课件27张PPT。第三节 物质的量
第1课时 物质的量的单位——摩尔第二章 海水中的重要元素——钠和氯第二章 海水中的重要元素——钠和氯含有一定数目粒子n摩尔物质的量mol6.02×1023NA6.02×1023 mol-1单位物质的量Mg/mol(或g·mol-1)相对原子质量相对分子质量等级性测试本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第三节 物质的量
第1课时 物质的量的单位——摩尔
课程标准
核心素养
1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,并运用物质的量、摩尔质量之间的相互关系进行简单计算。
1.变化观念:认识物质的量在化学定量研究中的重要作用。
2.宏观辨识与微观探析:建立物质的量的概念,基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化。
物质的量 阿伏加德罗常数
1.物质的量
(1)概念:表示含有一定数目粒子的集合体,是国际单位制中七个基本物理量之一。
(2)符号及单位:符号为n,单位为摩尔。
2.摩尔
(1)意义:物质的量的单位,符号为mol。
(2)标准:1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。
3.阿伏加德罗常数
(1)定义:1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,通常用6.02×1023__mol-1表示。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系:n=。
“四化”理解物质的量
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些粒子的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如大米
具体化
必须指明具体粒子的种类,如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”,不能说“1 mol 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如“1 mol NaCl”“0.5 mol H2SO4”
1.下列说法正确的是( )
A.摩尔是表示粒子多少的物理量
B.物质的量是指物质所含微粒的数目
C.物质的量是度量物质所含微粒集合体多少的物理量
D.物质的量的单位——摩尔只适用于分子、原子和离子
解析:选C。物质的量是七大基本物理量之一,它表示的是含有一定数目粒子的集合体,摩尔是物质的量的单位,适用于所有微观粒子。
2.下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是( )
A.6.02×1023 叫作阿伏加德罗常数
B.阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023
C.含有阿伏加德罗常数个原子的物质的物质的量是1摩尔
D.1摩尔氯含有6.02×1023 个氯分子
解析:选B。A、B项中阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023,即6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值;C项中若含有NA个氧原子的氧气的物质的量是0.5 mol;D项中“1摩尔氯”没有指明微粒的种类。故选项A、C、D不正确,选项B正确。
3.下列叙述错误的是( )
A.1 mol SO2中含有2 mol氧原子和1 mol硫原子
B.1 mol N2中约含有1.204×1024个氮气分子
C.0.1 mol H2O中含有的原子数目约为0.3×6.02×1023
D.3.01×1023个CO2分子中氧原子的物质的量约为1 mol
解析:选B。1 mol N2中含有2 mol氮原子,即约含有1.204×1024个氮原子,B错误。
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,单位为g/mol(或g·mol-1)。
2.数值:摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。
3.物质的量、质量和摩尔质量之间的关系:n=。
1.摩尔质量的计算方法
序号
前提条件
公式
(1)
任意状态的任意物质
M=(定义式)
(2)
已知一个分子或原子的质量
M=m(分子或原子)×NA
2.物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算
N n m
(粒子数)(物质的量)(质量)
1.下列说法正确的是( )
A.氧气的摩尔质量是32 g
B.1 mol CO2的质量为44 g·mol-1
C.O2的摩尔质量(单位是g·mol-1)在数值上等于其相对分子质量
D.不同物质的摩尔质量一定不同
解析:选C。摩尔质量的单位是g·mol-1 ,A错误; 1 mol CO2的质量是NA个CO2的总质量,其单位应是g,而不是g·mol-1,B错误;不同物质的摩尔质量不一定不同,如N2和CO的摩尔质量都是28 g·mol-1,D错误。
2.某原子的摩尔质量是M g/mol,则一个该原子的真实质量约为( )
A.M g B. g
C. g D. g
解析:选C。以 “g/mol” 为单位时,摩尔质量与相对原子质量及1 mol 原子的真实质量数值相等,所以1 mol原子的真实质量为M g。而1 mol原子中含有原子的数目约为6.02×1023个,则1个原子的真实质量约为 g。
3.下列说法正确的是( )
A.16 g O2所含的分子数约为6.02×1023
B.0.5 mol HNO3含有的原子数目为2.5NA
C.18 g H2O中原子的物质的量为1 mol
D.22 g物质A中含有的分子数约为3.01×1023,则A的摩尔质量为44 g
解析:选B。A项,16 g O2的物质的量为0.5 mol,其分子数约为3.01×1023,错误;B项,1 mol HNO3中含 5 mol 原子,故0.5 mol HNO3含有的原子数目为 2.5NA,正确;C项,18 g H2O的物质的量为n(H2O)=1 mol,其原子的物质的量为3 mol,错误;D项,22 g 物质A的物质的量为n==0.5 mol,M===44 g·mol-1,其单位不是g,错误。
课堂小结
1.物质的量:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。
2.阿伏加德罗常数:1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,单位为mol-1,通常用6.02×1023 mol-1表示。
3.摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量,以g/mol为单位时,其数值等于相对分子质量或相对原子质量。
4.以物质的量为中心的计算公式:n==。
合格考训练
1.下列叙述中不正确的是( )
A.摩尔质量的常用单位为g·mol-1
B.阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023
C.二氧化硫的摩尔质量为64 g·mol-1
D.摩尔质量就是相对原子质量的6.02×1023倍
解析:选D。摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,以g·mol-1为单位时,在数值上等于相对分子(或原子)质量。
2.下列叙述正确的是( )
①2 mol铁原子 ②1 mol Fe3+ ③0.5 mol 氧
④0.5 mol 氮分子 ⑤氨的摩尔质量是17 g
A.①③④ B.①②④⑤
C.①②④ D.①②③④⑤
解析:选C。使用摩尔时必须指明具体微粒,①②④正确,③中指代不明确,⑤中摩尔质量的单位应是g/mol,故选C。
3.下雪时,常用融雪剂清理路面,醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。下列关于1 mol CH3COOK的叙述正确的是( )
A.1 mol CH3COOK含有1 mol钾元素
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g
C.1 mol CH3COOK含有2 mol氧
D.1 mol CH3COOK约含有3×6.02×1023个H
解析:选D。A项,元素是一个宏观概念,不能用物质的量表示,错误;B项,CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol-1,错误;C项,2 mol氧是指氧原子还是指氧分子,指代不明确,错误;D项,1 mol CH3COOK含有3 mol H,所以1 mol CH3COOK约含有3×6.02×1023个H,正确。
4.若1 g N2中含有x个原子,则阿伏加德罗常数是( )
A. mol-1 B. mol-1
C.14x mol-1 D.28x mol-1
解析:选C。n(N)=2n(N2)=2×= mol,则NA==14x mol-1。
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值。在14.2 g Na2SO4中,
(1)含有的Na+的数目是________;
(2)含有的SO的质量是________;
(3)含有的氧原子的物质的量是________。
答案:(1)0.2NA (2)9.6 g (3)0.4 mol
等级性测试
1.下列关于物质的量的说法中,正确的是( )
A.1 mol任何纯净物都约含有6.02×1023个原子
B.1 mol NaCl中约含有6.02×1023个NaCl分子
C.0.5 mol O2中约含有3.01×1023个氧分子
D.1 mol H2中含有2 mol氢离子和2×6.02×1023个电子
