2019届高考化学一轮复习教学案:第一章认识化学科学第三节化学中常用的物理量——物质的量.pdf
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1、第 1 页 共 1 页 2019 届高考化学一轮复习教学案 第一章认识化学科学 第三节化学中常用的物理量物质的量 考纲点击 1了解定量研究的方法是化学发展成为一门科学的重要标志。理解摩尔是物质的量的 基本单位,可用于进行简单的化学计算。 2了解物质的量的单位 摩尔 (mol) 及摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿 伏加德罗常数的含义。 3根据物质的量、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 系进行有关计算。 4了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。 5能正确解答阿伏加德罗常数及阿伏加德罗定律与物质的组成、结构及重要反应综合 应用题。 一、与物质的量
2、有关的概念 1物质的量:表示含有一定数目粒子集体的物理量,符号_,单位 _。 2摩尔:物质的量的单位,符号mol,如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与 0.012 kg 12C 中所含有的碳原子数相同,就称其为 _ mol。 3阿伏加德罗常数:1 mol 任何微粒所含有的微粒数,与0.012 kg 12C 所含的碳原子数 相等,阿伏加德罗常数(NA)约为 _。 4摩尔质量:单位_的物质所具有的质量,符号_,单位是g mol 1 或 kg mol 1。 5气体摩尔体积: 一定 _和压强下, 单位物质的量的气体所占的体积,符号 Vm, 单位 L mol 1,标准状况下 Vm_。 6物质的量浓度
3、:以单位_溶液中所含物质B 的物质的量来表示溶液组成的物 理量。符号 _,单位mol L 1。计算公式 c n V或 c 1 000 w M mol L 1。 特别提示:(1)物质的量规范表示方法: xmolH2SO4 数值单位指定化学式或微粒符号 (2)摩尔质量 (M)(单位:g mol 1), 在数值上与相对原子质量 (Ar)或相对分子质量(Mr)相等。 (3)使用气体摩尔体积时应注意:物质是否是气体;是否指出温度和压强。 (4)标准状况是指:0 、1.0110 5 Pa。 (5)计算公式c n V中的 V 是溶液的体积,它不是溶剂的体积,也不是溶剂和溶质的体积 之和。 即时训练1有关物质
4、的量的计算 (1)2 mol CO(NH2)2中含 _ mol C ,_ mol N ,_ mol H ,所含氧原 子跟 _ mol H2O 所含氧原子个数相等。 (2)标准状况下,22.4 L CH4; 1.5 mol NH3; 1.80610 24 个 H2O;标准状况下, 73 g HCl 所含 H 原子个数由多到少的顺序是_。 (3)2.3 g Na 中含 _ mol e ,跟足量水反应产生标准状况下的 H2_ L 。 (4)含 0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中,含 _ mol SO 2 4 ,Al 3物质的量 _0.8 mol(填“”“”或“”)。 二、一定物质的量浓度溶液
5、的配制 以配制 500 mL 1.00 mol L 1 NaOH 溶液为例 1仪器: _等。 第 2 页 共 2 页 2主要仪器介绍 (1)托盘天平:精确度为_ g,称量前先调零,称量时_放物品, _ 放砝码。 (2)容量瓶:容积精确的容器,主要规格有100 mL、250 mL 、500 mL、1 000 mL。 3容量瓶的使用 (1)特点: (2)使用方法及注意事项: 容量瓶使用前一定要检查_。 其操作顺序为装水盖塞倒立正立玻璃塞 旋转 180 倒立。 _(填“能”或“不能”,下同)将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。 _作为反应容器或长期贮存溶液的容器。 _加入过冷或过热的液体。 只能
