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化学平衡和计算


专题

化学平衡

【命题趋向】 《考试大纲》对这部分内容的具体要求是: (1)了解化学反应速率的概念,反应速率的表示方法,理解外界条件(浓度、温度、 压强、催化剂等)对反应速率的影响。 (2)了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。 (3)理解勒沙特列原理的涵义。掌握浓度、温度、压强等条件对平衡移动的影响。 高考试题经常会从以下几个角度进行考查: 第一,考查化学反应速率、化学平衡的概念,要求考生用这些基本概念对有关的叙述的 正确与否作出判别。 第二,根据化学方程式计算化学反应速率。 第三,判断化学反应是否处于平衡状态。判断外界条件变化对化学速率、化学平衡的影 响情况。也会用转化率、原用利用率等概念来考查化学平衡移动情况。 第四,用“等效问题”问题来考查有关化学平衡的计算能力。 【主干知识整合】 1.化学反应速率的分类 分类角度 类型 从测定时间分 瞬时速率:某一时刻的反应速率 平均速率:某段时间内的反应速 率的平均值 通常所计算的是平均速率 从反应方向分 正反应速率:可逆反应中正反应方向 的反应速率 逆反应速率:可逆反应中逆反应方向 的反应速率 通常所计算的是正逆反应抵消后的 总反应速率

注意点

2.影响化学反应速率的条件 (1)不同的化学反应具有不同的反应速率,影响反应速率的主要因素是内因,即参加 反应物质的性质。 (2)在同一反应中,影响反应速率的因素是外因,即外界条件,主要有温度、浓度、 压强、催化剂等。 (还有像反应颗粒(固体)的大小、光、波等对化学反应速率也有影响) 3.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的建立

(2)化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等,这是判断化学平衡状 态的根本标志。由于υ正=υ逆 ,可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变,所以一般情况 下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变,这些宏观的特征有时也可 作为判断化学平衡状态的标志。 化学平衡状态的特征 五大特点 逆 化学平衡 可逆反应
1

等 动 定 变

υ(正)=υ(逆)≠0 动态平衡 各组分含量一定,体积一定时,浓度就一定;有平衡转化率 浓度、温度、压强改变化学平衡即发生移动

4.化学平衡的移动 (1)勒沙持列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等) ,平衡就 向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含:①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三 种;②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度) ,当多 项条件同时发生变化时,情况比较复杂;③平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条 件的变化。 (2)平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。一定条件 下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。可总结如下:

(3)平衡移动与转化率的变化:不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大 等同起来。具体分析可参考下表: 反应实例 2SO2 +O2 2SO3(气)+热 条件变化与平衡移动方 向 增大 O2 浓度,平衡正移 增大 SO3 浓度,平衡逆移 升高温度,平衡逆移 增大压强,平衡正移 2NO2(气) 2HI N2O4 体积不变时,无论是加入 NO2 或者加入 N2O4 增大 HI 的浓度,平衡正 移 增大压强,平衡不移动 达新平衡后转化率变化 SO2 的转化率增大, O2 的转化率减小 从逆反应角度看,SO3 的转化率减小 SO2 、O2 的转化率都减小 SO2 、O2 的转化率都增大 NO2 的转化率都增大(即新平衡中 N2O4 的含量都会增大) H2 的转化率减小,I2 的转化率增大 HI 的转化率不变 转化率不变

H2+I2(气) 增大 H2 的浓度,平衡逆移

5.理解平衡移动原理: (1)“减弱”的双重含义定性角度:平衡移动的方向为减弱外界改变的方向定量角度:移 动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全抵消外界条件的变化量 (2)分清“三个变化量”: A.条件改变时的量变 B.平衡移动过程中的量变 C.原平衡与新平衡的量变。 (3)适应其他体系。 (4)不能用勒沙特列原理解释: A.催化剂的使用 B.ΔV(g)=0 的可逆反应
2

