(一)
物质的量在化学计算中的桥梁作用
【命题研究】物质的量是七大基本物理量之一,是贯穿整个中学化学始终的重要基本概念。
在高考中,虽然对计算能力的要求有所降低,但对物质的量及其相关计算的考查每年必不可少,它以各种形式渗透到各种题型中,与多方面的知识融合在一起进行考查。
【热点分析】把握关于物质的量的化学计算,并体会其桥梁作用,需从以下两个方面着手: 1.归纳物质的量与其他化学计量之间的联系,构建网络化体系。
2.理解各物理量之间的关系,注意使用中易出现的误区。
熟练掌握四个基本公式:
()A m
V N m n c V()M V ====⋅气液N (1)N A
阿伏加德罗常数,单位为:mol —1,近似值为:6.02×1023。
有关N A的正误判断的试题,一般综合性强,考查知识点多,常设置许多“陷阱”,解题时要特别注意。
易错点主要有以下几点:
1一定体积的气体中所含原子数、分子数。
考查较多的是Cl2、NH3、CH4、O2、N2、CCl4等。
2一定量的物质在化学反应中的电子转移数目。
考查较多的是Na、Mg、Cu等。
3一定体积和一定物质的量浓度的溶液中所含电解质的离子数或分子数。
如AlCl3溶液、K
SO4溶液等,特别要注意混合溶液中粒子浓度的判断。
2
(2)M
摩尔质量,单位为g·mol—1,数值上等于该粒子的相对原子质量(或相对分子质量)。
在应用M时易忽视或用错单位。
(3)V m
气体摩尔体积,标准状况时约等于22.4L·mol—1。
使用时易出现两个方面的错误:
1忽视使用条件,将任意条件下的1mol气体的体积都当成22.4L,或认为非标准状况下的1mol气体的体积一定不是22.4L。
如“1mol O2的体积为22.4L、常温下0.5mol NO的体积一定不是11.2L、44g CO2的体积为22.4L”的说法都是错误的。
2忽视物质的状态,误将气体摩尔体积用于固体或液体。
如“标准状况下18 g H2O的体积为22.4L、在标准状况下22.4L SO3的物质的量是1mol”的说法都是错误的。
(4)V(液)
溶液的体积,单位为L。
在使用时易出现两方面的错误:
1将溶剂的体积或溶剂和溶质的体积和错误当成溶液的体积;
2两种溶液混合,将两溶液的体积和错误当成混合后的总体
积。
如“40 g NaOH溶于1L水中所得溶液的体积是1L、1L NH3溶于1L H2O中所得溶液的体积是2L”的说法都是错误的。
(5)c
物质的量浓度,单位为mol·L—1。
计算过程中常考查与物质的量有关的各物理量之间关系的综合应用题,换算中容易出现错误或出现单位上的混乱;再就是与溶质质量分数的相互换算中易出现单位的错误。
【强化训练】
【训练1】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.常温下,0.1mol的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2N A
B.1mol羟基(—OH)中电子数为10N A
C.在反应KIO3+6HI====KI+3I2+3H2O中,每生成3mol I2则生成的水分子数为6N A
D.常温常压下,1mol CO2含有的氧原子数为3N A
【解析】选A。
A项,NH4NO3的物质的量为0.1mol,氮原子数为0.2N A,尽管NH4+水解,但氮原子数不变,A项正确;B项,羟基电子数为9,1mol羟基中电子数为9N A,B项错;C项,由反应方程式可知,每生成3mol I2生成的水分子数为3N A,C项错;D项,常温常压下,1mol CO2含有的氧原子数为2N A,D项错。
【训练2】在Al 2(SO 4)3、K 2SO 4和明矾的混合溶液中,如果c (SO 42—)等于0.2 mol/L ,当加入等体积的0.2 mol/L 的KOH 溶液时,恰好完全沉淀,则原混合溶液中K +的物质的量浓度为
( )
A.0.2 mol/L B.0.25 mol/L
C.0.45 mol/L D.0.225 mol/L
【解析】选A 。
Al 3++3OH —====Al (OH )3↓,则Al 3+的物质的量浓度为10.2 mol L 3
-⋅,则c (Al 3+)×3+c (K +)=2c (SO 42—),则c (K +)=0.2 mol/L 。
【训练3】(1)有15 g A 物质和10.5 g B 物质恰好完全反应,生成7.2 g C 物质、1.8 g D 物质和0.3 mol E 物质,则E 物质的摩尔质量是_____。
(2)V 2O 3和V 2O 5按不同物质的量之比混合可按化学计量数发生完全反应: xV 2O 5+yV 2O 3 ====zV n O 2n+1
1若反应物的物质的量之比x∶y 为_____,可得到V 6O 13;
2若反应物的物质的量之比x∶y 为_____,可得到V 3O 7;
(3)已知某种由KCl 和NaCl 组成的混合物中,钾、钠离子的物质的量之比为1∶2,则此混合物中,KCl 的质量分数是_____,已知混合物中含6 mol Cl —,那么此混合物中有NaCl _____g 。
【解析】(1)由质量守恒得:m (E )=(15 g+10.5 g )—(7.2 g+1.8 g )=16.5 g ,M (E )=16.5 g÷0.3 mol=55 g·mol —1。
(2)1不妨取z=1,则2x+2y=6同时5x+3y=13得x=2y=2同理可求2。
(3)不妨取n (K +)=1 mol ,则w (KCl )=74.5 g/(74.5 g+2×58.5 g )≈38.9%
m(NaCl)=2/(1+2)×6 mol×58.5g/mol=234.0 g 答案:(1)55g·mol—1(2)12∶125∶1(3)38.9% 234.0。