化學(xué)常用量計算

專題復(fù)習(xí)課件制作人：譚慎之專題二化學(xué)常用量計算制作人：譚慎之一、物質(zhì)的量、摩爾、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積

1、物質(zhì)的量、摩爾：物質(zhì)的量是國際單位制的七種基本量之一，摩爾是物質(zhì)的量的單位。每摩爾物質(zhì)含有阿佛加德羅常數(shù)個微粒，阿伏加德羅常數(shù)：其數(shù)值為0.012kg12C

所含的碳原子數(shù),大約為6.02×1023，單位：mol-1其中微粒指微觀粒子如：分子、原子、離子、質(zhì)子、電子或其它粒子或它們的特定組合。例1：下列關(guān)于物質(zhì)的量的說法中不正確的是A．物質(zhì)的量是國際單位制的7個基本單位之一B．物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目的粒子集體C．物質(zhì)的量的單位是“摩爾”D．是表示物質(zhì)數(shù)量的單位D2、摩爾質(zhì)量：人們將單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量，它的常用單位為g/mol。物質(zhì)的量（n）、物質(zhì)的質(zhì)量（m）和物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（M）之間存在著以下關(guān)系：n＝m/M3、氣體摩爾體積：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，1摩爾任何氣體所占有的體積在數(shù)值上近似相等。人們將一定的溫度和強(qiáng)下，單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積，它的常用單位是：L/mol。1摩爾任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（00C，1.01×105Pa）所占的體積約是22.4L，這個體積叫做標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的摩爾體積。記作Vm，其數(shù)值為22.4L/mol。這個概念要同時具備3個要點：①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，②1摩爾任何氣體，③體積約是22.4L。例2：下列說法正確的是（NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）（）A.在常溫常壓下，11.2LN2含有的分子數(shù)為0.5NAB.在常溫常壓下，1molNe含有的原子數(shù)為NAC.71gCl2所含原子數(shù)為2NAD.在同溫同壓下，相同體積的任何氣體單質(zhì)所含的原子數(shù)相同例3：同溫同壓下，某容器真空時的質(zhì)量為201克，當(dāng)它盛滿甲烷時的質(zhì)量為203.4克，而盛滿氣體Y時質(zhì)量為205·5克，則Y氣體的式量為多少？解析：本題是考查的內(nèi)容是氣體的特征：即同溫同壓下，同體積的氣體有相同的分子數(shù)（203.4-201）/16=（203.4-201）/MM=32知識延伸：混合氣體平均分子量：M＝M1×n1%+M2×n2%+M3×n3%M1、M2、M3、是每一種氣體的相對分子質(zhì)量；n1%、n2%、n3%是混合氣體中每一種氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。BC例4：某固體A在一定的溫度下分解生成氣體B、C、D：2A=B+2C+3D，若測得生成氣體的質(zhì)量是相同體積的H2質(zhì)量的15倍，則：（1）生成的混合氣體的摩爾質(zhì)量為多少？（2）固體A的摩爾質(zhì)量是多少？解析：混合氣體的平均分子量：M=2×15=30根據(jù)質(zhì)量守恒定律：2MA＝MB+2MC+3MD而混合氣體的平均分子量：

M=（MB+2MC+3MD）×1/6＝2MA×1/6=30所以：MA=90各物理量的相互關(guān)系×22.4(L/mol)÷22.4(L/mol)×V÷V÷NA÷M物質(zhì)的量（mol）×NA微粒數(shù)N質(zhì)量（g）×M物質(zhì)的量濃度（mol/L）標(biāo)況下氣體體積（L）二、化學(xué)基本定律(1)質(zhì)量守恒定律參加反應(yīng)的各種物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這一定律是書寫化學(xué)方程式和化學(xué)計算的依據(jù)。例5：mmolC2H2跟nmolH2在密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)其達(dá)到平衡時，生成pmolC2H4。將平衡混合氣體完全燃燒生成CO2和H2O，所需氧氣的物質(zhì)量是A、3m+nB、5/2m+n/2-p/3C、3m+n+2pD、5m/2+n/2解析：本題如果按傳統(tǒng)的方法也能得出正確結(jié)果，但費時多，而利用質(zhì)量守恒定律解題快而簡潔。

