的液体用10 mL量筒量取比用100 mL量筒量取误差要小,故应选E,不能选A。
(2)主要涉及的是容量瓶的使用方法。用待配溶液润洗容量瓶,这样会使内壁附着溶质,导致所配溶液浓度偏高,B不正确;若在容量瓶中进行溶解或稀释,由于热效应会使溶液的体积和容量瓶的容量发生改变,所配溶液浓度有误差,C、D不正确。
答案:(1)5.6 mL E、G、C、H、F (2)B、C、D B
一、选择题(本题包括1小题,共5分)
7.(2019·潍坊高一检测)V L Fe2(SO4)3溶液中含Fe3+m g,则溶液中S的物质的量浓度为 ( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【解析】选D。n(Fe3+)=,n(S)=× mol= mol, c(S)== mol·L-1。
【补偿训练】
(2019·长沙高一检测)用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液220 mL,下列说法正确的是 ( )
A.首先称取NaOH固体8.8 g
B.定容时仰视刻度线会使所配制的溶液浓度偏高
C.定容后将溶液摇匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加少量水至刻度线
D.容量瓶中原有少量蒸馏水没有影响
【解析】选D。依题意,配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液220 mL,要用250 mL容量瓶,则需要NaOH固体10.0 g,A项错误;B、C项中的操作都会使配制的溶液浓度偏低,B、C错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
8.卤水的学名为盐卤,是氯化镁、硫酸镁和氯化钠等的混合物,属于盐类含量大于5%的液态矿产。聚集于地表的称表卤水或湖卤水,聚集于地面以下的称地下卤水,日常生活中常用卤水点豆腐。
在0.4 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图2所示,回答下列问题。
(1)试计算该混合液中,NaCl、CaCl2的物质的量分别是多少? MgCl2的质量是多少?
(2)将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度是多少?
(3)向该稀释后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,可得到沉淀的物质的量是多少?
【解析】(1)根据图象可知:c(Na+)=1.0 mol·L-1,所以c(NaCl)=1.0 mol·L-1,则n(NaCl)=1.0 mol·L-1×0.4 L=0.4 mol;c(Cl-)=3.0 mol·L-1,根据溶液显电中性可知:c(Ca2+)= (3.0 mol·L-1-1.0 mol·L-1-2×0.5 mol·L-1)÷2=0.5 mol·L-1,因此n(CaCl2)=0.5 mol·L-1×0.4 L=0.2 mol;溶液中c(Mg2+)=0.5 mol·L-1,所以c(MgCl2)=0.5 mol·L-1,则含m(MgCl2)=0.4 L×0.5 mol·L-1×95 g·mol-1=19.0 g。
(2)稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后溶液中c(Ca2+)==0.2 mol·L-1。
(3)溶液中n(Cl-)=0.4 L×3.0 mol·L-1=1.2 mol,根据方程式Ag++Cl-AgCl↓可知,向该稀释后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,可得到氯化银沉淀的物质的量是1.2 mol。
答案:(1)n(NaCl)=0.4 mol,
n(CaCl2)=0.2 mol,m(MgCl2)=19.0 g
(2)0.2 mol·L-1 (3)1.2 mol
【补偿训练】
(2019·三明高一检测)某同学帮助水质检测站配制480 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液以备使用。
(1)该同学应选择________mL的容量瓶。?
(2)其操作步骤如图所示,则如图操作应在下图中的________(填选项字母)之间。?
A.②与③ B.①与② C.④与⑤
(3)该同学应称取NaOH固体________g,用质量为23.1 g的烧杯放在托盘天平上称取所需NaOH固体时,请在附表中选取所需的砝码大小______________(填字母),并在下图中选出能正确表示游码位置的选项________(填字母)。?
