2022年高中化学第一章第3节全面解析教学教案

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1、2022年高中化学第一章第3节全面解析教学教案分子、原子、离子等微观粒子都非常小,仅一滴水,就含有大约1.671021个水分子,这么小的粒子,我们无法用肉眼计数,这样惊人的数字,使用起来也很不方便。但在科学实验和实际生产中,人们又经常需要知道一定量的物质究竟含有多少微观粒子,我们怎样计量物质所含微观粒子的数目呢? 研习教材重难点研习点1 物质的量及其单位摩尔1物质的量:物质的量是表示物质所含微粒多少的物理量,是国际单位制中七个基本物理量之一。物质的量的符号为n。注意:(1)这里的微粒是指分子、原子、离子、质子、中子、电子或这些粒子的特定组合等微观粒子,不能指宏观颗粒。(2)“物质的量”是一个专

2、用名词,不能拆开。例如,不能说“氢气的量、硫酸的量”,而应说“氢气的物质的量、硫酸的物质的量”。【知识链接】基本物理量是由人们根据需要选定的,在不同学科中和不同时期,选定的基本物理量有所不同。例如,在力学中选定的基本物理量是:长度、质量、时间;在热学领域中则采用长度、质量、时间、温度为基本物理量。1971年前国际制中采用的基本物理量是六个,即:长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度。1971年起又增加了物质的量为基本物理量,使基本物理量增加到七个。2阿伏加德罗常数:我们把0.012kg12C所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数,其近似值为6.021023mol1,符号为NA。(1)阿伏加德罗

3、常数带有单位,其单位是mol1。(2)阿伏加德罗常数的准确值是0.012 kg 12C中所含有的碳原子数目,近似值是6.021023 mol1。(3)NA数值巨大,作用于宏观物质没有实际意义。【交流研讨】为什么选用0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数?相对原子质量的确定是以一个12C原子的质量的1/12作为标准,其他原子的质量跟它比较所得的比值。12C的相对原子质量为12。选用12g正是因为“12”这个数值能与相对原子质量、相对分子质量联系起来。如某原子R的相对原子质量为Ar,1个12C原子质量为ag,则1个R原子的质量为Ara/12 g,1mol R原子的质量为NAAra

4、/12 g,NAa12g,所以1molR的质量即为Ara/12 g,同理可推得1mol某分子、离子等的质量(g),其数值正好等于其相对分子质量或式量,这给物质的量的计算和应用带来极大方便。3摩尔:摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。摩尔简称摩,符号为mol。注意:在使用摩尔表示物质的量时,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。例如说“1mol氧”,是指1mol氧原子,还是指1mol氧分子,含义就不明确。又如说“1mol碳原子”,是指1mol12C,还是指1mol13C,含义也不明确。粒子集体中可以是原子、分子,也可以是离子、电子等。例如:1mol F,0.

5、5molCO2,1000mol CO32-,amol e-,1.5molNa2CO310H2O等。4物质的量与粒子数(N)的关系: N nNA满足上述关系的粒子是构成物质的基本粒子或它们的特定组合。如:1molCaCl2与阿伏加德罗常数相等的粒子是CaCl2粒子,其中Ca2+为1mol、Cl-为2mol,阴阳离子之和为3mol。典例1:下列关于物质的量的叙述,正确的是A1 mol任何物质都含有6.021023个分子 B0.012 kg 12C中含有约6.021023个CC1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧 D1 molH含有6.021023个e研析:因为有些物质是由分子组成(例如水、

6、硫酸等),有些物质是由离子组成例如NaCl、Ca(OH)2等,还有些物质是由原子直接构成的(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 12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数,其近似值为6.021023 mol1,所以B的叙述是对的根据规定,“使用摩尔表示物质的量时,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”。C中表示水的组成时,却用名称表示,氢、氧的含义也不具体,所以也是不正确的。氢原子核外有1个电子,则1 mol Ne也应含有16.021023个电子,所以D的叙述是正确的。答案:B、D典例2:0.5 mol H2O含有多少个水分子?这些水

7、中含有多少个氢原子?研析:1 mol H2O含有阿伏加德罗常数的值个H2O分子;1个H2O分子中含有2个H和1个O,根据nN/NA,则N(H2O)nNA,利用这个公式便可求出0.5mol H2O中所含有的H2O分子数。N(H2O)n(H2O)NA0.5 mol6.021023 mol13.011023; N(H)2N(H2O)23.0110236.021023或n(H)2n(H2O)20.5 mol1.0 mol; N(H)n(H)NA1.0 mol6.021023 mol16.021023答案:在0.5 mol H2O中含有的H2O分子数为3.011023,其中含氢原子数为6.021023。

8、研习点2 摩尔质量和气体摩尔体积1摩尔质量(1)概念:摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M,单位常用gmol1。注意:摩尔质量与1 mol粒子的质量含义不同,但有一定的联系。例如,H2O的摩尔质量为18 gmol1,1 mol H2O的质量是18 g。当摩尔质量的单位取“gmol1”时,其数值与相对原子质量、相对分子质量或式量数值相等,但物理意义、单位都不同。在计算或使用时要注意区分。例如,Mr(H2O)18,而M(H2O)18 gmol1。(2)摩尔质量、质量、物质的量、粒子数之间的关系:m n N M NA NA M 容易看出,在以上转化关系中,物质的量处于核心的地位。可以说

