人教版高中化学必修一化学计量在实验中的应用—物质的量 doc

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高中化学学习材料

化学计量在实验中的应用——物质的量

一、知识网络：

标准状况下气体的体积/L×22.4 L·mol-1÷M/g·mol -1÷22.4 L·mol-1物质的物质的量/mol-1质量/g×M/g·mol ×NA÷NA物质含有的粒子数

÷溶液体积/L×溶液体积/L二、基本公式：

(1) 物质的量与微粒个数的关系： n=(2) 物质的量与质量的关系： n=

N NA-1物质的量浓度/molL·mm M= m=M·n Mn VVmV(3) 气体物质的量与体积的关系：n= n=(标准状况) V V= m =

Vmnρ22.4 L?mol?1(4) 物质的量浓度：c=

n n=c·V V1000?ρ??V?ρ??3

（密度的单位：g/cm ） n=

MM

(5) 溶液物质的量浓度与质量分数的关系： c =

(6) 溶液稀释： c1V1=c2V2

三、物质的量的相关知识和概念：

1、物质的量：是表示大量粒子集体的一个物理量，符号为n，单位是摩尔（mol）。 2、摩尔：是物质的量的单位；

国际上规定， 1摩尔粒子集体所含的粒子数与0.012 kg C中所含的碳原子数相同，约为6.02×10

23

3、阿伏加德罗常数：1摩尔的任何粒子的粒子数，即1摩尔粒子数的准确值，用符号NA表示，NA的近似值为6.02×1023mol-1。

计算公式：n=

N NA②使用时应该用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称。

4、使用摩尔这个单位时要注意：①使用范围，只能用于微观（原子、离子等），不适用于宏观 5、物质的量与物质质量的关系：

1任何粒子或物质的质量以克为单位，其数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。

6、摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量叫做~ ，用符号M表示，单位是g.mol-1。

桑水

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m n-1

注意：摩尔质量与相对分子质量、相对原子质量的关系：摩尔质量以g?mol为单位，数值上与相对分子质量或相对原子质量相等，相对原子质量或相对分子质量无单位。

计算公式：M=

7、气体摩尔体积：单位物质的量的气体所具有的体积叫做~ ，用符号Vm表示，单位是L.mol-1。

计算公式：Vm =

V 此概念要具备的要点：①必须是气体（可以是混合气体）②要看气体的状况 n例如：①气体（可以是混合气体）②在标准状况下 ③物质的量为1mol ④则体积约为22.4L。 如果是气体但不在标准状况下，物质的量即使是1mol，体积也不等于22.4L。

8、阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。（T、p恒定时：V1/V2=n1/n2=N1/N2） 9、阿伏加德罗定律推论： PV=nRT

（1）T、p恒定时：V1/V2=n1/n2=N1/N2 （2）T、p恒定时：ρ1/ρ2=M1/M2 （3）T、p、V恒定时：m1/m2=M1/M2 （4）T、p、m恒定时：V1/V2=M2/M1 （5）T、V恒定时：p1/p2=n1/n2=N1/N2 （6）T、V、m恒定时：p1/p2=M2/M1

10、决定物质体积的三因素：

（1）微粒（分子）的数目；（2）微粒（分子）本身的大小；（3）微粒与微粒之间的距离。 A、对于固体和液体，由于他们的分子是紧密堆积的，所以他们分子之间的距离视为零。 决定固体和液体体积的因素：微粒的数目和微粒本身的大小

B、对于气体，分子之间的距离很远，分子的直径（本身的大小）与分子之间的距离比起来是很小很小的，所以分子的直径（本身的大小）可视为零。

决定气体体积的因素：微粒的数目和微粒之间的距离

11、物质的量浓度：表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。符号cB ，单位： mol?L-1 12、溶液的稀释：溶液稀释的总原则：溶质的量不变