附表 砝码规格
a
b
c
d
e
砝码大小/g
100
50
20
10
5
(4)若容量瓶中原来有少量蒸馏水,则浓度会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
【解析】(1)实验室配制480 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液应该选用的是500 mL的容量瓶。
(2)由图可知,该操作是在洗涤烧杯和玻璃棒后,所以应该在转移和定容之间。
(3)该同学应该称量的NaOH的质量是0.5 L×0.5 mol·L-1×40 g·mol-1=10.0 g;若用质量是23.1 g的烧杯称量,则应该称量的质量是33.1 g,选择的砝码是c、d,选择的游码的数值应该是3.1 g,所以应该选择C。(4)容量瓶中原有少量的蒸馏水对所配制溶液的浓度无影响。
答案:(1)500 (2)C
(3)10.0 c、d C (4)无影响
课时素养评价 四
气体摩尔体积
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(2019·广州高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.1 mol任何物质的体积都约是22.4 L
B.20 ℃,1.0×105 Pa,同体积的O2、CO2含有相同的分子数
C.1 mol气态物质,当体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况
D.2 mol气体体积约为44.8 L
【补偿训练】
(2019·宁波高一检测)现有下列四种因素:①温度和压强,②所含微粒数,③微粒本身大小,④微粒间的距离,其中对气体物质体积有显著影响的是 ( )
A.①②③ B.①③④
C.①②④ D.①②③④
2.标准状况下,下列物质中含氢原子个数最多的是 ( )
A.3.01×1024个H2S分子 B.22.4 L H2
C.23 g C2H5OH D.22.4 L NH3
3.(2019·济宁高一检测)目前科学家已发现一种新型氢分子,其化学式为H3,在相同条件下,等质量的H3和H2相同的是 ( )
A.原子数 B.分子数
C.体积 D.物质的量
【补偿训练】
(2019·湛江高一检测)标准状况下,若V L甲烷中含有的氢原子个数为n,则阿伏加德罗常数可表示为 ( )
A. B. C. D.
4.(2019·三明高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
( )
A.18 g C含有9NA个电子
B.标准状况下,22.4 L CCl4含有4NA个氯原子
C.标准状况下,33.6 L N2和H2的混合气体中含3NA个原子
D.含2.709×1024个原子的水分子含有1.5NA个氧原子
【补偿训练】
1.(2019·泸州高一检测)下列各组物质中,所含分子数一定相同的是 ( )
A.2 g H2和16 g O2
B.0.1 mol HCl和2.24 L Ar
C.150 ℃ 、1.01×105 Pa时,1 L CO2和1 L H2O
D.28 g CO和6.02×1022个O3
2.(2019·泰安高一检测)下列条件下,两种气体所含原子数一定相等的是
( )
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H4和C2H6
D.同压强、同体积的N2O和CO2
3.丙烷通常被用来驱动火车、公交车、叉车和出租车,也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。下列关于丙烷(C3H8)的说法中正确的是 ( )
A.1 mol C3H8的气体体积为22.4 L
B.常温常压下,11.2 L C3H8的物质的量为0.5 mol
C.5 L C3H8和5 L CO2的质量相等
D.丙烷在标准状况下的密度为1.96 g·L-1
5.(2019·朝阳区高一检测)只给出表中甲和乙对应的量,不能用来求物质的量的是 ( )
甲
乙
A
物质的微粒数
阿伏加德罗常数
B
标准状况下气体摩尔体积
标准状况下气体体积
C
固体体积
固体密度
D
非标准状况下物质的质量
物质的摩尔质量
【补偿训练】
1.(2019·湛江高一检测)同温同压下,等质量的N2O4和NO2两种气体相比较,下列叙述正确的是 ( )
A.体积之比为2∶1
B.分子个数之比为1∶1
C.原子个数之比为1∶1
D.氮原子个数之比为2∶1
2.(2019·龙岩高一检测)如图所示是表示物质分子的示意图,①和②为两个体积相同的固定容器,图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子,则下列说法正确的是 ( )
A.若①中的H2为1 mol,则①中所含氢原子个数为6.02×1023
B.若①中的H2为1 mol,则它的体积约为22.4 L
C.①和②中气体的质量比为1∶8
D.①和②中气体的物质的量比为1∶2
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.(2019·深圳高一检测)(1)现有34 g某气体,摩尔质量为17 g·mol-1,则:
①该气体的物质的量为________ mol。?
