2步步高版高考化学全国通用 专题1 学案2 物质的量及其简单计算.docx
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2步步高版高考化学全国通用专题1学案2物质的量及其简单计算
学案2 物质的量及其简单计算
[高考关键词] 1.物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量。
2.适用范围、气体摩尔体积、阿伏加德罗定律。
3.溶液组成、物质的量浓度、溶液配制、误差。
4.转化关系、计量数与反应中粒子的数量关系。
核心考点回扣
1.物质的量及相关概念
物质的量
摩尔质量
气体摩尔体积
物质的量浓度
阿伏加德罗常数
符号
n
M
Vm
c(B)
NA
单位
换算
公式
n=______=______=______·V(溶液);
N=n·NA
2.物质的量与各物理量之间的换算应用
若用NA表示阿伏加德罗常数的值,标准状况下有3.36LNH3:
(1)该气体的物质的量为________,质量为________,所含氨气分子数为________。
(2)若将该气体溶于水配成50mL溶液,密度为0.9g·cm-3,所得溶液的质量分数为________,物质的量浓度为________。
(3)若将上述所得溶液取出10mL,其质量分数为________,再加水稀释到50mL,所得溶液的物质的量浓度为________。
3.物质的量在化学方程式中的应用
将15.6gNa2O2固体加入足量的水中,制成200mL溶液。
(1)收集到标准状况下气体的体积为________。
(2)反应过程中转移电子总数为________________。
(3)所得溶液的物质的量浓度为____________。
高考题型1 阿伏加德罗常数的广泛应用
1.(2015·全国卷Ⅰ,8)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
2.(2015·全国卷Ⅱ,10)NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是( )
A.60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B.1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO
和CO
的离子数之和为0.1NA
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D.235g核素
U发生裂变反应:
U+
n
Sr+
Xe+10
n,净产生的中子(
n)数为10NA
3.(高考选项组合题)设NA为阿伏加德罗常数的数值。
下列说法正确的是( )
A.56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子(2014·广东理综,10D)
B.5NH4NO3
2HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28gN2时,转移的电子数目为3.75NA(2014·四川理综,5D)
C.1molNa2O2固体中含离子总数为4NA(2014·大纲全国卷,7C)
D.标准状况下,22.4L氨水含有NA个NH3分子(2014·广东理综,10C)
规律方法
高考常涉及到的关于NA的命题角度总结
考查方向
涉及问题
物质状态
在标准状况下非气态物质,如H2O、苯、己烷、CHCl3、CCl4、酒精、SO3、辛烷等
物质结构
一定物质的量的物质中含有的微粒(分子、原子、电子、质子等)数,如Na2O2;或一些物质中的化学键数目,如CH4、P4等
氧化还原反应
电子转移(得失)数目和方向,如Na2O2、NO2、Cl2与H2O反应;电解AgNO3溶液;Cu与S反应;Fe失去电子数(可能是2e-,也可能是3e-)
电离、水解
弱电解质的电离,可水解的盐中的离子数目多少的判断。
如1L1mol·L-1Na2CO3溶液中CO
数目小于NA,因为CO
会部分水解
隐含的可逆反应
常见的可逆反应(如2NO2N2O4)、弱电解质的电离平衡等
摩尔质量
特殊物质的摩尔质量,如D2O、18O2、H37Cl
单质的组成
单质的组成除常见的双原子分子(如H2、Cl2、N2)外还有单原子分子(惰性气体,如He、Ne等)、三原子分子,如O3,甚至有4原子分子,如P4
考向1 关注物质的组成、各物理量的适用范围判断微粒数
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是( )
A.98gH2SO4和H3PO4中含有的氧原子数均为4NA
B.1L1mol·L-1的硫酸与高氯酸(HClO4)溶液中含有的氧原子数均为4NA
C.在0℃时,22.4L氢气中含有2NA个氢原子
D.1mol乙烷分子中共价键总数为8NA
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法中正确的是( )
A.84gNaHCO3晶体中含有NA个CO
B.9.2gNO2和N2O4的混合气体中含有的氮原子数为0.2NA
C.标准状况下,11.2L臭氧中含NA个氧原子
D.58.5gNaCl晶体中含有NaCl分子数为NA
3.NA为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述不正确的是( )