对于质量分数的溶液：溶质的质量不变，m1W1==m2W2 对于物质的量溶液：溶质的物质的量不变，c1V1==c2V2

13、物质的量浓度c与质量分数W之间的关系：c ==1000ρW/M （密度的单位：g/cm3 ） 14、一定物质的量浓度溶液的配制：容量瓶

（1）步骤：计算、称量（量取）、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装入试剂瓶备用。 （2）误差分析：A、仰视、俯视 B、未冷却

●习题训练

1、下列关于物质的量的叙述，错误的是( )

231223

A.１ mol任何物质都含有6.02×１０个分子 B.0.012 kg Ｃ中含有约6．02×１０个C

24

C.1 mol水中含有2 mol氢原子和１ mol氧原子 D.1 mol Ｎe中含有6.02×１０个电子

解析：因为有些物质由分子构成(例如水、硫酸等)，有些物质由离子构成〔例如ＮaCl、Ｃa(ＯH)2等〕，还有些物质是

12

由原子直接构成的(例如金刚石等)，所以A的叙述是错误的。碳是由原子构成的，根据规定，0.012 kg Ｃ中所含的碳

23－１

原子数即为阿伏加德罗常数，其近似值为6.02×１０ｍol，所以B的叙述是对的。C中粒子所指明确，该叙述是正确

23

的。氖原子核外有10个电子，则１ mol Ne也应含有１０×6.02×１０个电子，所以D的叙述也是正确的。 答案：A

2、对于物质的量相同的硫酸和磷酸，下列说法不正确的是( )

A.分子个数相等 B.含有的氧原子数相等 C.含有的氢原子数相等 D.质量相等

解析：H2SO4与H3PO4的摩尔质量均为98 g·mol－1，所以物质的量相同时质量相等，分子数相同，氧原子数也相同，氢原子数不同。 答案：C

3、科学家刚刚发现了某种元素的原子，其质量是a g，12C的原子质量是b g，NA是阿伏加德罗常数的值，下列 说法正确的是（ BC ）

桑水

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A．该原子的摩尔质量是aNA B．Wg该原子的物质的量一定是

Wmol aNAC．Wg该原子中含有

W12 个该原子 D．由已知信息可得：NA? aa－1

4、若某原子的摩尔质量是Mg·mol，则一个该原子的真实质量是（ C ） A．Mg B．

1g C．Mg D．g

解析：摩尔质量指1摩尔物质的质量，即6.02×1023个粒子的质量，因此一个该原子的真实质量可用g表示。 5、若50滴水正好是mmL，则1滴水所含的分子数是（ ） A．m×50×18×6.02×10 B． C．

×6.02×10 D．

23

23

×6.02×10

－3

23

解析：由已知，1滴水的体积为所含的分子数为：

mL，又因为H2O的密度为lg·mol，故1滴水的质量即为

23

g，相当于mol，

×6.02×10，答案选B。

6、n g O2中有m个O原子，则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为( B )

A．32m/n B．16m/n C．n/32m D．n/16m

23

7、已知1.505×10个X气体分子的质量为8g，则X气体的摩尔质量是( D ) A．16g B．32g C．64g /mol D．32g /mol

8、与标准状况下V L CO2所含氧原子数目相同的水的质量是（ ）

V18 V44 V36 VA． g C. g D． g g B．

22.422.422.422.4V LV解析：标准状况下的V L CO2所含氧原子的物质的量为×2＝ mol，含相同氧原子数的H2O的物质的

11.222.4 L?mol?1VV－1

mol，其质量为 mol×18 g·mol。 答案：C 11.211.2

9、NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（ ）

A..40 g NH4NO3中含有氮原子NA个 B.标准状况下，22.4 L H2和N2的混合气体中，H2和N2分子数之和为2NA C.标准状况下，22.4 L CCl4所含分子数为NA D.在Fe与Cl2反应中，1 mol Fe与1 mol Cl2恰好反应

解析：由关系式NH4NO3～2N可推出40 g NH4NO3含有NA个氮原子，A叙述正确；标准状况下的22.4 L H2和N2的混合气体中，H2和N2分子数之和为NA，B叙述错误；标准状况下CCl4是液体，22.4 L CCl4所含分子数远远大于NA，C叙述错误；由2Fe+3Cl2==2FeCl3，可知Fe与Cl2按照2∶3的物质的量比反应，D叙述错误。 答案：A

