2019届二轮复习 化学计量 学案（全国通用）

专题二  化学计量

一、知识结构

1．摩尔质量的特点

  当物质的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量

  如：Mg的摩尔质量为24 g·mol－1；

    NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1；

    H2SO4的摩尔质量为98 g·mol－1；

    的摩尔质量为60 g·mol－1；

2．物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量（M）的关系n＝

（一）对物质的量的理解

    1．物质的量是一个专用名词，与时间、长度等物理量一样，在使用时不能进行任何增减质量和摩尔质量的单位不同：质量常用的单位是g，而摩尔质量常用的单位是g·mol－1．

    2．物质的量只适用于表示微观粒子，如电子、质子、离子、分子等，不能表示宏观的概念．例如可以说1molO2，不能说1mol乒乓球1mol粒子集体所含的粒子数0.012kg12℃所含的碳原子数相等．

    3．物质的量不能用摩尔代替，因为前者是物理量，后者是物理量的单位．

    4．在使用物质的量时，要指明粒子的种类．例如不能说1 mol氢，因为分不清是氢原子还是氢分子

    5．对于任何物质来说，只要物质的量相同，所含的粒子数目就必然相同．

（二）对阿伏加德罗常数的理解

    阿伏加德罗常数用0.012kg12℃中所含原子个数来定义，但阿伏加德罗常数不是一个纯数，它是有单位的，其单位为mol－1，即阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－1．阿伏加德罗常数是将宏观可以称量的物质与微观不能计数的粒子联系起来的桥梁．

（三）对摩尔质量的理解

    1．正确理解摩尔质量

    摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量．符号：M；单位：g·mol－1或kg·mol－1等，常用的单位为g·mol－1．

    （1）原子、简单离子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于其相对原子质量．如M(Na)＝23g·mol－1，M(Na＋) ＝23 g·mol－1．

    （2）多原子组成的单质或化合物的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于其相对分子质量．如M(N2）＝28g·mol－1，M(H2SO4）＝98 g·mol－1．

    （3）原子团的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于其式量．如M()＝18 g·mol－1，M()＝119 g·mol－1．

    说明：对于给定的某一物质来说，摩尔质量是一个常量，不随物质的质量多少、物质的量多少而变，也不随物质的聚集状态改变而改变．

    2．物质的量、阿伏加德罗常数、质量和粒子数目之间的关系

    在n、N和NA中，已知任意两项可求第三项．

    在M、n和m中，已知任意两项可求笫三项．

    在M、m、NA和N中，已知任意三项可求第四项．

二、真题拆解

1．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是             （　　）

  A. 18 gD2O和18 gH2O中含有的质子数均为10 NA．

  B．2 L 0.5 mol/L亚硫酸溶液中含有的H＋两种数为2 NA．

  C．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2 NA．

  D．密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2 NA．

  【考点定位】本题主要考查阿伏加德罗常数通过物质的量、核素摩尔质量、弱电解质电离、氧化还原反应和电子转移的形式计算的考查．

  【答案】C

  【解析】A．核素D和H的质量数不同，质子数相同．则18 g D2O和18 g H2O的物质的量不同，所以含有的质子数不同，错误；B．亚硝酸为弱酸，水溶液中不完全电离，所以溶液中氢离子数目小于2 NA，错误；C．过氧化钠与水反应生成氧气，则氧气的来源于－1价的O元素，所以生成0.1 mol氧气时转移电子0.2 NA，正确；D．NO与氧气反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2NA，错误，答案选C．

  【方法说明】核素D和H质量数不同、弱电解质不能完全电离、N2O4和NO2的平衡．

2．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）

  A．1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1 N．

  B．0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1 NA

  C．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5 NA

  D．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4 NA

  【考点定位】本题主要考查阿伏加德罗常数通过物质的量、分子数目、气体体积和电子转移的形式计算的考查．

  【答案】A

  【解析】A．氧气和臭氧都是氧原子形成的单质，则1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1 NA，A正确；B．丙烯酸的结构简式为CH2＝CHCOOH，则0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.2 g，B不正确；C．标准状况下，苯不是气态不能适用于气体摩尔体积，则11.2 L苯中含有分子的数目一定不是0.5 NA，C不正确；D．在过氧化钠与水的反应中，过氧化钠既是氧化剂也是还原剂，氧元素的化合价从－1升高到0价，部分降低到－2价，因此反应中每生产1 mol氧气转移2 mol电子，则每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.2 NA，D不正确，答案选A．

