人教版高二化学（章节3-1物质的量）

人教版高二化学（章节3-1物质的量）

- 1 - 物质的量 教案 7（章节 3-1：物质的量） [高考要求分析] 1．理解相对原子质量、相对分子质量的涵义。 2．掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积（相应单位为 mol、g·mol-1 、 mol·L-1 、L·mol-1）的涵义。理解阿伏加德罗常数的涵义。掌握物质的量与微粒（原子、分 子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系。 3．高考试题中常会出现有关物质的量浓度、摩尔质量、相对分子质量、气体体积等有 关选择题。 4．在有关有机物计算、氧化还原反应计算、化学式和化学方程式计算中都离不开物质 的量等基本概念。 [知识综合脉络] 物质的量、相对原子质量、摩尔质量等化学常用计量的综合应用网络： [基础知识梳理] 一、基本概念辨识 1．物质的量 （1）概念：表示物质所含微粒数目多少的物理量 （2）符号： n （3）单位：mol 2．摩尔 （1）概念：摩尔是物质的量的单位，每 1mol 物质含有阿伏加德罗常数个结构微粒。 - 2 - （2）符号：mol （3）说明：①当描述物质的物质的量（使用摩尔）时，必须指明物质微粒的名称，不 能是宏观物质名称；②常见的微观粒子有：分子、原子、离子、电子、质子、中子或它们特 定的组合；③当有些物质的微观粒子只有一种时，可以省略其名称。 3．阿伏加德罗常数 （1）含义：实验测定 12g12C 中碳原子的个数 （2）符号：NA （3）单位：个/mol （4）说明：①NA 的基准是 12g 碳-12 中的原子个数；②12C 不仅是摩尔的基准对象，而 且还是相对原子质量的基准；③NA 是一个实验值，现阶段常取 6.02×1023 作计算；④要注意 NA 与 6.02×1023 的区别。 4．摩尔质量 （1）概念：单位物质的量的物质的质量 （2）符号： M （3）单位：g·mol-1 （4）说明：①注意与化学式的式量相比较，区分其中的差异。②化学计算题中常会用 平均摩尔质量，注意跟平均相对分子质量的差异。③与 1mol 物质的质量的比较。 5．气体摩尔体积 （1）概念：单位物质的量的气体的体积 （2）符号： mV （3）单位：L·mol-1 （4）标准状况下的气体摩尔体积：①标准状况：0℃、1atm 即 1.01×105Pa；②理想气体。 ③标准状况下的气体摩尔体积约为 22.4L·mol-1。 （5）影响物质体积大小的因素： ①构成物质的微粒的大小（物质的本性） ②结构微粒之间距离的大小（温度与压强来共同决定） ③结构微粒的多少（物质的量的大小） 6．物质的量浓度 （1）概念：用单位体积的溶液中溶解溶质的物质的量的多少来表示溶液的浓度 （2）符号： c （3）单位：mol·L-1 （4）说明：①物质的量浓度是溶液的体积浓度。②溶液中的溶质既可以为纯净物又可 以为混合物，还可以是指某种离子或分子。 二、常用计算公式和注意问题 1．m、n、N 之间的计算关系 （1）计算关系： M mn  = AN N （2）使用范围：只要物质的组成不变，无论是何状态都可以使用 - 3 - 2．V、n、N 之间的计算关系 （1）计算关系： mV Vn  = AN N = 4.22 V （2）使用范围：①适用于所有的气体，无论是纯净气体还是混合气体 ②当气体摩尔体积用 22.4L·mol-1 时必须是标准状况 3．c、m、V、N 之间的计算关系 （1）计算关系： VN N MV m V nc A  （2）使用范围： ①以上计算关系必须是在溶液中使用 ②微粒数目是指某种溶质 ③若溶液是由气体溶解于水形成的，要特别注意以下几点： A.必须根据定义表达式进行计算 B.氨水中的溶质主要是 NH3·H2O，但要以 NH3 为准计算 C.不要错误的用水的体积或气体与水的体积之和当作溶液体积，必须是通过  mV  计算 最后溶液的体积。 4．c、 %、ρ之间的计算关系 （1）计算关系： Mc %1000 （2）使用范围：同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算 （ 3 ） 推 断 方 法 ： ① 根 据 物 质 的 量 浓 度 的 定 义 表 达 式 ； ② 溶 质 的 物 质 的 量 用 M V M mn  计算；③注意溶液体积的单位。 