2023新教材高考化学二轮专题复习专题2化学计量及其应用

专题二化学计量及其应用

真题研练·析考情

【真 题 研 练】

1.[2022·辽宁卷]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．1.8 g 18O中含有的中子数为NA

B．28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA

C．标准状况下，22.4 L HCl气体中H＋数目为NA

D．pH＝12的Na2CO3溶液中OH－数目为0.01NA

2．[2022·海南卷]在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L－1 HCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．反应转移电子为0.1 mol

B．HCl溶液中Cl－数为3NA

C．2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA

D．反应生成标准状况下气体3.36 L

3．[2022·全国甲卷]NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．25 ℃，101 kPa下，28 L氢气中质子的数目为2.5NA

B．2.0 L 1.0 mol·L－1 AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NA

C．0.20 mol苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NA

D．电解熔融CuCl2，阴极增重6.4 g，外电路中通过电子的数目为0.10NA

4．[2021·河北卷]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)

A．22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA

B．1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应，生成的碘化氢分子数小于2NA

C.电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73 g，则转移电子数为NA

D．1 L 1 mol·L－1溴化铵水溶液中与H＋离子数之和大于NA

【考情分析】

核心突破·提能力

考点1　阿伏加德罗常数的综合应用

【核 心 梳 理】

1.高考常涉及的关于NA的命题角度总结

2.正确判断有关阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”

第一步：查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提

(1)当物质是气体时，应查看所给条件是不是标准状况(见体积想条件)。

(2)当条件是标准状况时，应查看所给物质在标准状况下是不是气体(见物质想状态)。

第二步：分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提

(1)已知某种物质的质量或物质的量时，则这些数据不受外界条件的限制。

(2)已知数据是体积时，要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体。

(3)已知数据是物质的量浓度或pH时，要关注考题是否给出了溶液的体积。

第三步：准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提

(1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系。

(2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。

【典 题 精 研】

考向阿伏加德罗常数的综合考查

例1[2021·全国甲卷]NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)

A．18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA

B．3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA

C．32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA

D．1 L pH＝4的0.1 mol·L－1 K2Cr2O7溶液中离子数为0.1NA

[题型分析]　关于阿伏加德罗常数的综合考查，四个选项各不相同，考查对象主要包括以下六种情况：一是核素(考查中子数和质子数)；二是单原子分子(考查原子数)；三是单一物质(考查结构)；四是混合物(考查组成和结构)；五是溶液(考查水解和电离)；六是化学反应(氧化还原反应、可逆反应、有机反应等)。还会涉及有机化合物的结构、混合物的分析和判断等。要关注具有相同最简式(相同物质的量和体积)、具有相同的分子式和相同的相对分子质量(相同质量)等方面的考查。

2023年高考可能这样考

1．“中国芯”的主要原料是单晶硅，反应SiCl4＋2H2Si＋4HCl可用于纯硅的制备。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．标准状况下，1 mol SiCl4的体积为22.4 L

B．当反应消耗1 mol H2时，转移的电子数为2NA

C．1 mol Si中含有的共价键数目为4NA

D．常温下，1 mol·L－1的HCl溶液中含有的H＋数目为NA

考点2　物质的量浓度及溶液的配制

【核 心 梳 理】

1.物质的量浓度的多角度计算

(1)物质的量浓度的计算

①熟记物质的量浓度计算的基本桥梁公式n＝＝＝＝cV；

②物质的量浓度与溶质质量分数的换算c＝或w＝。

(2)物质的量浓度计算的两大规律

①质量守恒定律

a．化学反应前后，反应物和生成物的质量相等；

b．稀释前后，溶质的质量(或物质的量)不变。

②电荷守恒规律

溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。

2．一定物质的量浓度溶液的配制

(1)所需仪器：容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、托盘天平、药匙、胶头滴管。

(2)配制步骤

计算、称量(或量取)、溶解(或稀释)、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶并贴标签。

(3)注意事项

①容量瓶使用前必须检漏、洗涤，但不能润洗。

②只能配制一定体积的溶液，即不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。

③转移溶液时，溶液的温度应为室温，玻璃棒要靠在瓶颈刻度线以下。

【特别提醒】

视线引起误差的分析方法

(1)仰视容量瓶刻度线(图1)，导致溶液体积偏大，结果偏低。

(2)俯视容量瓶刻度线(图2)，导致溶液体积偏小，结果偏高。

【典 题 精 研】

考向1有关物质的量浓度的简单计算

例2 100 mL 0.3 mol·L－1 Na2SO4溶液和50 mL 0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液混合后(溶液体积变化忽略不计)，溶液中的物质的量浓度为(　　)

