題目列表(包括答案和解析)
0.15 mol×
×3x g/mol+0.15mol×
×5xg/mol+0.15mol×
×7x g/mol=5.36 g.
解得 x=8.
所以A、B、C的相對分子質(zhì)量分別為24,40,56.
答:A、B、C的相對分子質(zhì)量分別為24,40,56.
[說明]本題在列關(guān)系式時(shí),應(yīng)用到物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g/mol)在數(shù)值上等于物質(zhì)的相對分分子質(zhì)量.
例6 在反應(yīng):X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩爾質(zhì)量之比為22:9,當(dāng)1.6gX與Y完全反應(yīng)后,生成4.4gR.則在此反應(yīng)中Y和M的質(zhì)量之比為 ( )
A.16:9 B.23:9 C.32:9 D.46:9
(分析) 假設(shè)R與M的摩爾質(zhì)量分別為r g/mol和mg/mol,則根據(jù)題意,有
……①,又假設(shè)參加反應(yīng)的Y為a g,生成的M為b g.根據(jù)質(zhì)量守恒定律可列出關(guān)系式:1.6+a=4.4+b,得a=b+2.8……②,再根據(jù)化學(xué)方程式可得:
……③,將①③兩式聯(lián)立,解得b=3.6,將b=3.6代入②式中,得a=6.4.所以a:b=6.4:3.6=16:9.
答案:A
[說明] “守恒法”解題是指在解題過程中利用化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)現(xiàn)象中的一些守恒關(guān)系來解決化學(xué)問題的一種獨(dú)特的解題方法.本題依據(jù)質(zhì)量守恒關(guān)系列式解題;只要“守恒法”使用得當(dāng),便可收到解題步驟簡捷、快速、準(zhǔn)確之功效.
例7 將一定量的氯化鈣溶于90g水中,若使平均100個水分子中溶有1個 Cl-,這一定量的氯化鈣是 ( )
A.0.3 mol B.0.15 mol C.0.025 mol D.2.775 g
(分析) 平均100個水分子中溶有1個Cl-,平均100 mol水分子中就溶有1 molCl-.
100mol H2O~1 molCl-~
mol
CaCl2
100
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x
x=0.025 mol,m(CaCl2)=0.025 mol×111 g·mol-1=2.775 g.
答案:CD
同類變式1 將3.22g芒硝(Na2SO4·10H2O)放入水中,要使溶液中每100個水分子中溶有1個Na+,需水的質(zhì)量為_______.
答案:34.2 g
同類變式2 已知Fe與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Fe+3Cl2
2FeCl3,若有 3mol電子轉(zhuǎn)移,則參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是多少克?
答案:56 g
探索與創(chuàng)新題
例8 氯化鈉與氯化鎂的混合物中,已知其鈉離子與鎂離子的物質(zhì)的量之比為3:2,求:
(1)混合物中兩種物質(zhì)的質(zhì)量比;
(2)如果混合物中共有28 mol的Cl-,求混合物中氯化鈉和氯化鎂的質(zhì)量.
(分析) 將鈉離子與鎂離子的物質(zhì)的量之比轉(zhuǎn)換為氯化鈉和氯化鎂的物質(zhì)的量之比,由摩爾質(zhì)量求出其質(zhì)量比,由電荷守恒,推導(dǎo)出Na+、Mg2+、Cl-的物質(zhì)的量之比,進(jìn)一步計(jì)算出當(dāng)混合物中共有28molCl-時(shí),混合物中氯化鈉和氯化鎂的物質(zhì)的量,再計(jì)算出它們的質(zhì)量.
解:(1)由NaCl、MgCl2的組成可知
n(NaCl):n(MgCl2)=n(Na+):n(Mg2+)=3:2.
m(NaCl):m(MgCl2)=n(NaCl)·M(NaCl):n(MgCl2)·M(MgCl2)
=3 mol×58.5 g/mol:2 mol×95 g/mol
=351:380.
(2)由Na+-Cl-,Mg2+-2Cl-知:
n(Na+):2(Mg2+):n(Cl-)=3:2:(3+2×2)=3:2:7.
當(dāng)混合物中共有28 molCl-時(shí):
n(NaCl)=28
mol×
=12 mol,
n(MgCl2)=28 mol×
=8 mol.
所以m(NaCl)=n(NaCl)·M(NaCl)
=12 mol×58.5 g/mol=702 g.
m(MgCl2)=n(MgCl2)·M(MgCl2)
=8 mol×95 g/mol=760 g.
答:略.