9、,物质的量是联系宏观与微观的桥梁,为我们的科学计算带来了很大的方便。【积累活用】几个基本符号:物质的量n;物质的质量m;摩尔质量M;粒子数N;阿伏加德罗常数NA;相对原子质量Ar;相对分子质量Mr;质量分数2气体摩尔体积【交流研讨】物质的体积与组成物质粒子有什么关系?(1)总结规律:相同条件下,相同物质的量的不同物质所占的体积:固体液体气体。相同条件下,相同物质的量的气体体积近似相等,而固体、液体却不相等。(2)决定物质体积大小的因素:物质粒子数的多少;物质粒子本身的大小;物质粒子之间距离的大小。(3)决定气体体积大小的因素:气体分子间平均距离比分子直径大得多,因此,当气体的物质的量(粒子数)

10、一定时,决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小。(4)影响气体分子间平均距离大小的因素:温度和压强,温度越高,体积越大;压强越大,体积越小。当温度和压强一定时,气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值,故粒子数一定时,其体积是一定值。(1)概念:一定的温度和压强下,单位物质的量气体所占的体积叫气体摩尔体积。Vm V/n,单位为Lmol-1和m3mol-1。标准状况 即0、1个大气压(101 kPa),简写为STP在相同的温度和压强下,1mol任何气体所占的体积在数值上近似相等。任何气体包括纯净气体和混合气体。标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4 Lmol-1。气体摩尔体积受温度和压强

11、的影响,不同条件下,气体的摩尔体积可能不同,标况下,约为22.4 Lmol-1,但不是标况时也可能是22.4 Lmol-1(比如温度高于0,压强小于101 kPa)。附:1mol干冰由固态变为气态体积变化示意图。(2)阿伏加德罗定律(即四同定律)相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。(即同温同压同体积同分子数)P1V1/T1 P2V2/T2 PV nRT m/MRT(R为常数).阿伏加德罗定律的推论:(n:物质的量;:气体的密度;M:气体的摩尔质量;V:气体的体积;m:气体的质量;N:气体的分子数.)同温、同压下:V1/V2 n1/n2 N1/N2 同温、同体积下:P1/P

12、2 n1/n2 N1/N2同温、同压下:1/2 (M1/M2) (m2/m1) 同温、同压、同体积下:m1/m2 M1/M2同温、同压、同质量下:V1/V2 M2/M1 同温、同体积、同质量下:P1/P2 M2/M1典例3:下列说法正确的是A1mol氯含有6.021023个微粒 B阿伏加德罗常数数值约等于6.021023C钠的摩尔质量等于它的相对原子质量 DH2O的摩尔质量是18g研析:A错误在于使用摩尔时没有指明微粒的名称,或为1mol氯气约含6.021023个氯气分子,或为1mol氯原子约含6.021023个氯原子; B正确; C错在把摩尔质量与相对原子质量混同,应为钠的摩尔质量在数值上等

13、于它的相对原子质量; D错在摩尔质量的单位,应为H2O的摩尔质量是18g/mol。答案:B。典例4:两个体积相同的容器,一个盛有NO,另一个盛有N2和O2,在同温、同压下,两容器内的气体一定具有相同的A原子总数 B质子总数 C分子总数 D质量研析:由气体定律可知,在同温、同压下,同体积的任何气体含有相同的分子数,故两容器内分子总数相等.由于3种气体各自都是双原子分子,故原子总数一定相等.又由于N和O原子的质子数和摩尔质量不同,则质子总数和质量不一定相等,只有当N2和O2的物质的量之比为1:1时,质子总数和质量才相等。答案:AC。研习点3 物质的量浓度1、物质的量浓度的概念:以单位体积溶液里所含

14、溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。其表达式为:n(B) c(B)V 注意:(1)物质的量浓度和溶液的质量分数w(B) m(B)m(溶液) 100有本质区别。(2)从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,其浓度不变,但所含溶质的量因体积不同而不同。【积累活用】【推广引申】(1)物质的量浓度与溶质的质量分数间的关系: c(B) 1000(mL)(g/mL)w1(L)M(g/mol)(2)溶液稀释规律:溶质不变:m(浓)w(浓) m(稀)w(稀);溶质的物质的量不变:c(浓)v(浓) c(稀)v(稀)2物质的量浓度溶液的配制(1)认识新仪器容量瓶一定物质的量浓度

15、溶液的配制是本节重点之一。配制这种物质的量浓度的溶液,所用的专用仪器容量瓶的使用要注意以下几点:只用于配制溶液,不能用作反应容器;溶液注入容量瓶前需恢复到常温。因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热,而容量瓶必须在常温下使用;用容量瓶不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液.这是因为容量瓶的规格是固定的,常用的有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等规格,配制溶液时可据所需溶液的体积选择合适的容量瓶;使用前,除洗涤外,还应检验容量瓶是否漏液;向容量瓶注入液体时,应沿细玻璃棒注入,以防注入操作时液体流出而损失;容量瓶上只有一个刻度线,正确读数时,要使视线、容量瓶刻度线和瓶