解析:选C。构成物质的基本粒子有分子、原子和离子等,不同的分子所含的原子数不一定相同,A项错误;NaCl是由离子构成的,不存在分子,B项错误;根据n=知,0.5 mol O2所含的氧分子约为3.01×1023个,C项正确;H2中不存在H+,D项错误。
2.下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.0.5 mol O3的质量为16 g
B.32 g O2中含有的氧分子数为2NA
C.1 g H2中含有的电子数为NA
D.3.01×1023个铜原子的质量为64 g
解析:选C。0.5 mol O3的质量应为24 g,A不正确;32 g O2的物质的量为1 mol,含有的氧分子数为NA,B不正确;1 g H2的物质的量为0.5 mol,即含有1 mol H,电子数为NA,C正确;3.01×1023个铜原子的物质的量为0.5 mol,质量为32 g,D不正确。
3.已知3.2 g某气体中所含的分子数约为3.01×1022,此气体的摩尔质量为( )
A.64 g·mol-1 B.64 mol
C.64 g D.32 g·mol-1
解析:选A。n===0.05 mol,M===64 g·mol-1,故选A项。
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. mol-1 B. mol-1
C. mol-1 D. mol-1
解析:选B。由关系式n=可知,NA=,a mol H2SO4中含4a mol氧原子,已知其个数为b。因而可得NA= mol-1。
5.(2019·玉溪高一测试)现有NO、NO2、O3三种气体,它们含有的氧原子数目相同,则三种气体的物质的量之比为( )
A.6∶3∶2 B.3∶2∶1
C.1∶2∶3 D.1∶1∶1
解析:选A。设NO、NO2、O3三种气体都含有1 mol氧原子,则NO、NO2、O3的物质的量分别为1 mol、0.5 mol、mol,则物质的量之比为6∶3∶2。
6.双氢青蒿素的分子式为C15H24O5,相对分子质量为284。下列关于双氢青蒿素的说法正确的是( )
A.NA个双氢青蒿素的质量为284 g·mol-1
B.原子个数均为NA的C、H、O三种原子的质量比为6∶1∶8
C.14.2 g双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D.含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol
解析:选C。质量的单位是g,不是g·mol-1,A错误;当摩尔质量的单位是g·mol-1时,原子个数均为NA的C、H、O三种原子的物质的量为1 mol,分别乘以各自的摩尔质量12 g·mol-1、1 g·mol-1、16 g·mol-1,得到质量比为12∶1∶16,B错误;14.2 g双氢青蒿素的物质的量是14.2 g÷284 g·mol-1=0.05 mol,由于一个分子中含有的原子个数是44,所以0.05 mol双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA,C正确;一个双氢青蒿素分子中含有15个碳原子,含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol÷15≈0.067 mol,D错误。
7.(2019·上饶高一检测)现有等物质的量的CO和CO2,则下列比较中正确的是( )
①所含的分子数目之比为1∶1
②所含的氧原子数目之比为1∶1
③所含的原子总数之比为2∶3
④所含的碳原子数目之比为1∶1
A.①② B.②③
C.①②④ D.①③④
解析:选D。CO和CO2的物质的量相同,则含有的CO和CO2的分子数目也相同,①正确。又因CO和CO2分子中的氧原子数分别为1和2,则相同物质的量的CO和CO2所含的氧原子数目之比为1∶2,②错误。相同物质的量的CO和CO2所含的原子总数之比为2∶3,③正确。相同物质的量的CO和CO2所含的碳原子数目之比为1∶1,④正确。
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1.6 g X与一定量Y完全反应后,生成4.4 g R。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
解析:选A。设反应中生成M的质量为m,
X+2Y===R + 2M
M(R) 2M(M)
4.4 g m
由题意得M(R)∶2M(M)=22∶18=4.4 g ∶m,解得m=3.6 g,根据质量守恒定律,参加反应的Y的质量为4.4 g+3.6 g-1.6 g=6.4 g,所以Y与M的质量之比为 6.4 g∶3.6 g=16∶9。
9.填写下列空白:
(1)3.01×1023个SO2分子中含有氧原子的个数为____________,SO2气体的质量为____________。
(2)常温常压下,92 g NO2气体含有的原子数为____________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)NO和O2可发生反应:2NO+O2===2NO2,现有a mol NO和b mol O2,充分反应后氮原子与氧原子的个数比为____________。
解析:(1)1个SO2分子含有2个氧原子,则3.01×1023个SO2分子含有氧原子个数为3.01×1023×2=6.02×1023;该SO2气体的物质的量n==0.5 mol,其质量m=0.5 mol×64 g·mol-1=32 g。
(2)92 g NO2气体含有的原子的物质的量为92 g÷46 g·mol-1×3=6 mol,故所含原子个数为6NA。
(3)化学反应中原子进行了重新组合,但是原子的个数和种类没有改变。反应后氮原子与氧原子的个数比等于反应前氮原子与氧原子的个数比,即a∶(a+2b)。
答案:(1)6.02×1023 32 g (2)6NA (3)a∶(a+2b)
10.(1)1个12C的质量是a kg,1个Na的质量是b kg,Na的摩尔质量是____________(用含a、b的表达式表示)。
(2)铝的相对原子质量为27,则其摩尔质量为____________。若阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol-1,则可估算一个铝原子的质量约为____________g。
(3)下列各种物质中所含原子个数最多的是________(填字母)。
A.0.4 mol氧气 B.4 ℃时5.4 mL水
C.10 g Ne D.5.6 g CO
解析:(1)一个原子的实际质量与12C质量的相比所得的数值是其相对原子质量,因此钠的相对原子质量是b kg÷(a kg÷12)=,而摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,故Na的摩尔质量是 g·mol-1。
(2)铝的摩尔质量是27 g·mol-1,即6.02×1023个铝原子的质量是27 g,故一个铝原子的质量为27 g÷(6.02×1023)≈4.49×10-23 g。
(3)A项中:n(O)=0.4 mol×2=0.8 mol;
B项中:n(原子)=×3=0.9 mol;
C项中:n(Ne)==0.5 mol;
D项中:n(原子)=×2=0.4 mol。
答案:(1) g·mol-1 (2)27 g·mol-1 4.49×10-23 (3)B
等级性测试
1.下列关于物质的量的说法中,正确的是( )
A.1 mol任何纯净物都约含有6.02×1023个原子
B.1 mol NaCl中约含有6.02×1023个NaCl分子
C.0.5 mol O2中约含有3.01×1023个氧分子
D.1 mol H2中含有2 mol氢离子和2×6.02×1023个电子
解析:选C。构成物质的基本粒子有分子、原子和离子等,不同的分子所含的原子数不一定相同,A项错误;NaCl是由离子构成的,不存在分子,B项错误;根据n=知,0.5 mol O2所含的氧分子约为3.01×1023个,C项正确;H2中不存在H+,D项错误。
2.下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.0.5 mol O3的质量为16 g
B.32 g O2中含有的氧分子数为2NA
C.1 g H2中含有的电子数为NA
D.3.01×1023个铜原子的质量为64 g
解析:选C。0.5 mol O3的质量应为24 g,A不正确;32 g O2的物质的量为1 mol,含有的氧分子数为NA,B不正确;1 g H2的物质的量为0.5 mol,即含有1 mol H,电子数为NA,C正确;3.01×1023个铜原子的物质的量为0.5 mol,质量为32 g,D不正确。
3.已知3.2 g某气体中所含的分子数约为3.01×1022,此气体的摩尔质量为( )
A.64 g·mol-1 B.64 mol
C.64 g D.32 g·mol-1
解析:选A。n===0.05 mol,M===64 g·mol-1,故选A项。
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. mol-1 B. mol-1
C. mol-1 D. mol-1
解析:选B。由关系式n=可知,NA=,a mol H2SO4中含4a mol氧原子,已知其个数为b。因而可得NA= mol-1。
5.(2019·玉溪高一测试)现有NO、NO2、O3三种气体,它们含有的氧原子数目相同,则三种气体的物质的量之比为( )
A.6∶3∶2 B.3∶2∶1
C.1∶2∶3 D.1∶1∶1
解析:选A。设NO、NO2、O3三种气体都含有1 mol氧原子,则NO、NO2、O3的物质的量分别为1 mol、0.5 mol、mol,则物质的量之比为6∶3∶2。
6.双氢青蒿素的分子式为C15H24O5,相对分子质量为284。下列关于双氢青蒿素的说法正确的是( )
A.NA个双氢青蒿素的质量为284 g·mol-1
B.原子个数均为NA的C、H、O三种原子的质量比为6∶1∶8
C.14.2 g双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D.含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol
解析:选C。质量的单位是g,不是g·mol-1,A错误;当摩尔质量的单位是g·mol-1时,原子个数均为NA的C、H、O三种原子的物质的量为1 mol,分别乘以各自的摩尔质量12 g·mol-1、1 g·mol-1、16 g·mol-1,得到质量比为12∶1∶16,B错误;14.2 g双氢青蒿素的物质的量是14.2 g÷284 g·mol-1=0.05 mol,由于一个分子中含有的原子个数是44,所以0.05 mol双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA,C正确;一个双氢青蒿素分子中含有15个碳原子,含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol÷15≈0.067 mol,D错误。
7.(2019·上饶高一检测)现有等物质的量的CO和CO2,则下列比较中正确的是( )
①所含的分子数目之比为1∶1
②所含的氧原子数目之比为1∶1
③所含的原子总数之比为2∶3
④所含的碳原子数目之比为1∶1
A.①② B.②③
C.①②④ D.①③④
解析:选D。CO和CO2的物质的量相同,则含有的CO和CO2的分子数目也相同,①正确。又因CO和CO2分子中的氧原子数分别为1和2,则相同物质的量的CO和CO2所含的氧原子数目之比为1∶2,②错误。相同物质的量的CO和CO2所含的原子总数之比为2∶3,③正确。相同物质的量的CO和CO2所含的碳原子数目之比为1∶1,④正确。
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1.6 g X与一定量Y完全反应后,生成4.4 g R。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
解析:选A。设反应中生成M的质量为m,
X+2Y===R + 2M
M(R) 2M(M)
4.4 g m
由题意得M(R)∶2M(M)=22∶18=4.4 g ∶m,解得m=3.6 g,根据质量守恒定律,参加反应的Y的质量为4.4 g+3.6 g-1.6 g=6.4 g,所以Y与M的质量之比为 6.4 g∶3.6 g=16∶9。
9.填写下列空白:
(1)3.01×1023个SO2分子中含有氧原子的个数为____________,SO2气体的质量为____________。
(2)常温常压下,92 g NO2气体含有的原子数为____________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)NO和O2可发生反应:2NO+O2===2NO2,现有a mol NO和b mol O2,充分反应后氮原子与氧原子的个数比为____________。
解析:(1)1个SO2分子含有2个氧原子,则3.01×1023个SO2分子含有氧原子个数为3.01×1023×2=6.02×1023;该SO2气体的物质的量n==0.5 mol,其质量m=0.5 mol×64 g·mol-1=32 g。
(2)92 g NO2气体含有的原子的物质的量为92 g÷46 g·mol-1×3=6 mol,故所含原子个数为6NA。
(3)化学反应中原子进行了重新组合,但是原子的个数和种类没有改变。反应后氮原子与氧原子的个数比等于反应前氮原子与氧原子的个数比,即a∶(a+2b)。
答案:(1)6.02×1023 32 g (2)6NA (3)a∶(a+2b)
10.(1)1个12C的质量是a kg,1个Na的质量是b kg,Na的摩尔质量是____________(用含a、b的表达式表示)。
(2)铝的相对原子质量为27,则其摩尔质量为____________。若阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol-1,则可估算一个铝原子的质量约为____________g。
(3)下列各种物质中所含原子个数最多的是________(填字母)。
A.0.4 mol氧气 B.4 ℃时5.4 mL水
C.10 g Ne D.5.6 g CO
解析:(1)一个原子的实际质量与12C质量的相比所得的数值是其相对原子质量,因此钠的相对原子质量是b kg÷(a kg÷12)=,而摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,故Na的摩尔质量是 g·mol-1。
(2)铝的摩尔质量是27 g·mol-1,即6.02×1023个铝原子的质量是27 g,故一个铝原子的质量为27 g÷(6.02×1023)≈4.49×10-23 g。
(3)A项中:n(O)=0.4 mol×2=0.8 mol;
B项中:n(原子)=×3=0.9 mol;
C项中:n(Ne)==0.5 mol;
D项中:n(原子)=×2=0.4 mol。
答案:(1) g·mol-1 (2)27 g·mol-1 4.49×10-23 (3)B
课件30张PPT。第2课时 气体摩尔体积第二章 海水中的重要元素——钠和氯第二章 海水中的重要元素——钠和氯粒子的数目粒子的大小粒子之间的距离相同粒子大小不相同粒子间的距离变大增大缩小减小缩小近似相等温度压强相同的体积相同数目物质的量L/molm3/mol22.4 L/mol等级性测试本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第2课时 气体摩尔体积
课程标准
核心素养
1.了解气体摩尔体积的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,并运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
1.变化观念:认识气体摩尔体积在化学定量研究中的重要作用。
2.宏观辨识与微观探析:建立气体摩尔体积的概念,基于气体摩尔体积定量认识物质的组成及物质的化学变化。
阿伏加德罗定律
1.物质体积大小的决定因素:粒子的数目、粒子的大小、粒子之间的距离。
2.探究讨论
(1)分析数据
1 mol气体
0 ℃、101 kPa时的体积/L
1 mol液体
20 ℃时体积/cm3
1 mol固体
20 ℃时体积/cm3
H2
22.4
H2O
18.0
Fe
7.12
O2
22.4
H2SO4
53.6
Al
10.0
(2)结论
①温度和压强一定,1 mol不同的固体或液体所含粒子数目相同,而粒子之间的距离很小,但不同物质的粒子大小不相同,所以1 mol不同的固体或液体的体积往往不相同。
②对气体来说,通常情况下粒子之间的距离要比粒子本身的直径大很多倍,因此,当粒子数相同时,气体的体积主要取决于气体粒子间的距离。
③温度和压强会较大程度地影响气体体积。压强一定,升高温度,粒子之间的距离变大,气体体积增大;反之,气体体积缩小。温度一定,增大压强,粒子之间的距离减小,气体体积缩小;反之,气体体积增大。
④温度和压强一定,任何气体粒子间的距离近似相等,因此,在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
3.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
同温同压
==
同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同体积
==
同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同压
=
同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比
同温同压同体积
=
同温同压下,体积相同的气体,其质量与摩尔质量成正比
(1)阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体。
(2)同温、同压、同体积和同分子数,共同存在,相互制约,只要“三同”成立,“第四同”必定成立。
1.下列四种因素:①温度和压强;②所含粒子数;③粒子本身大小;④粒子间的距离。其中对气态物质体积有显著影响的是( )
A.②③④ B.②④
C.①③④ D.①②④
解析:选D。气态物质粒子之间的距离要比粒子本身的直径大很多倍,故粒子本身的大小对气态物质体积无显著影响。
2.现有同温同压下1 mol H2和1 mol O2,下列说法正确的是( )
A.质量相同,体积不同
B.分子数相同,质量不同
C.体积相同,分子数不同
D.体积相同,原子数不同
解析:选B。同温同压下,1 mol H2和1 mol O2的分子数相同,原子数相同,体积也相同,但质量一定不同。
3.在一定温度和压强下,2体积X2气体与3体积Y2气体恰好完全反应,生成2体积气体化合物Z,则Z的化学式可能是( )
A.XY3 B.XY C.X3Y D.X2Y3
解析:选D。同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,在化学反应中,参加反应的各物质的物质的量之比又等于各物质的化学计量数之比。由题意可得化学方程式为2X2+3Y2===2Z,由原子守恒可得Z的化学式为X2Y3或Y3X2。
气体摩尔体积
1.定义:单位物质的量的气体所占的体积。
2.单位和符号:单位为L/mol和m3/mol,符号为Vm。
3.表达式:Vm=。
4.特例:标准状况下(即0 ℃和101 kPa),气体摩尔体积约为22.4__L/mol。
5.使用气体摩尔体积四注意
气体摩尔体积相关计算
(1)气体的物质的量:n===;
(2)气体的摩尔质量:M=Vm·ρ(ρ为气体的密度,单位为g/L);
(3)气体的分子数:N=n·NA=NA;
(4)气体的质量:m=n·M=M=ρV。
1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是( )
A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.常温常压下的气体摩尔体积约为22.4 L
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L
D.相同物质的量的气体摩尔体积也相同
