物质的量与阿伏伽德罗常数学生.docx
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物质的量与阿伏伽德罗常数学生
物质的量与阿伏加德罗常数
考点聚焦
1.掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。
2.理解阿佛加德罗常数的涵义。
3.掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目,气体体积(标准状况)之间的相互关系。
4.掌握有关物质的量、气体摩尔体积、溶液的物质的量浓度的计算。
知识梳理
一、掌握物质的量、阿佛加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。
1.1971年,在第十四届国际计量大会上决定用作为计量原子、分子或离子等微
观粒子的“物质的量”的单位。
“物质的量”的符号为,实际上表示含有一定数目的
集合体。
2.1mol任何粒子集体所含的粒子数与0.012kg中所含的原子数相等,约
为,把叫做常数,并作为一个,符号为。
物质的量只适用于微观粒子,使用摩尔作单位时,必须指明粒子的种类并且要用化学式来表示。
[讨论]下列说明是否正确?
为什么?
(1)0.5mol氧气;
(2)0.2mol氢分子;
(3)0.3mol钠离子;(4)10mol氮;
(5)4mol苹果。
3.1mol任何粒子集合体都含有个粒子;而任何粒子或物质的质量在
以为单位时,其数值都与该粒子的或相等。
将叫做摩尔质量。
摩尔质量的符号
为,单位常用或。
物质的量(n)、物质的质量(m)、摩尔质量(M)三者之间的关系式是:
n=
4.物质体积的大小取决于构成这种物质的、和
这三个因素。
叫气体摩尔体积,用符号表示,常用的单位有(或)和。
通常将℃、Pa时的状况称为标准状况。
标准状况下的气体摩尔体积为。
中所含的碳原子总数为
5.在相同的和下,相同体积的任何都含有的粒子。
[讨论]下列有关气体的叙述中,错误的是()
A.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数肯定不同
B.当分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离
C.一定温度和压强下,气体分子的物质的量决定了它们的体积
[课堂练习]
(1)标准状况下:
22gCO2的体积是,其中所含分子数与gO2相同。
(2)0.01mol某气体的质量是0.28g,该气体的摩尔质量是;在标准状况下,
该气体的密度是。
(3)相同条件下,CH4与O2的质量比是1:
8时二者的体积比是。
6.以单位溶液里所含B的来表示溶液组成的物理量,叫B的物质的量浓度。
符号为,常用的单位是(或)。
[课堂练习]
(1)2gNaOH溶于水配制成mL溶液时其物质的量浓度为2mol/L。
(2)现欲配制200mL0.2mol/LNa2SO4溶液,则需要用mL1mol/L的Na2SO4溶液加水稀释而成。
从稀释而成的溶液中取出10mL则其中含有的钠离子是个。
(3)把2.24LHCl气体溶于水,配制成250mL溶液,则该溶液的物质的量浓度为,若其密度为1.1g/mL,则其溶质的质量分数是%。
二、掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目,气体体积(标准状况下)之间的相互关系,并能根据上述关系图进行有关物质的量、气体摩尔体积、溶液的物质的量浓度的计算。
V气体(标准状态)(L)
粒子数(N)物质的量(n)物质的质量(g)
V溶液(L)
请你将上述关系图的转化方法标出来。
试题枚举
【例1】如果我们规定12C的相对原子质量为24,且0.024kg12C中所含的原子个数为阿伏加德罗常数(NA),那么下列几种物理量会有变化吗?