②该气体所含分子数为________NA。?
③该气体在标准状况下的体积为________L。?
(2)________ g H2O中的氧原子数目与标准状况下22.4 L CO2中的氧原子数目相同。?
【补偿训练】
1.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数为NA,则:
(1)该气体的物质的量为________mol,在标准状况下的体积为________L。?
(2)该气体在标准状况下的密度为__g·L-1。?
(3)该气体所含的原子总数为________个。?
(4)该气体的一个分子的质量为________g。?
2.(2019·邢台高一检测)(1)相同物质的量的CO2和O2,其分子数之比为________,原子数之比为________,氧原子数之比为________;质量相同的CO2和O2,其物质的量之比为________。?
(2)气体A在标准状况下的密度为1.25 g·L-1,则气体A的相对分子质量为________。若气体A为空气的主要成分,则气体A的化学式为________;若气体A为有毒的双原子分子,则其化学式为________。?
一、选择题(本题包括1小题,共5分)
7.(2019·海口高一检测)如图两瓶体积相等的气体,在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是 ( )
A.原子数相等 B.密度相等
C.质量相等 D.摩尔质量相等
【补偿训练】
1.(2019·济南高一检测)同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列说法错误的是 ( )
A.所占的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
B.所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
C.密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2
D.所含的电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2
【延伸探究】(1)若将题目中的 “质量相等”改为“物质的量相等”,判断各选项的正误。
(2)若同温同压下,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体所含有的原子数相同,则它们的体积之比为多少?
2.(2019·东莞高一检测)在三个相同体积的密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是
( )
A.p(Ne)>p(H2)>p(O2)
B.p(O2)>p(Ne)>p(H2)
C.p(H2)>p(O2)>p(Ne)
D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
8.(2019·晋江高一检测)(1)在标准状况下,CO与CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g。则两种气体的物质的量之和为______ mol,其中CO的体积分数是______,CO2的质量分数是__________________________________。?
(2)同温同压下的氧气和氢气,两种气体的密度之比为________;若质量相等,两种气体的体积之比为______。?
【补偿训练】
现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题:
(1)混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。?
(2)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为____________________。?
②气球中收集到的气体中,电子总数为?______________________________
(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。?
课时素养评价 四
气体摩尔体积
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(2019·广州高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.1 mol任何物质的体积都约是22.4 L
B.20 ℃,1.0×105 Pa,同体积的O2、CO2含有相同的分子数
C.1 mol气态物质,当体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况
D.2 mol气体体积约为44.8 L
【解析】选B。A中标准状况下,1 mol任何气体的体积都约是22.4 L,故A错误;B中根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体都含有相同数目的分子,故B正确;C中1 mol气态物质在非标准状况时,体积也有可能等于22.4 L,故C错误;D中缺少标准状况这个条件,故D错误。
【补偿训练】
(2019·宁波高一检测)现有下列四种因素:①温度和压强,②所含微粒数,③微粒本身大小,④微粒间的距离,其中对气体物质体积有显著影响的是 ( )
A.①②③ B.①③④
C.①②④ D.①②③④
【解析】选C。对气体物质体积有显著影响的因素包括温度和压强、所含微粒数的多少以及微粒间的距离3个方面,故选项C正确。
2.标准状况下,下列物质中含氢原子个数最多的是 ( )
A.3.01×1024个H2S分子 B.22.4 L H2
C.23 g C2H5OH D.22.4 L NH3
【解析】选A。3.01×1024个H2S分子中含氢原子个数为6.02×1024;22.4 L H2物质的量为1 mol,含有的氢原子个数为1 mol×2×6.02×1023 mol-1= 1.204×1024;23 g C2H5OH中氢原子个数为×6.02×1023 mol-1 ×6=1.806×1024;22.4 L NH3含氢原子个数为×6.02×1023 mol-1 ×3=1.806×1024。
3.(2019·济宁高一检测)目前科学家已发现一种新型氢分子,其化学式为H3,在相同条件下,等质量的H3和H2相同的是 ( )
A.原子数 B.分子数
C.体积 D.物质的量
【解析】选A。由于H3和H2均由氢原子构成,因此等质量的H3和H2分子中具有相同的原子数,因此它们的分子数一定不同,因而体积不同,物质的量也不同。
【补偿训练】
(2019·湛江高一检测)标准状况下,若V L甲烷中含有的氢原子个数为n,则阿伏加德罗常数可表示为 ( )