易錯與疑難題
例9 下列說法中,正確的是 ( )
A.硫酸的摩爾質(zhì)量是98g
B.18g水中含有1 mol水
C.O2的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其式量
D.1 mol一氧化碳的質(zhì)量為28 g/mol
錯解:BD
(分析) A項(xiàng)中硫酸的摩爾質(zhì)量的單位應(yīng)是g/mol;B項(xiàng)中18 g水是從宏觀角度表示一定量的水,而后半部分要從微觀角度表示,表明一定量的物質(zhì)時(shí),要做到二者在科學(xué)上的統(tǒng)一,即宏觀物質(zhì)中含有微觀粒子,使用“摩爾”這一單位表示微粒多少應(yīng)寫明微粒符號--1 molH2O;D項(xiàng)中1 mol CO的質(zhì)量是NA個CO的總質(zhì)量,其單位應(yīng)是“g,而不是“g/mol”,它的由來是1 mol×28 g/mol=28g.
正解:C
例10 下列說法中,正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) ( )
A.0.5 mol氮?dú)庵泻?.5 NA個N原子
B.32g氧氣中含有的氧原子數(shù)為2NA
C.1 mol氫氣中含有的電子數(shù)為NA
D.1 mol硫酸在水溶液中電離出的離子約為1.806×1024個
錯解:AC
(分析) A項(xiàng)中,在1個氮分子中有2個N原子,故0.5 molN2中有1 mol N原子,即NA個N原子;C項(xiàng)中1個氫分子由2個H原子構(gòu)成。1個H原子中有1個電子,故在1 mol H2中有2 mol電子,所以1 mol H2中有2NA個電子.
正解:BD
小結(jié) 在計(jì)算微粒個數(shù)時(shí),忽略化學(xué)式中的角標(biāo)是常見的錯誤,在練習(xí)中一定要仔細(xì)審題,看清已知是什么微粒,要求的是什么微粒,在計(jì)算時(shí)不忘考慮角標(biāo)、系數(shù),就可避免錯誤.
例11 在60g碳中,所有碳原子的最外層電子數(shù)共為____.
錯解:1.806×1025
(分析) 錯誤原因:解題思路正確,但由于審題不仔細(xì),最后計(jì)算得出的是60 g碳的技外電于總數(shù).
由n(C)=
N(C)=n(C)·NA=5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1024,
可得N(e-)=3.01×1024×4=1.204×1025.
正解:1.204×1025
例12 設(shè)一個12C原子的質(zhì)量為ag,一個R原子的質(zhì)量為bg,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則R的相對原子質(zhì)量可表示為 ( )
A.
B.
C.aNA D.bNA
錯解:B
(分析) 僅僅從相對原子質(zhì)量的定義角度考慮問題就會漏選.我們知道1 mol任何物質(zhì)的質(zhì)量,如果以克為單位,數(shù)值上等于該物質(zhì)的式量;那么我們能不能算出1 mol R原子的質(zhì)量呢?1 mol R原子有阿伏加德羅常數(shù)個原子,而每個R原于的質(zhì)量又是bg,所以1 mol R原子的質(zhì)量為NA b g,故R原子的相對原子質(zhì)量又可以用bNA表示,則D項(xiàng)也正確.
正解:BD
例13 下列物質(zhì)在溶液中電離出的Cl-數(shù)與1mol CaCl2電離出的C1-數(shù)相同的是 ( )
A.2 mol KClO3 B.1 mol KCl
C.1 mol MgCl2 D.2 mol AlCl3
錯解:AC
(分析) 其實(shí)在A項(xiàng)中,KClO3不能電離出Cl-,只能電離出ClO-3,其電離方程式為:KClO3=K++ClO-3.
正解:C
0.10 mol m(H2SO4)
解得 m(H2SO4)=4.9 g.
答:需要H2SO4的質(zhì)量是4.9 g.
典例剖析 經(jīng)典例題
基礎(chǔ)知識應(yīng)用題
例1 下列說法中,正確的是 ( )
A.6.02×1023個12C原子數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù)
B.1 mol氧的質(zhì)量是32 g
C.氫原子的摩爾質(zhì)量是1.008g
D.4.9 g H2SO4是0.05 mol H2SO4
(分析) 阿伏加德羅常數(shù)與近似值不能等同,A項(xiàng)錯;“1 mol氧”指代不明確,不符合摩爾的使用要求,B項(xiàng)錯;摩爾質(zhì)量的單位應(yīng)是g/mol,C項(xiàng)錯.