C~CO2~O2，4H~2H2O~O2因此，mmolC2~2mmolO2

（2m+2n）molH~（2m+2n）/4molO2總氧氣量：2m+（2m+2n）/4=5m/2+n/2。D(2)阿佛加德羅定律在相同溫度和壓強(qiáng)下，同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。阿佛加德羅定律的應(yīng)用：①標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積（L）＝22.4L/mol×物質(zhì)的量（mol）氣體摩爾質(zhì)量（g/mol）＝22.4L/mol×標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度（g/L）②同溫同壓下任何氣體的體積比等于其分子個數(shù)之比，也等于其物質(zhì)的量之比③同溫同壓下任何氣體的密度比等于其相對分子質(zhì)量之比，也等于同體積的質(zhì)量之比。④在溫度和體積一定時，氣體的壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比；若溫度和壓強(qiáng)一定時，氣體的體積與物質(zhì)的量成正比。⑤在溫度與氣體的物質(zhì)的量一定時，其氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。例6：A容器中盛有體積百分比為80%的H2和20%的O2，試求：（1）混合氣體中H2和O2的分子數(shù)之比、質(zhì)量之比各為多少？（2）混合氣體的平均分子量是多少？它在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是多少？（3）在1500C時，引燃混合氣體，反應(yīng)結(jié)束后恢復(fù)到1500C，則反應(yīng)后混合氣體的平均分子量是多少？引燃前后，A容器內(nèi)的壓強(qiáng)有什么變化？密度是否變化？解析：（1）分子數(shù)之比等于體積比等于物質(zhì)的量比，所以H2和O2的分子數(shù)之比為：80%：20%=4：1質(zhì)量之比為：4×2：1×32=1：4

（2）混合氣體的平均分子量M=2×80%+32×20%=8

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下r=8/22.4=0.357(g/L)(3)2H2+O2=2H2O2mol1mol2mol可見,4molH2和1molO2反應(yīng)后,得到了2molH2O和2molH2的混合氣體,所以反應(yīng)后的平均分子量為:18×2/4+2×2/4=10;在保持溫度和體積不變的條件下,氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比.所以P前：P后=（4+1）：（2+2）=5：4。反應(yīng)后壓強(qiáng)變小，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后的質(zhì)量不變。A容器的體積不變，所以混合氣體的密度不變。三、物質(zhì)的量濃度（CB）

以單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。表達(dá)式：單位：mol·L-1或mol·m-3注意：1．溶質(zhì)可以是單質(zhì)、化合物，如C(Cl2)=0.1mol·L-1，C(NaCl)=3.1mol·L-1；也可以是離子或其他特定組合，如C(Al3+)=2.6mol·L-1，C(SO42-)=0.3mol·L-1。2．帶有結(jié)晶水的物質(zhì)作為“溶質(zhì)”時，溶質(zhì)是不含結(jié)晶水的化合物；NH3、Cl2等溶于水后成分復(fù)雜，求算濃度時仍以溶解前的NH3、Cl2為溶質(zhì)。3．V是溶液體積，不是溶劑體積。4．在一定濃度的溶液里取出任意體積的溶液，其濃度大小不變，所含溶質(zhì)的質(zhì)量改變。四、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制

1．所需實驗儀器托盤天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，若溶質(zhì)為液體或濃溶液，上述儀器中的托盤天平、鑰匙改為量筒。2．配制步驟（1）計算：根據(jù)配制要求計算出所需固體溶質(zhì)的質(zhì)量或所需濃溶液的體積（2）稱量：用托盤天平稱量固體溶質(zhì)的質(zhì)量或用量筒量取溶質(zhì)的體積（3）溶解：將稱量或量取的溶質(zhì)放入燒杯中再加入適量的蒸餾水，用玻璃棒攪拌使之溶解。（4）轉(zhuǎn)移：將溶解的溶液冷卻至室溫，沿玻璃棒注入準(zhǔn)備好的容量瓶里，并用適量蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒2-3次，并將洗滌液轉(zhuǎn)移至容量瓶中。（5）定容：往容量瓶中繼續(xù)緩慢地加入蒸餾水至距刻度1-2cm處，改用膠頭滴管逐滴加入蒸餾水直到凹液面最低點與刻度線水平相切，蓋好容量瓶塞，顛倒搖勻，然后將配好的溶液裝入干凈試劑瓶中，貼上標(biāo)簽，注明名稱、濃度、配制日期。