10、已知m g气体A和n g气体B所含分子数相等，下列说法不正确的是（ ） A.标准状况时，相同体积的气体A和气体B的质量之比为m∶n B.25 ℃时，相同质量的气体A和气体B的分子数之比为n∶m C.同温、同压下，气体A和气体B的密度之比为n∶m

D.通常状况下，相同质量的气体A和气体B的体积之比为n∶m

解析：m g气体A和n g气体B所含分子数相等，其摩尔质量之比等于质量之比，为m∶n，A正确。相同质量的气体A和气体B的物质的量之比与摩尔质量成反比，即n∶m，因此B正确。同温同压下，气体A和气体B的密度之比应等于

量为

桑水

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其摩尔质量之比，即m∶n，故C项错误。D正确。答案：C

－14

11、在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g·mol)时，压强为1×10 Pa。如果在相同温度下，把

4

更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×10 Pa，这时容器内气体X的分子数约为( )

2524 23 22

A.3.3×10 B.3.3×10C.7.5×10D.7.5×10

11 g解析：起始时，气体的物质的量为：=0.25 mol。相同温度、相同体积下，压强比等于物质的量之比，即知

44 g?mol?15?104Pa23－123

终态物质的量为：×0.25 mol=1.25 mol。分子数为：1.25 mol×6.02×10 mol=7.5×10。答案：C 41?10Pa

12、在相同状况下，质量为Wg的测量瓶，充满CO2后称量其质量为124.4g；改为充满氧气时其质量为123.2g；改 为充满气体X，其质量为122.8g，则充入的可能为（ ） A．CO B．NO C．SO2 D．CH4

13、同温同压下的两个体积相同的储气瓶，一个装有C2H4，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶中的气体一定具有相同的( )

A.质量 B.原子总数 C.碳原子数 D.密度

解析：根据阿伏加德罗定律，两储气瓶中气体的物质的量相等，即n (C2H4)=n (C2H2)+n (C2H6)，可进一步判断两储气瓶中的碳原子数相等，而原子总数不相等。C正确，B错误。因C2H2和C2H6的混合比例不确定，C2H2和C2H6的混合气体的质量和密度都不确定，故A、D错误。 答案：C

23

14、在标准状况下①6.72L CH4 ②3.01×10个HCl分子 ③13.6g H2S ④0.2mol NH3, 下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是（ D ）

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．cba D．abcd

15、将4 g NaOH溶解在10 mL水中，再稀释成1 L，从中取出10 mL，这10 mL溶液的物质的量浓度为( )

－1 －1－1 －1

A.1 mol·LB.0.1 mol·L C.0.01 mol·LD.10 mol·L

n(NaOH)0.1 mol4 g－1

解析：n(NaOH)= =0.1 mol c(NaOH)==0.1 mol·L ??1V1 L40 g?mol取出的10 mL溶液的物质的量浓度等于原1 L溶液的物质的量浓度。 答案：B

－1－1

16、取100 mL 0.3 mol·L和300 mL 0.25 mol·L的硫酸注入500 mL的容量瓶中，加水稀释至刻度线，该混合溶液

+－1 －1－1 －1

中H的物质的量浓度是( ) A.0.21 mol·LB.0.56 mol·L C.0.42 mol·LD.0.26 mol·L 解析：利用溶质不变原理，稀释前H2SO4的物质的量等于稀释后溶液中的H2SO4的物质的量来找关系式。

－1－1

稀释前，n(H2SO4)=0.3 mol·L×0.1 L+0.25 mol·L×0.3 L=0.105 mol

0.105 mol－1+－1－1

稀释后，c(H2SO4)==0.21 mol·L c(H)=0.21 mol·L×2=0.42 mol·L 答案：C

0.5 L

17、相同体积的Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液分别加入过量的BaCl2溶液，得到沉淀的物质的量之比为1∶1∶3，这三种溶液的物质的量浓度之比为( )