答案:D
例2 NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法中,正確的是 ( )
A.2.4g金屬鎂變成鎂離子時(shí)失去的電子數(shù)為0.1NA
B.2 g氫氣中含有的原子數(shù)為NA
C.3.01×1023個氮分子中含有的原子數(shù)為NA
D.17 g氨氣中含有的電子數(shù)為10NA
(分析) 2.4 gMg的物質(zhì)的量為0.1 mol,而1 molMg變成Mg2+時(shí)失去2 mol 電子,所以2.4 g Mg應(yīng)失去0.1×2 mol電子,即為0.2NA,故A項(xiàng)錯;H2為雙原子分子,2g氫氣,即1molH2,應(yīng)含有2mol H,原子個數(shù)為2NA,故B項(xiàng)錯;N2為雙原于分子,3.01×1023個氫分子中所含原于數(shù)應(yīng)為2×3.01×1023,即NA,故C項(xiàng)正確;D中17 gNH3的物質(zhì)的量為1 mol,含有的電子數(shù)為1ONA,D項(xiàng)正確.
答案:CD
小結(jié) 本題意在考查“微粒數(shù)和阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量”等概念間的關(guān)系,同時(shí)要求學(xué)生理解由個數(shù)比向物質(zhì)的量之比的轉(zhuǎn)化,如我們知道1個Mg變成Mg2+時(shí)失去2e-,那么1 mol Mg變成Mg2+時(shí),將失去2 mol e-.
例3 某固體僅由一種元素組成,其密度為5g/cm3,用射線研究該固體的結(jié)果表明:在棱長為1×10-7cm的立方體中含有20個原子,則該元素的相對原子質(zhì)量約為 ( )
A.32 B.65 C.120 D.150
(分析) 要求該元素的相對原子質(zhì)量,亦即先求1 mol該元素原子的質(zhì)量,即6.02×1023個該元素原子的質(zhì)量.由題意知,20個原子的質(zhì)量m=ρV=5g/cm3×(1×10-7cm)3=5×10-21 g,故1mol該元素原子的質(zhì)量約為6.02×1023×
=150g,所以該該元素的摩爾質(zhì)量約為150g/mol,該元素的相對原子質(zhì)量約為150.
答案:D
小結(jié) 解此題的思路是以“物質(zhì)的量”作橋梁,借“摩爾質(zhì)量”來“引渡”.
同類變式 下列敘述中,正確的是 ( )
A.摩爾是計(jì)量物質(zhì)的量的單位,每摩爾物質(zhì)含有6.02×1023個分子
B.1 mol氧的質(zhì)量為16 g
C.0.5 mol He中約含有6.02×1023個電子
D.2H既可表示2個氫原子又可表示2 mol氫原子
答案:C
綜合應(yīng)用題
例4 已知化學(xué)反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,填寫下列空白:
(1)若反應(yīng)中有4 mol e-轉(zhuǎn)移,則被氧化的HCl為______mol,生成的Cl2為 _____mol.
(2)若被還原的氧化劑為1 mol,參加反應(yīng)的H+數(shù)為________.
(分析) 對于該反應(yīng)從氧化還原反應(yīng)的角度分析如下:
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反應(yīng)中的氧化劑是MnO2,還原劑是HCl,參加反應(yīng)的HCl只有一半作還原劑,被氧化.每轉(zhuǎn)移2個e-,有2個HCl被氧化,生成1個C12;那么,每轉(zhuǎn)移2mol e-,有 2 mol HCl被氧化,生成1 mol Cl2.
對于該反應(yīng)再從離子反應(yīng)的角度分析如下:
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
每有1個MnO2被還原,參加反應(yīng)的H+為4個;那么,每有1 mol MnO2被還原,參加反應(yīng)的H+為4 mol,N(H+)=4 mol×6.02×1023mol-1=2.41×1024.
答案:(1)4;2 (2)2.41×1024
小結(jié) 反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子數(shù)之間的比例是一定值,故首先找出二者之間的比例關(guān)系,再以此為基礎(chǔ)來解題.
例5 有A、B、C三種一元堿,它們的相對分子質(zhì)量之比為3:5:7.如果把7 mol A、5 mol B和3 mol C均勻混合,取5.36 g混合堿,恰好能中和0.15 mol的HCl.試求A、B、C的相對分子質(zhì)量各是多少?
(分析) 根據(jù)一元堿(設(shè)化學(xué)式為MOH)與HCl的反應(yīng)的化學(xué)方程式:MOH+HCl=MCl+H2O,酸和堿恰好中和,說明MOH總的物質(zhì)的量等于HCl的物質(zhì)的量,即等于0.15mol.故混合堿的物質(zhì)的量為0.15 mol.
