届高考化学二轮复习考点讲解第2讲化学计量及其应用.docx
《届高考化学二轮复习考点讲解第2讲化学计量及其应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高考化学二轮复习考点讲解第2讲化学计量及其应用.docx(40页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
届高考化学二轮复习考点讲解第2讲化学计量及其应用
第2讲 化学计量及其应用
[考纲要求]
1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
2.理解质量守恒定律。
3.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数量、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行相关计算。
4.了解溶液的含义。
5.了解溶解度、饱和溶液的概念。
6.了解溶液浓度的表示方法,理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。
7.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。
考点一|阿伏加德罗常数及其应用
授课提示:
对应学生用书第9页
[明要点·查漏补缺]
1.与气体摩尔体积22.4L/mol相关的NA的应用
(1)非标准状况下的气体、标准状况下的非气体均不适用22.4L/mol进行物质的量的计算;
(2)常见物质在标准状况下的状态:
溴、H2O、HF、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH,碳原子数大于4的烃(除新戊烷)均为液体;SO3为固体。
2.与物质的组成相关的NA的应用
(1)稀有气体、臭氧(O3)、白磷(P4)分子中的原子数目;
(2)一定质量含核素的物质中的质子、中子、电子或原子的数目;
(3)Na2O2、KO2中的阴、阳离子个数比;
(4)等物质的量的羟基与氢氧根离子所含质子、电子或原子数目;
(5)等质量的最简式相同的有机物(如烯烃)、同素异形体、N2与CO、NO2与N2O4等具有的原子、分子数目;
(6)一定物质的量的有机物中共价键的数目(苯环、萘环中无碳碳双键);
(7)一定物质的量的SiO2中含Si—O键、金刚石(或石墨)中1molC中含C—C键、1molP4中含P—P键的数目。
3.与氧化还原反应相关的NA的应用
(1)歧化反应类:
Na2O2与CO2、Na2O2与H2O、Cl2与NaOH(冷稀、浓热)等;
(2)变价金属(Fe、Cu)与强弱氧化剂(Cl2/Br2、S/I2)反应类;
(3)Fe与浓/稀硝酸、Cu与浓/稀硝酸反应类;
(4)足量/不足量Fe与稀硝酸、足量Fe与浓硫酸反应类;
(5)足量KMnO4与浓盐酸、足量MnO2与浓盐酸反应类。
4.与可逆过程相关的NA的应用
(1)弱电解质溶液中各微粒数目和浓度,如CH3COOH、NH3·H2O溶液中分子和离子数目;
(2)能水解的盐溶液中各微粒的数目和浓度,如CH3COONa、NH4Cl溶液中各微粒数目;
(3)可逆反应中反应物和生成物的微粒数目和浓度,如2NO2N2O4、2SO2+O2
2SO3、合成氨反应等。
5.阿伏加德罗定律的重要推论
相同条件
T、p
T、V
T、p
结论
=
=
=
■思维深化——做一做
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
1.气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态。
(1)标准状况下,11.2L苯中含有分子的数目为0.5NA。
( )
(2)标准状况下,22.4L氨水含有NA个NH3分子。
( )
(3)标准状况下,22.4L的SO2中含有SO2的分子数为NA。
( )
(4)常温常压下,22.4LNO2和CO2的混合气体含有氧原子数为2NA。
( )
(5)2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA。
( )
(6)2.24LCO2中含有的原子数为0.3×6.02×1023。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
【突破陷阱】 抓“两看”,突破“状态、状况”陷阱
一看“气体”是否处于“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、Br2、SO3、HF、己烷、苯等在标准状况下不为气体)。
2.物质的量或质量与状况。
(1)17g—OH与17gOH-所含电子数均为10NA。
( )
(2)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3NA个氢原子。
( )
(3)18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA。
( )
(4)常温常压下,4.6gNO2气体含有NO2分子数为0.1NA。
