第一章 从实验学化学.docx
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第一章从实验学化学
第一章从实验学化学（复习）
一、化学计量与气体的摩尔体积
考点一
物质的量 摩尔质量
[教材知识层面]
1．物质的量
（1）含义：
物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为mol。
（2）数值：
1mol任何物质所含有的微粒数与0.012_kg12C所含的碳原子个数相等。
2．阿伏加德罗常数
（1）概念：
1mol任何粒子所含的微粒数，符号为NA，通常用6.02×1023_mol－1表示。
（2）物质的量、微粒数（N）与阿伏加德罗常数的关系为：
n＝N/NA。
3．摩尔质量
（1）概念：
单位物质的量的物质所具有的质量，符号：
M，单位：
g/mol。
（2）数值：
当微粒的摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子（原子）质量。
（3）关系：
物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为：
n＝m/M。
[高考考查层面]
命题点1 关于物质的量的基本概念
理解物质的量的相关概念要注意以下四点：
（1）物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量，其描述对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物体。
（2）使用摩尔做单位时，应用化学式指明粒子的种类，如1molH不能描述为1mol氢。
（3）摩尔质量与相对分子（原子）质量是两个不同的概念，当摩尔质量以g/mol为单位时，二者在数值上相等，但前者有单位，后者是相对值，无单位。
（4）对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态的变化而变化。
[典题示例]
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）摩尔是表示物质的量多少的基本物理量。
（ ）
（2）物质的量就是1mol物质的质量。
（ ）
（3）0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子。
（ ）
（4）1molH2O中含有2mol氢和1mol氧。
（ ）
（5）氢氧化钠的摩尔质量是40g。
（ ）
（6）2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍。
（ ）
命题点2 以物质的量为核心的相关计算
[典题示例]
（1）0.3molH2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
（2）已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD，则C的摩尔质量为________。
[考点达标层面]
某硫原子的质量是ag,12C原子的质量是bg，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是（ ）
①该硫原子的相对原子质量为
②mg该硫原子的物质的量为
mol ③该硫原子的摩尔质量是aNAg ④ag该硫原子所含的电子数为16NA
A．①③B．②④C．①②D．②③
考点二
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
[教材知识层面]
1．影响物质体积大小的因素
（1）构成微粒的大小；
（2）构成微粒间距的大小；
（3）构成微粒的数目。
2．气体摩尔体积
（1）概念：
气体摩尔体积是指在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积，符号为Vm，单位为L·mol－1。
（2）特例：
标准状况是指温度为0_℃，压强为101_kPa，此情况下，气体摩尔体积为22.4_L·mol－1。
（3）物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关系为n＝
。
3．阿伏加德罗定律
（1）决定气体体积的外界条件：
物质的量相同的气体，其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。
（2）阿伏加德罗定律的含义：
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。
即T1＝T2，p1＝p2，V1＝V2，则n1＝n2。
[高考考查层面]
命题点1 气体摩尔体积的使用和计算
应用气体摩尔体积时注意的四点
（1）使用“条件”：
一般指标准状况，即0℃、1×105Pa。
（2）使用对象：
必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。
水、酒精、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
（3）在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，其他条件下不一定是22.4L·mol－1。
（4）22.4L气体，在标准状况下是1mol，在非标准状况下，可能是1mol，也可能不是1mol。
[典题示例]
下列说法正确的是（ ）
①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L
②0.5molH2所占体积为11.2L ③标准状况下，1molH2O的体积为22.4L ④标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1 ⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同
A．①③⑤B．④⑥C．③④⑥D．①④⑥
命题点2 阿伏加德罗定律及其应用
阿伏加德罗定律是指在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。
根据pV＝nRT（R为常量，T为热力学温度）和密度、摩尔质量的定义式可推出以下结论：
描述
关系
三
正
比
同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比
V1/V2＝n1/n2
同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比
p1/p2＝n1/n2
同温同压下，气体的密度比等于它们的相对分子质量之比
ρ1/ρ2＝M1/M2
二
反
比
