【步步高】2014屆高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第一章 第3講 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積 新人教版
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1、 第3講 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積 [考綱要求] 1.知道摩爾(mol)、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的含義。2.能根據(jù)物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目、物質(zhì)的質(zhì)量、氣體體積(標準狀況)之間的相互關(guān)系進行有關(guān)計算。3.能正確解答阿伏加德羅常數(shù)及阿伏加德羅定律與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及重要反應(yīng)綜合應(yīng)用題。 考點一 物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量 1.物質(zhì)的量 (1)物質(zhì)的量(n) 物質(zhì)的量是表示含有一定數(shù)目粒子的集合體的物理量,單位為摩爾(mol)。 (2)物質(zhì)的量的規(guī)范表示方法: (3)阿伏加德羅常數(shù)(NA) 0.012 kg 12C所含原子數(shù)為阿伏加德羅常數(shù),其數(shù)
2、值約為6.02×1023,單位為 mol-1。 公式:NA= 2.摩爾質(zhì)量 (1)摩爾質(zhì)量是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。單位是g·mol-1。公式:M=。 (2)數(shù)值:以g·mol-1為單位時,任何粒子的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上都等于該粒子的相對分子(原子)質(zhì)量。 深度思考 1.1 mol NaCl和1 mol HCl所含的粒子數(shù)相同嗎? 答案 不相同。因為NaCl是離子化合物,組成微粒是Na+和Cl-,而HCl是共價化合物,組成微粒是HCl分子。 2.阿伏加德羅常數(shù)(NA)與6.02×1023完全相同嗎? 答案 不相同。6.02×1023是個純數(shù)值沒有任何物理意義,而阿伏加德
3、羅常數(shù)(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子數(shù),它與0.012 kg 12C所含的碳原子數(shù)相同,數(shù)值上約為6.02×1023。 題組一 有關(guān)概念的理解 1.下列說法中正確的是 ( ) A.1 mol任何物質(zhì)都含有6.02×1023個分子 B.1 mol Ne中含有約6.02×1024個電子 C.1 mol水中含2 mol氫和1 mol氧 D.摩爾是化學(xué)上常用的一個物理量 答案 B 解析 有些物質(zhì)是由離子或原子構(gòu)成的,故A錯;使用摩爾表示物質(zhì)的量時,應(yīng)用化學(xué)式表明粒子的種類,故C錯;摩爾是物質(zhì)的量的單位,而不是物理量,故D錯。 2.下列說法正確的是
4、 ( ) A.NaOH的摩爾質(zhì)量為40 g B.1 mol O2的質(zhì)量與它的相對分子質(zhì)量相等 C.1 mol OH-的質(zhì)量為17 g·mol-1 D.氖氣的摩爾質(zhì)量(單位g·mol-1)在數(shù)值上等于它的相對原子質(zhì)量 答案 D 解析 A錯,摩爾質(zhì)量的單位是g·mol-1;B錯,1 mol O2的質(zhì)量以g為單位時在數(shù)值上與它的相對分子質(zhì)量相等;C錯,質(zhì)量的單位是g;D是對的,要注意氖氣是單原子分子氣體。 摩爾質(zhì)量與相對原子(分子)質(zhì)量的易混點 (1)相對原子(分子)質(zhì)量與摩爾質(zhì)量(以g為單位時)不是同一個物理量,單位不同,只是在數(shù)值上相等。 (
5、2)摩爾質(zhì)量的單位為g·mol-1,相對原子(分子)質(zhì)量的單位為1。 題組二 有關(guān)分子(或特定組合)中的微粒數(shù)計算 3.2 mol CO(NH2)2中含________mol C,________mol N,________mol H,所含氧原子跟________mol H2O所含氧原子個數(shù)相等。 答案 2 4 8 2 4.含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中,含________mol SO,Al3+物質(zhì)的量________ 0.8 mol(填“>”、“<”或“=”)。 答案 1.2 < 解析 n(SO)=3n[Al2(SO4)3]=3×0.4 mol=1.2 mol,0
6、.4 mol Al2(SO4)3中含有0.8 mol Al3+,由于在溶液中Al3+水解,故小于0.8 mol。 5.標準狀況下有①0.112 L水?、?.01×1023個HCl分子?、?3.6 g H2S氣體?、?.2 mol氨氣?、? mol氦氣?、?.02×1023個白磷分子,所含原子個數(shù)從大到小的順序為______________________。 答案?、?⑥>⑤>③>②>④ 題組三 物質(zhì)的質(zhì)量與微粒數(shù)目之間的換算 6.最近材料科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了首例帶結(jié)晶水的晶體在5 K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報道,該晶體的化學(xué)式為Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德羅常數(shù),試計算1
7、2.2 g該晶體中含氧原子數(shù)__________,氫原子的物質(zhì)的量________mol。 答案 0.33NA 0.26 解析 晶體的摩爾質(zhì)量為122 g·mol-1,n==0.1 mol,故氧原子數(shù)目=0.1×(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1 mol×1.3×2=0.26 mol。 7.某氯原子的質(zhì)量是a g,12C原子的質(zhì)量是b g,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是 ( ) ①該氯原子的相對原子質(zhì)量為12a/b ②m g該氯原子的物質(zhì)的量為m/(aNA)mol?、墼撀仍拥哪栙|(zhì)量是aNA g ④a g該氯原子所含的電子