A.常温常压下,7.0g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为NA
B.分子总数为NA的NO2和CO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA
C.1molCH
(碳正离子)中含有的电子数为8NA
D.1mol的羟基与1mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA
考向2 化学反应中涉及微粒数目的判断
4.用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列有关叙述正确的是( )
A.33.6LNO2溶解于足量的水中得到硝酸溶液,溶液中NO
数目为NA
B.32g铜发生氧化还原反应,一定失去NA个电子
C.电解食盐水若产生2g氢气,则转移的电子数目为2NA
D.密闭容器中46gNO2含有的分子数为NA
5.设NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是( )
A.电解精炼铜时,若阴极得到电子数为2NA个,则阳极质量减少64g
B.常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2molO2,转移电子的数目为0.4NA
C.78gNa2O2与足量的CO2反应,转移电子数为2NA
D.5.6g铁与硫蒸气完全反应,转移的电子数为0.3NA
6.NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.一定条件下,1molN2和3molH2混合,反应转移的电子数目为6NA
B.1.0L0.1mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-数为0.1NA
C.将含有1molFeCl3溶质的饱和溶液加入沸水中可以得到NA个Fe(OH)3胶粒
D.向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1molFe2+被氧化时,该反应转移电子的数目至少为3NA
高考题型2 以物质的量为核心的简单计算
1.(2014·山东理综,9)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.FeSO4 D.Fe3O4
2.(2012·大纲全国卷,12)在常压和500℃条件下,等物质的量的Ag2O、Fe(OH)3、NH4HCO3、NaHCO3完全分解,所得气体体积依次为V1、V2、V3、V4。
体积大小顺序正确的是( )
A.V3>V2>V4>V1B.V3>V4>V2>V1
C.V3>V2>V1>V4D.V2>V3>V1>V4
3.(2014·上海,52)焦硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中的SO3都转化为硫酸。
若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为________mol·L-1。
1.物质的量与各物理量之间的关系
2.阿伏加德罗定律及应用
重点解决非标准状况气体体积、压强与物质的量的转化。
(1)定律
同温同压同体积的任何气体所含分子数目相同(简记为四同)。
(2)重要推论
相同条件
T、p
T、V
T、p
结论
=
=
=
(3)标准状况下气体的密度
ρ标=
=
3.物质的量在化学方程式计算中的应用
物质的量在化学方程式计算中的应用,要注意以下几点:
(1)化学计量数之比=反应中各物质的粒子数之比=反应中各物质的物质的量之比=反应中各气态物质的体积之比(同温同压)。
(2)物质的量在化学方程式计算中的应用,关键是找出已知量和未知量(可以是物质的量、质量、体积等),把已知量和未知量分别写在化学方程式中有关化学式的下面。
(3)若在同一题目中的两个量单位不一致,要做到两个量及其单位“上下一致、左右对应”。
考向1 阿伏加德罗定律的应用
1.(2015·徐州高三质检)如图,抽去右图所示装置中的玻璃片,使两种气体充分反应(整个过程中认为装置气密性良好),等温度恢复到原来温度。
下列说法正确的是( )
A.反应后瓶内压强是反应前的
B.装置中氢元素的总质量为0.42g
C.生成物的分子数目为0.01NA
D.反应结束后,两个集气瓶很容易分开
2.如图所示:
已知A、B都为短周期元素,且甲、乙、丙常温下都为气体。
2mol甲分子反应生成1mol丙和3mol乙,下列对此判断不正确的是( )
A.1个乙分子中含有2个A原子
B.甲的摩尔质量为17g·mol-1
C.同温、同压下,生成丙和乙的体积比为1∶3
D.标准状况下,11.2L甲溶于500mL水中,所得溶液中甲的物质的量浓度为1mol·L-1
考向2 化学反应中的计算问题
3.下列各项中,两种物质间反应均产生1mol气体时,参加反应的酸的物质的量最少的是( )
A.碳与浓硝酸B.铜与浓硫酸
C.锌与稀硫酸D.二氧化锰与浓盐酸
4.把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含amolNaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含bmolBaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。
则原混合溶液中钾离子的浓度为( )
A.
