化学计算专题二--——物质的量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式的计算.docx

1、1化学计算专题二 物质的量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式的计算知识指津1本章知识网络 2摩尔质量的计算(1)物质的量(n) 、物质的质量(m) 和物质的摩尔质量(M)之间的关系为： (2)已知阿伏加德罗常数(N A)和摩尔质量，则一个某粒子的质量(m a)为： 同理，若已知 ma、N A，则 M=maNA。3标准状况下气体体积的计算(1)体积(V)与物质的量(n) 的关系 2n(mol)= (2)体积(V)与气体质量(m)的关系 = (3)体积(V)与粒子数(N) 的关系 = 总之： 4阿伏加德罗定律的推论：根据理想气体状态方程 pV=nRT 及 n= 、 可得出下列结论：同温同压下，气体的

2、分子数与其体积成正比：T、p 相同 = 温度、体积相同的气体，压强与其分子数成正比：T、V 相同 = 分子数相等，压强相同的气体，体积与其温度成正比：n、p 相同 = 分子数相等，温度相同的气体，压强与其体积成反比：n、T 相同 = 同温同压下，气体的密度与其相对分子质量(实际是摩尔质量 )成正比：T、p 相同 = 同温同压下，体积相同的气体，相对分子质量与其质量成正比：T、P、V 相同 = 3同温同压下，等质量的气体相对分子质量与其体积成反比：T、P、m 相同 = 5气体摩尔体积的计算 (标准状况下 Vm=22.4L/mol)6关于物质的量浓度的计算(1)基本关系式的计算公式：c B= ，c

3、 B 物质的量浓度，n B 溶质的物质的量，V 溶液的体积(L)(2)与溶液质量分数的换算：c= c 表示物质的量浓度， 表示溶液的密度，W 表示溶液的质量分数，M 表示溶质的摩尔质量。(3)溶液稀释( 浓缩)的计算：c 1V1=c2V2(稀释定律)稀释前后溶质的物质的量不变，用于物质的量浓度溶液稀释。(4)气体溶于水的物质的量浓度的计算：气体溶于水，所得溶液的体积跟水的体积不相同，溶液的体积也不等于气体的体积和水的体积的加和，必须依据溶液质量和密度来计算水溶液的体积(Vm/ )。例如在标准状况下，1 体积水中溶解 V 体积气体 X，所得溶液的密度为 ，溶质的摩尔质量为 M，计算 c(X)。计

4、算时可令 1L 水中溶解 VL 气体 X。计算步骤为：先求溶液的质量：m(液)=1000mL1g/mL+ M 再求溶液的体积：V(液 )= = 10-3L/mL最后求物质的量浓度：c(X)= = 范例点击例 1 N A 为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（ ）A80g 硝酸铵含有氮原子数为 2NA B1L1molL -1 的盐酸溶液中，所含氯化氢分天数为 NA C标准状况下 11.2L 四氯化碳所含分子数为 0.5NA D在铜与硫的反应中，1mol 铜失去的电子数为 2NA 答案 A解析 80g 硝酸铵即为 1molNH4NO3，含 2molN；B 项中盐酸溶液不存氯化氢分子，C 项中标准状况

5、下四氯化碳是液体，4而不是气体。D 项中铜与硫的反应产生硫化亚铜，1mol 钢只失去 1mole-。故 B、C 、D 各项都是错误的叙述，仅是 A 项叙述正确。例 2 若某原子的摩尔质量是 Mg/mol，则一个该原子的真实质量是（ ）AMg B g C g D g 答案 C解析 摩尔质量指的是 1 摩尔物质的质量，即 6.021023 个粒子的质量，因此一个该原子的真实质量可用表示。例 3 若 50 滴水正好是 mmL，则 1 滴水所含的分子数是（ ）Am50186.0210 23 B 6.021023 C 6.021023 D 答案 C、D解析 由已知，1 滴水的体积为 mL，又因为 H2O

