第1节 走进化学科学
发展目标
体系构建
1.能通过对化学科学的形成与发展过程、主要特征及未来探索空间的探讨，认识化学是在原子、分子水平上研究物质组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，认识并欣赏化学对人类生活、社会发展的重要作用。2.结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学的发展趋势，认识化学科学研究的主要内容、领域和方法手段，增进对科学家的科学态度和社会责任的认识。3.能列举事实说明化学对人类文明的伟大贡献，能自觉抵制伪科学。
一、化学科学的形成与发展
1．化学科学的形成
最早的化学实践活动是火的使用，之后人们又学会了烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类，并希望炼制出长生不老的丹药或把廉价的金属炼制成金。在实践活动的基础上，化学家经过不断的努力，近代化学逐渐形成。
2．近代化学发展的里程碑
年代
科学家
重大发现或成就
意义或作用
1661年
英国科学家波义耳
提出化学元素的概念
近代化学诞生的标志
1777年
法国科学家拉瓦锡
提出氧化学说
使近代化学取得了革命性的进展
1803年
英国科学家道尔顿
提出原子论
为近代化学的发展奠定了坚实的基础
1811年
意大利科学家阿伏加德罗
提出分子学说
系统地解决了在物质组成和原子量测定方面存在的混乱问题
1869年
俄国科学家门捷列夫
发现了元素周期律
化学元素及其化合物被纳入一个统一的理论体系
3.现代化学的发展
(1)随着人们对物质世界的认识由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态的不断深入，化学科学进入了辉煌的现代化学时代。
(2)放射性元素的发现、现代量子化学理论的建立、化学热力学与动力学的开创性研究、创造新分子的合成化学的崛起、高分子化学的创立以及化学工业的快速发展等，都是现代化学发展中取得的重大成就。
(3)我国化学家在化学研究中的重要成果
①1965年，我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素，这是首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质。
②2015年，我国科学家屠呦呦因发现抗疟新药青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖。
1.中国古代的四大发明：火药、指南针、造纸、印刷术，其中属于化学史上的贡献的是哪几项？
提示：火药、造纸。
二、化学科学的主要特征
1．化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，其特征是从宏观和微观两个角度认识物质、以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。
2．利用化学方法，人们从矿物和动植物体中发现了很多有用的物质，通过对有关物质结构和性质的认识与研究，根据需要创造出自然界中原本不存在的、具有特殊性质或功能的新物质。所以，化学科学是一门具有创造性的科学。
3．现代化学已经成为实验与理论并重的科学。各种分析和测试物质结构、跟踪化学反应过程的技术如波谱、色谱、X射线衍射、飞秒化学、原子示踪等，成为现代化学研究的重要手段。同时理论计算辅以计算机模拟来研究物质的结构、预测物质的反应活性、研究反应的微观过程等，成为现代化学研究的一个热点。
4．先进技术手段的应用成果——抗疟新药的发现
?1?质谱仪用于确定物质的组成。
?2?核磁共振仪用于识别某些原子和数目、原子或官能团的连接方式。
?3?X射线衍射仪可以探测晶体中原子的位置?原子坐标?。
三、化学科学的探索空间
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)化学研究的主要目的就是认识物质。
( )
(2)化学家可以制造出自然界中不存在的物质。
( )
(3)化学研究会造成严重的环境污染，最终人类将毁灭在化学物质中。
( )
(4)化学科学与其他科学的联系不密切。
( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
2．法国化学家拉瓦锡对近代化学的最大贡献是( )
A．最早使用天平研究化学
B．最早提出空气是由O2和N2组成的结论
C．提出氧化学说
D．用加热HgO的方法制取O2
C [法国化学家拉瓦锡对近代化学的最大贡献是提出了氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。]
3．下列描述中不正确的是( )
A．化学的特征就是认识分子和制造分子，它是一门具有创造性和实用性的科学
B．人们可以利用先进的技术和设备通过化学变化制造出新的原子和新的分子
C．制陶、冶金及酿酒过程中，肯定发生了化学变化
D．化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等
B [化学科学的特征为认识分子和制造分子，是一门具有创造性和实用性的科学，A项正确；化学变化可以制造分子，但不能制造原子，B项错误；制陶、冶金及酿酒过程均生成了新物质，发生了化学变化，C项正确；科学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等，D项正确。]
化学科学的含义与主要特征(素养养成——宏观辨识与微观探析)
1．原子核的裂变与聚变属于化学研究的范畴吗？
提示：不属于。化学是在原子或分子水平上研究物质的一门科学，原子核的裂变与聚变是原子核发生了改变的反应，属于核反应，不属于化学反应，也不是化学研究的范畴。
2．“化学的特征是认识原子、分子，制造原子、分子，”这样的描述对吗？为什么？
提示：不对。通过化学可以认识原子和分子，并能通过化学反应制造分子，但不能制造原子。
1．化学科学
2．物理性质和化学性质
内容
物理性质
化学性质
概念
物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质
物质在化学反应中表现出来的性质
内容
色、味、态、熔点、沸点、硬度、密度、水溶性等
稳定性、酸碱性、氧化性、还原性等
特性
可由感官感知或物理仪器测知
与化学反应相互依存，不可分离
3.物理变化和化学变化
内容
物理变化
化学变化
概念
无新物质生成的变化
有新物质生成的变化
本质特征
宏观：无其他物质生成微观：构成物质的微粒结构不变，微粒间隔可能改变
宏观：有其他物质生成微观：构成物质的微粒结构变化，变成了其他物质的微粒
外观特征
状态、形状、大小的变化
常伴随发光、放热等现象
本质区别
是否有新物质生成
举例
冰的融化、水的汽化、木材做成课桌
H2在O2中燃烧生成水
1．下列属于化学科学研究范畴的是( )
A．研究氢原子聚变释放巨大能量的技术
B．研究可降解高分子材料的结构与性质
C．研究更安全、更快速地量子通信技术
D．用大口径射电望远镜探寻类似地球的太阳系外行星
B [氢原子聚变属于物理科学研究的范畴，A选项不符合题意；物质的结构与性质属于化学研究的范畴，B选项符合题意；量子通信技术属于物理科学研究的范畴，C选项不符合题意；探寻类似地球的太阳系外行星属于天文学研究的范畴，D选项不符合题意。]
2．(素养题)中国科学技术大学钱逸泰教授等人以CCl4和金属钠为原料，在700
℃时制备出纳米级金刚石粉末。下列有关说法错误的是( )
A．化学是一门具有创造性的科学
B．制备过程中元素的种类发生了改变
C．人们可以根据需要制备出某些新物质
D．该反应属于置换反应
B [化学反应前后元素的种类不变，B错误。]
3．下列古诗词涉及的知识与化学变化无关的是( )
A．野火烧不尽，春风吹又生
B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．只要功夫深，铁杵磨成针
D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
C [判断物理变化和化学变化的方法就是看变化过程中是否有新物质生成，没有新物质生成的变化是物理变化，有新物质生成的变化是化学变化。]
化学科学与其他学科的关系
2018年10月3日，诺贝尔化学奖授予研究出利用基因变化和选择解决人类化学领域问题的蛋白质的三位科学家。随着科学的发展，近年来兴起了营养化学、地球化学、海洋化学等学科。
请从化学与其他学科关系方面分析化学是一门什么样的科学？
提示：由于化学科学的基础性、创造性和实用性，化学成为了名副其实的“中心科学”。
“中心科学”—化学与各个领域的密切关系
1．随着社会的发展，人类日益重视环境问题。下列做法正确的是( )
A．采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能完全转化为所需要的物质
B．大量使用农药和化肥，以提高农作物的产量
C．大量使用氟利昂作冰箱、空调的制冷剂
D．地沟油蒸馏后可以当食用油食用
A [解决环境污染的根本办法是从源头上抓起，在物质制备过程中应尽量使原料完全转化为所需物质，A项正确；大量使用农药与化肥会造成环境污染，B项错误；氟利昂的大量使用会导致地球臭氧层被破坏，C项错误；地沟油不能食用，D项错误。]
2．下列各项中，与化学科学关系不大的是( )
A．航空航天
B．合成新药物
C．食品成分检测
D．组装空气压缩机
D [组装空气压缩机未发生化学变化。]
3．下列对化学科学的应用叙述不正确的是( )
A．化学科学将继续推动材料科学的发展
B．化学科学将为环境问题的解决提供有力的保障
C．化学科学在了解疾病的病理方面无能为力
D．化学科学使人类能够更好地利用能源和资源
C [化学科学具有十分广阔的探索空间，包括材料、能源、环境、生命等各个领域。化学科学可以使研究人员在分子水平上了解疾病的病理，并寻求有效的防治措施，故C错误。]
1969年，屠呦呦研究小组发现青蒿具有抗疟效果，但用水煎熬青蒿所得提取物无效，青蒿的乙醇提取物药效也不高。后来，受到古药方《肘后备急方·治寒热诸疟方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”绞取方法的启发，屠呦呦使用沸点比乙醇更低的乙醚(34.6
℃)来提取青蒿中的有关物质。经过努力，最终获得抗疟新药“青蒿素”。
1．古药方《肘后备急方·治寒热诸疟方》中使用了怎样的药物提取方法？
提示：搅碎、过滤等方法。
2．屠呦呦采用了什么药物提取方法？有什么优点？
提示：屠呦呦采用于搅碎、用有机溶剂萃取[萃取是利用物质在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度的不同，使溶质从一种溶剂中转移到另外一种溶剂中的方法]的提取方法，用萃取的方法提取得到的青蒿素纯度更高，原料使用量更少。
3．屠呦呦提取“青蒿素”利用了“青蒿素”的什么性质？
提示：利用了“青蒿素”在低温下易溶于有机溶剂的性质。
4．通过对青蒿素的发现、研究与应用过程的了解，你对科学家的科学态度和社会责任产生了哪些新的认识？
提示：通过对青蒿素的发现、研究与应用过程的了解，使我们认识到科学家不怕挫折、敬业奉献的精神和优良品质；树立从小事做起、持之以恒、主动迎接挑战的意志品质。
通过本情境素材中屠呦呦从古药方获得启发，努力探索“青蒿素”的提取方法，最终成功的实例，提升了学生科学探究与创新意识，通过“抗疟新药”对全球人类健康的贡献的认知，增强了学生的社会责任感。
1．下列有关化学的说法正确的是( )
A．化学是科学家研究的内容，与普通百姓的生活没多大关系
B．人们可以利用化学反应制造出新的元素
C．化学家不能制造出自然界中不存在的物质
D．制陶、冶金及酿酒等过程中肯定发生化学变化
D [化学科学具有实用性，与人类生产和生活密切相关，A错误；化学反应中原子不能再分，只能重新组合形成新的分子，所以化学变化不能创造新的元素，B错误；现代化学的迅速发展已可以使化学家在微观的层面上操纵分子和原子，制造出一些自然界中不存在的物质，C错误；制陶、冶金及酿酒等过程中均生成了新物质，发生了化学变化，D正确。]
2．与近代化学科学的诞生无关的是( )
A．化学元素的概念
B．英国化学家、物理学家波义耳
C．著名物理学家爱因斯坦
D．古代的化学实践活动
C [1661年波义耳在前人工作的基础上提出元素的概念，标志着近代化学的诞生，A、B正确；任何事物都是相互联系的，现代化学的产生离不开古代的化学实践活动，D正确；量子化学理论是现代化学理论，对近代化学的发展无影响，C错误。]
3．下列不符合当今化学研究方向的是( )
A．发现新物质
B．合成新材料
C．研究化学反应的微观过程
D．研究化学反应中的原子守恒关系
D [研究化学反应中的原子守恒关系是近代化学的研究范畴。]
4．(素养题)两位美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农因为发现细胞膜水通道以及对离子通道结构和机理研究做出的开创性贡献而获得诺贝尔化学奖。他们之所以获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为( )
A．他们的研究和化学物质有关
B．他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物
C．他们的研究深入到分子、原子的层次
D．他们的研究深入到细胞的层次
C [化学科学研究层次是分子、原子的层次。]
5．下列我国古代的技术应用中，其工作原理不涉及化学反应的是( )
A.火药使用
B.粮食酿酒
C.转轮排字
D.铁的冶炼
C [A.火药爆炸时的化学反应为2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑；B.粮食酿酒的过程是淀粉转化为葡萄糖，葡萄糖经发酵转化为酒精，涉及的化学反应有(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6，C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑；C.转轮排字不涉及化学反应；D.铁的冶炼是将铁由化合态转化为游离态，高炉炼铁过程中涉及的化学反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。]
6．下列中草药煎制步骤中，属于过滤操作的是( )
A.冷水浸泡
B.加热煎制
C.箅渣取液
D.灌装保存
C [冷水浸泡中草药，使草药软化，便于熬制，不是过滤，A选项不正确；加热煎制，主要是使草药的成分析出，不是过滤，B选项不正确；把药渣去除，保留液体，是过滤的操作，C选项正确；罐装保存，只是把草药转移到容器中保存，不是过滤，D选项不正确。]
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9第1课时 研究物质性质的基本方法
发展目标
体系构建
1.通过对金属钠的性质研究等一系列科学探究活动，认识钠是一种非常活泼的金属单质，了解钠的物理性质、主要化学性质。2.通过观察、分析实验现象，体会怎样科学合理地运用观察方法。3.通过对钠与氧气反应的实验探究，体会实验方法在化学研究中的作用，并认识实验过程中控制实验条件的重要性。4.在归纳金属钠的性质过程中，体验分类、比较等研究方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用。5.激发学习的化学兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，同时树立安全意识和环保意识。