8、數(shù)為17 mol A.①③ B.②④ C.①② D.②③ 答案 C 解析?、壑心栙|(zhì)量的單位錯誤;由于該氯原子的質(zhì)量是a g,故a g該氯原子所含的電子數(shù)為17,④錯。 有關(guān)微粒數(shù)目比較的思維方法 考點二 氣體摩爾體積、阿伏加德羅定律 1.影響物質(zhì)體積大小的因素 (1)構(gòu)成物質(zhì)的微粒的大小(物質(zhì)的本性)。 (2)構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間距離的大小(由溫度與壓強共同決定)。 (3)構(gòu)成物質(zhì)的微粒的多少(物質(zhì)的量的大小)。 2.氣體摩爾體積 (1)含義:單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積,符號Vm,標準狀況下,Vm= 22.4_L·mol-1。 (2)
9、相關(guān)計算 ①基本表達式:Vm= ②與氣體質(zhì)量的關(guān)系:= ③與氣體分子數(shù)的關(guān)系:= (3)影響因素:氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的,它決定于氣體所處的溫度和壓強。 3.阿伏加德羅定律及其推論應(yīng)用 (1)阿伏加德羅定律:同溫同壓下,相同體積的任何氣體,含有相同數(shù)目的分子(或氣體的物質(zhì)的量相同)。 (2)阿伏加德羅定律的推論(可通過pV=nRT及n=、ρ=導(dǎo)出) 相同條件 結(jié)論 公式 語言敘述 T、p相同 = 同溫、同壓下,氣體的體積與其物質(zhì)的量成正比 T、V相同 = 溫度、體積相同的氣體,其壓強與其物質(zhì)的量成正比 T、p相同 = 同溫、同壓下,氣體的密度與
10、其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)成正比 特別提醒 (1)阿伏加德羅定律的適用范圍是氣體,其適用條件是三個“同”,即在同溫、同壓、同體積的條件下,才有分子數(shù)相等這一結(jié)論,但所含原子數(shù)不一定相等。(2)阿伏加德羅定律既適用于單一氣體,也適用于混合氣體。 深度思考 1.標準狀況下,1 mol氣體的體積是22.4 L,如果當1 mol氣體的體積是22.4 L時,一定是標準狀況嗎? 答案 不一定。因氣體的體積與溫度、壓強和氣體的分子數(shù)有關(guān),標準狀況下, 22.4 L氣體的物質(zhì)的量為1 mol。 2.由阿伏加德羅常數(shù)(NA)和一個水分子的質(zhì)量(m水)、一個水分子的體積(V水)不能確定的物理量是__
11、______。 ①1摩爾水的質(zhì)量 ②1摩爾水蒸氣的質(zhì)量?、?摩爾水蒸氣的體積 答案?、? 解析?、?、②中,1摩爾水或水蒸氣的質(zhì)量都為m水NA;③中,水蒸氣分子間間距比分子直徑大的多,僅由題給條件不能確定1摩爾水蒸氣的體積。 題組一 以“物質(zhì)的量”為中心的計算 1.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),如果a g某氣態(tài)雙原子分子的分子數(shù)為p,則b g該氣體在標準狀況下的體積V(L)是 ( ) A. B. C. D. 答案 D 解析 解法一 公式法: 雙原子分子的物質(zhì)的量= mol 雙原子分子的摩爾質(zhì)量== g·mol-1 所以b g氣體在標準
12、狀況下的體積為 ×22.4 L·mol-1= L 解法二 比例法: 同種氣體其分子數(shù)與質(zhì)量成正比,設(shè)b g氣體的分子數(shù)為N a g ~ p b g ~ N 則:N=,雙原子分子的物質(zhì)的量為,所以b g該氣體在標準狀況下的體積為 L。 2.某氣體的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,在一定的溫度和壓強下,體積為V L的該氣體所含有的分子數(shù)為X。則表示的是 ( ) A.V L該氣體的質(zhì)量(以g為單位) B.1 L該氣體的質(zhì)量(以g為單位) C.1 mol該氣體的體積(以L為單位) D.1 L該氣體中所含的分子數(shù) 答案 B 解析 X除以NA
13、為該氣體的物質(zhì)的量;然后乘以M表示其質(zhì)量;最后除以V為1 L該氣體的質(zhì)量。 熟記宏觀物理量與微觀粒子數(shù)轉(zhuǎn)化關(guān)系 物質(zhì)的量通過摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)將宏觀物理量物質(zhì)的質(zhì)量、氣體的體積與微觀物理量微粒個數(shù)、微粒的質(zhì)量聯(lián)系起來。 題組二 阿伏加德羅定律及推論的應(yīng)用 3.下列兩種氣體的分子數(shù)一定相等的是 ( ) A.質(zhì)量相等、密度不同的N2和C2H4 B.體積相等的CO和N2 C.等溫、等體積的O2和N2 D.等壓、等體積的N2和CH4 答案 A 解析 N2和C2H4這兩種氣體的摩爾質(zhì)量相等,質(zhì)量相等時,物質(zhì)的量也就相等,所含的分子
14、數(shù)也一定相等,A項正確。B、C、D項可根據(jù)阿伏加德羅定律及其推論加以判斷,所含分子數(shù)均不一定相等。 4.常溫常壓下,兩個容積相同的燒瓶中分別盛滿X和Y兩種氣體,打開開關(guān)a,使兩燒瓶內(nèi)的氣體相通,最后容器內(nèi)的壓強由大到小的順序排列正確的是 ( ) 編號 ① ② ③ ④ 氣體X HI NH3 H2 NO 氣體Y Cl2 HCl Cl2 O2 A.②>③>①>④ B.③>①=④>② C.③>①>④>② D.④>①>②>③ 答案 C 解析 審題時要注意三個問題:一是氣體X與Y可能反應(yīng),二是壓強大小比較需要應(yīng)用阿伏加德羅定律,三是注意2
15、NO2N2O4的轉(zhuǎn)化。同溫同體積,氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比。設(shè)起始狀態(tài)下,每個燒瓶中氣體的物質(zhì)的量為a mol。①中Cl2+2HI===2HCl+I2,常溫下,碘呈固態(tài),充分反應(yīng)后,氣體的物質(zhì)的量為1.5a mol。②中NH3+HCl===NH4Cl,反應(yīng)后無氣體。③中不反應(yīng)(光照或點燃條件下才反應(yīng))。④中發(fā)生反應(yīng)2NO+O2===2NO2,2NO2N2O4,反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量介于a mol與1.5a mol之間。 5.某?;瘜W(xué)小組學(xué)生進行“氣體相對分子質(zhì)量的測定”的實驗,操作如下:用質(zhì)量和容積都相等的燒瓶收集氣體,稱量收集滿氣體的燒瓶質(zhì)量。數(shù)據(jù)見下表(已換算成標準狀況下的數(shù)
16、值)。 氣體 燒瓶和氣體的總質(zhì)量(g) 氣體 燒瓶和氣體的總質(zhì)量(g) A 48.408 2 D 48.382 2 B 48.408 2 E 48.434 2 C 48.408 2 F 48.876 2 已知標準狀況下,燒瓶的容積為0.293 L,燒瓶和空氣的總質(zhì)量為48.421 2 g,空氣的平均相對分子質(zhì)量為29。A、B、C、D、E、F是中學(xué)常見的氣體。 (1)上述六種氣體中,能夠使品紅溶液褪色的是(寫化學(xué)式)____________________。 (2)E的相對分子質(zhì)量是____________________。 (3)實驗室制取少量D的化學(xué)方