A.2∶2∶3 B.1∶1∶3 C.1∶1∶1 D.3∶3∶1

?解析：仔细观察Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3的化学式，可知1 mol Al2(SO4)3可电离出3 mol SO24,而1 mol Na2SO4和1

?2?mol MgSO4都电离出1 mol SO24。体积相同时，浓度相同的三种溶液，其SO4的物质的量之比恰好为1∶1∶3，加入过量BaCl2，生成的沉淀质量之比为1∶1∶3。所以三种溶液的物质的量浓度相同。 答案：C

－3

18、向密度为d g·cm的盐酸中逐滴加入硝酸银溶液到过量，生成沉淀的质量与原盐酸的质量相等，原盐酸的物质的

－1 －1－1 －1

量浓度为( ) A.25.4d mol·LB.12.7d mol·L C.6.97d mol·LD.6.35d mol·L

桑水

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解析：c(HCl)=

1 mol143.5 g?3?3?10 L?cmd g?cm?3=6.97d mol·L 答案：C

－1

－3

19、将标准状况下的a L氨气溶于1000 g水中，得到氨水的密度为b g·cm，则该氨水的物质的量浓度为( )

ab1000 abab1000 ab－1 －1－1 －1

A. mol·LB. mol·L C. mol·LD. mol·L 2240022400?35a22400?17a22400?17a解析：依物质的量浓度的定义有：

a L?11000 ab－122.4 L?molc= mol·L 答案：C ?a L17a?22400?1?17 g?mol?1000 g22.4 L?mol?1?10?3 L?cm?3?3b g?cm

20、将质量分数为2 w，物质的量浓度为c1的H2SO4溶液加水稀释，使质量分数变为w，物质的量浓度变为c2，则c1和c2之间关系正确的是

A.c1>2c2 B.c2=2c1 C.c1<2c2 D.c1=2c2 解析：根据物质的量浓度c、密度ρ和质量分数w的关系推导。

c1=

1000 ?1?1M(H2SO4)c2=

1000 ?2?2

M(H2SO4)c1∶c2=ρ1w1∶ρ2 w2=2ρ1w∶ρ2w＝2ρ1∶ρ2 又因为ρ1>ρ2,所以c1∶c2>2∶1。

答案：A

－1

21、设NA为阿伏加德罗常数。下列关于0.2 mol ·L Ba（NO3）2溶液的说法不正确的是（忽略水的电离）（ ）

2+－1

A.1 L溶液中含阴、阳离子总数是0.6 NA B.500 mL溶液中Ba的浓度是0.2 mol·L

－－1－

C.500 mL溶液中NO3的浓度是0.4 mol·L D.1 L溶液中含有0.2 NA个NO3

2+－2+－2+

解析：1 L溶液中含Ba 0.2 mol，含NO3 0.4 mol，Ba和NO3共0.6 mol，阴、阳离子总数为0.6 NA个，A项对；Ba

－1－－1－1－

的浓度即为Ba（NO3）2的浓度，为0.2 mol·L，故B选项对；NO3浓度为0.2 mol·L×2=0.4 mol·L，NO3为0.4 NA个，故D错。 答案：D

－1

22、将a g锌加到V L c mol·L的盐酸中，共放出n L氢气（标准状况下），则被还原的HCl的物质的量是（ ）

c Vn－3

×10 mol C. mol D. c V mol 211.2解析：因为锌跟盐酸反应，从题设条件无法知道Zn、HCl哪个过量，所以只能从生成物H2的量推出被还原的HCl的物

nn质的量。还原的HCl的物质的量为H2的2倍，即×2 mol= mol。C对。 答案：C

22.411.2

－1

23、配制100 mL 1 mol·L氢氧化钠溶液，下列操作错误的是（ ）

A.在托盘天平上放两片大小、质量一样的纸，然后将氢氧化钠放在纸片上进行称量

B.把称得的氢氧化钠放入盛有适量蒸馏水的烧杯中，溶解、冷却，再把溶液移入容量瓶中 C.用蒸馏水洗涤烧杯、玻璃棒2~3次，洗涤液也移入容量瓶中

D.沿着玻璃棒往容量瓶中加入蒸馏水，到离刻度线2~3 cm时改用胶头滴管滴加，直到溶液凹面恰好与刻度相切

解析：NaOH易吸湿潮解，应放在小烧杯或称量瓶中称量，A错。配制溶液应在烧杯中进行，溶解之后应冷却至常温再转移，B对。所用烧杯、玻璃棒应洗涤2~3次，洗涤液也要移入容量瓶中，故C对。沿玻璃棒转移溶液，并加蒸馏水至离刻度线2~3 cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切，D对。答案：A

