2020届高考化学一轮复习化学计量在实验中的应用学案

2020届高考化学一轮复习化学计量在实验中的应用学案

化学计量在实验中的应用 知识体系 基础过关 第1课时 物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量 ‎1.物质的量 ‎（1）物质的量是七个基本物理量之一，其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。符号为：n ，单位为：摩尔（mol）。‎ ‎（2）物质的量的基准（NA）：以‎0.012kg12C所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为NA，其近似值为6.02×1023 mol-1‎ ‎2.摩尔质量（M）‎ ‎1摩尔物质的质量，就是该物质的摩尔质量，单位是g/mol 。1mol任何物质均含有阿伏加德罗常数个粒子，但由于不同粒子的质量不同，因此，1 mol不同物质的质量也不同；‎12C的相对原子质量为12，而‎12 g ‎12C所含的碳原子为阿伏加德罗常数，即1 mol ‎12C的质量为‎12g。同理可推出1 mol其他物质的质量。‎ ‎3.关系式：n ＝；n ＝‎ 典型例题 ‎【例1】下列关于物质的量的叙述中，错误的是( )‎ A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子 B.‎0.012 kg ‎12C中含有约6.02×1023个碳原子 C.1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧 D.1 mol Ne含有6.02×1024个电子 解析：因为有些物质是由分子组成(例如水、硫酸等)，有些物质是由离子组成(例如NaCl、Ca(OH)2等)，还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等)，所以A的叙述是错误的。碳是由原子构成的，根据规定，‎0.012 kg ‎12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，其近似值为6.02×1023 mol－1，所以B的叙述是对的。根据规定，“使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称”。C中表示水的组成时，却用名称表示，所以也是不正确的。氖原子核外有10个电子，则1 mol Ne也应含有10×6.02×1023个电子，所以D的叙述是正确的。‎ 答案：AC ‎【例2】表示阿伏伽德罗常数，下列判断正确的是 A．在18中含有个氧原子 B．标准状况下，22．‎4L空气含有个单质分子 C．1 molCl2参加反应转移电子数一定为2‎ D．含个的溶解于‎1L水中，的物质的量浓度为 解析：本题考察阿弗加德罗常数的计算和判断 A 18正好是0.5mol，一个氧分子正好含有两个氧原子，所以氧原子的物质的量为1mol，即为1‎ B 空气是混合物 C 在氯气与水的反应中，1molCl2 就只转移1的电子 D 所得溶液中含个，可得氢氧化钠的物质的量为1mol，但这时候溶液不是‎1L，所以物质的量浓度不是1mol/L.‎ 答案：A 基础过关 第2课时 气体摩尔体积 ‎1.定义：单位物质的量的气体所占的体积，叫做气体摩尔体积。‎ ‎2.表示符号：Vm ‎3.单位：L/mol（或L·mol-1）‎ ‎4.标准状况下，气体摩尔体积约为‎22.4L/mol ‎5.数学表达式：气体的摩尔体积＝， 即 ‎6. 气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积(V0)。在标准状况下，1mol任何气体的体积都约等于‎22.4 L。在理解标准状况下的气体摩尔体积时，不能简单地认为“‎22.4 L就是气体摩尔体积”，因为这个‎22.4 L是有特定条件的。这些条件就是：‎ ‎①标准状况，即‎0℃‎和101.325 kPa，气体的物质的量为1 mol，只有符合这些条件的气体的体积才约是‎22.4 L。因此，‎22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积。‎ ‎②这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况，而不指其他外界条件的状况。例如，“1 mol H2O(g)在标准状况下的体积为‎22.4 L”是不正确的，因为在标准状况下，我们是无法得到气态水的。