高考化学二轮复习 专题二 化学计量及其应用.docx

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高考化学二轮复习专题二化学计量及其应用

专题二化学计量及其应用

[考纲要求]　1.了解物质的量的单位——摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。

2.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。

3.理解质量守恒定律的含义。

4.能根据物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算。

5.了解溶液的含义。

6.了解溶解度、饱和溶液的概念。

7.了解溶液的组成，理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算。

8.了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。

（一）洞悉陷阱设置，突破阿伏加德罗常数应用

题组一　气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态

1.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA（×）

（2）常温下，11.2L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA（×）

（3）标准状况下，22.4L己烷中含共价键数目为19NA（×）

（4）常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA（×）

（5）标准状况下，2.24LHF含有的HF分子数为0.1NA（×）

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）。

题组二　物质的量或质量与状况

2.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）常温常压下，3.2gO2所含的原子数为0.2NA（√）

（2）标准标况下，18gH2O所含的氧原子数目为NA（√）

（3）常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA（√）

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。

题组三　物质的组成与结构

3.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）在常温常压下，32g18O2中含有2NA个氧原子（×）

（2）17g—OH与17gOH－所含电子数均为10NA（×）

（3）相同质量的N2O4与NO2中所含原子数目相同（√）

（4）mgCO与N2的混合气体中所含分子数目为

NA（√）

（5）4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA（√）

（6）30g甲醛中含共用电子对总数为4NA（√）

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。

题组四　电解质溶液中粒子数目的判断

4.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（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（×）

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。

题组五　阿伏加德罗常数的应用与“隐含反应”

5.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（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（×）

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－

题组六　氧化还原反应中电子转移数目的判断

6.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA（×）

（2）0.1molZn与含0.1molHCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA（×）

（3）1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA（√）

（4）1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA（×）

（5）向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1molFe2＋被氧化时，共转移的电子的数目为NA（×）

（6）1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA（×）

突破陷阱

“分类”比较，突破“电子转移”判断陷阱

1.同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。

如：

（1）Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只作氧化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既作氧化剂，又作还原剂。

（2）Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只作氧化剂。

2.量不同，所表现的化合价不同。

如：

Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3＋，Fe过量，生成Fe2＋。

3.氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。

如：

Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。

4.注意氧化还原的顺序。

如：

向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。

所以上述题（5）中转移的电子数目大于NA。

题组七　2016、2015新课标卷“NA”应用高考试题汇编

7.（2016·全国卷Ⅰ，8）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

解析　A项，乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1molCH2，则其氢原子数为2NA，正确；B项，合成氨的反应是可逆反应，则1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA，错误；C项，铁和过量硝酸反应生成硝酸铁，故1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为3NA，错误；D项，标准状况下CCl4为液态，故2.24LCCl4的物质的量不是0.1mol，则其含有的共价键数不是0.4NA，错误。

8.（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

答案　C

解析　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。

（二）理解公式推论，破解阿伏加德罗定律应用

9.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

答案　B

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。

10.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

解析　同温同压下，气体摩尔体积相等，根据ρ＝

知，相同条件下，气体密度与其摩尔质量成正比，甲的密度大于乙的密度，说明甲的摩尔质量大于乙。

A项，根据n＝

知，相同质量时其物质的量与摩尔质量成反比，甲的摩尔质量大于乙，则甲的物质的量小于乙，故A错误；

B项，根据V＝

Vm知，相同温度、压强、质量时，气体体积与摩尔质量成反比，摩尔质量甲＞乙，则气体体积甲＜乙，故B错误；

C项，同温同压下，气体摩尔体积相等，故C错误；

D项，根据以上分析知，摩尔质量甲＞乙，摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以相对分子质量甲＞乙，故D正确。