6、 的密度为 1g/cm3，故 1 滴水的质量即为 g，相当于 mol，所含的分子数为： 6.021023。答案 B例 4 如果 ag 某气体中含有的分子数为 b，则 cg 该气体在标准状况下是(式中 NA 为阿伏加德罗常数)（ ）A B 5C D 答案 A解析 由题知 为一个分子的质量，而 NA，即为 1mol 该气体质量，c 为气体的物质的量(即为 )，所以体积为 L。例 5 下列有关气体体积的叙述中，正确的是（ ）A一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定B一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定C不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数

7、也不同D气体摩尔体积是指 1mol 任何气体所占的体积约为 22.4LE一定温度和压强下，各种气体的物质的量决定了它们的体积答案 B、E解析 A气态物质体积与构成气体的分子大小无关，C比较气体的体积一定要在相同状况下，D气体摩尔体积是指在标准状况下，1mol 任何气体所占的体积约为 22.4L。例 6 在 0和 1.01x105Pa 下；下列各组气体混合后得到的混合气体，其平均相对分子质量可能为 40 的是（ ）AN 2 和 O2 BCO 2 和 O2CSO 2 DHI 和 Cl2答案 B、D解析 HI 与 Cl2 混合，两者发生反应：2HI+Cl 22HCl+I 2(固)，因为 HCl 相对

8、分子质量为 36.5，只要 Cl2 或 HI 任一种气体过量(二者相对分子质量均大于 40)，其相对分子质量可能为 40。例 7 在烧瓶中充满干燥标况下 HCl 与 N2 的混合气体，已知其相对分子质量是 34.8，进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度为（ ）A0.022mol/L 6B0.045mol/LC0.8mol/L D0.1mol/L答案 B解析 无论 HCl 与 N2 以怎样的体积混合，当进行喷泉实验时，只有 HCl 所占那部分体积能被溶液所占据(N 2 不溶于水)，故可看成是 1 体积 HCl 溶于水中形成 1 体积溶液。则：C(HCl)= =0.045mol/L例 8 300m

9、L 某浓度的 NaOH 溶液中含有 60g 溶质。现欲配制 1molL-1 的 NaOH 溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为（ ）A1:4 B1:5 C2:1 D2:3答案 A解析 依题意，原 NaOH 溶液的浓度是 C(NaOH) =5molL-1，设原溶液与水混合时体积不变，则以体积比 1:4 稀释即为试题所要求的溶液。答案 A配套练习一、选择题(本题共 10 个小题，每题 3 分共 30 分，每题只有一个选项正确 )1下列物质中，含原子个数最多的是（ ）A0.45mol 氧气 B4时 10mL 水C标准状况下 5.6L 甲烷 D10g 氖气答案 C2同温同压下，某气体对空气的密度为 2

10、，该气体是（ ）ACH 4 BC 2H4 CC 2H2 DC 4H107答案 D解析 P、T 相同 = 或 M2=M2D(D 为相对密度)=292=58。3300mL 某浓度的 NaOH 溶液中含有 60g 溶质。现欲配制 1molL-1NaOH 溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为（ ）A1:4 B1:5 C2:1 D2:3答案 A解析 本题要求体积比，可设原溶液与蒸馏水的体积分别为 x、y，由题意知：未告诉密度，即混合时的体积变化可忽略不计。因此据物质的量浓度的计算式可有： =1molL-1，整理得 x:y=1:4。4下列说法(N A 表示阿伏加德罗常数)正确的是（ ）A在常温常压下，11

11、.21LCl 2 含有的分子数为 0.5NAB在常温常压下，1mol 氦气含有的原子数为 NAC32g 氧气含有的原子数目为 NAD在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同答案 B解析 0.5N A 个 Cl2 分子 0.5molCl2 标准状况下 11.2LCl2，A 不对；1molHe NA 个 He，与温度压强无关，B正确，32gO 2 1molO2 分子 2molO 原子 2NA 个 O 原子。C 不正确。D 据阿伏加德罗定律及注意到气体单质有叁、双、单原子分子之分，可知应是“分子数目相同”D 不对。520g 密度为 dg/mL 的硝酸钙溶液里含有 1gCa2+，则 NO