一、研究物质性质的基本方法
研究物质的性质，常常运用观察、实验、分类、比较等方法。
1．观察法
(1)含义：观察是一种有计划、有目的地运用感官考察研究对象的方法。
(2)内容
观察
(3)运用观察法时的注意事项
①不能用手直接接触化学药品。
②严禁品尝化学药品的味道。
③闻气体气味时要用“扇闻法”。操作如图所示。
(4)实施观察的程序
―→―→
2．实验法
(1)含义：通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。
(2)注意的问题：在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件。
(3)实验的步骤
3．分类法
在研究物质性质时，可以运用分类的方法总结各类物质的一般性质，并根据物质所属的类别对物质及其变化进行预测。
4．比较法
运用比较的方法，认识各种物质性质之间的异同与内在联系。
二、基本方法的应用——金属钠及性质
1．观察法认识钠的物理性质
(1)观察目的：认识金属钠的状态、颜色、硬度以及密度的相对大小及熔点的相对高低。
(2)观察内容：试剂瓶中的金属钠及钠块切面。
(3)观察记录：
状态
颜色
光泽
硬度
密度
熔点
固体
银白色
有金属光泽
小，可切割
比水的小，比煤油的大
熔点较低
2.实验法、观察法、推理法的应用——金属钠与水的反应
实验步骤
实验现象
现象分析
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球
钠的熔点低，反应放出热量
小球在水面上四处游动，最后完全消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出嘶嘶响声
钠与水反应产生气体
反应后溶液变为红色
反应生成碱性物质
实验结论
常温下，钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2。反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
用干毛巾将手擦拭干净，可以用手直接拿取钠块吗？
提示：不可以。手上的少量水分也能与钠剧烈反应，生成氢氧化钠。
3．实验法的应用——钠与氧气反应
反应条件
室温
加热或点燃
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗
钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
化学方程式
缓慢氧化：4Na＋O2===2Na2O
剧烈燃烧：2Na＋O2Na2O2
结论
钠是非常活泼的金属，与O2反应条件不同时，现象不同，产物也不同
微点拨：钠在空气中燃烧时，先熔化再燃烧的原因是钠的着火点比熔点高。
4．钠的用途
(1)工业上用钠冶炼金属，如钛、锆、铌、钽等。
(2)Na－K合金在常温下呈液态，可用作原子反应堆的导热剂。
(3)制作高压钠灯。
5．钠的保存
实验室中少量的金属钠保存在煤油或石蜡油中。
三、过氧化钠的性质及用途
1．物理性质：浅黄色的固体。
2．化学性质——“两大”性质
(1)与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(2)与H2O反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
3．用途：作为呼吸面具和潜水艇里的供氧剂，也可作漂白剂。
四、研究物质性质的其他方法
1．假说
以已有事实和科学理论为依据，面对未知物质或现象所提出的一种推测性说明。
2．模型
通过建构模型对物质或物质的变化进行简化模拟。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)观察法研究物质的性质只能通过视觉来进行。
( )
(2)钠与水反应时浮在水面上剧烈燃烧，火焰呈黄色。
( )
(3)钠与水反应时，沉在水底，并有气泡产生。
( )
(4)钠是银白色金属，放置在空气中表面变暗是由于生成了Na2O2。
( )
(5)钠的性质活泼，钠元素只能以化合物的形式存在于自然界中。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．研究物质的物理性质时，最常用到的方法是( )
A．观察法
B．实验法
C．假说法
D．模型法
A [研究物质的物理性质(色、态、味、密、熔)常用观察法。]
3．下列关于钠的说法不正确的是( )
A．金属钠与O2反应，条件不同，产物不同
B．钠通常情况下是固体，密度比水的小
C．钠的化学性质活泼，少量的钠可保存在煤油中
D．将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出O2
D [金属钠与O2反应，常温下生成氧化钠，加热条件下生成过氧化钠，A项正确；钠通常情况下是固体，密度比水小，是钠的物理性质，B项正确；钠的化学性质很活泼，可与空气中的水蒸气和氧气反应，少量的钠可保存在煤油中，以隔绝空气，C项正确；将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出氢气，D项错误。]
钠与酸、碱、盐溶液的反应
1807年，戴维发现了金属钠。戴维把这种金属颗粒投入水中，发现它浮在水面上，在水面上急速奔跃，并发出“嘶嘶”的声音。
1．取一小块金属钠放入一定量稀盐酸中，能否反应？与水相比剧烈程度如何？
提示：能反应。在酸溶液中H＋浓度比水中大，所以钠在酸溶液中反应更剧烈。
2．钠与CuSO4溶液反应，能观察到哪些现象？涉及反应的化学方程式有哪些？
提示：现象：浮、熔、游、响、蓝(沉淀)。
涉及反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
3．已知Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。试分析把一小块钠放入饱和石灰水中时会发生什么现象？
提示：钠浮在水面上，熔化成银白色的小球并四处游动，同时发出嘶嘶的响声。由于Na与水反应消耗水，且该反应放热，会使溶液温度升高，从而使Ca(OH)2因溶解度降低和溶剂减少而析出，所以还会观察到石灰水变浑浊。
1．钠与酸溶液反应
2．钠与碱溶液反应：其实质是钠与水的反应。如钠与氢氧化钠溶液的反应，即钠与水的反应。
3．钠与盐溶液反应
速记口诀：
遇酸酸优先，遇碱消耗水，遇盐水优先，遇氧看条件。
1．下列说法正确的是( )
A．将一小块钠放入水中，钠将沉在水底
B．将一小块钠放在稀盐酸中，钠先与水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再与HCl反应生成NaCl和H2O
C．将一小块钠放在CuSO4溶液中发生如下反应：2Na＋CuSO4===Na2SO4＋Cu
D．钠可用于冶炼金属
D [钠密度比水小，且与水反应放出H2，放入水中会浮在水面上，并不停地游动，故A错；钠在酸溶液中先与酸反应，钠在盐溶液中先与水反应，故B、C错；金属钠可以从熔融的化合物中置换出钛、钽、铌、锆等金属，故D正确。]
2．将一小块钠投入盛有5
mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是( )
A．钠熔成小球并在液面上游动
B．有气体生成
C．溶液底部有银白色物质生成
D．溶液变浑浊
C [钠与水剧烈反应，所以首先观察到钠与水反应时的现象；随着反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，溶液中的Ca(OH)2有部分析出，故溶液变浑浊。]
3．有人设计出一种在隔绝空气的条件下让钠与MgSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100
mL大试管中先加40
mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入MgSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：
(1)如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的Na能否放回原试剂瓶？
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)写出钠与MgSO4溶液反应的化学方程式：_________________________
________________________________________________________________。
(3)钠处于试管中的________________位置，有关钠反应的现象是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)大试管的溶液中出现的现象：____________________________________
________________________________________________________________。
(5)装置中液面的变化：大试管内________(填“上升”“下降”或“不变”，下同)；长颈漏斗内________。
[答案] (1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的钠做实验用，剩余的钠要放回原试剂瓶
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋MgSO4===Mg(OH)2↓＋Na2SO4[或2Na＋MgSO4＋2H2O===Mg(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑]
(3)MgSO4溶液与煤油的分界面处 有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和MgSO4溶液界面处上下跳动、最终完全消失
(4)下层溶液出现白色絮状沉淀
(5)下降 上升
氧化钠和过氧化钠的性质——比较法的应用
某班级的晚会上，小明同学表演了一个魔术——吹气生火。老师将一小团棉花放在石棉网上，小明通过细管用嘴向棉花团内慢慢地、连续地吹气，一会儿后甲棉花团无明显现象，乙中棉花燃烧起来。
表演结束后，老师说甲中棉花团包有氧化钠固体，乙中棉花团中包有过氧化钠。
1．氧化钠和过氧化钠性质有何不同？
提示：过氧化钠在反应中常表现出氧化性，与多种物质反应能产生O2。
2．过氧化钠在该实验中表现出的性质，还有什么用途？
提示：供氧剂、漂白剂。
3．1个过氧化钠与1个氧化钠相比，两者阴、阳离子个数比是否相同？
提示：相同。阴、阳离子个数比均为1∶2。
1．Na2O2与Na2O性质的比较
化学式
Na2O
Na2O2
颜色
白色
淡黄色
状态
固体
固体
氧元素的化合价
－2价
－1价
属类
碱性氧化物
非碱性氧化物
生成条件
常温下缓慢氧化
燃烧或加热
热稳定性
不稳定，易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
主要用途
用于制取Na2CO3
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
转化：2Na2O＋O22Na2O2
2.Na2O2与H2O、CO2反应后固体质量的变化
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
?1?不可忽视过氧化钠的漂白性，过氧化钠投入到含有酚酞?或石蕊?的水中，溶液先变红?或蓝?色，后褪色。
?2?过氧化钠中的阴离子是，而不是O2－或。
?3?过氧化钠与某些盐?如CuSO4?溶液反应时，一般是先与水反应，然后生成的碱再与盐反应。
1．下列对Na2O2的叙述不正确的是( )
A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成白色
B．Na2O2的稳定性比Na2O差
C．用Na2O2和水反应可以制取氧气
D．Na2O2放入饱和NaOH溶液中有O2放出，恢复常温后有晶体析出
B [Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中会与空气中的水和二氧化碳发生反应，最终变成白色的碳酸钠；Na2O加热时可与O2反应生成Na2O2，故Na2O2更稳定；Na2O2和水反应可以生成氢氧化钠和氧气，所以可以用Na2O2和水反应制取氧气；Na2O2放入饱和NaOH溶液中会与水反应，有O2放出，此过程中不只生成了氢氧化钠，而且还消耗了大量的溶剂水，所以恢复常温后溶液过饱和，会有晶体析出。]
2．下列关于钠的氧化物的叙述正确的是( )
A．氧化钠和过氧化钠都是白色固体，都能和冷水反应
B．过氧化钠与水反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液变红色
C．Na2O和Na2O2都能由金属钠和O2化合生成
D．氧化钠和过氧化钠都能与CO2发生化合反应
C [Na2O2为淡黄色固体，A项错误；Na2O2具有强氧化性，向其水溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液先变蓝后褪色，B项错误；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，不属于化合反应，D项错误。]
3．将10.4
g
Na2O和Na2O2的固体混合物投入水中，充分反应后收集到的O2的质量为1.6
g，则混合物中Na2O的质量分数为( )
A．20%
B．75%
C．25%
D．66%
C [由生成O2的质量可求出Na2O2的质量。设固体混合物中Na2O2的质量为x
g，则
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2×78
32
x
1.6
得x＝7.8，即Na2O2的质量为7.8
g。
则混合物中Na2O的质量为10.4
g－7.8
g＝2.6
g，
ω(Na2O)＝×100%＝25%。]
在一个短视频中，一名男子使劲把5公斤金属钠扔进了水里，金属钠在水面先是燃烧了几秒钟。随后突然就是一声震耳欲聋的爆炸声和几米高的火光，场面实在是太震撼了。随后金属钠又落到了水中再次爆炸，反复不止。
1．钠为什么浮在水面上？
提示：钠的密度比水小。
2．为什么会有爆炸声和火光？
提示：钠与H2O反应产生氢氧化钠和氢气，且该反应放出大量热量，使钠燃烧，氢气在空气中达到爆炸极限发生爆炸。
3．若实验室中的固体钠失火，应采取什么措施灭火？能用水或泡沫灭火器灭火吗？
提示：钠失火产生过氧化钠，过氧化钠能与水或二氧化碳反应，产生助燃性气体氧气，会加剧失火，故不能用水或泡沫灭火器灭火，可用沙土、石棉等灭火。
通过本情境素材中观察到钠反应的现象：燃烧——爆炸——火光——升空——落下，重复直至消失，提升了学生观察能力、分析推理能力；通过钠失火的灭火措施分析，提升了“发现问题，解决问题”的能力。
1．某同学将一小块金属钠和一块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是( )
①假说法 ②实验法 ③分类法 ④比较法
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
D [该同学是通过实验手段对比两种金属的性质。]
2．将一小块金属钠放在石棉网上加热，下列说法正确的是( )
