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因此,物质的量是专门用于计量粒子数目的物理量。
(3)“物质的量”四个字被看作一个整体,在读、写、用时不能随意地加、减字或拆开,否则就改变了物质的量这个概念的内涵。
(4)任何一个物理量都是有相应的单位,以及计量对象。
物质的量也是有单位的,其计量对象是构成物质的粒子或某些微观粒子的特定组合(如NaCl)。
(5)1mol任何粒子所含有的粒子数相等。
(6)摩尔作为物质的量的单位,这一单位只适用于微观粒子,不适用于宏观。
不能说“1mol铁钉”、“1mol汽车”、“1mol细菌”,因此“物质的量”所计量的对象是微观基本单元,而不是宏观物质。
(7)使用摩尔作单位表示物质的量时,应该用化学式指明粒子的种类,例如:
lmol氢。
这种表达不准确,应指明是氢原子还是氢分子。
正确的表示:
1molH或1molH2。
(8)摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物。
【例1】下列说法不正确的是()
A.1mol任何物质都含有约6.02×
1023个原子
B.0.012kg碳-12含有约6.02×
C.阿伏加德罗常数个粒子的集体就是1mol
D.使用摩尔时必须指明计量的粒子种类
【例2】下列对“摩尔”的叙述不正确的是()
A.摩尔是一个单位,可用于计量物质所含微观粒子的多少
B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物
C.1mol任何气体所含的气体分子数目都相等
D.用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径,计量思路都是扩大单位
二、阿伏加德罗常数(NA)
1.把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数,符号为NA,通常用6.02×
1023mol-1表示。
2.在“粒子的粒子数”中“粒子”二字连续出现二次,它们所指的是同种粒子。
如1molH2的H2数叫阿伏加德罗常数,1molOH—的OH—数叫阿伏加德罗常数,等等。
但1molH2中H数就不能叫阿伏加德罗常数。
3.含“阿伏加德罗常数(NA)个”粒子的集体,就是1mol。
4.物质的量=物质所含微粒数/阿伏加德罗常数,即n=N/NA。
(1)n、N与NA三者之间的函数关系式常用于n与N之间的换算,换算桥梁是NA。
(2)n的单位是mol,NA的单位是mol-1。
(3)在进行有关n与N之间的转换的计算时,要注意粒子中还有粒子,弄清与计算相关的是哪种粒子。
【例3】下列说法中正确的是()
A.1molMgCl2里含有1molCl—
B.12g12C所含的碳原子个数,即为阿伏加德罗常数
C.1molH2中含有电子数为1NA
D.0.5molCl2含有0.5molCl
三、摩尔质量(M)
1.概念:
单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。
2.单位:
g/mol。
3.数值:
等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。
4.物质的量=物质的质量/摩尔质量(n=m/M)。
5.注意区分1mol物质的质量与物质的摩尔质量的区别:
1mol物质的质量在单位上用“克”表示,与物质的摩尔质量在数值上相等,但单位不同。
例如:
1molSO42-的质量是96g,SO42-的摩尔质量为96g·
mol-1。
【例4】某固体仅由一种元素的原子组成,经测定其密度为5g/cm3。
用X射线研究该固体的结果表明:
在边长为1×
10-7cm的立方体中含有20个原子,此元素的相对原子质量最接近()
A.32B.65C.120D.150
考点:
求物质的相对分子质量
物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量,因此求物质的相对分子质量,实际上就是要求物质的摩尔质量。
(1)M=m/n(适用于任何条件下,任何状态的物质)。
(2)M=22.4L/mol·
ρg/L=22.4L/mol·
mg/VL(适用于标准状态下的气体)。
(3)M1=1气体对2气体的相对密度·
M2(适用于同温同压时的气体)。
(4)M=M1·
v1%+M2·
v2%+……=∑Mi·
vi%(适用于多组分气体,表示混合气体的平均相对分子质量,Mi表示组分气体i的相对分子质量,vi%表示组分气体i的体积分数)
【例5】一真空瓶净重500g,在相同的条件下,装满氧气后重508g,装满另一气体X时重511g,则X的相对分子质量为()
A.44B.48C.64D.71
四、气体摩尔体积(Vm)
1.定义:
一定条件下,单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,符号为Vm。
L/mol。
在标准状况下(指温度为0℃,压强为1.01×
105Pa)等于22.4L·
mol-1。
4.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积,即n=V/Vm。
5.理解标准状况的气体摩尔体积必须注意四个要点:
①研究对象必须是气体,不适用于固体、液体;
③前提条件是标准状况;
④结论是体积约为22.4L。
