物質的量

　　1．      復習重點

　　1．理解質量守恒定律的涵義。

　　2．明確摩爾的概念，掌握摩爾質量與相對分子質量、相對原子質量之間的區別與聯系、理解阿伏加德羅常數的涵義，其中阿伏加德羅常數是命題的熱點

　　2．難點聚焦

　　一、質量守恒定律

　　1．內容       參加化學反應的物質的質量總和等于反應后生成的物質的質量總和。

　　2．實質       化學反應前后元素的種類和原子的個數不發生改變。

　　二、阿伏加德羅定律

　　1．內容

　　在同溫同壓下，同體積的氣體含有相同的分子數。即"三同"定"一同"。

　　2．    推論：

　　⑴同溫同壓下，V1/V2=n1/n2

　　⑵同溫同體積時，p1/p2= n1/n2=N1/N2

　　⑶同溫同壓等質量時，V1/V2=M2/M1

　　⑷同溫同壓同體積時，W1/W2=M1/M2=ρ1/ρ2

　　注意：

　　①阿伏加德羅定律也適用于不反應的混合氣體。

　　②使用氣態方程PV=nRT有助于理解上述推論。

　　三、阿伏加德羅常數

　　物質的量是以阿伏加德羅常數來計量的，0.012kg碳-12所含的碳原子數就是阿伏加德羅常數(NA)。6.02×1023是它的近似值。注意：敘述或定義摩爾時一般用"阿伏加德羅常數"，在具體計算時常取"6.02×1023"。

　　3．網絡

　　①、定義：表示含有一定數目粒子的集體。

　　②、符號：n

　　物質的量 ③、單位：摩爾、摩、符號mol

　　④、1mol任何粒子（分、原、離、電、質、中子）數與0.012kg12C中所含碳原子數相同。

　　⑤、、架起微觀粒子與宏觀物質之間聯系的橋梁。

　　①、定義：1mol任何粒子的粒子數叫阿伏加德羅常數。

　　阿伏加德羅常數： ②、符號NA

　　③、近似值：6.02×1023

　　①、定義：單位物質的量氣體所占的體積叫~

　　基本概念 氣體摩爾體積：②、符號：Vm

　　③、單位：L·mol-1

　　①、定義：單位物質的量物質所具有的質量叫~

　　摩爾質量：②、符號：M   ③、單位：g·mol-1或kg·mol-1

　　④、若以g·mol-1為單位，數值上與該物質相對原子質量或相對分子質量相等。

　　①、定義：單位體積溶液中所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量叫溶質B的物質的量濃度。

　　物質的量濃度：②、符號：c(B)

　　③、單位：mol·L-1

　　①、定律：在相同溫度和壓強下，相同體積的作何氣體都含有相同數目的分子。

　　同溫同壓下：

　　②、推論：  同溫同壓下：

　　同溫同體積下：

　　Ⅰ、氣體休的密度和相對密度：

　　標況下：

　　A氣體對B氣體的相對密度：

　　Ⅱ、摩爾質量M（或平均摩爾質量 ）

　　M=22.4L·mol-1×ρ，

　　=M(A)ф(A)+M(B)ф(B)+···   ф為體積分數。

　　3．    例題精講
 

　　一、質量守恒定律的直接應用

　　[例1]有一在空氣里暴露過的KOH固體樣品，經分析其含水7.65%，含K2CO34.32%，其余是KOH。若將ag樣品放入bmL1mol/L的鹽酸中，使其充分作用后，殘酸用25.25mLcmol/L的KOH溶液恰好中和完全。蒸發所得溶液，得到固體質量的表達式中(單位g)

　　A. 只含有a        B. 只含有b        C. 必含有b       D. 一定有a、b和c

　　[解析]本題如使用Cl原子守恒的方法可大大簡化解題步驟。由題意，反應后溶液為KCl溶液，其中的Cl-來自鹽酸，所以所得KCl固體的物質的量與HCl的物質的量相等，即為0.001bmol，質量為0.0745bg。如果解題時使用ag這個數據，也能獲得答案，此時答案中也會含有b，請讀者自行解答。

　　本題正確答案為C。

　　[例2]在一定條件下，16gA和22gB恰好反應生成C和4.5gD。在相同條件下，8gA和15gB反應可生成D和0.125molC。從上述事實可推知C的式量為____________。