解析:选A。B项,常温常压下的气体摩尔体积Vm>22.4 L/mol;C项,标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L/mol;D项,相同物质的量的气体的摩尔体积还与气体所处的状况有关。
2.已知标准状况下5.6 L的X气体分子的质量为8 g,则X气体的摩尔质量是( )
A.16 g B.32 g
C.64 g/mol D.32 g/mol
答案:D
3.(2019·郑州高一检测)用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列叙述中正确的是( )
A.常温常压下,11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA
B.常温常压下,48 g O3含有的氧原子数为3NA
C.标准状况下,22.4 L H2O所含分子数为NA
D.标准状况下,22.4 L H2所含原子数为NA
解析:选B。A项,常温常压下,11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol,因此所含原子数不是1.5NA;B项,n(O3)==1 mol,含氧原子数为3NA;C项,标准状况下H2O为液态,不能用22.4 L/mol计算其物质的量;D项,n(H2)==1 mol,含氢原子数为2NA。
课堂小结
合格考训练
1.同温同压下,若两种气体所占体积不同,其主要原因是( )
A.气体分子的大小不同
B.气体分子间平均距离不同
C.气体的物质的量不同
D.气体的摩尔质量不同
答案:C
2.瓦斯中甲烷与氧气的体积比为1∶2 时极易爆炸,此时甲烷与氧气的质量比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
解析:选D。相同条件下,甲烷与氧气的体积比为1∶2,则甲烷与氧气的物质的量之比为1∶2,此时甲烷与氧气的质量比为(1 mol×16 g/mol)∶(2 mol×32 g/mol)=1∶4。
3.下列物质的体积约为22.4 L的是( )
A.标准状况下1 mol H2O
B.20 ℃、101 kPa时36.5 g HCl
C.常温常压下17 g NH3
D.0 ℃、101 kPa时0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体
解析:选D。A项,标准状况下H2O为液态;B项,20 ℃、101 kPa 不是标准状况,温度比标准状况高,故1 mol气体在该状况下体积大于22.4 L;C项,常温常压下1 mol NH3的体积不是22.4 L。
4.同温同压下,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( )
解析:选D。在同温同压下,气体的物质的量越大,气体所占的体积就越大,对等质量的气体来说,其相对分子质量越小,气体的物质的量就越大(n=)。CH4的相对分子质量为16,最小,等质量的四种气体中,其物质的量最大,故CH4的体积最大。
5.(1)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______(填化学式,下同),含原子数最多的是______,质量最大的是________,体积最小的是________。
(2)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__________。
解析:(1)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4 g,0.5 mol×32 g·mol-1=16 g,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。(2)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。
答案:(1)H2 H2 H2O H2O
(2)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶11
等级性测试
1.下列叙述正确的是( )
A.1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B.1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C.标准状况下,1 mol水所占的体积是22.4 L
D.标准状况下,22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol
解析:选D。A中没有指明该物质所处的状况,错误;B中没有指明该物质的状态,错误;C中水在标准状况下不是气体,错误;D中是对气体摩尔体积概念的应用,正确。
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
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 ℃、1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C.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。A项,He为单原子分子,含NA个He的氦气在标准状况下的体积约为22.4 L;B项,64 g SO2的物质的量为1 mol,原子数为3NA,与气体所处状态无关;C项,条件应为标准状况;D项,标准状况下H2O不是气体,11.2 L H2O的物质的量不是0.5 mol。
3.标准状况下,由0.5 g H2、11 g CO2和4 g O2组成的混合气体,其体积约为( )
A.8.4 L B.11.2 L
C.14.0 L D.16.8 L
答案:C
4.如果a g某气体中含有该气体的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A. L B. L
C. L D. L
解析:选A。a g该气体的分子数为b,则物质的量为 mol,摩尔质量M== g/mol,c g该气体的物质的量为n== mol。c g该气体在标准状况下的体积V=n·Vm= mol×22.4 L/mol= L。
5.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。根据阿伏加德罗定律可知,同温同压同体积的气体具有相同的分子数,又因为瓶内气体均为双原子分子,故原子数相等。
6.(2019·宿州高一测试)在同温、同压下,相同质量的气体X和Y,已知此时Y的体积大于X的体积,则它们的相对分子质量关系是( )
A.MX>MY B.MX<MY
C.MX=MY D.无法确定
解析:选A。同温同压下,气体摩尔体积相同,此时Y的体积大于X的体积,则n(Y)>n(X),又知m(X)=m(Y),则MX∶MY=∶=n(Y)∶n(X)>1,所以MX>MY。
7.在标准状况下有:①6.72 L CH4;②3.01×1023个HCl分子;③13.6 g H2S;④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的描述正确的是( )
a.体积:②>③>①>④
b.密度:②>③>④>①
c.质量:②>③>①>④
d.氢原子个数:①>③>④>②
A.abc B.bcd
C.cbd D.abcd
解析:选D。先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量,然后再比较它们的体积、密度等。标准状况下6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol,然后进行比较即可得出结论。
8.同温同压下,某容器充满O2重116 g,若充满CO2重122 g,现充满某气体重114 g,则该气体的相对分子质量为 ( )
A.30 B.28
C.32 D.64
解析:选B。同温同压下,某容器体积一定,充满任何气体物质的量相同。设容器质量为m,该气体的相对分子质量为Mr,则有==,解得m=100,Mr=28。
9.(2019·洛阳高一检测)某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体质量为m g,设阿伏加德罗常数的值为NA,回答下列问题:
(1)该气体的物质的量为__________mol;
(2)该气体在标准状况下的体积为__________L;
(3)该气体在标准状况下的密度为__________g·L-1;
(4)该气体所含原子总数为__________;
(5)该气体的一个分子的质量为__________g。
解析:(1)由公式n=直接求解;(2)由n==可求得标准状况下的体积为×22.4 L;(3)根据ρ=,可求得该气体在标准状况下的密度为 g·L-1;(4)由于该气体为双原子分子,所以原子总数为×2NA=;(5)由摩尔质量为M g·mol-1知一个分子的质量为 g。
答案:(1) (2) (3) (4) (5)
10.一定量的液态化合物XY2在一定量O2中恰好完全反应:XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后在标准状况下,测得生成物的体积为672 mL,密度为2.56 g/L。求:
(1)反应前O2的体积为________。
(2)化合物XY2的摩尔质量是________。
(3)在XY2分子中,X、Y两元素质量之比为3∶16,则X、Y两元素分别是______________。
解析:(1)由题中的化学方程式XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)可知,该反应是反应前后气体分子数不变的反应,即反应前后气体体积相同。因反应物中的XY2为液态,故反应前O2的体积为672 mL。
(2)n(O2)==0.03 mol。因XY2与O2恰好完全反应,则它们的物质的量之比为1∶3(由化学方程式知),故XY2的物质的量为0.01 mol。又因反应后的气体体积为672 mL,密度为2.56 g/L,则反应后气体总质量为m=ρV=2.56 g/L×672×10-3 L≈1.72 g。根据质量守恒定律有m(XY2)=1.72 g-m(O2)=1.72 g-0.03 mol×32 g/mol=0.76 g,M(XY2)==76 g/mol。
