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化学计量

化学计量
高考怎么考

本讲内容简介：
自检自查必考点

一、各计量间的相互关系
1. 物质的量：是表示大量粒子集体的一个物理量，符号为n，单位是摩尔（mol）。
2. 摩尔：物质的量的单位；
【注】国际上规定， 1摩尔粒子集体所含的粒子数与0.012 kg中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023
3. 阿伏加德罗常数：1摩尔的任何粒子的粒子数，即1摩尔粒子数的准确值，用符号NA表示，NA的近似值为6.02×1023mol-1。
计算公式：n=
4. 使用摩尔这个单位时要注意：①使用范围，只能用于微观（原子、离子等），不适用于宏观
②使用时应该用化学式指明粒子的种类。
5. 摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量叫做~ ，用符号M表示，单位是g•mol-1。
计算公式：M=
注意：摩尔质量与相对分子质量、相对原子质量的关系：摩尔质量以g•mol-1为单位，数值上与相对分子质量或相对原子质量相等，相对原子质量或相对分子质量无单位。
6. 气体摩尔体积：单位物质的量的气体所具有的体积叫做气体的摩尔体积，用Vm表示，单位是L•mol-1。
计算公式：Vm =
此概念要具备的要点：①必须是气体（可以是混合气体）②要看气体的状况
【例如】①气体（可以是混合气体）②在标准状况下（0℃,101kPa)③物质的量为1mol ,则体积约为22.4L。
如果是气体却不在标准状况下，物质的量即使是1mol，体积也不一定等于22.4L。
二、基本公式：
（1）物质的量与微粒个数的关系： n=
（2）物质的量与质量的关系： n= M= m=M·n
（3）气体物质的量与体积的关系：n= n=（标准状况)
Vm = V=
（4）物质的量浓度：c= n=c·V
（5）溶液物质的量浓度与质量分数的关系： c = （密度的单位：g/cm3 )
（6）溶液稀释： c1V1=c2V2
例题精讲

【例1】 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 …（　　）
A．1 mol甲醇中含有C—H键的数目为4NA
B．25 ℃，pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的数目为0.1NA
C．标准状况下，2.24 L己烷含有分子的数目为0.1NA
D．常温常压下，Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2 mol O2，转移电子的数目为0.4NA
【例2】 NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．标准状况下，22.4L二氯甲烷的分子数约为NA个
B．盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子，则SO2的物质的量为0.5mol
C．17.6g丙烷中所含的极性共价键为4NA个
D．电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少64g
【例3】 下列叙述正确的是（用NA代表阿伏加德罗常数的值）（　　）
A．2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
B．1molHCl气体中的粒子数与0.5 mo1/L盐酸中溶质粒子数相等
C．在标准状况下，22.4LCH4与18gH2O所含有的电子数均为10 NA
D．CO与N2为等电子体，22.4L的CO气体与lmol N2所含的电子数相等
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阿伏伽德罗定律的拓展
阿伏伽德罗定律：在同温、同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子数。
根据克拉伯龙方程：===
（P指压强，V指体积，n代表物质的量，R为常数，T为开氏温度）
推导结论：1、同温、同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，
2、同温、同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，
3、同温、同压下，相同体积的任何气体质量比等于其摩尔质量比，
4、同温、同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，
5、同温、同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量成反比，
6、同温、同体积下，同质量的任何气体的压强与其摩尔质量成反比，
例题精讲

