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1、第一章 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
第一節(jié) 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積
考綱點(diǎn)擊
1.了解物質(zhì)的量的含義,并能用于進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)計(jì)算。
2.了解物質(zhì)的量的單位——摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)的含義
3.根據(jù)物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目、氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)之間的相互關(guān)系進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
一、物質(zhì)的量及其單位
1.基本概念
2.物質(zhì)的量與粒子數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)之間的關(guān)系n=N/NA
二、摩爾質(zhì)量
1.概念: 單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。
2.符號(hào):M 。
3.單位:g·mol-1
4.物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量和摩爾
2、質(zhì)量間的關(guān)系為。
三、氣體摩爾體積
1.氣體摩爾體積
(1)定義:一定溫度和壓強(qiáng)下單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積。
(2)符號(hào):Vm。
(3)單位:L·mol-1或m3·mol-1。
(4)氣體摩爾體積概念的要點(diǎn)
①物質(zhì)的聚集狀態(tài)必須是氣態(tài) ,不適用于固體、液體 。
②物質(zhì)的量必須為1 mol 。
③必須指明氣體所處的外界條件,即溫度、壓強(qiáng)。
④標(biāo)準(zhǔn)狀況是指溫度為0 ℃,壓強(qiáng)為101 kPa,此情況下,氣體摩爾體積為:22.4 L·mol-1。
(5)氣體摩爾體積與物質(zhì)的量、氣體體積之間的關(guān)系為:Vm=V/n。
2.阿伏加德羅定律
(1)阿伏加德羅定律:同溫同壓下,
3、相同體積的任何氣體,含有相同數(shù)目的分子(或氣體的物質(zhì)的量相同)。
(2)阿伏加德羅定律的推論(可通過(guò)pV=nRT及n=、ρ=導(dǎo)出)
相同條件
結(jié)論
公式
語(yǔ)言敘述
T、p
相同
=
同溫、同壓下,氣體的體積與其物質(zhì)的量成正比
T、V
相同
=
溫度、體積相同的氣體,其壓強(qiáng)與其物質(zhì)的量成正比
T、p
相同
=
同溫、同壓下,氣體的密度與其摩爾質(zhì)量(或相對(duì)分子質(zhì)量)成正比
特別提醒 (1)阿伏加德羅定律的適用范圍是氣體,其適用條件是三個(gè)“同”,即在同溫、同壓、同體積的條件下,才有分
子數(shù)相等這一結(jié)論,但所含原子數(shù)不一定相等。(2)阿伏加德羅定律既適合于單一
4、氣體,也適合于混合氣體。
四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
1.解題步驟
序號(hào)
步驟
具體內(nèi)容
1
設(shè)
設(shè)原混合物各種成分的物質(zhì)的量的未知數(shù)
2
式
寫(xiě)出有用的各個(gè)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式
3
標(biāo)
將已設(shè)的未知數(shù)標(biāo)在有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下邊,注意反應(yīng)物的各化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系
4
列
根據(jù)原混合物的質(zhì)量及反應(yīng)過(guò)程中的物質(zhì)的量的關(guān)系,列出多元一次方程組
5
解
求解上述方程組,求得各成分的物質(zhì)的量
6
驗(yàn)
檢驗(yàn)答案是否符合題意或事實(shí)
2.注意事項(xiàng)
(1)根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí),方程式首先要配平,再分析:已知什么量,要求哪種物質(zhì)的量,再根據(jù)方程
5、式中的相關(guān)物質(zhì)的量之比列出比例式,從而建立計(jì)算的比例關(guān)系式。
(2)化學(xué)方程式所表示的是純凈物之間的量的關(guān)系,因此不純物質(zhì)的量必須換算成純凈物的量。已知物質(zhì)的其他物理量,一般可換算成物質(zhì)的量,這樣計(jì)算更簡(jiǎn)便。
(3)解題格式和解題過(guò)程要規(guī)范、完整。計(jì)算過(guò)程必須帶入單位。在比例式中,同一物質(zhì)用同一單位,不同物質(zhì)可以用兩種不同的單位,只要注意它們成比例關(guān)系就行。