16、内液面的最低点相切。(2)物质的量浓度溶液的配制步骤:计算:求出所配制溶液的溶质的质量。如果是用浓溶液(如浓H2SO4)来配制一定物质的量浓度的稀溶液,则需求算出浓溶液所需用的体积;称量:如果溶质是固体,可用天平称量溶质的质量;如果是浓溶液,可用量筒来量取溶液的体积;溶解、转移:把称量好的溶质或浓溶液放入烧杯中(如果是浓硫酸,则烧杯中应先加水再加浓硫酸,并边加边搅拌),加适量的蒸馏水溶解、搅拌静置冷却到室温下,再用玻璃棒引流,让溶解后的溶液沿玻璃棒注入容量瓶内;洗涤、转移:用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次,每次洗涤后的溶液都要注入容量瓶内,以确保溶质全部进入容量瓶,防止产生误差,轻轻震荡容量瓶,

17、使溶液充分混合;定容、摇匀:然后注入蒸馏水直至液面离刻度线1cm2cm,改用胶头滴管逐滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度相切。盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。装瓶、贴签:最后把上面配好的溶液转移至规定的试剂瓶,贴好标签,写明溶液名称和物质量浓度。称量 溶解并冷 将溶液转移 洗涤烧杯2-3次 却至室温 到容量瓶中 并转移到容量瓶中 摇匀 加水至离刻度线 加水至刻度线 反转摇匀 1-2厘米 附:配制250mL0.20mol/L碳酸钠溶液示意图: 【领悟整合】1物质的量浓度与质量分数都是表示溶液组成的物理量,它们的转换关系如下:2化学反应中各物质之间的物质的量的关系要比它们的质量关系简单,量取溶液的体

18、积也比称量其质量方便。因此,物质的量浓度比质量分数应用更加广泛。3定量实验操作细则以及实验仪器的选择主要是围绕减小实验误差来考虑。配制物质的量浓度溶液也不例外,其操作步骤为:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶。【联想发散】配制一定物质的量浓度溶液的误差分析由c=n/v可知,误差来源的根本原因是:物质的量或溶液体积产生误差,若n偏大或v偏小则c偏大,若n偏小或v偏大则c偏小。(1) 若称量物错放在托盘天平的右盘上,n可能偏小使c偏小,因为称m(左)=m(右)+m(游)。(2) 转移过程中有少量溶液或洗涤液洒在容量瓶外,则n偏小而使c偏小。(3) 未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗涤液未转

19、移入容量瓶,配出的溶液浓度偏低,因为溶质的n少了。(4) 量简量取计算出的浓溶液体积时仰视刻度,n偏大使c偏大。(5) 除洗涤烧杯和玻璃棒外,还洗涤了量筒,则n偏大使c偏大,因为量筒在标定刻度时,没有把附在器壁上的残留液计算在内,用水洗涤反而使溶质的量偏大,造成c偏大。(6) 定容时仰视刻度,则v偏大,使c偏小。(7) 定容时俯视刻度,则v偏小,使c偏大。(8) 若容量瓶使用前有少量蒸馏水,则无影响。(9) 若容量瓶使用前用标准也润洗,则n偏大而使c偏大。典例5:用10mL,0.1molL-1的BaCl2溶液恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀.则三

20、种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是A322 B123 C133 D311研析:此题虽给出BaCl2溶液的量,但求的是硫酸盐的物质的量之比,为简化运算,可抛开BaCl2的给出量而设BaCl2为1mol;由Fe2(SO4)3、ZnSO4、K2SO4的化学式可看出,能沉淀1molBa2+需SO42-1mol,而需三种盐的物质的量分别是1/3mol、1mol、1mol,又因三种盐的体积相同,浓度之比等于物质的量之比,为1/311=133。答案:C。典例6:用18mol/L的硫酸配制100mL 1.0mol/L硫酸,若实验仪器有:A100mL量筒 B托盘天平 C玻璃棒 D50mL容量瓶E10mL量筒 F胶

21、头滴管 G50mL烧杯 H100mL容量瓶(1)实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号) 。(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是 (填写标号)。A使用容量瓶前检查它是否漏水。B容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗。C配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线1cm2cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线。D配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线1cm2cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线。E盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次。研析:(1)用18mol/LH2SO4

22、配制1.0mol/LH2SO4,实际是稀释问题的计算及物质的量浓度溶液配制实验操作。根据稀释定律c1V1 c2V2可计算18mol/L浓H2SO4的体积,V1 c2V2/c1 1.0mol/L100mL(18mol/L) 5.6mL.该体积的液体用10mL量筒量取比用100mL量筒量取误差要小,故应选E,不能选A。(2)主要涉及的是容量瓶的使用方法.用待配溶液润洗容量瓶,这样会使内壁附着溶质,导致所配溶液浓度偏大,B不正确;若在容量瓶中进行溶解或稀释,由于热效应会使溶液的体积和容量瓶的容量发生改变,所配溶液浓度有误差,C、D不正确。答案:(1)G、E、C、H、F或E、G、C、H、F。(2)B、

