第五讲  化学常用计量

教学目标：

1．理解溶解度、溶液中溶质的质量分数的概念。

2．了解摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积(标准状况下)、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义，并能进行有关计算(混合气体的平均摩尔质量的相关计算不作要求)。

典型例题：

例1．（2010年江苏高考）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是

A．常温下，1L0.1mol/L的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA

B．1mol羟基中电子数为10NA

C．在反应中，每生成3molI2转移的电子数为6NA

D．常温常压下，22.4L乙烯中C—H键数为4NA

例2．（2011年江苏高考）设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是

A．1mol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，2.24L已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0.2molO2,转移电子的数目为0.4 NA

例3．（2010年四川高考）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ρg/mL，质量分数为ω，物质的量浓度为cmol/L，则下列关系中不正确的是

A．ρ = (17V+22400)/(22.4+22.4V)        B．ω=17c/(1000ρ)

C．ω =17V/(17V+22400)                    D．c=1000Vρ/(17V+22400)

例4．（2010年海南高考）把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使 硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为

    A．(b-a)/Vmol/L    B．(2b-a)/Vmol/L    C．2(b-a)/Vmol/L    D．2(2b-a)/Vmol/L

例5．（2011年全国理综）下列叙述正确的是

A．1.00mol  NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子

B．1.00mol  NaCl中,所有Na+的最外层电子总数为8×6.02×1023

C．欲配置1.00L ,1.00mol.L-1的NaCl溶液，可将58.5g NaCl溶于1.00L水中

D．电解58.5g 熔融的NaCl，能产生22.4L氯气（标准状况）、23.0g金属钠

例6．一定量的氢气在氯气中燃烧，说得混合物用100mL3.00mol/L的NaOH溶液（密度为1.12g/mL）恰好完全吸收，测得溶液中含有的NaCLO的物质的量为0.0500mol。

(1)原NaOH溶液的质量分数为     10.7%   

(2)所得溶液中cl-的物质的量为   0.25   mol

(3)说用氯气何参加反应氢气的物质的量只比n(Cl2):n(H2)=       3:2      。

规律小结：

一、阿伏加德罗定律及推论

1．定律：在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

2．推论：

⑴同温同压下：V1/V2=n1/n2=N1/N2

⑵同温同压下：ρ1/ρ2=M1/M2

⑶同温同体积下：p1/p2=n1/n2=N1/N2

3．运用：

⑴气体密度：

标准状况下：ρ(气体)=Mg⋅mol-1/22.4L⋅mol-1

⑵摩尔质量：M=22.4L⋅mol-1×ρg⋅L-1

二、阿伏加德罗常数考点命题陷阱归类分析

1．温度和压强：22.4L⋅mol-1是在标准状况(0℃、1.01×105Pa)下气体的摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积，让考生对22.4L⋅mol-1进行转换，从而误入陷阱。

2．物质状态：22.4L·mol-1使用的对象是气体（包括混合气体）。如水常温下是液态，戊烷、辛烷常温下是液态，这些物质均不能用22.4L·mol-1进行计算。

3．物质变化：一些物质之间的变化具有一定的隐蔽性，如NO2存在与N2O4的平衡。

4．单质组成：气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如稀有气体Ne）、三原子分子（如O3）、四原子分子（如P4）等。

5．粒子数目：粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等，1mol微粒的数目即为阿伏加德罗常数，由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。

课堂练习：

1．（2010年福建理综）NA表示阿伏伽德罗常数，下列判断正确的是

A．在18 g18O2中含有NA个氧原子  

B．标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子

C．1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2 NA

D．含NA个Na+的Na2O溶解于1L水中，Na+的物质的量浓度为mol·L-1

2．（2009江苏高考）用NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是：

A．25℃时，pH＝13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA 

B．标准状况下，2.24LCl2与过量的稀NaOH 溶液反应，转移电子总数为0.2NA

C．室温下，21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA

D．标准状况下，22.4L甲醇中含有的氧原子数为1.0NA

3．（2008年四川理综）在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO42-离子完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3气，则原溶液中的Al3+离子浓度(mol/L)为