17、程式是___________________________________。 (4)A、B、C可能的化學(xué)式是___________________________________________。 答案 (1)SO2 (2)30 (3)CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+C2H2↑ (4)N2、CO、C2H4 解析 設(shè)燒瓶的質(zhì)量為m,盛空氣時,=,m≈48.04 g,據(jù)阿伏加德羅定律可得:=,解得M(A)≈28 g·mol-1=M(B)=M(C),所以A、B、C可能為N2、CO、C2H4,同理可推出D、E、F的相對分子質(zhì)量分別為26、30、64,所以D為C2H2,E為C2H6,F(xiàn)為S
18、O2(能使品紅溶液褪色)。 求氣體的摩爾質(zhì)量M的常用方法 (1)根據(jù)標準狀況下氣體的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1); (2)根據(jù)氣體的相對密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D; (3)根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量(m)和物質(zhì)的量(n):M=m/n; (4)根據(jù)一定質(zhì)量(m)的物質(zhì)中微粒數(shù)目(N)和阿伏加德羅常數(shù)(NA):M=NA·m/N; (5)對于混合氣體,求其平均摩爾質(zhì)量,上述計算式仍然成立;還可以用下式計算:=×a%+×b%+×c%……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物質(zhì)的量分數(shù)(或體積分數(shù))。 考點三 突破阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)用的六個陷阱 題組一 氣體摩爾體積
19、的適用條件及物質(zhì)的聚集狀態(tài) 1.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)2.24 L CO2中含有的原子數(shù)為0.3NA (×) (2)常溫下11.2 L甲烷氣體含有的甲烷分子數(shù)為0.5NA (×) (3)標準狀況下,22.4 L己烷中含共價鍵數(shù)目為19NA (×) (4)常溫常壓下,22.4 L氯氣與足量鎂粉充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA (×) (2012·新課標全國卷,9D) 題組二 物質(zhì)的量或質(zhì)量與狀況 2.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)常溫常壓下,3.2 g O2所含的原子數(shù)為0.2N
20、A (√) (2)標準狀況下,18 g H2O所含的氧原子數(shù)目為NA (√) (3)常溫常壓下,92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子總數(shù)為6NA (√) (2012·新課標全國卷,9C) 題組三 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) 3.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)4.5 g SiO2晶體中含有的硅氧鍵的數(shù)目為0.3NA (√) (2)30 g甲醛中含共用電子對總數(shù)為4NA (√) (3)標準狀況下,22.4 L氦氣與22.4 L氟氣所含原子數(shù)均為2NA (×) (4)18 g D2
21、O所含的電子數(shù)為10NA (×) (5)1 mol Na2O2固體中含離子總數(shù)為4NA (×) (6)12 g金剛石中含有的共價鍵數(shù)為2NA (√) (7)12 g石墨中含有的共價鍵數(shù)為1.5NA (√) (8)31 g白磷中含有的共價鍵數(shù)為1.5NA (√) 1.只給出物質(zhì)的體積,而不指明物質(zhì)的狀態(tài),或者標準狀況下物質(zhì)的狀態(tài)不為氣體,所以求解時,一要看是否為標準狀況下,不為標準狀況無法直接用22.4 L·mol-1(標準狀況下氣體的摩爾體積)求n;二要看物質(zhì)在標準狀況
22、下是否為氣態(tài),若不為氣態(tài)也無法由標準狀況下氣體的摩爾體積求得n,如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作為命題的干擾因素迷惑學(xué)生。 2.給出非標準狀況下氣體的物質(zhì)的量或質(zhì)量,干擾學(xué)生正確判斷,誤以為無法求解物質(zhì)所含的粒子數(shù),實質(zhì)上,此時物質(zhì)所含的粒子數(shù)與溫度、壓強等外界條件無關(guān)。 3.此類題型要求同學(xué)們對物質(zhì)的微觀構(gòu)成要非常熟悉,弄清楚微粒中相關(guān)粒子數(shù)(質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù))及離子數(shù)、電荷數(shù)、化學(xué)鍵之間的關(guān)系。常涉及稀有氣體He、Ne等單原子分子,Cl2、N2、O2、H2等雙原子分子,及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物質(zhì)。 題組四 電解質(zhì)溶液中,粒子
23、數(shù)目的判斷 4.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)0.1 L 3.0 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH的數(shù)目為0.3 NA (×) (2)等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaCl,KCl溶液中,陰、陽離子數(shù)目之和均為2NA(×) (3)0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,陽離子的數(shù)目之和為0.2NA (×) (4)25 ℃、pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-數(shù)目為0.2NA (×) 題組五 阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用與“隱含反應(yīng)” 5.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)2 mol SO2和1
24、 mol O2在一定條件下充分反應(yīng)后,混合物的分子數(shù)為2NA (×) (2)標準狀況下,22.4 L NO2氣體中所含分子數(shù)目為NA (×) (3)100 g 17%的氨水,溶液中含有的NH3分子數(shù)為NA (×) (4)標準狀況下,0.1 mol Cl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA (×) 題組六 氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的判斷 6.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)5.6 g鐵粉與硝酸反應(yīng)失去的電子數(shù)一定為0.3NA (×) (2)0.1 mol Zn與含0.1 mol HCl的鹽酸充分