( )
(5)30g甲醛中含共用电子对总数为4NA。
( )
(6)4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
【突破陷阱】 排“干扰”,突破“质量、状况”陷阱
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实质上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3.物质的组成与结构。
(1)1molNa与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数为NA。
( )
(2)5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA。
( )
(3)1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA。
( )
(4)1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA。
( )
(5)50mL12mol/L浓盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA。
( )
答案:
(1)√
(2)× (3)× (4)× (5)×
【突破陷阱】 记“组成”,突破“结构”判断陷阱
1.记特殊物质中所含微粒的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
2.记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
3.记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
4.电解质溶液中粒子数目的判断。
(1)0.1L3.0mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH
的数目为0.3NA。
( )
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA。
( )
(3)0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA。
( )
(4)25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA。
( )
(5)含1molFeCl3的溶液水解形成Fe(OH)3胶粒数目为NA。
( )
(6)1L3.0mol·L-1的氨水溶液中含有的NH3的数目为3NA。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
【突破陷阱】 审“要求”,突破“离子数目”判断陷阱
一审是否有弱离子的水解;
二审是否指明了溶液的体积;
三审所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液,c(H+)=0.1mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1mol·L-1,与电解质的组成有关。
5.阿伏加德罗常数的应用与“隐含反应”。
(1)2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后,混合物的分子数为2NA。
( )
(2)标准状况下,22.4LNO2气体中所含分子数目为NA。
( )
(3)100g17%的氨水,溶液中含有的NH3分子数为NA。
( )
(4)标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)×
【突破陷阱】 记“隐含反应”,突破“粒子组成、电子转移”判断陷阱
在“NA”应用中,常涉及以下可逆反应:
1.2SO2+O2
2SO3
2NO2N2O4
N2+3H2
2NH3
2.Cl2+H2OHCl+HClO
3.NH3+H2ONH3·H2ONH
+OH-
[题组练·对点提能]
题组一 阿伏加德罗常数
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
B.1molCu和足量热的浓硫酸反应可生成NA个SO3分子
C.标准状况下,22.4LN2和H2混合气中含NA个原子
D.3mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子
解析:
A项,23g钠的物质的量为1mol,而1mol钠~0.5mol氢气,即生成0.5NA个氢气分子,错误;B项,铜和浓硫酸反应生成的是二氧化硫,而非三氧化硫,错误;C项,标准状况下22.4L混合气体的物质的量为1mol,而氮气和氢气为双原子分子,故1mol混合气体中含2mol原子,即2NA个,错误;D项,由于铁反应生成四氧化三铁后,铁的价态变为+
,故3mol铁失去8mol电子,即8NA个,故D正确。
答案:
D
2.NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.3.2gCH3OH含有的化学键数为0.4NA
