2020届高考化学二轮复习化学计量及其应用学案

2020届高考化学二轮复习化学计量及其应用学案

‎[考纲要求]　1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、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、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。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　阿伏加德罗常数的广泛应用 ‎1．与气体摩尔体积22.4 L·mol－1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22.4 L·mol－1进行物质的量的计算；‎ ‎(2)常见物质在标准状况下的状态：Br2、H2O、HF、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH、碳原子数大于4的烃(除新戊烷外)，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)，如：CnH2n＋2中共价键数目为3n＋1；‎ ‎(7)一定物质的量的SiO2中含Si—O键、金刚石(或石墨)中1 mol C中含C—C键、1 mol P4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；‎ ‎(6)注意氧化还原反应的顺序。如：向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。‎ ‎4．与可逆反应相关的NA的应用 在“NA”应用中，常涉及以下可逆反应：‎ ‎(1)2SO2＋O22SO3‎ ‎2NO2N2O4‎ N2＋3H22NH3‎ ‎(2)Cl2＋H2OHCl＋HClO ‎(3)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－‎ ‎(4)PCl3＋Cl2PCl5‎ ‎5．与电解质溶液中粒子数目判断有关的NA的应用 审准题目“要求”，是突破该类题目的关键 ‎(1)溶液中是否有“弱粒子”，即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”，如1 L 1 mol·L－1 的乙酸或1 L 1 mol·L－1 乙酸钠溶液中CH3COO－数目均小于NA。‎ ‎(2)题目中是否指明了溶液的体积，如在pH＝1的HCl溶液中，因溶液体积未知而无法求算H＋的数目。‎ ‎(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c(H＋)＝0.1 mol·L－1，与电解质的组成无关；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，与电解质的组成有关。‎ ‎1．(2018·全国卷Ⅰ，10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA B．22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA C．92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA D．1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA 答案　B 解析　氩气是单原子分子，标准状况下，22.4 L氩气的物质的量为1 mol，含有的质子数为18NA，B项正确；Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体，A项错误；92.0 g甘油的物质的量为1 mol，每个甘油分子含有3个羟基，所以1 mol甘油含有的羟基数为3.0NA，C项错误；CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还有CH2Cl2、CHCl3和 CCl4，生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D项错误。‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅱ，11)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，124 g P4中所含P—P键数目为4NA B．100 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NA C．标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA D．密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA 答案　C 解析　标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5 mol，每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子，所以含有氢原子数目为2NA，C项正确；124 g P4的物质的量为1 mol，每个P4分子中含有6个P—P键，所以含有P—P键数目为6NA，A项错误；Fe3＋在水溶液中能发生水解，100 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA，B项错误；SO2和O2的化合反应为可逆反应，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后，混合气体的物质的量大于2 mol，即分子总数大于2NA，D项错误。‎ ‎3．(2017·全国卷Ⅱ，8)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　)‎ A．1 L 0.1 mol·L－1NH4Cl溶液中，NH的数量为0.1NA B．2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA C．标准状况下，2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA D．0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA 答案　D 解析　A项，因铵根离子水解，其数量小于0.1NA，错误；B项，2.4 g Mg为0.1 mol，与硫酸完全反应后转移的电子数为0.2NA，错误；C项，标准状况下，2.24 L任何气体所含有的分子数都为0.1NA，错误；D项，H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应前后气体物质的量不变，正确。‎ ‎4．(2017·全国卷Ⅲ，10)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A．0.1 mol的11B中，含有0.6NA个中子 B．pH＝1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋‎ C．2.24 L(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1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g)，增加2NA个P—Cl键 答案　A 解析　A项，硼原子的质子数为5,11B的中子数为6，故0.1 mol的11B中含有中子数为0.6NA，正确；B项，未指明溶液体积，无法计算H＋ 的物质的量，错误；C项，标准状况下苯为液体，不能用气体摩尔体积计算苯燃烧生成的CO2分子数，错误；D项，PCl3 ＋ Cl2PCl5 ，这是一个可逆反应，1mol PCl3与1mol Cl2不可能完全反应生成1 mol PCl5，故增加的P—Cl键数目小于2NA，错误。‎ ‎5．(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．14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA B．1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA C．1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA D．标准状况下，2.24 L CCl4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CH2,14 g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1 mol CH2，则其氢原子数为2NA，正确；B项，合成氨的反应是可逆反应，则1 mol N2与4 mol H2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1 mol Fe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2.24 L CCl4的物质的量不是0.1 mol，则其含有的共价键数不是0.4NA，错误。