25、反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA (×) (3)1 mol Na與足量O2反應(yīng),生成Na2O和Na2O2的混合物,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA(√) (4)1 mol Na2O2與足量CO2充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA (×) (5)向FeI2溶液中通入適量Cl2,當有1 mol Fe2+被氧化時,共轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目為NA (×) (6)1 mol Cl2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定為2NA (×) 4.突破此類題目的陷阱,關(guān)鍵在于審題: (1)是否有弱離子的水解。 (2)是否指明了溶液的體積。 (3)
26、所給條件是否與電解質(zhì)的組成有關(guān),如pH=1的H2SO4溶液c(H+)=0.1 mol·L-1,與電解質(zhì)的組成無關(guān);0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,與電解質(zhì)的組成有關(guān)。 5.解決此類題目的關(guān)鍵是注意一些“隱含反應(yīng)”,如: (1)2SO2+O22SO3 2NO2N2O4 N2+3H22NH3 (2)Cl2+H2OHCl+HClO (3)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH- 6.氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目的判斷是一類典型的“陷阱”,突破“陷阱”的關(guān)鍵是: (1)同一種物質(zhì)在不同反應(yīng)中氧化劑、還原劑的判斷。 如①C
27、l2和Fe、Cu等反應(yīng),Cl2只做氧化劑,而Cl2和NaOH反應(yīng),Cl2既做氧化劑,又做還原劑。 ②Na2O2與CO2或H2O反應(yīng),Na2O2既做氧化劑,又做還原劑,而Na2O2與SO2反應(yīng),Na2O2只做氧化劑。 (2)量不同,所表現(xiàn)的化合價不同。 如Fe和HNO3反應(yīng),F(xiàn)e不足,生成Fe3+,F(xiàn)e過量,生成Fe2+。 (3)氧化劑或還原劑不同,所表現(xiàn)的化合價不同。 如Cu和Cl2反應(yīng)生成CuCl2,而Cu和S反應(yīng)生成Cu2S。 (4)注意氧化還原的順序。 如向FeI2溶液中,通入Cl2,首先氧化I-,再氧化Fe2+,所以上述題(5)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目大于NA。 考點四 最???/p>
28、的定量實驗——氣體體積、質(zhì)量的測定 定量實驗中常測定3種數(shù)據(jù):溫度、質(zhì)量和體積。 溫度——用溫度計測量 質(zhì)量 體積 1.氣體體積的測定裝置 既可通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體的體積(二者體積值相等),也可直接測量收集的氣體體積。 測量氣體體積的常用方法 (1)直接測量法。如圖A、B、C、D、E均是直接測量氣體體積的裝置。測量前A裝置可先通過調(diào)整左右兩管的高度使左管(有刻度)充滿液體,且兩管液面相平。C裝置則是直接將一種反應(yīng)物置于倒置的量筒中,另一反應(yīng)物置于水槽中,二者反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可以直接測量。 裝置D:用于測量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積數(shù)。
29、讀數(shù)時,球形容器和量氣管液面相平,量氣管內(nèi)增加的水的體積等于被反應(yīng)管吸收后剩余氣體的體積。 裝置E:直接測量固液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積,注意應(yīng)恢復(fù)至室溫后, 讀取注射器中氣體的體積。(一般適合滴加液體量比較少的氣體體積 測量)。 (2)間接測量法。如F裝置是通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體體積。 2.氣體質(zhì)量的測量裝置 氣體質(zhì)量的測量一般是用吸收劑將氣體吸收,然后再稱量。常見的吸收裝置: 題組一 氣體體積的測定 1.欲測定金屬鎂的相對原子質(zhì)量。請利用下圖給定的儀器組成一套實驗裝置 (每個儀器只能使用一次,假設(shè)氣體的體積可看作標準狀況下的體積)。 填寫下列各項(氣
30、流從左到右): (1)各種儀器連接的先后順序(用小寫字母表示)應(yīng)是______接________、________接________、________接________、________接________。 (2)連接好儀器后,要進行的操作有以下幾步,其先后順序是 ______________________________________________________________(填序號)。 ①待儀器B中的溫度恢復(fù)至室溫時,測得量筒C中水的體積為Va mL; ②擦掉鎂條表面的氧化膜,將其置于天平上稱量,得質(zhì)量為m g,并將其投入試管B中的帶孔隔板上; ③檢查裝置的氣密性;
31、 ④旋開裝置A上分液漏斗的活塞,使其中的水順利流下,當鎂完全溶解時再關(guān)閉這個活塞,這時A中共放入水Vb mL。 (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可算出金屬鎂的相對原子質(zhì)量,其數(shù)學(xué)表達式為________________________________________________。 (4)若試管B的溫度未冷卻至室溫,就讀出量筒C中水的體積,這將會使所測定鎂的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。 答案 (1)a h g b c f e d (2)③②④① (3)(22.4×1 000m)/(Va-Vb) (4)偏小 解析 欲測定鎂的相對原子質(zhì)量,只能根據(jù)M=求得,
32、而一定質(zhì)量的鎂的物質(zhì)的量是通過測定一定質(zhì)量的鎂條與鹽酸反應(yīng)置換出的氫氣的體積來確定的。因此氫氣的體積就是本實驗中可測量的量。本題的反應(yīng)原理:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。實驗開始時,裝置B中沒有鹽酸,而裝置E中才有鹽酸。如何讓E中的鹽酸進入B中?可以通過往A中加入水的方法把空氣壓進E中,進而把E中的鹽酸壓進B中與鎂條反應(yīng),產(chǎn)生氫氣。而B中產(chǎn)生的氫氣將D中的水壓進C中。此時進入C中水的體積包括兩部分:一是從分液漏斗流入A中水的體積;二是反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積。故可以確定儀器的連接順序、實驗步驟及實驗數(shù)據(jù)的處理方法。若試管B的溫度未冷卻至室溫,氣體的溫度偏高,導(dǎo)致氣體體積偏大,從而使測定的鎂