⑤气体摩尔体积(Vm)不仅适用于纯净的气体,还适用于混合气体。
熟记气体体积、气体摩尔体积与其他物理量之间的换算公式:
n=N/NA=m/M=V/Vm。
【例6】下列说法正确的是()
①标准状况下,6.02×
1023个分子所占的体积约为22.4L
②0.5molH2所占的体积约为11.2L
③标准状况下,1molH2O的体积约为22.4L
④标准状况下,28gCO的体积约为22.4L
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L
⑥标准状况下,体积相同的气体所含分子数相同
A.①②③B.④⑥C.④⑤⑥D.②④⑥
难点一:
决定物质体积大小的因素
物质体积大小主要取决于物质粒子的数目,粒子本身的大小,粒子间的距离。
1.固体和液体
构成固体和液体物质的粒子间的距离很小,相对于粒子本身的大小可以忽略不计,因此决定物质体积大小的因素主要是粒子本身的大小和粒子数目的多少;
对于1mol任何固体或液体物质,粒子数相同,但不同固体或液体物质粒子的大小各不相同,所以不同固体或液体物质的摩尔体积各不相同。
2.气体
气体分子间的平均距离比分子本身的直径大得多,因此决定气体体积大小的因素主要是气体粒子的数目和分子间平均距离的大小。
影响气体分子间平均距离的因素是温度和压强,气体分子间的平均距离与温度成正比、与压强成反比。
当温度和压强相同时,气体分子间的平均距离相等。
因此,在一定温度和压强下,气体体积的大小只随气体分子数的多少而变化。
所以,1mol任何气体(分子数相同,即NA个)所占有的体积相等。
使用气体的体积时必须指明状态(温度、压强)。
1mol固体或液体的体积
微粒的大小
决定于决定于
1mol物质的体积体积微粒的多少
微粒间的距离
1mol气体物质的体积
主要决定于
【例7】决定一定量气体体积大小的主要因素是()
A.气体分子的质量 B.气体分子的大小
C.气体所含原子数的多少 D.气体分子间平均距离大小
【例8】下列叙述正确的是()
A.一定温度和压强下,气体的体积由其分子大小决定
B.一定温度和压强下,气体的体积由物质的量多少决定
C.气体摩尔体积指1mol任何气体所占体积为22.4L
D.不同的气体,若体积不等,所含分子数一定不等
难点二:
阿伏加德罗定律的应用
1.概念:
同温同压下,同体积的任何气体含有相同数目的分子。
2.阿伏加德罗定律的应用要注意:
①阿伏加德罗定律适合任何气体(包括混合气体),对固体、液体不适合。
②同温、同压、同体积、同分子数(同物质的量),即四同。
四同相互制约,只要三同成立,则第四同也成立。
③气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
3.推论:
①同温同压下,任何气体的体积之比==物质的量之比,即。
②同温同压时,任何气体的密度之比==摩尔质量之比,即。
【例9】在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是()
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
【例10】依照阿伏加德罗定律,下列叙述中正确的是()
A.同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
B.同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比
C.同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比
D.同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比
五、物质的量浓度(CB)
以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。
mol/L。
3.物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积,即CB=nB/V。
4.注意事项:
(1)概念中的体积是指溶液的体积,而不是溶剂的体积。
(2)溶质的量一定要用“物质的量”来表示。
(3)对于一定物质的量浓度的溶液,取出任意体积的溶液时,其浓度不变。
(4)溶质可以是单质和化合物,也可以是离子。
(5)带结晶水的物质作“溶质”时,溶质是不含结晶水的化合物。
物质的量浓度与溶质的质量分数比较:
物质的量浓度
溶质的质量分数
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
公式
单位
mol/L
无
物质的量浓度与溶质的质量分数的换算关系:
【例11】下列溶液中的氯离子浓度与50mL1mol·
L-1的AlCl3溶液中氯离子浓度相等()
A.150mL1mol·
L-1的NaClB.75mL2mol·
L-1的NH4Cl
C.150mL3mol·
L-1的KClD.75mL2mol·
L-1的CaCl2
【例12】将标准状况下的aLHCl气体溶解于1000g水中,得到盐酸的密度为bg/cm3,求该盐酸的物质的量浓度。
考点一:
关于溶液的计算
1.溶质的质量分数
(1)定义:
用溶质的质量占全部溶液的质量分数来表示的溶液的浓度,叫做溶质的质量分数。
(2)计算式:
2.溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度之间的换算