同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反比
V1/V2＝M2/M1
同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的相对分子质量成反比
p1/p2＝M2/M1
一
连
比
同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比，也等于它们的密度之比
m1/m2＝M1/M2
＝ρ1/ρ2
注意：
（1）阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。
（2）阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。
[典题示例]
1．如图两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是（ ）
A．所含原子数相等B．气体密度相等C．气体质量相等D．摩尔质量相等
2．标准状况下，aL气体X2和bL气体Y2恰好完全反应生成cL气体Z，若2a＝6b＝3c，则Z的化学式为（ ）
A．XY2B．X2YC．X3YD．XY3
命题点3 气体摩尔质量的计算
计算气体摩尔质量常用的“五”方法
（1）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：
M＝m/n；
（2）根据标准状况下气体的密度（ρ）：
M＝ρ22.4L/mol；
（3）根据气体的相对密度（D＝ρ1/ρ2）：
M1/M2＝D；
（4）根据一定质量（m）的物质中微粒数目（N）和阿伏加德罗常数（NA）：
M＝NA·m/N；
（5）对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述算式仍然成立；还可以用下式计算：
＝
a%＋
b%＋
c%＋…，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数（或体积分数）。
[典题示例]
（2015·绍兴质检）在一定条件下，某化合物X受热分解：
2X
A↑＋2B↑＋4C↑，测得反应后生成的混合气体对H2的相对密度为11.43，相同条件下，X的相对分子质量是（ ）
A．11.43B．22.85C．80.01D．160.02
[考点达标层面]
1．一定温度和压强下，30L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列有关说法中不正确的是（ ）
A．该温度和压强可能是标准状况
B．标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4L
C．该气体中每个分子含有2个原子
D．若O2在该条件下为气态，则1molO2在该条件下的体积也为30L
2．某液体化合物X2Y4，常用做火箭燃料。
16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为X2Y4（l）＋O2（g）===X2（g）＋2Y2O（l）。
冷却后标准状况下测得生成物的体积为11.2L，其密度为1.25g/L，则：
（1）反应前O2的体积V（O2）为________；
（2）X2的摩尔质量为________；Y元素的名称是________。
（3）若反应生成0.1molX2，则转移电子的物质的量为________mol。
考点三
高考的坚守者——阿伏加德罗常数
[考点精析]
解答关于阿伏加德罗常数的题目应注意分析题干给出的条件，如物质的状况、所处的环境、物质本身的结构，同时还要考虑氧化还原反应、电离、水解等情况，具体有如下几点：
1．注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
（1）在标准状况下非气态的物质，如H2O、SO3等；
（2）物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2．注意物质的组成和结构
（1）特殊物质中所含微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）的数目，如Ne、D2O、18O2、H37Cl等。
（2）物质中所含化学键的数目，如CO2、CnH2n＋2等。
（3）最简式相同的物质中的微粒数目，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、（O2和O3）等。
（4）摩尔质量相同的物质中的微粒数目，如N2、CO、C2H4等。
3．注意氧化还原反应中电子的转移
电子转移（得失）数目的问题分析，如Na2O2、NO2与H2O反应；Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应等，分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
4．注意一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应，二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化，合成氨反应等属于可逆反应。
[专项集训]（判断正误）
角度一 考查气体摩尔体积的适用条件
（1）标准状况下，22.4LN2和O2的混合气体中含有的分子数为NA。
（ ）
（2）常温常压下，11.2L二氧化硫中所含的氧原子数等于NA。
（ ）
（3）标准状况下，80gSO3中含3NA个氧原子，体积约为22.4L。
（ ）
（4）足量Zn与一定量的浓硫酸反应，产生22.4L气体时，转移的电子数一定为2NA。
（ ）
角度二 考查物质的组成或结构
（1）7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA。
（ ）
（2）常温下，0.1mol碳酸钠晶体中含有CO
的个数为0.1NA。
（ ）
（3）7.8gNa2S和Na2O2的混合物中，含有的阴离子数目为0.1NA。
（ ）
（4）12gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为0.3NA。
（ ）
（5）7.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数为0.5NA。
（ ）
角度三 考查氧化还原反应中电子的转移
（1）标准状况下，2.24LCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA。
（ ）
（2）15.6gNa2O2与过量CO2反应时，转移的电子数为0.4NA。
（ ）
（3）一定条件下，2.3gNa完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA。
