专题02 化学常用计量讲原卷版.docx
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专题02化学常用计量讲原卷版
专题02化学常用计量
1.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。
2.理解物质的量的含义,并能用于进行简单的化学计算。
3.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。
4.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.能运用化学方程式和离子方程式进行有关计算。
6.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。
7.能根据要求配制一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液。
知识点一、阿伏加德罗常数的应用
阿伏加德罗常数的常见考查内容和设错形式:
对阿伏加德罗常数的考查往往以选择题的形式,渗透于高中各个知识点中进行考查,试题的知识覆盖面较大,但难度较小,该类试题的特点就是“容易忽视”,即容易落入命题者设置的“陷阱”中,因此明确命题者的考查方向和设错方式有利于我们快速、准确地作出选择。
同时要求同学们在解决该类试题时一定要细心、仔细。
1.考查气体体积与物质的量、微粒数目等关系时,故意忽略标准状况条件或给出常温常压条件。
2.物质状态问题。
考查气体摩尔体积时,常常用标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如水、三氧化硫、己烷、三氯甲烷等。
3.结合氧化还原反应考查电子转移的数目问题,特别是歧化反应的电子转移数目,如过氧化钠与水反应、氯气与水的反应等。
4.结合物质结构的有关知识考查物质的微粒数目(如分子、原子、质子、中子、电子等)、化学键数目等。
此处常常涉及的物质有稀有气体(单原子分子)、Na2O2(阴阳离子个数比)、SiO2、Si、P4、CO2(化学键数目)、特殊物质的质量与微粒数间的关系,如D2O、18O2等。
5.考查溶液中离子数目时故意忽视盐类的水解,弱电解质的电离等。
6.结合化学平衡考查时,故意忽视可逆反应不能进行到底的特点。
【特别提醒】阿伏加德罗常数应用题常设的五大“陷阱”。
(1)“标准状况”“常温常压”等外界条件。
①在标准状况下的非气态物质,如H2O、SO3、戊烷、苯、CCl4等。
②物质的质量、摩尔质量、粒子个数不受外界条件的影响。
(2)物质的组成。
①特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、H37Cl。
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、乙烯和丙烯等。
④摩尔质量相同的物质中的粒子数目,如N2、CO、C2H4等。
(3)氧化还原反应中电子转移(得失)数目的分析。
如Na2O2、NO2与H2O的反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;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的问题。
(4)弱电解质的电离、盐类的水解。
弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。
如0.1mol·L-1的乙酸溶液和0.1mol·L-1的乙酸钠溶液中c(CH3COO-)不相等。
(5)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,合成氨反应属于可逆反应等。
知识点二、以物质的量为中心的有关计算
知识点三、一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
1.配制步骤
―→
―→
―→
―→
―→
―→
2.配制过程中所需要的主要仪器
(1)量筒或托盘天平
(2)烧杯 (3)玻璃棒 (4)容量瓶 (5)胶头滴管
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)误差分析的思维流程
(2)视线引起误差的分析方法
①仰视容量瓶刻度线(图1),导致溶液体积偏大,结果偏低。
②俯视容量瓶刻度线(图2),导致溶液体积偏小,结果偏高。
(3)误差分析
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。
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)。
【注意事项】
(1)容量瓶使用前应先检漏。
(2)称量NaOH固体应放在烧杯或表面皿中称量,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。
(6)定容时仰视、俯视对结果造成的影响
仰视会造成溶液的体积偏大,所配溶液浓度偏低;俯视会造成溶液的体积偏小,所配溶液浓度偏高。
知识点四滴定法的应用
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.掌握两种方法
(1)守恒法:
守恒法是中学化学计算中的一种常用方法,它包括质量守恒、电荷守恒、电子守恒。
它们都是抓住有关变化的始态和终态,淡化中间过程,利用某种不变量(如①某原子、离子或原子团不变;②溶液中阴、阳离子所带电荷数相等;③氧化还原反应中得失电子数相等)建立关系式,从而达到简化过程,快速解题的目的。
(2)关系式法:
表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。
在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。
【方法技巧】
1.利用守恒法计算物质含量,其关键是建立关系式,一般途径有两种:
(1)利用化学方程式中的化学计量数之间的关系建立关系式。
(2)利用微粒守恒建立关系式。
2.多步滴定常分为两类
(1)连续滴定:
第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定。
根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量。
(2)返滴定:
第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。
根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所求物质的物质的量。
高频考点一 阿伏加德罗常数
例1.[2019新课标Ⅱ]已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.3g3He含有的中子数为1NA
B.1L0.1mol·L−1磷酸钠溶液含有的
数目为0.1NA
C.1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D.48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
【举一反三】(2018年全国卷Ⅰ)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4L(标准状况)氨气含有的质子数为18NA
C.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
【变式探究】【2017新课标2卷】阿伏加德罗常数的值为NA。
下列说法正确的是
A.1L0.1mol·
NH4Cl溶液中,
的数量为0.1NA
B.2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
高频考点二 阿伏加德罗定律及其应用