若有,请说明变化结果。
(1)一个12C原子的质量
(2)阿伏加德罗常数(NA)(3)摩尔质量
(4)O2的相对分子质量(5)气体摩尔体积(6)
gC2H5OH的物质的量
(7)98%(
)硫酸的物质的量浓度(8)44gCO2所含的分子个数
解析:
(1)在规定12C的相对原子质量为24时,实际上是把作为相对原子质量的标准从原来用12C质量的1/12,改为1/24,但是单个碳原子的质量并没有因此而发生改变;
(2)原来是以0.012kg12C所含有的碳原子数作为阿伏加德罗常数(即6.02×1023),现在用0.024kg12C中所含的原子个数为阿伏加德罗常数(NA),很明显0.024kg12C中所含的原子个数是0.012kg12C中所含的原子个数的2倍;故阿伏加德罗常数(NA)变为原来阿伏加德罗常数的2倍(即2×6.02×1023);
(3)原来所称摩尔质量,实质上是指1摩尔物质的质量即6.02×1023个微粒集体的质量,当作出了上述规定后,1摩尔所含的粒子数已经变成了原来的2倍,故其质量也就为原来的2倍;
(4)原来氧分子的相对分子质量=氧分子的质量/12C质量的1/12,现在氧分子的相对分子质量=氧分子的质量/12C质量的1/24,即作为相对原子质量的标准变为了原来的一半,而氧分子的质量是固定的,故氧分子的相对分子质量变为原来的2倍;
(5)气体摩尔体积是指在一定的温度和压强下,阿伏加德罗常数个气体分子所占有的体积,由于阿伏加德罗常数已经变成了原来的2倍,气体摩尔体积当然也就是原来的2倍了;
(6)根据公式:
物质的量(n)=物质的质量(m)/物质的摩尔质量(M),在新的条件下由于摩尔质量变成了原来摩尔质量的2倍,等质量的物质的“物质的量”则等于原来的一半;
(7)溶质的物质的量浓度(CB)=溶质的物质的量(n)/溶液的体积(V),在单位体积的98%(
)硫酸中所含溶质——硫酸的质量是不变的,但由(6)中所述可知,其物质的量(n)变成了原来的一半,故物质的量浓度变为原来的0.5倍;
(8)不论作为相对原子质量的标准如何变化,单个CO2分子的质量并未变化,故一定质量的CO2所含的分子个数是不会发生变化的。
【例2】下列说法中,正确的是()
A.KOH的摩尔质量是56gB.一个碳原子的质量就是其相对原子质量
C.硫原子的质量就是硫的相对原子质量
D.氦气的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量
解析:
摩尔质量的单位应当是g/mol,而不是g,故A不对;碳原子的相对原子质量是指拿一个碳原子质量除以一个12C原子质量的1/12所得的比值;硫原子的质量除以一个12C原子质量的1/12所得的比值才是硫的相对原子质量,所以B、C均不对;
【变式】在一定条件下,16gA和20gB恰好反应生成4.5gD和C。
在相同条件下,8gA与15gB反应可生成0.125molC和D。
从上述事实中可推知C的分子量为。
解析:
根据质量守恒定律可知,16gA和20gB恰好反应时生成4.5gD和31.5gC;在相同条件下,8gA与15gB反应(根据上述反应中A和B的比例关系可知B是过量的)时则应当生成15.75gC,题目给出的是生成0.125molC,根据摩尔质量(M)=物质的质量(g)/物质的“物质的量(n)”,可以计算出M=126g/mol,所以C的相对分子质量为126。
【例3】用NA表示阿佛加德罗常数,下列说法中正确的是()
A.1mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和相等
B.28g氮气与40g氩气所含的原子数目相等,都是NA个
C.2.3g钠由原子变成离子,失去的电子数为0.1NA
D.18g重水(D2O)所含的电子数为10NA
解析:
]根据摩尔的定义,每摩尔物质含有阿伏加德罗常数(NA)个微粒,所以A组答案是正确的,氮气是双原子分子,而氩气是单原子分子,28g氮气所含有的原子数为2NA个,40g氩气所含的原子数目是NA个;一个钠由原子变成离子时,将会失去1个电子,2.3g钠为0.1mol,由原子变成离子时失去的电子数为0.1NA;18g重水(D2O)所含的分子为0.9mol,而每个分子所含的电子数为10个,所以18g重水(D2O)所含的电子数为9NA;故答案为AC
【变式】
(1)(NH4)2SO4的摩尔质量为。
现有26.4g(NH4)2SO4,则其中含有molH,个氧原子、mol质子;它溶于水时能电离产生mol铵根离子,这么多铵根离子的质量是。
(2)计算10克下列物质的“物质的量”(保留小数点后两位)
NaHCO3SO3
(3)计算出下列物质的质量0.2molNa2CO3;0.3molNH4HCO3
(4)26.4g(NH4)2SO4中硫元素的质量与gNaHCO3中所含氧元素的质量相等;与gNaHCO3中所含的氢原子个数相等。
【例4】有一真空储气瓶,净重500克。
在相同条件下,装满氧气后重508克,装满另一种气体X时重511克,则X的相对分子质量为()
A.44B.48C.64D.71
解析:
本题题给条件应当说是“同温、同压、同体积(同一个真空瓶)”,所以不论装什么气体,里面所含气体的物质的量是相同的,根据物质的量(n)=物质的质量(m)/物质的摩尔质量(M)可以得到计算式:
(508—500)/32=(511—500)/M,所以M=44。
【变式】标准状况下,mg气体A与ng气体B所含分子数相同,下列说法不正确的是
A.A与B相对分子质量之比为
B.同质量的A与B所含分子数之比为
C.相同状况下,同体积的A与B的质量之比为
D.标准状况下,A与B的密度之比为
【例5】配制250mL1.6mol/LNaCl溶液。
具体步骤如下:
(1)计算:
需gNaCl。
(2)称量:
使用的主要仪器是。
(3)溶解:
将称好的NaCl放在中加适量蒸馏水溶解,并用加以搅拌。
(4)转移:
待溶液冷却到室温后,将其沿玻璃棒注入中,其中玻璃棒的作用是。
(5)洗涤:
将烧杯和玻璃棒用蒸馏水洗涤次,并将每次洗涤后的溶液都注入中;其主要目的是。
(6)定容:
将蒸馏水注入中,直到其中液面接近其刻度处时,改用滴加蒸馏水至溶液的液面正好与刻度线相切。
将瓶塞子盖好,反复上下颠倒、摇匀。
【变式1】在配制物质的量浓度溶液时,下列操作出现的后果是(填:
“溶液浓度不准确”、“偏低”、“偏高”、“无影响”):
(1)配制氢氧化钠溶液时,称取已吸潮的氢氧化钠固体。
_____________。
(2)配制氢氧化钠溶液时,溶液不能澄清,溶质少量不溶解。
____________。
(3)配制氯化钠溶液时,容量瓶中有少量水。
______________。
(4)定容时,液面上方与刻度相齐时,停止加水。
__________。
(5)配制好溶液后,容量瓶未塞好,洒出一些溶液。
_____________。
(6)发现溶液液面超过刻度线,用吸管吸出少量水,使液面降至刻度线____________。
答案:
(1)偏低
(2)偏低(3)无影响(4)偏高(5)无影响(6)偏低
