物质的量知识要点归纳

化学计量在试验中的应用一、基本理论概念1.物质的量（1）概念：表示物质所含微粒数目多少的物理量（2）符号：n（3）单位：mol2.摩尔（1）概念：摩尔是物质的量的单位，每1mol物质含有阿伏加德罗常数个结构微粒。（2）符号：mol（3）说明：①必须指明物质微粒的名称，不能是宏观物质名称，例：不能说1摩氢、1摩氧，因这样说指哪种微粒不明确。②常见的微观粒子有：分子、原子、离子、电子、质子、中子或它们特定的组合③当有些物质的微观粒子只有一种时，可以省略其名称3.阿伏加德罗常数（1）含义：实验测定12g12C中碳原子的个数（2）符号：NA（3）单位：个/mol（4）说明：①NA的基准是12g碳-12中的原子个数②12C不仅是摩尔的基准对象，而且还是相对原子质量的基准③NA是一个实验值，现阶段常取6.02×1023作计算④要注意NA与6.02×1023的区别m、n、N之间的计算关系*.物质粒子数、物质的量与阿伏伽德罗常数之间的关系：n=ANN≈1002.623N4.摩尔质量（1）概念：单位物质的量的物质的质量（2）符号：M（3）单位：g·mol-1（4）说明：①使用范围：A.任何一种微观粒子B.无论是否纯净C.无论物质的状态②与式量的比较：式量无单位③与1mol物质的质量的比较：*.物质的质量、物质的量与摩尔质量之间的计算关系：Mmn5.气体摩尔体积（1）概念：单位物质的量的气体的体积（2）符号：mV（3）单位：L·mol-1（4）标准状况下的气体摩尔体积①标准状况：0℃、1atm即1.01×105Pa②理想气体：A.不计大小但计质量B.不计分子间的相互作用③标准状况下的气体摩尔体积：约22.4L·mol-1（5）影响物质体积大小的因素：①构成物质的微粒的大小（物质的本性）②结构微粒之间距离的大小（温度与压强来共同决定）③结构微粒的多少（物质的量的大小）*.气体的体积、物质的量与气体摩尔体积之间的计算关系：mVVn=ANN≈4.22V6.物质的量浓度（1）概念：用单位体积的溶液中溶解溶质的物质的量的多少来表示溶液的浓度（2）符号：c（3）单位：mol·L-1（4）说明：①物质的量浓度是溶液的体积浓度②溶液中的溶质既可以为纯净物又可以为混合物，还可以是指某种离子或分子*.物质的量浓度、溶液的体积、物质的量之间的计算关系：n=CV7.相互关系：n=ANN=Mm=mVV=CV二、有关计算关系1.m、n、N之间的计算关系（1）计算关系：Mmn=ANN（2）使用范围：只要物质的组成不变，无论是何状态都可以使用2.V、n、N之间的计算关系（1）计算关系：mVVn=ANN=4.22V（2）使用范围：①适用于所有的气体，无论是纯净气体还是混合气体②当气体摩尔体积用22.4L·mol-1时必须是标准状况3.c、m、V、N之间的计算关系（1）计算关系：VNNMVmVncA（2）使用范围：①以上计算关系必须是在溶液中使用②微粒数目是指某种溶质③若溶液是由气体溶解于水形成的，要特别注意以下几点：A.必须根据定义表达式进行计算B.氨水中的溶质主要是NH3·H2O，但要以NH3为准计算C.溶液的体积不能直接用气体的体积或水的体积或气体与水的体积之和，而必须是通过mV计算得到4.c、%、ρ之间的计算关系（1）计算关系：Mc%1000（2）使用范围：同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算（3）推断方法：①根据物质的量浓度的定义表达式②溶质的物质的量用MVMmn计算③注意溶液体积的单位5.混合气体的平均分子量的有关计算（1）计算依据：①1mol任何物质的质量（以g为单位）在数值上与其式量相等②1mol任何气体的体积（以L为单位）在数值上与气体摩尔体积（以L·mol-1为单位）相等（2）基本计算关系：M—nm（3）变换计算关系：①M—=iiMn%②M—=iiMV%（4）使用说明：①(2)的计算式适用于所有的混合物的计算②(3)中的计算式只适用与混合气体的有关计算③(3)中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律6.密度与相对密度（1）密度①计算表达式：Vm②使用说明：A.适用于所有的物质，不受物质状态的限制，也适用于所有的混合物B.所有物质：mVM，标准状况下气体4.22M（2）相对密度①计算表达式：2121MMD②使用说明：A.相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比B.既可以用于纯净气体之间的计算，也可以用于混合气体之间三、气态方程：PV=nR④阿伏加德罗定律重要公式—气态方程：PV=nRT推论1：同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即2121nnVV。推论2：同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，即2121nnPP。推论3：同温同压下，同体积的任何气体的质量之比，等于分子量之比，也等于密度之比，即212121ddMMmm。推论4：同温同压下，同质量的气体体积之比等于摩尔质量之反比，即1221MMVV。推论5：混和气体平均分子量的几种计算方法：(1)标准状况下，平均分子量d4.22M（∴d=4.22M）(1mol的物质所具有的质量)(2)因为相对密度212121DMM,MMddD所以（相对密度的定义要补充）(3)摩尔质量定义法：总总nmM（混合总质量除以混合总物质的量）(4)物质的量或体积分数法：总总VVMVMVMnnMnMnM%bM%aMMnn2211nn2211BA以上推论及气态方程PV=nRT在有关气体的化学计算中具有广泛的应用。