A. B. C. D.
【解析】选D。1 mol CH4中含氢原子个数为4NA,即含有氢原子个数为n的CH4的物质的量n(CH4)=,n(CH4)=,解得NA=,D正确。
4.(2019·三明高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
( )
A.18 g C含有9NA个电子
B.标准状况下,22.4 L CCl4含有4NA个氯原子
C.标准状况下,33.6 L N2和H2的混合气体中含3NA个原子
D.含2.709×1024个原子的水分子含有1.5NA个氧原子
【解析】选B。n(e-)=×6=9 mol,N(e-)=9NA,故A项正确;标准状况下的CCl4是液体,n(CCl4)>1 mol,N(Cl)>4NA,故B项错误;n(N、H)= ×2=3 mol,N(N、H)=3NA,故C项正确;n(O)==1.5 mol,N(O)=1.5NA,故D项正确。
【补偿训练】
1.(2019·泸州高一检测)下列各组物质中,所含分子数一定相同的是 ( )
A.2 g H2和16 g O2
B.0.1 mol HCl和2.24 L Ar
C.150 ℃ 、1.01×105 Pa时,1 L CO2和1 L H2O
D.28 g CO和6.02×1022个O3
【解析】选C。A项,n(H2)==1 mol,n(O2)==0.5 mol,故N(H2)∶N(O2)=2∶1;B项,没有注明2.24 L Ar所处的状况;C项,同温同压下, n(CO2)∶n(H2O)=N(CO2)∶N(H2O)=V(CO2)∶V(H2O);D项,N(CO)= ×NA=6.02×1023。
2.(2019·泰安高一检测)下列条件下,两种气体所含原子数一定相等的是
( )
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H4和C2H6
D.同压强、同体积的N2O和CO2
【解析】选A。A项N2和CO摩尔质量相同,质量相同时,物质的量相同,分子数相同,所含原子数也相同;B项同温度、同体积而压强不同时,H2和N2的物质的量不同,原子数也不同;C项同体积、同密度时两种气体的质量相同,但摩尔质量不同,分子数不同,原子数也不同;D项当同压强、同体积时,其温度和物质的量不一定相同,则原子个数不一定相同。
3.丙烷通常被用来驱动火车、公交车、叉车和出租车,也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。下列关于丙烷(C3H8)的说法中正确的是 ( )
A.1 mol C3H8的气体体积为22.4 L
B.常温常压下,11.2 L C3H8的物质的量为0.5 mol
C.5 L C3H8和5 L CO2的质量相等
D.丙烷在标准状况下的密度为1.96 g·L-1
【解析】选D。A项未指明状况,无法计算;B项缺常温常压下Vm,无法计算;C项未指明状况,无法比较其质量;D项由M=ρVm得ρ==≈1.96 g·L-1,正确。
5.(2019·朝阳区高一检测)只给出表中甲和乙对应的量,不能用来求物质的量的是 ( )
甲
乙
A
物质的微粒数
阿伏加德罗常数
B
标准状况下气体摩尔体积
标准状况下气体体积
C
固体体积
固体密度
D
非标准状况下物质的质量
物质的摩尔质量
【解析】选C。A项对应公式n=,B项对应公式n=;C项只能求出固体的质量,不知摩尔质量,无法求其物质的量;D项对应公式n=。
【补偿训练】
1.(2019·湛江高一检测)同温同压下,等质量的N2O4和NO2两种气体相比较,下列叙述正确的是 ( )