解:設(shè)三種一元堿A、B、C的相對分子質(zhì)量分別為3x,5x,7x,則三種一元堿的摩爾質(zhì)量分別為3xg/mol,5x g/mol,7x g/mol,根據(jù)所取混合堿的質(zhì)量之和為5.36 g,可得
6.02×1023): (6.02×1023) : (6.02×1023)
物質(zhì)的量之比 1 : 1 : 1
式量 32 : 32 : 64
質(zhì)量 32份 : 32份 : 64份
分析上述關(guān)系不難發(fā)現(xiàn),當(dāng)化學(xué)方程式中的不同物質(zhì)使用不同的單位時(shí),其數(shù)值之間也存在著一定的比例關(guān)系.如:
S+O2
SO2
32 g 1 mol 1 mol
32 g 32 g 1 mol
1 mol 32 g 1 mol
在具體進(jìn)行化學(xué)方程式計(jì)算時(shí),為簡化計(jì)算,不同的物質(zhì)可采用不同的單位.
[注意]①左右數(shù)量要相當(dāng);②上下單位要一致.
例如:完全中和0.10 mol NaOH,需要H2SO4的質(zhì)量是多少?
(分析) NaOH與H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
在該反應(yīng)中,參加反應(yīng)的NaOH與H2SO4的物質(zhì)的量之比為:
n (NaOH):n (H2SO4)=2 mol:1 mol,
1 molH2SO4的質(zhì)量是98g,若用98gH2SO4代替1 molH2SO4,則以下比例式仍然成立:
n(NaOH):m(H2SO4)=2 mol:98 g,
因此,本題可將物質(zhì)的質(zhì)量和物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算中,直接求得 H2SO4的質(zhì)量.
解:2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O
2 mol 98 g
2.化學(xué)式和式量
用元素符號表示物質(zhì)組成的式子叫做化學(xué)式.如O2、H2O、CO2、MgO、NaCl分別表示了氧氣、水、二氧化碳、氧化鎂、氯化鈉的組成,有的化學(xué)式僅能表示有關(guān)物質(zhì)的組成,如NaCl;也有的化學(xué)式不僅能表示這種物質(zhì)的組成,同時(shí)也能表示這種物質(zhì)的分子構(gòu)成,這種化學(xué)式也叫做分子式,如H2O既是水的化學(xué)式,也是水的分子式.
化學(xué)式中各原子的相對原子質(zhì)量的總和就是式量.若化學(xué)式同時(shí)又是分子式,則式量也叫做相對分子質(zhì)量.
知識詳解
知識點(diǎn)1 摩爾
Ⅰ物質(zhì)的量(重點(diǎn)、難點(diǎn))
我們都知道,構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子是分子、原子、離子以及質(zhì)子、中子、電子等.這些單個粒子既不能用肉眼看到,又難于稱量;可是由這些粒子構(gòu)成的宏觀物質(zhì)既看得見,又可稱量,那么在微觀的粒子數(shù)量與可稱量的宏觀物質(zhì)之間存在著哪些必然的聯(lián)系呢?
原子是化學(xué)變化中的最小粒子,在化學(xué)反應(yīng)中其數(shù)量和質(zhì)量是不變的.因此,在化學(xué)反應(yīng)中原子、離子、分子等粒子之間是按著一定簡單整數(shù)比相互反應(yīng)的.例如,豆粒般大小的金屬鈉中含有多少個鈉原子(Na)?它們在空氣中燃燒可生成多少個過氧化鈉(Na2O2)?為了探索微觀粒子數(shù)量與宏觀物質(zhì)的可稱量性之間的內(nèi)在聯(lián)系,科學(xué)上采用“物質(zhì)的量”這個物理量把一定數(shù)目的原子、分子或離子等微觀粒子與可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來(如圖3-1所示).
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[說明] 在定量表示物質(zhì)的某些物理性質(zhì)時(shí),往往要使用物理量,如質(zhì)量、長度、時(shí)間等,都是常用的基本物理量.與質(zhì)量、長度、時(shí)間等一樣,“物質(zhì)的量”也是一種基本物理量.
① 物質(zhì)的量是有關(guān)的國際科學(xué)專門機(jī)構(gòu),為了適應(yīng)研究和學(xué)習(xí)的需要,而規(guī)定的基本物理量,它是現(xiàn)今國際上通用的七個基本物理量之一,這七個基本物理量的名稱和代號見下表.
|
名稱 |
長度 |
質(zhì)量 |
時(shí)間 |
電流 |
熱力學(xué)溫度 |
發(fā)光強(qiáng)度 |
物質(zhì)的量 |
|
代號 |
L或L |
M |
t |
I |
T |
I |
n |
②從物質(zhì)的量設(shè)立的目的來看,物質(zhì)的量實(shí)際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體.這個集體的組成者是粒子,這種集體有大有小,也就是集體內(nèi)的粒子數(shù)目有多有少;因此,物質(zhì)的量是專門用于計(jì)量粒子數(shù)目的物理量.