24、在配制一定物质的量浓度的盐酸溶液时，下列错误操作可使所配制溶液浓度偏高的是( ) A.用量筒量取浓盐酸时俯视读数 B.溶解搅拌时有液体飞溅

C.定容时俯视容量瓶瓶颈刻度线 D.摇匀后见液面下降，再加水至刻度线

解析：A.用量筒量取浓盐酸时俯视读数使得所取浓盐酸少了，导致所配溶液浓度偏低。B.搅拌时有液体飞溅，说明有盐

A.

B.

桑水

2a mol65—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

酸损失，导致浓度偏低。C.定容时俯视容量瓶瓶颈刻度线，说明定容时水加少了，导致浓度偏高。D.定容后再加水，水加多了，导致浓度偏低。 答案：C

－1

25、配制500 mL 1 mol·L NaCl溶液时，下列操作会使实验结果偏高的是______________，偏低的是______________，无影响的是______________。

A.振荡、摇匀溶液后，发现液面低于刻度线，再补加水

B.称量时，固体放在右盘，砝码放在左盘（未用游码）C.原容量瓶洗涤后未干燥 D.移液时，未洗涤烧杯和玻璃棒 E.定容时，俯视刻度线

解析：A.摇匀后，液面低于刻度线是正常的。再加水，使溶液浓度偏低。

B.因为称质量时未用到游码，所以无影响。C.因为配制过程中要向溶液中加水，所以容量瓶未干燥无影响。 D.未洗涤，少量的溶质沾在烧杯和玻璃棒上，使浓度偏小。

E.俯视，加水未到刻度线，使浓度偏大。 答案：E AD BC

26、某固体仅由一种元素组成，其密度为5g·cm，用X射线研究该固体的结构表明，在棱长为1×10cm的立方体中含有20个原子，求此元素的近似相对原子质量。

解析：求元素的相对原子质量，应先求出该元素原子的摩尔质量，二者数值相等。据题意若可求出20个原子的质量，则可计算出NA（取值为6.02×10）个原子的质量，即1mol原子的质量。

23

－3

－7

答案：20个原子的质量m＝V·?＝（1×10cm）×5g·cm＝5×10g，则该元素原子的摩尔质量M＝5×10g

－7

3

－3

－21

－21

×＝150g·mol。所以该元素的近似相对原子质量为150。

－1

27、现有H2SO4和Na2SO4混合溶液200 mL，其中硫酸的物质的量浓度为1 mol·L，硫酸钠的物质的量浓度为0.5 mol·L－1－1－1

。若要使硫酸和硫酸钠的物质的量浓度分别为2 mol·L和0.2 mol·L，应加入质量分数为55.8%的硫酸溶液（ρ－1

=1.35 g·mL）多少毫升后再加蒸馏水配制?

解析：设加入V mL质量分数为55.8%的硫酸溶液，加水后溶液的体积为V (总)。

－1

V mL?1.35 g?mL-1根据H2SO4的物质的量得：200 mL×10 L·mL×1 mol·L+=

98 g?mol?1－3

－1

－1

V (总)·2 mol·L－1。

根据Na2SO4的物质的量得：200 mL×10 L·mL×0.5 mol·L=V (总）·2 mol·L 计算得：V=58.1 mL，V (总)=0.5 L。

－1

答案：应加入质量分数为55.8%的硫酸溶液（ρ=1.35 g·mL）58.1 mL后再加蒸馏水配制。

－3

－1

－1

－1

桑水