2020届一轮复习通用版1-1化学入门——化学常用计量学案

2020届一轮复习通用版1-1化学入门——化学常用计量学案

考纲要求 教学建议 ‎1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)的含义。‎ ‎2.了解摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。‎ ‎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。了解物质的量浓度(c)的含义，溶液浓度的表示方法。‎ ‎5.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。‎ ‎6.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。‎ ‎　　本章是学好化学的起始章节，俗话说：基础不牢，地动山摇。故本章安排3个课时，分别为“化学常用计量”、“以物质的量为中心的计算”、“一定物质的量浓度溶液的配制”。旨在让考生理清本章较多的概念和零碎的小知识点，为后续的学习打下良好的基础。‎ 第1课时　化学入门——化学常用计量 知识点一　物质的量、摩尔质量 ‎1．物质的量、阿伏加德罗常数 ‎(1)基本概念间的关系 ‎[提醒]　“物质的量”的计量对象是微观粒子(如：分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等)，而不是宏观物质。‎ ‎(2)“物质的量”的表示方法 如：1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na＋。‎ ‎[提醒]　物质的量(n)、粒子数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系：n＝。‎ ‎2．摩尔质量 ‎(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。符号：，单位：g·mol－1。‎ ‎(2)数值：当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。‎ ‎(3)关系：物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系为n＝。‎ ‎(4)计算方法 ‎①根据标准状况下气体的密度(ρ)：M＝ρ×22.4 L·mol－1。如：标准状况下某气体的密度为1.429 g·L－1，则该气体的M＝32_g·mol－1。‎ ‎②根据气体的相对密度：＝D。如：某气体对甲烷的相对密度为4，则该气体的M＝64_g·mol－1。‎ ‎③根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。如：0.5 mol某气体的质量是22 g，则该气体的M＝44_g·mol－1。‎ ‎④根据一定质量(m)的物质中粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA· 。如：45 g乳酸中含乳酸的分子数为3.01×1023，则乳酸的摩尔质量为90_g·mol－1。‎ ‎[对点训练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)0.012 kg 12C中含有的碳原子数约为6.02×1023个(√)‎ ‎(2)7.8 g Na2O2中含有的阴离子数为0.2NA(×)‎ ‎(3)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的粒子数目(×)‎ ‎(4)1 mol OH－的质量是17 g·mol－1(×)‎ ‎(5)22 g CO2中含有的氧原子数为NA(√)‎ ‎(6)常温常压下，14 g乙烯和丙烯的混合物中含有的氢原子数目为2NA(√)‎ ‎2．在0.5 mol Na2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是(　　)‎ A．1.5NA　2 mol　　　　　 B．1.5NA　32 g C．3.01×1023　4 mol D．NA　64 g 解析：选B　0.5 mol Na2SO4中含有的离子数为0.5×3NA＝1.5NA，含氧原子的物质的量为0.5 mol×4＝2 mol，质量为2 mol×16 g·mol－1＝32 g。‎ ‎3．最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数，试计算12.2‎ ‎ g该晶体中含氧原子数为________，氢原子的物质的量为________mol。‎ 解析：晶体的摩尔质量约为122 g·mol－1，n＝＝0.1 mol，故氧原子数目＝0.1×(2＋1.3)NA＝0.33NA，n(H)＝0.1 mol×1.3×2＝0.26 mol。‎ 答案：0.33NA　0.26‎ 知识点二　气体摩尔体积、阿伏加德罗定律 ‎1．影响物质体积的因素 ‎2．气体摩尔体积 ‎[提醒]　①使用对象：必须是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。如：水、酒精、SO3、CCl4等在标准状况下不是气体，不能用气体摩尔体积计算。‎ ‎②22.4 L·mol－1的理解：气体摩尔体积的数值与温度、压强有关；非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·mol－1，也可能不是22.4 L·mol－1。故1 mol气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在273 ℃和202 kPa时，Vm也为22.4 L·mol－1。‎ ‎3．阿伏加德罗定律 概括为：“三同”定“一同”。即同温、同压、同体积的任何气体，含有相同的分子数(或物质的量相同)。‎ ‎4.