高三化学教学案物质的量

高三化学教学案物质的量

 

【 课　题 】　　　

【高考热点分析】

　　　　物质的量是重要的化学基础知识，是化学计算的核心，具有较强的应用性，是每年高考的重要考点之一。其热点有：相对原子质量、相对分子质量、摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等。

【学习目标】

　１．理解相对原子质量，相对分子质量的涵义。

２．掌握物质的量及其单位—摩尔，摩尔质量、气体摩尔体积的涵义。

３．理解阿伏加德罗常数的涵义。掌握物质的量与粒子数、气体体积（标准状况下）之间的相互关系。

【基础知识梳理】

一、基本概念

 1．物质的量

①物质的量物理意义：衡量宏观物质的质量和微观结构粒子多少（分子、原子、离子、中子、质子、电子）的物理量，它是七个国际单位制物理量中的一个（质量、长度、时间、电流强度、热力学温度、光学强度）。其单位是摩尔（mol）。

②阿伏加德罗常数（N_A）就是0．012KgC—12所含的碳原子数，由此可以看出：

★阿伏加德罗常数是一个精确值（0．012Kg C-12含碳的原子数是个定值）

★　　 阿伏加德罗常数可通过实验测定（测定方法有：　　　　　　　　  ；

　　　　　　　　　　　　　　　　  ；　　　　　　　　　　　　　   。）

★6.02×10²³是个非常近似的值。

③摩尔质量——单位物质的量的物质所具有的质量，即M=

摩尔质量与式量(相对分子质量、相对原子质量)的关系：

摩尔质量是指每摩尔物质微粒（分子、原子、离子、中子、质子、电子及其它粒子，或这些粒子的特定组合）的质量，其单位是g·mol^-1；而式量(相对分子质量、相对原子质量)是一种相对比值，单位为1。摩尔质量与式量的意义不同，但在数值上等于其式量。

　　　　④引入摩尔的意义：摩尔象一座桥梁把单个的肉眼看不见的微粒跟很大数量的微粒集体，可称量的物质之间联系起来。

2． 气体摩尔体积

①等物质的量的液体、固体体积大小——主要决定于构成它们微粒的大小，而温度、压强对其体积大小几乎没有影响。

　　　　  ②等物质的量气体体积大小——主要决定于分子间的平均距离，因为通常情况下，分子间的平均距离是分子直径的10倍左右，而分子间的平均距离的大小由温度和压强决定，温度升高或压强减小，平均距离增大，反之减小。但只要是在同温同压下，任何气体分子间的平均距离相等。

　　　　 ③气体摩尔体积——1摩（等物质的量）的任何气体（单质、化合物、混合物等，只要是气体）所占的体积（一定温度和压强）。

在标准状况下（0℃，1.01×10⁵Pa），1摩尔任何气体的体积都约是22.4升。

二、化学中常用的物理量和单位

量的名称	符号	单　　 位	涵　　义	说　　　 明
相对原子质量（原子量）	Ar	国际单位制 （SI） 单位为1	元素的一个原子的质量对碳-12原子质量的1/12之比	原子的质量、质量数均不同于原子量
相对分子质量（化学式量）	Mr	同上	化学式中各原子的相对原子量和其原子数的乘积之和	通常用分子量表示
物质的量	n	摩尔（mol）	摩尔是表示物质的量的单位。每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。	微观粒子包括原子、分子、离子、电子等以及它们的特定组合
摩尔质量	M	g/mol	1摩尔物质的质量	数值上等于该元素的原子量或物质的化学式量
气体摩尔体积	Vm	L/mol	在标准状况下（0℃， 101.3kPa)，1mol任何气体的体积都约为22.4L。	Vm的大小与温度和压强有关
物质的量浓度	C	mol/L	1L溶液中含有溶质的物质的量

三、 物理量之间的关系及其记忆方法：（摩尔立交桥）

　　　　　　  微粒数

　　　　　　　　　 

　　　　  　N_A　　 ÷　

　 　　　　　　　　 ×　　N_A　　　 

　　　 ÷摩尔质量　　　　　　  22.4L·mol^－1÷

 质量　　　　　　   物质的量　　　　　　　　　 体积〖气体体积(标准状况)〗

　　　　摩尔质量×　（mol）　 ×22.4L·mol^－1

　　　　　　  　　÷　　 溶液　　　

　　　　　　　　 溶液　　体积

　　　　　　　　 体积　　×

　　　　　　  　　　　　　