5．混合气体的平均分子量的有关计算 （1）计算依据：①1mol 任何物质的质量（以 g 为单位）在数值上与其式量相等。②1mol 任何气体的体积（以 L 为单位）在数值上与气体摩尔体积（以 L·mol-1 为单位）相等。 （2）基本计算关系： — M n m （3）变换计算关系：① — M = ii Mn % ；② — M = ii MV % （4）使用说明： ①(2)的计算式适用于所有的混合物的计算 ②(2)中的计算式只适用与混合气体的有关计算 ③(3)中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律 6．密度与相对密度 （1）密度 - 4 - ①计算表达式： V m ②使用说明：A.适用于所有的物质，不受物质状态的限制，也适用于所有的混合物 B.所有物质： mVM  ，标准状况下气体 4.22M （2）相对密度 ①计算表达式： 2 1 2 1 M MD    ②使用说明：A.相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比；B.既可以用于纯净气体 之间的计算，也可以用于混合气体之间。 [典型例题分析] [例 1]下列说法正确的是（NA 表示阿佛加德罗常数的值） （ ） （A）标准状况下，以任意比混合的甲烷和丙烷混合物 22.4L，所含的分子数为 NA （B）标准状况下，1L 辛烷完全燃烧后，所生成的气体产物的分子数为 8NA/22.4 （C）常温常压下，活泼金属从盐酸中置换出 1molH2 发生转移的电子数为 2NA （D）常温常压下，1mol 氦气含有的核外电子数为 4NA [解析]NA 可联系到许多化学基础知识，可以说是一个知识的交叉点。分析有关考查 NA 的题目，大多是借 NA 来考查学生对其它知识的理解程度。对于 B，实质是考查了对烃类物 质在常温下存在状态的了解程度，常温下辛烷呈液态，1L 辛烷完全燃烧所生成的气体产物的 分子数远超过 8NA/22.4。对于 D，实质是考查了对氦原子结构和氦分子结构的了解情况，氦 原子外只有 2 个电子，氦分子是单原子分子，所以 1mol 氦气含有电子数是 2mol。 [答案]A。 [例 2]实验室里需用 480mL0.1mol ·L-1 的硫酸铜溶液，现选取 500mL 容量瓶进行配制， 以下操作正确的是（ ）。 （A）称取 7.68g 硫酸铜，加入 500mL 水 （B）称取 12.0g 胆矾配成 500mL 溶液 （C）称取 8.0g 硫酸铜，加入 500mL （D）称取 12.5g 胆矾配成 500mL 溶液 [解析]试题考查对物质的量浓度概念的理解能力和配制一定物质浓度溶液的实验能力。 要注意，由于实验室里只有 500mL 容量瓶，没有 480mL 容量瓶，无法配制 480mL 溶液，只 能配制 500mL 溶液。配 500mL0.1mol.L-1 的硫酸铜溶液，需纯 CuSO4 为： 0.1×0.5×160=8 (g) 或需 CuSO4·5H2O 的质量为： 0.1×0.5×250=12.5 (g) 操作过程中，需加水配成 500mL 溶液。 [答案]D。 [例 3]把 100g 浓度为 18mol·L-1、密度为  （g·cm-3）的浓硫酸加到一定量的水中稀释成 9mol·L-1 的硫酸，则加入水的体积 （ ） （A）小于 100mL （B）等于 100mL - 5 - （C）大于 100mL （D）等于  100 mL [解析]根据溶液密度与浓度的关系估计推理。稀释溶液，使其物质的量浓度变为原来的 一半时，溶液的体积应是原溶液的 1 倍。水与浓硫酸混合前后，总质量不变，但总体积发生 变化，稀释后溶液的总体积小于原来硫酸溶液与所用的水的体积之和。由于 18mol.L-1 的硫酸 的密度大约等于 1.8g.cm-3，大于水的密度，所以 100g 18mol.L-1 硫酸的体积一定小于 100mL， 要把溶液的物质的量浓度减少一半，则水的体积大约等于原溶液的体积，即小于 100mL。 [答案]A。 [例 4]标况下将 V L（摩尔质量为 M g·mL-1）的气体 A 溶于 100mL 水中，得到溶液的密 度是 d g·mL-1，则此溶液物质的量浓度是（ ）。 （A） dV MV )1.0(4.22  mol·L-1 （B） 2240 1000 MV VdM mol·L-1 （C） 2240 1000 MV Vd mol·L-1 （D） 2240VM Vd mol·L-1 [思路精析]可根据求解物质的量浓度两个计算公式（c = V n 、c = M dw1000 ）分别进行 解答。 [解析]解法（1）：由于题中给出溶液的密度，可根据公式 c = M dw1000 求解。溶质的质 量是 4.22 V ×M （g），溶液的质量是（ 4.22 V ×M+100）（g），质量分数是： 2240)1004.22( 4.22    VM VM MV MV ×100% 把它代入公式就可得到 2240 1000 MV VdM mol·L-1。 解法（2）：根据公式 c = V n 求解。溶质的物质的量是 4.22 V mol,溶液质量是（ 4.22 V × M+100）（g），化为体积应是： 1000 )1004.22( d MV  。代入公式也可求得物质的量浓度为： 2240 1000 MV VdM mol·L-1。 [答案]C。 [课堂练习] 1．关于摩尔的叙述中，正确的是 （ ） A．摩尔是表示物质质量的单位 B．摩尔是表示物质数量的单位 C．摩尔既表示物质微粒数量，又表示物质质量双重意义的单位 - 6 - D．摩尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒 2．1 个氧原子的质量是 2.657×10－26kg，则 32kgO2 中所含 O2 的数目最接近于 （ ） A．3.01×1026 B．5.32×1026 C．6.02×1026 D．1.2×1026 3．如果 ag 某气体中含有的分子数为 b，则 cg 该气体的物质的量是(NA 表示阿伏加德罗 常数) （ ） A． AaN bc mol B． AbN ac mol C． AcN ab mol D． AacN b mol 4．在反应 X+2Y==R+2M 中，已知 R 和 M 的摩尔质量之比为 22:9，当 1.6gX 与 Y 完全 反应后，生成 4.4gR。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 5．下列说法正确的是 （ ） ①2mol 铁原子；②1molFe3+；③0.5mol 氧；④0.5mol 氮气；⑤1mol 氯的质量为 35.5g， 1molCl-质量也为 35.5g；⑥氨的摩尔质量是 17g A．①②④⑥ B．①②④⑤⑥ C．①②④ D．都正确 6．三种正盐的混合溶液中含有 0.2molNa+、0.25molMg2+、0.4molCl-，则 SO42-离子物质 的量为 （ ） A．0.1mol/L B．0.3mol/L C．0.5mol D．0.15mol 7．若规定 6g12C 所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是 （ ） A．12g12C 的物质的量为 2mol B．H2 的相对分子质量为 4 C．1mol 水所含的分子数约为 3.01×1023 D．56g 铁所含的原子数约为 6.02×1023 8．下列叙述正确的是 （ ） A．6.02×1023 个碳-12 原子就是阿伏加德罗常数 B．1mol 氧含 6.02×1023 个 O2 分子 C．1molCaCl2 中含 3mol 离子 D．0.5molCl2 含 1molCl 9．设 NA 表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 （ ） A．2.3g 金属钠变成钠离子时失去的电子数目为 0.2NA B．2g 氢气所含分子数目为 NA C．17gNH3 所含的电子数为 10NA D．NA 个氧分子和 NA 个氢分子的质量比等于 16:1 10．0.1molNa2SO4 溶解在多少 mol 水中才能使每 100 个水分子中含有一个 Na+离子（ ） A．