33、的相對原子質(zhì)量偏小。 題組二 氣體質(zhì)量的測定 2.有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同學(xué)設(shè)計如下實驗,通過測量反應(yīng)前后C、D裝置質(zhì)量的變化,測定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。 (1)加熱前通入空氣的目的是___________________________________________, 操作方法為_________________________________________________________ ___________________________________________________________________。
34、 (2)裝置A、C、D中盛放的試劑分別為:A______________,C______________,D________________。 (3)若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶,則測得的NaCl的含量將________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”,下同);若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝,則測定結(jié)果中NaHCO3的含量將________;若撤去E裝置,則測得Na2CO3·10H2O的含量將________。 (4)若樣品質(zhì)量為w g,反應(yīng)后C、D增加的質(zhì)量分別為m1 g、m2 g,由此可知混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為___________________________
35、___________________ (用含w、m1、m2的代數(shù)式表示)。 答案 (1)除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳 關(guān)閉b,打開a,緩緩?fù)ㄈ肟諝?,直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止 (2)堿石灰 無水硫酸銅(或無水CaCl2、P2O5等) 堿石灰 (3)偏低 無影響 偏低 (4)% 解析 (2)A、C、D都是U形管,不能盛液體試劑,只能盛固體試劑。A處試劑必須同時吸收CO2和水蒸氣,故A處盛的是堿石灰;C、D兩處分別吸收水蒸氣和CO2,故C處可盛無水硫酸銅(或無水CaCl2、P2O5等),D處可盛堿石灰。 (3)若A裝置盛放NaOH溶液只吸收CO2,不吸收水蒸氣,則混
36、合物中產(chǎn)生水蒸氣的Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計算中會增大,因此測得的NaCl的含量會偏低;若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝,則水蒸氣總質(zhì)量減小,Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計算中會減小,但是NaHCO3的質(zhì)量是根據(jù)CO2的質(zhì)量進行計算,所以測得的NaHCO3的含量不受影響;若撤去E裝置,則D裝置可吸收來自外界空氣中的CO2,使得NaHCO3的質(zhì)量在計算中會增大,故測得的Na2CO3·10H2O的含量會偏低。 (4)NaHCO3的質(zhì)量分數(shù):×2×84 g·mol-1÷w g×100%=%。 1.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)0.5
37、 mol O3與11.2 L O2所含的分子數(shù)一定相等 (×) (2012·福建理綜,10A) 解析 沒有指明標準狀況,11.2 L不一定為0.5 mol。 (2)1.00 mol NaCl中含有6.02×1023個NaCl分子 (×) (2011·新課標全國卷,7A) 解析 氯化鈉中不存在NaCl分子。 (3)1.00 mol NaCl中,所有Na+的最外層電子總數(shù)為8×6.02×1023 (√) (2011·新課標全國卷,7B) 解析 因為Na+最外層有8個電子,所以1.00 mol Na+中含有8×6.02×1023個最外層電子。
38、 (4)電解58.5 g熔融的NaCl,能產(chǎn)生22.4 L氯氣(標準狀況)、23.0 g金屬鈉 (×) (2011·新課標全國卷,7D) 解析 應(yīng)生成11.2 L Cl2。 (5)在18 g 18O2中含有NA個氧原子 (√) (2010·福建理綜,7A) (6)標準狀況下,22.4 L空氣含有NA個單質(zhì)分子 (×) (2010·福建理綜,7B) 2.(2012·新課標全國卷,9)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述中不正確的是( ) A.分子總數(shù)為NA的NO2和CO2混合氣體中含有的氧原子數(shù)為2NA B.28 g乙烯和環(huán)丁烷
39、(C4H8)的混合氣體中含有的碳原子數(shù)為2NA C.常溫常壓下,92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子總數(shù)為6NA D.常溫常壓下,22.4 L氯氣與足量鎂粉充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA 答案 D 解析 氣體摩爾體積為22.4 L·mol-1一定要注意條件是在標準狀況下。A項中1個NO2和1個CO2分子中都含有2個氧原子,故分子總數(shù)為NA的混合氣體中含有的氧原子數(shù)為2NA;B項中乙烯(C2H4)和環(huán)丁烷(C4H8)的最簡式均為CH2,28 g混合氣體中含CH2的物質(zhì)的量為2 mol,故含有的碳原子數(shù)為2NA;C項中NO2和N2O4的最簡式均為NO2,92 g混合氣體中含NO
40、2的物質(zhì)的量為2 mol,故含有原子的總數(shù)為2×3NA=6NA;D項中提到氣體的體積,只有在標準狀況下,才能用22.4 L·mol-1進行計算,故常溫常壓下,不能代入22.4 L·mol-1計算Cl2的物質(zhì)的量。 3.(2012·四川理綜,7改編)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是 ( ) A.標準狀況下,33.6 L氟化氫中含有氟原子的數(shù)目為1.5NA B.常溫常壓下,7.0 g乙烯與丙烯的混合物中含有氫原子的數(shù)目為NA C.1 mol Al3+離子含有的核外電子數(shù)為3NA D.某密閉容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2,在一定條件下充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)
