高考化学专题复习——物质的量

高考化学专题复习——物质的量

‎2017高考化学复习专题——物质的量 ‎【考纲解读】‎ ‎1.物质的量与阿伏加德罗常数、离子数目、质量、体积等之间的关系。‎ ‎2.物质的量与气体摩尔体积、阿伏加德罗定律之间的关系。‎ ‎3.物质的量与相对分子质量、(平均)摩尔质量、物质的量浓度之间的关系。‎ ‎4.物质的量浓度的有关计算。‎ ‎5.配制一定物质的量浓度的溶液有关实验，物质的量浓度的溶液配制的误差分析 ‎【高考预测】纵观课改以来，关于物质的量的考察每年再现律均为100%，除了传统的“NA”型选择题外，大多与新材料结合考察简单的计算能力，而在元素推断题中、工业流程题中更是频繁使用。‎ 一、阿伏加德罗常数 ‎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.阿伏加德罗常数 是一个物理量，符号为“NA”，单位是mol－1，是用来衡量物质中所含粒子的物质的量的标准。‎ ‎（1）含义：实验测定12g‎12C中碳原子的个数 ‎（2）说明：阿伏加德罗常数(NA)为背景选择题的六种设陷方式：‎ 关系式：n ＝；n ＝‎ 陷阱一　气体摩尔体积适用条件 ‎22．‎4 L·mol－1指在标准状况下(‎0℃‎ 101 kPa)的气体摩尔体积。若题中出现物质的体积，需考虑所给物质的状态是否为气体，条件是否为标准状况。‎ 陷阱二　物质聚集状态 气体摩尔体积适用的对象是气体(包括混合气体)。一些在标准状况下是液体或固体的物质，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。‎ 陷阱三　物质的微观结构 此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。‎ 陷阱四　电解质溶液 此类题型要注重对弱电解质的电离和盐类水解等知识点的理解，关键是要弄清电离和水解的实质。如NH4Cl(aq)中c(Cl－)＞c(NH)。‎ 陷阱五　氧化还原反应的电子转移数目 较复杂的氧化还原反应中，求算电子转移的数目。如Na2O2与H2O，Cl2与NaOH溶液反应等。‎ 陷阱六　忽视可逆反应不能进行到底。如2NO2N2O4，Cl2＋H2OHClO＋HCl，合成氨等。‎ 例2：关于阿伏加德罗常数的20个问题汇总。下表中各种说法是否正确？简要解释原因。‎ 叙述 解释 结论 ‎①‎2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA ‎②‎0.1 L 3.0 mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的 NH数目为0.3NA ‎③‎5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA ‎④‎4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA ‎⑤常温下‎11.2 L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA个 ‎⑥‎5.6 g铁与足量稀硫酸反应失去电子数为0.3NA个 ‎⑦2 mol钠与过量稀盐酸反应生成NA个H2分子 ‎⑧‎30 g甲醛中含共用电子对总数为4NA ‎⑨标准状况下，‎22.4 L氦气与‎22.4 L氟气所含原子 数均为2NA ‎⑩相同条件下，N2和O3的混合气体与等体积的N2所含原子数相等 ‎⑪‎1.0 L 1.0 mol·L－1 CH3COOH溶液中，CH3COOH分子数为 NA ‎⑫Na2O2与CO2反应生成‎11.2 L O2(标准状况)，反 应中转移的电子数为2NA ‎⑬‎46 g NO2和N2O4的混合物含有的原子数为3NA ‎⑭‎10 g 46%的乙醇水溶液中所含H原子个数为0.6NA ‎⑮2 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 ‎⑯常温常压下，‎3.2 g O3所含的原子数为0.2NA ‎⑰‎18 g D2O所含的电子数为10NA ‎⑱‎1 L 1 mol·L－1饱和FeCl3溶液滴入沸水中完全水解 生成Fe(OH)3胶粒NA个 ‎⑲1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA ‎⑳标准状况下，‎22.4 L己烷中含共价键数目为19NA 二.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.注意问题：‎ ‎（1）气体体积的大小受外界因素的影响 ‎①温度：对气体物质来说，温度升高，体积增大；温度降低，体积减小。‎ ‎②压强：对气体物质来说，压强增大，体积减小；压强减小，体积增大。‎ 因此要比较一定量气体的体积，必须在同温同压下，否则就没有可比性，故在描述一定量气体的体积时，必须注明在某温度和某压强下，否则气体的体积是无意义的。‎ ‎（2）标准状况 标准状况是指压强为101kPa和温度为‎0℃‎，即1标准大气压和‎0℃‎（标准状况时压强的准确值为101.325kPa）。‎ 例3：（2013·广西理综·8）下列关于同温同压下的两种气体‎12C18O和14N2的判断正确的是 ‎ A.体积相等时密度相等 B.原子数相等时具有的中子数相等 C.体积相等时具有的电子数相等 D.质量相等时具有的质子数相等 ‎【答案】C 例4：（新课标卷Ⅱ·9）N0为阿伏伽德罗常数的值.下列叙述正确的是 A.‎1.0‎L‎1.0mo1·L－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N0‎ B‎.12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5N0‎ C. ‎25℃‎时pH=13的NaOH溶液中含有OH一的数目为0.1 N0‎ D. 1mol的羟基与1 mot的氢氧根离子所含电子数均为9 N0‎ ‎ 答案B。‎ 三、物质的量浓度与溶质质量分数 ‎1．