mol·L-1B.
mol·L-1
C.
mol·L-1D.
mol·L-1
5.高考卷计算组合题
(1)(2013·上海,41)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠________g(保留一位小数)。
(2)[2014·新课标全国卷Ⅱ,27(4)]PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a点样品失重4.0%(即
×100%)的残留固体。
若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO,列式计算x值和m∶n值_____________________________________________________________________。
高考题型3 一定物质的量浓度溶液的配制
1.高考选项正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高( )(2014·大纲全国卷,6C)
(2)用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体( )
(2014·新课标全国卷Ⅰ,12D)
(3)洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干( )(2014·新课标全国卷Ⅰ,12A)
(4)配制0.1000mol·L-1氯化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流( )
(2013·福建理综,10C)
(5)完成用固体NaCl配制0.5mol·L-1的溶液的实验,所用的仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶( )(2013·山东理综,11C)
(6)在50mL量筒中配制0.1000mol·L-1碳酸钠溶液( )(2012·福建理综,6C)
2.(2013·江苏,5)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( )
溶液配制中的易错点
(1)容易遗忘的实验仪器:
托盘天平、量筒、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、烧杯、药匙。
(2)容易遗忘的实验步骤:
计算→称量(量取)→溶解(稀释)→转移→洗涤→定容→摇匀→倒出装瓶。
(3)容易忘记的容量瓶使用方法
①容量瓶使用的第一步操作是检查是否漏水(简称“查漏”)。
“查漏”的方法:
向容量瓶中加入适量水,盖好瓶塞,左手食指顶住瓶塞,右手托住瓶底,将容量瓶倒转过来看瓶口处是否有水渗出,若没有,将容量瓶正立,将瓶塞旋转180度,重复上述操作,如果瓶口处仍无水渗出,则此容量瓶不漏水。
若漏水,可以在瓶塞处涂点凡士林。
②要选择规格合适的容量瓶。
a.常见容量瓶的规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL几种。
如配制溶液时明确知道所需容量瓶规格,则需将容量瓶规格一并答上。
b.根据所配制溶液的体积,选择合适的容量瓶,如配置480mL某浓度溶液,则需选用500mL容量瓶。
c.不能用容量瓶直接溶解固体溶质,也不能用于稀释溶液。
d.容量瓶不能用作反应容器,也不能用于长期贮存溶液。
(4)容易忘记的注意事项
①如图所示:
用玻璃棒引流时,玻璃棒末端应插入到刻度线以下,且玻璃棒靠近容量瓶口处且不能接触瓶口。
②在使用容量瓶过程中,如需要移动容量瓶,手应握在瓶颈刻度线以上,以免瓶内液体因受热而发生体积变化,导致溶液浓度不准确。
③定容摇匀后,液面低于刻度线,不能再滴加蒸馏水。
考向1 正确使用仪器 规范操作步骤
1.某同学实验需要450mL0.1mol·L-1碳酸钠溶液,配制该溶液时下列仪器不需要的是( )
A.100mL量筒、烧杯、玻璃棒
B.托盘天平、500mL容量瓶
C.酒精灯、漏斗、导管
D.胶头滴管、玻璃棒、烧杯
2.要配制浓度约为2mol·L-1的NaOH溶液100mL,下面操作正确的是( )
A.用托盘天平称取8.0gNaOH固体(NaOH固体放置于天平的托盘上),放入250mL烧杯中,用100mL量筒量取100mL蒸馏水,加入烧杯中,同时不断搅拌至固体溶解
B.称取8.0gNaOH固体,放入100mL量筒中,边搅拌边慢慢加入蒸馏水,待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100mL