41、目為0.6NA 答案 B 解析 解題的關(guān)鍵有兩點:(1)HF在標準狀況下的狀態(tài);(2)可逆反應(yīng)不能進行到底。HF在標準狀況下為液體,故A錯;乙烯與丙烯的混合物可以看成是由“CH2”組成的,7.0 g乙烯與丙烯的混合物的物質(zhì)的量為0.5 mol,含有的H原子的物質(zhì)的量為1 mol,故B正確;C項1個Al3+核外電子數(shù)為10,則1 mol Al3+所含有的核外電子數(shù)為10 mol(即10NA),故C錯;因N2和H2的反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)不能進行到底,故D錯。 4.(2012·廣東理綜,11改編)設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( ) A.常溫下,4 g CH4含有nA個C—
42、H共價鍵 B.1 mol Fe與足量的稀HNO3反應(yīng),轉(zhuǎn)移2nA個電子 C.1 mol Fe2+與足量的H2O2溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移2nA個電子 D.常溫常壓下,22.4 L的NO2和CO2混合氣體含有2nA個O原子 答案 A 解析 特別注意反應(yīng)物的量對Fe與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)物的影響。A項4 g CH4的物質(zhì)的量為n(CH4)==0.25 mol,1個CH4分子含有4個C—H鍵,則0.25 mol CH4含有1 mol(即nA個)C—H共價鍵;B項Fe與足量稀HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)3,1 mol Fe反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移3 mol(即3nA個)電子;C項,F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+,1 mo
43、l Fe2+被氧化時,應(yīng)轉(zhuǎn)移nA個電子;D項常溫常壓下,22.4 L的NO2和CO2混合氣體的物質(zhì)的量并非1 mol,含有的O原子也不是2nA個。 5.(2012·海南,7)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法中正確的是 ( ) A.在密閉容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2,充分反應(yīng)后可得到NH3分子數(shù)為NA B.一定條件下,2.3 g的Na完全與O2反應(yīng)生成3.6 g產(chǎn)物時失去的電子數(shù)為0.1NA C.1.0 L的0.1 mol·L-1 Na2S溶液中含有的S2-離子數(shù)為0.1NA D.標準狀況下,22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子數(shù)為NA 答案 B
44、 解析 選項A,工業(yè)合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng),實際生成的NH3分子數(shù)小于NA;選項B,2.3 g Na為0.1 mol,無論與O2反應(yīng)生成Na2O還是Na2O2,均轉(zhuǎn)移0.1 mol電子;選項C,雖然溶液中含0.1 mol Na2S,但由于S2-部分水解,故溶液中S2-數(shù)目小于0.1NA;選項D,CCl4在標準狀況下為液體。 6.(2010·四川理綜,7)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是 ( ) A.標準狀況下,22.4 L二氯甲烷的分子數(shù)約為NA個 B.盛有SO2的密閉容器中含有NA個氧原子,則SO2的物質(zhì)的量為0.5 mol C.17.6 g丙烷中所含的極性共價鍵為
45、4NA個 D.電解精煉銅時,若陰極得到電子數(shù)為2NA個,則陽極質(zhì)量減少64 g 答案 B 解析 二氯甲烷在標況下為液態(tài),22.4 L不一定為1 mol,A項錯誤;1 mol SO2中含有氧原子2 mol,故含有NA個氧原子的SO2的物質(zhì)的量為0.5 mol,B項正確;17.6 g丙烷的物質(zhì)的量為0.4 mol,1 mol丙烷中含有極性鍵8 mol,故0.4 mol中含有極性鍵3.2 mol,為3.2NA個,C項錯誤;電解精煉銅時,陽極為粗銅,當轉(zhuǎn)移2 mol電子時,陽極消耗的質(zhì)量不一定為64 g,D項錯誤。 1.下列有關(guān)氣體體積的敘述中,正確的是 ( ) A.在一
46、定的溫度和壓強下,各種氣態(tài)物質(zhì)體積大小由氣體分子的大小決定 B.在一定的溫度和壓強下,各種氣態(tài)物質(zhì)體積的大小由物質(zhì)的量的多少決定 C.不同的氣體,若體積不同,則它們所含的分子數(shù)一定不同 D.氣體摩爾體積是指1 mol任何氣體所占的體積約為22.4 L 答案 B 解析 決定物質(zhì)體積的因素:①微粒數(shù)的多少,②微粒本身的大小,③微粒間的距離。其中微粒數(shù)的多少是決定物質(zhì)體積大小的主要因素。對于氣體物質(zhì),在一定溫度和壓強下,其體積的大小主要由分子數(shù)的多少來決定,故A不正確,B正確;氣體的體積隨溫度和壓強的變化而變化。體積不同的氣體,在不同的條件下,其分子數(shù)可能相同,也可能不同,是無法確定的,故
47、C不正確;氣體摩爾體積是指1 mol任何氣體所占的體積,其大小是不確定的,會隨著溫度、壓強的變化而變化,22.4 L·mol-1是標準狀況下的氣體摩爾體積,故D不正確。 2.某氣體的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,在一定的溫度和壓 強下,體積為V L的該氣體所含有的分子數(shù)為X。則表示的是 ( ) A.V L該氣體的質(zhì)量(以g為單位) B.1 L該氣體的質(zhì)量(以g為單位) C.1 mol該氣體的體積(以L為單位) D.1 L該氣體中所含的分子數(shù) 答案 B 解析 X除以NA為該氣體的物質(zhì)的量;然后乘以M表示其質(zhì)量;最后除以V為1 L該氣體的質(zhì)量。 3
48、.科學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)了某種元素的原子,其質(zhì)量是a g,12C的原子質(zhì)量是b g,NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是 ( ) A.該原子的摩爾質(zhì)量是aNA B.W g該原子的物質(zhì)的量一定是 mol C.W g該原子中含有×NA個該原子 D.由已知信息可得:NA= 答案 B 解析 該原子的摩爾質(zhì)量是aNA g·mol-1,A錯誤;一個原子的質(zhì)量為a g,所以W g該原子中含有個該原子,C錯誤,B正確;NA可以表示為 mol-1,D錯誤。 4.下列說法中不正確的是 ( ) A.1 mol氧氣中含有12.04×1023個氧原子,在標準狀況下