(3)由题意知,
解得,
所以X为碳元素,Y为硫元素。
答案:(1)672 mL (2)76 g/mol (3)碳元素、硫元素
等级性测试
1.下列叙述正确的是( )
A.1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B.1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C.标准状况下,1 mol水所占的体积是22.4 L
D.标准状况下,22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol
解析:选D。A中没有指明该物质所处的状况,错误;B中没有指明该物质的状态,错误;C中水在标准状况下不是气体,错误;D中是对气体摩尔体积概念的应用,正确。
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
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 ℃、1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C.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。A项,He为单原子分子,含NA个He的氦气在标准状况下的体积约为22.4 L;B项,64 g SO2的物质的量为1 mol,原子数为3NA,与气体所处状态无关;C项,条件应为标准状况;D项,标准状况下H2O不是气体,11.2 L H2O的物质的量不是0.5 mol。
3.标准状况下,由0.5 g H2、11 g CO2和4 g O2组成的混合气体,其体积约为( )
A.8.4 L B.11.2 L
C.14.0 L D.16.8 L
答案:C
4.如果a g某气体中含有该气体的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A. L B. L
C. L D. L
解析:选A。a g该气体的分子数为b,则物质的量为 mol,摩尔质量M== g/mol,c g该气体的物质的量为n== mol。c g该气体在标准状况下的体积V=n·Vm= mol×22.4 L/mol= L。
5.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。根据阿伏加德罗定律可知,同温同压同体积的气体具有相同的分子数,又因为瓶内气体均为双原子分子,故原子数相等。
6.(2019·宿州高一测试)在同温、同压下,相同质量的气体X和Y,已知此时Y的体积大于X的体积,则它们的相对分子质量关系是( )
A.MX>MY B.MX<MY
C.MX=MY D.无法确定
解析:选A。同温同压下,气体摩尔体积相同,此时Y的体积大于X的体积,则n(Y)>n(X),又知m(X)=m(Y),则MX∶MY=∶=n(Y)∶n(X)>1,所以MX>MY。
7.在标准状况下有:①6.72 L CH4;②3.01×1023个HCl分子;③13.6 g H2S;④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的描述正确的是( )
a.体积:②>③>①>④
b.密度:②>③>④>①
c.质量:②>③>①>④
d.氢原子个数:①>③>④>②
A.abc B.bcd
C.cbd D.abcd
解析:选D。先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量,然后再比较它们的体积、密度等。标准状况下6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol,然后进行比较即可得出结论。
8.同温同压下,某容器充满O2重116 g,若充满CO2重122 g,现充满某气体重114 g,则该气体的相对分子质量为 ( )
A.30 B.28
C.32 D.64
解析:选B。同温同压下,某容器体积一定,充满任何气体物质的量相同。设容器质量为m,该气体的相对分子质量为Mr,则有==,解得m=100,Mr=28。
9.(2019·洛阳高一检测)某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体质量为m g,设阿伏加德罗常数的值为NA,回答下列问题:
(1)该气体的物质的量为__________mol;
(2)该气体在标准状况下的体积为__________L;
(3)该气体在标准状况下的密度为__________g·L-1;
(4)该气体所含原子总数为__________;
(5)该气体的一个分子的质量为__________g。
解析:(1)由公式n=直接求解;(2)由n==可求得标准状况下的体积为×22.4 L;(3)根据ρ=,可求得该气体在标准状况下的密度为 g·L-1;(4)由于该气体为双原子分子,所以原子总数为×2NA=;(5)由摩尔质量为M g·mol-1知一个分子的质量为 g。
答案:(1) (2) (3) (4) (5)
10.一定量的液态化合物XY2在一定量O2中恰好完全反应:XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后在标准状况下,测得生成物的体积为672 mL,密度为2.56 g/L。求:
(1)反应前O2的体积为________。
(2)化合物XY2的摩尔质量是________。
(3)在XY2分子中,X、Y两元素质量之比为3∶16,则X、Y两元素分别是______________。
解析:(1)由题中的化学方程式XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)可知,该反应是反应前后气体分子数不变的反应,即反应前后气体体积相同。因反应物中的XY2为液态,故反应前O2的体积为672 mL。
(2)n(O2)==0.03 mol。因XY2与O2恰好完全反应,则它们的物质的量之比为1∶3(由化学方程式知),故XY2的物质的量为0.01 mol。又因反应后的气体体积为672 mL,密度为2.56 g/L,则反应后气体总质量为m=ρV=2.56 g/L×672×10-3 L≈1.72 g。根据质量守恒定律有m(XY2)=1.72 g-m(O2)=1.72 g-0.03 mol×32 g/mol=0.76 g,M(XY2)==76 g/mol。
(3)由题意知,
解得,
所以X为碳元素,Y为硫元素。
答案:(1)672 mL (2)76 g/mol (3)碳元素、硫元素
课件43张PPT。第3课时 物质的量浓度第二章 海水中的重要元素——钠和氯第二章 海水中的重要元素——钠和氯第二章 海水中的重要元素——钠和氯单位体积物质的量cBmol/Lmol·L-12 mol·L-11 mol·L-1 0.1 mol·L-12.5 mol·L-1温度玻璃棒胶头滴管100 mL容量瓶0.1mol5.85g托盘天平药匙5.9玻璃棒烧杯100 ml容量瓶玻璃棒2~3容量瓶1~2cm胶头滴管凹液面与刻度线相切等级性测试本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第3课时 物质的量浓度
课程标准
核心素养
1.了解物质的量浓度的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质的组成及其化学变化,并运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
3.能配制一定物质的量浓度的溶液。
1.变化观念:认识物质的量浓度在化学定量研究中的重要作用。
2.宏观辨识与微观探析:建立物质的量浓度的概念,基于物质的量浓度定量认识物质的组成及物质的化学变化。
3.科学探究:选择常见实验仪器、装置和试剂,配制一定物质的量浓度的溶液。
物质的量浓度及其计算
1.概念:单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,符号为cB,常用单位为mol/L或mol·L-1。
2.表达式:cB=,其中的“V”指的是溶液的体积,而非溶剂的体积。
3.简单计算
(1)已知溶液中某种离子的浓度,求其他离子的浓度
溶液中阴、阳离子的物质的量浓度之比=化学组成中的离子个数之比。
例如:Na2SO4溶液中,c(SO)=1 mol·L-1,则 c(Na+)=2__mol·L-1,c(Na2SO4)=1__mol·L-1。
(2)已知一定体积的溶液中溶质的质量计算浓度
例如:2.0 g NaOH固体溶于水配成500 mL溶液,则该溶液的浓度为__0.1__mol·L-1。
(3)标准状况下,一定体积的气体溶于水形成V L溶液计算浓度
例如:标准状况下,11.2 L HCl气体溶于水配成200 mL溶液,则该溶液的浓度为2.5__mol·L-1。
1.物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
(1)换算公式:cB= mol·L-1
M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
(2)推导方法
设溶液体积为1 L,则cB==
= mol·L-1。
注意:溶液体积的单位一般用“L”,密度单位一般用“g·mL-1”,计算时要注意单位的换算和统一。
2.溶液稀释与混合的计算
(1)浓溶液稀释
①溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
②溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);
③溶液的质量守恒:m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
(2)相同溶质的两溶液混合
①溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
②溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
1.1 mol·L-1硫酸溶液的含义是( )
A.1 L水中含有1 mol硫酸
B.1 L溶液中含有1 mol H+
C.将98 g硫酸溶于1 L水所配成的溶液
D.从1 L该溶液中取出500 mL后,剩余溶液的浓度仍为1 mol·L-1
解析:选D。根据物质的量浓度的定义,A选项错误,不是1 L 水,应该是1 L溶液;B选项溶液的体积为1 L时应含有2 mol H+;C选项的错误在于98 g H2SO4溶于1 L水时,溶液的体积无法计算,故溶液的物质的量浓度也无法计算。
2.下列说法正确的是( )
A.1 L水中溶解1 mol NaCl所形成溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.标准状况下,22.4 L HCl气体溶于1 L水中形成的溶液的体积为1 L
C.标准状况下,将33.6 L HCl气体溶于水形成1 L溶液,其物质的量浓度是1.5 mol·L-1
D.1 mol CaCl2溶于水形成1 L溶液,所得溶液中c(Cl-)等于1 mol·L-1
解析:选C。A项,1 L为溶剂的体积,不是溶液的体积;B项,22.4 L HCl气体溶于1 L水后溶液的体积不是1 L;D项,1 mol CaCl2溶于水形成1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1,其中Cl-的物质的量浓度为2 mol·L-1。
3.如图是某市售盐酸试剂瓶标签上的部分数据。
盐酸
化学式:HCl
相对分子质量:36.5
外观:合格
密度:1.18 g·cm-3
HCl的质量分数:36.5%
符合 GB622—89
则该盐酸的物质的量浓度是( )
A.3 mol·L-1 B.8.4 mol·L-1
C.11.8 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
解析:选C。c(HCl)==
mol·L-1=11.8 mol·L-1。
配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶:用于精确配制一定物质的量浓度的溶液。
(1)构造特点:细颈、梨形的平底玻璃瓶,瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞,标有温度和容积。
(2)常用规格:50 mL 、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。
(3)注意事项
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。
查漏方法:向容量瓶中注入一定量水,盖好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧,再把瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,该容量瓶才能使用。
③不能用容量瓶溶解固体或稀释浓溶液。
④容量瓶不能做反应容器或长期存放溶液。
⑤选择容量瓶遵循“大而近”原则,即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。
⑥容量瓶使用完毕,应洗净、晾干。(玻璃磨口瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连)
2.配制一定物质的量浓度的溶液(以配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液为例)
(1)主要仪器:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100__mL容量瓶。
(2)实验步骤
配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
1.原理依据
根据cB== 判断。其他条件不变时:
(1)使m增大(或减小)的因素,导致cB偏大(或偏小)。
(2)使V增大(或减小)的因素,导致cB偏小(或偏大)。
2.误差分析
能引起误差的一些操作
m
V
cB
托盘天平
天平的砝码沾有其他物质或已生锈
增大
不变
偏大
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码
减小
不变
偏小
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长
减小
不变
偏小
量筒
用量筒量取液体时,仰视读数
增大
不变
偏大
用量筒量取液体时,俯视读数
减小
不变
偏小
烧杯
和玻
璃棒
搅拌时部分液体溅出
减小
不变
偏小
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
不变
偏小
容量瓶
溶液未冷却到室温就注入容量瓶定容
不变
减小
偏大
向容量瓶转移溶液时有少量液体流出
减小
不变
偏小
定容时,水加多了,用滴管吸出
减小
不变
偏小
定容时,俯视刻度线
不变
减小
偏大
定容时,仰视刻度线
不变
增大
偏小
3.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
(1)仰视刻度线(图甲)。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,刻度线低于液面的实际高度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
(2)俯视刻度线(图乙)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面的实际高度,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
1.下列关于容量瓶的说法不正确的是( )
A.容量瓶上一般标有规格、温度和刻度线
B.容量瓶在使用前要检查是否漏水
C.可将浓溶液直接在容量瓶中稀释
D.容量瓶不能长时间盛放所配制的溶液,应及时分装在试剂瓶中
解析:选C。容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的精确仪器,浓溶液稀释时会产生热效应,使溶液发生热胀冷缩,导致结果不准确,故不可将浓溶液直接在容量瓶中稀释。
2.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。结合实验操作步骤、具体要求及题给装置进行分析、解决问题。称量固体样品时,应将固体样品放入托盘天平的左盘,砝码放入右盘,A错;转移溶液时,为防止液体洒落,应用玻璃棒引流,C错;定容时,胶头滴管不能插入容量瓶中,应垂直悬滴,D错。
3.下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视读数
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4.0 g NaOH配制 1 000 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,砝码错放在左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶,再加水至刻度线
解析:选D。A中俯视读数,将会使量得的盐酸体积小于计算值,导致浓度偏低;B中定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏低;C中由于所称NaOH固体的质量为整数,不需移动游码,故称得固体NaOH的质量是准确的,不会影响到配制溶液的浓度;D中因热胀冷缩,会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线,导致所配溶液浓度偏高。
课堂小结
合格考训练
1.小明体检的血液化验单中,葡萄糖为5.9 mmol/L。表示该体检指标的物理量是( )
A.物质的量 B.物质的量浓度
C.质量分数 D.摩尔质量
解析:选B。5.9 mmol/L表示1 L血液中含有溶质葡萄糖的物质的量为5.9 mmol,即为单位体积的溶液中含有溶质的物质的量,该浓度是物质的量浓度。
2.下列溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1的是( )
A.1 L含4 g NaOH的溶液
B.1 L含0.1 g NaOH的溶液
C.0.5 L含0.2 mol H2SO4的溶液
D.将98 g的H2SO4倒入1 L水中
解析:选A。 A项中n(NaOH)==0.1 mol,则c(NaOH)===0.1 mol·L-1,A正确;同理可计算出B、C的浓度分别为0.002 5 mol·L-1、0.4 mol·L-1,B、C错误;D项溶液的体积不是1 L,D错误。
3.实验室中需要配制950 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是( )
A.950 mL,96.0 g B.500 mL,80.0 g
C.1 000 mL,80.0 g D.1 000 mL,76.0 g
解析:选C。配制950 mL溶液需选用1 000 mL的容量瓶,所需称取NaOH固体的质量为1 L×2 mol·L-1×40 g·mol-1=80.0 g。
4.若20 g密度为ρ g·cm-3的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2,则溶液中NO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C。Ca(NO3)2的物质的量浓度为= mol·L-1,NO的物质的量浓度为 mol·L-1。
5.实验室欲用NaOH固体配制480 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液。
(1)配制时,必须使用的玻璃仪器有__________________________________________。