3.溶液的稀释公式:
(1)溶质的质量分数溶液稀释的计算:
m(浓)·
ω浓=m(稀)·
ω稀=(m浓+m水)·
ω稀
(2)溶质的物质的量溶液稀释的计算:
V(浓)·
c浓=V(稀)·
c稀;
V(稀)=m(稀)/ρ(稀)
【例13】某结晶水合物的化学式为A·
nH2O,其相对分子质量为M,在25℃时,ag晶体溶于bg水中即达饱和,形成密度为ρg/mL的溶液,下列表达式正确的是( )
A.饱和溶液的物质的量浓度为:
1000a(M-18n)/M(a+b)mol/L
B.饱和溶液中溶质的质量分数为:
100a(M-18n)/M(a+b)%
C.饱和溶液的体积为:
(a+b)/ρL
D.25℃时,A的溶解度为:
a(M-18n)/(bM+18an)g
【例14】36.5gHCl溶解在1L水中,所得溶液的密度为ρg/ml,质量分数为ω,物质的量浓度为cmol/L,NA表示阿伏加德罗常数,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液的物质的量浓度:
c=1mol/L
B.所得溶液中含有NA个HCl分子
C.36.5gHCl气体占有的体积为22.4L
D.所得溶液的质量分数:
ω=36.5c/(1000ρ)
考点二:
一定物质的量浓度溶液的配制
①计算:
固体溶质算质量(g),液体溶质算体积(mL)。
②称量或量取:
称量固体溶质的质量(用天平)或量取液体溶质的体积(用量筒)。
③溶解:
将溶质置于烧杯,加入少量的水使其溶解,并用玻璃棒不断搅拌。
④转移:
将溶液从烧杯中沿玻璃棒注入容量瓶中(若溶解时有较大的热效应,溶解后形成的溶液必须要恢复至室温后再转移)。
⑤洗涤:
用少量蒸馏水洗涤溶解溶质用过的烧杯内壁2~3次,并将洗涤液全部沿玻璃棒转入容量瓶中。
⑥振荡:
振荡容量瓶,使进入容量瓶的溶液混合均匀。
⑦定容:
向容量瓶中注入蒸馏水接近刻1~2cm处,再改用胶头滴管滴加水至刻度。
⑧摇匀:
塞好容量瓶的瓶塞,双手持容量瓶,将容量瓶反复倒转颠倒、摇匀。
⑨装瓶:
把容量瓶内已配好的溶液倒入洁净、干燥的试剂瓶,盖好瓶塞,贴好标签。
⑩配制一定物质的量浓度溶液的浓度误差分析:
根据公式:
c(B)=n(B)/V(aq),凡是引起n(B)增大或V(aq)减小的因素,会使配制的浓度c(B)偏高;
凡是引起n(B)减小或V(aq)增大的因素,会使配制的浓度c(B)偏低。
可能引起误差的一些操作(以配制0.1mol·
L-1的NaOH溶液为例)
V
c/mol·
L-1
称量时间过长
减小
不变
偏小
用滤纸称NaOH
称量时所用天平的砝码已锈蚀
增大
偏大
未洗涤烧杯和玻璃棒
溶液未冷却到室温就注入容量瓶并定容
定容时水加多了,用滴管吸出
定容摇匀时,液面下降,再加水
定容时,俯视读刻度数
定容时,仰视读刻度数
【例15】实验中需0.2mol·
L-1的Na2CO3溶液950mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3固体的质量分别为()
A.1000mL、21.2gB.950mL、21.04g
C.500mL、28.6gD.任意规格、57.2g
【例16】下列实验操作中,正确的是( )
A.配制5%NaCl溶液时,将称量的NaCl放入烧杯中加计量的水搅拌溶解
B.配制1mol·
L-1NaOH溶液时,将溶解后的NaOH溶液立即注入容量瓶
C.配制0.1mol/L的H2SO4溶液时,将量取的浓H2SO4放入容量瓶中加水稀释
D.将2.5gCuSO4·
5H2O溶解在100g水中,配制质量分数为1.6%的CuSO4溶液
六、化学方程式中各物质前的系数和物质的量的关系
化学反应方程式中,各物质的化学计量数之比等于
各物质的粒子数之比,等于各物质的物质的量之比。
aA+bB=====cC+dD
化学计量数abcd
粒子数(个)abcd
扩大NA倍a·
NAb·
NAc·
NAd·
NA
物质的量amolbmolcmoldmol
化学计量专题练习
1.下列对于“摩尔”的理解正确的是()
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
D.国际上规定,0.012kg碳原子所含有的碳原子数目为1mol
2.下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是()
A.32gO2所含的原子数目为NA
B.0.5molH2O含有的原子数目为1.5NA
C.1molH2O含有的H2O分子数目为NA
D.05NA个氯气分子的物质的量是0.5mol
3.下列说法正确的是()
A.摩尔质量就等于物质的相对原子(或分子)质量
B.摩尔质量就是物质的相对原子(或分子)质量的6.02×
1023倍
C.HNO3的摩尔质量是63g
D.硫酸和磷酸的摩尔质量相等
4.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.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L
D.相同物质的量的气体摩尔体积也相同
5.容量瓶是用来配制物质的量浓度的溶液的定量仪器,其上标有:
①温度②浓度③容量
④压强⑤刻度线⑥酸式或碱式这六项中的()
A.②④⑥B.③⑤⑥C.①②④D.①③⑤
6.2molCl2和2molCO2相比较,下列叙述中正确的是()