①燃烧，黄色火星四射 ②金属钠先熔化 ③燃烧，火焰为黄色 ④燃烧后生成白色固体 ⑤燃烧后生成淡黄色固体
A．②①
B．②①③
C．②③⑤
D．②③④
C [Na受热先熔化，温度达到着火点后才燃烧，生成淡黄色Na2O2固体。]
3．对一小块钠跟水反应的现象叙述完全正确的是( )
A．钠浮在水面上，反应很快停止
B．钠浮在水面上剧烈燃烧，火焰呈黄色
C．钠熔化成闪亮小球浮在水面上，不断游动，嘶嘶作响
D．钠熔化成闪亮小球，沉在水底，并有气泡产生
C [钠与水反应时，反应剧烈，不会立即停止，不会在水面上燃烧，由于钠的密度比水小，故不会沉在水底。]
4．(素养题)为适应太空环境，航天员都要穿航天服。航天服有一套生命保障系统，可以为航天员提供合适的温度、氧气和气压，使航天员在太空中如同在地面上一样。
下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适合用于航天员(航天员呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具)出舱时的供氧剂的是( )
A．KMnO4 B．H2O2
C．KClO3 D．Na2O2
D [航天员呼吸时能提供水和二氧化碳，Na2O2与H2O、CO2反应产生O2。]
5．下列各组物质混合后，不能生成NaOH的是( )
A．Na和H2O
B．Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液
C．Na2O2和H2O
D．Ca(OH)2溶液与NaCl溶液
D [A中2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，可生成NaOH；B中Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，可生成NaOH；C中2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，可生成NaOH；D中不符合复分解反应发生的条件，不能生成NaOH。]
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11
-第2课时 研究物质性质的基本程序
发展目标
体系构建
1.通过对氯气性质研究等一系列科学探究活动，认识氯气是一种非常活泼的非金属单质，了解氯气的物理性质、主要化学性质。2．通过对氯气性质的实验探究，体会实验方法在化学研究中的作用，并认识实验过程中控制实验条件的重要性。3．在预测氯气性质过程中，体验分类、比较等研究方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用。4．通过对氯气性质的探究，认识研究物质性质的基本程序。5．利用阅读材料——《含氯化合物的漂白作用与消毒作用》培养将化学知识与生产、生活实践相结合的意识。
一、研究物质性质的基本程序
二、氯气的性质
1．氯气的物理性质
颜色
状态
气味
密度
水溶性
毒性
黄绿色
气体
有刺激性
比空气大
1∶2
有毒
微点拨：闻气体气味的方法是用手在集气瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔。
2．化学性质
(1)与单质反应
反应物
现象
反应的化学方程式
金属
钠
加热后的钠块在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生大量的白烟
2Na＋Cl22NaCl
铁
加热后的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的红棕色烟，加适量水振荡后得到棕黄色溶液
2Fe＋3Cl22FeCl3
铜丝
加热后的铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的棕黄色烟，加适量水振荡后溶液呈蓝色
Cu＋Cl2
CuCl2
非金属
H2
点燃后的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，在集气瓶口产生白雾(盐酸小液滴)；光照Cl2与H2的混合气体则发生爆炸
H2＋Cl22HCl
微点拨：(1)Cl2与变价金属(如Fe、Cu等)反应时生成的是高价态的金属氯化物。
(2)H2与Cl2混合光照发生爆炸：H2＋Cl22HCl。
(2)与水反应
实验操作
实验现象
A中干燥的有色布条不褪色；B中湿润的有色布条褪色
化学方程式
Cl2＋H2O===HCl＋HClO
(3)与碱反应
Cl2与碱反应生成盐酸盐、次氯酸盐和水。
如Cl2与NaOH溶液反应：
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(化学方程式)。
三、身边的化学
1．次氯酸——常见的漂白剂、消毒剂
(1)酸性：属于弱酸；酸性比碳酸弱。
(2)不稳定性：见光易分解，化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。
(3)强氧化性：能使有色物质褪色，并能杀灭细菌，因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。
2．漂白粉
制备漂白粉的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
3．二氧化氯(ClO2)
ClO2的漂白能力和消毒能力比Cl2强，且安全。
微点拨：含氯漂白剂和消毒剂通常应避光并置于阴凉处密封保存。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)氯气的密度比空气小，故可用向上排空气法收集。
( )
(2)氯气与铁发生反应生成FeCl2。
( )
(3)燃烧一定要有氧气参加。
( )
(4)氯气具有漂白性，可以使干燥的有色布条褪色。
( )
(5)氯气与澄清石灰水反应可制得漂白粉。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2．下列关于研究物质性质的基本程序：
①观察物质的外观 ②实验与观察
③解释 ④预测物质的性质
其正确的顺序是( )
A．②①③④
B．①②③④
C．①④②③
D．④①②③
C [先观察物质的外观性质，然后对物质进行分类，找出所属类别的代表物预测其性质，然后用实验验证预测的性质，最后得出结论。]
3．下列关于氯气及含氯化合物的说法中，正确的是( )
A．氯气和NaOH溶液反应可制备消毒液
B．液氯是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色
C．氯气可用于自来水的杀菌消毒，是因为氯气的毒性
D．新制饱和氯水在光照下有气泡产生，其主要成分是氯气
A [氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，次氯酸钠为84消毒液的主要成分，所以A正确；液氯为氯气的液态，不具有漂白性，故B错误；氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸具有氧化性，能够使蛋白质变性，所以可以用来杀菌消毒，故C错误；新制饱和氯水在光照下有气泡产生，其主要成分为氧气，故D错误。]
氯水的成分与性质
结合以下两个实验装置示意图，探究氯气性质：
①
②
1．氯气能与水反应吗？上述装置中哪些现象可证明Cl2与水反应？
提示：Cl2能与水反应。在①中光照收集满Cl2的量筒，溶液约占量筒体积一半，说明Cl2与水反应，光照时有新气体生成。在②中干燥有色布条不褪色，而鲜花(含水分)褪色，说明Cl2与水反应产生了具有漂白性的物质。
2．澄清石灰水为什么变浑浊？
提示：Cl2与水反应产生HCl，HCl与NaHCO3溶液反应产生CO2，CO2与Ca(OH)2反应产生CaCO3沉淀。
3．新制氯水的成分有哪些？与久置氯水成分相同吗？
提示：新制氯水中含Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－。久置氯水中含H＋、Cl－、H2O，成分不同。
4．氯水如何保存？
提示：密封保存在棕色试剂瓶中。
新制氯水中参与反应的成分
所加试剂
实验现象
化学方程式或解释
盐酸
AgNO3溶液
白色沉淀
HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3
Na2CO3粉末
产生无色无味的气体
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
HClO
湿润的有色布条
布条褪色
HClO具有漂白性
光照或加热
产生气泡
HClO具有不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑
Cl2
FeCl2溶液
溶液变为棕黄色
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
H2O
CuSO4白色粉末
白色粉末变为蓝色
CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O
HCl和HClO
石蕊溶液
先变红后褪色
HCl、HClO具有酸性，HClO具有漂白性
1．在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有HCl存在
B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在
C．加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl2存在
D．加入Na2CO3溶液，有气泡产生，说明有HClO分子存在
B [氯气溶于水后，部分氯气与水发生反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，所以氯水中含有的微粒有：Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－。盐酸不具有漂白性，次氯酸具有漂白性，加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有HClO存在，A项错误；氯水中含有氯气分子，氯气是黄绿色且有刺激性气味的气体，B项正确；氯水中含有氯离子，氯离子与银离子反应生成氯化银沉淀，所以加入AgNO3溶液产生白色沉淀，不能据此说明有氯气存在，C项错误；次氯酸的酸性弱于碳酸，加入Na2CO3溶液，有气泡产生，说明氯水溶液呈酸性，有盐酸存在，不能证明含有次氯酸，D项错误。]
2．向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是( )
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A．②①③
B．①②③
C．③②①
D．①③②
A [氯气为黄绿色气体，能溶于水，溶于水得到氯水，氯水因为溶解氯气显浅黄绿色，三个集气瓶中只有丙颜色为浅黄绿色，所以丙中液体为水；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，甲和乙中，只有乙出现了白色的沉淀，所以乙中液体为硝酸银溶液；氯气能与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以氯气被氢氧化钠吸收，溶液为无色，故甲中液体为氢氧化钠溶液，则甲、乙、丙注入的液体分别是②①③。]
3．用玻璃棒蘸取新制氯水点在pH试纸上，观察到的现象是( )
B [新制氯水显酸性，同时含HClO，HClO具有漂白性，在中心处发生漂白现象。]
由氯气制备的常用消毒剂和漂白剂
在地震灾区可使用漂白粉、二氧化氯等含氯化合物对饮用水进行消毒；84消毒液是生活中常见的消毒剂，这些消毒剂比氯气更易携带和使用。
1．漂白粉、84消毒液的制取方法、消毒和漂白原理是什么？
提示：漂白粉的制取：2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
消毒和漂白原理：Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO或Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
84消毒液的制取：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
消毒和漂白原理：NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO
2．漂白粉、84消毒液中的主要成分、有效成分是什么？
提示：漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。
84消毒液的主要成分是NaCl和NaClO，有效成分是NaClO。
3．长期放置的漂白粉为什么会失效？漂白粉应如何保存？
提示：Ca(ClO)2在空气中会与H2O和CO2反应生成HClO和CaCO3，HClO不稳定，见光易分解。因此，漂白粉放置久了易变质失效，所以漂白粉应密封并置于避光干燥处保存。
1．次氯酸的漂白原理及应用
2．次氯酸盐的漂白原理
(1)84消毒液与漂白粉的对比。
84消毒液
漂白粉
制备
由Cl2和NaOH溶液反应制得
工业上通常用石灰乳和氯气反应来制备漂白粉
主要成分
NaCl和NaClO
CaCl2和Ca(ClO)2
有效成分
NaClO
Ca(ClO)2
(2)漂白粉漂白原理及失效原因。
①漂白原理：漂白粉与稀盐酸或空气中的水和二氧化碳反应，生成HClO。
Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。
②失效原因：Ca(ClO)2在空气中与CO2和H2O反应生成HClO和CaCO3，HClO不稳定，见光或受热易分解。因此，漂白粉放置久了易变质失效，应密封保存。
?1?干燥的氯气没有漂白性，湿润的氯气有漂白性是由于氯气与水反应生成了具有漂白性的HClO。
?2?次氯酸是一元弱酸，其酸性比碳酸弱。
?3?工业上制备漂白粉是用Cl2与石灰乳反应而不是与澄清石灰水反应。
?4?次氯酸盐的漂白和消毒作用通常是靠转化为HClO来实现的。
1．下列说法中正确的是( )
A．漂白粉是纯净物，84消毒液是混合物，两者都可以长期保存
B．漂白粉中含有次氯酸，所以漂白粉能使有机色质褪色
C．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
D．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2不稳定
D [漂白粉和84消毒液均是混合物，二者长期保存均可变质；漂白粉中不含HClO，只有与空气中的CO2和H2O反应后才会产生HClO；工业上制取漂白粉是用Cl2与石灰乳反应；漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应生成HClO，HClO不稳定易分解。]
2．将氯气制成漂白粉的主要目的是( )
①使它转变成易溶于水的物质 ②使它转变成稳定、便于储存的物质 ③提高氯的质量分数 ④提高漂白能力
A．①②④
B．③④
C．②③
D．②
D [Cl2不方便使用、运输等，故转化为漂白粉(固体)，方便使用、运输。]
3．浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应：
Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是( )
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2
A．①②③
B．②③④
C．②③
D．①④
A [久置漂白粉中会含有因变质生成的CaCO3，当与浓盐酸反应时，CaCO3则会与HCl反应生成CO2，制得的Cl2中还含有挥发出的HCl和少量H2O，A项正确。]
下面图片是某氯气泄漏事故现场，当日有微风吹拂。
1．人员撤离时应如何行进？应撤向高处还是低处？
提示：逆风行进撤离。应撤向高处。
2．从图片可以看出现场人员撤离时均用一块毛巾捂住口鼻以防止氯气吸入，那么，这块毛巾应怎样处理会更好？
提示：由于Cl2易和碱反应，因此可以将毛巾蘸肥皂水或小苏打水等呈弱碱性的溶液。
3．消防人员在现场向空中喷洒石灰水，这是为什么？请用化学方程式说明原理。
提示：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
通过本情境素材中现场人员的安全撤离方式、方法的选择，事故处理方法的运用提升了运用理论知识解决问题的能力，树立了安全意识，增强了环保意识，也增强了应对突发事件的能力。
1．某同学查阅资料得知：氯、溴等统称为卤族元素，在性质上具有相似性，那么在探究溴单质的性质时，其基本程序应该是( )
A．做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
B．观察溴的外观性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
C．观察溴的外观性质→预测溴的化学性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
D．预测溴的性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论→观察溴的外观性质
C [研究物质性质的基本程序为观察→预测→实验→分析解释。]
2．(素养题)消灭地鼠的方法很多，其中一种方法是将氯气通入鼠洞中，这是利用了氯气的哪些性质( )
①密度比空气大 ②易液化 ③能溶于水 ④有毒
A．①④
B．①②
C．③④
D．①③④
A [氯气密度比空气大利于灌入地下，氯气有毒可灭鼠。]
3．下列有关实验现象的描述中正确的是( )
A．钠和镁在氯气中燃烧，都产生白色烟雾
B．铜在氯气中燃烧，生成CuCl2，产生蓝色的烟
C．红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧，火星四射
D．氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰，在瓶口出现白烟
C [Na、Mg在Cl2中燃烧产生白烟，Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色烟，H2在Cl2中燃烧产生苍白色火焰。]
4．氯水不稳定，要现用现配，下列吸收氯气制备氯水的装置最合理的是( )
D [Cl2在水中溶解度较小不需要防倒吸，但Cl2有毒需进行尾气处理。]
5．在实验室中制取Cl2时，尾气一般要用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是( )
A．氯气不与石灰水反应
B．Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸收的尾气也很少
C．氯气与Ca(OH)2反应生成的CaCl2难溶于水
D．澄清石灰水能吸收空气中的CO2而变浑浊
B [Ca(OH)2在水中的溶解度小，吸收Cl2的量较少，吸收不充分。注意D项与题目所问无关。]
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-第1课时 物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
发展目标
体系构建
1．了解物质的量及其单位——摩尔。2．了解物质的量与微观粒子数之间的关系，能从物质的量的角度来认识物质的微观构成。3．了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的关系，能够运用物质的量、摩尔质量的相互关系进行简单计算。
一、物质的量及其单位
1．物质的量
(1)含义：物质的量是一种物理量，通过它可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。
(2)符号：n。
(3)单位：摩尔，简称：摩；符号：mol。
(4)1
mol：国际计量大会规定1
mol包含6.02214076×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。
微点拨：“物质的量”四个字是一个整体，不能添字、漏字或换字，如不能说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量”等。
2．阿伏加德罗常数
3．物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)的关系
n＝。
4．7个基本物理量及其单位
物理量
长度
质量
时间
电流
热力学温度
物质的量
发光强度
单位
m
kg
s
A
K
mol
cad
二、摩尔质量
1．摩尔质量
项目
内容
概念
单位物质的量的物质所具有的质量
符号
M
单位
g·mol－1或kg·mol－1
M、n、m三者关系
n＝
2．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)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)物质的量就是指物质的多少。
( )
(2)物质的量是用来描述微观粒子集合体的物理量。
( )
(3)含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔。
( )
(4)铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量。
( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)×
2．2
mol氯气中含有( )
A．2
mol氯原子
B．2
g氯元素
C．2.408×1024个氯原子
D．4
g氯分子
C [氯气为双原子分子，则氯原子为2
mol×2＝4
mol，故A错误；由m＝nM可知，氯元素的质量为2
mol×71
g·mol－1＝142
g，故B错误；含氯原子为2
mol×2×6.02×1023
mol－1＝2.408×1024，故C正确；氯气分子质量为2
mol×71
g·mol－1＝142
g，故D错误。]
3．下列说法正确的是( )
A．1
mol
H＋的质量是1
g
B．NaCl的摩尔质量是58.5
g
C．1
mol
H2SO4的质量是98
g·mol－1
D．1
mol
Na＋的质量是11
g
A [质量的单位是g，摩尔质量的单位是g·mol－1，故B、C错误；Na＋的相对原子质量是23，故1
mol
Na＋的质量为23
g，D错误。]
物质的量及其基本概念的理解与应用
一双筷子
一盒别针
一打铅笔
一箱啤酒
以固定数目的集合体作为一个整体，其他任意量的物质均为描述这个集合体的倍数，如两盒别针；同理，将一定数目的微观粒子作为一个集合体，以这个集合体作为基准，然后将任意量的物质所含微粒数目均表示为这个集合体的若干倍，显然要方便得多。
1．化学上描述一定数目粒子集合体的物理量是什么？其单位是什么？
提示：化学上描述一定数目粒子集合体的物理量是物质的量。物质的量的单位是摩尔。
2．1
mol小麦和1
mol氧的说法正确吗？为什么？
提示：上述说法均不正确，物质的量只适用于微观粒子，不能用来说明宏观物质，故1
mol小麦的说法不正确；用摩尔时必须指明微粒的种类，1
mol氧既可表示氧原子、氧分子还能表示氧离子，这里的氧指代不明确，所以1
mol氧说法不正确。
3．0.5
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：3.01×1023×3＝9.03×1023。
4．如何理解阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023
mol－1之间的关系？
提示：NA近似为6.02×1023
mol－1。
5．1
mol
H2O的质量、相对分子质量、摩尔质量分别是多少？
提示：18
g 18 18
g·mol－1
1．使用“物质的量”时易犯的两个错误
(1)错误一：用物质的量描述宏观物质。
(2)错误二：描述的对象不明确。如1
mol氮的表示方法错误，应指明对象：1
mol
N2表示1
mol氮分子，1
mol
N表示1
mol氮原子。
(3)错误三：换算错误。如1
mol
CH4中含4
mol
H，而不是1
mol
H。
2．NA与6.02×1023的区别和联系
(1)联系：NA与6.02×1023均可表示1
mol粒子的个数。
(2)区别：NA≈6.02×1023
mol－1，有单位；而6.02×1023，是一个数值，无单位。
3．摩尔质量的认识误区
(1)将摩尔质量与质量的单位混淆。
(2)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。
1．下列叙述错误的是( )
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
②1
mol任何物质都含有约6.02×1023个粒子
③6.02×1023就是阿伏加德罗常数
④1
mol氢原子就是1个氢原子
⑤1
mol
CO2中含有1
mol碳和2
mol氧
A．①②③
B．②③④
C．②③④⑤
D．全部
D [①物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，摩尔只是物质的量的单位，错误；②构成物质的微粒可以是分子、离子或原子，不能确定该物质是由哪种微粒构成的，错误；③阿伏加德罗常数的单位是mol－1，错误；④1
mol氢原子含有6.02×1023个氢原子，错误；⑤“1
mol碳和2
mol氧”指代不明确，不符合使用要求，应该写成1
mol
C和2
mol
O，错误。]
2．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
C [硫酸的摩尔质量为98
g·mol－1；18
g水中含2
mol
H，但不含H2；1
mol
CO的质量为28
g。]
3．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
D [2.3
g金属钠的物质的量为0.1
mol，Na→Na＋，失去1个电子，故0.1
mol
Na失去0.1
NA个电子变成0.1
mol
Na＋，A错误；2
g
H2即1
mol
H2，含有的氢原子数为2NA，B错误；17
g
NH3即1
mol
NH3，所含分子数为NA，C错误；NA个氧分子即1
mol
O2，其质量为1
mol×32
g·mol－1＝32
g，NA个氢分子即1
mol
H2，其质量为1
mol×2
g·mol－1＝2
g，故其质量比为16∶1，D正确。]
物质的量、物质的质量、粒子数目的关系
1．9.03×1023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。
2．9
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×6.02×1023
mol－1＝3.01×1023。
三个计算关系式
1．n＝
(1)在M、n和m中，已知任意两项可求第三项。
(2)由M可求相对原子(分子)质量。
2．n＝
(1)在n、N和NA中，已知任意两项可求第三项。
(2)求n或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，即＝。
3.＝
(1)N、NA、m、M四个量中已知任意三项可求第四项。
(2)该关系式中，一般NA、M是已知的，m与N可互求。
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∶3
④它们所含的C数目之比为1∶1
⑤它们所含的电子数目之比为7∶11
A．①②③④
B．②③
C．④⑤
D．①②③④⑤
D
2．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
A．1∶2∶3
C．3∶2∶1
D．6∶3∶2
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。]
3．已知12.4
g
Na2R中含有Na＋0.4
mol。
(1)Na2R的摩尔质量为________。
(2)R的相对原子质量为________。
(3)若Na2R中含R的质量为1.6
g，则Na2R的物质的量为________。
[解析] (1)Na2R的物质的量为0.2
mol，其摩尔质量为12.4
g÷0.2
mol＝62
g·mol－1。
(2)R的摩尔质量为62
g·mol－1－2×23
g·mol－1＝16
g·mol－1。
(3)1.6
g
R的物质的量n(R)＝1.6
g÷16
g·mol－1＝0.1
mol，n(Na2R)＝n(R)＝0.1
mol。
[答案] (1)62
g·mol－1 (2)16 (3)0.1
mol
1．下列说法正确的是( )
A．摩尔是国际单位制中的一个基本物理量
B．摩尔是表示物质量的单位，每摩尔物质含有6.03×1023个分子
C．2
mol
H表示2
mol氢原子
D．1
mol氯含有6.02×1023个氯原子
C
2．下列说法中正确的是( )
①1
mol
O的质量是16
g·mol－1
②Na＋的摩尔质量是23
g·mol－1
③CO2的摩尔质量是44
g·mol－1
④氢的摩尔质量是2
g·mol－1
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
B [①中质量的常用单位是g而不是g·mol－1；②中在粒子的结构上Na＋比Na少了1个电子，由于与原子核的质量相比电子的质量是忽略不计的，所以Na与Na＋的相对原子质量相同，摩尔质量也相同；④中“氢”所表述的微粒对象不够明确，因此“2
g·mol－1”与“氢的摩尔质量”是不相称的，应改述为“H2的摩尔质量是2
g·mol－1”或“H的摩尔质量是1
g·mol－1”等。]
3．用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )
A．18
g水中含有的氢原子数目为NA
B．1
mol氩气分子所含的原子数目为2NA
C．53
g碳酸钠中含有的钠离子数目为0.5NA
D．0.5
mol硝酸中含有的氧原子数目为1.5NA
D [水分子中所含氢原子的物质的量＝18
g÷18
g·mol－1×2＝2
mol，所含氢原子数目为2NA；氩气所含原子的物质的量＝1
mol×1＝1
mol，所含氩原子数目为NA；碳酸钠所含钠离子的物质的量＝53
g÷106
g·mol－1×2＝1
mol，所含钠离子数目为NA；硝酸所含氧原子的物质的量＝0.5
mol×3＝1.5
mol，含氧原子数目为1.5NA。]
4．若1
g
CO2中含有x个原子，则阿伏加德罗常数可表示为( )
A.
mol－1
B.
mol－1
C.