23、C、D。 探究解题新思路 基础思维探究题型一、阿伏加德罗常数典例1: x g H2O中含有y个氢原子,则阿伏加德罗常数为A9x/y mol1 B9 y/x mol1 Cx/y mol1 Dy/x mol1 研析:根据阿伏加德罗常数的意义1mol物质所含的粒子数,先求出x g H2O物质的量,进而确定所含H的物质的量,即可求出阿伏加德罗常数。根据nm/M得,x g H2O的物质的量为:n(H2O)x/18mol因为1mol H2O中含有2molH,则x g H2O中含氢原子的物质的量为x/9 mol。根据NAN/y,阿伏加德罗常数NA为:9 y/x mol1。答案:B总结提升:本题通过阿伏加德罗

24、常数的推算来命题,重点强化了物质的质量和物质的量之间的计算。题目采用字母代替具体数值,使问题抽象化,有利于培养逻辑推理能力。拓展变式1如果a克某气体中含有的分子数为b,则c克该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿佛加德罗常数)。A22.4bcaNA L B22.4abcNA LC22.4acbNA L D22.4bacNA L1研析:审题时,首先要明确题目所给的条件及需要回答的物理量一定质量的气体在标准状况下的体积,然后根据各基本化学量的函义和相互关系形成清晰的解题思路。本题宜由待求的量逐步逆推:由(质量摩尔质量)22.4标准状况下体积,该气体的摩尔质量 a克物质的量,而a克气体的物质的量为

25、bNA。在解题时则需由已知到未知逐一计算。a克气体的物质的量:bNA该气体的摩尔质量:abNA aNAbc克气体的物质的量:caNAb cbaNAc克气体在标准状况下的体积:cb/aNA22.4 22.4 bcaNA L所以A是正确选项。答案:A题型二、气体摩尔体积典例2:下列叙述中,正确的是A1molH2的质量只有在标准状况下才约为2gB在标准状况下某气体的体积是22.4L,则可认为该气体的物质的量约是1mol。C在20时,1mol的任何气体的体积总比22.4L大D1molH2和O2的混合气体,在标准状况下的体积也是22.4L研析:气体的质量只与气体的摩尔质量和气体的物质的量有关,与气体的温

26、度,压强无关,A选项不正确;22.4Lmol1是在特定条件下的气体摩尔体积,所以在标准状况下,某气体的体积是22.4L,则可以认为该气体的物质的量约是1mol,B选项正确;由于气体摩尔体积与气体的温度、压强有关,因此仅温度定,而压强不定,1mol气体的体积自然不能确定,也就是说在20时,1mol的任何气体的体积可能比22.4L大,也可能比22.4L小,还可能等于22.4L,C选项不正确;在标准状况下,1mol任何气体(可以是纯净气体,也可以是混合气体)的体积都约是22.4L,D项正确。答案:BD方法导引:本题主要是对气体的质量、摩尔质量、物质的量、气体摩尔体积、体积及有关条件的综合辨析,抓住概

27、念本质、理清相互关系、逐项排查比较是正确求解的惟一途径。拓展变式2下列说法正确的是A1mol任何气体的体积都约是22.4 LB20,1.0105Pa,同体积的O2,CO2含有相同的分子数C1mol气态物质,当体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况D2mol气体体积约为44.8 L2研析:A中缺少标准状况的条件;B根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体都含有相同的数目的分子,故B正确;C中,1mol气态物质在非标准状况时,体积也有可能等于22.4L;D中缺少标准状况条件。答案:B题型三、物质的量浓度典例3:实验室需1.0 mol/L NaOH溶液480mL,若用固体NaOH进行配

28、制,则应称NaOH多少克?研析:480mL1.0 mol/L NaOH溶液中的NaOH为19.2g,但实验室无480mL容量瓶,应该用比480mL大的容量瓶,1000mL的大得太多,故用500mL容量瓶,以此计算所需NaOH的质量。则0.5L溶液需NaOH质量为: m(NaOH) 0.5L 1.0mol/L 40g/mol 20.0g。答案:应称NaOH 20.0 g。友情提醒:本题从实验可行性出发,计算简单却易进入误区,只有掌握容量瓶的结构特点,熟习容量瓶的规格,才能正确解题。拓展变式3今有3mol/L的盐酸和硫酸溶液各100mL,分别加入等质量的铁粉,反应完毕,生成的气体质量之比是34,则

29、盐酸中加入铁粉的质量为A5.6g B8.4g C11.2g D16.8g3研析:加入的是等质量的铁,为什么产生的氢气不是11,说明等质量的金属在一种酸中未溶解完,在另一种酸中溶解完了.具体地说,金属在盐酸中应有剩余。盐酸0.3 mol含H+0.3 mol,硫酸0.3mol含H+0.6 mol,如果两酸都反应完了,则氢气质量之比应为12,已知其比为34,故含H+多的硫酸未反应完;含H+较少的盐酸反应完了,但铁过量(有剩余)。硫酸最多耗铁16.8g(0.656/216.8),盐酸最多耗铁8.4g(0.356/28.4),因此,根据上述分析可以想象,加入的铁粉必然小于最高极限16.8g(因酸有剩余)