例2.在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )
A.充入的CO分子数比CO2分子数少
B.甲容器的体积比乙容器的体积小
C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
【变式探究】在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若它们的温度和密度均相同,试根据甲、乙的摩尔质量(M)关系,判断下列说法正确的是( )
A.若M(甲)>M(乙),则气体体积:
甲<乙
B.若M(甲) 甲>乙 C.若M(甲)>M(乙),则气体的摩尔体积: 甲<乙 D.若M(甲) 甲<乙 高频考点三 一定物质的量浓度溶液的配制 例3.体积为V、密度为ρ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c,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= 【变式探究】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 高频考点四 滴定法的应用 例4.碱式次氯酸镁[Mga(ClO)b(OH)c·xH2O]是一种有开发价值的微溶于水的无机抗菌剂。 为确定碱式次氯酸镁的组成,进行如下实验: ①准确称取1.685g碱式次氯酸镁试样于250mL锥形瓶中,加入过量的KI溶液,用足量乙酸酸化,用0.8000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点(离子方程式为2S2O +I2===2I-+S4O ),消耗25.00mL。 ②另取1.685g碱式次氯酸镁试样,用足量乙酸酸化,再用足量3%H2O2溶液处理至不再产生气泡(H2O2被ClO-氧化为O2),稀释至1000mL。 移取25.00mL溶液至锥形瓶中,在一定条件下用0.02000mol·L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Mg2+(离子方程式为Mg2++H2Y2-===MgY2-+2H+),消耗25.00mL。 (1)步骤①需要用到的指示剂是________。 (2)通过计算确定碱式次氯酸镁的化学式(写出计算过程)。 【方法技巧】 1.利用守恒法计算物质含量,其关键是建立关系式,一般途径有两种: (1)利用化学方程式中的化学计量数之间的关系建立关系式。 (2)利用微粒守恒建立关系式。 2.多步滴定常分为两类 (1)连续滴定: 第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定。 根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量。 (2)返滴定: 第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。 根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所求物质的物质的量。 【变式探究】测定某草酸晶体(H2C2O4·xH2O)组成的实验如下: 步骤1: 准确称取0.5508g邻苯二甲酸氢钾(结构简式为 )于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液的体积为22.50mL。 步骤2: 准确称取0.1512g草酸晶体于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,以酚酞作指示剂,用步骤1中所用NaOH溶液滴定至终点(H2C2O4+2NaOH===Na2C2O4+2H2O),消耗NaOH溶液的体积为20.00mL。 (1)“步骤1”的目的是_________________________________________________________。 (2)计算x的值(写出计算过程)。 1.[2019新课标Ⅱ]已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是 A.3g3He含有的中子数为1NA B.1L0.1mol·L−1磷酸钠溶液含有的 数目为0.1NA C.1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA D.48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA 2.[2019新课标Ⅲ]设NA为阿伏加德罗常数值。 关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是 A.每升溶液中的H+数目为0.02NA B.c(H+)=c( )+2c( )+3c( )+c(OH−) C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小 D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强 3.[2019·全国卷Ⅰ,27(5)]采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。 硫酸铁铵晶体的化学式为_________________。 4.(2019·江苏,18)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。 以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。 (1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。 H2O2氧化Fe2+的离子方程式为___________;水解聚合反应会导致溶液的pH______。 (2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数: 准确称取液态样品3.000g,置于250mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。 用5.000×10-2mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。 ①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将________(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。 ②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。 1.(2018年全国卷Ⅰ)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA B.22.4L(标准状况)氨气含有的质子数为18NA C.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA2.(2018年全国卷II)NA代表阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A.常温常压下,124gP4中所含P—P键数目为4NA B.100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA D.密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA3.(2018年全国卷Ⅲ)下列叙述正确的是 A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数 B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同 C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1 D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同 1.