D.
mol－1
D [1
g
CO2的物质的量为＝
mol,1
mol
CO2中含有3
mol原子，即3NA个原子。
mol
CO2中含有
mol原子。即mol×NA＝x，NA＝
mol－1。]
5．完成下列空白：
(1)1
mol
O2中含________
mol
O，________个O2。
(2)0.5
mol
CO2的质量是________
g，含有________个O。
(3)3
mol
HClO4中含________
mol
O，含Cl的质量是________
g。
(4)1.204×1023个H2分子的物质的量是________
mol，质量是________g。
(5)含6.02×1023个氧原子的CO2的质量是________
g。
[答案] (1)2 6.02×1023 (2)22 6.02×1023 (3)12
106．5 (4)0.2 0.4 (5)22
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7
-第2课时 气体摩尔体积
发展目标
体系构建
1．通过对1
mol物质的体积的交流研讨，提出摩尔体积这个概念，体会引入“气体摩尔体积”的意义。2．能够运用物质的量与气体摩尔体积间的关系进行简单计算。3．了解阿伏加德罗定律及应用。4．能够熟练掌握物质的量在化学方程式中的应用。
一、气体摩尔体积
1．影响物质体积的因素
1
mol物质的体积如下表：
化学式
体积(20
℃，101
kPa)
Fe
7.2
cm3
NaCl
27.0
cm3
H2O
18.0
cm3
C2H5OH
58.3
cm3
H2
24.0
L
O2
24.0
L
CO2
23.9
L
(1)上表中固体、液体在相同状况下体积各不相同。
上表中气体在相同状况下体积几乎相同。
(2)原因分析：
①
②气体分子间距受温度和压强影响，在相同的温度和压强下，气体分子间距离近似相等。
③固体、液体的粒子大小各不相同，粒子间距离比粒子的直径小的多，可忽略不计，当粒子数目相同时，固体、液体体积各不相同。
气体分子间距离比分子直径大得多，忽略粒子大小的影响，在相同的温度和压强下，粒子数目相同时气体体积相同。
(3)结论：讨论1
mol气体的体积比讨论1
mol固体或者液体的体积更有意义和价值。
2．气体摩尔体积
二、阿伏加德罗定律
1．内容：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．内容总结：“三同”定“一同”
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)通常状况下的气体摩尔体积约为22.4
L。
( )
(2)标准状况下，36
g水的体积约为44.8
L。
( )
(3)1
mol任何气体所含分子数都相等，体积也都约为22.4
L。
( )
(4)在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含原子数目相同。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2．标准状况下，0.4
mol
HCl气体的体积是( )
A．22.4
L
B．11.2
L
C．4.48
L
D．8.96
L
D [V＝0.4
mol×22.4
L·mol－1＝8.96
L。]
3．下列叙述正确的是( )
A．影响气体体积的主要因素是气体分子的大小
B．1
mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4
L
C．只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4
L·mol－1
D．标准状况下，22.4
L任何气体的物质的量都约为1
mol
D
标准状况下气体摩尔体积及相关计算
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。
1．在该测定条件下，1立方米空气所含气体分子的物质的量是多少？
提示：n＝＝≈44.6
mol。
2．在本次测定中，每立方米空气所含的CO2气体的体积是多少？
提示：V＝n·Vm＝·Vm＝×22.4
L·mol－1＝44.8
L。
1．标准状况下的气体摩尔体积
， 的体积都
↓
↓ ↓
条件
标准
对象
↓
数值
(1)标准状况(0
℃、1.01×105
Pa)。
(2)物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4
L·mol－1进行计算。
(3)气体可以是单一气体也可以是混合气体。
2．标准状况下，气体摩尔体积的相关计算
(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。
?1?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。
?2?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。
?3?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。
1．下列说法中正确的是( )
A．32
g
O2的体积为22.4
L
B．22.4
L
N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C．在标准状况下，22.4
L水的物质的量为1
mol
D．在0
℃、1.01×105
Pa下，22
g
CO2和16
g
O2混合后的体积约为22.4
L
D [32
g
O2为1
mol，但1
mol气体的体积不一定是22.4
L，同样22.4
L气体的物质的量也不一定为1
mol，即22.4
L
N2不一定含有阿伏加德罗常数个氮气分子，故A、B均不正确；在标准状况下，水为液态，22.4
L水的物质的量不是1
mol，故C不正确；0
℃、1.01×105
Pa就是标准状况下对应的温度和压强，在该条件下，1
mol任何气体(包括混合气体)的体积都约为22.4
L。]
2．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
L
D．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
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．(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＝×6.02×1023mol－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
阿伏加德罗定律及推论
阿伏加德罗定律：
在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。即：
N1＝N2?n1＝n2
1．同温同压下，两种气体的体积大小与什么有关？
提示：同温同压下，气体分子之间的距离相同，所以分子数越多，气体体积越大，即同温同压下，气体的体积与其物质的量的多少有关。
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．同温同压下，不同气体的密度相同吗？为什么？
提示：不一定相同。因为＝＝，不同气体的摩尔质量不一定相同，故密度也不一定相同。
4．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、乙两容器中压强相同吗？
提示：不相同。同温同体积时，气体的物质的量越大，压强越大。
1．阿伏加德罗定律及其推论的理论依据
pV＝nRT?pV＝RT?pM＝ρRT。
2．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，体积比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同容
＝＝
同温同容下，压强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，其摩尔质量与质量成正比
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。
1．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
A [根据＝＝＝，A正确；＝＝＝＝，B错误；＝＝，C错误；原子数之比为＝，D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．A2D3
A [T、p一定时，体积之比等于物质的量之比，故反应方程式为A2＋3B2===2C，根据元素守恒可知C的化学式为AB3。]
3．在标准状况下，a
g气体A与b
g气体B的分子数相同。则与此有关的下列说法中不正确的是( )
A．气体A与气体B的摩尔质量之比为a∶b
B．同温同压下，气体A与气体B的密度之比为b∶a
C．质量相同的气体A与气体B的分子数之比为b∶a
D．相同状况下，同体积的气体A与气体B的质量之比为a∶b
B [对于分子数相同的气体，其摩尔质量之比等于质量之比，A、D对；同温同压下，A与B的密度之比应等于其摩尔质量之比a∶b，B项错；质量相同的气体的分子数之比等于摩尔质量的反比，C项对。]
各物理量在方程式中的关系
已知参与反应的各物质的物理量之间的比例关系如下：
aA ＋ bB === cC ＋ dD
系数比：
a
∶
b
∶
c
∶
d
质量比：
aMA
∶
bMB
∶
cMC
∶
dMD
物质的量比：
a
∶
b
∶
c
∶
d
1．若上述反应中参加反应的物质均为气态，则反应的各气体体积之间有怎样的定量关系？
提示：在同温同压下，参加反应的气体体积之比等于化学方程式中各气体前的系数之比，即V(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)＝a∶b∶c∶d。
2．若上述反应中C为气体，则反应物A的质量与反应物B的物质的量以及气体C在标准状况下的体积有怎样的定量关系？
提示：
aA ＋ bB===cC(g) ＋ dD
a×MA
g
b
mol
c×22.4
L
m(A)
n(B)
V(C)
则比例关系：＝＝。
3．如何计算标准状况下4.48
L
H2与足量O2反应生成H2O的质量。
提示：方法一：先把4.48
L换算成物质的量为0.2
mol，再根据物质的量之比＝方程式系数之比算出生成的H2O为
0.2
mol，最后用公式m＝n×M算出H2O的质量为3.6
g。
方法二：找出直接关系：44.8
L
H2生成36
g
H2O，则4.48
L
H2生成3.6
g
H2O。
4．在化学反应中，反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量吗？为什么？
提示：不一定。因为化学反应过程中，物质的总物质的量可能不变、减小或增大，与化学方程式中的系数有关。
根据化学方程式计算
有关物质的量应用于化学方程式的计算，其步骤可归纳为“2个未知”和“2个式子”，即根据题意设未知量，根据方程式列关系式，根据关系式列比例式，根据比例式求未知数。
1．设未知量：根据题意设出未知量。对于未知量的设置，一要注意未知量的表示符号；二要注意未知量不带单位。
2．列关系式：根据化学方程式列关系式时，不同的物质，可以用不同的单位，同一种物质只能用同一种单位，即上下单位相同，左右单位对应。
3．列比例式：根据关系式列比例式时，要注意比例式等号两边物质的比例关系要相对应。
4．求未知数：根据比例式求未知数，要注意挖掘题干中对数字位数要求的隐含信息，主要体现为保留小数点后几位或保留几位有效数字。
1．在标准状况下，0.224
L
CH4气体充分燃烧时，消耗氧气的物质的量为________mol，生成水的质量为________g。
[解析] 设消耗氧气的物质的量为x，生成水的质量为y。
CH4 ＋ 2O2CO2＋2H2O
22.4
L
2
mol
36
g
0.224
L
x
y
＝＝
解得x＝0.02
mol，y＝0.36
g。即消耗0.02
mol
O2，生成0.36
g水。
[答案] 0.02 0.36
2．(1)将9.2
g钠投入足量的水中，生成NaOH的质量为________，生成H2的体积在标准状况下为________。
(2)400
mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.6
L
Cl2(标准状况)完全反应，生成NaClO的物质的量为________。
[解析] (1)依据题意―→写出正确的化学方程式―→找出量的关系―→列比例求解
2Na＋2H2O===2NaOH ＋ H2↑
46
g
80
g
22.4
L
9.2
g
m(NaOH)
V(H2)
＝?m(NaOH)＝＝16
g，
＝?V(H2)＝＝4.48
L。
(2)n(Cl2)＝＝0.25
mol。
2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
1
mol
1
mol
0.25
mol
n(NaClO)
0.25
mol∶n(NaClO)＝1∶1，则n(NaClO)＝0.25