A．0.20 mol·L－1 B．0.25 mol·L－1

C．0.40 mol·L－1 D．0.50 mol·L－1

[题型分析]　关于物质的量浓度的简单计算常涉及不同物理量之间的换算、溶液的稀释与混合，很少单独考查，常在混合溶液中离子平衡、化学实验及工艺流程图出现。应注意在不同情景中相关物质的物质的量及浓度变化的分析。

2023年高考可能这样考

2．将标准状况下的a L HCl气体溶于1 000 g水中，得到盐酸密度为b g·cm－3，则该盐酸的物质的量浓度是(　　)

A． mol·L－1

B． mol·L－1

C． mol·L－1

D． mol·L－1

考向2一定物质的量浓度溶液的配制

例3 实验室欲用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液，下列说法正确的是(　　)

A．要完成实验需称取10.6 g Na2CO3·10H2O晶体

B．本实验需用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、500 mL容量瓶

C．配制时若容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水会导致溶液浓度偏低

D．定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏高

[题型分析]　一定物质的量浓度溶液的配制是高中阶段非常重要的定量实验，有关考查常在实验题中有所涉及，主要考查仪器的选择及使用、实验的基本操作及误差分析，要牢记基本步骤及仪器，会分析不规范的实验操作导致的误差。

2023年高考可能这样考

3．实验室发生意外时，比如手指划破、烫伤等都需要对伤口进行消毒。现配制0.01 mol·L－1的KMnO4消毒液，下列有关说法不正确的是(　　)

A.KMnO4的摩尔质量为158

B．KMnO4溶液用于杀菌消毒的原理是因其具有强氧化性

C．当液面接近容量瓶的刻度线下2 cm处，改用胶头滴管定容

D．定容时俯视容量瓶刻度线，导致所配溶液浓度偏高

模考精练·抓落实

1.[2022·湖南省衡阳市一模]设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)

A．标准状况下，11.2 L CH2Cl2含有的氢原子数是NA

B．56 g Fe与足量水蒸气高温下充分反应转移的电子数为3NA

C.1 mol 中含有电子数为8NA

D．常温下，pH＝5的NaHSO3溶液中，发生电离的水分子数目为10－5NA

2．[2022·辽宁省抚顺市一模]设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．6.4 g CH4O中含有的碳氢键数目为0.8NA

B．过氧化钠与水反应时，每生成0.1 mol氧气转移的电子数目是0.2NA

C．标准状况下，2.24 L HCl气体中含有的H＋数目为0.1NA

D．1 mol硅中含有的共价键数目为4NA

3．[2022·广东省韶关市一模]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.10 gO中含有的中子数为6NA

B．30 g HCHO和CH3COOH混合物中含H原子数为2NA

C．标准状况下，2.24 L CH2Cl2含有的C—Cl键数目为0.2NA

D．用铜电极电解饱和食盐水，若线路中通过NA个电子，则阳极产生11.2 L气体

4．[2022·广东省梅州市一模]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．7 g环丙烷含有的极性键数目为NA

B．56 g Fe高温下与足量水蒸气反应转移电子数为3NA

C．在含Fe3＋的数目为NA的FeCl3溶液中，含有Cl－的数目为3NA

D．100 mL 18 mol·L－1浓硫酸与足量Cu粉加热反应，产生SO2分子数为0.9NA

5．[2022·重庆市一模]Cu2HgI4是一种红色固体，常用作示温涂料。制备反应为：

2CuSO4＋SO2＋K2HgI4＋2H2O===Cu2HgI4↓＋K2SO4＋2H2SO4。

己知：NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关方程式中的物质说法正确的是(　　)

A．上述反应中生成1 mol Cu2HgI4时，转移的电子数为2NA

B．标准状态下，44.8 L水中所含O原子数为2NA

C．标准状态下，22.4 L SO2与足量的O2反应，生成SO3的分子数为NA

D．1 L  0.1 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋数目为0.1NA

6．[2022·广东省汕头市一模]2021年，我国科学家首次在实验室实现CO2到淀粉的全合成，其合成路线如下：设NA为阿伏加德罗常数，下列有关说法不正确的是(　　)