阿伏加德罗定律的推论 公式 语言叙述 T、p 相同 ＝ 同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比 T、V 相同 ＝ 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比 ‎[提醒]　同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等，但原子数不一定相等。‎ ‎[对点训练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)在标准状况下，1 mol氧气和1 mol氦气的体积相同，含有原子数也相同(×)‎ ‎(2)同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同(√)‎ ‎(3)标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(×)‎ ‎(4)不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同(√)‎ ‎(5)同温同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强比为2∶1(×)‎ ‎2．下列条件下，两种气体分子数一定不相等的是(　　)‎ A．相同质量、不同密度的N2O和CO2‎ B．相同体积、相同密度的CO和C2H4‎ C．相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3‎ D．相同压强、相同质量的NO2和N2O4‎ 解析：选D　A项，N2O和CO2的相对分子质量均为44，质量相同时，分子数一定相等；B项，CO和C2H4的相对分子质量均为28，体积相同、密度相同，则质量相等，分子数一定相等；C项，同温、同压、同体积时，气体分子数一定相等。‎ ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．同温、同压、同体积的CO和NO含有的质子数相等 B．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子 C．标准状况下，22.4 L氨水含有NA个NH3分子 D．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 解析：选B　A项，同温、同压、同体积的CO和NO的分子数相同，但一个CO分子中含14个质子，一个NO分子中含15个质子；B项，由Fe转变为Fe3O4，铁元素的化合价由0价升高到＋价，故3 mol Fe失去电子数为×3NA＝8NA；C项，标准状况下，氨水呈液态；D项，n(NO2)＝0.3 mol，由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，反应共转移0.2 mol电子。‎ ‎4．同温同压下，甲容器中充满35Cl2，乙容器中充满37Cl2，完成下列填空。‎ ‎(1)若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体密度之比为________。‎ ‎(2)若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体分子数之比为________。‎ ‎(3)若两种气体质量相等，则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为________。‎ ‎(4)若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体所含中子数之比为________。‎ 答案：(1)35∶37　(2)1∶1　(3)37∶35　(4)9∶10‎ 知识点三　物质的量浓度及计算 ‎1．溶液组成的两种表示方法 ‎(1)物质的量浓度(cB)‎ 概念 以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，表达式为cB＝，单位是mol·L－1‎ 注意事项 ‎①从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，其浓度相同、所含溶质的物质的量不同；‎ ‎②溶质的浓度和离子的浓度不一定相同，要依据化学式进行分析计算。如：0.5 mol·L－1AlCl3溶液中，c(Cl－)＝0.5 mol·L－1×3＝1.5 mol·L－1‎ ‎(2)溶质的质量分数(w)‎ ‎①概念：用溶质的质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量，一般用百分数表示。‎ ‎②表达式：w＝×100%。‎ ‎2．物质的量浓度计算的要素 ‎(1)正确判断溶液的溶质 与水发生反应生成新的物质 如Na、Na2O、Na2O2NaOH；‎ SO3H2SO4；NO2HNO3‎ 特殊物质 如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质 含结晶水的物质 CuSO4·5H2O―→CuSO4；‎ Na2CO3·10H2O―→Na2CO3‎ ‎(2)准确计算溶液的体积 c＝中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和，不能用水的体积代替溶液的体积，应根据V＝计算。‎ ‎3．两种重要的换算关系 ‎(1)溶解度与质量分数的关系 某温度下饱和溶液质量分数(w)与溶解度(S)的换算公式：w＝×100%‎ ‎(2)物质的量浓度与质量分数的关系 如图所示，体积为 V L，密度为ρ g·cm－3的溶液，含有溶质的摩尔质量为M g·mol－1，溶质的质量分数为w，则物质的量浓度c与质量分数w的关系是：‎ c＝＝＝＝＝⇨w＝。‎ ‎4．溶液的稀释规律 ‎(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)。‎ ‎[提醒]　1 L 1 mol·L－1的氨水中，NH3的物质的量并不是1 mol，而是指溶液中NH3、NH3·H2O、NH三者的物质的量之和为1 mol。‎ ‎5．溶液的混合规律 ‎(1)同种溶质的溶液混合后浓度计算的关键点 有关溶液稀释及混合的计算，应抓住稀释前后溶质的物质的量不变列方程式：c前·V前＝c后·V后或c1V1＋c2V2＝c混·V混，混合后溶液的体积不等于混合前两溶液的体积和，而是要根据密度计算，即V混＝。