A．(2b-c)/2a        B．(2b-c)/a       C．(2b-c)/3a       D．(2b-c)/6a

4．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中不正确的是

A．标准状况下，22.4L辛烷完全燃烧，生成CO2的分子数为8NA

B．18g水中含有的电子数为10NA

C．46gNO2和46gN2O4含有的原子数均为3NA

D．在1L2mol/L的镁溶液中含有根离子数为4NA

5．(2011年全国理综)NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述错误的是

A．18gH2O中含有的质子数为10NA

B．12g金刚石中含有的共价键数为4 NA

C．46gNO2和N2O4混合气体中含有的原子总数为3 NA

D．1molNa与足量的O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子

课后练习(1)

1．NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述错误的是

A．18gH2O中含有的质子数为10NA

B．12g金刚石中含有的共价键数为4 NA

C．46gNO2和N2O4混合气体中含有的原子总数为3 NA

D．1molNa与足量的O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子

2．NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是(　　)

A．等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA

B．1.7 g H2O2中含有的电子数为0.9NA

C．1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA

D．标准状况下，2.24 L戊烷所含分子数为0.1NA

3．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．0.1 mol H2O和D2O组成的混合物中含有的中子数是NA

B．28 g N60(分子结构如右图所示)中含有的N—N键数目为1.5NA

C．0 ℃、1.01×105Pa时，11.2 L氧气中所含的原子数为NA

D．常温下，将5.6 g铁投入足量的稀硫酸中，充分反应，转移电子数为0.3NA

4．设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是(　　)

A．常温常压下的33.6 L氯气与足量的铝充分反应，转移电子数为3NA

B．1 L浓度为0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液中含铜离子数为0.1NA

C．0.1 mol 18O原子中含中子数为NA

D．4.6 g NO2气体中含有的原子数为0.1NA

5．以N表示阿伏加德罗常数，下列说法中不正确的是

A．在SiO2晶体中，1mol硅原子与2N个氧原子形成共价键

B．0.1mol甲基中含N个电子

C．16g臭氧O3中含有N个氧原子

D．31g白磷P4中含有1.5N个P-P键

6．设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是(　　)

A．1 mol氯气参加氧化还原反应，转移的电子数一定为2NA

B．标准状况下，以任意比混合的氢气和一氧化碳气体共8.96 L，在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的分子数为0.2NA

C．1 mol/L CuCl2溶液中含有的Cl－的个数为2NA

D．1.8 g NH＋4中含有的电子数为0.1NA

7．设NA为阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是(　　)

A．5.6 g铁片投入到冷的浓硫酸中，铁片失去电子数为0.3NA

B．60 g二氧化硅(SiO2)中含有的Si－O键为4NA

C．标准状况下，3 g NO与1.6 g O2混合气体所含有的分子数为0.1NA

D．标准状况下，5.6 L四氯化碳含有的分子数为0.25NA

8．某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是(　　)

①该硫原子的相对原子质量为与12ab

②m g该硫原子的物质的量为maNA mol

③该硫原子的摩尔质量是aNA g

④a g该硫原子所含的电子数为16 NA

A．①③          B．②④          C．①②        D．②③

9．设阿伏加德罗常数为NA，标准状况下，m g N2和O2的混合气体含有b个分子，则n g该混合气体在相同状态下的体积为(单位为L)

A.22.4 nbNA      B.22.4 nbmNA

C.22.4 nNAmb      D.nbNA22.4m

10．只给出下列甲和乙中对应的物理量，不能求出物质的量的是

A．甲：物质中的粒子数；乙：阿伏加德罗常数

B．甲：标准状况下的气体摩尔体积；乙：标准状况下的气体的体积

C．甲：固体的体积；乙：固体的密度

D．甲：溶液中溶质的物质的量浓度；乙：溶液体积

11．同温同压下，质量忽略不计的两气球A和B，分别充入X气体和Y气体，且充气后两气球的体积相同。若相同条件下，A气球放在CO中静止不动。B气球放在O2中上浮。下列叙述或表示正确的是(　　)