C.外界条件的改变对平衡的影响与生产要求不完全一致(如合成氨温度选用) 6.解答图象题的方法与思路是: ⑴看懂图象:一看面(即看清横坐标和纵坐标) , 二看线(即看线的走向、变化的趋势) , 三看点(即看线是否通过原点,两条线的交点及线的拐点) ,四看要不要作辅助线(如 等温线、等压线) ,五看定量图象中有关量的多少 ⑵联想规律:即联想外界条件对化学反应速率即化学平衡影响规律、且熟练准确。 ⑶作出判断:依题意仔细分析作出正确判断 ⑷化学平衡图像的常见类型: 对于反应 mA(g)+nB(g) ①转化率-时间关系图: pC(g)+qD(g) △H

P 一定时,△H p+q

0 T 一定时,m+n

p+q T 一定时,m+n

p+q T 一定时,m+n

②含量-时间关系图:

P 一定时,△H p+q

0

P 一定时,△H

0 T 一定时,m+n

p+q T 一定时,m+n

③转化率-温度-压强关系图:

m+n>p+q 时,△H 0 ④含量-温度-压强关系图:

m+n<p+q 时,△H

0

3

m+n>p+q 时,△H 0 m+n<p+q 时,△H 0 m+n>p+q 时,△H 0 m+n>p+q 时,△H 0 7.等效平衡 ⑴恒温恒容条件下的等效平衡 在恒温、恒容的情况下,对于同一可逆反应,不论各反应物的起始量是多少,也不管 反应物是一次加入或分几次加入, 或是加入后分一次取出或分几次取出, 只要各物质的起始 量(质量、物质的量、浓度、体积等)按化学计量数换算成方程式左右两边同一边后对应相 同,则就可以达到等效平衡 这种情况下建立的等效平衡,不但平衡混合物中各组分的质量 分数(物质的量分数、体积分数)对应相等,而且各组分的质量、体积、物质的量、浓度等 也分别对应相等。 ⑵恒温恒压条件下的等效平衡 在恒温恒压的情况下,对于有气体物质参加的可逆反应,改变反应物的起始状态,只 要各起始反应物之间的物质的量之比按化学计量数换算成化学方程式左右两边同一边后对 应相等,即可达到等效平衡 在这种情况下建立的等效平衡,平衡混合物中各成份的质量、 体积、物质的量、浓度并不一定相等 ⑶特例 在恒温恒容的情况下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,其实在到达平衡的 过程中压强也一直保持不变, 因此只要反应物 (或生成物) 的物质的量的比例与原平衡相同, 则二平衡等效。 【典例精析】 1. 近年来,某些自来水厂用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨, NH3+HClO H2O+NH2Cl(一氯氨) 。NH2Cl比HClO稳定,试分析加液氨能延长液氯杀 菌消毒时间的原因? 【解析】NH3+HClO H2O+NH2Cl,当氯气(或说HClO)消耗时,平衡左移生成HClO, 由于NH2Cl比HClO稳定,故试剂保存时间长。综上所述,电解质电离、溶解结晶、气体气 化液化、 盐类水解等过程是平衡移动过程, 可以运用平衡移动原理对其变化过程中现象加以 解释。 2.在 557oC 时,密闭容器中进行下列反应:CO+H2O CO2+H2;若 CO 的起始浓度为 2mol/L,水蒸气密度为 3mol/L,达到平衡时测得 CO2 的浓度为 1.2mol/L。求 CO 和 H2O 的转化率 【解析】 CO + H2O CO2 + H2; 起始浓度(mol/L) : 2 3 0 0 转化浓度(mol/L) : 1.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度(mol/L) : 0.8 1.8 1.2 1.2 所以 CO 的转化率=1.2/2× 100%=60% H2O(g)的转化率=1.2/3× 100%=40% 3.在容积固定为 2L 的密闭容器中,充入 X、Y 气体各 2mol,发生可逆反应: X(g)+2Y(g) 2Z(g),并达平衡,以 Y 的浓度改变表示的反应速度 V 正、V 逆与时间 t 的关系如图所示,则 Y 的平衡浓度表达式正确的是(式中 S 是对应区域的面积) ( )

