第一單元豐富多彩的化學物質思維過程一透徹理解概念，把握概念的內涵和外延1．“物質的量”是計量原子、分子或離子等微觀粒子的物理量，是國際單位制（SI）的七個基本物理量之一，它的單位是摩爾。“物質的量”同長度、質量、時間等物理量一樣，是用來描述物質屬性的一個物理量的整體名詞，是不可以分割的，若寫成“物質量”“量”等都是錯誤的?！澳枴笔恰拔镔|的量”的單位，摩爾簡稱摩，符號mol。摩爾同“米”“秒”“千克”等意義相似，都是單位名稱，每摩爾物質含有阿伏加德羅常數個粒子。阿伏加德羅是最早提出分子概念的意大利物理學家，阿伏加德羅常數是個物理量，其符號為，近似值為×1023。當一種物質的質量以克為單位，且在數值上等于其相對分子質量或相對原子質量時，其所包含的粒子（分子、原子、離子、原子團等）數即為阿伏加德羅常數。使用摩爾表示物質的量時，應當和化學式一起指明粒子的種類，如、等。摩爾質量是指單位物質的量的物質所具有的質量。即物質的摩爾質量是該物質的質量與該物質的物質的量之比，符號是。它是有單位的，單位是g·mol－1或kg·mol－1，通常用g·mol－1（或g·mol－1）。1mol任何粒子或物質的質量在以克為單位時，在數值上都與該粒子的相對原子質量或相對分子質量相等。要注意物質的摩爾質量與1mol物質的質量以及物質的相對分子質量、相對原子質量是不相同的。如：H2O的相對分子質量是18，1molH2O的質量是18g，H2O的摩爾質量是18g·mol－1。物質的量（n）、質量（m）和摩爾質量（）之間存在關系：n＝。2．以單位體積的溶液中所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量稱為溶質B的物質的量濃度，符號為，常用的單位為mol/L（或mol·L－1）。B表示各種溶質，表示溶質的物質的量，表示溶液的體積，其數學表達式為＝。溶質的質量、溶質的物質的量和溶液的物質的量濃度之間的關系可表示為：溶質的質量（）溶質的物質的量（nB）物質的量濃度＝··＝＝·3．決定物質的體積大小的主要因素有三個方面；一是構成物質的粒子的大??；二是構成物質的粒子的數目；三是構成物質的粒子之間的距離。對于固體和液體而言，由于構成粒子之間的距離很小，所以1mol固體物質或液體物質體積的大小主要取決于構成粒子的大小。因為構成固體或液體的粒子的大小不同，所以1mol固體或液體的體積也各不相同。對于氣體而言，情況就不同了。由于氣體分子之間的距離很大，遠遠大于氣體分子的直徑，所以lmol氣體的體積大小主要取決于分子間的距離。氣體分子間的距離又跟溫度和壓強有關，在相同的溫度和壓強下氣體分子間的距離是相同的，所以在相同的條件下，1mol氣體的體積大約是相同的。單位物質的量的氣體所占有的體積叫做氣體摩爾體積，符號為，常用的單位有L/mol（或L·mol－1）和m3/mol（或m3·mol－1）。若在一定的溫度和壓強下，氣體的體積為，物質的量為，則有＝。氣體摩爾體積的數值不是固定不變的，它決定于氣體所處的溫度和壓強，溫度越高，壓強越小，越大；溫度越低，壓強越大，越小。在0℃、×l05Pa的條件下，氣體摩爾體積為·mol－1。這里的氣體可以是單一氣體，也可以是混合氣體。由此也可以推知在標準狀況下氣體的密度是用氣體的摩爾質量除以，即由此也可推得：＝·。阿伏加德羅定律又稱為“四同”定律，即在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的粒子。