（ ）
（4）在铜与硫的反应中，1mol铜原子参加反应失去的电子数为2NA。
（ ）
（5）过氧化氢分解制得标准状况下1.12LO2，转移电子数目为0.2NA。
（ ）
角度四 考查一定量物质中粒子数目的计算
（1）常温下，32g含有少量臭氧的氧气中，共含有氧原子2NA。
（ ）
（2）300mL2mol/L蔗糖溶液中所含分子数为0.6NA。
（ ）
（3）8.0gCu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA。
（ ）
1．2014年春，雾霾天气对环境造成了严重影响，部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。
下列有关说法正确的是（ ）
A．臭氧的摩尔质量是48g
B．同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3
C．16g臭氧中含有6.02×1023个原子
D．1.00mol臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023
2．下列叙述正确的是（ ）
A．同温同压下，相同体积的物质，它们的物质的量必相等
B．任何条件下，等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数必相等
C．1L一氧化碳气体的质量一定比1L氧气的质量小
D．等体积、等物质的量浓度的强酸中所含的H＋数目一定相等
3．标准状况下，1L的密闭容器中恰好可盛放n个N2分子和m个H2分子组成的混合气体，则阿伏加德罗常数可近似表示为（ ）
A．22.4（m＋n）B．22.4×6.02×1023（m＋n）C．m＋nD．22.4（m＋n）/（6.02×1023）
4．（2015·衡水质检）如图表示1gO2与1gX气体在相同容积的密闭容器中压强（p）与温度（T）的关系，则X气体可能是（ ）
A．C2H4B．CH4C．CO2D．NO
5．在臭氧发生装置中装入氧气100mL，经反应：
3O2
2O3，最后气体体积变为95mL（体积均在标准状况下测定），则混合气体的密度是（ ）
A．1.3g/LB．1.5g/LC．1.7g/LD．2.0g/L
6．某气体的摩尔质量为Mg·mol－1，NA表示阿伏加德罗常数，在一定的温度和压强下，体积为VL的该气体所含有的分子数为x。
则
表示的是（ ）
A．VL该气体的质量（以g为单位）B．1L该气体的质量（以g为单位）
C．1mol该气体的体积（以L为单位）D．1L该气体中所含的分子数
7．mg某金属M溶于盐酸中，放出的气体在标准状况下的体积为nL，并生成氯化物MCl2，则金属M的相对原子质量是（ ）
A．n/mB．2m/nC．m/22.4nD．22.4m/n
8．常温常压下，两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体，打开开关a，使两烧瓶内的气体相通，最后容器内的压强按由大到小的顺序排列正确的是（ ）
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A．②>③>①>④B．③>①＝④>②
C．③>①>④>②D．④>①>②>③
9．（2015·聊城模拟）标准状况下，mg气体A与ng气体B的分子数目一样多，下列说法不正确的是（ ）
A．在任意条件下，若两种分子保持原组成，则其相对分子质量之比为m∶n
B．25℃、1.25×105Pa时，两气体的密度之比为n∶m
C．同质量的A、B在非标准状况下，其分子数之比为n∶m
D．相同状况下，同体积的气体A与B的质量之比为m∶n
10．在150℃时碳酸铵可以受热完全分解，则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的（ ）A．96倍B．48倍C．12倍D．32倍
11．
（1）标准状况下，1.92g某气体的体积为672mL，则此气体的相对分子质量为________________。
（2）在25℃、101kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的摩尔质量为____________。
（3）两个相同容积的密闭容器X、Y，在25℃下，X中充入agA气体，Y中充入agCH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则A的摩尔质量为________。
（4）相同条件下，体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量分别是________和________。
12．卫生部严令禁止在面粉生产中添加过氧化钙（CaO2）等食品添加剂。
过氧化钙（CaO2）是一种安全无毒物质，带有结晶水，通常还含有CaO。
（1）称取5.42g过氧化钙样品，灼热时发生如下反应：
2[CaO2·xH2O]―→2CaO＋O2↑＋2xH2O，得到O2在标准状况下体积为672mL，该样品中CaO2的物质的量为________。
（2）另取同一样品5.42g，溶于适量稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO37.0g。
①样品中CaO的质量为________________。
②样品中CaO2·xH2O的x值为________。
13．某学生利用高锰酸钾分解制氧气的反应，测定室温下的气体摩尔体积，实验装置如下。
部分实验步骤：
①装好实验装置。
②________________________________。
③把适量的高锰酸钾粉末放入干燥的试管中，准确称量试管和高锰酸钾粉末的质量为ag。
④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。
⑤停止加热。
⑥测量收集到的气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。
⑧测量实验室的温度。
回答下列问题。
（1）实验步骤的第②步是____________________________________________________。
（2）以下是测量收集到的气体的体积时必须包括的几个步骤：
①调整量气管高度，使其液面高度与水准管液面高度相平；②使装置内的气体都冷却至室温；③读取量气管中气体的体积。
这三步操作的正确顺序是________（请填写步骤代号）。
（3）如果实验中得到的氧气体积是cL，水蒸气的影响忽略不计，则室温下气体摩尔体积的计算式为________（含a、b、c）。
（4）分析下列因素对实验结果的影响（假定其他操作均正确），并在横线上填“偏大”、“偏小”或“无影响”。
①高锰酸钾未完全分解：