  【方法说明】牢记阿伏加德罗定律，标准状况下求物质摩尔体积只适用于气体，而本题中的苯不是气态，所以不可运用气体摩尔体积的计算公式．本题中过氧化钠与水发生反应，在写出化学方程式的前提下，掌握电子得失转移，即可得到答案．

3．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是         （　　）

  A．1 L 1 mol.L－1的NaClO溶液中含有ClO－的数目为NA

  B．78 g苯含有C＝C双键的数目为3NA

  C．常温常压下，14 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA

  D．标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1 NA

  【考点定位】通过盐类水解、有机结构等考查阿伏加德罗常数的运用

  【答案】C

  【解析】A项ClO－会水解，所以ClO－数目少于NA个，A项错误．B项苯的结构不合碳碳双键，苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间一种独特的键，B项错误；C项14 g由N2与CO组成的混合气体总物质的量为0.5 mol，则混合气体的原子数目为0.5×2＝1 mol，即NA个；D项NO2与水反应方程式为3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，每消耗3 molNO2，则转移电子为2 mol，所以6.72 L NO2参加反应，则转移电子0.2NA，D项错误．

  【方法说明】解答本题除了要求掌握阿伏加德罗常数的知识点之外，还要灵活运用其他章节的知识点，例如本题中ClO－的水解、苯环结构不合碳碳双键、NO2与水发生反应的方程式的书写，在牢记这些知识点的基础上作答，很快便可得到答案．

4．NA代表阿伏加德罗常数．已知C2H4和C3H6的混合物的质量为ag，则该混合物                                                               （　　）

  A．所含共用电子对数目为(a/7＋1）NA

  B．所含碳氢键数目为aNA/7

  C．燃烧时消耗的O2一定是33.6 a/14 L

  D．所含原子总数为aNA/14

  【考点定位】考查阿伏加德罗常数的计算．

  【答案】B

  【解析】1个C2H4分子中含共用电子对数目为6对，碳氢键数目为4个，1个C3H6分子中含共用电子对数目为9对，碳氢键数目为6个，则A错误（应该为3NA/14）；B正确；C项没有氧气的状态，D项含原子总数为3a NA/14，因此选B．

  【方法说明】灵活运用阿伏加德罗常数，根据两种有机物的最简式为CH2的相关内容判断作答．

5．1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀，下列说法不正确的是（　　）

  A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1

  B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L

  C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

  D．得到2.54沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL

  【考点定位】考查：电荷守恒、原子守恒、物质的量浓度和质量分数转化．

  【答案】D

  【解析】设铜镁的物质的量分别为x、y，则①64x＋24y＝1.52，②64x＋24y＋34x＋34y＝2.54，解得x＝0.02 mol，y＝0.01 mol，设N2O4、NO2的物质的量分别为a，b，则根据得失电子数相等：2x＋2y＝2a＋b＝0.05，则a＝0.01 mol，b＝0.04 mol，A. C正确；c(HNO3）＝1 000×1.4×63%÷63＝14.0 mol·L－1，C项正确；沉淀达最大时，溶液中只有硝酸钠，根据原子守恒：n(NaOH）＝n(HNO3）－（2a＋b）＝0.7－0.06＝0.64 mol，氢氧化钠溶液体积为640 mL，D错误．

  【方法说明】此题主要考查守恒法：电荷守恒、原子守恒，根据电子得失情况列出关系式，求出N2O4、NO2的物质的量，根据原子守恒求出氢氧化钠体积．利用物质的量浓度和质量分数转化计算硝酸浓度．

6．PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的＋4和＋2价的混合氧化物，＋4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将l mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2；O2和Cl2的物质的量之比为3∶2．则剩余固体的组成及物质的量比是（　　）