练习[例1]两个体积相等的容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2，在同温同压下两个容器内的气体一定具有相同的（）（A）原子总数（B）质子总数（C）分子总数（D）质量[解]根据阿伏加德罗定律，在同温同压下，同体积的气体含有的分子数相同。尽管第二个容器内的气体是由两种混合气体组成，但这种混合气体同样也服从阿伏加德罗定律，因此（C）可首先肯定为正确答案。NO、N2和O2都是双原子分子。由于其分子数相同，其原子数也相同，因此（A）也是本题答案。[例2]按质量各占50%的甲烷和乙烯混和的混和物，则混和气体中甲烷和乙烯体积比为（）（A）7：2（B）7：3（C）7：4（D）6：4[解]混和后的气体一定是在同温同压下，题意中又告知两种气体等质量，根据推论4，有：471628MMVV4422CHHC4HC4CH应选（C）[例3]在一个6升的密闭容器中，放入3升X（气）和2升Y（气），在一定条件下发生下列反应：4X（气）+3Y（气）2Q（气）+nR（气），达到平衡后，容器内温度不变，混和气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小31，则该反应方程式中的n值是（）（A）3（B）4（C）5（D）6[解]本题若按化学平衡计算的方法很难解答，由推论2知：若反应后气体的压强大于反应前气体的压强，则反应后气体的物质的量必然大于反应前气体的物质的量，即342n，所以5n。故答案是（D）。[例4]CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6（水和其他反应产物忽略不计）。取一定量CH4经催化氧化后得到一种混合气体，它在标准状况下的密度为0.780g/L。已知反应中CH4消耗了20.0%，计算混合气体中C2H4的体积分数（本题计算过程中请保持3位有效数字）。[解]设反应前CH4为1mol，其中有xmol转化成C2H4，（0.2-x）mol转化成C2H6，由关系式mol2xxmolHCCH2424mol2x200.0mol)x200.0(HCCH2624可知，反应后混合气体的总物质的量moln900.022.00800总根据总nnMnMnMd4.22Mnn2211有900.02x200.0302x28800.01678.04.22解得0800.0x%44.4%100900.02/0800.0HC42物质的量分数的体积分数例5、用密度为1.32g/cm3的硫酸溶液，逐滴滴入BaCl2溶液中，直到沉淀恰好完全为止。已知所生成的沉淀的质量等于所用硫酸溶液的质量，则硫酸溶液的浓度为（）(A)21.9%(B)42.1%(C)13.5mol/L(D)5.67mol/L解：依题意，生成沉淀的质量应等于溶液的质量∵H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl98233M×ω%M∴H2SO4%=%10023398=42.1%)/(67.5198%1.4232.11000LmolC故答案为B、D物质的量浓度的计算，公式虽简单，但种类繁多，题型比较复杂，关键是从已知条件中找出溶质的物质的量(mol)和溶液体积(L)，即可求溶液的物质的量浓度。若已知溶液的密度还可进行物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数(或饱和溶液的溶解度)之间的相互求算：物质的量浓度(c)=LmolgcmgmL1)()(100013溶质摩尔质量溶质的质量分数溶液的密度记为c=M%1000则ω%＝%10cM因此，在有关计算中形成解题思路一般有两个出发点：①由“定义式”出发：物质的量浓度定义的数学表达式为c=n/V，由此知，欲求c，先求n及V。②由守恒的观点出发：a.稀释前后“溶质的物质的量守恒”。b.溶液中“微粒之间电荷守恒”(溶液呈电中性)。如在Na2SO4溶液中，阴离子SO42-与阳离子Na+所带电荷一定相等，即n(Na+)×1=n(SO2-4)×2，又因在同一溶液中，体积都相同，故有c(Na＋)×1=c(SO42-)×2。再如，在Na2SO4、KNO3和HCl的混合液中，阳离子有Na+、K+、H+，阴离子有SO42-、NO-3、Cl-，由电荷守恒知：c(Na＋)×1+c(K＋)×1+c(H＋)×1=c(SO2-4)×2+c(NO-3)×1+c(Cl-)×1简化为c(Na＋)＋c(K＋)＋c(H＋)＝2c(SO2－4)＋c(NO－3)＋c(Cl－)c.化学反应前后的质量守恒现将两类浓度的求算总结如下：1.溶液中粒子的物质的量浓度强电解质AxBy====xAy++yBx-有c(Ay＋)====xc(AxBy)c(Bx-)====yc(AxBy)c(Ay+)∶c(Bx-)====x∶y以Fe2(SO4)3为例：(1)若Fe2(SO4)3的物质的量浓度为amol·L－1，则c(Fe3+)=2amol·L－1，c(SO2-4)=3amol·L－1。(2)若Fe2(SO4)3溶液中c(SO2－4)＝amol·L－1，则3］＝3amol·L－1。(3)溶液中电荷关系：3c(Fe3+)=2c(SO2-4)。2.气体溶于水后溶质的物质的量浓度在标准状况下，1L水中溶解某气体VL，所得溶液密度为ρg·mL-1，已知该气体的摩尔质量为Mg·mol－1，水的密度是1g·mL－1，则溶于水后溶质的物质的量浓度为：c=1000)4.2211000(4.2210004.22MVVLmmolvVnmol·L－1=MVV224001000mol·L－1%10022400%100)4.221000(4.22%100)()(MVMVgMVMgVmmw溶液溶质