【2017新课标2卷】阿伏加德罗常数的值为NA。 下列说法正确的是 A.1L0.1mol· NH4Cl溶液中, 的数量为0.1NA B.2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA C.标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA D.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA 2.【2017新课标3卷】NA为阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A.0.1mol的 中,含有0.6NA个中子 B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个 C.2.24L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子 D.密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P-Cl键 3.【2017海南】NA为阿伏加德罗常数的值。 下列叙述错误的是 A.1mol乙烯分子中含有的碳氢键数为4NA B.1mol甲烷完全燃烧转移的电子数为8NA C.1L0.1mol·L−1的乙酸溶液中含H+的数量为0.1NA D.1mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA 1.【2016年高考海南卷】利用太阳能分解制氢,若光解0.02m ol水,下列说法正确的是( ) A.可生成H2的质量为0.02g B.可生成氢的原子数为2.408×1023个 C.可生成H2的体积为0.224L(标准情况) D.生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量 2.【2016年高考江苏卷】下列说法正确的是() A.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子 B.0.1mol/LNa2CO3溶液加热后,溶液的pH减小 C.常温常压下,22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023个 D.室温下,稀释0.1mol/LCH3COOH溶液,溶液的导电能力增强 3.【2016年高考四川卷】NA为阿伏伽德罗常数的值。 下列说法正确的是() A.2.4g镁在足量的氧气中燃烧,转移的电子数为0.1NA B.标准状况下,5.6L二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NA C.氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为0.4NA D.0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA 4.【2016年高考新课标Ⅰ卷】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 5.【2016年高考上海卷】某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2,恰好将Fe2+完全氧化。 x值为() A.0.80B.0.85C.0.90D.0.93 6.【2016年高考上海卷】称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g,加入含0.1molNaOH的溶液,完全反应,生成NH31792ml(标准状况),则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为() A.1: 1B.1: 2C.1.87: 1D.3.65: 1 7.【2016年高考江苏卷】(12分)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。 (3)水中溶解氧的测定方法如下: 向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I−完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下: ①写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式;_____________。 ②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00mL,按上述方法测定水中溶解氧量,消耗0.01000mol·L−1Na2S2O3标准溶液13.50mL。 计算该水样中的溶解氧(用mg·L−1表示),写出计算过程。 8.【2016年高考新课标Ⅰ卷】(15分) (3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−,利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。 当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5mol·L−1)时,溶液中c(Ag+)为_______mol·L−1,此时溶液中c(CrO42−)等于__________mol·L−1。 (已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。 9.【2016年高考新课标Ⅱ卷】联氨(又称联肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题: (5)联氨是一种常用的还原剂。 向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是。 联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。 理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是。 10、【2016年高考上海卷】(本题共14分) CO2是重要的化工原料,也是应用广发的化工产品。 CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。 完成下列计算: (1)CO2通入氨水生成NH 4HCO3,NH4HCO3很容易分解。 2.00molNH4HCO3完全分解,分解产物经干燥后的体积为_________L(标准状况)。 (2)某H2中含有2.40molCO2,该混合气体通入2.00LNaOH溶液中,CO2被完全吸收。 如果NaOH完全反应,该NaOH溶液的浓度为_______。 (3)CO2和KO2有下列反应: 4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2 4KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2 若9molCO2在密封舱内和KO2反应后生成9molO2,则反应前密封舱内H2O的量应该是多少? 列式计算。 (4)甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料: CH4+H2O CO+3H2 已知: CO+2H2 CH3OHCO2+3H2 CH3OH+H2O 300molCH4完全反应后的产物中,加入100molCO2后合成甲醇。 若获得甲醇350mol,残留氢气120mol,计算CO2的转化率。
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