③“物質(zhì)的量”四個字如同電流強(qiáng)度、發(fā)光強(qiáng)度、熱力學(xué)溫度等名稱一樣,是一個固定的詞組,由固定的字?jǐn)?shù)組成,在讀、寫、用時(shí),不能隨意地簡化或增添任何字,更不能按字面意義把物質(zhì)的量當(dāng)做表示物質(zhì)數(shù)量或質(zhì)量多少的量.
④任何一個物理量都有相應(yīng)的單位,如質(zhì)量的單位有千克、長度的單位有米、時(shí)間的單位有秒等.同理,物質(zhì)的量也是有單位的.
Ⅱ摩爾(mol)(重點(diǎn)、難點(diǎn))
1971年,在由41個國家參加的第十四屆國際計(jì)量大會上決定用”摩爾”作為計(jì)量原子、分子或離子等微觀粒子的“物質(zhì)的量”的單位,摩爾又簡稱摩,符號為mol.
[說明] ①質(zhì)量和千克是兩個既有密切聯(lián)系又有不同內(nèi)涵的概念,質(zhì)量屬于物理量,千克是質(zhì)量的單位.同理,物質(zhì)的量和摩爾也是兩個既有密切聯(lián)系又有不同內(nèi)涵的概念,物質(zhì)的量屬于物理量,摩爾是物質(zhì)的量的單位.七種基本物理量都有相應(yīng)的單位,具體內(nèi)容見下表.
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物理量 |
單位名稱 |
單位符號 |
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長度 |
米 |
M |
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質(zhì)量 |
千克 |
Kg |
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時(shí)間 |
秒 |
S |
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電流 |
安(培) |
A |
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熱力學(xué)溫度 |
開(爾文) |
K |
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物質(zhì)的量 |
摩(爾) |
Mol |
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發(fā)光強(qiáng)度 |
坎(德拉) |
Cd |
②“微觀粒子”是指構(gòu)成物質(zhì)的基本單位,這一基本單位可以是分子、原子、離子、質(zhì)子、中子和電子等微粒,也可以是它們的特定組合.即凡是可以使用化學(xué)式表示的微觀粒子或它們的特定組合,都可以使用摩(爾)來量度,如NaCl、NH4NO3等,而不是指米粒、西瓜、蘋果、汽車、人等宏觀物體.
③物質(zhì)的量這個物理量只適用于微觀粒子,使用摩爾作單位表示物質(zhì)的量時(shí),應(yīng)該用化學(xué)式指明粒子的種類,嚴(yán)禁指代不明確,如:可以表示1 mol H2、1 mol H、 1 mol H+,但不可以表示1 mol氫、1 mol氧等;還應(yīng)明確微粒的內(nèi)在聯(lián)系,如1 mol Al2(SO4)3中含2 mol Al3+、3 mol SO2-4;1 mol Na+中含11 mol質(zhì)子、 10 mol電子等.
① 每一個基本物理量的單位都有它的標(biāo)準(zhǔn),如質(zhì)量的單位--千克的標(biāo)準(zhǔn)是國際千克原器,即國際千克原器的質(zhì)量就是1千克.“摩爾”的標(biāo)準(zhǔn)是:如果在一定量的粒子集體中所含有的粒子數(shù)與0.012 kg12C中所含有的碳原子數(shù)相同,該粒子的物質(zhì)的量就是1 mol,元素相對原子質(zhì)量的定義,是以12C原子的實(shí)際質(zhì)量的1/12作為規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),由于兩個標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性,就將絕對質(zhì)量和相對質(zhì)量統(tǒng)一起來,從而將可稱量的宏觀物質(zhì)同微觀粒子的數(shù)目聯(lián)系起來.
質(zhì)量度 物理的量 粒子數(shù)
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由摩爾的標(biāo)準(zhǔn)可知,1 mol任何粒子的粒子數(shù)與0.012kg12C中所含有的碳原子數(shù)都相等.
⑤碳元素的原子有多種。12C原子是原子核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子的一種碳原子.