30、而大于8.4g(因铁过量),不必经过计算,符合34要求的铁究竟是多少克,可以估算出来。答案:C。 综合思维探究题型一、学科内综合题典例4:由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为A29:8:13 B22:1:14C13:8:29 D26:16:57研析:同温同压下气体密度相同,则气体的摩尔质量应相等。CO与氮气摩尔质量相等,只要求出CO2和H2按什么比例混和,使气体摩尔质量与氮气摩尔质量相等即可。设混合气体中CO2、H2、CO的物质的量各为xmol、ymol、zmol。由题意得:解得x:y=13:8在同温同压下,气体的物质的量之

31、比等于它们的体积之比。只要CO2和H2的体积之比为13:8,就符合题意。答案:CD总结提升:本题对气体密度、物质的量、摩尔质量、体积等关系进行了综合,求解时由密度相同转化为摩尔质量相同,进而转化为按一定物质的量之比混合的混合物进行计算。三种物质相混合,平均摩尔质量受三种物质的摩尔质量影响,看起来难求,但仔细分析可知,本题是一种特殊情况,即混合气的平均摩尔质量只与两种物质有关。拓展变式4实验室中需1 L含0.5 mol NaCl、0.16 mol KCl、0.24 mol K2SO4的混合液但现在只有KCl、NaCl、Na2SO4三种试剂,要配制1 L上述溶液,需称取上述物质各多少克?4研析:1

32、 L溶液中含Na:0.5 mol,K:(0.160.242)mol0.64 mol,Cl:(0.50.16)mol0.66 mol,SO42:0.24 mol。在KCl、NaCl、Na2SO4三种试剂中,提供K的只有KCl,故需KCl 0.64 mol;提供SO42的只有Na2SO4,故需Na2SO4 0.24 mol;再由Cl或Na守恒均可知需NaCl 0.02 mol。m(KCl)0.64 mol74.5 gmol147.68 gm(Na2SO4)0.24 mol142 gmol134.08 gm(NaCl)0.02 mol58.5 gmol11.17 g答案:m(KCl)47.68 g;

33、 m(Na2SO4)34.08 g; m(NaCl)1.17 g题型二、思维转换题典例5:二硫化碳(CS2)能够在氧气中完全燃烧生成CO2和SO2。今用0.228gCS2在448mL氧气(标准状况)中完全燃烧,反应后气体混合物在标准状况时的体积是A112mL B224mL C336mL D448mL研析:根据反应:CS2(l)3O2(g)CO2(g)2SO2(g)可知:反应中消耗O2的体积等于生成的CO2和SO2的体积.因标准状况下CS2为液体,所以不管O2是否过量,也不管反应进行到什么程度,反应过程中气体的体积始终不变。答案:D。启发引申:如果用传统的方法解答,非常麻烦。根据阿伏加德罗定律,

34、此反应前后的体积不变,根据“体积守恒“可巧妙作答。考查了学生思维的灵活性。拓展变式5有一在空气里暴露过的NaOH固体,经分析知其含水7.65%,含Na2CO34.32%,其余是NaOH.若将1g该样品放入含有HCl3.65g的盐酸中使其完全反应后,残酸再用50g2%的NaOH溶液恰好中和完全.蒸发所得溶液至干,计算所得固体质量是多少克? 5研析:对分析问题能力较弱的同学来说,本题数据众多、反应物不纯,多步反应等干扰条件具有相当强的迷惑性,它会搅乱学生的思维,使学生身不由己地走入圈套,去一步一步从头分析,多次计算,结果花时间费工夫,还不一定能正确解答.本题若认真分析,就会发现,最后所得固体物质为

35、NaCl,则可由氯元素质量守恒快速解题:HCl NaCl36.5 58.53.65g 5.85g答案:所得固体质量为5.85g题型三、实验操作题典例6:利用碳酸钠晶体(Na2CO310H2O)来配制1.0 molL1 Na2CO3溶液500 mL,假如其他操作均准确无误,下列情况会引起所配溶液浓度偏高的是A称取碳酸钠晶体53.0 gB定容时,俯视观察刻度线C移液时,对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗D定容后,将容量瓶振荡摇匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加入少量水至刻度线研析:500 mL 1.0molL1的Na2CO3溶液中含Na2CO3为0.500 L1.0 molL10.50 m

36、ol需称取Na2CO3。10H2O的质量为286 gmol10.50 moL143g,因此A项的操作会使结果偏低。平视时凹液面的最低点与刻度线刚好相平;俯视时液面的最低点低于刻度线,即实际加水量少于应加的水量,因此可导致浓度偏高;仰视时液面的最低点高于刻度线,即实际加水量多于应加的水量,因此可导致浓度偏低。对用于稀释或溶解溶质的烧杯,如不几次加水冲洗并将洗涤液也转移入容量瓶,会使溶质损失,使所配溶液浓度偏低。定容后,当振荡、静置后发现液面低于刻度线,这是由于液体沾于瓶壁和湿润磨口处所致,不会造成偏差此时,如果再加水,则会使所配溶液浓度偏低。答案:B方法导引:溶液的配制,有时会出现误差所得溶液的