B.0.1molFeCl3水解制得的Fe(OH)3胶体中胶粒数是0.1NA
C.标准状况下,2.24LCl2溶于足量水,转移的电子数为0.1NA
D.0.2gD
O中含有的质子数、中子数和电子数均为0.1NA
解析:
A项,根据甲醇的结构式判断1mol甲醇分子中含有5mol化学键,3.2gCH3OH的物质的量为0.1mol,含有的化学键数为0.5NA,错误;B项,氢氧化铁胶体胶粒为大量氢氧化铁分子的集合体,0.1molFeCl3水解制得的Fe(OH)3胶体中胶粒数小于0.1NA,错误;C项,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸的反应为可逆反应,不能进行到底,标准状况下,2.24LCl2溶于足量水,转移的电子数小于0.1NA,错误;D项,一个D
O分子中含有的质子数、中子数和电子数均为10,0.2gD
O的物质的量为0.01mol,含有的质子数、中子数和电子数均为0.1NA,正确。
答案:
D
题组二 理解公式推论,破解阿伏加德罗定律应用
3.同温同压下,xg甲气体和yg乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述错误的是( )
A.x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比
B.x∶y等于甲与乙的分子个数之比
C.x∶y等于同温同压下甲与乙的密度之比
D.y∶x等于同温同体积下,等质量的甲与乙的压强之比
解析:
A项,由同温同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数,则xg甲气体和yg乙气体的物质的量相等,即
=
,推出x∶y=M甲∶M乙,故正确;B项,甲与乙的分子个数之比为1∶1,而x与y不一定相等,故不正确;C项,同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,即为质量比,故正确;D项,等质量的甲、乙的压强之比为p甲∶p乙=n1∶n2=
∶
=M乙∶M甲=y∶x,故正确。
答案:
B
4.在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度。
则下列说法正确的是( )
A.物质的量:
甲>乙 B.气体体积:
甲>乙
C.摩尔体积:
甲>乙D.相对分子质量:
甲>乙
答案:
D
[反思归纳]
阿伏加德罗定律及推论可概括为“三同定一同,两同见比例”,可用V=n×Vm及m=V×ρ等公式推导出:
1.同温同压时:
(1)V1∶V2=n1∶n2=N1∶N2;
(2)ρ1∶ρ2=M1∶M2;
(3)同质量时:
V1∶V2=M2∶M1。
2.同温同体积时:
(1)p1∶p2=n1∶n2=N1∶N2;
(2)同质量时:
p1∶p2=M2∶M1。
3.同温同压同体积时:
M1∶M2=m1∶m2。
题组三 练真题·明考向
5.(2016·全国高考卷Ⅰ)设NA为阿伏加德罗常数值。
下列有关叙述正确的是( )
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
答案:
A
6.(2015·全国高考卷Ⅰ)NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA
B.2L0.5mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA
答案:
C
[备考导向]
高考题型是选择题,试题综合性强,覆盖面广。
试题围绕阿伏加德罗常数展开,与气体摩尔体积、原子结构、弱电解质的电离、盐类水解、氧化还原反应及可逆反应等知识结合。
[创新练·押题预测]
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.100mL1mol/LNa2CO3溶液中含有0.1NA个CO
B.电解精炼铜时,若阴极得到电子数为2NA,则阳极质量一定减少64g
C.1molCl2与过量Fe反应,转移的电子数为2NA
D.标准状况下,11.2L乙醇完全燃烧产生二氧化碳的分子数为NA
解析:
A项,Na2CO3溶液中CO
水解导致CO
数目减少,错误;B项,电解精炼铜时,阳极溶解的金属除铜外,还可能有锌、铁等,若阴极得到的电子数为2NA,则阳极减少的质量不一定是64g,错误;C项,氯气反应后均生成-1价的氯离子,1molCl2与过量Fe反应,转移的电子数为2NA,正确;D项,标准状况下,乙醇为液体,不是气体,完全燃烧产生二氧化碳的分子数大于NA,错误。
答案:
C
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.34g质量分数为4%的H2O2水溶液中含氧原子数目为0.08NA
B.反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,若放出热量4.6kJ,则转移电子的数目为0.3NA
C.常温常压下,28g乙烯与丙烯的混合气体中含有的碳原子数目无法计算