6、配制容量瓶上规定体积的溶液,即不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶 液。 4配制过程及所需主要仪器 (1)计算:需NaOH 固体的质量,计算式为_。 (2)称量:用 _称量 NaOH 固体 _ g。 (3)溶解:将称好的NaOH 固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。 (4)移液:待烧杯中的溶液_,用玻璃棒引流将溶液注入_。 (5)洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁_次,洗涤液 _,轻轻摇动容 量瓶,使溶液混合均匀。 (6) 定 容 : 将 蒸 馏 水 注 入 容 量 瓶 , 当 液 面 距 瓶 颈 刻 度 线 _ 时 , 改 用 _滴加蒸馏水至_。 (7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。 特别
7、提示:下图表示容量瓶使用时的注意事项 第 3 页 共 3 页 即时训练2实验室里需用480 mL 0.1 mol L 1 的硫酸铜溶液。试回答该溶液配制过程中 的下列问题: (1)经计算需要称量_ g CuSO4固体,首先用适量水在烧杯中溶解成溶液,然后 再转移到 _ mL 容量瓶中。 (2)配制该溶液除上述仪器外,还要用到的玻璃仪器是_ 。 一、阿伏加德罗常数及阿伏加德罗定律的应用 以阿伏加德罗常数(NA)为载体的考查为近几年高考的热点, 命题时有意设置一些误区干 扰考生,增大区分度。现将常见的几种误区归类如下: 1温度和压强 常温、常压下气体摩尔体积不能使用22.4 L mol 1; 22
8、.4 L mol 1 是在标准状况 (0 , 1.0110 5 Pa)下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积,让考 生误入陷阱。 2物质状态 22.4 L mol 1 适用的对象是气体(包括混合气体)。命题者常把一些容易忽视的液态或固 态物质作为气体来命题,让考生落入陷阱。如在标准状况下,H2O、Br2、SO3、HF、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4、分子中碳原子数大于 4的烃为非气态。 3单质组成 气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如稀有气体Ne)、三原子分 子(如 O3)等。如不注意这点,计算原子数目时极容易误入陷阱。 4氧化还原反应 某些特殊
9、反应中的电子转移数目:如 Na2O2与 H2O、 CO2的反应 (1 mol Na2O2转移 1 mol 电子 );Cl2与 H2O、 NaOH 的反应 (1 mol Cl 2转移 1 mol 电子 );Cl2与 Fe、Cu、H2的反应 (1 mol Cl2转移 2 mol 电子,或 1 mol Cl2作氧化剂,则转移 2 mol 电子 );Cu 与硫的反应 (1 mol Cu 反应转移1 mol 电子或 1 mol S 反应转移2 mol 电子 )等; Fe 与 S的反应 (1 mol Fe 与足量 S 反应转移2NA个电子 ),Fe 与 Cl2的反应 (1 mol Fe 与足量 Cl2反应
10、转移3NA个电子 )。 5电离、水解 考查电解质溶液中微粒数目或浓度时常设计弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。 电解质溶液中因微粒的电离或水解造成微粒数目的变化:如强电解质HCl 、HNO 3等因 完全电离,不存在电解质分子;弱电解质CH3COOH、HClO 等因部分电离,而使溶液中 CH3COOH、 HClO 浓度减小; Fe 3、Al3、CO2 3 、CH3COO 等因发生水解使该种粒子数目 减少 (如 1 L 0.1 molL 1Na 2CO3溶液中 CO 2 3 的数目应小于0.1NA);Fe3 、Al 3 、CO2 3 等因发 生水解反应而使溶液中阳离子或阴离子总数增多等。 6胶体
11、 由于生成粒子的集合体(胶体粒子 )使溶液中的微粒数减少:如1 mol Fe 3 形成 Fe(OH)3 胶体时,胶体粒子数目少于NA。 7化学键 某些物质中的化学键数目:如白磷 (31 g 白磷含 1.5 mol P P 键);金刚石 (12 g 金刚石含 2 mol CC 键);晶体硅及晶体SiO2(60 g 二氧化硅晶体含4 mol SiO 键);烷烃 (CnH2n2) 分子中化学键数目是3n1;H2O2分子中化学键数目是3。 第 4 页 共 4 页 8特殊物质 特殊物质的摩尔质量及微粒数目:如D2O、 18O 2、 H 37Cl 等。 9存在形式 注意物质的存在形式不同,离子的种类、 数