A.分子数相等B.原子数相等C.体积相等D.质量相等
7.下列物质中氧原子数目与11.7gNa2O2中氧原子数一定相等的是()
A.6.72LCOB.6.6gCO2C.8gSO3D.9.6gH2SO4
8.下列叙述正确的是()
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量一定相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等
C.1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D.相同条件下的一氧化碳气体和氮气,若体积相等,则质量一定相等
9.科学家刚刚发现了某种元素的原子,其质量是ag,12C的原子质量是bg,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.该原子的摩尔质量是aNA
B.Wg该原子的物质的量一定是
C.Wg该原子中含有
个该原子
D.由已知信息可得:
10.实验室中需要配制2mol/L的NaCl溶液950mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaCl质量分别是()A.950mL,111.2gB.500mL,117g
C.1000mL,117gD.任意规格,111.2g
11.现有mg某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为Mg·
若阿伏加德罗常数用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)该气体所含原子总数为_______个。
(3)该气体在标准状况下的体积为____________L。
(4)该气体溶于1L水中(不考虑反应),其溶液中溶质的质量分数为_______。
(5)该气体溶于水后形成VL溶液,其溶液的物质的量浓度为g·
12.实验室用氯化钠固体配制1.00mol/L的NaCl溶液0.5L,回答下列问题:
(1)所需仪器为:
容量瓶、、烧杯、药匙、、胶头滴管。
(2)试分析下列操作对所配溶液的浓度有何影响及造成该影响的原因:
①为加速固体溶解,可稍微加热并不断搅拌。
在未降至室温时,立即将溶液转移至容量瓶定容。
对所配溶液浓度的影响:
,原因是:
。
②定容后,加盖倒转摇匀后,发现液面低于刻度线,又滴加蒸馏水至刻度。
化学计量概念专题练习
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1molCl2参加的任何反应,反应过程中转移电子数都是2NA
B.常温常压下的33.6L氯气与27g铝充分反应,转移电子数为3NA
C.标准状况下,1L乙醇完全燃烧产生CO2分子的数目为
×
2
D.将10mL质量分数为98%的浓H2SO4用水稀释至100mL,H2SO4的质量分数大于9.8%
2.标准状况下有①0.112L水②3.01×
1023个氯化氢分子③13.6gH2S气体④0.2mol氨气,下列对这四种物质的关系由小到大排列正确的是( )
A.体积:
①④③②B.密度:
④①③②
C.质量:
①④③②D.氢原子数:
④③①②
3.设NA为阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.24g镁原子的最外层电子数为NA
B.1L0.1mol·
L-1乙酸溶液中H+数为0.1NA
C.1mol甲烷分子所含质子数为10NA
D.标准状况下,22.4L乙醇的分子数为NA
4.设NA为阿伏加德罗常数值,下列有关叙述中不正确的是( )
A.Na2O2与H2O反应生成1.12L(标准状况下)O2,反应中转移的电子数为0.1NA
B.常温常压下,NA个甲烷分子的体积大于22.4L
C.0.1mol·
L-1的NaHSO4溶液中含0.2NA个阳离子
D.32gS8单质中含有的S-S键个数为NA
5.下列说法中错误的是( )
A.从1L1mol·
L-1的NaCl溶液中取出10mL,其浓度仍是1mol·
B.制成0.5L10mol·
L-1的盐酸,需要氯化氢气体112L(标准状况)
C.0.5L2mol·
L-1BaCl2溶液中,Ba2+和Cl-总数为3×
6.02×
1023
D.10g98%硫酸(密度为1.84g·
cm-3)与10mL18.4mol·
L-1硫酸的浓度是不同的
6.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
据此下列说法正确的是( )
A.该硫酸的物质的量浓度为9.2mol/L
B.1molZn与足量的该硫酸反应产生2g氢气
C.配制200mL4.6mol/L的稀硫酸需取该硫酸50mL
D.等质量的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度大于9.2mol·
7.常温下,将20.0g14%的NaCl溶液跟30.0g24%的NaCl溶液混合,得到密度为1.17g/cm3的混合溶液。
计算:
(1)该混合溶液中NaCl的质量分数。
(2)该混合溶液中NaCl的物质的量浓度。
(3)在1000g水中需加入________摩尔氯化钠,才能使其浓度恰好与上述混合溶液浓度相等。
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