【变式2】实验中需2mol/L的Na2CO3溶液950mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的Na2CO3质量分别为()
A.1000mL,212gB.950mL,201.4gC.500mL,286gD.1000mL,201.4g
解析:
由于容量瓶的规格中不可能有950mL,只能选择略大于所需溶液体积的规格(即1000mL),计算溶质的质量时也就按1000mL溶液中所含的溶质。
高考热点分类专题(电化学)
1.(09年安徽理综·12)Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,点解总反应:
2Cu+H2O==Cu2O+H2O↑。
下列说法正确的是
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。
2.(09年北京理综·6)下列叙述不正确的是
A.铁表面镀锌,铁作阳极
B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:
O2+2H2O+4e-=4OH—
D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:
2Cl一一2e一=C12↑
3.(09年福建理综·11)控制适合的条件,将
反应2Fe3++2I-
2Fe2++I2设计成如右图所示的原电池。
下列判断不正确的是
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固定,乙中石墨电极为负极
4.(09年广东化学·14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液,铝合金为负极,空气电极为正极。
下列说法正确的是
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:
O2+2H2O+4e-=4OH-
B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:
Al+3OH--3e=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
5.(09年广东理基·25)钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是
A.反应①、②中电子转移数目相等B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
6.(09年广东理基·34)下列有关电池的说法不正确的是
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中,锌电极是负极
7.(09年广东文基·68)下列说法正确的是
A.废旧电池应集中回收,并填埋处理B.充电电池放电时,电能转变为化学能
C.放在冰箱中的食品保质期较长,这与温度对反应速率的影响有关
D.所有燃烧反应都是放热反应,所以不需吸收能量就可以进行
8.(09年江苏化学·5)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法不正确的是
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
9.(09年江苏化学·12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是
A.该电池能够在高温下工作
B.电池的负极反应为:
C6H12O6+6H2O-24e-
6CO2↑+24H+
C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体
10.(09年上海化学·13)右图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。
下列有关描述错误的是
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面变为左低右高
C.两试管中相同的电极反应式是:
Fe-2e-
Fe2+
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
11.(09年上海理综·11)茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。
航标灯的电源必须长效、稳定。
我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。
在这种电池中
①铝合金是阳极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应
A.②③B.②④C.①②D.①④
12.(09年浙江理综·12)市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应式为:
Li+2Li0.35NiO2
2Li0.85NiO2。
下列说法不正确的是
A.放电时,负极的电极反应式:
Li-e-
Li+
B.充电时,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C.该电池不能用水溶液作为电解质D.放电过程中Li+向负极移动
13.(08年全国理综I·13)电解100mL含c(H+)=0.30mol·L-1的下列溶液,当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是
A.0.10mol·L-1Ag+B.0.20mol·L-1Zn2+C.0.20mol·L-1Cu2+D.0.20mol·L-1Pb2+
14.(08年全国理综Ⅱ·10)右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。
通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。
下列实验现象中正确的是
A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的
B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色
D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
15.(08年天津理综·12)下列叙述正确的是
A.在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应
B.用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:
2
C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1mol电子转移,则生成1molNaOH