________________________________________________。
②实验前未将装置内的空气排出：
________________________________。
③未恢复至室温就读数：
_________________________________________________。
14．臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。
实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：
3O2
2O3。
（1）若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为________g/mol（保留一位小数）。
（2）将8L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为________L。
（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L（标准状况）通入盛有20.0g铜粉的反应容器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6g。
则原混合气中臭氧的体积分数为________。
二、化学计量在实验中的应用
考点一
物质的量浓度
[教材知识层面]
1．概念：
表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量，符号为cB。
2．表达式：
cB＝
；
3．单位：
mol·L－1或mol/L。
4．相同浓度溶液中某些物理量之间的关系：
现有两种溶液：
①1mol·L－1KCl溶液、②1mol·L－1BaCl2溶液，请用“相同”或“不同”填写下表：
取不同体积的KCl溶液
取相同体积的两种溶液
c（溶质）
相同
相同
ρ（溶液）
相同
不同
n（溶质）
不同
相同
m（溶质）
不同
不同
[高考考查层面]
命题点1 对物质的量浓度概念的理解及简单计算
物质的量浓度有两个因素决定，即溶质物质的量和溶液的体积。
理解物质的量浓度要从上述两个方面进行，再者，也要注意溶质浓度与具体所含微粒浓度的关系。
（1）描述物质的量浓度中的体积是指溶液的体积，而不是指溶剂的体积。
（2）溶液体积的单位是L，根据密度计算溶液体积的单位一般是mL，要注意单位的换算。
（3）溶质的浓度和离子的浓度不同，要注意根据化学式具体分析计算，如1mol·L－1的Al2（SO4）3溶液中Al3＋的物质的量浓度不是1mol·L－1，而是2mol·L－1。
[典题示例]
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）含1mol溶质的任何溶液，物质的量浓度一定相等。
（ ）
（2）配制1mol·L－1NaCl溶液1L，其方法是：
将58.5gNaCl溶于1L水中。
（ ）
（3）体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的粒子数一定相同。
（ ）
（4）1L0.5mol·L－1CaCl2溶液中，Ca2＋与Cl－的物质的量浓度都是0.5mol·L－1。
（ ）
（5）从1L0.2mol·L－1的NaOH溶液中取出10mL，这10mL溶液的物质的量浓度是2mol·L－1。
（ ）
命题点2 考查物质的量、溶质的质量分数、物质的量浓度之间的换算
突破物质的量浓度计算要注意的两个关键点
（1）牢记定义式，灵活利用守恒推导。
由定义式出发，运用守恒（溶质守恒、溶剂守恒等）及公式：
c＝
、溶质的质量分数＝
×100%进行推理，注意密度的桥梁作用，不要死记公式。
（2）灵活运用假设，注意单位换算。
例如：
已知溶质的质量分数w，溶液的密度为ρg·cm－3，溶质的摩尔质量为Mg·mol－1，求物质的量浓度c。
假设溶液为1L，所以溶液质量为1000ρg，溶质的质量为1000ρwg，溶质的物质的量为
mol，这样可求出该溶液的物质的量浓度c＝
mol·L－1。
[典题示例]
1．已知某饱和NaCl溶液的体积为VmL，密度为ρg/cm3，溶质的质量分数为w，物质的量浓度为cmol/L，溶液中含NaCl的质量为mg。
（1）用m、V表示溶液的物质的量浓度________。
（2）用w、ρ表示溶液的物质的量浓度________。
（3）用c、ρ表示溶质的质量分数________。
（4）用w表示该温度下NaCl的溶解度________。
2．将标准状况下的aL氯化氢气体溶于100g水中，得到的盐酸的密度为bg/mL，则该盐酸的物质的量浓度（mol/L）是（ ）
A.
B.
C.
D.
命题点3 关于溶液稀释或混合的计算
解答溶液稀释或混合的计算问题，要活用“守恒思想”。
1．溶液稀释规律
（1）溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。
（2）溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。
（3）溶液质量守恒，m（稀）＝m（浓）＋m（水）（体积一般不守恒）。
2．同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
（1）混合后溶液体积保持不变时，c1V1＋c2V2＝c混×（V1＋V2）。
（2）混合后溶液体积发生改变时，c1V1＋c2V2＝c混V混，其中V混＝
。
3．溶质相同、质量分数不同的两溶液混合规律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
（1）等体积混合：
①当溶液密度大于1g·cm－3时，结果是溶液浓度越大，密度越大，如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液等体积混合后溶质质量分数w>
（a%＋b%）。
②当溶液密度小于1g·cm－3时，结果是溶液浓度越大，密度越小，如酒精、氨水等溶液等体积混合后，质量分数w<
（a%＋b%）。
（2）等质量混合：
两溶液等质量混合时（无论ρ>1g·cm－3还是ρ<1g·cm－3），则混合后溶液中溶质的质量分数w＝
（a%＋b%）。
[典题示例]
1．VLFe2（SO4）3溶液中含有agSO
，取此溶液0.5VL，用水稀释至2VL，则稀释后溶液中Fe3＋的物质的量浓度为（ ）
A.
mol/LB.
mol/LC.
mol/LD.
mol/L
2．
（1）将3p%的硫酸与同体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸，则p、q的关系正确的是________（填序号，下同）。
①q＝
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