(新课标)2020高考化学二轮复习第一部分专题突破方略专题三化学常用计量及其应用教学案 联系客服

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专题三 化学常用计量及其应用

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。

理解质量守恒定律。

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。

了解溶液的含义。

了解溶解度、饱和溶液的概念。

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。

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。

阿伏加德罗常数及其应用

1.与气体摩尔体积22.4 L·mol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=-1计算。

22.4 L·mol

2.与物质的组成相关的NA的应用

(1)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

1

-1

-1

进行物质的量

V原子、分子数目。

(6)注意特殊物质的摩尔质量,如D2O、O2、HCl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、浓热)、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Fe。 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+O2PCl3+Cl22NO2

N2O4

催化剂

△2SO3 PCl5

2+

18

37

高温、高压

N2+3H2催化剂2NH3 (2)Cl2+H2O(3)NH3+H2O

HCl+HClO NH3·H2O

NH4+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的乙酸或1 L 1 mol·L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,与电解质的组成无关;0.05 mol·L的Ba(OH)2溶液,c(OH)=0.1 mol·L,与电解质的组成有关。

1.(2019·高考全国卷Ⅱ,T8,6分)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )

2

-1

-1

-1

+-1

-1

A.3 g He含有的中子数为1NA

B.1 L 0.1 mol·L 磷酸钠溶液含有的PO4数目为0.1NA C.1 mol K2Cr2O7 被还原为Cr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 He的物质的量为1 mol,每个He含1个中子,则1 mol He含1 mol中子,A项正确;该溶液中含0.1 mol Na3PO4,由于部分PO4水解,故溶液中PO4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Cr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,T10,6分)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,T11,6分)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 FeCl3溶液中所含Fe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Fe部分水解,即溶液中Fe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,T8,6分)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )

3

3+

3+

-1

3+

3+

3-

3-

3

3

3

3+

-1

3-

3

A.1 L 0.1 mol·L NH4Cl溶液中,NH4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NH4部分水解,即NH4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。

-1+

NA试题“一算、二定、三判断”的解题思路

一算:利用基本公式n===c·V,用已知的物理量计算物质的量。注意公式n=(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是指溶液体积),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,35.5 g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0.3×6.02×10。( ) (6)32 g O2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)√

4

18

23

mVMVmVVm