D.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
16.(08年宁夏理综·10)一种燃料电池中发生的化学反应为:
在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是
A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O
(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O
(1)
C.CH3OH(g)+H2O
(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-D.O2(g)+2H2O
(1)+4e-=4OH-
17.(08年广东理基·20)电池是人类生产和生活中重要的能量来源。
各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
18.(08年广东文基·64)铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是
A.不锈钢是铁合金,只含金属元素B.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应
C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应D.在空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
19.(08年广东化学·5)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为:
Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①②B.②③C.②④D.③④
20.(08年广东化学·12)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镶层仍能对铁制品起保护作用
C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
应用题
.(09年天津理综·10)(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是,在导线中电子流动方向为(用a、b表示)。
(2)负极反应式为。
(3)电极表面镀铂粉的原因为。
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。
因此,大量安全储氢是关键技术之一。
金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
Ⅰ.2Li+H2
2LIH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是,反应Ⅱ中的氧化剂是。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。
用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。
③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为mol。
.(09年江苏化学·16)(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。
其主要流程如下:
(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入(填字母),以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉B.铁屑C.KI溶液D.H2
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。
电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为。
.(09年宁夏理综·37)[化学—选修化学与技术](15分)
请回答氯碱的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。
理论上k=(要求计算表达式和结果);
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用。
精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是(填序号)
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。
在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是、(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:
;负极:
;
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)、。
.(09年全国理综卷I·28)(15分)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。
据此回答问题:
①电源的N端为极;
②电极b上发生的电极反应为;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:
;
④电极c的质量变化是g;
⑤电解前后个溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液;
乙溶液;
丙溶液;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
。
.(09年山东理综·29)(12分)Zn—MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是。
电池工作时,电子流向(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是
。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的(填代号)。
a.NaOHb.Znc.Fed.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是。
若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为。
希望对你有帮助,加油。
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多多总结,多多思考,这是必须的!
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