‎ ‎(2)溶质相同、质量分数不同的两溶液的混合规律 同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。‎ 等体积混合 ‎①当溶液密度大于1 g·cm－3 时，必然是溶液浓度越大，密度越大，等体积混合后，质量分数w>(a%＋b%)(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)‎ ‎②当溶液密度小于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小，等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)(如酒精溶液、氨水)‎ 等质量混合 两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm－3还是ρ<1 g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)‎ ‎[对点训练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)1 L水中溶解了5.85 g NaCl，所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1(×)‎ ‎(2)31 g Na2O溶于水得到1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L－1(×)‎ ‎(3)标准状况下，22.4 L HCl溶于水配成1 L溶液，所得盐酸的物质的量浓度为1 mol·L－1(√)‎ ‎(4)从100 mL 0.1 mol·L－1HNO3溶液中取出25 mL，剩余溶液中NO的物质的量浓度为0.075 mol·L－1(×)‎ ‎(5)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%(×)‎ ‎(6)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%(√)‎ ‎(7)将1 mol·L－1的NaCl溶液和0.5 mol·L－1的BaCl2溶液等体积混合后，不考虑体积变化c(Cl－)＝0.75 mol·L－1(×)‎ ‎(8)同浓度的三种溶液：Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3，其体积比为3∶2∶1，则SO浓度之比为3∶2∶3(×)‎ ‎2．某同学购买了一瓶“84消毒液”，包装说明如下：‎ 根据以上信息和相关知识判断，下列分析不正确的是(　　)‎ A．该“84消毒液”的物质的量浓度为4.0 mol·L－1‎ B．一瓶该“84消毒液”能吸收空气中44.8 L的CO2(标准状况)而变质 C．取100 mL该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒，稀释后的溶液中c(Na＋)约为0.04 mol·L－1‎ D．参阅该“84消毒液”的配方，欲用NaClO固体配制480 mL含25% NaClO的消毒液，需要称量的NaClO固体质量为143 g 解析：选D　根据c＝得，c(NaClO)＝ mol·L－1≈4.0 mol·L－1，A正确；一瓶该“84消毒液”含有的n(NaClO)＝1 L×4.0 mol·L－1＝4.0 mol，根据反应：CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO，吸收CO2的物质的量最多为4.0 mol，即标准状况下V(CO2)＝4.0 mol×22.4 L·mol－1＝89.6 L，则能吸收空气中44.8 L的CO2而变质，B正确；根据稀释前后溶质的物质的量不变有100 mL×4.0 mol·L－1＝100 mL×100×c(NaClO)，解得稀释后c(NaClO)＝0.04 mol·L－1，c(Na＋)＝c(NaClO)＝0.04 mol·L－1，C正确；应选取500 mL的容量瓶进行配制，然后取出480 mL，所以需要NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L－1×74.5 g·mol－1＝149 g，D错误。‎ ‎3．现有100 mL 1 mol·L－1稀盐酸，欲将其浓度变为2 mol·L－1，可以采取的措施为(　　)‎ A．向其中通入标准状况下体积为22.4 L的HCl气体 B．加热蒸发使溶液体积变为50 mL C．加热蒸发掉50 mL水 D．加入5 mol·L－1盐酸100 mL，再将溶液体积稀释到300 mL 解析：选D　原稀盐酸中n(HCl)原＝1 mol·L－1×0.1 L＝0.1 mol。通入标准状况下体积为22.4 L的HCl气体，通入的n(HCl)＝＝1 mol，通入气体后溶液中n(HCl)后＝1.1 mol，通入HCl气体后溶液体积发生变化，体积未知，无法确定浓度，A错误；加热蒸发溶液时由于HCl的挥发，溶质质量减小，溶液体积变为原来的一半，稀盐酸浓度比2 mol·L－1小，B错误；加热蒸发掉水时由于HCl的挥发，且加热后溶液体积未知，无法确定浓度，C错误；混合后溶液中n(HCl)＝0.1 mol＋5 mol·L－1×0.1 L＝0.6 mol，稀释到溶液体积为300 mL，c(HCl)＝＝2 mol·L－1，D正确。‎ ‎4．某温度时，有500 mL饱和的硫酸镁溶液，它的密度是1.20 g·cm－3，其中镁离子的质量分数是4.8%，试回答下列问题：‎ ‎(1)溶质的质量分数：__________________。‎ ‎(2)溶液的物质的量浓度：__________________。‎ ‎(3)溶质和溶剂的物质的量之比：______________。‎ ‎(4)硫酸根离子的质量分数：__________________。‎ ‎(5)该温度下硫酸镁的溶解度：________________。‎ 答案：(1)24.0%　(2)2.4 mol·L－1　(3)1∶21‎ ‎(4)19.2%　(5)31.6 g