12、3-离子的浓度是（ ）Ad/400mol/L B mol/LC2.5dmol/L D1.25mol/L8答案 C解析 20g 硝酸钙溶液含 NO3-的物质的量为( 2)mol，其体积为 L，故NO 3-= 2.5dmol/L。6在体积为 VL 的密闭窖器中通入 amolNO 和 bmolO2，反应后氮原子数和氧原子数之比为( 已知 2NO+O2=2NO2)（ ）A B C D 答案 C解析 此题看起来应属于过量计算，而 a 和 b 又不是确定的数值，所以应讨论计算。实质上，此题考查点在于，化学反应是原子的重新组合，反应前后原子数不会发生改变即原子守恒。所以反应前后的 N、O 原子个数比一样。n

13、(N)mol n(O)(a+2b)mol 即： 7用 100g 溶剂中所含溶质的物质的量来表示的溶液浓度叫做质量摩尔浓度，其单位是 mol/kg，5mol/kg 的硫酸的密度是 1.2894g/cm3，则其物质的量浓度是（ ）A3.56mol/L B5.23mol/LB4.33mol/L D5.00mol/L答案 依题意： =4.33(mol/L)8若 NA 为阿伏加德罗常数，则下列叙述正确的是（ ）9A0.1mol 乙醇中含有 CH 键的数目为 0.6NA B标准状况下，VL 戊烷所含分子数为(V/22.4)N AC常温、常压下，0.2mol 的 SiO2 所含分子数为 0.2NAD31g

14、白磷(P 4)中含有(3/2)NA 个 PP 键答案 D解析 A 项中考查了乙醇的结构 H OH，虽然每 lmol 乙醇中含有 6molH，但其中有 1molH 为羟基 H，故0.1mol 中只含 CH 键 0.5NA； B 项中要求分子个数，必须先求 VL 的物质的量，但由于戊烷标况下为液态，因此不可与22.4L/mol 换算成 V 升体积的物质的量，因此不对； C 项中，由于 SiO2 是原子晶体，不存在分子，故不能求分子个数；D 项中首先明确白磷的结构为正四面体结构，每摩尔分子中含有 6molPP 键，故 = molP4 6 = molPP 键，故 D 项正确。9在标准状况下，如果 2.

15、8L 氧气含 n 个氧分子，则阿伏加德罗常数为（ ）A B C16n D8n答案 D解析 应用数学表达式：物质的量= 阿伏加德罗常数= = =8nmol 应选 D。10有五瓶溶液分别是：10mL0.60molL -1NaOH 水溶液，20mL0.50molL -1H2SO4 水溶液，30mL0.40molL -1HCl 水溶液，40mL0.30molL -1HAc 水溶液，50mL0.20molL -1 蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是（ ）A B C D10答案 D解析 对于 NaOH 溶液来说，由于 NaOH 完全电离，其中溶质离子的物质的量是 0.60molL-12

16、0.01L=0.012mol；溶剂H2O 的物质的量为 =0.55mol；相比之下，溶剂分子占了绝大部分。其他 4 瓶溶液中，溶剂的物质的量更大，而且依次增大。因此，只要比较溶剂的量的大小，即可得出离子、分子总数的排列顺序。二、选择题(本题共 8 个小题，每小题 3 分共 24 分，每题中有 12 个选项正确。)11常温常压下，分别将等物质的量的 H2S、SO 2 充入密闭容器，最后容器内压强为混合反应前压强的（ ）A1/4 B3/4 C1/2 D1/3答案 A解析 T、V 相同，P 1/P2=n1/n2，设反应前压强为 1 大气压，两种气体各为 1mol。2H 2S+SO2=3S+2H2O，