4

A.2-Saob

B.1-Saob

C.2-Sabdo

D.1-Sbod

【解析】 根据 v-t 曲线计算反应物的平衡浓度,初看题目似乎无从下手,若静心思考,从 定义出发,Y 减少的浓度△C(Y)=vt,随着反应进行,逆反应同时生成部分 Y,因此 Y 的平 衡浓度为初始浓度与消耗浓度之差。 瞬时速率与时间的乘积即为微小矩形的面积, 累积计算 则 Y 减少的浓度表示为 Saobd,Y 增加的浓度表示为 Sobd,则 Y 的平衡浓度表示为: 1-(Saobd-Sobd)=1-Saob, 【答案】B 4.如图,条件一定时,反应 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H<0 中 NO 的百分含量 NO% 与 T 变化关系曲线图,图中有 a、b、c、d 四个点,其中表示未达到平衡状态,且v正 <v逆的点是( )

A. a

B. b

C. c

D. d

【解析】 a、b 在曲线上为平衡点,c、d 点未达平衡。d 点在曲线右上方,从 d 点向横坐标 引辅助线,可知该温度平衡时 NO%比 d 点的小,说明该点未达平衡,且 V 正<V 逆平衡向逆 向移动,或从 d 点向纵坐标引垂线,d 点 T 比平衡【答案】D 点的高,该反应正向放热,升 高温度平衡向吸热的逆向移动,同样得出结论 V 正<V - 5.已知 0.1 mol· L 1 的二元酸 H2A 溶液的 pH=4.0,则下列说法正确的是 ( ) A.在 Na2A、NaHA 两溶液中,离子种类不相同 B.在溶质物质的量相等的 Na2A、NaHA 两溶液中,阴离子总数相等 - - - C.在 NaHA 溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HA )+c(OH )+2c(A2 ) - - D.在 Na2A 溶液中一定有:c(Na+)>c(A2 )>c(H+)>c(OH ) - - 【解析】0.1 mol· L 1 的强酸 pH=1.0,0.1 mol· L 1 的 H2A 溶液 pH=4.0,说明它是一种弱酸。 - - - - - - Na2A 发生水解 A2 +H2O HA +OH 和 HA +H2O H2A+OH ,溶液中存在 HA 、 - - - - - - A2 、H+、OH ;NaHA 发生水解 HA +H2O H2A+OH 和电离 HA H++A2 ,溶液 - - - 中存在 HA 、A2 、H+、OH ,所以两溶液中离子种类相同,A 不正确。物质的量相等的 Na2A 和 NaHA 因为存在上述水解、电离等过程,阴离子数量发生变化,所以阴离子总量不相等, - - - B 不正确。由电荷守恒可知 c(Na+)+c(H+)=c(HA )+c(OH )+2c(A2 ) ,C 正确。 - Na2A 溶液显碱性,c(OH )>c(H+) ,D 不正确 【答案】C 6.在下列叙述中,能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是( ) A.将 pH=4 的盐酸和醋酸稀释成 pH=5 的溶液,醋酸所需加入的水量多 B.盐酸和醋酸都可用相应的钠盐与浓硫酸反应制取 C.相同 pH 值的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的 pH 值变化大 D.相同 pH 值的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,产生氢气的起始速度相等 【解析】A 项中醋酸在稀释过程中电离程度加大,要想达到与盐酸一样的 H+浓度,所需加 水要多; B 项中的醋酸不能用浓硫酸来制取; C 项中 HCl 加 NaCl 不会使其电离有什么变化,