⑥在理論上,0.012 kg12C中所含有的碳原子數(shù)是一個客觀存在且十分精確的數(shù),在實(shí)際應(yīng)用中這個數(shù)字需要通過實(shí)驗(yàn)測出.科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,在0.012 kg 12C中所含有的碳原子數(shù)約為6.02×1023.因此,摩爾這個物質(zhì)的量的單位與其所含有的粒子數(shù)目之間的關(guān)系,?杀磉_(dá)為:
1 mol O中約含有6.02×1023個O;
1 mol H2O中約含有6.02×1023個H2O;
1 molNa+中約含有6.02×1023個Na+;
1 mol SO2-4中約含有6.02×1023個SO2-4;
1 mol NaOH中約含有6.02×1023個NaOH;
1 mol e-(電子)中約含有6.02×1023個e-;
即:1 mol任何粒子的粒子數(shù)目都約為6.02×1023.
Ⅲ阿伏加德羅常數(shù)(重點(diǎn))
定義:1 mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù).
[說明] ①在“粒子的粒子數(shù)”中“粒子”二字連續(xù)出現(xiàn)了兩次,它們所指的是同種微粒,如:1 mol O2中的O2數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù),1 mol SO2-4 中的SO2-4數(shù)也叫做阿伏加德羅常數(shù)等;但1 molO2中的O數(shù)就不能叫做阿伏加德羅常數(shù),1 mol O中的e-數(shù)也不能叫做阿伏加德羅常數(shù)等.
②符號:NA.
③數(shù)值:在理論上,阿伏加德羅常數(shù)是個客觀、準(zhǔn)確的數(shù);但在實(shí)際上,由于受客觀條件的限制,阿伏加德羅常數(shù)的準(zhǔn)確值不能準(zhǔn)確測出,F(xiàn)測定NA=6.022943×1023 mol-1.誤差為1×10-6.在實(shí)際化學(xué)計(jì)算中常采用它的近似值6.02×1023 mol-1,所以NA與6.02×1023mol-1的關(guān)系如同π與3.14的關(guān)系一樣.
④單位:mol-1.
⑤物質(zhì)的量(n)、阿伏加德羅常數(shù)(NA)與粒子數(shù)(N)三者之間的關(guān)系:
a.n、N與NA三者之間的函數(shù)關(guān)系式:n=
.常用于n與N之間的換算,換算的橋梁是NA.
b.N的單位是個,有時(shí)也不用單位,n的單位是mol,NA的單位是mol-1.
c.由于微粒的種類多,組成復(fù)雜,所以在進(jìn)行有關(guān)n和N之間轉(zhuǎn)換的計(jì)算時(shí),要注意微粒中還有微粒,弄清與計(jì)算相關(guān)的是哪種微粒.
例如:0.5 mol臭氧(O3)中含有O3的分子數(shù)約為______,原子數(shù)約為______,質(zhì)子數(shù)約為______.
(分析) 將公式n=N NA變形,得N=n·NA,再根據(jù)1個O3分子中含3個O原子,1個O3分子中含24個質(zhì)子,進(jìn)行運(yùn)算.習(xí)題中阿伏加德羅常數(shù)通常取6.02×1023 mol-1.
所以N(O3)=n(O3)·NA=0.5 mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023,
N(O)=3N(O3)=3×3.01×1023=9.03×1023,
N(Z)=24N(O3)=24×3.01×1023=7.224×1024.
答案:3.01×1023;9.03×1023;7.224×1024
又如:下列敘述中,正確的是 ( )
A.物質(zhì)的量及其單位--摩爾,是七個基本物理量之一
B.1 mol橘子中含有阿伏加德羅常數(shù)個橘子
C. mol任何粒子都含有阿伏加德羅常數(shù)個該種粒子
D.1 mol任何物質(zhì)中都含有阿伏加德羅常數(shù)個粒子
(分析) A項(xiàng)錯,未指明是“國際單位制”中的七個基本物理量之一;B項(xiàng)錯,物質(zhì)的量是一個表示微觀粒子的物理量,宏觀物質(zhì)中的個體,不屬于該物理量的計(jì)算范疇;C項(xiàng)正確,1 mol任何粒子(分子、原子、離子或電子等)都含有6.02×1023個相對應(yīng)的粒子;D項(xiàng)錯,應(yīng)指明該物質(zhì)所含的粒于,如1 mol H2O中所含有的原子個數(shù)不等于NA.
答案:C
知識點(diǎn)2 摩爾質(zhì)量
、穸x:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量.
Ⅱ符號:M.
、髷(shù)學(xué)表達(dá)式:M=
.
、魡挝唬篻/mol(或g·mol-1)和kg/mol(或kg·mol-1).
、鯏(shù)值:
(1)1mol微粒的質(zhì)量是有規(guī)律的,下面以1mol O的質(zhì)量為例進(jìn)行推導(dǎo).