　　[解析]根據質量守恒定律，當16gA與22gB恰好反應生成4.5gD的同時，生成C的質量應為16+22-4.5=33.5g，當8gA和15gB反應時，根據判斷B是過量的，A與C的質量關系應是16:33.5=8:x，x=16.75g，MC=16.75g/0.125mol=134g/mol，即C的式量為134。

　　二、阿伏加德羅常數的直接應用

　　[例3]下列說法正確的是(NA表示阿伏加德羅常數)

　　A. 標準狀況下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合物22.4L，則所含有的分子數為NA

　　B. 標準狀況下，1L辛烷完全燃燒后，所生成氣態產物的分子數為

　　C. 常溫常壓下，活潑金屬從鹽酸中置換出1molH2時發生轉移的電子數為2NA

　　D. 常溫常壓下，1mol氦氣含有的核外電子數為4NA

　　[解析]阿伏加德羅定律所述的氣體包括混合氣體。標準狀況下，22.4L混合氣體所含有的分子數為NA，所以選項A正確。標準狀況下，辛烷是液體，不能使用標準狀況下氣體的摩爾體積22.4L/mol這一量，所以1L辛烷的物質的量不是1/22.4mol，選項B錯誤。每生成1molH2時必有2molH+獲得2mol電子，即轉移電子數為2NA，選項C正確。1個氦原子核外有4個電子，氦氣是單原子分子，所以1mol氦氣含有4mol電子，這與外界溫度和壓強無關，所以選項D正確。本題正確答案為AC。

　　三、阿伏加德羅定律與化學方程式計算的綜合應用

　　[例4]在一定條件下，有aLO2和O3的混合氣體，當其中的O3全部轉化為O2時，體積變為1.2aL，求原混合氣中O2和O3的質量百分含量。

　　[解析]由阿伏加德羅定律，結合化學方程式的意義可知，化學方程式中氣體化學式的系數比等于其體積比，所以此題實際上用阿伏加德羅定律的應用題。

　　設混合氣體中O3占xL，則O2為(a-x)L

　　2O3 ==== 3O2

　　2L      3L

　　xL     (3/2)xL

　　(3/2)x+(a-x)=1.2a，解得x=0.4a

　　根據阿伏加德羅定律：n(O3):n(O2)=V(O3):V(O2)=0.4a:0.6a=2:3

　　w(O2)= =50% , w(O2)=1-50%=50%。

　　四、阿伏加德羅定律與質量守恒定律的綜合應用

　　[例5]在某溫度時，一定量的元素A的氫化物AH3在一定體積密閉容器中可完全分解成兩種氣態單質，此時壓強增加了75%。則A單質的一個分子中有_______個A原子，AH3分解反應的化學方程式為__________________________________________。

　　[解析]由阿伏加德羅定律的推論：相同溫度和壓強時，p1/p2=N1/N2得反應前后氣體的分子數之比為1:1.75=4:7，可理解為反應式左邊氣體和反應式右邊氣體系數之和的比為4:7，再按氫原子守恒不妨先將反應式寫為4AH3==A(  )+6H2，再由A原子守恒得A右下角的數字為4。

　　本題答案為：4，4AH3==A4+6H2。

　　五、阿伏加德羅定律與化學平衡的綜合應用

　　[例6]1體積SO2和3體積空氣混合后，在450℃以上通過V2O5催化劑發生如下反應：2SO2(氣)+O2(氣) 2SO3(氣)，若在同溫同壓下測得反應前后混合氣體的密度比為0.9:1。則反應掉的SO2是原有SO2的___________%。

　　[解析]由阿伏加德羅定律的推論可知： ，V2=0.9×(3+1)=3.6體積。

　　設參加反應的SO2為x體積，由差量法

　　2SO2 + O2 2SO3  ΔV

　　2               3-2=1

　　x             4-3.6=0.4

　　2:1=x:0.4   解得x=0.8體積，所以反應掉的體積是原有SO2的 。
 

　　六、阿伏加德羅定律與熱化學方程式的綜合應用

　　[例7] 將4g甲烷和適量氧氣混合后通入一密閉容器中，點燃使之恰好完全反應，待恢復到原溫度后，測得反應前后壓強分別為3.03×105Pa和1.01×105Pa，同時又測得反應共放出222.5kJ熱量。試根據上述實驗數據，寫出該反應的熱化學方程式。