A．标况下，11.2 L CO2中含有共用电子对数目为2NA

B．反应②、③无法在高温下进行

C．反应②中，3.2 g CH3OH生成HCHO时转移电子数目为0.2NA

D．1 mol DHA与乙酸发生取代反应，可消耗乙酸分子数目为NA

专题二　化学计量及其应用

真题研练·析考情

1．解析：1个18O原子中含有10个中子，1.8 g 18O的物质的量为＝0.1 mol，故1.8 g 18O中含有中子的物质的量为1 mol，中子数为NA，故A正确；根据乙烯分子的结构式可知，1个乙烯分子中含有5个σ键，28 g C2H4的物质的量为1 mol，所以28 g C2H4分子中含有的σ键数目为5NA，B错误；HCl是共价化合物，HCl分子中不存在H＋，故C错误；没有给出Na2CO3溶液的体积，无法计算pH＝12的Na2CO3溶液中OH－的数目，故D错误。

答案：A

2．解析：Fe完全溶解生成Fe2＋，该反应转移电子0.1 mol，A正确；HCl溶液中Cl－的物质的量为0.3 mol，因此，Cl－数为0.3NA，B错误；56Fe 的质子数为26、中子数为30，2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol，因此，2.8 g 56Fe含有的中子数为1.5NA，C错误；反应生成H2的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L，D错误。

答案：A

3．解析：A项，不是在标准状况下，无法计算28 L氢气的物质的量，错误；B项，Al3＋部分水解，故溶液中Al3＋的数目小于2.0NA，错误；C项，0.20 mol苯甲酸(C7H6O2)完全燃烧生成1.4 mol CO2，正确；D项，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极增重6.4 g(即0.1 mol Cu)，则外电路中转移0.20 mol电子，错误。

答案：C

4．解析：22.4 L(标准状况)氟气的物质的量为1 mol，则其所含的质子数为18NA，A说法正确；反应H2＋I2⇌2HI为可逆反应，则1 mol H2和1 mol I2充分反应生成的HI分子数小于2NA，B说法正确；电解饱和食盐水时，阴、阳两极产生的n(H2)∶n(Cl2)＝1∶1，当H2和Cl2的总质量为73 g时，产生2 g H2、71 g Cl2，则H2的物质的量为1 mol，Cl2的物质的量为1 mol，转移电子数为2NA，C说法错误；溴化铵水溶液中存在电荷守恒：)＋c(H＋)＝c(Br－)＋c(OH－)，c(Br－)＝1 mol·L－1，则)＋c(H＋)>1 mol·L－1，故1 L 1 mol·L－1溴化铵水溶液中与H＋离子数之和大于NA，D说法正确。

答案：C

核心突破·提能力

［例1］　解析：D2O的摩尔质量为20 g·mol－1，每个D2O分子中含10个质子，18 g D2O的物质的量为18 g÷20 g·mol－1＝0.9 mol，其所含质子数为9NA，A项错误；NO2与H2O的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，结合反应中氮元素化合价变化可知，3 mol NO2完全反应时，转移电子数为2NA，B项错误；环状S8的摩尔质量为256 g·mol－1，1个S8分子中含8个S—S键，32 g环状S8的物质的量为0.125 mol，含S—S键数目为0.125×8NA＝1NA，C项正确；溶液呈酸性，说明存在水解平衡+H2O⇌2Cr＋2H＋，故1 L 0.1 mol·L－1K2Cr2O7溶液中数目少于0.1NA，D项错误。

答案：C

1．解析：标准状况下SiCl4为固体，故无法计算1 mol SiCl4的体积，A错误；根据反应方程式可知，当反应消耗1 mol H2时，转移的电子数为2NA，B正确；根据晶体硅的结构可知，1 mol Si中含有的共价键数目为2NA，C错误；题干未告知溶液的体积，故无法计算常温下1 mol·L－1的HCl溶液中含有的H＋数目，D错误。

答案：B

[例2]　解析：由c1·V1＋c2·V2＝c混·(V1＋V2)可知，100 mL×0.3 mol·L－1＋50 mL×0.2 mol·L－1×3＝c混×(100 mL＋50 mL)，解得c混＝0.40 mol·L－1。