溶质的质量分数（ω）‎ ‎⑴定义：溶质质量分数是溶质的质量和溶液质量的比值，数值上等于‎100g溶液中含有溶质的质量 ‎⑵公式：‎ ‎2．关于溶解度的基本计算 一定条件下的饱和溶液中，存在下列关系式：‎ ‎⑴溶质质量∶‎ 溶剂质量=S∶100 即= ‎⑵溶质质量：‎ 另外，由于溶液的体积用到的比较多，而且计算反应时用物质的量比质量简单的多，所以物质的量浓度应用更广泛。‎ ‎⑵物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数的换算关系 物质的量浓度c(B)= (上式中密度的单位为 g·mL－1，摩尔质量的单位为g·mol－1) ‎ ‎4．物质的量浓度与溶解度（s）的换算 物质的量浓度与溶解度（s）的换算关系：‎ 四、气体溶于水溶液物质的量浓度 在标准状况下，‎1 L水中溶解某气体V L，所得溶液密度为ρ g·‎ mL-1，已知该气体的摩尔质量为M g·mol－1，水的密度是‎1 g·mL－1，则溶于水后溶质的物质的量浓度为：c = = =mol·L－1 = mol·L－1‎ 五、关于溶液混合与溶液稀释的计算 ‎1．稀释 ‎①对于已知质量分数溶液的稀释：‎ 溶质的质量稀释前后不变，即m1·w1=m2·w2（m1、w1是稀释前溶液的质量和质量分数m2、w2是稀释后溶液的质量和质量分数）。‎ ‎②对于已知物质的量浓度溶液的稀释：‎ 溶质的物质的量稀释前后不变，即c1V1=c2V2（c1、V1是稀释前溶液的浓度和体积，c2、V2是混合后的浓度和体积）。‎ ‎2．混合 ‎（1）同种溶质不同浓度的两溶液混合计算：‎ 计算依据是混合前后溶质守恒，即c1V1+c2V2= c3V3（c1、V1 、c2、V2是混合前溶液的浓度和体积，c3、V3是稀释后的浓度和体积。V3= ，当浓度接近时，V3≈V1+V2）。‎ ‎【特别提醒】‎ 例如：等体积混合5%和25%的氨水溶液，所得溶液的质量分数小于15%。等质量混合0.2mol/L和0.8mol/L的氨水溶液后，得到的溶液的物质的量浓度大于0.5mol/L ‎（2）不同溶质的溶液混合发生反应的计算，依据方程式计算生成物、剩余反应物的物质的量，以及反应后溶液的体积，再计算溶液中各溶质的物质的量浓度。‎ 例5：（海南化学·17）（9分）‎ BaCl2·xH2O中结晶水数目可通过重量法来确定：‎ ‎①称取‎1.222g样品，置于小烧杯中，加入适量稀盐酸，加热溶解，边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全，静置；‎ ‎②过滤并洗涤沉淀；‎ ‎③将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧；转入高温炉中，反复灼烧到恒重，称得沉淀质量为‎1.165g。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）在操作②中，需要先后用稀硫酸和 洗涤沉淀；检验沉淀中氯离子是否洗净的方法是 。‎ ‎（2）计算BaCl2·xH2O中的x= （要求写出计算过程）。‎ ‎（3）操作③中，如果空气不充足和温度过高，可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS，这使x的测定结果 （填“偏低”、“偏高”或“不变”）。‎ ‎[答案] （1）蒸馏水 取水洗液于试管中，加入稀硝酸酸化，滴加AgNO3溶液，若无白色浑浊出现，则表明Cl-已经冼净。‎ ‎（2）样品中BaCl2的物质的量为 ‎ 质量 ‎ ‎ ‎（3）偏高 ‎【考点精析】考点一 物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量 ‎ [例1]（济南模拟）下列关于物质的量的叙述中，正确的是（ ）‎ A.1mol食盐含有6.02×1023个分子 B.Mg的摩尔质量为24‎ C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧 D.1molNe含有6.02×1024个电子 ‎［答案］D 考点二 气体摩尔体积 ‎ [例2]（2013广州七区联考）下列有关气体体积的叙述中，正确的是（ ） ‎ A.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子的大小决定 B.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定 C.不同的气体若体积不同，则它们所含的分子数也不同 D.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为‎22.4L ‎ [答案]B 考点三 阿伏加德罗定律及其推论 ‎ [例3](安徽模拟)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是( )‎ A.p(Ne)＞p(H2)＞p(O2) B.p(O2)＞p(Ne)＞p(H2)‎ C.p (H2)＞p(O2)＞p(Ne) D.p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)‎ 考点四 混合气体的平均摩尔质量 ‎ [例4]（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 考点五 物质的量浓度 ‎ [例5]（黄冈中学）用‎1000g溶剂中所含溶质的物质的量来表示的溶液浓度叫做质量物质的量浓度，其单位是mol/kg。5mol/kg的硫酸的密度是‎1.2894g/cm3，则其物质的量浓度是（ ）‎ ‎ 　　A．3.56mol/L B．5.23mol/L C．4.33mol/L D．5.00mol/L ‎ [答案]C 考点六 物质的量浓度溶液的配制 ‎ [例6]（山东模拟）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 。‎ ‎ [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。‎