(2)要完成本实验该同学应称量________g NaOH。
(3)某同学欲称量NaOH的质量,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图,烧杯的实际质量为________g。
(4)使用容量瓶前必须进行的一步操作是____________。
(5)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起浓度偏高的是____________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②定容时俯视刻度线
③未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
④定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
解析:(1)选择容量瓶时,规格最好与所配制溶液的体积相同,如无同规格的容量瓶,则应选稍大规格的容量瓶,所以配制480 mL溶液需用500 mL的容量瓶。(2)NaOH的物质的量为0.5 L×1 mol·L-1=0.5 mol,质量为0.5 mol×40 g·mol-1=20.0 g。(3)根据天平的称量原理可知,烧杯的质量+游码示数=砝码质量,则烧杯的质量为30 g-2.6 g=27.4 g。(5)①损失溶质,浓度偏低;②定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏高;③因NaOH固体溶于水放热,未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容,温度降低后溶液体积偏小,浓度偏高;④不能再加水,否则就稀释了所配溶液,浓度偏低。
答案:(1)500 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、玻璃棒
(2)20.0 (3)27.4 (4)查漏 (5)②③
等级性测试
1.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 NaCl
C.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。c(NaCl)==1 mol·L-1,A项正确;m(NaCl)=0.5 mol×58.5 g·mol-1=29.25 g,B项错误;100 mL溶液中含NaCl的质量为5.85 g,物质的量为0.1 mol,C、D项正确。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于0.2 mol·L-1硝酸钡溶液的说法不正确的是( )
A.1 L该溶液中所含阴、阳离子总数是0.6NA
B.1 L该溶液中含有0.2NA个NO
C.500 mL该溶液中含有0.2NA个NO
D.500 mL该溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1
解析:选B。1 L硝酸钡溶液中所含Ba2+和NO的物质的量分别为0.2 mol、0.4 mol,即含有0.2NA个Ba2+和0.4NA个NO,则阴、阳离子总数是0.6NA,A正确,B错误;500 mL该溶液中含有0.2NA个NO,C正确;500 mL该溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1,D正确。
3.从2 L物质的量浓度为1 mol·L-1的NaOH溶液中取出100 mL溶液,下面关于这100 mL溶液的叙述错误的是( )
①物质的量浓度为0.1 mol·L-1
②物质的量浓度为1 mol·L-1
③含100 mL水
④含0.1 mol氢氧化钠
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析:选B。从2 L物质的量浓度为1 mol·L-1的NaOH溶液中取出100 mL溶液,其物质的量浓度不变,含有NaOH的物质的量为0.1 L×1 mol·L-1=0.1 mol,其质量为0.1 mol ×40 g·mol-1=4 g,但溶剂水不是100 mL。
4.将5 mol/L的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中NO的物质的量浓度为( )
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
解析:选B。原溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为c(NO)=5 mol/L×2=10 mol/L,稀释过程中硝酸根离子的物质的量不变,设稀释后溶液中硝酸根离子浓度为c,则10 mol/L×a×10-3 L=b×10-3 L×c,解得c= mol/L。
5.某同学用Na2CO3固体配制0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液的过程如图所示。你认为该同学的错误之处有( )
A.①⑤⑥ B.②④⑦
C.①⑥ D.⑤⑥⑦
解析:选C。称量Na2CO3固体时,应将被称量物放在托盘天平的左盘,砝码放在右盘,①错误;定容时,视线应与凹液面最低处水平相切,⑥错误,故C项正确。
6.下列溶液中,Na+的物质的量浓度最大的是( )
A.1 mL 0.5 mol·L-1的NaNO3溶液
B.100 mL 0.01 mol·L-1的NaCl溶液
C.100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液
D.10 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液
解析:选A。A.NaNO3溶液中Na+的物质的量浓度是0.5 mol·L-1; B.NaCl溶液中Na+的物质的量浓度是0.01 mol·L-1;C.NaOH溶液中Na+的物质的量浓度是0.1 mol·L-1; D.Na2SO4溶液中Na+的物质的量浓度是0.2 mol·L-1。
7.某氯化镁溶液的密度为1.18 g/cm3,其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL该溶液中Cl-的物质的量约为( )
A.0.37 mol B.0.63 mol
C.0.74 mol D.1.5 mol
解析:选D。由物质的量浓度和质量分数的换算关系式可知,c(MgCl2)=c(Mg2+)== mol/L≈2.51 mol/L,所以n(MgCl2)=2.51 mol/L×0.3 L=0.753 mol,n(Cl-)=0.753 mol×2≈1.5 mol。
8.在标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为M g·mol-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度(mol·L-1)为( )
A. B.
C. D.1 000VρM(V+2 240)
解析:选B。气体的物质的量为 mol,所得溶液的质量为(×M+100) g,则此溶液的物质的量浓度为 mol÷= mol·L-1。
9.(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1。
(2)若从中取出50 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1,溶质的质量为________g。
(3)若将(2)中的50 mL溶液用水稀释到100 mL,所得溶液中Na+的物质的量浓度为________mol·L-1,SO的物质的量浓度为________mol·L-1。
解析:(1)n(Na2SO4)==0.1 mol,
c(Na2SO4)==0.2 mol·L-1。
(2)从中取出50 mL溶液,浓度仍为0.2 mol·L-1,溶质的质量为m=n·M=c·V·M=0.2 mol·L-1×0.05 L×142 g·mol-1=1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL,根据c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)知,溶液中Na2SO4物质的量浓度变为原来的,即0.1 mol·L-1,故溶液中Na+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,SO的物质的量浓度为 0.1 mol·L-1。
答案:(1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1
10.实验室用密度为1.18 g·mL-1、质量分数为36.5%的浓盐酸配制250 mL 0.2 mol·L-1的盐酸。请回答下列问题:
(1)配制250 mL 0.2 mol·L-1的盐酸
应量取盐酸的体积/mL
应选用容量瓶
的规格/mL
除量筒、容量瓶、
烧杯外还需的其他仪器
(2)配制时,其正确的操作顺序是____________(用字母表示,每个字母只能用一次)。
A.用30 mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30 mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入250 mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2 cm处
(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是____________。
(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①若没有进行A操作________;
②若加蒸馏水时不慎超过了刻度线________;
③若定容时俯视刻度线________。
(5)若实验过程中出现如下情况如何处理?