5mol B．10mol C．20mol D．30mol 11．已知有反应 2NO+O2==2NO2。今在体积为 VL 的密闭容器中通入 amolNO 和 bmolO2。 反应后容器中的氮原子和氧原子的原子个数之比是 （ ） A ． a/b B ． a/2b C ． a/(a+2b) D．a/(2a+2b) 12．两份体积相同的某植物营养液，其配方如下： - 7 - 含 成分 量 编 号 KCl K2SO4 ZnSO4 ZnCl2 ① 0.3mol 0.2mol 0.1mol — ② 0.1mol 0.3mol — 0.1mol 两份营养液的成分 （ ） A．n(K+)相同 B．n(Cl-)相同 C．完全相同 D．完全不同 13．完全中和一定量的 H2SO4 溶液用去 NaOH4g。若改用 KOH 中和，则需要 KOH（ ） A．0.1mol B．0.14mol C．4g D．5.6g 14．下列叙述正确的是 （ ） A．1molO2 的质量为 32g/mol B．1mol 物质的质量等于该物质的式量 C．SO42-的摩尔质量为 96g/mol D．CO2 的摩尔质量为 44g 15．根据反应：KClO3+6HCl==KCl+3Cl2 ↑+3H2O，若有 0.5mol 电子转移，则⑴有 ______molCl2 生成。⑵有___________个 HCl 被氧化。⑶有__________个+5 价 Cl 被 还原。 16．含有相同氧原子数的一氧化氮和二氧化氮其质量比是_________，物质的量之比是 _________，氮原子个数比是__________，分子数之比是__________。 17．有五种物质是①6gH2，②0.1molCO2，③1.204×1024 个氯化氢分子，④147g 硫酸， ⑤95g 乙醇，它们的物质的量最大的是________(填序号，下同)，所含分子数最多的 是_______，含有原子个数最多的是_______，质量最大的是________。 18．0.2molKClO3 中所含氯原子与_________gMgCl2 中所含氯原子数相同；所含氧原子 数与________个 H3PO4 分子所含氧原子数相同；所含原子总数与_________molC4H6 分 子 中 所 含 原 子 总 数 相 等 ； 它 完 全 分 解 可 放 出 O2_______mol ， 相 当 于 _______________个氧原子，同时生成 KCl__________g。 19．0.5molA 元素的原子被氧化为简单离子需要失去 1mole-。0.4gA 的单质与足量盐酸 反应，生成上述 A 的阳离子时，可放出 0.02g 氢气。通过计算确定 A 是什么元素。 20．1.95g Na2SO4 和 Na2CO3 的混合物溶于水得溶液 A，在 A 中加入足量未知浓度的 BaCl2 溶液 10.0mL，然后过滤得沉淀 B 和滤液 C；在 C 中加足量的 AgNO3 溶液，又生成 5.74g 沉淀；向 B 中加足量稀硫酸，沉淀不消失反而增加 0.18g，计算： （1）氯化钡溶液的物质的量浓度。 （2）原混合物中硫酸钠的质量分数。 [课堂练习答案] 1D。2C。3A。4A。5C。6D。7A。8CD。9BCD。10C。11C。12C。13AD。14C。 15．（1）0.3；（2）3.01×1023；（3）6.02×1023。 16．30:23；2:1；2:1；2:1。 17．①；①；⑤；④。 - 8 - 18．9.5；9.03×1023；0.1；0.3；1.806×1022；14.9。 19．Ca。 20．（1）反应生成沉淀 n(AgCl) = molmolg g 04.0/5.143 74.5  1 2 00.201.0 04.02 1 )(    LmolL mol BaClc （2）沉淀质量增加是 BaCO3 转化为 BaSO4，设 BaCO3 物质的量为 x。 BaCO3+H2SO4=BaSO4+CO2+H2O gm 36 molg gmolx 005.036 18.01  所以，碳酸钠的质量为： gmolg 53.0106005.0 1   ， 硫酸钠的质量为： %8.72%10095.1 53.05.19  g gg 。