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文档介绍
2020届二轮复习化学常用计量及其应用学案（全国通用）
了解物质的量及其相关物理量的涵义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体 积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。 初步学会配制一定物质的量浓度的溶液的基本技能。 阿伏加德罗常数及其应用 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：溴、H2O、HF、苯、己烷、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，已知体积的 以上物质的物质的量均不能用 n＝ V 22.4 L·mol－1 计算。 2．与物质的组成相关的 NA 的应用 (1)注意稀有气体(单原子分子)、臭氧(O3)、白磷(P4)分子中的原子数目，不能认为单质分 子都是双原子分子。 (2)一定质量含某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，前者为 1∶2，后者为 1∶1；熔融的 NaHSO4 中 的阳离子数目(阳离子只有 Na＋)。 (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 等含有 的原子、分子数目。 (6)注意特殊物质的摩尔质量，如 D2O、18O2、H37Cl 等。 (7)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 键的数目为 3n＋1。 (8)1 mol 金刚石、石墨中的 C—C 键数目分别为 2NA、1.5NA；1 mol SiO2 中 Si—O 键数目 为 4NA；1 mol P4 中的 P—P 键数目为 6NA。 3．与氧化还原反应相关的 NA 的应用 (1)歧化反应类：Na2O2 与 CO2、H2O 的反应，Cl2 与 NaOH(冷稀、热浓)、H2O 的反应。 (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，足量 Cu 与浓硫酸反应类。 (6)注意氧化还原的顺序，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 的应用中，常涉及以下可逆反应： (1)2SO2＋O2催化剂 △ 2SO3 PCl3＋Cl2PCl5 2NO2N2O4 N2＋3H2高温、高压 催化剂 2NH3 (2)Cl2＋H2OHCl＋HClO (3)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4 ＋OH－ 5．与电解质溶液中粒子数目判断相关的 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 溶液中 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 溶液中 c(OH－)＝0.1 mol·L －1，与电解质的组 成有关。 1．(2019·高考全国卷Ⅱ)已知 NA 是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( ) A．3 g 3He 含有的中子数为 1NA B．1 L 0.1 mol·L－1 磷酸钠溶液含有的 PO 3－4 数目为 0.1NA C．1 mol K2Cr2O7 被还原为 Cr3＋转移的电子数为 6NA D．48 g 正丁烷和 10 g 异丁烷的混合物中共价键数目为 13NA 解析：选 B。3 g 3He 的物质的量为 1 mol，每个 3He 含 1 个中子，则 1 mol 3He 含 1 mol 中子，A 项正确；该溶液中含 0.1 mol Na3PO4，由于部分 PO 3－4 水解，故溶液中 PO 3－4 的数目 小于 0.1NA，B 项错误；K2Cr2O7 中 Cr 元素为＋6 价，1 mol K2Cr2O7 被还原成 Cr3＋时，得到 6 mol 电子，C 项正确；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，每个分子中均含 10 个 C—H 键和 3 个 C—C 键，即每个分子中含 13 个共价键，则 48 g 正丁烷和 10 g 异丁烷的混合物中含 13 mol 共价键，D 项正确。 2．(2018·高考全国卷Ⅰ)NA 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．16.25 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 解析：选 B。16.25 g FeCl3 的物质的量 n(FeCl3)＝0.1 mol，如果氯化铁完全水解，则生成 0.1 mol Fe(OH)3，而氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁分子聚集而成，故氢氧化铁胶体粒子数 远小于 0.1NA，A 项错误；氩气是单原子分子，1 mol Ar 含 18 mol 质子，B 项正确；甘油(丙 三醇)的分子式为 C3H8O3，相对分子质量为 92，1 mol (92.0 g)甘油含 3 mol 羟基，C 项错误； 甲烷与氯气在光照下反应会生成四种有机产物，即 1.0 mol 甲烷反应后生成的 CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4 共为 1 mol，D 项错误。 