答案：C

2．解析：标准状况下的a L HCl气体的物质的量为，溶液的体积＝＝ L，则c(HCl)＝＝

mol·L－1。

答案：B

[例3]　解析：配制100 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液，需要Na2CO3·10H2O晶体的质量m＝×0.1 L＝28.6 g，A项错误；定容时，需要向容量瓶中加入蒸馏水，所以配制时若容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对溶液浓度无影响，C项错误；定容时俯视刻度线，导致溶液体积偏小，依据c＝可知溶液浓度偏高，D项正确。

答案：D

3．解析：摩尔质量的单位是g· mol－1，A项错误；KMnO4具有强氧化性，可以杀菌消毒，B项正确；当液面接近容量瓶的刻度线下2 cm处时改用胶头滴管定容，C项正确；定容时俯视容量瓶刻度线，导致加水偏少，所配溶液浓度偏高，D项正确。

答案：A

模考精练·抓落实

1．解析：标准状况，CH2Cl2不是气体，11.2 L CH2Cl2中物质的量不是0.5 mol，故A错误；1 mol Fe 与足量水蒸气在高温下充分反应生成Fe3O4，转移的电子数为NA，故B错误；中含有电子数为1×(6＋1×3－1)＝8NA，故C正确；pH＝5的NaHSO3溶液，亚硫酸氢根离子的电离程度大于水解程度，对水的电离起抑制作用，但未给溶液体积，不能计算发生电离的水分子数目，故D错误。

答案：C

2．解析：1个CH4O分子中含有3个碳氢键，6.4 g CH4O的物质的量为6.4 g÷32 g·mol－1＝0.2 mol，则含有的碳氢键数目为0.6NA，A错误；，由过氧化钠与水反应的电子转移情况可知，每生成0.1 mol氧气转移的电子数是0.2NA，B正确；氯化氢气体是由氯化氢分子构成的，不存在氢离子，C错误；硅晶体中1个硅原子形成4个共价键，每个共价键为2个硅原子共用，则1 mol硅中含有的共价键数目为2NA，D错误。

答案：B

3．解析：O中中子数为12，则O中含有的中子数为×12×NA mol－1＜6NA，故A错误；甲醛和乙酸的最简式都为CH2O，则30 g CH2O中含氢原子数为×2×NA mol－1＝2NA，故B正确；标准状况下，二氯甲烷为液态，无法计算2.24 L二氯甲烷的物质的量和含有的C—Cl键数目，故C错误；未指明温度和压强，无法计算线路中通过NA个电子时阳极产生氯气的体积，故D错误。

答案：B

4．解析：环丙烷分子式为C3H6，C—H键为极性键，7 g环丙烷含有的极性键数目为×6×NA mol－1＝NA，故A正确；Fe高温下与足量水蒸气反应生成四氧化三铁，3 mol铁失8 mol电子，56 g Fe高温下与足量水蒸气反应转移电子数为NA，故B错误；Fe3＋易水解，在含Fe3＋的数目为NA的FeCl3溶液中，含有Cl－的数目大于3NA，故C错误；铜和稀硫酸不反应，100 mL 18 mol·L－1浓硫酸与足量Cu粉加热反应，参加反应的硫酸小于1.8 mol，产生SO2分子数小于0.9NA，故D错误。

答案：A

5．解析：上述反应中生成1 mol Cu2HgI4时，有1 mol SO2被氧化为，则转移的电子数为2NA，故A对；标况下水为液态，44.8 L水的物质的量大于2 mol，所以所含氧原子数大于2NA，故B错；SO2与O2的反应为可逆反应，所以标准状态下，22.4 L SO2与足量的O2反应，生成SO3的分子数小于NA，故C错；CuSO4为强酸弱碱盐，Cu2＋会水解，则1 L 0.1 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋数目小于，故D错。

答案：A

6．解析：CO2的结构式为O===C===O，标况下11.2 L CO2中含有共用电子对数目为0.5 mol×4×NA＝2NA，A正确；反应②、③需要用酶作催化剂，反应②、③无法在高温下进行，B正确；反应②中，3.2 g CH3OH生成HCHO时转移电子数目为×2×NA＝0.2NA，C正确；DHA含有2个羟基，1 mol DHA与乙酸发生取代反应，可消耗2 mol乙酸，D错误。

答案：D