37、物质的量浓度比其理论值大还是小?可根据下面的公式确定: cBNb/V。(1)若nB大于理论值,V小于理论值,则cB偏大;(2)若nB小于理论值,V大于理论值,则cB偏小;(3)若nB大于(或小于)理论值,V大于(或小于)理论值,则cB偏差无法确定。拓展变式6实验室用约10%H2O2溶液100mL,现用市售30% H2O2(密度近似为1gcm-3)来配制,具体配制方法是 。6研析:应取30% H2O2的体积为:V(H2O2)=100mL1 gcm-310%(1gcm-330%)=33.3mL根据题意,该实验对配制的精度要求较低,故只要用量筒粗略量取即可,且不必考虑两种液体混合后,密度对液体体积的

38、影响。答案:用量筒量取33mL30% H2O2溶液加入烧杯中,再加入67mL水(或加水稀释至100mL),搅拌均匀。题型四、学科间渗透题 典例7:某气球不充气时质量为m kg,当充入氦气达5000 m3时进行飞行(假设气球内外均在标准状况下),求气球能提起物体的最大质量。(空气的平均摩尔质量为29g/mol)解析 要求气球能提起物体的最大质量,就要求出气球中充入气体的质量,气球本身充入气体的总质量与等体积空气质量的差就是气球能提起的最大质量。研析: 标准状况时5000 m3氦气的质量为:5000 m3氦气的质量为:气球能提起物体的最大质量为:m(空气)m(空气)m(He)m(气球)6473 k

39、g893 kgm kg(5880m)kg答案:气球能提起物体的最大质量为(5880m)kg。总结提升:本题主要应用了气体体积和气体质量在标准状况时的关系,结合了物理中的浮力原理,具有实际意义。另外要特别注意各种量的单位换算,若将摩尔质量、气体摩尔体积的单位改用kgmol1、m3mol1,则列出的计算式更简单。如:m(He)= 5000 m30.0224 m3mol10.004 kgmol1 = 893kg。拓展变式7医院在抢救病危患者时常常要给病急患者输送氧气,为了携带方便,常常使用氧气包.若氧气包的氧气在常压下输出速率为10mL/S,现有一人在距医院有10分钟路程的地方发生车祸,问医护人员带

40、上一个压强为3个大气压、容积为15 L的氧气包是否够用?(提示:对于一定质量的气体有P1V1P2V2)7研析:氧气包是否够用,实际上就是看其是否能维持10分钟的输出时间。先将3个大气压下的氧气转化为常压下的氧气,求出其体积.根据理想气体状态方程:P1V1P2V2,V2 P1V1/ P2。V2315L145L4.5104mL维持输出时间为:t4.5103mL10mL/ S4.5103S75分钟10分钟所以带一个氧气包够用。答案:带一个氧气包够用。 创新思维探究题型一、开放探究题 典例8: 氢气和氧气的混合气体,在120和一定压强下体积为a升,点燃后发生反应.待恢复至原来温度和压强时,测得其体积为

41、b升.原混合气体中氢气和氧气的体积各是多少升?研析:设参加反应的H2为x L,O2为y L.2H2O2 2H2O(g) V2 1 2 1x y abx2(ab)L y(ab)L讨论:(1)当H2与O2恰好完全反应时,V(H2)2(ab)L;V(O2)(ab)L;或V(H2)2/3a L或V(H2)b L;或 V(O2)1/3aL或V(O2)1/2bL(2)当H2过量时,O2全部参加反应, V(O2)(ab)L; V(H2)a(ab)b(L)(3)当O2过量时,H2全部参加反应, V(H2)2(ab)L; V(O2)a2(ab)(2ba)L答案:见研析。考向指南:本题是根据阿伏加德罗定律进行讨论

42、计算型能力考查题,比较快速的解法是“差量法”。由于本题没有给出具体的数据,不能判断两种气体是恰好反应,还是哪种气体过量,解答时需要讨论。这类考查分类讨论的思想的题目是高考的热点。拓展变式8实验欲配制6.00 mol/L的H2SO4溶液现有三种不同浓度的硫酸:240 mL 1.00 mol/L的硫酸;150 mL 25.0%的硫酸(1.18 g/mL);足量的18.00 mol/L的浓H2SO4现有三种规格容量瓶:250 mL、500 mL、1000 mL配制要求:、两种硫酸全部用完,不足部分由补充试回答:(1)选用容量瓶的规格是 。(2)需要18.0 molL1 H2SO4(aq)的体积是 。

43、8研析:(1)25.0%的H2SO4溶液的物质的量浓度为:c2(H2SO4)3.01 molL1、两溶液的体积和约为:V1V2240 mL150 mL390 mL因、两溶液的浓度都小于6.00 molL1,所以250 mL的容量瓶不可用。设配制500 mL 6.00 molL1H2SO4(aq)需浓H2SO4的体积为x,则0.500 L6.00 molL10.240 L1.00 molL10.150 L3.01 molL1x103 L18.0 molL1解得:x128因为:128240150518500所以,500 mL容量瓶也不能用(2)设配制1000 mL 6.00 molL1 H2SO4

44、(aq)需浓H2SO4的体积为y,则:1.000 L6.00 molL10.240 L1.00 molL10.150 L3.01 molL1y103 L18.0 molL1解得:y295 mL。答案:(1)1000 mL (2)295 mL题型二、课标思维题 典例9:下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不记)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是A B C D 研析:本题以同学们应该了解的氢气氦气的分子结构为线索,考查同学们的“识图”(即接受某种新信息)的能力、对阿伏加德罗定律的掌握情况,以及有关相对原子质量、相对分子质量及确定分