  A．1∶1混合的Pb3O4、PbO                B．1∶2混合的PbO2、Pb3O4

  C．1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO       D．PbO2、Pb3O4、PbO

  【考点定位】考查铅化学性质，氧化还原反应的运用，电子守恒．

  【答案】AD

  【解析】根据氧化还原反应中得失电子守恒可知PbO2生成O2时，生成O2与生成的＋2价Pb（用PbO表示）的关系为：O2～2PbO，根据氧化还原反应中得失电子守恒可知由剩余固体与浓盐酸反应时，其中反应物中的＋4价Pb（用PbO2表示）与生成物Cl2的关系为：PbO2～Cl2．由上述2个关系式及题目已知信息O2和Cl2的物质的量之比为3∶2可知剩余固体中，PbO∶PbO2＝6∶2＝3∶1．Pb3O4可以看作是2PbO·PbO2，故4个选项中的Pb3O4换算为2 PbO·PbO2时，选项A、D中的PbO∶PbO2＝3∶1，选项B中的PbO∶PbO2＝4∶3，选项C中的PbO∶PbO2 ＝7∶5．

  【方法说明】掌握氧化还原反应，灵活运用电子守恒（得失电子数相同）．

7．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，33.6 L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5 NA

  B．常温常压下，7.0 g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为NA

  C．50 mL 18.4 mol/L浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分子数目为0.46NA

  D．某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6 NA

  【考点定位】考查阿伏加德罗常数，氧化还原反应的计算．

  【答案】B

  【解析】氟化氢分子易形成二聚或三聚分子，故33.6 L氟化氢中含有氟原子的数目不一定为1.5 NA，A不正确；乙烯与丙烯的最简式都为CH2，则7.0 g乙烯与丙烯的混合物中含N(H)＝NA×7.0 g÷14 g/mol×2＝NA，B正确；随着反应的进行，浓硫酸浓度降低，变成稀硫酸后，不再反应，生成SO2分子数目应小于0.46 NA，C不正确；N2和H2反应是可逆反应，不能进行到底，故转移的电子数目小于0.6NA，D不正确．

  【方法说明】掌握反应进行规律，作答此题的时候要考虑此反应是不是可逆反应，在反应进行的过程中是否会发生变化，牢记这些有利于作答．

8．向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3）2，在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性．金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g.下列有关说法不正确的是    （　　）

  A．Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1

  B．硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/L

  C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L

  D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol

  【考点定位】考查铜及其化合物的知识、氧化还原反应的计算．

  【答案】B

  【解析】设Cu和Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol，根据题意，则有64x＋144y ＝27.2①由Cu→Cu(OH)2，Cu2O→2Cu(OH)2得34 x＋68 y－16 y ＝39.2－27.2＝12②，解①②得x＝0.2，y＝0.1，Cu和Cu2O的物质的量之比为0.2∶0.1＝2∶1，A正确；硝酸的物质的量为硝酸铜中NaOH和NO的物质的量之和，1.0 mol＋(0.2 mol×2＋0.1 mol×2）÷3＝1.2 mol，硝酸的物质的量浓度为1.2 mol÷0.5 L＝2.4 mol/L，B不正确；产生的NO在标准状况下的体积为22.4 L/mol×(0.2 mol×2＋0.1 mol×2）÷3＝4.48 L，C正确；Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为1.0 mol－0.2 mol×2－0.1 mol×2×2＝0.2 mol，D正确．

  【方法说明】掌握铜及其化合物反应方程式，氧化还原反应规律，在此基础上做题很快得到答案．

9．一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2＋和）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12.0 g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1∶1，则V可能为                                                           （　　）

  A．9.0 L        B．13.5 L       C．15.7 L       D．16.8 L

  【考点定位】考查氧化还原反应的计算

  【答案】A

  【解析】若混合物全是CuS，其物质的量为12÷80＝0.15 mol，根据得失电子数目相等：0.15×（6＋2）＝×22.4×3＋×22.4×1，V＝13.44 L，若混合物全是Cu2S，其物质的量为＝0.075 mol，根据得失电子数相等：0.075×10＝×22.4×3＋×22.4×1，V＝8.4 L，因此选A．

  【方法说明】此题主要考查氧化还原反应中的极限法，根据题目给定的条件作出判断与选择，确定不确定条件的范围，计算相应条件下的最大值或最小值，综合分析得到答案．

  【学霸大思维】阿伏加德罗常数频频出现在高考试题中，如何正确解答关于阿伏加德罗常数的相关问题，必须注意下列一些细微的知识点：①状况条件：考查气体时经常给出非标准状况，如常温常压下等．②物质状态：考查气体摩尔体积时，常结合在标准状况下的非气态物质，如H2O、SO3、己烷、辛烷、CHCl3等．