　　　　　　　　　　 浓 度〖物质的量浓度(mol／L)〗

　

记忆方法：上微粒、下浓度，质量、体积分左右，中间就是摩尔（数）　

　　　　　　 向下、向内都用除　 反之相乘得各数

注意点：

①一个中心：必须以物质的量为中心

②两个前提：在应用Vm=22.4L·mol^－1时，一定要有“标准状况”和“气体状态”为两个前提。

③三个条件：★直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子（原子、电子等）间的关系；★摩尔质量与相对分子质量间的关系；

★“强、弱、非”电解质与溶质粒子（分子、或离子）数间的关系。

④四个无关：★物质的量、质量、粒子数的多少与温度、压强的高低无关

★物质的量浓度的大小与所取溶液的体积多少无关

（但溶质粒子数的多少与溶液体积有关）

⑤状态问题：水在标准状况下为液态或固态；SO₃在标准状况下为固态，常温常压下为液态；碳原子数大于4的烃，在标准状况下为液态或固态。

⑥特别物质的摩尔质量：D₂O、T₂O、¹⁸O₂等　

⑦某些物质分子中的原子个数：Ne、O₃、白磷等。

⑧一些物质中的化学键数目：SiO₂、Si、CH₄、P₄、CO₂等。

⑨某些离子或原子团在水溶液中发生水解反应，使离子数目减少

⑩较复杂的反应中，转移电子数的计算：Na₂O₂+H₂O、Cl₂+NaOH、电解AgNO₃溶液等。

【典型例题】

1．如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积

是（式中N_A代表阿伏加德罗常数）

　A.22.4bc/(aN_A)L　　 B.22.4ab/(cN_A)L　 C.22.4ac/(bN_A)L　 D.22.4b/(acN_A)L

2．（2001年上海）设N_A为阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是：

A、标准状况下的22.4L辛烷完全燃烧，生成二氧化碳分子数为8N_A

B．18g水中含有的电子数为10N_A  

C．46gNO₂和46gN₂O₄含有的原子数均为3N_A

D．在1L2mol/L的硝酸镁溶液中含有的硝酸根离子数为4N_A

3．设N_A代表阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是

　 A.2L 1mol/L(NH₄)₂SO₄溶液中含2N_A个NH₄⁺

　 B.SiO₂晶体中,与每1molSi原子结合形成共价键的O原子数为4N_A

　 C.在标准状况下,1L辛烷完全燃烧,可产生8N_A /22.4L二氧化碳

D.常温常压下,1mol氖气中含有N_A个氖原子

4．（2001年京、皖、蒙春季）氯的原子序数是17，³⁵Cl是氯的一种同位素。

下列说法中正确的是：

A．³⁵Cl原子所含的质子数是18　B、mol的¹H³⁵Cl分子所含的中子数约为6.02×10²³

C．3.5g的³⁵Cl₂气体的体积是2.24L　D、³⁵Cl₂气体的摩尔质量为70g/mol

5．下列说法正确的是：

A.标况下1摩任何气体所占体积一定是22.4升

B.非标准状况下，1摩H­₂所占体积一定不是22.4L

C.标况下，1mol水蒸气所占体积约为22.4L　D.标况下1molNO₂气体所占体积为22.4L

6．以石墨作电极电解氯化铜的溶液，电流强度为aA，时间t min后阴极增重Wg，

在阳极得VL纯净气体（标准状况），则计算阿伏加德罗常数的列式是

（1个电子的电量为q，铜的原子量为M）

A.64at/(2qw) 　B.672at/(Vq) 　C.30Mat/(wq) 　　D.无法列式

7．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下

体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为　

　　　　 A．1:1　　 B．2:1　 C、3:1　　　　D．1:3

8．如果将相对原子质量的标准改变(如将C-12改为C-24)，则阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量等将如何改变？