由此可推導出這樣的關系式：＝＝（同溫同壓下，為氣體分子數，為氣體的物質的量）。思維過程二認真觀察、勘于思考；積極動手、用心探究，提高自己化學實驗能力溶質溶于水中無論是形成濃溶液還是稀溶液，溶質的物質的量是不會發(fā)生改變的。配制一定物質的量濃度的溶液，要選用合適的容量瓶，例如，要配制100mL溶液就不能選用250mL的容量瓶。其次，要按一定的步驟進行配制，這些步驟包括：1．算——通過計算確定所需要的固體藥品的質量或液體藥品的體積。2．量——用托盤天平（精確到）稱量所需固體溶質的質量，或用量筒（可精確到）量取所需液體溶質的體積。3．溶——在燒杯中將固體溶質溶解或將液體溶質稀釋。溶解或稀釋時可使用玻璃棒攪拌。注意若是稀釋濃硫酸時，一定是將濃硫酸沿玻璃棒緩緩注入蒸餾水中而不能將順序搞反，同時要及時攪拌散熱。4．冷——將燒杯中的溶液冷卻至室溫。5．移——將燒杯中的溶液沿玻璃棒緩緩注入容量瓶中。6．洗——用少量蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒2～3次，并將洗滌液注入容量瓶。輕輕晃動容量瓶，使溶液混合均勻。7．定——即定容，把蒸餾水沿玻璃棒緩緩注入容量瓶中，當液面距離容量瓶頸刻度線下I～2cm時，改用膠頭滴管加蒸餾水至凹液面的最低處與刻度線相切（視線要保持水平）。8．搖——蓋好瓶塞，反復上下顛倒，搖勻。有關注意事項：1．選用與欲配溶液的體積相同的容量瓶。2．使用前，必須檢查是否漏水。方法是：加水至刻度線附近，蓋好瓶塞，瓶外水珠用布擦拭干凈，一手按住瓶塞，另一手手指按住瓶底邊緣，把瓶倒立2分鐘，觀察瓶塞周圍是否有水滲出。如果不漏，將瓶直立，把瓶塞轉動180°后，倒過來再試一次。3．不能在容量瓶內直接溶解溶質。4．容量瓶不能長時間存放溶液，配好的溶液應及時轉入試劑瓶中。如果實驗操作不當，會產生誤差，例如：1．稱量：若稱量物錯放在托盤天平的右盤上，配出的溶液濃度偏低。因為稱量物的質量＝砝碼的質量－游碼的質量；2．未洗滌溶解用的燒杯和玻璃棒或洗液未轉入容量瓶，配出溶液的濃度偏低，因為溶質少了。3．量筒量取計算濃溶液體積時仰視刻度，濃度偏大，因為實際值比仰視讀數偏大。4．除洗滌燒杯和玻璃棒外，還洗滌了量筒（或移液管），則濃度偏大。因為量筒（或移液管）在刻度時，沒有把附在器壁上的殘留液計算在內，用水洗滌反而使所需溶質的物質的量偏大，造成濃度偏大。5．未等溶液冷卻就定容，濃度偏大；因為配出的溶液在容量瓶中冷卻后實際體積偏小。6．定容時仰視達標線，濃度偏小。因為溶液凹面最點高于標線，滴水過多，溶液體積偏大（若俯視定容則相反）。7．定容后倒轉容量瓶幾次，發(fā)現液面最低點低于標線，再補滴水至標線，濃度偏小，因為刻度容量瓶標線時，對溶液體積變化作了考慮，補滴水，反而使體積增大。8．配NaOH溶液，稱量NaOH固體時在托盤上墊紙或直接稱量，會使?jié)舛绕?，因NaOH會潮解，稱取的NaOH質量少于所需質量。9．定容時滴水超過了刻度線，后用滴管吸出達標線，濃度偏小，因溶質減少了。精選例析【例1】下列有關氣體體積的敘述中，正確的是（）A．一定溫度和壓強下，各種氣態(tài)物質體積的大??；由構成氣體的分子大小決定B．一定溫度和壓強下，各種氣態(tài)物質體積的大小，由構成氣體的分子數決定C．不同的氣體，若體積不同，則它們所含的分子數也不同D．氣體摩爾體積指1mol任何氣體所占的體積約為思路：A項氣態(tài)物質體積與構成氣體的分子大小無關；C項比較氣體的體積一定要在相同狀況下；D項氣體摩爾體積是指在標準狀況下；1mol任何氣體所占的體積約為。