、僖粋O原子與一個12C原子的質(zhì)量比為
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② 1 molO與1 mol12C中所含有的原子數(shù)都為NA,則有
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又知1 mol12C的質(zhì)量為12 g,則1 molO的質(zhì)量為16 g.
同理可推導(dǎo):1 mol H的質(zhì)量為1 g;1 mol Na的質(zhì)量為23 g;mol Fe的質(zhì)量為56 g;1 mol H2的質(zhì)量為2 g;1 molO2的質(zhì)量為32 g;1 mol H2O的質(zhì)量為18g.
對于離子來說,由于電子的質(zhì)量很小,當(dāng)原子得到或失去電子變成離子時(shí),電子的質(zhì)量可略去不計(jì).因此,1 mol Na+的質(zhì)量為23 g,1 mol Cl-的質(zhì)量為35.5 g,1 mol SO2-4的質(zhì)量為96 g.
[說明] 1 mol任何粒子或物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位時(shí),在數(shù)值上都與該粒子或物質(zhì)的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等.
(2)摩爾質(zhì)量的數(shù)值.
、倌栙|(zhì)量的單位取g/mol時(shí),M=Mrg/moI或M=Arg/mol.
、谀栙|(zhì)量的單位取kg/mol時(shí),M=Mr×10-3kg/mol或M=Ar×10-3kg/mol.
[說明] Mr為物質(zhì)的相對分子質(zhì)量,Ar為原子的相對原子質(zhì)量.相對原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是一個原子的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的1/12的比值,所以12C的相對原子質(zhì)量為12,摩爾的標(biāo)準(zhǔn)正是巧選了12g12C所含的碳原子數(shù),才有了原子摩爾質(zhì)量在以 g/mol作單位時(shí),數(shù)值上等于原子的相對原予質(zhì)量的巧合出現(xiàn),其他分子、離子也是如此.摩爾質(zhì)量和相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系分析見下表.
摩爾質(zhì)量和相對原子質(zhì)量,相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系
|
粒子 |
一個粒子的質(zhì)量 |
1 mol(6.02×1023個)粒子的質(zhì)量 |
粒子的摩爾質(zhì)量 |
|
H |
1.674×10-24g |
1.674×10-24g×6.02×1023=1.0g |
1.0g/mol |
|
O |
2.657×10-24g |
2.657×10-24g×6.02×1022=16.0g |
16.0g/mol |
|
H2O |
2×1.674×10-24g+2.657×10-23g=2.992×10-23g |
2.992×10-23g×6.02×1023g=18.0g |
18.0g/mol |
例如:下列說法中,正確的是 ( )
A.物質(zhì)的量相同的氣體單質(zhì)具有相同的原子數(shù)
B.鐵原子的摩爾質(zhì)量等于它的相對原子質(zhì)量
C.反應(yīng)前各反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和一定等于反應(yīng)后各生成物的物質(zhì)的量之和
D.一個氧原子的實(shí)際質(zhì)量等于![]()
(分析) 物質(zhì)的量相同的氣體單質(zhì),分子數(shù)一定相同,但氣體分子的組成是不同的,有的是單原子分子,如He、Ar等,有的是雙原子分子,如O2、N2等,故A項(xiàng)錯誤;鐵的相對原子質(zhì)量為56,其單位是1,通常不寫,鐵的摩爾質(zhì)量是56 g/mol,二者的單位不一致,故B項(xiàng)錯誤;由于反應(yīng)前后元素種類不變,原子個數(shù)也不變,所以反應(yīng)物的質(zhì)量總和一定等于生成物的質(zhì)量總和,但不同的物質(zhì)其摩爾質(zhì)量不同,因此,反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和不一定等于生成物的物質(zhì)的量之和.如H2+Cl2
2HCl,S+O2
SO2,前者相等,后者不相等,故C項(xiàng)錯誤;由于1mol O的質(zhì)量為16g,1 mol
O中約含有6.02×1023個O,所以個氧原子的質(zhì)量為
g,D項(xiàng)正確.
答案:D
知識點(diǎn)3 有關(guān)物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、質(zhì)量和微粒數(shù)目的計(jì)算 (重點(diǎn)、難點(diǎn))
Ⅰ相關(guān)公式
(1)n=
已知任意兩項(xiàng)就可以求得第三項(xiàng).
(2)M=
已知任意兩項(xiàng)就可以求得第三項(xiàng).
(3)m
N,通過n這個橋梁進(jìn)行m與N之間的換算.