‎ ‎③1mol任何气体的体积若为‎22.4 L，它所处的状况不一定就是标准状况。根据温度、压强对气体分子间平均距离的影响规律知，温度升高一倍或压强降低一半，分子间距将增大一倍；温度降低一半或压强增大一倍，分子间距将减小一半。由此可知，1 mol任何气体在‎0℃‎ 、101 kPa条件下的体积与‎273℃‎ 、202kPa条件下的体积应相等，都约为‎22.4L。‎ 典型例题 ‎【例】判断下列说法是否正确？并说明理由 ‎1.常温常压下，‎11.2L氧气所含的原子数为NA ‎2.在‎25℃‎，压强为1.01×105 Pa时,‎11.2L氮气所含的原子数目为NA ‎3．标准状况下的‎22.4L辛烷完全燃烧，生成CO2分子数为8NA ‎4．标准状况下，‎11.2L四氯化碳所含分子数为0.5NA ‎5．标准状况下，‎1L水所含分子数为(1/22.4)NA ‎6．标准状况下，‎11.2L SO3中含1.5NA个氧原子 解析：1、标准状况下，‎11.2L氧气为0.5mol，其所含原子数为NA。而常温常压（‎25℃‎，1.01×105 Pa）下，‎11.2L氧气物质的量小于0.5mol，其所含原子数必小于NA，故叙述错误。‎ ‎2、本题叙述错误，分析方法同上。‎ ‎3、4、5题中的辛烷、四氯化碳、水在标准状况下均为液体，第6题中SO3在标准状况下为固体。故都不正确。‎ 基础过关 第3课时 阿伏加德罗定律及其推论 ‎1.阿伏加德罗定律：‎ 在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。即： T1=T2；P1=P2 ；V1=V2　　n1 = n2 ‎ ‎2.阿伏加德罗定律的推论：‎ ‎(1)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.M1/M2=ρ1/ρ2‎ ‎(2)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摩尔质量的反比.p1/p2=M2/M1。‎ ‎(3)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：以上用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为温度；上述定律及其推论仅适用于气体，不适用于固体或液体。)‎ 阿佛加德罗常数考点命题陷阱归类分析 阿佛加德罗常数（用NA 表示）涉及的知识面广，灵活性强，是高考的热点之一，主要以选择题的形式（选择正确的或错误的）进行考查。分析近几年的高考试题，此类题型常以选择题形式出现，容易引起学生错误的有以下几点：‎ ‎1、温度和压强：‎22.4L/mol是在标准状况（‎0 ℃‎，1.01×105Pa）下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积，让考生与‎22.4L/mol进行转换，从而误入陷阱。‎ ‎2、物质状态：‎22.4L/mol使用的对象是气体（包括混合气体）。命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让考生落入陷阱。如SO3：常温下是固态；水：常温下是液态。戊烷，辛烷常温下是液态等。‎ ‎3、物质变化：一些物质间的变化具有一定的隐蔽性，有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。考生若不注意挖掘隐含变化往往会误入陷阱。如NO2：存在与N2O4的平衡。‎ ‎4、单质组成：气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如稀有气体Ne：单原子分子）、三原子分子（如O3）、四原子分子（如P4）等。考生如不注意这点，极容易误入陷阱。 ‎ ‎5、粒子数目：粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1mol微粒的数目即为阿佛加德罗常数，由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。命题者往往通过NA与粒子数目的转换，巧设陷阱。。‎ 典型例题 ‎【例1】NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是 ‎ A．等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA B．‎1.7g H2O2中含有的电子数为0.9 NA C．1mol Na2O2 固体中含离子总数为4 NA ‎ D．