A.体积之比为2∶1
B.分子个数之比为1∶1
C.原子个数之比为1∶1
D.氮原子个数之比为2∶1
【解析】选C。同温同压下,气体的Vm相同,且M(N2O4)=2M(NO2),n(N2O4)∶n(NO2) =∶=1∶2,气体的Vm相同,由n=可知,体积之比为1∶2,A错误;物质的量之比为1∶2,则分子数之比为1∶2,B错误;分子数之比为1∶2,则原子数之比为(1×6)∶(2×3)=1∶1,C正确;分子数之比为1∶2,则氮原子个数之比为1∶1,D错误。
2.(2019·龙岩高一检测)如图所示是表示物质分子的示意图,①和②为两个体积相同的固定容器,图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子,则下列说法正确的是 ( )
A.若①中的H2为1 mol,则①中所含氢原子个数为6.02×1023
B.若①中的H2为1 mol,则它的体积约为22.4 L
C.①和②中气体的质量比为1∶8
D.①和②中气体的物质的量比为1∶2
【解析】选C。 1 mol H2所含氢原子个数为2×6.02×1023,A项错误;没有指明①处于标准状况下,B项错误;由图可知,①和②中H2与O2的个数比为2∶1,所以物质的量比为2∶1,质量比为1∶8,C项正确,D项错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.(2019·深圳高一检测)(1)现有34 g某气体,摩尔质量为17 g·mol-1,则:
①该气体的物质的量为________ mol。?
②该气体所含分子数为________NA。?
③该气体在标准状况下的体积为________L。?
(2)________ g H2O中的氧原子数目与标准状况下22.4 L CO2中的氧原子数目相同。?
【解析】(1)该气体的物质的量为=2 mol,分子数为2NA,在标准状况下的体积为22.4 L·mol-1×2 mol=44.8 L。
(2)标准状况下22.4 L CO2是1 mol,氧原子的物质的量是2 mol,故水是2 mol,即36 g。
答案:(1)①2 ②2 ③44.8 (2)36
【补偿训练】
1.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数为NA,则:
(1)该气体的物质的量为________mol,在标准状况下的体积为________L。?
(2)该气体在标准状况下的密度为__g·L-1。?
(3)该气体所含的原子总数为________个。?
(4)该气体的一个分子的质量为________g。?
【解析】(1)气体的物质的量为n== mol,在标准状况下,
Vm=22.4 L·mol-1,V=n·Vm= mol×22.4 L·mol-1= L;(2)标准状况下, ρ=== g·L-1;(3)气体中含有的原子数为 mol×2×NA= ;(4)一个分子的质量为=g。
答案:(1) (2) (3) (4)
2.(2019·邢台高一检测)(1)相同物质的量的CO2和O2,其分子数之比为________,原子数之比为________,氧原子数之比为________;质量相同的CO2和O2,其物质的量之比为________。?
(2)气体A在标准状况下的密度为1.25 g·L-1,则气体A的相对分子质量为________。若气体A为空气的主要成分,则气体A的化学式为________;若气体A为有毒的双原子分子,则其化学式为________。?