‎ 题组一　物质状态与“NA”应用 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA(×)‎ ‎(2)标准状况下，22.4 L SO2中含有的SO2分子数为NA(√)‎ ‎(3)常温常压下，35.5 g 氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA(×)‎ ‎(4)常温常压下，22.4 L NO2和CO2的混合气体含有的氧原子数为2NA(×)‎ ‎(5)2.24 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA(×)‎ ‎(6)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3×6.02×1023(×)‎ 题组二　物质组成与“NA”应用 ‎2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)32 g 18O2中含有2NA个氧原子(×)‎ ‎(2)17 g —OH与17 g OH－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)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28 g混合气体中含有3NA个氢原子(×)‎ ‎(5)18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA(×)‎ ‎(6)30 g 甲醛中含共用电子对总数为4NA(√)‎ ‎(7)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA(√)‎ ‎(8)12 g 金刚石含有的共价键数目为4NA(×)‎ 题组三　电子转移与“NA”应用 ‎3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA(√)‎ ‎(2)5.6 g 铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA(×)‎ ‎(3)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA(×)‎ ‎(4)0.1 mol Zn与含0.1 mol HCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA(×)‎ ‎(5)足量KMnO4与含1 mol HCl的浓盐酸反应生成标准状况下7 L Cl2(×)‎ ‎(6)足量Cl2与含1 mol NaOH的浓溶液反应转移 mol e－(×)‎ ‎(7)足量Fe与1 L 1 mol·L－1浓H2SO4溶液在加热条件下彻底反应生成0.5 mol SO2(×)‎ ‎(8)1 mol Na2O2与足量 CO2充分反应转移的电子数为2NA(×)‎ ‎(9)50 mL 12 mol·L－1 盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA(×)‎ ‎(10)标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA(×)‎ ‎(11)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当1 mol Fe2＋被氧化时，共转移的电子的数目为NA(×)‎ 题组四　可逆反应与“NA”应用 ‎4．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)2 mol SO2和1 mol O2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，22.4 L NO2气体中所含分子数目为NA(×)‎ ‎(3)100 g质量分数为17%的氨水溶液中含有的NH3分子数为NA(×)‎ ‎(4)标准状况下，0.1 mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA(×)‎ 题组五　溶液中粒子数目判断与“NA”应用 ‎5．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)0.1 L 3.0 mol·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)0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA(×)‎ ‎(4)25 ℃时，pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA(×)‎ 考点二　一定物质的量浓度溶液的配制 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，掌握基本操作步骤，注意仪器的使用，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 ‎(1)如：配制500 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3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 ‎(2)明确溶液配制过程中的“四数据”‎ ‎①记录质量或体积时保留一位小数。‎ ‎②选择容量瓶时，要指明容量瓶的规格。‎ ‎③转移溶液时要洗涤烧杯________次。‎ ‎④定容时液面距刻度线1～2 cm时，改用________滴加蒸馏水。‎ 答案　③2～3　④胶头滴管 ‎3．误差分析点点清 误差分析的思维流程与方法 ‎(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)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。‎ ‎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，1 L水中溶解某气体V L，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，气体的摩尔质量为M g·‎ 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)。‎ ‎1．下面是高考题的组合，判断是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)配制0.400 0 mol·L－1的NaOH溶液，称取4.0 g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250 mL容量瓶中定容(×)‎ ‎(2018·全国卷Ⅱ，13A)‎ ‎(2)配制浓度为0.010 mol·L－1的KMnO4溶液，可以称取KMnO4固体0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度(×)‎ ‎(2017·全国卷Ⅲ，9D)‎ ‎(3)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)‎ ‎(4)称取2.0 g NaOH固体，可先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体(×)‎ ‎(2015·福建理综，8A)‎ ‎(5)配制一定浓度的NaCl溶液(×)‎ ‎(2015·四川理综，3A)‎ ‎(6)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)‎ ‎(7)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．[2017·天津，9(1)]准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.0250 mol)后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__________________________________________。‎ 答案　250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管 解析　配制AgNO3标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。‎ ‎3．[2017·全国卷Ⅱ，28(3)]Na2SO3溶液常用作标准溶液滴定I2(2S2O＋I2===2I－＋S4O)，但Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。‎ 答案　量筒　氧气 ‎4．[2016·全国卷 Ⅱ，36(5)节选]一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10 g·cm－3)，其浓度为________mol·L－1。‎ 答案　8.9‎ 解析　假设溶液的体积为1 L，则1 L溶液中含H2O2的质量：‎ m＝1 000 mL×1.10 g·cm－3×27.5%＝1.10×275 g c(H2O2)＝＝≈8.9 mol·L－1。‎ 题组一　有关一定物质的量浓度溶液的配制 ‎1．用固体药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，用托盘天平称量药品时，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。‎ ‎2．实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L－1的硫酸，需量取浓硫酸________mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需__________________________。‎ 答案　54.3 mL　胶头滴管、500 mL容量瓶 解析　根据“大而近“的原则，配制480 mL溶液应选用500 mL容量瓶。根据c(浓溶液)×V(浓溶液)＝c(稀溶液)×V(稀溶液)，18.4 mol·L－1×V(浓H2SO4)＝2 mol·L－1 ×500 mL，解得V(浓H2SO4)≈54.3 mL，需要量取浓硫酸54.3 mL。配制的实验步骤为：计算→量取→稀释→冷却→转移→洗涤→振荡→定容→摇匀→装瓶贴标签，配制时所用的玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需500 mL容量瓶、胶头滴管。‎ 题组二　有关物质的量浓度的计算 ‎3．相对分子质量为M的气态化合物V L(标准状况)，溶于m g水中，得到质量分数为w的溶液，物质的量浓度为c mol·L－1，密度为ρ g·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。‎ ‎4．(2019·重庆模拟)实验室常用98%密度为1.84 g·mL－1的浓H2SO4配制1∶4的稀H2SO4，此稀H2SO4的密度为1.23 g·mL－1，其物质的量浓度为(　　)‎ A．4.6 mol·L－1 B．5.7 mol·L－1‎ C．3.88 mol·L－1 D．18.4 mol·L－1‎ 答案　C 解析　实验室配制1∶4的溶液的含义是指取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＝≈0.309，稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)＝≈3.88 mol·L－1。‎ 掌握两项技能 ‎(1)用98%的浓H2SO4配制100 mL 1∶4的稀H2SO4：用量筒量取80 mL的水注入200 mL的烧杯中，然后再用另一只量筒量取20 mL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100 g 20%的NaCl溶液：准确称量20.0 g NaCl固体，然后再转移到200 mL的烧杯中，再用量筒量取80 mL的水注入烧杯中，并用玻璃棒不停搅拌直到完全溶解为止。‎