标准状况下，‎2.24L戊烷所含分子数为0.1 NA 答案：B 解析：此题考查了阿伏伽德罗常数知识。阿伏伽德罗常数是指1mol任何微粒中含有的微粒数，等物质的量不一定是1mol，A错；H2O2的相对分子质量为：34，故其‎1.7g的物质的量为0.05mol，其每个分子中含有的电子为18个，则其‎1.7g中含有的电子的物质的量为0.9mol，数目为0.9NA，B对；Na2O2固体中，含有的是Na+和O22-两种离子，1mol固体中含有3mol离子，故其中的离子总数为：4 NA，C错；戊烷在标准状况下为液态，故其‎2.24L不是0.1mol，D错。‎ 易错警示：进行阿伏伽德罗常数的正误判断的主要考查点有：①判断一定量的物质所含的某种粒子数目的多少；②物质的组成；③通过阿伏加德罗常数进行一些量之间的换算等，在解题时要抓住其中的易错点，准确解答。‎ ‎【例2】设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 ‎ A．常温下，的溶液中氮原子数为0.2‎ B．1mol羟基中电子数为10‎ C．在反应中，每生成3mol转移的电子数为6‎ D．常温常压下，‎22.4L乙烯中键数为4‎ ‎【答案】A ‎【解析】本题主要考查的是以阿伏伽德罗常数为载体考查如下知识点①考查‎22.4L/mol的正确使用；②考查在氧化还原反应中得失电子数的计算等内容。A项，无论水解与否，根据元素守恒；B项，1mol羟基中有9个电子；C项，在该反应中，每生成3mol,转移5个电子；D项，常温常压下，气体摩尔体积不为‎22.4L/mol。综上分析得知，本题选A项。‎ ‎【备考提示】结合阿伏伽德罗常数为，判断一定量的物质所含有的某种粒子数目的多少，是高考命题的热点之一，在近几年的各种高考试题中保持了相当强的连续性。这种题型所涉及的指示非常丰富，在备考复习时应多加注意，强化训练，并在平时的复习中注意知识的积累和总结。‎ ‎【例3】设 为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是 A‎.16g 中含有4个C-H键 B.1mol·溶液含有个 C.1mol Cu和足量稀硝酸反应产生 个NO分子 D.常温常压下，‎22.4L 中含有 个分子 解析：每个中含有4个C-H键，故‎16g （1mol）中含有4个C-H键 ‎，A正确；‎ 没有告诉溶液的体积，无法知道的物质的量，故B错；‎ 根据关系式，1mol Cu~2mol NO，故C错；‎ 常温常压下，‎22.4L 不是1mol。‎ 答案：A 基础过关 第4课时 混合气体的平均摩尔质量 ‎1.已知混合物质的总质量m(混)和总物质的量n(混)：M(混)＝‎ ‎2.已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数。‎ M(混)＝M1×n1%＋M2×n2%＋……＝M1×V1%＋M2×V2%＋……‎ ‎3.已知标准状况下混合气体的密度：M(混)＝22.4ρ(混)‎ ‎4.已知同温同压下与单一气体A的相对密度：＝‎ 典型例题 ‎【例】（山东泰安）已知NH4HCO3NH3+H2O+CO2↑，则‎150℃‎时NH4HCO3分解产生的混合气体A的密度是相同条件下H2密度的 倍。‎ A.26.3 B.‎13.2 ‎‎ ‎C.19.8 D.无法计算 ‎ [解析]假设NH4HCO3为1 mol，则其质量为‎79 g ，完全分解产生的气体为3 mol ，故有：M混合气体=‎79g/3mol =‎26.3g/mol；又由“相同条件下，气体的密度比等于其摩尔质量比”，故混合气体A的密度是相同条件下H2密度的26.3/2 = 13.2倍。‎ ‎[答案]B ‎ 基础过关 第5课时 物质的量浓度 ‎1.定义：以‎1L溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液的浓度叫做物质的量浓度.符号为：cB；单位为： mol﹒L-1‎ ‎2.表达式：cB=(n为溶质B的物质的量，单位为mol；V为溶液的体积，单位为L)‎ ‎3.难点提示 ‎ ‎1.理解物质的量浓度的物理意义和相关的量。‎ 物质的量浓度是表示溶液组成的物理量，衡量标准是单位体积溶液里所含溶质的物质的量的多少。这里的溶质可以是单质、化合物，也可以是离子或其他的特定组合，单位是mol；体积指溶液的体积而不是溶剂的体积，单位是L；因此，物质的量浓度的单位是mol·L-1。‎ ‎2.明确溶液中溶质的化学成分。‎ 求物质的量浓度时，对一些特殊情况下溶液的溶质要掌握清楚，如NH3溶于水得NH3·H2O，但我们习惯上认为氨水的溶质为NH3；SO3溶于水后所得溶液的溶质为H2SO4；Na、Na2O、Na2O2溶于水后所得溶液的溶质为NaOH；CuSO4·5H2O溶于水后所得溶液溶质为CuSO4‎ ‎3.