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微专题一　物质的量及其计算
1.以物质的量为桥梁的相关计算
物质的量是联系宏观量(如质量、体积)与微观量(如微粒数目)的桥梁和纽带,是计算的核心。解答时,要厘清它们之间的关系。要紧紧抓住“物质的量”这个计算的核心,牢固建立把“其他物理量转化为物质的量”的这一思维模式,充分利用下列“万能恒等式”及其变形,进行各量的相互求算:n===。
[典型例题1] 下列叙述中,正确的是(　　)
A.1 mol H2O中含有1 mol H2和1 mol O
B.等质量的O2和O3中所含的氧原子数相同
C.等质量的CO与CO2中所含碳原子数之比为 7∶11
D.98 g H2SO4溶解于500 mL水中,所得溶液中硫酸的物质的量浓度为2 mol·L-1
【答案】 B
【解析】 H2O是由氢原子和氧原子构成的,即 1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O,故A错误;无论是O2还是O3,都是由氧原子构成的,等质量的O2和O3含有的氧原子数相同,故B正确;等质量的CO和CO2的物质的量之比为∶=11∶7,CO和CO2的物质的量之比等于碳原子的物质的量之比,即所含碳原子数之比为 11∶7,故C错误;题目中没有指明溶液的体积,因此无法计算出硫酸的物质的量浓度,故D错误。
[跟踪训练1] 现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为　　　　。
(2)该气体所含原子总数为　　　　。
(3)该气体在标准状况下的体积为　　　　　　。
(4)该气体在标准状况下的密度为　　　　　　。
(5)该气体一个分子的质量为　　　　。
【答案】 (1) mol　(2)　(3) L　(4) g·L-1　(5) g
【解析】 根据标准状况下,气体体积相关计算关系 n===进行求解。(4)由质量和标准状况下的体积可求气体的密度,也可由M=Vm·ρ 求气体的密度。(5)气体摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值,即为一个分子的质量。
2.阿伏加德罗常数考查常见陷阱
(1)陷阱一:状况条件。若给出在非标准状况下,如已知常温、常压下气体的体积,不能用22.4 L·mol-1进行计算。
(2)陷阱二:物质状态。已知在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫等),不能用 22.4 L·mol-1 进行计算。
(3)陷阱三:单质组成。气体单质的组成除常见的双原子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。
(4)陷阱四:微粒种类。微粒种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。解答时要看准题目要求,防止误入陷阱。
[典型例题2] 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是(　　)
A.0.01 mol N中含有的质子数为0.1NA
B.4.48 L N2与SO2的混合物所含分子数为 0.2NA
C.3.2 g O2与O3的混合物中所含氧原子数为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L CO和CO2的混合气体中含碳原子数为0.5NA
【答案】 C
【解析】 1个N中含有11个质子,则0.01 mol N中含有的质子数为0.11NA,A不正确;温度、压强未知,无法计算4.48 L N2与SO2的物质的量,故不能求出混合物所含分子数,B不正确;3.2 g O2与3.2 g O3中所含氧原子的物质的量都为0.2 mol,则混合物中所含氧原子数为0.2NA,C正确;标准状况下,22.4 L CO和CO2的物质的量为1 mol,则混合气体中含碳原子数为NA,D不正确。
[跟踪训练2] 下列说法正确的是　　　　(填序号)。
①1 mol H2与1 mol O2的体积一定相同
②在标准状况下,0.5 mol SO2和0.5 mol SO3的体积均为11.2 L
③在相同温度和压强下,等质量的N2和CO中原子数相同
④在标准状况下,1 mol 任何物质的体积均为 22.4 L
⑤在一定条件下,1 mol SO2的体积是22.4 L,此时一定处于标准状况
【答案】 ③
【解析】 没有说明温度和压强,1 mol H2与1 mol O2的体积不一定相同,①错误;标准状况下,SO3不是气体,②错误;等质量的N2和CO的物质的量相等,进而推知其具有相同的分子数,而N2和CO中分子数与原子数之比都是1∶2,因此等质量的N2和CO中原子数相同,③正确;在标准状况下,1 mol 气体的体积均为 22.4 L,而非题干中任何物质,④错误;气体摩尔体积受到温度和压强的共同影响,温度和压强分别高于标准状况时,气体摩尔体积也可能为22.4 L·mol-1,⑤错误。
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(　　)
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】 a g气态双原子分子的物质的量为 mol,摩尔质量为=g·mol-1,所以b g该气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.0.5 mol锌粒与足量盐酸反应产生 11.2 L H2
B.标准状况下,11.2 L CCl4所含分子数为0.5NA
C.0.1 mol CH4所含氢原子数为0.4NA
D.常温常压下,28 g N2中所含原子数为NA
【答案】 C
【解析】 未说明处于标准状况,A错误;标准状况下,四氯化碳不是气体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,B错误;0.1 mol CH4中n(H)=4×0.1 mol=0.4 mol,所含氢原子数为0.4NA,
C正确;28 g N2的物质的量为 1 mol,所含氮原子数为2NA,D错误。
3.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.常温常压下,11.2 L H2O中含有的分子数为0.5NA
B.m g K2R中含有a mol K+,则K2R的摩尔质量为 g/mol
C.将等质量的CH4、O2,在相同状况下分别充入两个相同的气球中,充O2的气球更大