17、则余 SO20.5 摩，1/P2=2/0.5，P 2=0.25，故答案为 A。12下列有关使用托盘天平的叙述，不正确的是(填写标号 )（ ）A称量前先调节托盘天平的零点B称量时左盘放被称量物，右盘放砝码C潮湿的或具有腐蚀性的药品，必须放在玻璃器皿里称量，其他固体药品可直接放在天平托盘上称量D用托盘天平可以准确称量至 0.01g答案 C、D解析 本题考查了托盘天平的使用方法及使用注意事项。使用天平时，无论称量何种性质的物品，都不能直接放在托盘称量，故 C 错。同时，天平为粗略称量物品质量的仪器其准确度为 0.1g，读数时，不带估读数字，故 D 也错误。选C、D。13在一个密闭容器中盛有 11gX

18、 气体(X 的摩尔质量为 44gmol-1 时，压强为 1104Pa)如果在相同温度下，把更多的气体 X 充入容器，使容器内压强增至 5104Pa，这时容器内气体 X 的分子数约变为（ ）A3.310 25 B3.310 24 C7.5l0 23 D7.510 22答案 C解析 本题考查学生对阿伏加德罗定律及其推论的理解和应用，属中等难度题目。推论指出：在一定温度和体积下，气体11的压强比等于物质的量比，也等于其分子数比。在起始条件下气体的物质的量容易求出，即 11g/44gmol-1=0.45mol，则终态的物质的量为： 0.25mol=1.25mol，个数为 1.25mol6.021023

19、mol-1=7.51023，答案为 C。14假如 12C 相对原子质量为 24，以 0.024 千克 12C 所含的 12C 原子数为阿伏加德罗常数。下列数值肯定不变的是（ ）A氧气的溶解度 B气体摩尔体积 C一定质量气体的体积 D 市售浓 H2SO4 的物质的量浓度E阿伏加德罗常数 FO 2 相对分子质量G氧元素的相对原子质量 H 跟 2mLH2 相化合的 O2 质量、物质的量I一定温度下 NaCl 在 1mL 水中溶解的质量、物质的量答案 A、C解析 此题作为“客观因素” 的氧气的溶解度、一定质量的气体积、跟 2mLH2 相化合的 O2 的质量、溶解在 1mL 水中的 NaCl的质量、一定

20、 T 和 P 下气体的密度不会改变；而相对原子质量变为原标准的 2 倍，即摩尔质量变为原来的 2 倍，质量一定(客观因素) ，则物质的量将会变小了 1，引起气体摩尔体积变为原来的 2 倍，物质的量浓度变为原来的 ，故选A、C。15将 0.2molMnO2 和 50mL12molL-1 盐酸混合后缓缓加热 (HCl 无损失)，反应完全后向余下的溶液中加入足量的AgNO3 溶液，下列判断生成 AgCl 沉淀的物质的量正确的是（ ）A等于 0.3mol B大于 0.3mol C大于 0.3mol，小于 0.6mol D以上结论都不正确答案 C解析 n(HCl)=5010 -3L12molL-1=0.

21、6molMnO 2 + 4HCl(浓) MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2O1mol 4mol 1mol0.2mol 0.6mol 0.15moln(Cl -)最大值为 0.6mol，而 HCl 与 MnO2 完全反应要生成 0.15molCl2 且随着反应的进行，盐酸浓度下降，反应自行停止，故生成 Cl2 的量要小于 0.15mol，故选 C。16在常温常压下，某容器真空时质量为 201.0 克，当它盛满 CH4 时质量为 203.4 克，而盛满某气体 Y 时质量为205.5g，则 Y 气体可能是（ ）AO 2 BN 2 CC 2H6 12DNO答案 C、D解析 根据阿伏加德罗定律可知

22、：同温同压下，同体积的气体中所占的分子数相同。所以同体积的不同气体的摩尔质量之比等于其质量之比。M(CH 4):M(Y) W(CH4):W(Y)=(203.4201.0):(205.5 201.0)=2.4:4.5M(Y)= = 30g/molC 2H6、NO 的摩尔质量均为 30g/mol，故选 C、D。17把 aL 硫酸铵和硝酸铵混合液分为两等份，一份需用 bmol 烧碱刚好把氨气全部赶出，另一份与 BaCl2 溶液反应恰好消耗 cmolBaCl2。则原溶液中 NO3-的物质的量浓度是（ ）A molL-1 B molL-1 C molL-1 D molL-1答案 D解析 每一份中 n(N