45、子式的计算能力。氢气属于双原子分子,而氦属于单原子分子。根据它们的相对原子质量容易算出,它们的分子个数比为21,根据阿伏加德罗定律,在同温同压下,分子个数比即体积比,因此,A是正确的。答案:A考向指南: 阿伏加德罗定律是中学非常重要的一个知识点,也是高考一个重要的考点。识图能力是我们需要具备的一种重要能力,近几年,高考中考查“识图”的题目比比皆是,希望引起同学们的重视。拓展变式9青霉素试验针用它的稀释液(200国际单位青霉素/mL),现有1小瓶20万国际单位青霉素,1.0 mL注射器,注射用水和几个干净小瓶。现取1.0 mL注射用水滴注入第一瓶内溶解青霉素。吸取0.1 mL溶液在第2瓶中用水稀

46、释成1.0 mL。再吸取0.1 mL在第3瓶中稀释成1.0 mL,又在第几个小瓶中稀释后青霉素浓度为200国际单位/mLA2 B3 C4 D59研析:本题以常见的青霉素溶解并稀释的问题做载体考查有关溶液浓度的计算。以及接受信息,并快速找出规律的能力。本题的规律是:在第n个小瓶中的青霉素浓度为:20万单位10n-1。答案: C 高考思维探究 考题1 (xx全国-9)NA代表阿伏加德常数,下列说法正确的是A在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同B2g氢气所含原子数目为NAC在常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NAD17g氨气所含电子数目为10NA研析:根据阿伏加德罗定律,同

47、温、同压、同体积时,气体的分子数相等,但原子数不一定相等,A选项错误; 2g氢气的物质的量为1 mol,含分子数为NA,原子数目为2NA,B也不对;在标准状况下,11.2L氮气所含的原子数目为NA,在常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目应小于NA ,C错误;17g氨气的物质的量为1 mol,含电子10 mol,数目为10NA,D正确。答案:D。启发引申:物质的量贯穿于整个高中化学的始终,是化学计算中处于核心地位的重要概念。它是掌握物质的质量、体积(标准状况下)、物质的量浓度、化学方程式计算的前提,是高考的必考点之一。本题是根据阿伏加德罗定律进行简单计算的一个实例,要掌握这一考点,一定要抓概

48、念的内涵与外延,并及时总结。考题2 (2003全国-19)要配制浓度约为2molL1 NaOH溶液100mL,下面的操作正确的是 (填代号)。A称取8g NaOH固体,放入250mL烧杯中,用100mL量筒量取100mL蒸馏水,加入烧杯中,同时不断搅拌至固体溶解B称取8g NaOH固体,放入100mL量筒中,边搅拌,边慢慢加入蒸馏水,待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100mLC称取8g NaOH固体,放入100mL容量瓶中,加入适量蒸馏水,振荡容量瓶使固体溶解,再加入水到刻度,盖好瓶塞,反复摇匀D用100mL量筒量取40mL 5molL1NaOH溶液,倒入250mL烧杯中,再用同一量筒取60mL

49、蒸馏水,不断搅拌下,慢慢倒入烧杯中研析:在A、B、C三个答案中,B答案是在量筒中将氢氧化钠固体进行溶解,C答案是在容量瓶中将氢氧化钠固体进行溶解,二者错误明显,而答案A考虑到所配溶液的要求不高(约为2molL1),加之仅8g氢氧化钠固体,对溶液的体积变化影响不大,故答案A正确;而答案D以“两溶液的体积之和等于溶液的总体积”,忽略溶液的体积变化,也是符合题意的。答案:A、D。总结提升:基本的实验操作(如水浴加热、过滤、蒸馏、沉淀的洗涤等)是学生应该掌握的内容之一,同时用科学、准确的语言进行文字表达也是高中生所具备的能力之一。另外,在定量实验中,如果题设条件要求不高,可以对定量实验作近似处理,如“

50、两溶液的体积之和等于总体积”,“加少量固体溶质于一定量的溶剂时,可忽略溶液的体积变化”等,只要不违背实验原理,题目中又有关键字、词(如“约”、“大约”等)出现,则可近似处理。拓展变式10取50.0 mL Na2CO3和Na2SO4的混合溶液,加入过量BaCl2溶液后得到14.51 g白色沉淀,用过量稀硝酸处理后沉淀质量减少到4.66 g,并有气体放出。试计算:(1)原混合溶液中Na2SO4和Na2CO3的物质的量浓度。(2)产生的气体在标准状况下的体积。10研析:发生的反应有:BaCl2Na2CO3BaCO32NaCl; BaCl2Na2SO4BaSO42NaClBaCO32HNO3Ba(NO

51、3)2H2OCO2(1)n(Na2SO4)n(BaSO4)0.0200 molc(Na2SO4)0.400 molL1n(Na2CO3)n(BaCO3)0.0500 molc(Na2CO3)1.00 molL1(2)n(CO2)n(BaCO3)0.0500 molV(CO2)0.0500 mol22.4 Lmol11.12 L答案:(1)0.400 molL11.00 molL1(2)1.12 L开拓学习新视野 课标知识拓展【思想方法】本节概念较多,可以用比较法加深对它们的理解和掌握。1物质的量与摩尔的区别和联系物质的量摩尔区别表示含有一定数目粒子的集体的物理量为物质的量的单位联系摩尔是物质的