3．(2018·高考全国卷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，124 g P4 中所含 P—P 键数目为 4NA B．100 mL 1 mol·L－1 FeCl3 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 解析：选 C。每个 P4 分子中含 6 个 P—P 键，124 g P4 的物质的量为 1 mol，含 6 mol P—P 键，A 项错误；该溶液中虽然含 0.1 mol FeCl3，但由于 Fe3＋部分水解，即溶液中 Fe3＋数目小 于 0.1NA，B 项错误；标准状况下，11.2 L 甲烷和乙烯的混合气体为 0.5 mol，根据 1 mol CH4 和 1 mol C2H4 均含 4 mol H 原子可知，0.5 mol 混合气体中含 2 mol H 原子，C 项正确；SO2 和 O2 的反应为可逆反应，即反应后容器中同时含有 SO2、O2 和 SO3，分子总数大于 2NA，D 项错误。 4．(2017·高考全国卷Ⅱ)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－1 NH4Cl 溶液中，NH ＋4 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 解析：选 D。溶液中含 0.1 mol NH4Cl，由于 NH ＋4 部分水解，即 NH ＋4 的数量少于 0.1NA， A 项错误；2.4 g Mg 为 0.1 mol，与 H2SO4 完全反应转移 0.2 mol 电子，B 项错误；标准状况下， 2.24 L N2 和 O2 的混合气体为 0.1 mol，其分子数为 0.1NA，C 项错误；H2 与 I2 的反应虽为可逆 反应，但由于反应前后气体总物质的量不变，因此无论反应程度如何，分子总数均为 0.2NA， D 项正确。 NA 试题“一算、二定、三判断”的解题思路 一算：利用基本公式 n＝m M＝ V Vm＝c·V，用已知的物理量计算物质的量。注意公式 n＝ V Vm(Vm ＝22.4 L/mol)的使用范围(标准状况下的气体)。对于公式 n＝c·V(V 指溶液体积)，若选项未指 明 c 或 V，不能计算物质的量，则此选项错误。 二定：确定上步所求物质的量与选项中所求物理量的关系。注意此步涉及物质的结构、 盐类水解、弱电解质的电离、可逆反应、氧化还原反应中电子转移等。 三判断：判断选项中所求物理量是否正确。 题组一 涉及物质状态、组成的 NA 的计算 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)标准状况下，11.2 L 苯中含有分子数为 0.5NA。( ) (2)常温常压下，22.4 L 氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为 2NA。( ) (3)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。( ) (4)2.24 L CO 和 CO2 混合气体中含有的碳原子数为 0.1NA。( ) (5)2.24 L CO2 中含有的原子数为 0.3NA。( ) (6)32 g 18O2 中含有 2NA 个氧原子。( ) (7)17 g —OH 与 17 g OH－所含电子数均为 10NA。( ) (8)相同质量的 N2O4 与 NO2 中所含原子数相同。( ) (9)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的 28 g 混合气体中含有 3NA 个氢原子。( ) (10)30 g 甲醛中含共用电子对总数为 4NA。( ) (11)4.5 g SiO2 晶体中含有的硅氧键数为 0.3NA。( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√ (11)√ 2．设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( ) A．25 ℃时，1 L pH＝11 的氨水中 OH－为 0.001NA B．标准状况下，2.24 L SO3 中氧原子数为 0.3NA C．4.6 g 乙醇中含有的共价键数为 0.7NA D．3.6 g D2O 所含质子数为 2NA 答案：A 题组二 涉及可逆反应及电子转移数目的计算 3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)标准状况下，22.4 L NO2 气体中所含分子数为 NA。( ) (2)标准状况下，0.1 mol Cl2 溶于水，转移的电子数为 0.1NA。( ) (3)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。( ) (4)5.6 g 铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为 0.3NA。