23、H4+)=bmol n(SO 42-)=cmol根据溶液呈电中性则有：bmol=2cmol+n(NO 3-)n(NO 3-)=(b2c)mol原溶液中：C(NO 3-)= mol，选 D。18空气和二氧化碳按体积比 5:1 混合，将混合气体与足量的红热焦炭充分反应。设空气中氮气和氧气的体积比为4:1，不计其他成分，且体积都是在伺温、同压下测定的，则反应后的气体中一氧化碳的体积分数是（ ）A29 B43 C50 D10013答案 C解析 根据气体定律可知，在同温、同压下气体的体积之比等于气体的物质的量之比。例如：2C+O 2=2CO(C 过量时，最终生成 CO)化学计量数之比 2:1:2物质的量

24、之比 2:1:2气体体积之比 1:2从题设中可知，1 体积空气中 O2 占 1/5 体积，N 2 占 4/5 体积，因而可设共有 5L 空气，其中的 1LO2 参加反应。由2C+O2=2CO，生成 2LCO，余 4LN2。按题意 CO2 为 1L，它与红热焦炭反应，CO 2+C=2CO，得到 2LCO。所以反应后气体中有 4LCO 和 4LN2，CO 的体积分数是 50。三、填空题(15 分)19(1)在标准状况下，1 体积水大约溶解 500 体积的 HCl 气体，所得溶液的密度为 gcm-3，所得盐酸的质量分数为_，物质的量浓度为_。(2)若用盛满 HCl 气体的烧瓶(标况下)做喷泉实验，所

25、得溶液的密度为 dgcm-3，此时所得盐酸的质量分数为_，物质的量浓度为_。答案 (1)44.9 12.3 molL-1 (2) 0.045molL -120将一定体积的 CO2 通入 VLNaOH 溶液中，已知 NaOH 完全反应。在反应后向溶液中加入足量石灰水，得到 mg沉淀。(1)能否用上述数据确定参加反应的 CO2 的体积(标准状况 )？_(“ 能” 或“不能”)，若能，列式表示为_；若不能，理由是_。(2)能否用以上数据确定 NaOH 溶液的物质的量浓度？_(“ 能” 或“不能”)。若在上述 CO2 与NaOH 反应后的溶液中不加入石灰水而是加入足量 CaCl2 溶液，结果得到了 n

26、g 沉淀。设原 NaOH 溶液的物质的量浓度为C，则当 n=m 时，C=_；当 n=0 时，C=_；当 nm 时，C=_。答案 (1)能；V(CO 2)= 22.4L/mol(2)不能；当 n=m 时 C= mol/L 或 C= mol/L；当 n=0 时，n= mol/L；当 nm 时，C= mol/L。14答案 2:3四、实验题(9 分) 21某样晶是碳酸钠与碳酸氢钠的固体混合物。拟用下图装置将一定质量的样品跟稀硫酸反应，用测量生成二氧化碳气体体积的方法计算出样品中组分的质量分数。为较准确测出二氧化碳气体的体积，实验结束前加热反应混合物，不溶于溶液中的二氧化碳逸出(加热时产生的少量水蒸气忽

27、略不计 )。设在实验时的条件下，1mol 气体体积为 24.5L。 (1)用托盘天平称取样品 wg。若所用天平游码标尺最大量程为 5g，则与此天平配套的砝码中最小的砝码的质量是(填写标号)_。A1g B2g C5g D10g(2)对 A 装置进行气密性检查最简单的方法是_ 。(3)已知所用硫酸的浓度为 0.5mol/L，A 中试管的规格是 20mm(内径)200mm(长度) ，则在称取样品时，w 的值应大于_g，测定气体所用量筒的规格，合适的是(填写标号)_ 。A50mL B100mL C25mL D500mL答案 (1)C (2)夹紧止水夹，在分液斗中加入较多的水后，开启分液漏斗的活塞，过一