A．X气体的相对分子质量比Y气体的相对分子质量大

B．X可能是C2H4，Y可能是CH4

C．X气体的密度小于Y气体的密度

D．充气后A气球质量比B气球质量大

12．一定质量的液态化合物XY2与标准状况下的一定质量的O2恰好完全反应，化学方程式为：XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)，冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是672 mL，密度是2.56 g/L，则：

(1)反应前O2的体积是________。

(2)化合物XY2的摩尔质量是________。

(3)若XY2分子中X、Y两元素的质量比是3 16，则X、Y两元素分别为________和________(写元素符号)。

答案：(1)672 mL　(2)76 g/mol　(3)C　S

13．某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验，操作如下：用质量和容积都相等的烧瓶收集气体，称量收集满气体的烧瓶质量，数据见下表(已换算成标准状况下的数值)。

(1)上述五种气体中，能够使品红溶液褪色的是(写化学式)________。

(2)D的相对分子质量是________。

(3)在标准状况下，11.2 LD气体中含有共用电子对的数目为________。

(4)A、B、C可能的化学式是________。

答案：(1)SO2　(2)30　(3)3.5NA或2.107×1024

(4)N2、CO、C2H4(顺序可不一致)

14．数据分析能力是新课程中对学生提出的一项要求。下表是用沉淀法测定KHCO3和Na2CO3混合物的组成的相关数据。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液，向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液，每次实验均充分反应。实验记录见下表：

(1)第2次实验中产生沉淀的质量是多少克，请将结果填在表格相应的空格中。

(2)样品中KHCO3和Na2CO3的物质的量之比是________。

(3)室温下，取上述Ba(OH)2溶液50 mL，加入0.05 mol/L的盐酸，反应后所得溶液的pH＝2，求出所加盐酸的体积(溶液混合时不考虑体积变化，写出计算过程)。

答案：(1)1.970　(2)2:3

(3)由0.518:2.072＝0.985:3.940，可知第4次实验中反应物恰好完全沉淀，则原0.5 L Ba(OH)2溶液中：

n(OH－)＝2×(3.940 g÷197 g/mol)＝0.04 mol

c(OH－)＝0.04 mol/0.5 L＝0.08 mol/L

pH＝2，则c(H＋)＝0.01 mol/L

(0.05 mol/L×V mL－0.08 mol/L×50 mL)÷(V mL＋50 mL)＝0.01 mol/L

V＝112.5

课后练习(2)

1．设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是(　　)

A．1 L mol·L－1 CH3COONa溶液中存在NA个CH3COO－

B．1 mol Cn H2n＋2含有(3n＋1) NA个共价键

C．1 mol Cl2参加化学反应获得的电子数都是2NA

D．1 mol NO2气体降温后颜色变浅，其所含的分子数仍为NA

2．设阿伏加德罗常数的数值为NA，下列说法正确的是(　　)

A．1 mol Na2O2和水完全反应，转移电子数为2NA

B．0.5 L 0.2 mol/L FeCl3溶液中，含Fe3＋数为0.1NA

C．在一定条件下，催化分解80 g SO3，混合气体中氧原子数为3NA

D．常温常压下，28 g乙烯和丙烯混合气体含有的碳原子总数为2.5 NA

3．NA代表阿伏加德罗常数，下列有关叙述正确的是(　　)

A．标准状况下，2.24 L H2O含有的分子数为0.1NA

B．标准状况下，22.4 L CH4与18 g H2O所含有的电子数均为10NA

C．分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积均为22.4 L，质量为28 g

D．3.4 g NH3中含N－H键数目为0.2NA

4．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．1 mol Cl2参加的任何反应，反应过程中转移电子数都是2 NA

B．常温常压下的33.6 L氯气与27g铝充分反应，转移电子数为3NA

C．标准状况下，1 L乙醇完全燃烧产生CO2分子的数目为NA22.4×2

D．将10 mL质量分数为98%的浓H2SO4，用水稀释至100 mL，H2SO4的质量分数大于9.8%

5．NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是(　　)

A．标准状况下，22.4 L Br2中含有的溴原子数为2NA

B．标准状况下，以任意比混合的氢气和一氧化碳气体共8.96 L，在足量氧气中完全燃烧时消耗氧气的分子数为0.2NA

C．由2H和18O构成的水分子组成的11 g水中含有的中子数为5NA

D．1 mol氧气与足量钾点燃反应，转移电子数为4NA

6．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)