【强化训练】

1．在化学学科上经常使用下列物理量，其中跟阿伏加德罗常数无关的物理量是　　　　

A、键长　 B．摩尔质量　C．物质的量　D．气体摩尔体积

2．在100mL0.10mol/L的AgNO₃溶液中加入100mL溶有2.08g BaCl₂的溶液，再加入

100mL溶有0.010molCuSO₄·5H₂O的溶液，充分反应．下列说法中正确的是　　

　　A．最终得到白色沉淀和无色溶液

　　B、最终得到白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物

C．在最终的溶液中n（Cl^－）＝0.02mol

D．在最终的溶液中c（Cu²⁺）＝0.01mol/L

3．假设的相对原子质量为24，则下列推断不正确的是 　　　　　　　　　　

　　A、标准状况时11.2 L的质量为32g　B．的相对原子质量为32

　　C．44g和28gCO含有相同的分子数　D．标准状况时44g的体积是22.4L

4．某气体的摩尔质量为Mg·，N表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为VL的该气体所含有的分子数为X．则表示的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　A．以g为单位VL该气体的质量　　　　B、以g为单位1L该气体的质量

　　C．1L该气体中所含的分子数　　　　　 D．以L为单位1mol该气体的体积

5．下列叙述正确的是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　

A．同温同压下，相同体积的物质，它们的物质的量必相等

B、任何条件下，等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数必相等

C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小

D．等体积、等物质的量浓度的强酸中所含的H⁺数一定相等

6．某温度下，在体积一定的密闭容器中，适量的NH₃和Cl₂恰好完全反应，其产物只有N₂和NH₄Cl，则反应前后容器中压强之比应接近于

A、1:11　　　　 B、7:11　　　　  C．11:1　　　　　 D、11:7

7．已知Ba(AlO₂)₂可溶于水，向含有a mol Al₂(SO₄)₃的溶液中加入含有b mol Ba(OH)₂

溶液(2a<b<4a)所得沉淀物质的量为

A、(8a－2b)mol　 B、(a+2b)mol　　C、(8a－b)mol　 D．(11a－2b)mol

8．在相同的状况下有A、B两种气体，若V_A=V_B，质量W_A<W_B则

（n表示物质的量，M表示式量）

 A、M_A=M_B　 B．M_A<M_B　 C．n_A=n_B　　D、n_A<n_B

9．有一真空瓶重500g，在同一条件下装满O₂重508g，装满另一种G气体时重511g，

则G的分子量是　　　A、11　　 B、22　　 C．44　　  D、56

10．电解普通水（H₂O）和重水（D₂O）的混合物，通电一段时间后两极共生成气体18.5g，体积为33.6L（标况），在生成的气体中，重氢（D）和普通氢（H）的原子数比为

A、1:2　　　　B、2:3　　　　　 C．1:3　　　　　　  D、2:5

11．在一个密闭容器中盛有11gX气体（X的摩尔质量为44g/mol）时，压强为1×10⁴Pa。如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×10⁴Pa，这时

容器内气体X的分子数约为

A．3.3×10²⁵ B．3.3×10²⁴ C、7.5×10²³ D．7.5×10²²

12．设阿伏加德罗常数为N_A。标准状况下某种O₂和N₂的混合气体mg含有b个分子，

则ng该混合气体在标准状况下所占体积是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A、　B．　C． D．

13．N_A表示阿伏加德罗常数，下列说法中不正确的是：

A、　1mol甲基正离子（CH₃^＋）所含电子数为9N_A

B、　从四氧化三铁中还原出1mol Fe，发生转移的电子数为3N_A

C.　标准状况下，22.4L CO₂与CO的混合气体中含有的碳原子数为N_A　

D.　500mL 0.5mol·L^－1的Ca(NO₃)₂溶液中，含有NO₃^－的数目为0.5N_A　　

14．N_A表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是：

A.　22.4L的CH₄中含有4N_A个C－H键

B.　20g D₂O中含有的质子数为12N_A

C.　含有0.1N_A个H^＋的HCl溶液pH＝1

D、用惰性电极电解食盐水时，每当线路中有2N_A个电子通过时，就有2N_A个

水分子被消耗掉

15．已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量、一定条件下的摩尔体积。

下列物理量不能计算出近似值的是：

A.　固态物质分子的大小和质量　　B.　液态物质的分子大小和质量

C、气态物质的分子大小和质量　　D.　气态物质分子的质量

16．同温同压下，等质量的SO₂和CO₂相比较，下列叙述正确的是：

　　 A、密度比等于16：11　　B．物质的量比等于16：11

　　 C．体积比等于1：1　　　 D、体积比等于11：16

17．0．03molCu完全溶于HNO₃，产生氮的氧化物混合气体共0.05mol，则该混合气体的平均相对分子质量可能是：

　　　 A．3O 　 B、46　 C．66　 D、50　　

18．某固体A在一定温度下分解生成固体B、C和D，A（s） B（s）+C（g）+4D（g）

若测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍，且当所得气体在标况下的体积为22.4L时，所得B的质量为30.4克。则A的摩尔质量是：