C.称取8.0gNaOH固体,放入100mL容量瓶中,加入适量蒸馏水,振荡容量瓶使固体溶解,再加入水到刻度线,盖好瓶塞,反复摇匀
D.用100mL量筒量取40mL5mol·L-1NaOH溶液,倒入250mL烧杯中,再用同一量筒量取60mL蒸馏水,在不断搅拌下慢慢倒入烧杯中
考向2 溶液配制的误差分析
3.假若你是卫生防疫人员,为配制0.01mol·L-1的KMnO4消毒液,下列操作导致所配溶液浓度偏高的是( )
A.取KMnO4样品时不慎在表面沾了点蒸馏水
B.溶解搅拌时有液体飞溅
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
4.下列实验过程能引起结果偏高的是( )
①配制100g10%CuSO4溶液,称取10g硫酸铜晶体溶于90g水中 ②测定硫酸铜晶体中结晶水的百分含量时,所用的晶体已经受潮 ③配制一定物质的量浓度的H2SO4溶液时,定容时俯视容量瓶的刻度线 ④质量分数为10%和90%的两种硫酸等质量混合配制50%的H2SO4溶液
A.①④B.②④C.②③D.②③④
答案精析
学案2 物质的量及其简单计算
核心考点回扣
1.(从左到右,从上到下)mol g·mol-1 L·mol-1 mol·L-1 mol-1
c(B)
2.
(1)0.15mol 2.55g 0.15NA
(2)5.67% 3mol·L-1
(3)5.67% 0.6mol·L-1
3.
(1)2.24L
(2)0.2NA或1.204×1023 (3)2mol·L-1
高考题型1
真题调研
1.C [A项,D2O和H2O的质子数相同(均为10),但D2O、H2O的摩尔质量不同,分别为20g·mol-1和18g·mol-1,所以18gD2O和H2O的物质的量不同,质子数不同,错误;B项,n(H2SO3)=2L×0.5mol·L-1=1mol,但H2SO3是弱酸,部分电离,所以H+数目小于2NA,错误;C项,发生的反应是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,转移电子数为2e-,所以生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA,正确;D项,发生反应:
2NO+O2===2NO2,生成2molNO2,常温下NO2和N2O4之间存在平衡2NO2N2O4,所以分子数小于2NA,错误。
]
2.C [A项,60g丙醇的物质的量是1mol,根据其结构式可知,1mol丙醇分子中存在的共价键总数为11NA,错误;B项,根据电解质溶液中物料守恒可知,1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO
、CO
和H2CO3粒子数之和为0.1NA,错误;C项,在氧化物中,钠元素的化合价只有+1价,因此23gNa即1molNa充分燃烧时转移电子数为1NA,正确;D项,235g核素
U即1mol
U,发生裂变反应时净产生的中子数为9NA,错误。
]
3.B [A项,常温下铁片投入浓H2SO4中发生钝化;B项,根据反应方程式可知,反应中只有N元素化合价发生改变,生成8mol氮原子(4molN2)中有5mol来自NH
,有3mol来自NO
,故反应中转移电子数为15mol,则生成28g(1mol)N2时,转移电子数为15÷4=3.75mol,该项正确;C项,1molNa2O2固体中含有离子总数为3NA;D项,由于氨水为液态,因此无法确定其物质的量。
]
对点模拟
1.A 2.B 3.D
4.C [A项未指明标准状况,无法计算;B项Cu可能被氧化为+1价;D项密闭容器中存在2NO2N2O4转化平衡。
]
5.B [电解精炼铜时,阳极为粗铜,当转移2mol电子时,阳极消耗的质量不一定为64g,A错误;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,生成0.2molO2,转移0.4mole-,B正确;78gNa2O2为1mol,与足量的CO2反应时各有0.5molNa2O2作氧化剂、还原剂,故转移电子数为NA,C错误;铁与硫反应生成FeS,转移的电子数为0.2NA,D错误。
]
6.D [A项,N2与H2的反应为可逆反应,不可能完全反应;B项,S2-在溶液中发生水解反应,故小于0.1NA;C项,Fe(OH)3胶粒是多个Fe(OH)3的聚合体,错误;D项,还原性Fe2+
]
高考题型2
真题调研
1.A [根据得失电子守恒,还原剂提供的电子越多,氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。
1g题述四种物质能提供的电子的物质的量为
A.