52、量的单位2物质的量与阿伏加德罗常数的区别和联系物质的量阿伏加德罗常数区别表示物质所含数目的集体的物理量、单位是摩尔0.012kg12C所含碳原子数,单位mol-1联系nNA N;NNA n3物质的量浓度与质量分数之间的区别和联系:内容物质的量浓度质量分数定义以1L溶液里含有多少摩溶质来表示溶液组成的物理量用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的分数溶质的单位molg溶液的单位Lg计算公式物质的量浓度(mol/L)质量分数100【专题放送】物质的量浓度计算思维起点的选择物质的量浓度的计算是中学化学计算的重要组成部分,是近年各类考试的“热点”,此类题涉及的概念较多(如物质的量、质理、摩尔质量、气体

53、的摩尔体积等),知识范围广,内容灵活多变,解题过程中不少同学感到无所适从。其中最主要的原因是不会选解题的思维起点。本文通过具体的例题的剖析,谈变有关物质的量浓度计算中思维起点的选择。一、从“定义式”出发物质的量浓度的定义的数学表达式为cn/V,其中n为溶质的物质的量(mol),V为溶液的体积(L),c的单位为mol/L。由此可知,欲求c。应先分别求出n及V。例1:100mL0.3mol/LNa2SO4溶液和50mL 0.2mol / L Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO42的物质的量浓度为:A0.2mol/L B0.25mol/L C0.40mol/L D0.50mol/L解析:因混合

54、后SO42的物质的量为:n(SO42) 0.3 mol/ L0.1L0.2 mol/ L0.05L3 0.06 mol溶液的体积 V0.1L0.05L0.15L则混合后溶液中SO42的物质的量浓度为:c(SO42) n(SO42)/ V 0.06mol/0.15L 0.40ml/L故正确答案为C。二、从“换算式”出发溶液的物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算公式为:c1000w%/M其中为溶液的密度(g/cm3),w%为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量(g/mol),由上述公式可知,已知、w%、M,就可以求出c。例2:相对分子质量为M的某物质在室温下的溶解度为sg/100g,此时测得饱和溶

55、液的密度为g/mL,则该饱和的溶液的物质的量浓度是AM / 10s mol/L B1000s / M(100+s) mol/L C10s / M mol/L DM(100+s) / 1000s mol/L解析:依题意可得溶质的质量分数为:w% s / (100+s100%)然后由溶液的物质的量浓度与溶质的质量分数的换算公式c 1000w% / M可得该饱和溶液的物质的量浓度 c 1000s / M(100+s) mol/L 故正确答案为B。例3:将溶质的质量分数为a%、物质的量浓度为c1mol/L的稀H2SO4加热蒸发掉一定量的水,使溶质的质量分数变为2a%,此时硫酸的物质的量浓度为c2mol

56、/L,则c1和c2的数值关系是A c22c1 Bc22c1 Cc22c1 Dc12c2解析:由换算公式c1000w%/M得c1 10001a%/98 c2 100022a%/98由此可知:c1c2122因为21,故有c22c1。正确答案为C。三、从“守恒”的观点出发1稀释前后“溶质的物质的量守恒”,即c1V1c2V2(其中c1、c2是稀释前后溶质的物质的量浓度,V1、V2是稀释前后溶液的体积)。2溶液中“微粒之间电荷守恒”,即溶液呈电中性。3质量守恒。例4:300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质,现欲配制1mol/LNaOH溶液,应取原溶液与蒸馏水的体积比约为 A. 14 B. 15

57、C. 21 D. 23解析:首先由定义式可求出原NaOH溶液的物质的量浓度为:c(原)60g40g/mol0.3L5mol/L再根据守恒原理,即稀释前后溶质的物质的量保持不变,可得:c(原)V(原)c(后)V(后)c(后)V(原)V(水)即 5mol/LV(原)1mol/LV(原)V(水)解得V(水)V(原)14故正确答案为A。例5:有K2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液,已知其中Al3+的物质的量浓度为0.7mol/L,则此溶液中K的物质的量浓度为 A0.1mol/L B0.15mol/L C0.2mol/L D0.25mol/L解析:根据电荷守恒原理可知,混合溶液中K、Al3+所带的正

58、电荷总数等于SO42-所带的负电荷总数,则c(K)3c(Al3+)2c(SO42-)即c(K)30.4mol/L20.7mol/L解得c(K)0.2mol/L故正确答案为C。 多彩化学漫步摩尔的来历摩尔一词来源于拉丁文moles,原意为大量和堆集。早在本世纪40至50年代,就曾在欧美的化学教科书中作为克分子量的符号。1961年,化学家E.A. gu g genheim将摩尔称为“化学家的物质的量”,并阐述了它的涵义。同年,在美国化学教育杂志上展开了热烈的讨论,大多数化学家发表文章表示赞同使用摩尔。1971年,在由41个国家参加的第14届国际计量大会上,正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物质的量的单位的提议,并作出了决议。从此,“物质的量”

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