A．标准状况下的33.6 mL氯气通入足量水中，转移电子数为1.5×10－3 NA

B．标准状况下，22.4 L四氯化碳价键数目为4NA

C．1 L浓度为1 mol·L－1的Na2CO3溶液中含有3NA个离子

D．合成氨反应达到平衡时，每形成1NA　N≡N键的同时，就有6NAN—H键形成

7．设NA为阿伏加德罗常数值，下列有关叙述中不正确的是(　　)

A．Na2O2与H2O反应生成1.12 L(标准状况下)O2，反应中转移的电子数为0.1 NA

B．常温常压下，NA个甲烷分子的体积大于22.4 L

C．0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中含0.2 NA个阳离子

D．32 g S8单质中含有的S－S键个数为NA

8．下列说法正确的是(　　)

①标准状况下，22.4 L己烯含有的分子数为6.02×1023

②标准状况下，a L氧气和氮气的混合物含有的分子数约为a22.4×6.02×1023　③7.1 g氯气与足量的氢氧化钠溶液反应转移的电子数约为0.2×6.02×1023

④60 g SiO2晶体中含有2×6.02×1023个Si－O键

⑤1 mol乙醇中含有的共价键数约为7×6.02×1023

⑥500 mL 1 mol·L－1的硫酸铝溶液中含有的硫酸根离子数约为1.5×6.02×1023

A．①④　　　　　　　　　    B．②⑥

C．③⑤                      D．②⑤

9．设nA代表阿伏加德罗常数(NA)的数值，下列说法正确的是(　　)

A．1 mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为nA

B．乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28 g混合气体中含有3nA个氢原子

C．标准状况下，22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为nA

D．将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中，所得溶液含有0.1 nA个Fe3＋

10．设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是(　　)

A．24 g镁原子的最外层电子数为NA

B．1 L 0.1 mol·L－1乙酸溶液中H＋数为0.1 NA

C．1 mol甲烷分子所含质子数为10NA

D．标准状况下，22.4 L乙醇的分子数为NA

11．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)

A．25℃时，pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2 NA

B．标准状况下，2.24 L Cl2与过量稀NaOH溶液反应，转移的电子总数为0.2 NA

C．室温下，21.0 g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5 NA

D．标准状况下，22.4 L甲醇中含有的氧原子数为1.0 NA

12．标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g/mL)，所得溶液的密度为ρ g/mL，质量分数为w。物质的量浓度为c mol/L，则下列关系中不正确的是(　　)

A．ρ＝(17V＋22400)/(22.4＋22.4 V)

B．w＝17c/(1000ρ)

C．w＝17V/(17V＋22400)

D．c＝1000Vρ/(17V＋22400)

13．把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol 硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入b mol银的溶液，恰好使卤离子完全沉淀，则该混合溶液中钾离子浓度为(　　)

A．0.1(b－2a) mol·L－1          B．10(2a－b)mol·L－1

C．10(b－a)mol·L－1              D．10(b－2a)mol·L－1

14．将51.2 g Cu完全溶于适量浓中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合气体共A mol，将这些气体通入足量烧碱溶液中，气体全部被吸收，共消耗NaOH B mol。

(1)此过程涉及有关反应的方程式：

①N2O4⇌2NO2；

②NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；

③写出NO2被NaOH溶液吸收的反应方程式________________。

(2)若A＝0.8，B＝1.0时，原混合气体恰好被完全吸收，则0.8 mol混合气体中NO的物质的量为________________，N2O4的物质的量为________________，NO2的物质的量为________________。

(3)求A＝0.8时，气体与碱反应所得溶液中NaNO3的物质的量为________(用含B的代数式表示)。

答案：(1)2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O

(2)0.3 mol　0.2 mol　0.3 mol

(3)(B－0.8)mol

15．臭氧层是地球生命的保护伞，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3

(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为________g/mol(保留一位小数)。

(2)将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________L。

(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.6 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为________。

答案：(1)35.6　(2)3　(3)50%下载本文