×1mol;B.0;C.
×1mol;D.
×1mol(Fe3O4也可以写为Fe2O3·FeO),等质量时提供电子的物质的量最多的为FeO。
]
2.A [根据反应方程式,利用特殊定值法解决问题,特别注意:
500℃时,水为气态。
当物质的量均为1mol时:
相同条件时,气体的体积与物质的量成正比,故V3>V2>V4>V1。
]
3.1.25
对点模拟
1.B [NH3与HCl反应生成了离子化合物NH4Cl,组成中不存在分子这种微粒,C项错误;反应后剩余HCl气体为0.02mol,总体积为2.2VL,混合前两容器内压强相等,由阿伏加德罗定律推论知混合后压强是混合前的
,A项错误;由质量守恒知B项正确;反应后容器内气压比大气压小许多,故两个集气瓶不易分开,D项错误。
]
2.D [题给反应可表示为2A3B===B2+3A2,再结合题图中分子的结构可知,甲为氨气,丙为氮气,乙为氢气。
由质量守恒可知,A正确;氨气的摩尔质量为17g·mol-1,B正确;由阿伏加德罗定律可知,C正确;500mL水是溶剂,不是所得溶液的体积,D不正确。
]
3.A [A项,碳与浓硝酸加热反应:
C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O,生成1mol混合气体时,消耗0.8mol硝酸;B项,铜与浓硫酸加热反应:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,生成1molSO2时,消耗2mol硫酸;C项,锌与稀硫酸反应:
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑,生成1molH2时,消耗1mol硫酸;D项,二氧化锰与浓盐酸加热反应:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,生成1molCl2时,消耗4mol盐酸,故本题答案为A。
]
4.D [注意混合液分成两等份,由Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Ba2++SO
===BaSO4↓可知原溶液中n(Mg2+)=
mol=amol、n(SO
)=2bmol,依据电荷守恒可知原溶液中n(K+)=2n(SO
)-2n(Mg2+)=2(2b-a)mol。
]
5.
(1)18.9
(2)根据PbO2
PbOx+
O2↑,有
×32=239×4.0%,x=2-
=1.4
根据mPbO2·nPbO,
=1.4,
=
=
高考题型3
真题调研
1.
(1)√
(2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2.B [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部,错误。
]
对点模拟
1.C [根据操作步骤联系实验仪器。
配制一定物质的量浓度的溶液,必需的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、胶头滴管等。
]
2.D [NaOH易潮解,不能直接放在托盘上称量,A错;要配制浓度约为2mol·L-1的NaOH溶液100mL,D中40mL5mol·L-1NaOH溶液加60mL蒸馏水可行;NaOH固体在量筒或容量瓶中溶解是错误的,故B、C错误。
]
3.C [A项取得样品质量偏小,使溶液浓度偏低;B项液体飞溅损失一部分KMnO4,使溶液浓度偏低;C项定容时俯视导致加水量较少浓度偏高;D项加水量过多,使溶液浓度偏低。
]
4.C [①忽视了硫酸铜晶体中含有结晶水,所配溶液的溶质质量分数偏低;②中受潮吸收的水会被当作结晶水,故所测结果偏高;③配制一定物质的量浓度的溶液定容时俯视,所加水偏少,导致所配溶液浓度偏大;④中所配溶液没有偏差。
]