5

因为它本来己经完全电离了,而醋酸中加醋酸钠,将会抑制醋酸的电离;D 项中 pH 相同, c(H+)肯定相等,只能说明起始 c(H+)相等,不能说明反应中有何变化。 【答案】AC 【专题训练】 1.将气体 A、B 置于容积为 2L 的密闭容器中,发生如下反应:4A(g)+B(g)=2C(g),反应进 行到 4s 末,测得 A 为 0.5mol,B 为 0.4mol,C 为 0.2mol,用反应物 A 的浓度减少来表 示该反应的速率可能为( ) A. 0.025 mol ? L?1 ? s ?1 B. 0.0125 mol ? L?1 ? s ?1 C. 0.05mol ? L?1 ? s ?1 D. 0.1mol ? L?1 ? s ?1 2.2molPCl3 和 1molCl2 充入一容积不变的密闭容器中,在一定条件下反应 PCl3(气)+ Cl2 (气)Cl2=== PCl5(气)达平衡时,PCl5 为 0.4mol,此时若移走 1molPCl3 和 0.5molCl2, 在相同温度下达平衡时 PCl5 的物质的量是( ) A. 0.4mol B.0.2mol C.小于 0.2mol D.大于 0.2mol 而小于 0.4mol 3.在一定温度下,将 CO 和水蒸汽各 1mol 放在密闭容器中反应:

CO ? H 2 O ? CO2 ? H 2 ,达平衡后测得 CO2 为 0.6mol,再通入 4mol 水蒸汽,达新
的平衡后,CO2 物质的量( ) A.等于 0.6mol B.等于 1mol C.大于 0.6mol,小于 1mol D.大于 1mol

4.某可逆反应 2 A(气) ? 3B(气) ? xC(气) ? 4D(气) ,若按下列两种配比 (1)0.8molA 1.2molB 1.2molC 2.4molD(2)1.4molA 2.1molB 0.6molC 1.2molD 将它们放入一容积不变的密闭容器中,保持温度不变,达平衡后 C 的质量分数仍相等, 则化学反应方程式中 x 的值为( ) A.2 B.3 C.4 D.1 5.对于反应 2A(g)+B(g) 2C(g) ,△H =- a kJ/mol ,(a>0)下列判断正确的是

A.2 体积 A 和足量 B 反应,必定生成 2 体积 C,放出 a KJ 热量 B.若反应容器的容积和温度不变,增大压强,平衡必定向右移动 C.平衡时,A 消耗速度必定等于 B 生成速度的两倍 D.平衡时,A 浓度必定等于 B 浓度的两倍 6.在固定容积的密闭容器中,可逆反应 2X+Y(g) Z(s)已达到平衡,此时升高温度则

气体混合物的密度增大。下列叙述正确的是( ) A.若 X 为非气态,则正反应为吸热反应 B.正反应为放热反应,X 一定为气态 C.正反应为放热反应,X 可能是气态、液态或固态 D.若加入少量的 Z,该平衡向左移动 7.可逆反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ;△H<0, 在一定条件下 达到平衡状态,时间为 t1 时改变条件。化学反应速率与反应时间的关系如右图所示。下列说法正确的是 A.维持温度、反应体系容积不变,t1 时充入 SO3(g) B.维持压强不变,t1 时升高反应体系温度 C.维持温度、容积不变,t1 时充入一定量 Ar D.维持温度、压强不变,t1 时充入 SO3(g) 8.下图是工业生产硝酸铵的流程。

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(1)吸收塔 C 中通人空气的目的是 A、B、C、D 四个容器中的反应,属于氧化还原反应的是 (填字母)。 (2)已知:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g);△H=-1266.8kJ/mol N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180.5kJ/mol 写出氨高温催化氧化的热化学方程式: (3)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H=-92kJ/mol。为提高氢气的转化率,宜采取 的措施有 。(填字母) A.升高温度 B.使用催化剂 C.增大压强 D.不断补充氮气 E.及时移出氨 (4)在一定温度和压强下,将 H2 和 N2 按 3:1(体积比)在密闭容器中混合,当该反应达到 平衡时,测得平衡混合气中 NH3 的气体体积分数为 25%,此时 H2 的转化率为 高考真题 1.[2012· 江苏化学]温度为 T 时,向 2.0 L 恒容密闭容器中充入 1.0 mol PCl5,反应 PCl5(g)? ? PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表: t/s n(PCl3)/mol 下列说法正确的是( )
- -1 -