49、占有體積22.4 L B.1 mol臭氧和1.5 mol氧氣含有相同的氧原子數(shù) C.等體積、濃度均為1 mol·L-1的磷酸和鹽酸,電離出的氫離子數(shù)之比為3∶1 D.等物質(zhì)的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子數(shù)之比為1∶6,氧原子數(shù)之比為1∶3 答案 C 解析 O2為雙原子分子,1 mol O2含有12.04×1023個氧原子,1 mol O2在標準狀況下占有體積為22.4 L,A正確;臭氧為O3,因此B正確;由于H3PO4為弱電解質(zhì),不能完全電離,因此C錯誤;干冰和葡萄糖的分子式分別為CO2、C6H12O6,因此D正確。 5.如圖所示,分別向密閉容器內(nèi)可移動活塞的兩邊充入空氣(已知空氣
50、體積占整個容器容積的1/4)、H2和O2的混合氣體,在標準狀態(tài)下,若將H2、O2的混合氣體點燃引爆?;钊茸髲棧謴?fù)原溫度后,活塞右滑停留于容器的中央。則原來H2、O2的體積之比可能為 ( ) A.2∶7 B.5∶4 C.2∶1 D.7∶2 答案 D 解析 設(shè)H2、O2的物質(zhì)的量分別為x,y 2H2+O22H2O (1)若H2過量,則 = (2)若O2過量,則 = 6.同溫同壓下,a g甲氣體和2a g乙氣體所占體積之比為1∶2,根據(jù)阿伏加德羅定律判斷,下列敘述不正確的是 ( ) A.同溫同壓下甲和乙的
51、密度之比為1∶1 B.甲與乙的相對分子質(zhì)量之比為1∶1 C.同溫同體積下等質(zhì)量的甲和乙的壓強之比為1∶1 D.等質(zhì)量的甲和乙中的原子數(shù)之比為1∶1 答案 D 解析 同溫同壓下,氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比,推知∶=1∶2,M(甲)=M(乙),根據(jù)密度公式,氣體的密度等于質(zhì)量除以體積,在同溫同壓下甲、乙密度之比為1∶1,A項正確;甲、乙的相對分子質(zhì)量相等,B項正確;同溫同體積下,氣體的物質(zhì)的量與壓強成正比,等質(zhì)量的甲、乙氣體的物質(zhì)的量相等,所以壓強也相等,C項正確;相對分子質(zhì)量相等、質(zhì)量相等,甲乙分子數(shù)相等,但是甲、乙分子的組成不確定,可能為單原子分子、雙原子分子、三原子分子或多原子分
52、子,原子數(shù)不一定相等,D項錯誤。 7.阿伏加羅常數(shù)約為6.02×1023 mol-1。下列敘述中正確的是 ( ) A.在室溫下,8 g甲烷含有的共價鍵數(shù)約為6.02×1023 B.3.2 g的Cu與足量的濃硝酸反應(yīng)生成的氣體分子數(shù)約為6.02×1022 C.含有6.02×1023個中子的D2O的質(zhì)量為2.0 g D.pH=2的硫酸氫鈉溶液中的硫酸根離子數(shù)約為6.02×1021 答案 C 解析 本題考查阿伏加德羅常數(shù)。8 g甲烷為0.5 mol,1 mol甲烷含有4 mol共價鍵,故8 g甲烷含有的共價鍵數(shù)約為2×6.02×1023,A選項錯誤;3.2 g的Cu完全反應(yīng)時,
53、轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1 mol,則根據(jù)得失電子守恒可知,產(chǎn)生的NO2氣體為0.1 mol,但存在2NO2N2O4,故B選項錯誤;C項中D2O的物質(zhì)的量為0.1 mol,質(zhì)量為2.0 g,C選項正確;D選項中溶液的體積未知,所以無法求算離子的數(shù)目,D選項錯誤。 8.設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,下列說法正確的是 ( ) A.1 mol Na2O2和水完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA B.0.5 L 0.2 mol·L-1 FeCl3溶液中,含F(xiàn)e3+數(shù)為0.1NA C.在一定條件下,催化分解80 g SO3,混合氣體中氧原子數(shù)為3NA D.常溫常壓下,28 g乙烯和丙烯混合氣體
54、含有的碳原子總數(shù)為2.5NA 答案 C 解析 根據(jù)Na2O2和水的反應(yīng) ,1 mol Na2O2和水完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA,A項錯誤;0.5 L 0.2 mol·L-1 FeCl3溶液中,由于Fe3+水解,溶液中含F(xiàn)e3+數(shù)目小于0.1NA,B項錯誤;根據(jù)氧原子守恒,C項正確;設(shè)28 g乙烯和丙烯混合氣體中乙烯的質(zhì)量為a,則碳原子總數(shù)為(×2+×3)NA=2NA,D項錯誤。 9.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是 ( ) A.如果5.6 L N2中含有n個氮氣分子,則阿伏加德羅常數(shù)一定為4n B.標準狀況下,22.4 L空氣中含有NA個單質(zhì)分子 C.60
55、 g SiO2晶體中含有Si—O鍵的數(shù)目為4NA D.1 mol Al3+完全水解生成Al(OH)3膠體粒子的數(shù)目為NA 答案 C 解析 選項A中因不知N2所處條件而無法確定;B項中空氣由N2、O2、CO2、稀有氣體等組成,由于空氣中含有CO2等非單質(zhì)物質(zhì),因此標準狀況下22.4 L空氣中所含單質(zhì)分子的數(shù)目小于NA;Al(OH)3膠體粒子是許多Al(OH)3分子的集合體,所以1 mol Al3+完全水解生成Al(OH)3膠體粒子的數(shù)目遠小于NA。 10.(1)H2SO4的相對分子質(zhì)量為________,它的摩爾質(zhì)量為____________。 (2)在標準狀況下,0.5 mol任何氣
56、體的體積都約為_________________________。 (3)4 g H2與22.4 L(標準狀況)CO2相比,所含分子數(shù)目較多的是____________。 (4)0.01 mol某氣體的質(zhì)量為0.28 g,該氣體的摩爾質(zhì)量為____________,在標準狀況下,該氣體的體積是________。 答案 (1)98 98 g·mol-1 (2)11.2 L (3)4 g H2 (4)28 g·mol-1 0.224 L 11.如圖所示,兩個連通容器用活塞分開,左右兩室(體積相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使兩容器內(nèi)氣體密度相同。打開活塞,使NO與O2充分反應(yīng)。(不
57、考慮NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化) (1)開始時左右兩室分子數(shù)____________(填“相同”或“不相同”)。 (2)反應(yīng)前后NO室壓強________(填“增大”或“減小”)。 (3)最終容器內(nèi)密度與原來____________(填“相同”或“不相 同”)。 (4)最終容器內(nèi)____(填“有”或“無”)O2存在。 答案 (1)不相同 (2)減小 (3)相同 (4)有 解析 (1)由左右兩室體積相同,兩容器內(nèi)氣體密度相同可知,兩容器中氣體的質(zhì)量相等,但NO和O2的摩爾質(zhì)量不相等,故其物質(zhì)的量不相等,開始時左右兩室分子數(shù)不相同。(2)由于反應(yīng)前后NO室的氣體物質(zhì)的量減小,故壓強減小。