( ) (5)1 mol Cl2 参加反应转移的电子数一定为 2NA。( ) (6)足量 Cl2 与含 1 mol NaOH 的浓溶液反应转移5 6 mol e－。( ) (7)足量 Fe 与含 1 mol H2SO4 的浓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为 0.1NA。( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)× 4．(双选)据《化学进展》报道，我国在新型储氢材料 LiMgNH 体系的储放氢性能研究 上取得了新进展。该体系释氢和储氢的原理为 3Mg(NH2)2＋12LiH释氢 储氢 Mg3N2＋4Li3N＋ 12H2。NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．1 mol Mg3N2 中含阴离子数为 2NA B．每消耗 4.0 g LiH 时转移电子数为 NA C．标准状况下，44.8 L H2 中含氢原子数为 4NA D．1 mol LiH 与足量水反应产生 H2 分子数为 0.5NA 答案：AC 题组三 涉及溶液中粒子数目的计算 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 ＋4 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。( ) (5)0.1 mol AlCl3 完全水解转化为氢氧化铝胶体，生成 0.1NA 个胶粒。( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× 一定物质的量浓度溶液的配制及相关计算 1．一定物质的量浓度溶液的配制 (1)配制溶液的六种仪器 托盘天平、量筒、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管。 (2)配制溶液的九步操作 计算→称量(量取)→溶解(稀释)并冷却→转移→洗涤→振荡→定容→摇匀→装瓶并贴签。 (3)容量瓶使用的两个“不能” ①容量瓶是精确配制溶液的仪器，不能用于溶解、稀释和长时间贮存液体。 ②容量瓶的规格是固定的，不能配制任意体积的溶液，所配溶液的体积一定要与容量瓶 的容积相同。 (4)明确误差分析的思维流程与方法 2．物质的量浓度及相关计算 灵活利用三个守恒关系 (1)稀释前后溶质的物质的量守恒：c(浓溶液)·V(浓溶液)＝c(稀溶液)·V(稀溶液)。 (2)溶液中粒子之间正、负电荷守恒(溶液呈电中性)。 (3)质量守恒：反应前后同种原子的质量相等。 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)(2019·高考江苏卷)将 4.0 g NaOH 固体置于 100 mL 容量瓶中，加水至刻度，配制 1.000 mol·L－1NaOH 溶液。( ) (2)(2018·高考全国卷 Ⅱ)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。( ) (3)(2017·高考海南卷)容量瓶和滴定管使用前均需要检漏。( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ 2．(2017·高考全国卷Ⅱ)Na 2S2O3 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。 解析：由于 Na2S2O3 溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略 配制，故配制 Na2S2O3 溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷 却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和 CO2，且能杀菌。 答案：量筒 氧气 3．(2017·高考天津卷)准确称取 AgNO 3 基准物 4.246 8 g(0.025 0 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_________________________________________________。 解析：配制一定物质的量浓度的 AgNO3 标准溶液，除烧杯和玻璃棒外，还需用到的仪器 有 250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。 答案：250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管 4．(2016·高考全国卷Ⅱ)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。 解析：c＝1 000ρw M ＝1 000 × 1.10 × 27.5% 34 mol/L＝8.9 mol/L。 答案：8.9 题组一 一定物质的量浓度溶液的配制 1．用固体样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( ) 解析：选 B。A 项，称量时应左物右码；C 项，转移溶液时应用玻璃棒引流；D 项，定容 时胶头滴管不能伸入容量瓶中。 2．