mol。
[答案] (1)16
g 4.48
L (2)0.25
mol
3．过氧化钠能与水发生反应，某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气1.12
L。
(1)计算至少需要称取过氧化钠的质量为________。
(2)反应后生成NaOH的物质的量是________。
[解析] 2Na2O2＋2H2O===4NaOH ＋ O2↑
2×78
g
4
mol
22.4
L
m(Na2O2)
n(NaOH)
1.12
L
＝，m(Na2O2)＝7.8
g；
＝，n(NaOH)＝0.2
mol。
[答案] (1)7.8
g (2)0.2
mol
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。
欧Ⅳ排放标准极限值如下表：
标准
欧Ⅳ(体积分数)
CO
1.50%
NOx
3.50%
PM
0.02%
1．若NOx按欧Ⅳ标准排放，则在标准状况下每立方米尾气中所允许的物质的量最大值是多少？
提示：n＝＝1.56
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。
3．现测定欧洲某品牌汽车尾气，发现标准状况下每立方米尾气中含21
g
CO，该尾气是否符合欧Ⅳ排放标准？
提示：STP下，21
g
CO的体积为
×22.4
L·mol－1＝16.8
L×100%＝1.68%＞1.50%。
不符合欧Ⅳ排放标准。
通过本情境素材中CO、NOx含量的分析和计算，提升了学生分析问题解决问题的能力，增强了环保意识。
1．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
B
2．36.5
g
HCl气体体积是( )
A．11.2
L
B．22.4
L
C．5.6
L
D．无法确定
D [36.5
g
HCl气体，物质的量是1
mol，由于不知道气体摩尔体积，无法计算出1
mol氯化氢的体积。]
3．在室温时，2
mol
H2的体积大小主要取决于( )
A．氢气所含分子数
B．氢气所处环境的压强
C．氢气的质量
D．氢气的密度
B [气体体积取决于物质的量和其所处的温度、压强，H2的物质的量为2
mol，又知温度为室温，故体积主要取决于压强。]
4．同温同压下，相同质量的下列气体占有的体积最大的是( )
A．H2
B．O2
C．CH4
D．CO2
A [摩尔质量：CO2>O2>CH4>H2，由n＝可知，质量相等的气体，物质的量：CO25．实验室中用含CaCO3
90%的石灰石与足量的盐酸反应，制取44.8
L(标准状况)CO2，请回答下列问题：
(1)至少需要这种石灰石多少克？
(2)生成CaCl2物质的量是多少摩尔？
[解析] CaCO3＋2HCl===CaCl2＋ CO2↑＋H2O
100
g 1
mol 22.4
L
m(CaCO3) n(CaCl2) 44.8
L
(1)＝
解得m(CaCO3)＝200
g
石灰石的质量为≈222.2
g。
(2)＝
解得n(CaCl2)＝2
mol。
[答案] (1)222.2
g (2)2
mol
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-第3课时 物质的量浓度
发展目标
体系构建
1．理解物质的量浓度的概念。2．了解一定体积的物质的量浓度溶液的配制，体会物质的量浓度的应用。3．了解溶液体积、物质的量浓度和溶质的物质的量之间的转化关系。4．能从物质的量角度认识化学反应，体会定量研究对化学科学的重要作用。
一、物质的量浓度
微点拨：公式cB＝中V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1．主要仪器
(1)容量瓶
微点拨：容量瓶的使用方法和注意事项：
(1)使用前一定检查是否漏水。
(2)①不能溶解固体；②不能稀释溶液；③不能加热；④不能作为反应容器；⑤不能长期存放溶液。
(3)在填写配制一定物质的量浓度的溶液使用的仪器时，容量瓶一定要注明规格，如××mL容量瓶。
(2)其他仪器
量筒、托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
2．配制过程
以配制100
mL
0.4
mol·L－1NaCl溶液为例。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)容量瓶可以配制任意体积的溶液。
( )
(2)容量瓶在使用前应先检验是否漏水。
( )
(3)容量瓶使用前不用干燥。
( )
(4)浓度为1
mol·L－1的NaCl溶液的含义是1
L水中含有1
mol
NaCl。
( )
(5)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。
( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
2．下列关于容量瓶的构造和使用描述中不正确的是( )
A．用于配制一定体积、浓度准确的溶液
B．容量瓶在使用之前要检查是否漏水
C．容量瓶上标有温度、容积和刻度线
D．用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
D
3．用氢氧化钠固体配制1.0
mol·L－1的溶液220
mL，下列说法正确的是( )
A．需先称取氢氧化钠固体8.8
g
B．氢氧化钠在烧杯中溶解后，要立即转移至容量瓶
C．溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒用蒸馏水洗涤2～3次，并将洗涤液转移至容量瓶
D．定容后将溶液振荡摇匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加水至刻度线
C [根据“大而近”的原则，应选用250
mL容量瓶进行配制，需要称取10.0
g氢氧化钠固体；氢氧化钠溶解时放热，要冷却后再转移至容量瓶。]
有关物质的量浓度的计算
表示溶液组成的方法有两种：①溶质的质量分数；②物质的量浓度。下图所示为实验室浓硫酸的试剂瓶上的标签。
1．98
g
H2SO4溶于1
L水中配成溶液，就能得到1
mol·L－1的H2SO4溶液吗？为什么？
提示：不能。单位体积溶液强调的是溶液的体积，不是溶剂的体积。将98
g
H2SO4(即1
mol)溶于1
L水后，得到的溶液体积不再为1
L，故H2SO4的物质的量浓度不是1
mol·L－1。
2．在1
mol·L－1H2SO4溶液中H＋和SO的浓度各是多少？
提示：设溶液的体积为1
L，H2SO4的物质的量为1
mol·L－1×1
L＝1
mol，含有的H＋的物质的量为2
mol，SO的物质的量为1
mol，故H＋的浓度为2
mol÷1
L＝2
mol·L－1；SO的浓度为1
mol÷1
L＝1
mol·L－1。
3．从1
L
1
mol·L－1的稀硫酸中取出100
mL，则取出溶液中H＋的物质的量浓度是多少？
提示：由于溶液的均一性，使得溶液内部浓度处处相等，因此取出的100
mL溶液中，H＋的物质的量浓度仍为2
mol·L－1。
4．根据物质的量浓度的定义计算密度为1.84
g·cm－3、质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度。试归纳溶质的质量分数和物质的量浓度的关系式。
提示：1
L这种浓硫酸中所含硫酸溶质的质量：
1
000
cm3×1.84
g·cm－3×98%＝18.4×98
g。
物质的量：＝18.4
mol。
该浓硫酸的物质的量浓度为
＝18.4
mol·L－1。
质量分数和物质的量浓度的关系式为c＝(ρ单位：g·cm－3)。
5．将1
L
1
mol·L－1
H2SO4溶液稀释至2
L，此时H2SO4溶液的物质的量浓度是多少？
提示：＝0.5
mol·L－1。
6．将1
L
1
mol·L－1的H2SO4溶液和3
L
0.5
mol·L－1的H2SO4溶液混合，加水至5
L，此时硫酸溶液的浓度是多少？
提示：＝0.5
mol·L－1。
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ω，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)·ω(浓)＝m(稀)·ω(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·ω1＋m2·ω2＝m(混)·ω(混)。
无特别指明时，V?混?≠V1＋V2；V?混?＝，但溶液的质量守恒：m?混?＝m1＋m2。
1．将5
mol·L－1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－1
B.mol·L－1
C.mol·L－1
D.mol·L－1
B [根据稀释时NO的物质的量守恒可知：5
mol·L－1×a
mL×10－3L·mL－1×2＝b
mL×10－3L·mL－1×c(NO)，则c(NO)＝mol·L－1，故选B。]
2．常温下，欲配制密度为1.1
g·cm－3、浓度为6
mol·L－1的稀盐酸，在体积为100
mL、密度为1.19
g·cm－3、浓度为12
mol·L－1的浓盐酸中需加蒸馏水( )
A．200
mL
B．100
mL
C．101
mL
D．120
mL
C [设加水x
mL可配制成V
mL
6
mol·L－1稀盐酸，则100
mL×12
mol·L－1＝6
mol·L－1×V
mL，V＝200。体积不能加合，可利用质量守恒：200
mL×1.1
g·mL－1＝100
mL×1.19
g·mL－1＋x
mL×1
g·mL－1，x＝101，即需加蒸馏水101
mL，选C。]
3．(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(1)中所配溶液中取出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，据c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，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
配制一定物质的量浓度的溶液及误差分析
如图是实验室用固体配制一定物质的量浓度溶液的操作过程：
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，以防止溶液外洒而造成损失。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．定容加蒸馏水时不慎超过了刻度线或向容量瓶转移溶液时不慎有液滴滴在容量瓶外，应如何处理？
提示：无法进行弥补处理，应重新配制。
4．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容量瓶，天平只能精确到0.1
g，所以应该称取NaCl
2.9
g。
5．配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时，称量NaOH固体时间过长，对配制结果有影响吗？
提示：称量时间过长，会使NaOH变质而使配制溶液的浓度偏低。
1．配制溶液时的注意事项
(1)溶解或稀释时若有明显的热量变化，必须等溶液温度恢复至室温后才能转移到容量瓶中。
(2)转移溶液时必须用玻璃棒引流。
(3)溶解用的烧杯和玻璃棒一定要洗涤2～3次，洗涤液要转移到容量瓶中。
(4)移液后要先振荡均匀再定容。
(5)定容时一定要用胶头滴管小心操作，万一加水过多，则必须重新配制。
(6)定容时观察刻度要平视，使凹液面最低点与刻度线相切。
2．溶液配制时误差分析
(1)分析依据
cB＝，如V变大，cB减小，如nB变大，cB增大。
(2)具体情况分析
浓度变化
引起误差的可能原因
偏高
砝码沾有其他物质或生锈
用量筒量取已计算出体积的
浓溶液时仰视读数
用水洗涤量筒，并将洗涤液转移至容量瓶中
定容时俯视刻度线
用标准液润洗容量瓶
偏低
称量药品时，“左码右物”(需用到游码时)
转移时有少量液体洒在容量瓶外
未洗涤烧杯和玻璃棒
定容时仰视刻度线
在敞口容器中称量易潮解的物质
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。
1．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( )
B [托盘天平使用应注意“左物右码”；向容量瓶中注入溶液应用玻璃棒引流；定容时胶头滴管不能伸入容量瓶内。]
2．现需要配制500
mL
1
mol·L－1硫酸溶液，
(1)需用质量分数为98%、密度为1.84
g·cm－3的浓硫酸________mL。
(2)容量瓶使用前检验漏水的方法是__________________________________
________________________________________________________________。
(3)若实验遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响(填写“偏大”“偏小”或“不变”)?