12、目不同, 如 NaHCO3晶体中只含有HCO 3和 Na ,而其溶液中还会因 HCO 3的电离产生少量 CO 2 3 ,由于 HCO 3的水解产生少量 H2CO3; NaHSO4晶体中或熔融状态下存在 HSO 4和 Na ,1 mol NaHSO 4晶体或熔融状态下存在的离 子的物质的量为2 mol,离子数目为2NA,而 1 mol NaHSO 4溶于水电离出离子的物质的量为 3 mol,离子数目为3NA。 10其他 应注意由物质的量浓度计算微粒时,是否告知了溶液的体积;计算的是溶质所含分子数, 还是溶液中的所有分子(应考虑溶剂水)数; 某些微粒的电子数计算时应区分是微粒所含的电 子总数还是价
13、电子数,并注意微粒的带电情况(加上所带负电荷总数或减去所带正电荷总 数)。 特别提示:温度和压强条件只影响气体的体积,而不影响气体的质量和物质的量,因此, 如果讨论物质的量、质量和微粒数目的关系,则与是否标准状况无关。 归纳总结 1为了加强对考生思维品质、适应性、科学性、深刻性的考查,命题者往往有意设置 一些陷阱,增大试题的区分度,陷阱的设置主要有以下几个方面: (1)状况条件: 考查气体时经常给出非标准状况如常温常压下,1.0110 5 Pa、25 时等。 (2)物质状态:考查气体摩尔体积时,常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如 H2O、SO3、己烷、辛烷、 CHCl 3等。 (3)物
14、质结构和晶体结构:考查一定物质的量的物质中含有多少微粒(分子、 原子、电子、 质子、中子等 )时常涉及稀有气体He、Ne 等为单原子组成,Cl2、N2、O2、H2为双原子分子 等。晶体结构:P4、金刚石、石墨、二氧化硅等结构。 (4)氧化还原反应:考查指定物质参加氧化还原反应时,常设置氧化还原反应中氧化剂、 还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移(得失 )数目方面的陷阱。 (5)电离、水解:考查电解质溶液中微粒数目或浓度时常涉及弱电解质的电离、盐类水 解方面的陷阱。 2解题策略:要正确解答本类题目,首先要认真审题。审题是“审 ”而不是 “看” , 审题目的过程中要注意分析题目中概
15、念的层次,要特别注意试题中一些关键性的字、词,要 边阅读边思索。 其次要留心 “陷阱 ”,对常见的一些陷阱要千万警惕。考生要在认真审题的 基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较、作出正确解答。 【例 11】 用 NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()。 18 g D2O 含有的电子数为 10NA 标准状况下,11.2 L 以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为NA 同温、同压下,相同体积的氢气和氩气所含的原子数相等 标准状况下22.4 L H 2O 中的分子数为NA 10.6 g Na2CO3溶于水中所得阴、阳离子的个数比为12 78 g Na2O2中含阴、阳离子的总数为3NA 7.1
16、 g Cl2与足量氢氧化钠溶液反应转移电子数为0.1NA 1 mol Na2O2与水完全反应时转移电子数为2NA AB CD 【例 12】(2012 山东省实验中学第三次测试)NA为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的 是()。 A18 g H2O 中含有的质子数为10NA B78 g Na2O2固体中含有的阴离子数为 NA CNa2O2与 H2O 反应,若生成0.2 mol O2,则转移电子的数目为 0.4NA D1 L 0.1 molL 1 醋酸溶液中含有的氢离子数为0.1NA 二、阿伏加德罗定律及其推论的应用 1内容 第 5 页 共 5 页 阿伏加德罗定律(三同定一同 ):在同温同压下,同体积