Ⅱ三種計(jì)算關(guān)系的解析(見下表)
|
計(jì)算關(guān)系式(公式) |
主要應(yīng)用 |
注意事項(xiàng) |
|
|
在n、N和NA中,已知任意兩項(xiàng)求第三項(xiàng) |
①有單位:mol-1 ②求n或N時(shí):概念性問題用 NA;數(shù)字性問題用6.02 × 1023 mol-1,有時(shí)還要加“約”字 |
|
|
①在M、n和m中,已知任意兩項(xiàng)求第三項(xiàng)②先求M,后求Mr |
M的單位取g/mol時(shí),m的單位取g;M的單位取kg/mol時(shí), m的單位取kg |
|
|
①
在m、M、NA和N中,已知任意三項(xiàng)求第四項(xiàng) ②以n恒等列代數(shù)方程解決較復(fù)雜的問題 |
①
重視n在m和N之間的橋梁作用 ②與N有關(guān)的問題莫忽視微粒的組成和種類 |
例如:多少克尿素[(NH2)2CO]中所含的氮原子個數(shù)與15.8 g NH4Cl中所含的氮原子個數(shù)相同?
(分析) 若設(shè)所求的尿素的質(zhì)量為x,根據(jù)公式M=mn,可求出n[(NH2) CO]和n(NH4Cl),然后根據(jù)(NH2)2CO和NH4Cl中氮的物質(zhì)的量相等列代數(shù)方程,即可求解.
解:設(shè)尿素的質(zhì)量為x.
尿素與氯化銨中所含的氮原子個數(shù)相同,即2n[(NH2)2CO]=n(NH4Cl).
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解得 x=8.86g.
答:8.86g(NH2)2CO中所含的氮原子個數(shù)與15.8gNH4Cl中所含的氮原子個數(shù)相同.
知識點(diǎn)4 化學(xué)方程式中量的關(guān)系(重點(diǎn))
S + O2
SO2
分子數(shù)之比 1 : 1 : 1
1.原子和相對原子質(zhì)量
原子是化學(xué)變化中的最小微粒.
原子是一種微觀粒子,它具有一些不同于一般宏觀顆粒的特點(diǎn).如:在化學(xué)變化的范圍之內(nèi)原子是不可分割的;原子具有一定的質(zhì)量,但該質(zhì)量卻非常小,如12C原子的質(zhì)量僅有1.993×10-26kg.
國際上規(guī)定,以12C原子的質(zhì)量的1/12作標(biāo)準(zhǔn),其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的比,就是這種原子的相對原子質(zhì)量.如12C原子的質(zhì)量為1.993×10-26kg,某氧原子的質(zhì)量為2.657×10-26kg,這種氧原子的相對原子質(zhì)量為:
4.培養(yǎng)學(xué)生演繹推理、歸納推理的能力.
本節(jié)重點(diǎn):物質(zhì)的量及其單位、阿伏加德羅常數(shù)、有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算.
本節(jié)難點(diǎn):物質(zhì)的量及其單位;摩爾質(zhì)量與相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系.
教材解讀 精華要義
相關(guān)鏈接
3.掌握物質(zhì)的量、微觀粒子數(shù)以及物質(zhì)質(zhì)量之間的相互換算.
2.理解摩爾質(zhì)量的概念及摩爾質(zhì)量與相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量之間的相互關(guān)系.
1.理解物質(zhì)的量及其單位--摩爾的含義;了解引入物質(zhì)的量及其單位--摩爾的重要性和必要性;懂得阿伏加德羅常數(shù)的含義.
10.
將Ba(OH)2溶液慢慢滴入50 mL 0.4 mol/L的H2SO4 溶液中,所得沉淀的質(zhì)量m與堿溶液的體積V的關(guān)系如
圖3-26所示.(反應(yīng)過程中體積變化忽略不計(jì))
(1)Ba(OH)2溶液的物質(zhì)的量濃度為______.
(2)B點(diǎn)時(shí)Ba2+的物質(zhì)的量濃度為_____.
(1) C點(diǎn)時(shí)OH-的物質(zhì)的量濃度為_____.
答案:10.(1)1.0 mol/L (2)0 (3)0.25 mol/L[提示:(1)由圖象知滴入20 mL Ba(OH)2 時(shí)恰好與H2SO4完全反應(yīng),由化學(xué)方程式:Ba(OH)2+H2SO4
=BaSO4↓+ 2H2O,可知n(H2SO4)=n[Ba(OH)2],所以 c[Ba(OH)2]=
=1.0 mol/L.(2)月點(diǎn)時(shí)H2SO4與Ba(OH)2恰好完全反應(yīng)生成BaSO4沉淀,故Ba2+的物質(zhì)的量濃度為0.(3)C點(diǎn)時(shí)Ba(OH)2過量,c(OH-)=![]()
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