0 0

50 0.16

150 0.19

250 0.20

350 0.20

A.反应在前 50 s 的平均速率 v(PCl3)=0.0032 mol· L 1· s

B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时 c(PCl3)=0.11 mol· L 1,则反应的 ΔH<0 C.相同温度下,起始时向容器中充入 1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3 和 0.20 mol Cl2,反 应达到平衡前 v(正)>v(逆) D.相同温度下,起始时向容器中充入 2.0 mol PCl3 和 2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3 的转化率小于 80% 2. [2013· 福建理综]一定条件下,溶液的酸碱性对 TiO2 光催化染料 R 降解反应的影响如 图所示。下列判断正确的是( )

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A.在 0~50 min 之间,pH=2 和 pH=7 时 R 的降解百分率相等 B.溶液酸性越强,R 的降解速率越小 C.R 的起始浓度越小,降解速率越大 D.在 20~25 min 之间,pH=10 时 R 的平均降解速率为 0.04 mol· L 1· min
- -1

3. [2013· 江苏化学]下列有关说法正确的是(

)

A. CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的 ΔH<0 B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) H2 的平衡转化率均增大 D.水的离子积常数 KW 随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应 4. [2012· 安徽理综]一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收: SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) ΔH<0 ) ΔH<0,其他条件不变时升高温度,反应速率 v(H2)和

若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变 B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快 C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高 SO2 的转化率 D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变

5. [2013· 天津理综]已知 2SO2(g)+O2(g)? ? 2SO3(g) ΔH=-197 kJ· mol 1。向同温、


同体积的三个密闭容器中分别充入气体: (甲)2 mol SO2 和 1 mol O2; (乙)1 mol SO2 和 0.5 mol O2;(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( A.容器内压强 p∶p 甲=p 丙>2p 乙 B.SO3 的质量 m∶m 甲=m 丙>2m 乙 C.c(SO2)与 c(O2)之比 k∶k 甲=k 丙>k 乙 D.反应放出或吸收热量的数值 Q∶Q 甲=Q 丙>2Q 乙 6.[2012· 大纲全国理综]合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的 一步反应为: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0 ) )

反应达到平衡后,为提高 CO 的转化率,下列措施中正确的是( A.增加压强 B.降低温度 C.增大 CO 的浓度 D.更换催化剂

7.[2012· 四川理综]在体积恒定的密闭容器中,一定量的 SO2 与 1.100 mol O2 在催化剂

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催化剂 作用下加热到 600 ℃发生反应:2SO2+O2? ? ? ? 2SO3 △

ΔH<0。当气体的物质的量减少

0.315 mol 时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的 82.5%。下列有关叙述 正确的是( )

A.当 SO3 的生成速率与 SO2 的消耗速率相等时反应达到平衡 B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 C.将平衡混合气体通入过量 BaCl2 溶液中,得到沉淀的质量为 161.980 g D.达到平衡时,SO2 的转化率为 90% 8.[2013· 重庆理综]在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应: a(g)+b(g)? ? 2c(g) ΔH1<0 x(g)+3y(g)? ? 2z(g) ΔH2>0 进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是( A.等压时,通入惰性气体,c 的物质的量不变 B.等压时,通入 z 气体,反应器中温度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 D.等容时,通入 z 气体,y 的物质的量浓度增大 9.[2013· 山东理综]偏二甲肼与 N2O4 是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应: (CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (Ⅰ) (1)反应(Ⅰ)中氧化剂是________。 (2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g)? ? 2NO2(g) (Ⅱ) )

当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为________ (填“吸热”或“放热”)反应。 (3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为 ΔH。现将 1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中,下列 示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