17、的气体含有相同的分子数。 2阿伏加德罗定律及推论 相同 条件 结论 公式语言叙述 T、p 相同 n1 n2 V1 V2 同温、同压下,气体的体积与物质的量成正 比 T、 V 相同 p1 p2 n1 n2 温度、体积相同的气体,压强与物质的量成 正比 n、 T 相同 p1 p2 V2 V1 物质的量相等,温度相同的气体,其压强与 体积成反比 T、p 相同 1 2 M1 M2 同温、同压下,气体的密度与其相对分子质 量 (或摩尔质量,下同)成正比 T、 p、 V 相同 M1 M2 m1 m2 同温、同压下,体积相同的气体,其相对分 子质量与物质的质量成正比 T、 p、 m 相同 M1 M2 V2
18、V1 同温、同压下,等质量的气体,其相对分子 质量与其体积成反比 注:以上用到的符号:为密度、 p 为压强、 n 为物质的量、M 为摩尔质量、V 为气体 体积。 3使用范围:阿伏加德罗定律及推论适合于单一气体和混合气体。 【例 21】 下列各组中两种气体所含的原子数一定相等的是()。 A质量相等、密度不等的N2和 CO B温度相同、体积相同的O2和 N2 C体积相等、密度相等的CO 和 C2H4 D压强相同、体积相同的N2和 O2 【例 22】 已知 NA为阿伏加德罗常数的值,如果m g 某气体 (X2Y) 中含有 N 个原子, 则 b g 该气体在标准状况下的体积是_ L(用有关字母表示)。
19、 三、物质的量浓度的计算及溶液配制 1计算 (1)cB V 溶液 mB MB (2)c1V1c2V2(稀释 ) c1V1c2V2c 混(V1V2)(混合后溶液体积不变 ) c1V1c2V2c 混V混c混m 混 混 (混合后溶液体积改变) (3)c 1 000 mL L 1 g mL 1 w M g mol 1 (w 为溶质的质量分数) 2溶解度 (S)、物质的量浓度(c)、质量分数 (w)的相互换算 (1)c 与 w 换算 (假设溶液体积为1 L) c n V 1 000 Vw MV 1 000 w M 或 w m(溶质 ) m(溶液 ) cM 1 000 ( 单位为 g cm 3)。 (2)
20、c 与 S换算 (假设溶剂质量为100 g) c n V 1 000S M(100S)或 S 100cM 1 000 cM(单位为 g cm 3)。 (3)S与 w 换算 w S 100S或 S 100w 1w 3溶液中离子浓度的计算 (1)溶液中离子浓度决定于溶质的电离程度和溶质的组成。 如 MgCl 2溶液中: c(MgCl2)c(Mg 2)1 2c(Cl )。 0.1 mol L 1 的醋酸溶液中:c(H )0.1 mol L 1。 第 6 页 共 6 页 (2)溶液中离子满足电荷守恒,如含Na 、Mg2 、Cl 、SO2 4 的混合液中存在关系:c(Na )2c(Mg2)c(Cl)2c
21、(SO2 4)。 4配制溶液注意事项 (1)只能配制容量瓶上规定容积的溶液,即不能配制任意体积的一定物质的量浓度溶液; (2)不能用容量瓶溶解、稀释或久贮溶液,转入容量瓶中的溶液温度应恢复至室温; (3)拿容量瓶时,手指应持在瓶颈刻度以上部分,以免手温影响,使配制的溶液浓度偏 高; (4)如果加水定容时超过了刻度线,不能将超出的部分再吸走,必须重新配制,否则会 使配制的溶液浓度偏低; (5)如果不小心 (配制过程中摇匀时)洒出几滴,不能再补加水到刻度线,必须重新配制, 否则会使配制的溶液浓度偏低。 5配制一定物质的量浓度溶液的实验误差分析 (1)理论依据 根据 cBn B V ,若在配制一定浓
22、度溶液时,因操作上的错误而导致nB值比实际理论值小, 或 V 值比实际理论值大时,都会使所配溶液浓度偏小;反之偏大。 (2)误差分析 能引起误差的一些操作 因变量c (mol L 1) mV 砝码与物品颠倒(使用游码 ) 减小 偏低 易潮解溶质称量时间过长减小 用滤纸称NaOH 减小 向容量瓶中注液时少量溅出减小 未洗涤烧杯和玻璃棒减小 定容时,水多用滴管吸出减小 定容摇匀后液面下降再加水增大 定容时仰视刻度线增大 砝码沾有其他物质或已生锈增大 偏高未冷却至室温就注入容量瓶定容减小 定容时俯视读数减小 定容后经振荡、摇匀,静置液面下 降 无影响 特别提示:俯视、仰视的分析 结果:仰视时,容器内
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