答案：B【例2】實驗室里需用·L－1的硫酸銅溶液，現選取500mL容量瓶進行配制，以下操作正確的是（）A．稱取硫酸銅，加入500mL水B．稱取膽礬配成500mL溶液C．稱取硫酸銅，加入500mL水D．稱取膽礬配成500mL溶液思路：500mL容量瓶只能配制500mL的溶液，因而配制·L－1的硫酸銅溶液時，需純CuSO4為·L－1××160g·mol－1＝8g，或CuSO4·5H2O為ｏl·L－1××250g·mol－1＝，加水配成500mL溶液。答案：D新題解答【例1】某固體僅由一種元素組成，其密度為5g·cm－3，用X射線研究該固體的結構表明，在棱長為1×10－7cm的立方體中含有20個原子，求此元素的近似相對原子質量。解析：求元素的相對原子質量，應先求出該元素原子的摩爾質量，二者數值相等。據題意若可求出20個原子的質量，則可計算出（取值為×1023）個原子的質量，即1mol原子的質量。答案：20個原子的質量＝·＝（1×10－7cm）3×5g·cm－3＝5×10－21g，則該元素原子的摩爾質量＝5×10－21g×＝150g·mol－1。所以該元素的近似相對原子質量為150。點評：解題過程中學會應用以前學過的知識如＝·和新知識摩爾質量、質量、阿伏加德羅常數之間的聯系。由＝和＝可得＝＝·，此種推導方法常應用在解題當中?！纠?】（1）用質量分數為98％、密度為·cm－3的濃硫酸配制·L－1的稀硫酸，若實驗儀器有：A．100mL量筒；B．托盤天平；C．玻璃棒；D．50mL容量瓶；E．10mL量筒，F．膠頭滴管；G．50mL燒杯；H．100mL容量瓶，實驗時應選用儀器的先后順序是（填入編號）：________。（2）在容量瓶的使用方法中，下列操作不正確的是（填編號）________。A．使用容量瓶前檢查它是否漏水B．容量瓶用蒸餾水洗凈后，再用待配溶液潤洗C．配制溶液時，如果試樣是固體，把稱好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中，緩慢加入蒸餾水到接近標線2～3cm處，用滴管加蒸餾水到標線D．配制溶液時，如果試樣是液體，用量筒量取試樣后，直接倒入容量瓶中，緩慢加入蒸餾水到標線E．蓋好瓶塞，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒轉和搖動多次F．往容量瓶中轉移溶液時應用玻璃棒引流解析：本題是一道溶液稀釋、質量分數與物質的量濃度之間的換算計算及物質的量濃度溶液配制實驗操作題。（1）據稀釋規(guī)律＝及質量分數換算為物質的量濃度的關系，先求出，再求出。＝＝·L－1,＝＝＝＝10mL,則需用濃H2SO4的體積為10mL，所以選10mL量筒，若用100mL量筒則會使量取的溶液體積誤差變大。問題（2）主要涉及的是容量瓶的使用方法，容量瓶只能用來定容（定容時標示的溫度為20℃），不能用來稀釋或溶解物質，也不能長期存放溶液，因為稀釋或溶解的過程中將有熱效應，影響溶液的容積測定；使用容量瓶之前只能用蒸餾水洗滌，不能用待配溶液潤洗容量瓶，若用待配溶液潤洗會使溶質附著在容量瓶內壁，引起配制溶液濃度偏高。答案：（1）EFGCHF（2）BCD點評：物質的量濃度溶液的配制實驗是中學實驗中的一個重要實驗，不僅要掌握一些常用儀器（容量瓶、量筒、天平、膠頭滴管、玻璃棒、燒杯等）的使用方法，還應學會實驗的