【熱點(diǎn)難點(diǎn)】
一、阿伏加德羅常數(shù)及其應(yīng)用
阿伏加德羅常數(shù)(NA)為背景選擇題的六種設(shè)陷方式:
陷阱一 氣體摩爾體積適用條件
22.4 L·mol-1指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃ 101 kPa)的氣體摩爾體積。若題中出現(xiàn)物質(zhì)的體積,
6、需考慮所給物質(zhì)的狀態(tài)是否為氣體,條件是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況。
陷阱二 物質(zhì)聚集狀態(tài)
氣體摩爾體積適用的對(duì)象是氣體(包括混合氣體)。一些在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體或固體的物質(zhì),如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作為命題的干擾因素迷惑學(xué)生。
陷阱三 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)
此類(lèi)題型要求同學(xué)們對(duì)物質(zhì)的微觀構(gòu)成要非常熟悉,弄清楚微粒中相關(guān)粒子數(shù)(質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù))及離子數(shù)、電荷數(shù)、化學(xué)鍵之間的關(guān)系。常涉及稀有氣體He、Ne等單原子分子,Cl2、N2、O2、H2等雙原子分子,及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物質(zhì)。
陷阱四 電解質(zhì)溶液
此類(lèi)題型要注重對(duì)弱電解質(zhì)的電離和鹽類(lèi)
7、水解等知識(shí)點(diǎn)的理解,關(guān)鍵是要弄清電離和水解的實(shí)質(zhì)。如NH4Cl(aq)中c(Cl-)>c(NH)。
陷阱五 氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目
較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)中,求算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。如Na2O2與H2O,Cl2與NaOH溶液反應(yīng)等。
陷阱六 忽視可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底。如2NO2N2O4,Cl2+H2OHClO+HCl,合成氨等。
【典例1】(2012·濰坊模擬)若NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.常溫常壓下,2 mol CO2與足量Na2O2完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為2NA
B.常溫常壓下,34 g氨氣中含有10NA個(gè)電子
C.常溫常壓下,22.4
8、L氦氣含有的原子數(shù)為NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L NO和11.2 L O2,混合后氣體分子數(shù)為NA
【答案】選A。
【解析】34 g氨氣中含有20NA個(gè)電子,B不正確;常溫常壓下,22.4 L氣體不是1 mol,C不正確;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L NO和11.2 L O2反應(yīng)生成NO2,NO2和N2O4存在著相互轉(zhuǎn)化,混合后氣體分子數(shù)小于NA,D不正確。
二、阿伏加德羅定律及其推論的應(yīng)用
1. 阿伏加德羅定律
同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子,即==。
2.推論
【技巧】
(1)阿伏加德羅定律適用于任何氣體(包括混合氣體)。
(2)同溫、同壓、同
9、體積、同分子數(shù),這“四同”相互制約,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。
(3)應(yīng)用阿伏加德羅定律及推論時(shí)不宜死記硬背,要熟記相關(guān)化學(xué)計(jì)量的定義式,并結(jié)合相互關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)。
【典例2】(2012·寶雞模擬)三個(gè)容器中分別盛有H2、CH4、O2,已知三個(gè)容器中氣體的溫度、密度都相等,下列說(shuō)法正確的是( )
A.三種氣體質(zhì)量相等
B.三種氣體的物質(zhì)的量之比為16∶2∶1
C.三種氣體壓強(qiáng)比為16∶2∶1
D.三種氣體體積比為1∶8∶16
【答案】選C。
【解析】根據(jù)同溫同密度的氣體的壓強(qiáng)與摩爾質(zhì)量成反比,所以p(H2)∶p(CH4)∶p(O2)= =16∶2∶1。因?yàn)槿萜鞯捏w積不確定,根據(jù) 可以判斷三種氣體的質(zhì)量關(guān)系不確定,根據(jù)可以判斷三種氣體的物質(zhì)的量關(guān)系也不確定。