若在相同温度下, 上述反应改在体积为 1 L 的恒容密闭容器中进行, 平衡常数________ (填“增大” “不变”或“减小”),反应 3 s 后 NO2 的物质的量为 0.6 mol,则 0~3 s 内的平 均反应速率 v(N2O4)=________mol/(L· s) 1。


(4)NO2 可用氨水吸收生成 NH4NO3。25 ℃时,将 a mol NH4NO3 溶于水,溶液显酸性, 原因是________________ (用离子方程式表示)。向该溶液滴加 b L 氨水后溶液呈中性,则滴 加氨水的过程中水的电离平衡将________ (填“正向” “不”或“逆向”)移动,所滴加氨水 的浓度为________ mol· L 1。(NH3· H2O 的电离平衡常数取 Kb=2×10
- -5

mol· L 1)


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10.[2013· 福建理综](1)元素 M 的离子与 NH4 所含电子数和质子数均相同,则 M 的原 子结构示意图为________。 (2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为_________ ___________。 (3) 能 证 明 Na2SO3 溶 液 中 存 在 SO 2 HSO 3 + OH 水 解 平 衡 的 事 实 是 3 + H2O? ?
- - -



________ (填序号)。 A.滴入酚酞溶液变红,再加入 H2SO4 溶液后红色褪去 B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去 C.滴入酚酞溶液变红,再加入 BaCl2 溶液后产生沉淀且红色褪去 (4)元素 X、Y 在周期表中位于同一主族,化合物 Cu2X 和 Cu2Y 可发生如下转化(其中 D 是纤维素水解的最终产物):

①非金属性 X________Y(填“>”或“<”)。 ② Cu2Y 与 过 量 浓 硝 酸 反 应 有 红 棕 色 气 体 生 成 , 化 学 方 程 式 为 __________________________________________________________。 (5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行 2A(g)+B(g)? ? 2C(g)+D(s)反应,按下 表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变 化关系:__________________________________________________________________。 物质 起始投料/mol A 2 B 1 C 2 D 0

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模块五

化学计算(专题十六、十七、十八)
以物质的量为中心的计算

专题十六
【主干知识整合】
一、网络构建 1.基本概念和重要定律

? ?(1)物质的量 : 物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体.物质的量的符号为n, ? ? 12 ? ?其单位是摩尔, 简称摩, 符号为mol.1mol任何粒子的粒子数与0.012 k g C中所含的碳 ? ?原子数相同.这里的粒子指分子, 原子, 离子,电子, 质子,中子以及它们的特定组合 ? ? ? ?(2)阿伏加德罗常数 : 1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数, 其符号为N A , 最 ? ? 23 ?1 23 ?1 常 ?有 ?新测定数据为6.0221367 ? 10 mol , 通常使用6.02 ? 10 mol 这个近似值 ? ? 用 ?关 ?(3)气体摩尔体积 : 单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积, 其符号为Vm . ? ?1 3 ?1 计 ?概 ?单位为L ? mol , m ? mol ? ? 量 ?念 (4)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, 其符号为M , 单位为 ? ? 及 ? ? g ? mol ?1或k g ? mol ?1 .摩尔质量以克为单位时, 在数值上与该粒子相对原子质量或相对 ? 其 ? ?分子质量相等 ? 定 ? ?(5)物质的量浓度 : 以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量, ? 律 ? ?叫做溶质B的物质的量浓度, 其符号为c( B ), 常用的单位为mol ? L?1或mol ? m ?3 ? ? ? ?阿伏加德罗定律 : 在相同的温度和压强下, 相同体积的任何气体都含有相同数目的分子. ?重 ? ?要 ?注意(1)使用范围 : 气体; ( 2)使用条件 : 同温,同压,同体积; (3)特例 : 气体摩尔体积 ? ? ?定 ?质量守恒定律 : 参加反应的各物质质量总和等于反应后生成物的质量总和(或反应前后 ?律 ?各种原子的种类及个数相同).此定律是书写化学方程式及进行计算的依据 ? ?