D.6.4gCu与40mL10mol·L-1浓硝酸作用生成NO2的分子数为0.2NA
解析:
A项,34g质量分数为4%的H2O2水溶液中,H2O2的物质的量为0.04mol,0.04molH2O2中含有0.08mol氧原子,由于溶剂水中也含有氧原子,则该溶液中含有的氧原子数目远大于0.08NA,错误;B项,放出4.6kJ热量消耗氮气的物质的量为0.05mol,则转移电子的物质的量为0.05mol×[0-(-3)]×2=0.3mol,则转移电子的数目为0.3NA,正确;C项,乙烯和丙烯的最简式均为“CH2”,故28g混合气体中含有的“CH2”的物质的量为2mol,则含2NA个碳原子,错误;D项,40mL10mol·L-1浓硝酸中含有HNO3的物质的量为0.4mol,6.4g铜的物质的量为0.1mol,0.1mol铜与浓硝酸完全反应生成NO2时消耗HNO3的物质的量为0.4mol,而浓硝酸随着反应的进行,逐渐变为稀硝酸,故0.4molHNO3不能完全反应生成NO2,还有部分Cu与稀硝酸反应生成NO,错误。
答案:
B
考点二|一定物质的量浓度溶液的配制
授课提示:
对应学生用书第11页
[明要点·查漏补缺]
1.明确溶液配制过程中的“四数据”
(1)记录质量或体积的数据小数点后保留一位数字,如所需NaCl质量为14.6g,不能写成14.60g。
(2)选择合适规格的容量瓶,作答时要标明容量瓶规格。
(3)转移溶液时要洗涤烧杯2~3次。
(4)定容时液面距刻度线1~2cm处,改用胶头滴管滴加。
2.抓住实验操作中的“五个点”
(1)容量瓶使用前应先检漏。
(2)称量NaOH固体应放在烧杯中称量,不能直接放在纸上称量。
(3)稀释浓硫酸应先在烧杯中加入适量水,再倒入浓硫酸。
(4)转移溶液要用玻璃棒引流,不能直接倾倒。
(5)读数时,眼睛要平视,定容时应使溶液的凹液面与刻度线相切。
3.归类记忆溶液配制时引起误差的原因(以配制NaOH溶液为例)
(1)导致cB偏低的错误操作:
垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(用游码);称量时间过长(潮解);洗涤或转移时溶液溅出;未洗涤烧杯及玻璃棒;超过刻度时用胶头滴管吸出液体;定容时仰视;定容后发现液面低于刻度线再加水。
(2)导致cB偏高的错误操作:
砝码生锈;定容时俯视;未等溶液冷却至室温就定容。
(3)定容时俯视、仰视对结果的影响:
务必确保按眼睛→刻度线→凹液面最低点的顺序,做到“三点一线”。
①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小。
4.换算关系会推导
(1)气体溶质物质的量浓度的计算:
标准状况下,1L水中溶解某气体VL,所得溶液的密度为ρg·cm-3,气体的摩尔质量为Mg·mol-1,则c=
mol·L-1。
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算:
c=
(c为溶质的物质的量浓度(mol·L-1),ρ为溶液的密度(g·cm-3),w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量(g·mol-1)。
5.两条规律理解透
(1)稀释定律
①如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物质的量浓度,有c1V1=c2V2。
②如用m1、m2、w1、w2分别表示稀释前后溶液的质量和质量分数,有m1w1=m2w2。
(2)混合规律
同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质质量分数的判断方法:
设溶质质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。
①两溶液等质量混合:
w=
(w1+w2)。
②两溶液等体积混合
a.若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度,则w>
(w1+w2),如H2SO4溶液。
b.若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度,则w<
(w1+w2),如氨水、酒精溶液。
■思维深化——做一做
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)配制FeCl3溶液时,将FeCl3溶解在较浓的盐酸中再加水稀释。
( )
(2)配制硝酸亚铁溶液时,将硫酸亚铁晶体溶解在较浓的硝酸中再加水稀释。
( )
(3)将12.5gCuSO4·5H2O溶解在95.5mL水中,配制浓度约为0.5mol/L的硫酸铜溶液。
( )
(4)配制质量分数约为10%的稀硫酸可以将10mL质量分数为98%(密度为1.84g/mL)的浓硫酸加入盛有162mL蒸馏水的烧杯中。
( )
(5)由明矾溶液制取KAl(SO4)2可以将溶液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥。
( )
(6)检查是否漏水是滴定管、容量瓶、分液漏斗等仪器使用的第一步操作。
( )
