物质的量和气体体积的计算方法及技巧--化学家园

物质的量和气体体积的计算方法及技巧

物质的量是中学化学中的重要计算工具，主要涉及摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等内容的计算及应用。
　　一、关于“摩尔质量”的计算
　　例1 某物质在一定条件下加热分解，产物都是气体。分解方程式为。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d，则A的相对分子质量为（）
　　A、7d B、5d C、2.5d D、2d
　　解析：根据阿伏加德罗定律的推导有（相对密度），即。2molA分解后混合气体总质量，则A的摩尔质量（数值上等于相对分子质量）M=10d/2=5d。答案选B。
　　练习1：碳元素的相对原子质量为12，原子的质量为，A原子的质量为ag，阿伏加德罗常数为，则A的相对原子质量为（）
　　A、12a/b B、 C、 D、
　　例2 由和组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同，则该混合气体中的体积比为（）
　　A、29：8：13 B、22：1：14 C、13：8：29 D、26：16：27
　　解析：混合气体中，故与混合平均相对分子质量应为28，则用十字交叉法有：
　　
　　即
　　答案选C、D。
　　注：十字交叉法所得比值的意义与左边量的分母的意义一样。此法常在溶液的混合、平均相对分子质量（平均相对原子质量）、平均热量、气体密度等方面运用。
　　练习2：和按不同的物质的量之比混合，可按化学计量数发生完全反应。今欲制备，则和的物质的量之比应为（）
　　A、1：2 B、2：1 C、3：5 D、5：3
　　二、关于极值和平均值的计算
　　例3 将Mg、Al、Zn组成的混合物与足量盐酸作用，放出的体积为2.8L（标准状况下），则三种金属的物质的量之和可能为（）
　　A、0.250mol B、0.125mol C、0.100mol D、0.080mol
　　解析：，若全部为Mg或Zn（均为二价金属），其金属的物质的量为0.125mol，若全部为Al，根据，则金属的物质的量为0.083mol，故金属实际的物质的量之和应在0.083mol～0.125mol之间，答案选C。
　　练习3 Mg、Al、Fe三种金属的混合物与足量的稀硝酸反应，生成2.80L NO（标准状况下），则三种金属的物质的量之和不可能是（）
　　A、0.120mol B、0.150mol C、0.180mol D、0.190mol
　　例4 将1.5g两种金属的混合物粉末与足量的稀盐酸反应，反应完全后，得到标准状况下的氢气1.12L，则两种金属可能是（）
　　A、Mg和Cu B、Zn和Cu
　　C、Al和Fe D、Mg和Al
　　解析：方法一：首先将两种金属看成二价金属，且都与酸反应，则，两种金属的平均摩尔质量。30g/mol应介于两种金属的摩尔质量之间（Al看成二价金属时，其摩尔质量为27g/mol×2/3=18g/mol），C项正确；若有一种金属不反应，则发生反应的金属的摩尔质量应小于平均摩尔质量。A项正确。
　　方法二：平均摩尔电子质量法：摩尔电子质量即金属失去1mol电子时的质量。现两种金属失去电子的物质的量等于得电子的物质的量，即1.12L/(22.4L/mol)×2=0.1mol。两种金属平均摩尔电子质量为15g/mol。此值一定介于两种金属摩尔电子质量之间，Mg、Zn、Fe、Al的摩尔电子质量分别为12g/mol、32.5g/mol、28g/mol、9g/mol，Cu不反应，其摩尔电子质量可以看成无穷大，易得出答案为A、C项。
　　练习4：将某碳酸钠样品20.0g加入足量的盐酸中，充分反应可得到4.48L（标况），则样品中可能的杂质是（）
　　A、 B、 C、 D、
　　三、关于“守恒法”的计算
　　例5 在低温下把氮的氧化物和铁粉放进一密闭容器，然后加热，反应生成和，温度和压强恢复到反应前状态，测得气体体积为反应前的一半，则该氮的氧化物最可能是（）
　　A、 B、 C、 D、
　　解析：根据生成的产物判断，氮氧化物中的氮全部转化为，为双原子分子，反应后体积为反应前的一半，则根据氮原子守恒得氮的氧化物中氮原子数为1。
　　答案选C。
　　练习5 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为（）
　　A、1：1 B、2：1 C、3：1 D、1：3
　　例6 取某地酸雨1L，经检验除含外（可忽略不计），还含有，其物质的量分别为：，，，，求1L该酸雨中的物质的量。
　　解析：电解质溶液呈电中性，即阴、阳离子所带电荷总数相等，则有，代入数据解得。
　　练习6 将KCl、KBr的混合物13.400g溶于水配成300mL溶液，通过足量的，让其反应，将溶液蒸干后得固体11.175g。则原混合溶液中、的物质的量之比为（）
　　A、1：2：3 B、3：2：1 C、1：3：2 D、2：3：1
　　练习答案：