　　[解析]書寫熱化學方程式有兩個注意事項：一是必須標明各物質的聚集狀態，二是注明反應過程中的熱效應(放熱用"+"，吸熱用"-")。要寫本題的熱化學方程式，需要解決兩個問題，一是水的狀態，二是反應過程中對應的熱效應。由阿伏加德羅定律的推論可知： ，根據甲烷燃燒反應的化學方程式可知，水在該狀態下是液體(想一想，如為氣體則反應前后的壓強比應為多少？)，因4g甲烷燃燒時放出222.5kJ熱量，則1mol甲烷燃燒時放出的熱量為 。

　　本題答案為：CH4(氣)+2O2(氣)==CO2(氣)+2H2O(液)+890kJ

　　4．實戰演練

　　1．根據化學反應A+B==C+D中，某學生作了如下四種敘述：①若mgA與B充分反應后生成ngC和wgD，則參加反應的B的質量為(m+n-w)g；②若mgA和ngB完全反應，生成的C和D的總質量是(m+n)g；③若取A、B各mg，則反應生成C和D的質量總和不一定是2mg；④反應物A、B的質量比一定等于C、D的質量比           (    )

　　A. ①②③            B. ②③④             C. ①④             D. ②③

　　2．現有A、B、C三種化合物，各取40g相混合，完全反應后，得B18g，C49g，還有D生成。已知D的式量為106。現將22gA和11gB反應，能生成D                   (    )

　　A. 1mol            B. 0.5mol           C. 0.275mol            D. 0.25mol

　　3．質量為25.4g的KOH和KHCO3混合物先在250℃加熱，冷卻后發現混合物質量損失4.9g，則原混合物中KOH和KHCO3的組成為                                   (    )

　　A. 物質的量 KOH=KHCO3                B. 物質的量 KOH>KHCO3

　　C. 物質的量 KOH
　　4．在反應X+2Y==R+M中，已知R和M的摩爾質量之比為22:9，當1.6gX與Y完全反應后，生成4.4gR，則此反應中Y和M的質量之比為                             (    )

　　A. 16:9               B. 32:9             C. 23:9             D. 46:9

　　5．設NA表示阿伏加德羅常數，下列說法正確的是                          (    )

　　A. 1L1mol/L的Na2CO3溶液中含CO32- 0.1NA

　　B. 標準狀況下，22.4LSO3含分子數為NA

　　C. 常溫下100mL0.1mol/L醋酸溶液中含醋酸分子0.01NA

　　D. 0.1molNa2O2與足量水反應轉移電子數0.1NA

　　6．設阿伏加德羅常數為NA，標準狀況下，某種O2和N2的混合氣體mg含有b個分子，則ng該混合氣體在相同條件下所占的體積(L)應是                             (    )

　　A.            B.           C.           D.

　　7．nmolN2和nmol14CO相比較，下列敘述中正確的是                       (    )

　　A. 在同溫同壓下體積相等               B. 在同溫同壓下密度相等

　　C. 在標準狀況下質量相等               D. 分子數相等

　　8．常溫常壓下，某容器真空時質量為201.0g，當它盛滿甲烷時質量為203.4g，而盛滿某氣體Y時質量為205.5g，則Y氣體可能是                                   (    )

　　A. 氧氣             B. 氮氣            C. 乙烷           D. 一氧化氮

　　9．同溫同壓下，1體積氮氣和3體積氫氣化合生成2體積氨氣。已知氮氣和氫氣都由最簡單分子構成，推斷它們都是雙原子分子和氨的化學式的主要依據是              (    )

　　①阿伏加德羅定律；②質量守恒定律；③原子或分子數只能為整數；④化合價規則

　　A. ①③            B. ①②③          C. ①②④           D. ①②③④

　　10．將空氣與CO2按5:1體積比混合，跟足量的赤熱的焦炭充分反應，若反應前后溫度相同，則在所得氣體中，CO的體積百分含量為(假設空氣中氮、氧體積比為4:1，其它成分可忽略不計)                                                                   (    )

　　A. 29%               B. 43%             C. 50%              D. 100%
 

　　11．在一密閉容器中盛有H2、O2、Cl2組成的混合氣體，通過電火花引爆后，三種氣體恰好完全反應。經充分反應后，測得所得溶液的質量分數為33.4%，則原混合氣中三種氣體的體積比是________。