熟悉表示溶液组成的其他物理量。‎ 表示溶液组成的物理量除物质的量浓度外，还有溶质的质量分数、质量物质的量浓度等。它们之间有区别也有一定的联系，如物质的量浓度（c）与溶质的质量分数（ω）的关系为c=ρg·mL-1×1000mL·L-1×ω/Mg·mol-1。‎ 典型例题 ‎【例】标准状况下VL氨气溶解在‎1L水中（水的密度近似为‎1g/ml），所得溶液的密度为p g/ml,质量分数为ω，物质浓度为c mol/L，则下列关系中不正确的是 A. B. ‎ C. D.C=1000Vρ/(17V+22400) ‎ 答案：A 解析：本题考查基本概念。考生只要对基本概念熟悉，严格按照基本概念来做，弄清质量分数与物质的量浓度及密度等之间的转化关系即可。‎ 基础过关 第6课时 物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量 ‎1.物质的量浓度溶液的配制步骤：‎ ‎（1）计算：如溶质为固体时，计算所需固体的质量；如溶液是液体时，则计算所需液体的体积。‎ ‎（2）称量：用天平称出所需固体的质量或用量筒量出所需液体的体积。‎ ‎（3）溶解：把称量出的溶质放在烧杯中加少量的水溶解，边加水边震荡。‎ ‎（4）转移：把所得的溶解液用玻璃棒引流注入容量瓶中。‎ ‎（5）洗涤：用少量的蒸馏水洗涤烧杯和玻棒2-3次，把每次的洗涤液一并注入容量瓶中。‎ ‎（6）定容：向容量瓶中缓缓注入蒸馏水至离容量瓶刻度线1‎-2cm处，再用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。‎ ‎（7）摇匀：盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，反复上下颠倒摇匀，然后将所配的溶液倒入指定试剂瓶并贴好标签。‎ ‎2.误差分析：‎ 根据c=n/V =m/MV来判断，看m、V是变大还是变小，然后确定c的变化。‎ ‎3. 在配制物质的量浓度的溶液时，按操作顺序来讲，需注意以下几点：‎ ‎1）.计算所用溶质的多少时，以下问题要弄清楚：‎ ‎①溶质为固体时，分两种情况：溶质是无水固体时，直接用cB=n(mol)/V(L)=[m(g)/‎ M(g·mol–1)]/V(L)公式算m；溶质是含结晶水的固体时，则还需将无水固体的质量转化为结晶水合物的质量。‎ ‎②溶质为浓溶液时，也分两种情况：如果给定的是浓溶液的物质的量浓度，则根据公式c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)来求V(稀)；如果给定的是浓溶液的密度(ρ)和溶质的质量分数(ω)，则根据c=[ρg·mL-1×V’(mL)×ω/Mg·mol-1]/V(mL)来求V’(mL)。 ‎ ‎③所配溶液的体积与容量瓶的量程不符时：算溶质时则取与实际体积最接近的量程数据做溶液的体积来求溶质的多少，不能用实际量。如：实验室需配制480mL1moL·L-1的NaOH溶液，需取固体NaOH的质量应为‎20.0g，而不是‎19.2g；因为容量瓶只能配制其规定量程体积的溶液，要配制符合要求的溶液时，选取的容量瓶只能是500 mL量程的容量瓶。故只能先配制500 mL溶液，然后再取出480mL。‎ ‎2）称、量溶质时，一要注意所测数据的有效性（即精度）。二要选择恰当的量器，称量易潮解的物质如NaOH时，应用带盖的称量瓶（或小烧杯）快速称量；量取液体时，量器的量程与实际体积数据相差不能过大，否则易产生较大误差。‎ ‎3)容量瓶使用前要用蒸馏水洗涤2～3次；溶解或稀释溶质后要冷却溶液至室温；定容、摇匀时，不能用手掌贴住瓶体，以免引起体积的变化；摇匀后，如果液面降到刻度线下，不能向容量瓶中再加蒸馏水了，因为瓶塞、瓶口是磨口的，有少量溶液残留。‎ ‎4)定容时如果液面超过了刻度线或摇匀时洒出少量溶液，均须重新配制。‎ 典型例题 ‎【例1】白磷（P4）是磷的单质之一，易氧化，与卤素单质反应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷或五卤化磷，五卤化磷分子结构（以PCl5为例）如右图所示。该结构中氯原子有两种不同位置。‎ ‎1）‎6.20g白磷在足量氧气中完全燃烧生成氧化物，反应所消耗的氧气在标准状况下的体积为 L。‎ 上述燃烧产物溶于水配成50.0mL磷酸（H3PO4）溶液，该磷酸溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。