①稀释的硫酸转移到容量瓶中后未洗涤烧杯：________。
②趁热将溶液注入容量瓶中并定容：________。
③摇匀后发现液面低于刻度线于是又加水：________。
④容量瓶中原有少量蒸馏水：________。
⑤定容时俯视刻度线：________。
[解析] (1)求需要的浓硫酸的体积，根据稀释前后溶质的质量不变来计算，设需浓硫酸的体积为x，则：
0.5
L×1
mol·L－1×98
g·mol－1＝x×1.84
g·cm－3×98%，解得x＝27.2
mL。
(3)误差分析根据c(H2SO4)＝来分析，①中稀释硫酸的烧杯末洗涤使得n(H2SO4)减少，c(H2SO4)偏小；②趁热将溶液注入容量瓶中并定容，冷却至室温后V偏小，c(H2SO4)偏大；③摇匀后再加水，使V增大，c(H2SO4)偏小；④容量瓶中有少量蒸馏水时，对c(H2SO4)无影响；⑤定容时俯视刻度线，使得V偏小，c(H2SO4)偏大。
[答案] (1)27.2
(2)往容量瓶中加入适量的水，塞好瓶塞，用左手食指按住瓶塞，用右手的五指托住瓶底，把瓶倒立过来，如不漏水，将其放正，把瓶塞旋转180°后塞紧，再把瓶倒立过来，若不漏水，才能使用
(3)①偏小 ②偏大 ③偏小 ④不变 ⑤偏大
3．配制500
mL
0.5
mol·L－1的NaOH溶液，试回答下列问题：
(1)计算：需要NaOH固体的质量为________。
(2)配制方法：设计五个操作步骤。
①向盛有NaOH固体的烧杯中加入200
mL蒸馏水使其溶解，并冷却至室温；
②继续往容量瓶中加蒸馏水至液面接近刻度线1～2
cm
处；
③将NaOH溶液沿玻璃棒注入500
mL容量瓶中；
④在烧杯中加入少量的蒸馏水，小心洗涤2～3次，并将洗涤液移入容量瓶；
⑤改用胶头滴管加蒸馏水至刻度线，加盖摇匀。
试将以上操作步骤正确排序________。
(3)某学生实际配制NaOH溶液的浓度为0.48
mol·L－1，原因可能是________(填序号)。
A．使用滤纸称量氢氧化钠固体
B．容量瓶中原来存有少量蒸馏水
C．溶解后的烧杯未经多次洗涤
D．胶头滴管加水定容时仰视刻度
[解析] (1)需要NaOH固体的质量为0.5
L×0.5
mol·L－1×40
g·mol－1＝10.0
g。
(2)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①③④②⑤。
(3)0.48
mol·L－1比0.5
mol·L－1小。A项，由于固体NaOH具有极强的吸水性，用滤纸称量时NaOH固体会附着在滤纸上，使NaOH固体质量减少，浓度偏低；B项，容量瓶中原来存有少量蒸馏水，对溶液浓度无影响；C项，溶解后的烧杯未经过多次洗涤，溶质NaOH质量减少，浓度偏低；D项，胶头滴管加水定容时仰视刻度，加水过多，NaOH溶液浓度偏低。
[答案] (1)10.0
g (2)①③④②⑤ (3)ACD
1．上图中有几种浓度表示形式？分别是什么形式？
提示：3种。分别是质量分数、体积分数、物质的量浓度。
2．上述各种浓度表示形式的计算公式是什么？
提示：质量分数＝×100%
体积分数＝×100%
物质的量浓度＝
3．若用BaCl2固体配制1.5
mol·L－1
BaCl2溶液需要哪些仪器？
提示：托盘天平、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管、量筒等。
4．简述用BaCl2固体配制1.5
mol·L－1
BaCl2溶液的步骤。
提示：计算→称量→溶解→转移、洗涤→轻轻振荡→加水定容→反复振荡→保存。
5．配制BaCl2溶液时发现容量瓶底部有少量蒸馏水，应如何处理？
提示：不用处理，对溶液配制无影响。
通过对本情境素材中图片信息的观察、分析，获取浓度的表示方法及配制溶液问题的处理，提高了学生观察问题，分析问题，解决问题的能力，使化学学科素养得到提升。
1．用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，该容量瓶必须是( )
A．干燥的
B．瓶塞不漏水的
C．用与所配溶液同浓度的溶液润洗过的
D．以上三项都符合的
B [容量瓶使用前必须先检查是否漏水。]
2．在100
mL
0.1
mol·L－1NaOH溶液中，所含NaOH的质量是( )
A．40
g
B．4
g
C．0.4
g
D．0.04
g
C [mNaOH＝n·M＝c·V·M＝0.1
mol·L－1×0.1
L×40
g·mol－1＝0.4
g。]
3．物质的量浓度为2
mol·L－1的NaOH溶液的含义是( )
A．在2
L水中溶有80
g
NaOH
B．将80
g
NaOH溶于水配成的溶液
C．每升溶液中含有80
g
NaOH的溶液
D．每2
L溶液中含有80
g
NaOH的溶液
C [2
mol·L－1的NaOH溶液的含义是每1
L的溶液中含有2
mol
NaOH，即含有80
g
NaOH。]
4．下列溶液中c(NO)比100
mL
2
mol·L－1硝酸钡溶液中c(NO)大的是( )
A．300
mL
1
mol·L－1的硝酸钠溶液
B．100
mL
1.5
mol·L－1的硝酸铝溶液
C．200
mL
1.5
mol·L－1的硝酸镁溶液
D．200
mL
3
mol·L－1的硝酸钾溶液
B [c(NO)与溶液的体积无关，1
mol·L－1的NaNO3溶液中c(NO)＝1
mol·L－1；1.5
mol·L－1的Al(NO3)3溶液中c(NO)＝4.5
mol·L－1；1.5
mol·L－1的Mg(NO3)2溶液中c(NO)＝3.0
mol·L－1；3
mol·L－1的KNO3溶液中c(NO)＝3
mol·L－1。]
5．下图为实验室某试剂瓶标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：
(1)该NaOH溶液的物质的量浓度为________mol·L。
(2)现在要配制该浓度的NaOH溶液100
mL，需称量________g固体氢氧化钠。溶液配制所需的基本步骤如下：
(3)将上述实验步骤A到F按实验过程先后次序排列(不重复)________。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为________。
(5)下列操作对NaOH溶液的物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①摇匀后发现液面低于刻度线再加水________；
②容量瓶中原有少量蒸馏水________；
③定容时俯视刻度线________。
[解析] (1)该NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝
＝＝6
mol·L－1。
(2)现在要配制该浓度的NaOH溶液100
mL，需称量6
mol·L－1×0.1
L×40
g·mol－1＝24.0
g固体氢氧化钠。
(3)配制溶液时，首先溶解溶质，再转移、洗涤溶液，之后是定容，摇匀，所以上述实验步骤的先后次序为CFDBAE。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为100
mL容量瓶。
(5)①溶液被稀释，浓度偏低；②对浓度无影响；③溶液体积变小，浓度偏高。
[答案] (1)6 (2)24.0 (3)CFDBAE (4)100
mL容量瓶 (5)①偏低 ②无影响 ③偏高
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-微专题1 阿伏加德罗常数的应用
1．阿伏加德罗常数(NA)的应用是高考中的经典题型，常为正误判断型选择题，主要考查以物质的量为中心的简单计算及NA与物质的关系。解答该类题目的方法思路：
→→→
2．阿伏加德罗常数应用中的陷阱
(1)因忽视“标准状况”而出错。给出气体的体积，但是没有注明“标准状况”，不能用22.4
L·mol－1计算气体的物质的量。
(2)因忽视“物质的状态”而出错。标准状况下，所给的物质为液体或固体，不能用气体摩尔体积计算所给物质的物质的量。
(3)因忽视“溶液的体积”而出错。只给出溶液的物质的量浓度，没有给出溶液的体积，不能计算溶液中某溶质的物质的量。
(4)因忽视“溶剂中的微粒”而出错。给出溶液的物质的量浓度及体积，能计算出溶质的物质的量及溶质中的微粒数，但不能计算出溶液中的微粒数。
(5)因忽视“单质组成”而出错。气体单质的组成除常见的双原子外，还有单原子分子(如He、Ne等)，多原子分子(如O3等)。
[记忆口诀]
标准状况非气体，摩尔体积无法算；
气体须在标况下，牢记此点防错点；
物质混合寻简式，微粒计算并不难；
物质状态须牢记，阿氏常数是热点。
【例】 设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法不正确的是( )
A．22.4
L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
B．标准状况下，11.2
L甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)混合物中含氢原子数目为2NA
C．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
D．24
g镁与27
g铝中，含有相同的质子数
D [标准状况下22.4
L氩气的物质的量是1
mol，氩气是单原子分子，含有的质子数是18NA，A正确；一个甲烷分子和一个乙烯分子中均含有4个氢原子，标准状况下，11.2
L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5
mol，其中含氢原子数目为2NA，B正确；设氧气和臭氧的质量都是x
g，则氧气(O2)的物质的量为mol，臭氧(O3)的物质的量为mol，所以二者含有的氧原子的物质的量分别为
mol×2＝mol和
mol×3＝
mol，即同等质量的氧气和臭氧中含有的氧原子数相同，则同等质量的氧气和臭氧中含有相同的电子数，C正确；1个Mg原子中含有12个质子，1个Al原子中含有13个质子，24
g镁和27
g铝的物质的量都是1
mol，所以24
g镁含有的质子数为12
mol,27
g铝含有的质子数为13
mol，D错误。]
1．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )
A．标准状况下，22.4
L
CCl4中含有NA个CCl4分子
B．1
mol·L－1
Mg(NO3)2溶液中含有NO的数目为2NA
C．等物质的量浓度的盐酸和硫酸溶液中，H＋的物质的量浓度也相等
D．5.6
g铁与足量盐酸反应转移的电子数为0.2NA
D [标准状况下，四氯化碳不是气体，无法计算四氯化碳的物质的量，A错误；没有给出溶液的体积，无法计算溶液中硝酸根离子的数目，B错误；等物质的量浓度的盐酸和硫酸溶液中，硫酸溶液中H＋的物质的量浓度为盐酸的2倍，C错误；5.6
g铁的物质的量为0.1
mol,0.1
mol铁与足量盐酸反应失去0.2
mol电子，转移的电子数为0.2
NA，D正确。]
2．下列说法正确的是(设NA表示阿伏加德罗常数的数值)( )
A．在常温常压下，11.2
L
N2含有的分子数为0.5NA
B．在常温常压下，1
mol氦气中含有的原子数为2NA
C．在常温常压下，71
g
Cl2中所含原子数为2NA
D．在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
C [在常温常压下11.2
L
N2的物质的量不是0.5
mol，A错误；氦气是单原子分子，1
mol
He中含有的原子数为NA，B错误；在常温常压下，71
g
Cl2的物质的量为1
mol，故所含原子数为2NA，C正确；在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的分子数相同，D错误。]
3．设NA为阿伏加德罗常数的值。则下列说法正确的是( )
A．标准状况下，2.24
L水中含有的原子总数为0.3NA
B．28
g
C2H4和C4H8的混合气体中，含有的H原子个数为4NA
C．1
mol·L－1的硫酸钠溶液中含有钠离子个数为NA
D．1
mol
Cl2和22.4
LH2所含有的原子个数均为2NA
B
4．设阿伏加德罗常数的值为NA，则下列说法正确的是( )
A．标准状况下，22.4
L
CO2含22NA个电子
B．22.4
L
O3含3NA个原子
C．标准状况下，0.3
mol
SO2中含氧原子数为0.3NA个
D．常温下，9.5
g
MgCl2固体中含有0.2NA个离子
A [22.4
L
O3的物质的量不一定是1
mol，因此不一定含3NA个原子；标准状况下，0.3
mol
SO2中含氧原子数为0.6NA个；常温下，9.5
g
MgCl2固体的物质的量是＝0.1
mol，其中含有0.3NA个离子。]
5．NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．2.3
g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.1NA
B．0.2NA个硫酸分子含有的氧原子数为0.2NA
C．28
g氮气所含的原子数为NA
D．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
A [1个硫酸分子中含4个氧原子，0.2NA个硫酸分子含有的氧原子数为0.8NA，故B错误；28
g氮气中含有的氮原子的物质的量为2
mol，其个数为2NA个，故C错误；NA个氧分子与NA个氢分子的物质的量均为1
mol，故两者的质量之比为32∶2＝16∶1，故D错误。]
6．设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( )
A．1
mol铝离子核外电子数为3NA
B．1.7
g过氧化氢中含有的电子数为0.9NA
C．常温下，11.2
L甲烷气体中含有的甲烷分子数为0.5NA
D．标准状况下，33.6
L水中含有9.03×1023个水分子
B [一个铝离子核外有10个电子，则1
mol铝离子含有10
mol电子，核外电子数为10NA，A错误；一个过氧化氢分子中含有18个电子，则1
mol过氧化氢中含有18
mol电子，1.7
g过氧化氢的物质的量为0.05
mol,0.05
mol过氧化氢中含有的电子数为0.9NA，B正确；根据题中条件无法计算11.2
L甲烷的物质的量，C错误；标准状况下，水不是气体，根据题中条件无法计算水的物质的量，D错误。]
7．设NA为阿伏加德罗常数的值，则下列叙述中正确的是( )
A．6.02×1022个H2SO4分子中含H原子2NA个
B．在0
℃、101
kPa时，22.4
L氢气中含有NA个氢原子
C．14
g氮气中含有7NA个电子
D．NA个一氧化碳分子和0.5
mol甲烷的质量比为7∶4
C [6.02×1022个H2SO4分子的物质的量是0.1
mol，其中含H原子0.2NA个；在0
℃、101
kPa即标准状况下时，22.4
L
H2的物质的量是1
mol，其中含有2NA个氢原子；NA个一氧化碳分子是1
mol，质量是28
g,0.5
mol甲烷的质量是0.5
mol×16
g·mol－1＝8
g，二者的质量比为7∶2。]
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3
-微项目 探秘膨松剂——体会研究物质性质的方法和程序的实用价值
[项目目标]
1．对碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理进行实验探究，体会研究物质性质的方法和程序的实用价值。
2．学习如何在真实情境中探究陌生物质的性质，分析和解决实际问题。
[必备知识]
1．膨松剂
膨松剂是在食品加工过程中加入的，能使面胚发起形成多孔组织，从而使食品具有柔软或酥脆特点的一类物质。
2．膨松剂的分类
3．酵头的发酵原理
面团在酵母菌以及一定种类和数量的其他微生物的共同作用下发生反应，生成二氧化碳、乳酸、醋酸、乙醇等物质，其中二氧化碳能使面团内部形成海绵状结构，变得疏松。
4．Na2CO3溶液、NaHCO3溶液显碱性，均能与HCl、CH3COOH反应。
项目活动1 探究碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理
查阅资料：
(1)发酵粉的主要成分是NaHCO3，其用法是加水溶解与面团糅合或直接与面团糅合后加热。
(2)发酵粉能够使面团松软、发泡是因为发酵粉产生了CO2所致。
(3)Na2CO3受热不分解。
提出问题：
发酵粉(NaHCO3)在蒸馒头时是如何起作用的(产生CO2气体)?