【解析】(1)分子数与物质的量成正比,即分子数之比为1∶1,1个CO2和1个O2分子分别含3个原子和2个原子,因分子数相同,故原子数之比为3∶2;1个CO2和1个O2分子均含2个氧原子,因分子数相同,故氧原子数之比为1∶1;质量相同的CO2与O2的物质的量之比为∶=8∶11。
(2)根据M=ρ×Vm,该气体的摩尔质量为1.25 g·L-1×22.4 L·mol-1=28 g·mol-1,即该气体的相对分子质量为28;若气体A为空气的主要成分,则气体A的化学式为N2;若气体A为有毒的双原子分子,则其化学式为CO。
答案:(1)1∶1 3∶2 1∶1 8∶11
(2)28 N2 CO
一、选择题(本题包括1小题,共5分)
7.(2019·海口高一检测)如图两瓶体积相等的气体,在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是 ( )
A.原子数相等 B.密度相等
C.质量相等 D.摩尔质量相等
【解析】选A。由同温同压可得Vm相同,再由公式n=可得两瓶内分子的物质的量相同,又都是双原子分子,所以原子的物质的量相同,由个数之比等于物质的量之比可得两瓶内分子所含原子数相同,A项正确;两瓶内分子的物质的量相等,由m=nM,M不一定相等,故m不一定相等,同时由ρ=也可得ρ不一定相等。
【补偿训练】
1.(2019·济南高一检测)同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列说法错误的是 ( )
A.所占的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
B.所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
C.密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2
D.所含的电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2
【解析】选D。根据n=可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,则体积也越小,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,所占的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2,选项A正确;根据n=可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,则分子数越少,同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2,分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2,选项B正确;同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体摩尔质量由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2,密度的大小顺序为SO2>CO2>O2>CH4>H2,选项C正确;取m g五种气体,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体含电子数分别为×22, ×2,×16,×10,×32,所含的电子数由多到少的顺序是H2>CH4>CO2= O2=SO2,选项D错误。
【延伸探究】(1)若将题目中的 “质量相等”改为“物质的量相等”,判断各选项的正误。
提示:物质的量相同,因此在相同条件下气体的体积相同,A项说法错误;物质的量相同,分子数必然相同,B项说法错误;根据阿伏加德罗定律,气体的密度之比等于相对分子质量之比,因此C项说法错误;CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体所含电子数分别为22、2、16、10、32,因此物质的量相等的五种气体所含的电子数由多到少的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2,故D项说法正确。
(2)若同温同压下,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体所含有的原子数相同,则它们的体积之比为多少?
提示:::::。
2.(2019·东莞高一检测)在三个相同体积的密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是
( )
A.p(Ne)>p(H2)>p(O2)
B.p(O2)>p(Ne)>p(H2)
C.p(H2)>p(O2)>p(Ne)
D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)
【解析】选D。依据阿伏加德罗定律,同温度、同体积的气体的压强与气体的物质的量成正比,解题的关键是比较三种气体的物质的量。三个密闭容器体积相同,当密度都相同时,由m=ρV可知三种气体的质量相同,设每种气体的质量都是1 g,则其物质的量分别为n(Ne)=,n(H2)=,n(O2)=,则n(H2)>n(Ne)>n(O2),所以p(H2)>p(Ne)>p(O2)。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
8.(2019·晋江高一检测)(1)在标准状况下,CO与CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g。则两种气体的物质的量之和为______ mol,其中CO的体积分数是______,CO2的质量分数是__________________________________。?
(2)同温同压下的氧气和氢气,两种气体的密度之比为________;若质量相等,两种气体的体积之比为______。?
【解析】(1)标准状况下,CO与CO2混合气体的物质的量为=1.75 mol;假设CO的物质的量为x,则CO2的物质的量为1.75 mol-x,由此可得质量关系如下:28 g·mol-1·x+44 g·mol-1·(1.75 mol-x)=61 g,求得x=1 mol,即CO为1 mol,CO2为0.75 mol;相同条件下体积分数等于物质的量分数,所以CO的体积分数为×100%≈57.1%;CO2的质量分数为×100%≈54.1%。
(2)同温同压下氧气和氢气的密度之比等于它们的摩尔质量之比,即为16∶1;当质量相等时,体积之比等于物质的量之比,即为1∶16。
答案:(1)1.75 57.1% 54.1%
(2)16∶1 1∶16
【补偿训练】
现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题:
(1)混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。?
(2)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为____________________。?
②气球中收集到的气体中,电子总数为?______________________________
(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。?
【解析】(1) 0.4 mol CO和CO2的混合气体中,碳原子为0.4 mol,即0.4NA。
(2)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸,则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1,CO2的物质的量为n2。
则
解得
因此气球中收集到0.2 mol CO,含有2.8 mol电子。③0.2 mol CO在标准状况下的体积为4.48 L。
答案:(1) 0.4NA
(2)①28 g·mol-1 ②2.8NA ③4.48