(7)配制1L0.010mol·L-1的纯碱溶液时用精度为0.1g的天平称取1.06gNa2CO3。
( )
(8)在容量瓶定容时,仰视刻度线滴加蒸馏水,则配制溶液的物质的量浓度偏低。
( )
答案:
(1)√
(2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√
2.某实验需用960mL0.2mol·L-1的稀H2SO4,现用质量分数为98%,密度为1.84g/mL的浓H2SO4来配制。
(1)除烧杯、玻璃棒外,还需要的仪器有________。
(2)应用________mL的量筒量取浓H2SO4________mL。
(3)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是________(填写标号)。
a.使用容量瓶前检查它是否漏水
b.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
c.配制溶液时用量筒量取浓硫酸后用玻璃棒引流倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管滴加蒸馏水直到凹液面的最低处和标线相平
d.定容后盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
(4)判断下列操作对所配溶液浓度的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①量取浓H2SO4时俯视读数。
____________________________________________。
②定容时溶液温度高于室温。
_________________________________________。
③定容时俯视刻度线。
______________________________________。
④容量瓶洗涤后内有少量蒸馏水。
_____________________________________。
(5)定容时应先用小烧杯沿玻璃棒注入蒸馏水,至离刻度线________时,改用胶头滴管滴加直至________为止。
答案:
(1)1000mL容量瓶、胶头滴管、量筒
(2)20 10.9 (3)bc (4)①偏低
②偏高 ③偏高 ④无影响 (5)1~2cm 凹液面最低处与刻度线相切
[题组练·对点提能]
题组一 仪器的正确使用及实验操作的规范性
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(2016·浙江高考卷)为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用滴管滴加蒸馏水至刻度线。
( )
(2)(2015·福建高考卷)称取2.0gNaOH固体,先在托盘上各放1张滤纸,然后在右盘上添加2g砝码,左盘上添加NaOH固体。
( )
答案:
(1)√
(2)×
2.用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。
下列图示对应的操作规范的是( )
解析:
A项,托盘天平称量时,应为“左物右码”,错误;B项,用玻璃棒搅拌能加速溶解,正确;C项,转移溶液时需要用玻璃棒引流,错误;D项,定容时,胶头滴管不能伸入容量瓶内,错误。
答案:
B
题组二 有关浓度的换算
3.相对分子质量为M的气态化合物VL(标准状况),溶于mg水中,得到质量分数为w的溶液,物质的量浓度为cmol·L-1,密度为ρg·cm-3。
则下列说法不正确的是( )
A.相对分子质量M=
B.物质的量浓度c=
C.溶液的质量分数w=
D.溶液密度ρ=
解析:
由c=
知D项正确;由c=
=
知B项正确;由w=
=
知C项错误;将此式变形后即可得到A项中的式子。
答案:
C
4.体积为VL、密度为ρg·cm-3的某溶液中,含有摩尔质量为M的溶质mg。
若此溶液中溶质的物质的量浓度为cmol·L-1,溶质的质量分数为w,则下列各表示式正确的是( )
A.c=
B.m=Vρw
C.w=
D.ρ=
答案:
A
题组三 溶液稀释规律的应用
5.取100mL0.3mol·L-1的硫酸溶液和300mL0.25mol·L-1的硫酸溶液加水稀释至500mL,该混合溶液中H+的物质的量浓度是( )
A.0.21mol·L-1B.0.42mol·L-1
C.0.56mol·L-1D.0.26mol·L-1
答案:
B
6.实验室常用98%(ρ=1.84g·mL-1)的浓H2SO4配制1∶4的稀H2SO4,此稀H2SO4的密度为1.23g·mL-1,其物质的量浓度为( )
A.4.6mol·L-1B.5.7mol·L-1
C.3.88mol·L-1D.18.4mol·L-1
解析:
实验室配制1∶4溶液的含义是指取1体积的浓硫酸与4体积的水混合。
求算所得溶液溶质的质量分数:
w%=(1mL×1.84g·mL-1×98%)/(1mL×1.84g·mL-1+4mL×1g·mL-1)×100%≈30.9%,稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)=(1000mL×1.23g·mL-