　 A．130.4g·mol^－1  　　　　　　　　 B．50.4g·mol^－1　 C．182.4g·mol^－1 　　D、252g·mol^－1

19．同温同压下，当反应物分解了8%时，总体积也增加8%的是：

　 A、2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g)　　　　B．2NO(g)N₂(g)+O₂(g)

　 C．2N₂O₅(g)4NO₂(g)+O₂(g)　　　D．2NO₂(g)2NO(g)+O₂(g)

20．下列各组中两种气体的分子数一定相等的是 　　　　　　　　　　　　　　

A．温度相同、体积相同的O₂和N₂　　　　B、质量相等、密度不等的N₂和C₂H₄

　C．体积相同、密度不相等的CO和C₂H₄　　D．压强相同，体积相同的O₂和H₂

21．一定条件下，可逆反应A₂(g)+B₂(g)  2C(g)达到化学平衡状态，测得平衡状态时C（A₂）=0.5mol·L^－1，C（B₂）=0.1omol·L^-1，C（C）=1.6mol·L^－1，

其中A₂、B₂、C的起始浓度分别为a mol·L^－1、b mol·L^－1、c mol·L^－1,请回答：

a、b应满足的关系是　　　　　　　　　　　 ，a的取值范围是　　　　　　

说明你的结论的由来　　　　　　　　  .

22．称取金属钠、铁、铝各mg，在室温下分别与VL4mol·L^-1的HCl充分反应，试推断在下列三种情况下，V的取值范围（用含m的表达式表示）

（1）铝与盐酸反应放出H₂最多__________（2）钠与盐酸反应放出H₂最多________

（3）铝、铁分别与VL盐酸反应放出氢气一样多___________________

23．常温下A和B两种气体组成的混合物（A的式量大于B），经分析混合物气体中只

含有C、O元素。

（1）当混合物中C、O的质量比总是小于3∶8时，混合气体中A和B分别

是　　 和　　　 （填写物质名称）。

（2）当混合物中C、O的质量比总是介于3∶8和3∶4之间时，混合气体中A和B

分别可能是　　　和　　　或　　　和　　　（填写化学式）。

24．体积比为1∶1的氢气和某种氮的氧化物在一定温度和压强下反应，生成体积比也

为1∶1的水蒸气和氮气，并且反应前后总体积不变。则这种氮氧化物的

化学式为　　　，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。

25．常温下A和B两种气体组成的混合物（A的式量大于B），经分析混合气体中只含

有N和H两种元素，而且不论A和B如何混合，N和H的质量比总是大于14∶3，由此可以确定A为　　　 ，B为　　　 ，

其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;

若上述混合物中N和H的质量比为7∶1，则在此混合物中A和B的物质的量

之比是　　　　 ，A在混合物中的体积分数为　　　 。

26．加热硫酸铜晶体，随着温度不断升高到1000℃，晶体会逐渐“释放”水蒸气、

三氧化硫（并会分解）、氧气，同时生成CuO，而最后CuO转化为Cu₂O，现将

25.0g CuSO₄·H₂O均匀加热，缓慢升温至1000℃，并恒温一段时间。

试通过计算回答下列问题：
（1）反应过程中固体产物的质量是否可以为10g（填“可能”或“不可能”）　　　　；
（2）若实验无误差，反应完全后，气体产物除去水后，其物质的量n（气体）的

取值范围为　　　　　　　　  　　；
（3）某同学在实验最后获得固体质量为7.6g，试计算该同学获得固体物质的组成

成分和它们的质量。

27．NH₃和Cl₂可迅速发生如下反应：

2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl.附图为反应后

气体总体积V随该混合气体中Cl₂

的体积含量（x%）而变化的图象

（每次实验取气体的总量均为18L）试计算

（1）当反应处于B点时（结束后）原混合气体中Cl₂体积百分含量是多少？

（2）当反应结束处于A点时所得气体的总体积是多少升？

（3）当反应结束时，V=6L，则原混合气体中Cl₂的体积百分含量为多少？