‎ ‎2）含0.300mol H3PO4的水溶液滴加到含0.500mol Ca(OH)2的悬浮液中，反应恰好完全，生成l种难溶盐和‎16.2g H2O。该难溶盐的化学式可表示为 。‎ ‎3）白磷和氯、溴反应，生成混合卤化磷（，且x为整数）。‎ 如果某混合卤化磷共有3种不同结构（分子中溴原子位置不完全相同的结构），该混合卤化磷的相对分子质量为 。‎ ‎4）磷腈化合物含有3种元素，且分子中原子总数小于20。0.10mol PCl5和0.10mol NH4Cl恰好完全反应，生成氯化氢和0.030mol磷腈化合物。推算磷腈化合物的相对分子质量（提示：M>300）。‎ 答案：1）5.6；4.00；2）Ca5(PO4)3(OH)；3）297.5或342；4）348或464。‎ 解析：此题考查了元素化合物、化学计算知识。1）白磷燃烧生成五氧化二磷，白磷的相对分子质量为：128，则其‎6.20g的物质的量为：0.05mol，其完全燃烧消耗氧气0.25mol，标准状况下体积为‎5.6L；将这些白磷和水反应生成磷酸0.20mol，溶液体积为50mL，也就是‎0.05L，则磷酸溶液的物质的量浓度为4.00mol/L；2）根据该水溶液中含有溶质的物质的量和氢氧化钙悬浊液中溶质的物质的量，根据质量守恒，可知该物质中含有5个钙离子和3个磷酸根离子，结合电荷守恒，必还含有1个氢氧根离子，写作：Ca5(PO4)3(OH)；3）根据题意x为整数，其可能为：PCl4Br、PCl3Br2、PCl2Br3、PClBr4四种，要是有三种不同结构的话，结合PCl5的结构，其可能为：PCl3Br2或PCl2Br3，则其相对分子质量可能为：297.5或342；4）根据题意和质量守恒定律，可求出化合物提供的Cl原子的物质的量为：0.1mol×5+0.1mol×1=0.6mol；由于磷腈化合物中只含有三种元素，故必须将其中的氢原子全部除去；两物质提供的H原子的物质的量为：0.1mol×4=0.4mol，则生成的氯化氢的物质的量为：0.1mol×4=0.4mol；则磷腈化合物中含有的Cl原子为：0.2mol、P原子为：0.1mol、N原子为：0.1mol，则该化合物的最简式为：PNCl2；假设其分子式为(PNCl2)x，由其含有的碳原子总数小于20，则知：4x<20，故x<5；假设x=4，其分子式为： P4N4Cl8，相对分子质量为464；假设x=3，其分子式为： P3N3Cl6，相对分子质量为：348；假设x=2，其分子式为：P2N2Cl4，相对分子质量<300 舍去。故其相对分子质量可能为：348或464。‎ ‎【例2】（2018广州七区联考）甲乙两位同学分别用不同的方法配制100mL 3.6mol/L的稀硫酸。‎ ‎（1）若采用18mol/L的浓硫酸配制溶液，需要用到浓硫酸的体积为 。‎ ‎（2）甲学生：量取浓硫酸，小心地倒入盛有少量水的烧杯中，搅拌均匀，待冷却至室温后转移到100 mL 容量瓶中，用少量的水将烧杯等仪器洗涤2～3次，每次洗涤液也转移到容量瓶中，然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀。‎ ‎①将溶液转移到容量瓶中的正确操作是 。‎ ‎②洗涤操作中，将洗涤烧杯后的洗液也注入容量瓶，其目的是__ _______。‎ ‎③定容的正确操作是 。‎ ‎④用胶头滴管往容量瓶中加水时，不小心液面超过了刻度，处理的方法是________（填序号）。‎ A.吸出多余液体，使凹液面与刻度线相切 B.小心加热容量瓶，经蒸发后，使凹液面与刻度线相切 C.经计算加入一定量的浓盐酸 D.重新配制 ‎（3）乙学生：用100 mL 量筒量取浓硫酸，并向其中小心地加入少量水，搅拌均匀，待冷却至室温后，再加入水至100 mL 刻度线，再搅拌均匀。你认为此法是否正确？若不正确，指出其中错误之处 。‎ ‎[解析]（1）假设取用的浓硫酸的体积为V，根据稀释前后溶质的物质的量不变有：‎ V×18mol/L = 100mL 3.6mol/L V=20.0mL ‎ ‎（2）①②③见答案，④在溶液配制过程中，如不慎损失了溶质或最后定容时用胶头滴管往容量瓶中加水时不慎超过了刻度，都是无法补救的，得重新配制。 （3）见答案。 ‎ ‎[答案]（1）20.0mL （2）①将玻璃棒插入容量瓶刻度线以下，使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中；②使溶质完全转移到容量瓶中；③ 加水至离刻度线1～‎2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切；④ D；‎ ‎（3）不能用量筒配制溶液，不能将水加入到浓硫酸中。‎