(双选)利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)配制 1 000 mL 0.5 mol/L 的碳酸钠溶液，假如 其他操作均准确无误，下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是( ) A．称取碳酸钠晶体 150.0 g B．定容时俯视观察刻度线 C．移液时，对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗 D．定容后，将容量瓶振荡摇匀，静置发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线 解析：选 AB。配制 1 000 mL 0.5 mol/L 的碳酸钠溶液需称取 143.0 g Na2CO3·10H2O，若 称取 150.0 g，则浓度偏高；定容时俯视观察刻度线，会造成所配溶液的体积偏小，浓度偏高； 未冲洗溶解碳酸钠晶体的烧杯，会造成碳酸钠损失，浓度偏低；定容后又加水，会造成所配 溶液的体积偏大，浓度偏低。 溶液配制操作的注意事项 (1)仪器的选用要注意思维有序，从配制步骤角度排查还需要的仪器。 (2)用玻璃棒引流时，玻璃棒末端应插入刻度线以下并接触瓶壁，但玻璃棒不能接触瓶口。 (3)溶液配制过程中，若有任何引起误差的操作均应重新配制。 (4)导致溶液浓度偏低的错误操作：NaOH 在称量纸上称量；左码右物(用游码)；洗涤或转 移时溶液溅出；未洗涤烧杯及玻璃棒；超过刻度线时用胶头滴管吸出液体；定容时仰视；定 容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。 (5)导致溶液浓度偏高的错误操作：砝码生锈；定容时俯视；未等溶液冷却至室温就定容。 题组二 有关溶液浓度的计算 3．(双选)V L(标准状况)相对分子质量为 M 的某气态化合物 X，溶于 m g 水中，得到溶质 (X)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。下列说法不正确 的是( ) A．相对分子质量 M＝ 22.4mw V（1－w） B．物质的量浓度 c＝ 100ρV MV＋22.4m C．溶质质量分数 w＝ MV 22.4m D．溶液密度 ρ＝ cM 1 000w 解析：选 BC。由 c＝1 000ρw M 可知，D 项正确；由 c＝ V 22.4 ( V 22.4 × M＋m) ÷ ρ × 10－3 ＝ 1 000ρV MV＋22.4m知 ， B 项 错 误 ； 由 w ＝ V 22.4 × M m＋ V 22.4 × M ＝ MV 22.4m＋MV知，A 项正确，C 项错误。 4．把 V L 含有 MgSO4 和 K2SO4 的混合溶液分成两等份，一份加入含 a mol NaOH 的溶液， 恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含 b mol BaCl2 的溶液，恰好使硫酸根离子完 全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为( ) A. b－a V mol·L－1 B.2b－a V mol·L－1 C.2（b－a） V mol·L－1 D.2（2b－a） V mol·L－1 解析：选 D。注意混合溶液分成两等份，由 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Ba2＋＋SO2－4 ===BaSO4↓可知，原溶液中 n(Mg2＋)＝2× a 2 mol＝a mol、n(SO2－4 )＝2b mol，依据电荷守恒可 知，原溶液中 n(K＋)＝2n(SO2－4 )－2n(Mg2＋)＝2(2b－a) mol，则 c(K＋)＝2（2b－a） V mol·L－ 1。 5．(2020·临沂高三模拟)已知溶质质量分数为 98%的浓硫酸，其物质的量浓度为 18.4 mol·L －1。取 10 mL 该硫酸与 a mL 水混合，配制成溶质质量分数为 49%的硫酸，其物质的量浓度为 b mol·L－1，则 a、b 分别为( ) A．a＝10，b＝9.2 B．a＜10，b＞9.2 C．a＞10，b＜9.2 D．a＞10，b＝9.2 解析：选 C。由 c＝1 000ρw M 得 ρ＝ cM 1 000w＝ 18.4 mol·L－1 × 98 g·mol－1 1 000 mL·L－1 × 98% ＝1.84 g·mL－1，根据稀释前后溶质质量相等得 1.84 g·mL－ 1×10 mL×98%＝(1.84 g·mL－1×10 mL＋a mL×1 g·mL－1)×49%，解得 a＝18.4>10。由 c＝ 1 000ρw M 可知，稀释前后，有c1 c2＝ρ1w1 ρ2w2，即18.4 b ＝ρ1 × 98% ρ2 × 49%，则 b＝9.2×ρ2 ρ1，而对于硫酸溶液来 说，浓度越大，密度越大，故ρ2 ρ1＜1，因此 b＜9.2。 两溶液混合的定性判断方法 同一溶质、不同浓度的溶液混合后溶质质量分数的判断方法：设溶质质量分数分别为 w1 和 w2 的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为 w。 (1)两溶液等质量混合：w＝w1＋w2 2 。 (2)两溶液等体积混合 ①若溶液的密度大于溶剂的密度，则 w>w1＋w2 2 ，如 H2SO4 溶液。 ②若溶液的密度小于溶剂的密度，则 w查看更多