【例4】 在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度与压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是（　　）
A．甲的分子数比乙的分子数多 B．甲的物质的量比乙的物质的量少
C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
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一定物质的量浓度溶液的配制
1.物质的量浓度溶液的配制步骤：
（1）计算：如溶质为固体时，计算所需固体的质量；如溶液是液体时，则计算所需液体的体积。
（2）称量：用天平称出所需固体的质量或用量筒量出所需液体的体积。
（3）溶解：把称量出的溶质放在烧杯中用量筒加适量的水溶解，边加水边震荡，冷却。
（4）转移：把所得的溶解液用玻璃棒引流注入容量瓶中。
（5）洗涤：用少量的蒸馏水洗涤烧杯与玻棒2-3次，把每次的洗涤液一并注入容量瓶中，摇匀。
（6）定容：向容量瓶中缓缓注入蒸馏水至离容量瓶刻度线1-2cm处，再用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
（7）摇匀：盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，反复上下颠倒摇匀，然后将所配的溶液倒入指定试剂瓶并贴好标签。
2.误差分析：
根据c=n/V =m/MV来判断，看m、V是变大还是变小，然后确定c的变化。
【注意事项】
1. 计算所用溶质的多少时，以下问题要弄清楚：
①溶质为固体时，分两种情况：
溶质是无水固体时，用cB=n（mol）/V（L）=[m（g）/M（g·mol–1）]/V（L）公式算m；
溶质是含结晶水的固体时，则还需将无水固体的质量转化为结晶水合物的质量。
②溶质为浓溶液时，也分两种情况：
若已知浓溶液的物质的量浓度，则根据公式c（浓）×V（浓）=c（稀）×V（稀）来求V
若已知浓溶液的密度（ρ）与溶质的质量分数（ω），则根据c=[ρg·mL-1×V’（mL）×ω/Mg·mol-1]/V（mL）来求V’（mL）。
③所配溶液的体积与容量瓶的量程不符时：算溶质时则取与实际体积最接近的量程数据做溶液的体积来求溶质的多少，不能用实际量。
如：实验室需配制480mL1moL·L-1的NaOH溶液，需取固体NaOH的质量应为20.0g，而不是19.2g；因为容量瓶只能配制其规定量程体积的溶液，要配制符合要求的溶液时，选取的容量瓶只能是500 mL量程的容量瓶。故只能先配制500 mL溶液，然后再取出480mL。
2. 称、量溶质时，一要注意所测数据的有效性（即精度）。
二要选择恰当的量器，称量易潮解的物质如NaOH时，应用带盖的称量瓶（或小烧杯）快速称量；量取液体时，量器的量程与实际体积数据相差不能过大，否则易产生较大误差。
3. 容量瓶使用前要用蒸馏水洗涤2～3次；溶解或稀释溶质后要冷却溶液至室温；定容、摇匀时，
不能用手掌贴住瓶体，以免引起溶液体积的变化；摇匀后，如果液面降到刻度线下，不能向容量瓶中再加蒸馏水了，因为瓶塞、瓶口是磨口的，有少量溶液残留。
4. 定容时如果液面超过了刻度线或摇匀时洒出少量溶液，均须重新配制。
例题精讲

【例5】 标况下将V L（摩尔质量为M g·moL-1）的气体A溶于100mL水中，得到溶液的密度是d g·mL-1，则此溶液物质的量浓度是（ ）
A． mol·L-1 B． mol·L-1
C． mol·L-1 D． mol·L-1
【例6】 标准状况下VL氨气溶解在1L水中（水的密度近似为1g/ml），所得溶液的密度为p g/ml，质量分数为ω，物质浓度为c mol/L，则下列关系中不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
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化学计量在简单计算中的应用
根据某些量守恒的关系进行解题，思路清晰，条理分明，解题快速是中学化学计算中最常用的一种方法。
守恒法的最基本原理为——质量守恒定律，并由此衍生出来：
一切化学变化中都存在的——微粒守恒
氧化还原反应中存在的——得失电子守恒
化合物的化学式存在的——正、负化合价总数相等
电解质溶液中存在的——阴、阳离子电荷守恒
例题精讲

【例7】 有BaCl2与NaCl的混合溶液aL，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2+离子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl离子完全沉淀。反应中消耗xmol H2SO4、ymol AgNO3。据此得知原混合溶液中的c（Na+）/ mol·L-1为（ ）
A．（y-2x）/a B．（y-x）/a
C．（2y-2x）/a D．（2y-4x）/a
【例8】 在3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2↑中，若5mol水做还原剂时，被水还原的BrF3的物质的量是
A、3 mol B、2 mol C、 mol D、 mol
【例9】 现有m molNO2与n molNO组成的混合气体，欲用amol/L NaOH溶液，使该混合气体全部转化成盐进入溶液，使混合气体全部转化成盐进入溶液，需用NaOH溶液的体积是（    ）
A.                 B.         C.         D.
【例10】 硫酸钠-过氧化氢加合物（xNa2SO4 ·yH2O2 ·zH2O）的组成可通过下列实验测定：①准确称取
1. 7700 g 样品，配制成100. 00 mL 溶液A。②准确量取25. 00 mL 溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2 溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0. 5825 g。③准确量取25. 00 mL 溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0. 02000 mol·L-1KMnO4 溶液滴定至终点，消耗KMnO4 溶液25. 00 mL。H2O2 与KMnO4 反应的离子方程式如下：2MnO4- +5H2O2+6H＋=2Mn2＋+8H2O+5O2↑
（1）已知室温下BaSO4的Ksp =1. 1× 10-10，欲使溶液中c（SO42－）≤1. 0×10-6 mol·L-1，应保持溶液中
c（Ba2＋）≥___________mol·L-1。
（2）上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO4- 被还原为MnO2，其离子方程为__________________。
（3）通过计算确定样品的组成（写出计算过程）
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