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物质的量公式大全

“物质的量”的复习指导

一、理清物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数三者的关系

物质的量在国际单位制(SI)中是七个最基本的物理量之一,用于表示微观粒子(或这些粒子的特定组合)的数量,我们在计量物质的多少时通常就是用质量、体积、物质的量;摩尔(mol)是物质的量的SI单位;而阿伏加德罗常数NA则是mol这个计量单位的计量标准,此计量标准(注意:它不是单位)等于0.012Kg12C中所含碳原子的数量,根据定义,阿伏加德罗常数本身是一个实验值,其最新实验数据NA=6.0220943×1023mol—1。如氧气分子的数量为此数的两倍,就可以记为2molO2。

二、识记两种物质的量浓度溶液的配制

1.由固体配制溶液

步骤:①计算②称量③溶解④转移⑤洗涤⑥定容、摇匀

仪器:容量瓶、托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管

2.由浓溶液配制稀溶液

步骤:①计算②量取③稀释④转移⑤洗涤⑥定容、摇匀

仪器:容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管

三、理解三个公式

1.物质的量计算的万能公式:n=m/M=V(g)/Vm=N/NA=c*V=xs/[m*(100+s)]

式中n为物质的量,单位为mol;m为物质质量,单位为g;M为摩尔质量,单位为g?mol -1;V(g)为气体体积,单位为L;Vm为气体摩尔体积,单位为L?mol-1;N为粒子个数,NA为阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1;c为物质的量浓度,单位为mol?L-1;V(aq)为溶液体积,单位为L;x为饱和溶液的质量,单位为g;S为溶解度,单位为g。

解答阿伏加德罗常数(NA)问题的试题时,必须注意下列一些细微的知识点:

①标准状况下非气体物质:水、溴、SO3、CCl4、苯、辛烷、CHCl3等不能用Vm=22.4L/mol 将体积转化为物质的量。

②分子中原子个数问题:氧气、氮气、氟气等是双原子的分子,稀有气体(单原子分子)、白磷(P4)、臭氧(O3)。

③较复杂的氧化还原反应中转移的电子数:Na2O2与H2O、Cl2与NaOH、KClO3与盐酸、铜与硫、电解AgNO3等。

2.一定质量分数溶液的稀释

ω1?m1=ω2?m2(稀释前后溶质的质量守恒)

ω1为稀释前溶液的质量分数,m1为稀释前溶液的质量;ω2为稀释后溶液的质量分数,m2为稀释后溶液的质量。

3.一定物质的量浓度溶液的稀释

c1稀释前浓溶液的物质的量浓度,c2为稀释后溶液的物质的量浓度;V1为稀释前溶液的体积,V2为稀释后溶液的体积。

四、掌握阿伏加德罗定律的四条推论

阿伏加德罗定律(四同定律):同温、同压、同体积的任何气体所含分子数相同或气体物质的量相同。气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。

1.推论一:同温同压下,气体的体积比等于物质的量之比,等于分子数之比(V1:V2=n1:n2=N1:N2)

2.推论二:同温同压下,气体的密度比等于其相对分子质量之比(ρ1:ρ2=M1:M2)

3.推论三:同温同压下,同质量气体的体积比与相对分子质量成反比(V1:V2=M2:M1) 4.推论四:同温同容下,气体的压强比等于物质的量比(P1:P2=n1:n2)

以上阿伏加德罗定律及推论必须理解记忆,学会由理想气体状态方程(PV=nRT=m/M *RT)自

己推导。

五、辨别五个概念

1.摩尔:如果在一定量的粒子的集体中所含有的粒子数目与0.012Kg12C中所含的原子数目相同,则该集体的量值为1mol。

2.物质的量:这个物理量表示的意义,实质上就是含有一定数目粒子的集体。

3.摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。

4.气体摩尔体积:单位物质的量的气体所占的体积叫做摩尔质量。

5.物质的量浓度:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示的溶液的组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。

巧解溶液的浓度计算

考点动向:溶液的浓度计算是高考的必考题。主要考查:①溶液物质的量的浓度、溶质的物质的量(或质量或气体标准状况下的)的之间的换算;②物质的量浓度、溶质的质量分数和溶解度之间的换算;③两种溶液混合(包括反应和不反应两种情况)后,溶液浓度的计算;④溶解度的综合计算。物质的量浓度计算的题型有选择题、填空题、计算题,溶解度的计算以选择题为主。

方法范例:

例1.(2005?天津)根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表

0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃

NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8

NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 -①---

NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 -

NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3

①>35℃NH4HCO3会有分解

请回答:(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则,若低于30℃,则;为控制此温度范围,采取的加热方法为。

(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质(以化学式表示)。

(3)过滤所得的母液中含有(以化学式表示),需加入,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。

(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点),所用HCl溶液体积为V1mL,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=

解析:侯德榜制碱法利用一定条件下NaHCO3溶解度相对较小的特点,在饱和食盐水先后通入NH3、CO2,获得NaHCO3后灼烧生成Na2CO3。

根据表格,40℃以上NH4HCO3溶解度不再给出,因为35℃以上NH4HCO3开始分解。在35℃以下尽量提高温度可以让反应速率加快,有利于提高单位时间产率。反应液中存在

NH4+、Na+、HCO3—、Cl—,参照30℃时各物质溶解度可知,此时溶解度最小的NaHCO3最先析出。30℃时,NaHCO3的溶解度为11.1g,说明Na+、HCO3—不可能完全沉淀。最终得到的母液中同时存在NH4+、Na+、HCO3—、Cl—,向其中加入HCl,可使NaCl溶液循环使用,并能回收NH4Cl。

在测定过程中,Na2CO3发生两步反应:

Na2CO3 + HCl = NaHCO3+ NaCl

cV1/1000 cV1/1000

NaHCO3 + HCl= NaCl+H2O+CO2↑

cV1/1000 cV1/1000

Na2CO3消耗的HCl共2cV1/1000,则NaHCO3消耗的HC l为:

(cV2/1000—2cV1/1000)mol,

样品中NaHCO3的纯度为:。

答案:(1)NH4HCO3分解反应速率降低水浴加热

(2)使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小NaCl NH4Cl NH4HCO3

(3)NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 HCl

(4)

规律小结:有关溶解度的计算除注重概念的理解外,还要加强分析推理:

①一种物质的饱和溶液不影响另一物质的溶解;

②对混合溶液降温或蒸发溶剂时,率先达到饱和的是溶解度最小的,该物质的析出使得与该物质有相同离子的物质不再满足析出条件。

例2.(2005?上海)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:

2NO2+Na2CO3→NaN O3+NaNO3+CO2↑ ①

NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ②

⑴根据反应①,每产生22.4L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加g。

⑵配制1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3?10H2O多少克?

⑶现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44g。

①计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。

②1000g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水)

解析:本题综合考查了有关化学方程式、物质的量及溶解度的计算等知识,检查学生的综合应用能力。

⑴2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑ △m

106g 69g 85g 22.4L 48g

22.4L m

m=48g

⑵根据Na2CO3质量守恒有:100g×21.2%=m(Na2CO3?10H2O)?

m(Na2CO3?10H2O)=572g

⑶①2NO2+N a2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑△m=48g

②NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑△m=32g

设由NO2与纯碱反应产生的CO2为amol,由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol

n(NaNO2):n(NaNO3)=5:3

②设生成的n(NaNO2)为5xmol,n(NaNO3)为3xmol

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