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：

①V1∶V2＝n1∶n2＝N1∶N2；

②ρ1∶ρ2＝M1∶M2；

③同质量时：

V1∶V2＝M2∶M1。

（2）同温同体积时：

①p1∶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。

配制一定物质的量浓度溶液的实验是中学化学中一个重要的定量实验。

复习时，要熟记实验仪器，掌握操作步骤，注意仪器使用，正确分析误差，理解基本公式，明确高考题型，做到有的放矢。

1.七种仪器需记牢

托盘天平、量筒、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、烧杯、药匙。

2.实验步骤要理清

如：

配制500mL0.1mol·L－1Na2CO3溶液，图中操作②中应该填写的数据为__________，实验时操作的先后顺序为____________（填编号）。

答案　5.3　②④⑥⑤①③

3.仪器使用要明了

（1）容量瓶使用的第一步操作是“查漏”，回答容量瓶时应指明规格，并选择合适的容量瓶，如配制480mL溶液，应选用500mL容量瓶。

容量瓶不能用于溶解、稀释和存放液体，也不能作为反应容器。

（2）玻璃棒的作用是搅拌和引流，在引流时，玻璃棒末端应插入到容量瓶刻度线以下，且玻璃棒靠近容量瓶口处不能接触瓶口，如图所示。

附　容量瓶的查漏方法

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。

4.误差分析点点清

进行误差分析的依据是c＝

＝

，根据公式，分析各个量的变化，判断可能产生的误差。

用“偏高”、“偏低”或“无影响”填空：

（1）砝码生锈：

偏高。

（2）定容时，溶液温度高：

偏高。

（3）定容时俯视容量瓶刻度线：

偏高。

（4）称量时物码颠倒且使用游码：

偏低。

（5）未洗涤烧杯、玻璃棒：

偏低。

（6）称量易吸水物质时间过长：

偏低。

（7）转移时，有液体溅出：

偏低。

（8）滴加蒸馏水超过容量瓶刻度线，再用胶头滴管吸出：

偏低。

（9）定容摇匀后，液面低于刻度线，再加水至刻度线：

偏低。

（10）容量瓶内有少量水：

无影响。

5.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）。

6.两条规律理解透

（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。

题组一　仪器的正确使用及实验操作的规范性

1.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）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（√）（2016·浙江理综，8D）

（2）称取2.0gNaOH固体，可先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体（×）（2015·福建理综，8A）

（3）

配制0.10mol·L－1NaOH溶液（×）（2015·安徽理综，8A）

（4）

配制一定浓度的NaCl溶液（×）（2015·四川理综，3A）

（5）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）

（6）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）

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（　　）

答案　B

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。

3.

（1）配制浓度为2mol·L－1的NaOH溶液100mL，用托盘天平称取NaOH固体时，天平读数将________（填写字母）。

A.等于8.0gB.等于8.00g

C.大于8.0gD.等于0.2g

（2）某实验中需2mol·L－1的Na2CO3溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格为____________，称取Na2CO3的质量为__________。

答案　

（1）C　

（2）1000mL　212.0g

解析　

（1）称量NaOH固体时需用小烧杯盛放，故天平读数等于8.0g＋烧杯质量。

（2）根据容量瓶的常用规格可知，应配制2mol·L－1的Na2CO3溶液1000mL，所需Na2CO3的质量为1L×2mol·L－1×106g·mol－1＝212.0g。

题组二　有关浓度的换算

4.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＝

答案　C

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。

5.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，则下列各表示式中正确的是（　　）

A.c＝

B.m＝Vρw

C.w＝

D.ρ＝

答案　A

解析　已知：

c＝1000

或c＝

。

A项，c＝

，正确；B项，

＝

，m＝1000ρwV，错误；C项，w＝

，错误；D项，ρ＝

，注意w与w%的区别，错误。

题组三　溶液稀释规律的应用

6.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

解析　根据题意可知，容量瓶中H2SO4溶液的H＋浓度关系如下：

c3V3＝c1V1＋c2V2，可得n（H＋）＝（0.1L×0.3mol·L－1＋0.3L×0.25mol·L－1）×2＝0.21mol，所以c（H＋）＝

＝0.42mol·L－1。

7.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

答案　C

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－1×30.9%）/（98g·mol－1×1L）≈3.88mol·L－1，故选C。