向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面:______________________________。
解析:(1)浓盐酸的物质的量浓度为c==11.8 mol·L-1,设量取浓盐酸的体积为V,11.8 mol·L-1×V=0.2 mol·L-1×0.25 L,V=0.004 2 L=4.2 mL;配制250 mL 0.2 mol·L-1的盐酸,所以容量瓶的规格是250 mL;配制盐酸所需的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管,所以除量筒、容量瓶、烧杯外还需要的其他仪器有玻璃棒、胶头滴管。(2)配制步骤有量取、稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,所以配制时,其正确的操作顺序是BCAFED。(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是保证溶质全部转入容量瓶,减少误差。(4)①没有进行A操作,导致溶质的物质的量偏小,配制溶液的浓度偏低;②加蒸馏水时不慎超过了刻度线,导致溶液的体积偏大,配制溶液的浓度偏低;③定容时俯视刻度线,导致溶液的体积偏小,配制溶液的浓度偏高。(5)向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面,导致配制溶液的浓度偏低,所以宣告实验失败,洗净容量瓶后重新配制。
答案:(1)4.2 250 玻璃棒、胶头滴管
(2)BCAFED
(3)保证溶质全部转入容量瓶
(4)①偏低 ②偏低 ③偏高
(5)宣告实验失败,洗净容量瓶后重新配制
等级性测试
1.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 NaCl
C.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。c(NaCl)==1 mol·L-1,A项正确;m(NaCl)=0.5 mol×58.5 g·
mol-1=29.25 g,B项错误;100 mL溶液中含NaCl的质量为5.85 g,物质的量为0.1 mol,C、D项正确。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于0.2 mol·L-1硝酸钡溶液的说法不正确的是( )
A.1 L该溶液中所含阴、阳离子总数是0.6NA
B.1 L该溶液中含有0.2NA个NO
C.500 mL该溶液中含有0.2NA个NO
D.500 mL该溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1
解析:选B。1 L硝酸钡溶液中所含Ba2+和NO的物质的量分别为0.2 mol、0.4 mol,即含有0.2NA个Ba2+和0.4NA个NO,则阴、阳离子总数是0.6NA,A正确,B错误;500 mL该溶液中含有0.2NA个NO,C正确;500 mL该溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1,D正确。
3.从2 L物质的量浓度为1 mol·L-1的NaOH溶液中取出100 mL溶液,下面关于这100 mL溶液的叙述错误的是( )
①物质的量浓度为0.1 mol·L-1
②物质的量浓度为1 mol·L-1
③含100 mL水
④含0.1 mol氢氧化钠
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析:选B。从2 L物质的量浓度为1 mol·L-1的NaOH溶液中取出100 mL溶液,其物质的量浓度不变,含有NaOH的物质的量为0.1 L×1 mol·L-1=0.1 mol,其质量为0.1 mol ×40 g·mol-1=4 g,但溶剂水不是100 mL。
4.将5 mol/L的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中NO的物质的量浓度为( )
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
解析:选B。原溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为c(NO)=5 mol/L×2=10 mol/L,稀释过程中硝酸根离子的物质的量不变,设稀释后溶液中硝酸根离子浓度为c,则10 mol/L×a×10-3 L=b×10-3 L×c,解得c= mol/L。
5.某同学用Na2CO3固体配制0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液的过程如图所示。你认为该同学的错误之处有( )
A.①⑤⑥ B.②④⑦
C.①⑥ D.⑤⑥⑦
解析:选C。称量Na2CO3固体时,应将被称量物放在托盘天平的左盘,砝码放在右盘,①错误;定容时,视线应与凹液面最低处水平相切,⑥错误,故C项正确。
6.下列溶液中,Na+的物质的量浓度最大的是( )
A.1 mL 0.5 mol·L-1的NaNO3溶液
B.100 mL 0.01 mol·L-1的NaCl溶液
C.100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液
D.10 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液
解析:选A。A.NaNO3溶液中Na+的物质的量浓度是0.5 mol·L-1; B.NaCl溶液中Na+的物质的量浓度是0.01 mol·L-1;C.NaOH溶液中Na+的物质的量浓度是0.1 mol·L-1; D.Na2SO4溶液中Na+的物质的量浓度是0.2 mol·L-1。
7.某氯化镁溶液的密度为1.18 g/cm3,其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL该溶液中Cl-的物质的量约为( )
A.0.37 mol B.0.63 mol
C.0.74 mol D.1.5 mol
解析:选D。由物质的量浓度和质量分数的换算关系式可知,c(MgCl2)=c(Mg2+)== mol/L≈2.51 mol/L,所以n(MgCl2)=2.51 mol/L×0.3 L=0.753 mol,n(Cl-)=0.753 mol×2≈1.5 mol。
8.在标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为M g·mol-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度(mol·L-1)为( )
A. B.
C. D.1 000VρM(V+2 240)
解析:选B。气体的物质的量为 mol,所得溶液的质量为(×M+100) g,则此溶液的物质的量浓度为 mol÷= mol·L-1。
9.(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1。
(2)若从中取出50 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1,溶质的质量为________g。
(3)若将(2)中的50 mL溶液用水稀释到100 mL,所得溶液中Na+的物质的量浓度为________mol·L-1,SO的物质的量浓度为________mol·L-1。
解析:(1)n(Na2SO4)==0.1 mol,
c(Na2SO4)==0.2 mol·L-1。
(2)从中取出50 mL溶液,浓度仍为0.2 mol·L-1,溶质的质量为m=n·M=c·V·M=0.2 mol·L-1×0.05 L×142 g·mol-1=1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL,根据c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)知,溶液中Na2SO4物质的量浓度变为原来的,即0.1 mol·L-1,故溶液中Na+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,SO的物质的量浓度为 0.1 mol·L-1。
答案:(1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1
10.实验室用密度为1.18 g·mL-1、质量分数为36.5%的浓盐酸配制250 mL 0.2 mol·L-1的盐酸。请回答下列问题:
(1)配制250 mL 0.2 mol·L-1的盐酸
应量取盐酸的体积/mL
应选用容量瓶
的规格/mL
除量筒、容量瓶、
烧杯外还需的其他仪器
(2)配制时,其正确的操作顺序是____________(用字母表示,每个字母只能用一次)。
A.用30 mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30 mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入250 mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2 cm处
(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是____________。
(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①若没有进行A操作________;
②若加蒸馏水时不慎超过了刻度线________;
③若定容时俯视刻度线________。
(5)若实验过程中出现如下情况如何处理?
向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面:________________________。
解析:(1)浓盐酸的物质的量浓度为c==11.8 mol·L-1,设量取浓盐酸的体积为V,11.8 mol·L-1×V=0.2 mol·L-1×0.25 L,V=0.004 2 L=4.2 mL;配制250 mL 0.2 mol·L-1的盐酸,所以容量瓶的规格是250 mL;配制盐酸所需的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管,所以除量筒、容量瓶、烧杯外还需要的其他仪器有玻璃棒、胶头滴管。(2)配制步骤有量取、稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,所以配制时,其正确的操作顺序是BCAFED。(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是保证溶质全部转入容量瓶,减少误差。(4)①没有进行A操作,导致溶质的物质的量偏小,配制溶液的浓度偏低;②加蒸馏水时不慎超过了刻度线,导致溶液的体积偏大,配制溶液的浓度偏低;③定容时俯视刻度线,导致溶液的体积偏小,配制溶液的浓度偏高。(5)向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面,导致配制溶液的浓度偏低,所以宣告实验失败,洗净容量瓶后重新配制。
答案:(1)4.2 250 玻璃棒、胶头滴管
(2)BCAFED
(3)保证溶质全部转入容量瓶
(4)①偏低 ②偏低 ③偏高
(5)宣告实验失败,洗净容量瓶后重新配制