D.在常温常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体中含有的原子数为6NA
【答案】 D
【解析】 常温常压下,H2O为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,A错误;m g K2R中含有a mol K+,推出K2R的物质的量为mol,所以K2R的摩尔质量为 g/mol,B错误;等质量的CH4、O2,在相同状况下,CH4的物质的量更大,体积更大,所以分别充入两个相同的气球中,充CH4的气球更大,C错误;NO2的摩尔质量为 46 g/mol,NO2和N2O4的混合气体可以表示为“NO2”,92 g的NO2和N2O4的混合气体含有 2 mol “NO2”,含有的原子数为6NA,D正确。
4.以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础,下列与“物质的量”相关的计算正确的是(　　)
A.现有CO、CO2、O3三种气体,它们分别都含有 1 mol O,则三种气体的物质的量之比为 3∶2∶1
B.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数一定相等
C.标准状况下,11.2 L X气体分子的质量为 16 g,则X气体的摩尔质量是32
D.a g Cl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为
【答案】 D
【解析】 含有1 mol O的CO、CO2、O3的物质的量分别为 1 mol、 mol、 mol,其物质的量之比为6∶3∶2,A错误;未指明气体所处状况,22.4 L CO2的物质的量无法确定,B错误;摩尔质量的单位为g·mol-1,C错误;由 n==知,NA=N×=b×= mol-1,D正确。
5.(1)在标准状况下,11 g CO2的物质的量为　　　　　,体积为　　　　　。
(2)已知4.8 g某混合气体含分子数为0.15NA,该气体的平均摩尔质量为　　　　　　　。
(3)等物质的量的SO2和SO3含有的氧原子数之比为　　　 　　;气体的质量之比为
　　　　　。
(4)12 g CH4和O2的混合气体在标准状况下的体积为11.2 L,则混合气体中CH4与O2的物质的量之比为　　　　。
【答案】 (1)0.25 mol　5.6 L　(2)32 g·mol-1
(3)2∶3　4∶5　(4)1∶1
【解析】 (1)在标准状况下,11 g CO2的物质的量为 n===0.25 mol;体积为V=
nVm=0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。
(2)4.8 g某混合气体含分子数为0.15NA,则物质的量为n==0.15 mol,该气体的平均摩尔质量为M===32 g·mol-1。
(3)设SO2和SO3的物质的量都是1 mol,1个二氧化硫分子中含有2个氧原子,1个三氧化硫分子中含有3个氧原子,则所含氧原子数之比为2∶3;气体的质量之比为(1 mol×
64 g·mol-1)∶(1 mol×80 g·mol-1)=4∶5。
(4)在标准状况下,12 g CH4和O2的混合气体的体积为11.2 L,n(气体)==0.5 mol,设混合气体中CH4和O2的物质的量分别为x、y,则x+y=0.5 mol,16 g·mol-1×x+32 g·mol-1×
y=12 g,解得x=0.25 mol,y=0.25 mol,则混合气体中CH4和O2的物质的量之比为0.25 mol∶
0.25 mol=1∶1。(共12张PPT)
微专题一　物质的量及其计算
[典型例题1] 下列叙述中,正确的是(　　)
A.1 mol H2O中含有1 mol H2和1 mol O
B.等质量的O2和O3中所含的氧原子数相同
C.等质量的CO与CO2中所含碳原子数之比为 7∶11
D.98 g H2SO4溶解于500 mL水中,所得溶液中硫酸的物质的量浓度为2 mol·L-1
B
[跟踪训练1] 现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为　　　　。
(2)该气体所含原子总数为　　　　。
(3)该气体在标准状况下的体积为　　　　　　。
(4)该气体在标准状况下的密度为　　　　　　。
(5)该气体一个分子的质量为　　　　。
【解析】 (5)气体摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值,即为一个分子的质量。
2.阿伏加德罗常数考查常见陷阱
(1)陷阱一:状况条件。若给出在非标准状况下,如已知常温、常压下气体的体积,不能用22.4 L·mol-1进行计算。
(2)陷阱二:物质状态。已知在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫等),不能用 22.4 L·mol-1 进行计算。
(3)陷阱三:单质组成。气体单质的组成除常见的双原子外,还有单原子分子
(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。
(4)陷阱四:微粒种类。微粒种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。解答时要看准题目要求,防止误入陷阱。
[典型例题2] 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是(　　)
C
[跟踪训练2] 下列说法正确的是　　　　(填序号)。
①1 mol H2与1 mol O2的体积一定相同
②在标准状况下,0.5 mol SO2和0.5 mol SO3的体积均为11.2 L
③在相同温度和压强下,等质量的N2和CO中原子数相同
④在标准状况下,1 mol 任何物质的体积均为 22.4 L
⑤在一定条件下,1 mol SO2的体积是22.4 L,此时一定处于标准状况
③
【解析】 没有说明温度和压强,1 mol H2与1 mol O2的体积不一定相同,①错误;标准状况下,SO3不是气体,②错误;等质量的N2和CO的物质的量相等,进而推知其具有相同的分子数,而N2和CO中分子数与原子数之比都是1∶2,因此等质量的N2和CO中原子数相同,③正确;在标准状况下,1 mol 气体的体积均为 22.4 L,而非题干中任何物质,④错误;气体摩尔体积受到温度和压强的共同影响,温度和压强分别高于标准状况时,气体摩尔体积也可能为
22.4 L·mol-1,⑤错误。

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