28、会儿，分液漏斗中液面不再下降，说明 A装置气密性好，否则气密性不好。(3)1.1；D。22某课外科技小组要测量 CO2 的相对分子质量，设计了如下实验：(1)取一个配上合适胶塞的洁净干燥的锥形瓶称量其质量为 m1g。(2)向锥形瓶中通入干燥 CO2 气，塞好胶塞，称量；再重复收集，称量，至两次称量结构基本相同，得到质量 m3。已知实验时的温度为 t()，压强 p(kPa)，水的密度 水 (gL-1)，空气平均分子量 29.0，密度 (空气) (gL-1)。试回答下面问题：15(1)本实验的原理是( 具体说明 )_。(2)步骤(2)中为什么要重复操作至两次测量结果基本相同_。(3)锥形瓶的容积是

29、_；锥形瓶内空气质量是_；锥形瓶内 CO2 气质量是_；实验测得 CO2 的相对分子质量表达式为_。答案 (1)阿伏加德罗定律。即同温同压下，同体积的气体，质量比等于摩尔质量之比， = (2)定量实验一定要做平行实验，以证明实验结果准确可靠。此实验重复操作是证明瓶内空气全被排出，并充满了CO2 气。(3)V 瓶 = (因瓶内空气与水的质量相差悬殊，m 3m 1 近似看成水的质量。)m 空气 =V 空气 ，m(CO2)m 2m 1+ 空气 (m2-m1)表示瓶内 CO2 和空气质量差，再加上空气的质量，恰好为 CO2 气体的质量；M(CO2)= 29(根据同 T 同 p 同 V 的气体 = 这一

30、气态方程的推论，由于 m(CO2)和 m(空气)已经算出，则可计算出 M(CO2)。五、计算题(13 分)23取 50.0mLNa2CO3 和 Na2SO4 的混合溶液，加入过量 BaCl2 溶液后得到 14.51g 白色沉淀，用过量的稀硝酸处理后沉淀量减少到 4.66g，并有气体放出。试计算：(1)原混合溶液中 Na2CO3 和 Na2SO4 的物质的量浓度；(2)产生的气体在标准状况下的体积。答案 ( 略 )解析 本题涉及的反应有Na 2CO3+BaCl2BaCO 3+2NaClNa 2SO4+BaCl2BaSO 4+2NaClBaCO 3+2HNO3Ba(NO 3)2+CO2+H2O下列

31、物质的物质的量有等同关系：Na 2CO3BaCO 3CO 2；Na 2SO4BaSO 4由：n(Na 2CO3)= =0.05(mol)16c(Na 2CO3)= =1(molL-1)V(CO 2)=0.0522.4=1.12(L)c(Na 2SO4)= =0.4(molL-1)24将一定量的 CO2 气体通入 500mL 某 NaOH 溶液，充分反应后，将溶液在低温下蒸发，得到不含结晶水的白色固体 A。取三份质量不同的该白色固体 A 分别与 50mL 相同浓度的盐酸反应，得到气体的体积( 标准状况)与固体 A 的质量关系如下表所示。组 别 1 2 3盐酸的体积(mL) 50 50 50固体

32、A 的质量(g) 3.80 6.20 7.20气体体积(mL) 896 1344 1344(1)上表中第_组数据表明加入的 50mL 盐酸反应后有剩余，其理由是_。(2)请通过计算、讨论、判断固体 A 是什么物质，其成分的质量百分含量为多少？答案 (1)1，12，固体的量增加，说明在 1 中有酸剩余(2)固体为 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合物 Na2CO3=55.79，NaHCO 3=44.21 解析 应用第 1 组数据计算最合理从气体 CO2=0.04mol 入手作假设分析假设 CO2 全部是由 Na2CO3 转变来的，则 Na2CO3 的质量=0.04106=4.24(g)假设 CO2 全部是由 NaHCO3 转变来的，则 NaHCO3 的质量=0.0484=3.36(g)而实际固体的质量为 3.80g，介于 3.36g4.24g 之间，所以，固体为 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合物 95 1:1 （物质的量比）因此，各物质的质量百分含量 Na2CO3= 100=55.79，NaHCO 3=44.21。