　　12．已知A、B兩種氣體在一定條件下可發生反應：2A+B==C+3D+4E。現將相對分子質量為M的A氣體mg和足量B氣體充入一密閉容器中恰好完全反應后，有少量液滴生成；在相同溫度下測得反應前后壓強分別為6.06×105Pa和1.01×105Pa，又測得反應共放出QkJ熱量。試根據上述實驗數據寫出該反應的熱化學方程式。________________________________________________________________

　　13．化合物A 是一種不穩定的物質，它的分子組成可用OxFy表示。10mLA氣體能分解生成15mLO2和10mLF2(同溫同壓)。

　　⑴A的化學式是___________，推斷理由是__________________________________________________。

　　⑵已知A分子中x個氧原子呈…O-O-O…鏈狀排列，則A分子的電子式是______________，A分子的結構式是______________。

　　14．A、B兩種金屬元素的相對原子質量之比是8:9。將兩種金屬單質按物質的量之比為3:2組成1.26g混合物。將此混合物與足量稀硫酸溶液反應，放出1.344L(標準狀況)氫氣。若這兩種金屬單質在反應中生成氫氣的體積相等，則A的摩爾質量是__________，B的摩爾質量是__________。

　　15．氫氣和氧氣的混合氣體，在120℃和一定壓強下體積為aL，點燃后發生反應，待氣體恢復到原來的溫度和壓強時測得其體積為bL，原混合氣體中氫氣和氧氣各是多少升？

　　16．測定人呼出氣體中CO2的含量時，將100mL呼出的氣體通入50.0mLBa(OH)2溶液中，使其完全吸收，過濾后取20.0mL澄清溶液，用0.100mol/L鹽酸滴定，當耗掉20.4mL鹽酸時，恰好完全反應。另取20.0mL原Ba(OH)2溶液，用同種鹽酸滴定耗去36.4mL鹽酸時，恰好完全反應。試計算人呼出氣體中CO2的體積分數(氣體體積均在標準狀況下測定)。

　　17．用電解法根據電極上析出物質的質量來驗證阿

　　伏加德羅常數值，其實驗方案的要點為：

　　①用直流電電解氯化銅溶液，所用儀器如圖1-1

　　所示。

　　②在電流強度為IA(安)，通電時間為ts后，精

　　確測得某電極上析出的銅的質量為mg。

　　圖1-1

　　試回答：

　　⑴連接這些儀器的正確順序為(用圖中標注儀器接線柱的英文字母表示，下同)：E接_____，

　　C接______，______接F。

　　實驗線路中的電流方向為_____→_____→_____→C→_____→______。

　　⑵寫出B電極上發生反應的離子方程式：_______________________________________；

　　G試管中淀粉KI溶液變化的現象為______________________________________；相應的離

　　子方程式是________________________________________。

　　⑶為精確測定電極上析出銅的質量，所必需的實驗步驟的先后順序應是____________。

　　①稱量電解前電極質量；②刮下電解后電極上的銅并清洗；③用蒸餾水清洗電解后電極；

　　④低溫烘干電極后稱量；⑤低溫烘干刮下的銅后稱量；⑥再次低溫烘干后稱量至恒重。

　　⑷已知電子的電量為1.6×10-19C。試列出阿伏加德羅常數的計算表達式：NA=_______________。

　　18．將標況下1L由CO和某氣態單烯烴的混合氣體與9LO2混合。點燃、充分燃燒后在壓強不變、溫度為409.5K時，測得氣體的總體積為15L。試求該烯烴的分子式以及它在混合氣體中占的體積分數。

　　答案

　　1、D  2、D  3、C  4、C  5、D  6、A  7、AD  8、CD  9、B  10、C    11、9:4:1

　　12、2A(氣)+B(氣)==C(氣)+3D(液)+4E(氣)+

　　13、⑴O3F2；質量守恒定律和阿伏加德羅定律

　　⑵

　　14、24g/mol，27g/mol

　　15、①若原混合氣體中V(H2):V(O2)≥2時，V(O2)=(a-b)L，V(H2)=bL；②若原混合氣體中，V(H2):V(O2)<2時，V(H2)=2(a-b)L，V(O2)=(2b-a)L

　　16、4.48%

　　17、⑴D；A；B；F→B→A→C→D→E

　　⑵2Cl-－2e==Cl2↑；變藍色  Cl2+2I-==2Cl +I2

　　⑶①③④⑥     ⑷

　　18、C4H8  33.3%
 

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