题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
排水集气读到的总压里混了水蒸气,直接拿去算 n,等于把不属于氢气的分压也算成氢气。
自编示意:m(Mg) = 0.0480 g,V = 48.6 mL,T = 298.15 K,p总 = 101.325 kPa,298.15 K 下 p*(H₂O) = 3.169 kPa。故 p(H₂) = 101.325 − 3.169 = 98.156 kPa。数据为自编示意,不代表真实物质常数或实测记录。
二、逐题精讲
题1
题1 求 n(H₂) 与由 Mg + 2H⁺ = Mg²⁺ + H₂ 推出的 Mg 摩尔质量。
解析
用 R = 8.314 kPa·L/(mol·K)、V = 48.6×10⁻⁶ L:n = pV/(RT) = (98.156×10³·48.6×10⁻⁶)/(8.314·298.15) = 1.9245 mmol。由方程式 Mg : H₂ = 1 : 1,n(Mg) 同为 1.9245 mmol,故 M = 0.0480/1.9245×1000 = 24.94 g/mol。与常见值 24.3 g/mol 同量级,差异来自自编示意的读数取位与器件条件,正文按示意数据处理,不声称是实测定值。
答案 n(H₂) = 1.9245 mmol;M(Mg) = 24.94 g/mol。
采分点 扣水汽 1 分、单位换算 1 分、n 值 1 分、1:1 计量 1 分、M 值 1 分、示意口径 1 分。
易错点 把 mL 直接代入而不换成 L,n 会大 1000 倍。
题2
题2 若忘记扣水蒸气压,M 会变成多少、偏低多少?说明偏差方向的三步链条。
解析
不校正时 p = 101.325 kPa,n′ = 1.9866 mmol,M′ = 0.0480/1.9866×1000 = 24.16 g/mol。相对偏差 = (24.94−24.16)/24.94 = 3.13%,方向为偏低。链条是:分压高估 → n 高估 → 分母变大 → M 低估。这类偏差不能靠重复称量抵消,属于系统误差,只能在计算环节扣掉水汽分压;若温度读数也偏高,p*(H₂O) 还会再变,须同时登记温度口径。
答案 n′ = 1.9866 mmol;M′ = 24.16 g/mol;偏低 3.13%。
采分点 误算 n 1 分、误算 M 1 分、偏差 1 分、三步链条 1 分、系统误差辨析 1 分。
易错点 把水汽校正写成「加一点修正值」而不从总压里扣,方向会反。
三、规律小结与对照表
| 口径 | p(H₂)/kPa | n/mmol | M/(g·mol⁻¹) |
|---|---|---|---|
| 扣水汽(正确) | 98.156 | 1.9245 | 24.94 |
| 忘扣水汽 | 101.325 | 1.9866 | 24.16 |
| 差 | 3.169 | 0.0621 | 0.78 |
| 相对偏差 | — | — | 3.13% 偏低 |
| 误差类型 | — | — | 系统误差,不可靠重复测量消除 |
小结:排水集气先扣饱和水蒸气压;偏差沿「分压→n→M」三步传导,方向要写清。
四、自测清单
- 能从总压扣掉水蒸气压
- 能正确换算 mL→L
- 能用 pV=nRT 求物质的量
- 能按 1:1 计量求摩尔质量
- 能回代忘扣水汽的偏低值
- 能说明系统误差不可靠重复测量消除