预测性质：
甲：NaHCO3粉末溶于水时产生CO2。
乙：酸与NaHCO3在溶液中反应产生CO2。
丙：NaHCO3加热产生CO2。
[实验探究]
实验操作
实验现象
结论
(1)取少量NaHCO3粉末于试管中加入适量水
无气体产生
否定了甲的预测
(2)将CH3COOH溶液和NaHCO3溶液混合
产生了气泡，通入澄清石灰水中，溶液变浑浊
反应原理(用化学方程式表示)：CH3COOH＋NaHCO3===CH3COONa＋H2O＋CO2↑，乙的预测成立
(3)取适量NaHCO3粉末加入a试管中并加热，观察a、b试管中的现象
a试管口有水生成，b中澄清石灰水变浑浊
反应原理(用化学方程式表示)：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，丙的预测成立
结论：NaHCO3作膨松剂的原理：NaHCO3在加热或遇酸时可产生CO2，CO2气体的逸出，可以使糕点、馒头疏松多孔，松软可口。
发现新问题：
乙同学发现实验(3)中固体长时间加热不再产生气体后，仍有固体存在，他结合NaHCO3的组成猜测固体为Na2CO3，推知只用NaHCO3作膨松剂效果不理想的原因是Na2CO3不能分解产生CO2，他设计了如下装置图来证明固体中仍存在碳元素：
现象：澄清石灰水变浑浊。
分析并得出结论：
作为膨松剂，产生的气体越多越好。等量的NaHCO3与酸反应时比受热分解时能产生更多的二氧化碳气体，故NaHCO3配合醋酸使用，发酵效果更好。对照反应如下：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
[探究总结]
1．Na2CO3与NaHCO3的物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶，比Na2CO3的溶解度小
2.Na2CO3与NaHCO3的化学性质
(1)热稳定性。
①Na2CO3性质稳定，受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(2)与酸(足量盐酸)反应。
①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O。
②NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。
(3)碱性：Na2CO3与NaHCO3溶液均显碱性，且相同情况下前者碱性大。
(4)与碱反应。
①与NaOH溶液
②与石灰水(足量)
3．Na2CO3与NaHCO3的相互转化
[新知应用]
1．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体。下列区分这两种物质的方法正确的是( )
A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打
B．放入水中，能溶于水的为小苏打
C．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，前者产生二氧化碳少
D．先将两样品配成溶液，再分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打
C [NaHCO3分解生成残留物Na2CO3，A错；二者均易溶于水，B错；二者均可与石灰水反应生成CaCO3沉淀，D错。]
2．关于Na2CO3和NaHCO3，下列说法不正确的是( )
A．Na2CO3既可与CaCl2溶液反应，也可与石灰水反应
B．Na2CO3比NaHCO3稳定
C．NaHCO3既可与CaCl2溶液反应，也可与石灰水反应
D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应，消耗HCl的物质的量之比为2∶1
C [A正确，Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；B正确，Na2CO3加热不分解，NaHCO3受热分解；C不正确，NaHCO3与CaCl2溶液不反应，与石灰水反应生成CaCO3沉淀；D正确，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。]
3．将106
g的Na2CO3和84
g
NaHCO3都经充分加强热后，再分别跟足量的盐酸反应，下列说法错误的是( )
A．消耗盐酸一样多
B．放出CO2的总量一样多
C．后者生成的NaCl是前者的一半
D．后者消耗盐酸是前者的一半
A [从题中数据可知Na2CO3、NaHCO3各为1
mol，所以放出CO2的总量一样多，B正确；84
g
NaHCO3加热后生成53
g
Na2CO3，为106
g
Na2CO3的一半。盐酸用量多少可根据Na＋与Cl－相等判断，前者Na＋是后者的二倍，所以C、D正确。]
4．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做以下实验，如图所示。
(1)写出Ⅰ中与盐酸发生反应的化学方程式。
①Na2CO3时__________________________________________________；
②NaHCO3时__________________________________________________；
③由此可知此装置________(填“能”或“不能”)鉴别Na2CO3和NaHCO3。
(2)Ⅱ装置能鉴别Na2CO3和NaHCO3的现象是________________________
________________________________________________________________。
(3)Ⅲ、Ⅳ装置均利用了Na2CO3和NaHCO3________性的区别。有关化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________。
(4)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。有的同学在盛Na2CO3的导管口观察到开始加热时也有气泡产生，据此此同学认为Na2CO3加热也能分解。你认为此观点________________(填“正确”或“错误”)。分析此现象的原因为___________
________________________________________________________________。
(5)除了以上方法，请你再举出一例鉴别二者的方法
_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] 鉴别Na2CO3和NaHCO3是利用二者性质的差别，Ⅰ中二者均能与盐酸反应产生CO2，现象相同，不能鉴别；Ⅱ中Na2CO3、NaHCO3加入等浓度的盐酸中，NaHCO3反应剧烈，产生的气体多，气球膨胀得快；NaHCO3不稳定，受热分解，而Na2CO3稳定，受热不分解，Ⅳ中的试管B在试管A内部，不能直接接触到火焰，温度相对较低，故试管B中装入的固体是易分解的NaHCO3，NaHCO3受热分解产生的CO2使澄清石灰水变浑浊；鉴别Na2CO3和NaHCO3还可利用其在溶液中电离出的阴离子的不同性质选择试剂，CO与Ba2＋或Ca2＋反应生成白色沉淀，HCO不反应。
[答案] (1)①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ ②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ ③不能 (2)盛NaHCO3的装置反应比盛Na2CO3的装置剧烈，气球膨胀得快 (3)热稳定 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
(4)NaHCO3 错误 大试管中空气受热膨胀时逸出
(5)把二者分别配成溶液后滴加BaCl2试剂，有白色沉淀生成的为Na2CO3，无现象的为NaHCO3
项目活动2 设计并使用复合膨松剂
用碳酸氢钠蒸的馒头呈淡黄色，碳酸氢钠作为单一膨松剂，可能造成食品口味不纯，颜色加深等问题。
如何才能使馒头变得又白又松软，甚至口味更佳？
[活动探究]
1．实验用品
白醋或柠檬酸(固体)、食用碳酸氢钠，蒸馒头用的器具。
2．实验步骤
(1)制作馒头：
①和面时只加入食用碳酸氢钠；
②和面时加入食用碳酸氢钠和白醋；
③和面时加入食用碳酸氢钠和柠檬酸。
(2)观察馒头的色泽，并趁热闻一下气味，品尝一下馒头的味道，并记录下来。
馒头
色泽
气味
味道
膨松程度
①
略显淡黄色
无明显气味
口感不佳(碱味)
程度较小
②
白色
无明显气味
口感较好，无特殊味道
程度较大
③
白色
柠檬味
柠檬味
程度较大
[分析问题]
(1)如果用碳酸氢钠制作复合膨松剂的主材料，另一种主材料用白醋和柠檬酸哪一个更合适？并说出你的理由。
提示：柠檬酸。常温下柠檬酸是固体，白醋是液体，白醋和碳酸氢钠混合会直接反应，故柠檬酸更合适。
(2)如果用碳酸氢钠制作复合膨松剂的主材料，另一种主材料需具有什么性质？
提示：酸性。所选材料必须能与碳酸氢钠反应产生二氧化碳。
复合膨松剂的组成
复合膨松剂的组成
用量
作用
碳酸盐类
如碳酸氢钠通常用量30%～50%
与酸性物质反应产生二氧化碳
酸性物质
如柠檬酸通常用量30%～40%
与碳酸盐反应，控制反应速率和提升膨松剂的作用效果，降低食品的碱性
助剂
指的是淀粉、脂肪酸等，通常用量10%～30%
防止膨松剂吸潮结块而失效，调节气体产生速率或使气体均匀产生
[新知应用]
1．兴趣小组获得两包制作“跳跳糖”的添加剂，一包是柠檬酸晶体，另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水，混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体。于是对白色粉末的化学成分进行了以下探究：
(1)[提出猜想]
猜想1.碳酸钠；
猜想2.碳酸氢钠；
猜想3.__________________。
(2)[查阅资料]碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性。
(3)[实验探究]小明、小磊分别对有关猜想设计方案并进行实验：
实验操作
实验现象
实验结论
小明
将白色粉末溶于水后用pH试纸测定其酸碱度
pH________(选填“>”“<”或“＝”)7
溶液呈碱性，猜想1成立
小磊
用如图所示的装置进行实验
试管A中有水珠产生，试管B中液体变浑浊
猜想2成立，试管A中反应的化学方程式为__________________________
(4)[交流反思]大家一致认为小明和小磊的结论不准确：
①小明实验结论不准确的原因是____________________________________
________________________________________________________________；
②小磊的实验方案不能排除白色粉末是否含有____________。
(5)[结论分析]探究后他们得出添加剂的成分是柠檬酸和碳酸氢钠，分析后认为白色粉末中的碳酸钠是由碳酸氢钠分解产生的。
(6)[拓展应用]下列物质常温下放置一段时间也会分解的是________(填序号)。
A．浓硫酸
B．氢氧化钠
C．碳酸氢铵
D．氯化钠
[解析] (3)小明：根据碳酸钠溶液呈碱性，所以溶液的pH>7；小磊：由实验的现象可知，碳酸氢钠受热分解生成了碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式是2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(4)①由于碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性，溶液的pH>7，所以小明实验结论不准确；
②由于碳酸钠和碳酸氢钠的混合物受热也会生成水和二氧化碳，所以不能排除白色粉末中混有碳酸钠。
[答案] (1)Na2CO3和NaHCO3的混合物 (3)＞
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(4)①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性 ②碳酸钠 (6)C
2．小明通过学习知道：Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应，Na2CO3溶液还会与石灰水反应。
[产生疑问]NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗？如果能反应，生成物可能是什么？
[进行实验]小明将NaHCO3溶液与石灰水混合，结果产生白色沉淀，已知Ca(HCO3)2能溶于水，碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________；为了进一步了解生成的含钠化合物有什么，继续探究：
[作出猜想]①只有NaOH ②有Na2CO3和NaOH
③______________________________________________________________
[实验设计]
步骤1：取少量上述实验后的上层清液于试管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，观察到产生白色沉淀，由此可知生成的含钠化合物一定含有________；
步骤2：将步骤1中反应后的混合物过滤，往滤液中先滴加几滴酚酞溶液，再滴加足量的稀盐酸，观察到溶液颜色变化情况为_______________________
______________________________________________________________，
整个实验过程中无气泡产生，由此可知猜想②成立。
[拓展提高]若步骤1中未出现白色沉淀，则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] 因为题给信息：Ca(HCO3)2能溶于水，而HCO能与OH－反应生成CO，故将NaHCO3溶液与石灰水混合后，产物除CaCO3外溶液中还可能有①Ca(OH)2过量时：发生反应NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O：②恰好反应时：2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O；③NaHCO3过量时，产物有CaCO3、Na2CO3，剩余NaHCO3。依据以上分析可猜想：生成的含钠化合物只能有三种情况：①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。
[答案] [进行实验]CaCO3
[作出猜想]只有Na2CO3
[实验设计]Na2CO3 溶液先由无色变红色，然后红色变为无色
[拓展提高]Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
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8
-第1章
认识化学科学
一、走进化学科学
二、研究物质性质的基本方法和程序
三、钠及其化合物之间的转化关系
写出图中标号所代表的反应的化学方程式：
①2Na＋O2Na2O2。
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
④2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
⑤2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。
四、氯及其化合物之间的转化关系
写出图中标号所代表的反应的化学方程式：
①Cu＋Cl2CuCl2。
②2Fe＋3Cl22FeCl3。
③Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
④2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
⑤2HClO2HCl＋O2↑。
⑥Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
⑦Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
五、以物质的量为中心的相关计算
图中标号所代表的关系式
①N＝n·NA ②n＝ ③V＝n·Vm ④n＝ ⑤m＝n·MA ⑥n＝ ⑦c＝ ⑧n＝c·V
⑨ω＝ ⑩c＝
六、配制一定物质的量浓度的溶液
1．配制一定物质的量浓度的溶液：检验容量瓶是否漏液之后，①计算溶质的量→②称量或量取→③溶解或稀释→④冷却、转移、洗涤→⑤定容→⑥摇匀→⑦装瓶贴标签。
2．误差分析
误差分析依据：c＝。若n增大，V不变，则c变大；若n减小，V不变，则c变小；若n不变，V变大，则c变小；若n不变，V变小，则c变大。
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