注意事項：（1）容量瓶在使用前必須檢查是否漏水，其程序為加水→倒立、觀察→正立，瓶塞旋轉(zhuǎn)180°→倒立觀察。（2）不能用容量瓶溶解、稀釋，也不能作反應(yīng)容器，更不能用作試劑瓶（即不能久貯溶液）。（3）定容時，視線、液面凹面、刻度線三點處于同一水平。3．誤差分析原理：cB=nB/V=m/MV（M-溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，配制某種溶液時是定值）(1)稱量或量取時所引起的誤差使所配溶液的物質(zhì)的量濃度偏高的主要原因：①天平的砝碼沾有其他物質(zhì)或已銹蝕，導(dǎo)致稱量物質(zhì)的實際值是大于稱量值；②稱量時游碼忘記歸零；③調(diào)整天平零點時，游碼放在了刻度線的右端；④用滴定管量取液體時，開始時平視讀數(shù)，結(jié)束時俯視讀數(shù)，使所量取的液體的體積偏大，等等。使所配溶液的物質(zhì)的量濃度偏低的主要原因：①直接稱熱的物質(zhì)，含有水份，稱的重，實際質(zhì)量卻??；②砝碼有殘缺；③在敞口容器中稱量易吸收空氣中其他成分或易于揮發(fā)的物質(zhì)時的動作過慢而變質(zhì)；④用滴定管量取液體時，開始時平視讀數(shù)，結(jié)束時仰視讀數(shù)，使所量取的液體的體積偏小，等等。(2)用于溶解稀釋溶液的燒杯未用蒸餾水洗滌，使溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少，致使溶液的濃度偏低。(3)轉(zhuǎn)移或攪拌溶液時有部分液體濺出，致使溶液濃度偏低。(4)容量瓶內(nèi)溶液的溫度高于20℃，造成所量取的溶液的體積小于容量瓶上所標(biāo)注的液體的體積，致使溶液濃度偏高。(5)在給容量瓶定容時，仰視讀數(shù)會使溶液的體積增大，致使溶液濃度偏低；俯視讀數(shù)會使溶液的體積減小，致使溶液濃度偏高。例7：利用硫酸銅晶體（CuSO4·5H2O）配制0.2mol/L的CuSO4溶液500mL，假如其他操作均是準(zhǔn)確無誤的，下列情況會引起配制溶液的濃度偏低的是（）A．定容時，俯視觀察刻度線B．稱取25g的硫酸銅晶體C．定容后搖勻，靜置時發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，于是又加水至刻度線D．移液時，不小心將一滴液體濺出容量瓶。解析：A項中俯視時液面的最低點低于刻度線，使得溶液的體積偏低，導(dǎo)致濃度偏高；B項是正確操作，不會影響濃度；C項搖勻后低于刻度線是由于液體沾在瓶壁和磨口處所致，不會引起誤差，若加水則使?jié)舛绕?；D項由于濺出液體，使得溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏小，導(dǎo)致濃度偏低。CD五、有關(guān)物質(zhì)的量濃度的計算

1．有關(guān)概念的計算：利用“萬能恒等式”例8：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用充滿HCl氣體的燒瓶做噴泉實驗，最終水充滿燒瓶，則鹽酸的物質(zhì)的量濃度為（）A．0.05mol·L-1B．0.01mol·L-1C．0.045mol·L-1D．無法計算解析：假設(shè)燒瓶的容積為V升，則HCl氣體的體積為V升，最后所得鹽酸溶液的體積也為V升，所以：

cHCl=C2．有關(guān)離子濃度的計算，注意利用電荷守恒原理例9：硫酸鉀和硫酸鋁的混合溶液，已知其中Al3＋的濃度為0.4mol·L-1，硫酸根離子濃度為0.7mol·L-1，則K＋的物質(zhì)的量濃度為（）A．0.1mol·L-1

B．0.15mol·L-1C．0.3mol·L-1

D．0.2mol·L-1解析：假設(shè)燒瓶的容積為1L，則根據(jù)電荷守恒3nAl3++nK+=2nSO42-，得K＋的物質(zhì)的量濃度為0.2mol·L-1。D3．溶液各種濃度的計算（1）物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算公式：（2）物質(zhì)的量濃度與溶解度的換算公式：（3）不同物質(zhì)的量濃度溶液的混合計算①稀釋定律：C1V1=C2V2或m1W1=m2W2②混合后溶液體積不變C1V1+C2V2=C混(V1+V2)③混合后溶液體積改變C1V1+C2V2=C混V混

V混=m混/ρ混（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下求氣體溶解于水中所得溶液的物質(zhì)的量濃度的計算例10：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1體積的水溶解700體積的氨氣，所得溶液的密度為0.9g/cm3，則該溶液的物質(zhì)的量濃度為（