掌握两项技能

1.用98%的浓H2SO4配制100mL1∶4的稀H2SO4：

用量筒量取80mL的水注入200mL的烧杯，然后再用另一只量筒量取20mL的浓H2SO4沿着烧杯内壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不停搅拌。

2.配制100g20%的NaCl溶液：

准确称量20.0gNaCl固体，然后再转移到200mL的烧杯中，再用量筒量取80mL的水注入烧杯中，并用玻璃棒不停搅拌直到完全溶解为止。

题组四　溶液中电荷守恒在物质的量浓度计算中的应用

8.把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含amol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含bmol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。

则该混合溶液中钾离子浓度为（　　）

A.0.1（b－2a）mol·L－1

B.10（2a－b）mol·L－1

C.10（b－a）mol·L－1

D.10（b－2a）mol·L－1

答案　D

解析　根据题意，500mL溶液分成5等份，每份为100mL。

每份中n（Ba2＋）＝amol，n（Cl－）＝bmol，根据电荷守恒关系得n（K＋）＝（b－2a）mol，则c（K＋）＝

＝10（b－2a）mol·L－1。

9.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

答案　D

解析　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。

1.明确一个中心

必须以“物质的量”为中心——“见量化摩，遇问设摩”。

2.注意三个守恒

3.明确两种方法

（1）关系式法

此法常用于多步连续反应的计算。

确定关系式可利用各步反应的计量关系或某元素原子守恒关系找出已知物质和未知物质的关系式，然后根据已知量和未知量列比例式求解。

（2）差量法

①差量法的应用原理

差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。

这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。

用差量法解题的关键是把化学方程式中的对应差量（理论差量）及差量（实际差量）与未知量列成比例式，然后求解。

如：

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH　Δm（固）,Δn（气）,ΔV（气）

2mol1mol2molQ24g1mol22.4L（标况）

②使用差量法时的注意事项

a.所选用差量要与未知量的数值成正比例或反比例关系。

b.有关物质的物理量及其单位都要正确地使用和对应，即“上下一致，左右相当”。

4.计算类型及实验方法

（1）计算类型：

①确定化学式；②确定样品质量分数。

（2）实验方法

①滴定分析法；②沉淀分析法；③热重分析法。

题组一　“关系式”法的应用

（一）由“元素守恒”确定关系式

1.在O2中灼烧0.44gS和Fe组成的化合物，使其中的S全部转变为SO2，把这些SO2全部氧化转变为H2SO4。

这些H2SO4可以用20mL0.50mol·L－1NaOH溶液完全中和。

则原化合物中S的百分含量为（　　）

A.18%B.46%

C.53%D.36%

答案　D

解析　关注S―→SO2―→SO3―→H2SO4中硫元素守恒，根据酸碱中和求出与NaOH的关系。

全部反应过程中，各物质的量的关系可用下式表示：

S―→SO2―→SO3―→H2SO4―→2NaOH

32g　　　　　　　　　　　2mol

x　　　　　　　　　　　　　（0.02×0.50）mol

x＝

＝0.16g。

S的质量分数为

×100%≈36%。

（二）由“电子守恒”确定关系式

2.取KI溶液25mL，向其中滴加0.4mol·L－1的FeCl3溶液135mL，I－完全反应生成I2：

2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。

将反应后的溶液用CCl4萃取后分液，向分出的水溶液中通入Cl2至0.025mol时，Fe2＋恰好完全反应。

求KI溶液的物质的量浓度。

答案　2mol·L－1

解析　依题意，有：

本题可用关系式法求解。

由上述两个反应及电子转移守恒理论，得知I－与Cl2之间的关系式：

2I－～Cl2。

设KI的物质的量是x，则

2I－　～　Cl2

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