58、(3)體系的體積和氣體的質(zhì)量均未變化,密度不變。(4)由于NO和O2反應(yīng),O2過量,故最終容器內(nèi)有O2存在。 12.化合物A是一種不穩(wěn)定的物質(zhì),它的分子組成可用OxFy表示。10 mL A氣體能分解生成15 mL O2和10 mL F2(同溫同壓)。 (1)A的化學(xué)式是__________,推斷的依據(jù)是______________________________ _____________________________________________________________________。 (2)已知A分子中x個氧原子呈…O—O—O…鏈狀排列,則A分子的電子式是______
59、 ________________________________________________,結(jié)構(gòu)式是____________。 答案 (1)O3F2 阿伏加德羅定律和元素質(zhì)量守恒定律 (2) F—O—O—O—F 解析 依題意有V(A)∶V(O2)∶V(F2)=10 mL∶15 mL∶10 mL=2∶3∶2,根據(jù)阿伏加德羅定律(同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比),寫出該化學(xué)方程式:2A===3O2+2F2;根據(jù)元素質(zhì)量守恒定律,A的化學(xué)式為O3F2。 13.某同學(xué)利用氯酸鉀分解制氧氣的反應(yīng),測定氧氣的摩爾質(zhì)量,實驗步驟如下: ①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉
60、末混合均勻,放入干燥的試管中,準確稱量,質(zhì)量為a g。 ②裝好實驗裝置。 ③檢查裝置氣密性。 ④加熱,開始反應(yīng),直到產(chǎn)生一定量的氣體。 ⑤停止加熱(如圖所示,導(dǎo)管出口高于液面)。 ⑥測量收集到的氣體的體積。 ⑦準確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為b g。 ⑧測量實驗室的溫度。 ⑨把殘留物倒入指定的容器中,洗凈儀器,放回原處,把實驗桌面收拾干凈。 ⑩處理實驗數(shù)據(jù),求出氧氣的摩爾質(zhì)量。 回答下列問題: (1)如何檢查裝置的氣密性?__________________________________________ ________________________________
61、___________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)以下是測量收集到的氣體體積必須包括的幾個步驟:①調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同;②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫;③讀取量筒內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是__________(請?zhí)顚懖襟E代號)。 (3)測量收集到的氣體體積時,如何使量
62、筒內(nèi)外液面的高度相同? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)如果實驗中得到的氧氣體積是c L(25 ℃、1.01×105 Pa),水蒸氣的影響忽略不計,氧氣的摩爾質(zhì)量的計算式為(含a、b、c,不必化簡)M(O2)=____________________。 答案 (1)將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中,手握住試管,有氣泡從導(dǎo)管口逸出,放開手后,有少
63、量水進入導(dǎo)管,表明裝置不漏氣 (2)②①③ (3)慢慢將量筒下移 (4) 解析 此題為一定量實驗題,同時也考查了化學(xué)實驗的一些基本操作步驟,做定量實驗題的一般方法步驟為先看實驗?zāi)康?,再明確實驗的反應(yīng)原理和計算原理。 該實驗的反應(yīng)原理為 2KClO32KCl+3O2↑。 計算原理為M(O2)=,m(O2)=a g-b g,n(O2)=,所以,該實驗的關(guān)鍵在于準確測定氧氣的體積。而氣體的體積取決于兩個因素,一是溫度,二是壓強。這就要求讀數(shù)時,氣體溫度要與室溫一致,量筒內(nèi)外壓強一致。在弄清原理后,再考慮實驗的每一步操作。 14.測定1 mol氧氣在標準狀況下所占體積的實驗操作的步驟如下
64、: ①按下圖裝配實驗裝置。 ②洗凈試管然后充分干燥。 ③向500 mL燒瓶里裝滿水,向500 mL燒杯里加入少量水,把連接燒瓶和燒杯的玻璃管A、橡皮管B和玻璃管C中也裝滿水,在中間不要留下氣泡,然后用彈簧夾把橡皮管B夾緊。 ④稱得試管的質(zhì)量為14.45 g,往試管里加入KClO3和MnO2的混合物,再稱其質(zhì)量為15.95 g。 ⑤打開彈簧夾,把燒杯舉起使燒瓶和燒杯中的水面一致,再關(guān)閉彈簧夾,然后把燒杯中的水倒掉。 ⑥打開彈簧夾,加熱試管的混合物到不再產(chǎn)生氣體,即水不再流向燒杯時為止。 ⑦反應(yīng)完畢后把裝置放置冷卻到室溫。 ⑧調(diào)節(jié)燒杯的高度使燒瓶和燒杯中的水面一致,然后再關(guān)閉彈
65、簧夾。 ⑨用500 mL量筒測量燒杯里水的體積為285.0 mL,把它換算為標準狀況下氧氣的體積為279.7 mL。 ⑩再稱量冷卻后試管的質(zhì)量為15.55 g。 (1)在操作⑦中,裝置冷卻時,玻璃管C的出口,一直要在燒杯的水中,不能離開水面,其理由是_______________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)簡述操作⑧的必要性,即為什么要調(diào)節(jié)燒杯的高度,使燒瓶和燒杯中的水面一致?____
66、_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)標準狀況下,1 mol氧氣所占的體積(保留小數(shù)后兩位)為________L;混合物中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為________。 答案 (1)溫度降低時,燒瓶內(nèi)的壓強降低,這時燒杯中的水就會回流,從而可以 準確地求出氣體的體積 (2)如果燒瓶中的壓強和外界大氣壓不一致,就不能準確地求出氣體體積 (3)22.38 32% 解析 這是一道利用阿伏加德羅定律測定1 mol氧氣標況下所占體積的實驗題。其原理是通過測量氧氣排出的水的體積,進而確定產(chǎn)生的氧氣的體積,成功的關(guān)鍵是燒瓶內(nèi)的氣體在反應(yīng)前后是否處于同一狀態(tài),即是否同溫同壓,由于氣體體積的大小受溫度、壓強的影響,若燒杯內(nèi)的液面不一致,則造成壓強的改變,使誤差增大。若反應(yīng)完后未冷卻至室溫,則會更多地偏離標準狀況,使結(jié)果不準確。 24
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