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A-level化学知识点梳理系列(二)

点击量:     发布日期:2019-06-22    作者:四老师
原子结构与摩尔的概念
 
        在上一章的讲义中,我们主要介绍了原子的基本结构,还有摩尔的概念。应该说,摩尔是学习化学的人遇到的第一个化学这门学科所独有的、也是非常重要的概念,它的重要性是怎么强调都不为过的。在本章讲义中,我们重点介绍与摩尔这个概念有关的计算(包括固体,液体和气体),从应付考试的层面讲,往往会出现分值很高的计算题,难度通常不大,但是如果因为没有理清摩尔计算的各种公式而丢分,就实在太可惜了。
 
        一、经验式,分子式,化学式和化学反应方程式
 
         以下这些概念需要梳理清楚。
         经验式(empirical formula):显示的是一个化合物中各元素的最简整数比,例如双氧水(H2O2)的经验式就是HO,值得注意的是,经验式是分子化合物和离子化合物都有的。
 
        分子式(molecular formula):显示的是一个分子中各种元素的原子个数,例如双氧水的分子式就是H2O2,值得注意的是,分子式只有以分子形式存在的物质才具备,离子化合物没有分子式。
 
        化学式(chemical formula):对于离子化合物来说,化学式是由阴阳离子所带电荷决定的,阴离子所带的负电荷总数必须与阳离子所带的正电荷总数相等,由此可以确定阴阳离子的最简整数比;而对于共价化合物来说,化学式取决于各原子需要多少电子来形成稳定的外层电子结构。这些概念需要结合后面的轨道电子排布和化学键的知识点,才能够充分理解,所以对于初学者来说,熟练掌握常见的物质的化学式及其命名更加重要。
 
        化学反应方程式(chemical equation):用一个方程式代表化学反应的过程。箭头左边是反应物的化学式,箭头右边是生成物的化学式,根据质量守恒定律,在化学反应过程中,原子既不能被创造,也不能被消灭,所以当箭头左右各种类型的原子数目都相等时,我们就说这个化学反应方程式配平了。各个化学式前面的系数,代表的是各种物质的物质的量的比例。
 
        物态(state symbol):在书写某些特定的化学反应方程式(比方说热反应)时,需要标注物质的状态,一般就有四种,固态用s (solid),液态用l (liquid),气态用g (gas),溶液用aq (aqueous) ,结合英文名字更加好记。
 
        离子反应方程式(ionic equation):如果化学反应发生在溶液状态,很可能某些离子没有参与反应,称为旁观离子(spectator ion),而把旁观离子去掉后的方程式就是离子反应方程式。
     以上这些知识点,虽然没有直接对应的考题,但是却是理解化学这门学科的基础。
 
      二、与溶液和气体有关的摩尔运算
 
         与溶液有关的公式只有一个
         n(物质的量)=c(浓度)*V(体积)
         值得注意的是,n的单位是mol,c的单位通常是mol·dm-3,而V的单位通常会是cm3,这时需要把V的单位转变成dm3,数值才能直接参与计算。
 
       下面我们来看个例子:s09
        既然产生的O2的物质的量为0.0350mol,那么根据化学反应方程式的系数比,可以知道参与反应的NaClO的物质的量也为0.0350mol,并且其体积为0.0250dm3,因此NaClO的物质的量浓度为0.0350/0.0250=1.4mol dm-3,选D。
 
 
        与气体有关的公式有两个
        1.在常温常压(r.t.p.)下,1mol的气体体积为24.0dm3,而与这是何种气体没有关系,因此n=V/Vm
        2.理想气体状态方程
        pV=nRT
 
         这个公式各物理量的意义和单位都非常重要,p代表气体压强,单位是Pa,V代表气体体积,单位是m3,n代表物质的量,单位是mol,R是个物理常数,8.31J·mol-1·K-1,T代表温度,用开尔文温标,单位为K,与摄氏温标的换算关系是+273。同学们都知道,等式成立的条件是,两边的数值相等、单位相同,所以大家可以挑战一下,看看这个公式的两边为什么单位是相同的(提示一下,需要用到物理学的公式)。
 
        值得注意的是,常温常压只是理想气体状态的一种特例,感兴趣的同学可以自己推导一下,为什么常温常压下的气体摩尔体积是24.0dm3。
 
        下面我们来看个例子:s12
        解这道题的关键是,所有单位都要换算成国际标准单位,p的值为102000Pa,n的值为0.56/28=0.02mol,R的值为8.31J·mol-1·K-1,T的值为273+30=303K,因此V的值为0.02*8.31*303/102000=0.000494m3,换算成cm3也就是494,选B。
 
       
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