有關物質的量的概念辨析與考查方式

■王金印

物質的量的概念與應用貫穿整個高中化學知識。涉及的概念有物質的量、摩爾、阿伏加德羅常數、摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量濃度等。我們要對每個概念都準確理解,厘清這些概念之間的關系,并能很好地運用,這是學好高中化學的關鍵。

一、與物質的量有關的概念

1.物質的量:含有一定數目粒子的集合體,符號為n。

2.摩爾:物質的量的單位,簡稱摩,符號為mol。

3.阿伏加德羅常數:1mol任何粒子所含的粒子數,通常用6.02×1023mol-1表示,符號為NA。

4.摩爾質量:單位物質的量的物質所具有的質量,常用的單位為g·mol-1,符號為M。

5.氣體摩爾體積:單位物質的量的氣體所占的體積,常用的單位為L·mol-1,符號為Vm。

6.物質的量濃度:單位體積的溶液里所含溶質B(表示某種物質)的物質的量,常用的單位為mol·L-1,符號為cB。

二、有關物質的量的考查方式

1.對物質的量的概念的考查。

例1下列關于物質的量說法正確的是()。

A.物質的量是人們主觀規定的基本物理量之一

B.物質的量是人們根據其他的物理量推導出來的新物理量

C.物質的量實質上就是物質的質量

D.物質的量是一種物理量的單位

解析

A 項和B 項是考查物質的量的來歷,物質的量是人為規定的,不是根據其他物理量推導出來的。C 項和D 項是考查物質的量與其他概念的區別和聯系,物質的量和質量是兩種不同的物理量,物質的量是一種以摩爾為單位的物理量,不是哪一種物理量的單位。

答案:A

2.對阿伏加德羅常數的考查。

例2設NA為阿伏加德羅常數的值,下列判斷正確的是()。

A.1mol·L-1FeCl3溶液,含有Fe3+的數目為NA個

B.標準狀況下,22.4L 辛烷中分子數目為NA個

C.0.1molFe與0.1molCl2充分反應,轉移的電子數為0.3NA個

D.氧氣和臭氧組成的4.8g混合氣體中含有0.3NA個氧原子

解析

A 項缺少溶液的體積,無法求n(FeCl3),故A 項錯誤。辛烷是液態烴,不是氣體,無法求n(辛烷),故B項錯誤。由方程式2Fe+3Cl2══2FeCl3可知,3molCl2與足量Fe反應轉移6mol電子,則0.1 mol 氯氣與足量鐵反應轉移0.2mol電子,故C項錯誤。O2和O3都只含氧元素,則m(O)=4.8g,由n=可知,=0.3mol,故D 項正確。

答案:D

例3阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法正確的是()。

A.1L0.1 mol·L-1NH4Cl 溶液中,的數量為0.1NA

B.2.4gMg與H2SO4完全反應,轉移的電子數為0.1NA

C.標準狀況下,2.24LN2和O2的混合氣體中分子數為0.2NA

D.0.1molH2和0.1molI2于密閉容器中充分反應后,其分子總數為0.2NA

解析

答案:D

3.對物質的量濃度的考查。

例4取100mL0.3mol·L-1和300mL 0.25mol·L-1的硫酸注入500mL 的容量瓶中,加水稀釋至刻度線,該混合溶液中H+的物質的量濃度為()。

A.0.21mol·L-1B.0.56mol·L-1

C.0.42mol·L-1D.0.26mol·L-1

解析

溶液稀釋前后溶質的質量沒有變化,即稀釋前H2SO4的物質的量等于稀釋后溶液中H2SO4的物質的量,稀釋前n(H2SO4)=0.3mol·L-1×100× 10-3L+0.25mol·L-1× 300 ×10-3L=0.105mol。稀釋后H2SO4的物質的量濃度c(H2SO4)==0.21mol·L-1,由于1 molH2SO4中含有2 mol H+,故c(H+)=2c(H2SO4)=0.21mol·L-1×2=0.42mol·L-1。

答案:C

例5把VL 含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成兩等份,一份加入含amol NaOH 的溶液,恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂;另一份加入含bmolBaCl2的溶液,恰好使硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇。則原混合溶液中鉀離子的濃度為()。

解析

根據化學方程式MgSO4+2NaOH ══Mg(OH)2↓+Na2SO4,由題意可知,當在一份溶液中加入amolNaOH 的溶液,恰好使Mg2+完全沉淀為Mg(OH)2時,則在此份溶液中含有的Mg2+為mol,故原VL 溶液中的MgSO4為amol,MgSO4中所含的也為amol。另一份加入含bmolBaCl2的溶液,恰好使完全沉淀為BaSO4,根據離子方程式+Ba2+══BaSO4↓,則此份溶液中含有的為bmol,原溶液中所含的為2bmol,依據K2SO4中K+與的物質的量之比為2∶1,則原混合溶液中鉀離子的濃度為mol·L-1。

答案:D

感悟與提高

1.設NA為阿伏加德羅常數的數值,下列說法正確的是()。

A.3molNO2與水充分反應,轉移NA個電子

B.常溫常壓下,18gH2O 含有3NA個原子

C.1L0.1mol·L-1NaHCO3溶液中含有0.1NA個

D.標準狀況下,2.24L 乙醇含有0.1NA個CH3CH2OH 分子

2.在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的 混合溶液中加入bmol的BaCl2,恰好使溶液中的完全沉淀;若加入足量強堿并加熱可得到cmolNH3,則原溶液中的Al3+的濃度為()。

3.20℃時飽和的KCl 溶液的密度是1.174g·cm-3,物質的量濃度為4.0mol·L-1,下列說法不正確的是()。

A.25℃時,飽和KCl溶液的物質的量濃度大于4.0mol·L-1

C.20 ℃時,密度小于1.174g·cm-3的KCl溶液不是飽和溶液

D.將此溶液蒸發部分水分,再恢復到20℃時,溶液的密度一定大于1.174g·cm-3

4.對于1mol·L-1的氨水,下列敘述正確的是(溶液混合時體積變化忽略不計)()。

A.將標準狀況下22.4L 氨氣溶于水配成1L溶液,即可得1mol·L-1的氨水

B.1 mol·L-1的氨水的質量分數小于1.7%

C.將1mol·L-1的氨水與水等質量混合后,所得氨水的物質的量濃度小于0.5mol·L-1

D.將1mol·L-1的氨水與3mol·L-1的氨水等質量混合后,所得氨水的物質的量濃度為2mol·L-1

5.實驗室中需配制480mL2.0mol·L-1Na2CO3溶液,若用無水Na2CO3配制,根據實驗室儀器條件應稱取Na2CO3的質量為()。

A.56g B.55g

C.106g D.101.8g

答案:1.B 2.C 3.D 4.A 5.C(提示:480mL溶液中有Na2CO3101.8g,但在實驗室中無480mL容量瓶,只能用500mL 容量瓶,所以應稱取106gNa2CO3)