2.物质的量和其它物理量之间的关系:

二、关于阿伏加德罗常数的理解与综合应用 阿伏加德罗常数问题主要有: (1)一定质量的物质中所含原子数、电子数,其中考查较多的是 H2O、N2、O2、H2、 NH3、P4 等。 (2)一定体积的物质中所含原子数、分子数,曾考过的物质有 Cl2、NH3、CH4、O2、 N2、CCl4、C8H10 等 (3)一定量的物质在化学反应中的电子转移数目,曾考过的有 Na、Mg、Cu 等。
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(4)一定体积和一定物质的量浓度溶液中所含电解质离子数、分子数,如稀硫酸、硝 酸?镁等。 (5)某些典型物质中化学键数目,如 SiO2、Si、CH4、P4、CO2 等。 (6)细微知识点(易出错) :状态问题,水、CCl4、C8H10 等在标准状况下为液体或固 18 体;D2O、T2O、 O2 等物质的摩尔质量;Ne、O3、白磷等物质分子中原子个数等。 三、物质的量在化学计算中的典型应用 1.物质的量与其他化学常用计量间的相互求算,是重要的基本化学计算。其解题关键 是熟练掌握下列恒等式: xS n= m ? V ( g ) ? N ? Q ? =c· V(aq)
M Vm NA ?H 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 为标准状况下气体摩尔体积,单位为 L· mol-1;N 为粒子 23 -1 个数;NA 为阿伏加德罗常数 6.02× 10 mol ;Q 为物质的反应热,单位为 J 或 kJ;ΔH 为摩 -1 尔反应热,单位为 kJ· mol ;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 2.c、 ? %、ρ 之间的计算关系 1000 ??% (1)计算关系: c ? M (2)使用范围:同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算 (3)推断方法:①根据物质的量浓度的定义表达式 ②溶质的物质的量用 n ? ③注意溶液体积的单位 四、有关气体定律的计算 1.气体摩尔体积的计算 对标准状况下的气体有 n= 2.确定气体的分子组成 一般思路是:根据阿伏加德罗定律,由体积比推导出粒子、分子个数比,再根据质量 守恒定律确定化学式。 如 2 体积气体 Ax 与 1 体积气体 By 恰好完全反应生成 2 体积 A2B, 由阿伏加德罗定律可知:气体的分子数之比等于其体积比,即 Ax∶By∶A2B=2∶1∶2, 所以两气体反应物为双原子分子,即 A2 和 B2。 3.气体的相对分子质量的计算方法 ①已知标准状况下气体密度 ρ,M=ρ·22.4 L·mol-1,Mr=M g· mol-1。 ②根据阿伏加德罗定律计算: M A ? m A (同 T、p、V) 。
MB mB

m V ?? 计算 ? M M

VL 22 .4 L ? mol ?1

五、一定物质的量浓度溶液的配制 1. 仪器: 容量瓶, 容量瓶有各种不同的规格, 一般有 100mL、 250mL、 500mL 和 1000mL 等几种。 2.步骤: ①计算:计算所需固体溶质质量或液体溶质的体积。 ②用托盘天平称量固体溶质或用量筒量取液体体积。 ③溶解:将溶质加入小烧杯中,加适量水溶解。 ④移液洗涤:将已溶解而且冷却的溶液转移到容量瓶中,并用玻璃棒引流,再洗涤烧杯 和玻璃棒 2—3 次,将洗涤液倒入容量瓶中。 ⑤定容:缓缓向容量瓶中注入蒸馏水,直到容量瓶液面接近刻度线 1cm-2cm 时,改用
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胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切,盖好,反复上下颠倒,摇匀。 最后将容量 瓶中溶液转移到试剂瓶中备用 【专题训练】 1.下列叙述正确的是 ( ) A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定 B.一定温度、压强下,气体体积由其物质的量的多少决定 C.气体摩尔体积是指 1 mol 任何气体所占的体积为 22.4 L D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等 2.用 NA 表示阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是 ( ) ①18g D2O 含有的电子数为 10NA ②同温、同压下,相同体积的氟气和氩气所含的原子数相等 ③标准状况下,11.2L 以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为 NA ④在标准状况下,22.4LSO3 的物质的量为 1mol ⑤4℃时 5.4mL 的水所含的原子总数为 0.9NA - ⑥0.1molOH 含 0.1NA 个电子 ⑦1mol Na2O2 与水完全反应时转移电子数为 2NA A.③⑤⑥⑦ B.③⑤ C.①②④⑦ D.③④⑤⑥ 3.设 NA 为阿伏加德罗常数,下列关于 0.2mol· L-1 的 Ba(NO3)2 溶液正确的说法是( ) A.2L 溶液中有阴、阳离子总数为 0.8NA B.500mL 溶液中 NO3-离子浓度为 0.2mol· L-1 C.500mL 溶液中 Ba2+离子浓度为 0.2mol· L-1 D.500mL 溶液中含 NO3-离子总数为 0.4NA 4.密度为 1.45 g/cm3 的硫酸中,逐渐滴入 BaCl2 溶液直到沉淀完全为止,测得沉淀质量与 原硫酸溶液质量相等,则原硫酸溶液物质的量浓度为( ) A.6.22 mol/L B.12.22 mol/L C.15.8 mol/L D.16.8 mol/L 5.设 NA 代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( ) ①常温常压下,17g 甲基(―14CH3)所含的中子数为 9NA ②常温常压 22.4L NO 气体的分子数小于 NA ③ 64g 的铜发生氧化还原反应,一定失去 2NA 个电子 ④常温常压下,100mL 0.5mol?L-1 的乙酸溶液中,乙酸的分子数目小于 0.05NA ⑤标况时,22.4L 二氯甲烷所含有的分子数为 NA ⑥常温常压下,1mol 氦气含有的核外电子数为 4NA A.①② B.③④ C.②④ D.⑤⑥ 6. 向 20mL 0.1mol/L 的 Ba(OH)2 溶液中通入 CO2, 当得到 0.001molBaCO3 沉淀时, 通入 CO2 的物质的量是( ) A.0.001mol B.0.002mol C.0.003mol D.0.004mol 7.实验室只有 36.5%(d=1.19)的浓盐酸,现需配制 100mL10%(d=1.08)的盐酸,需 36.5% 的浓盐酸__________mL。在配制过程中,用到的仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴 管外,还需要 ____________ 。定容时,如果眼睛仰视刻线,配制的溶液的浓度将 __________(填偏高,偏低,无影响) ,10%的盐酸逐滴加入到纯碱溶液中,反应的离 子方程式为 ; 。 8.现有硫酸和盐酸的混合溶液 20mL,在该溶液中滴入 0.05mol/L的B a ( O H ) 2 溶液时,生成 BaSO4的质量和溶液的pH得到如图所示的结果,试求:

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⑴最初混合液中硫酸的物质的量浓度为_______;盐酸的物质的量浓度为_________; ⑵A 点溶液的 pH=_______________。 9.往某 Na2CO3 溶液中滴入稀盐酸产生 CO2 的过程: ⑴写出 a 点以前发生反应的化学反应方程式 ; ⑵写出 a 点到 b 点发生反应的离子反应方程式 。

10.白色粉末 A 由 Na2SO3、Na2SO4 和 NaCl 等物质中的二种或三种混合而成,取一定量 A - 样品,投入 100 mL 2.2 mol· L 1 盐酸中,充分反应后过滤,最终得到 100 mL 含 H+ 的物 -1 质的量浓度为 1 mol· L 的滤液。若将此滤液蒸干,只得到 8.19g 纯净物 B。 (1)B 的化学式 ; (2)则所取的 A 样品中含有的各物质的物质的量分别为 ; 该样品与投入的盐酸反应后生成气体的体积为(标准状况) 。

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