2020浙江高考化学二轮讲义：专题二　化学常用计量

[考试说明]

　物质的量及相关计算[学生用书P4]

1．以物质的量为中心的有关计算

(1)“一个中心”：必须以物质的量为中心。

n＝＝＝＝cB·V(aq)

(2)“两个前提”：在应用Vm＝22.4 L·mol－1时，一定要有“标准状况”和“气体状态”两个前提条件(混合气体也适用)。

(3)“三个关系”

①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(质子、电子等)间的关系；

②摩尔质量与相对分子质量间的关系；

③“强、弱、非”电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。

(4)“六个无关”：物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关；物质的量浓度、溶质的质量分数、密度的大小均与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。

2．物质的量应用于化学方程式的简单计算

(1)同一物质上下单位一致，左右单位相当，不同物质各量对应成比例。

(2)根据质量守恒计算物质的摩尔质量或相对分子质量。

3．阿伏加德罗定律及其推论

(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。

(2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出)

题组一　以物质的量为中心的计算

1．标准状况下，2.24 L NOx气体的质量为3.0 g，则x为(　　)

A．4　　　　　　　　　　 B．3

C．2  D．1

解析：选D。标准状况下，2.24 L NOx气体的物质的量是0.1 mol，NOx的摩尔质量M＝3.0 g÷0.1 mol＝30 g·mol－1，即14＋16x＝30，解得x＝1。

2．同温同压下，某容器充满O2重116 g，若充满CO2重122 g，现充满气体X重114 g，则气体X的相对分子质量为(　　)

A．28  B．60

C．32  D．4

解析：选A。设气体的物质的量为n，容器质量为m，则m＋n×32 g/mol＝116 g，m＋n×44 g/mol＝122 g。解得n＝0.5 mol，m＝100 g。充满气体X后的质量为114 g，所以气体X的质量为114 g－100 g＝14 g，物质的量为0.5 mol。气体X的摩尔质量为＝28 g/mol。所以气体X的相对分子质量为28，A项正确。

3．利用太阳能分解水制氢，若光解0.02 mol水，下列说法正确的是(　　)

A．可生成H2的质量为0.02 g

B．可生成氢的原子数为2.408×1023个

C．可生成H2的体积为0.224 L(标准状况)

D．生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量

解析：选D。根据化学方程式2H2O2H2↑＋O2↑，光解0.02 mol水，可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2。A.可生成H2的质量为0.04 g，错误；B.可生成氢的原子数为2.408×1022个，错误；C.可生成标准状况下H2的体积为0.448 L，错误；D.0.04 mol Na与水反应产生0.02  mol H2，正确。

以物质的量为中心的各物理量的换算关系

题组二　阿伏加德罗常数及其推论

4．已知乙烯与氧气的体积比(同条件下)为1∶3时燃烧恰好完全，则乙烯与氧气的质量比为(　　)

A．1∶3　　　　　　　　 B．7∶24

C．24∶7  D．3∶1

解析：选B。两种气体在相同条件下的体积比等于其物质的量之比，则物质的量之比为1∶3的乙烯与氧气的质量之比为(1 mol×28 g/mol)∶(3 mol×32 g/mol)＝28 g∶96 g＝7∶24，故选B。

5．同温同压下，1 mol H2和1 mol O2，它们的(　　)

A．质量相同，体积不同

B．分子数相同，质量不同

C．体积相同，分子数不同

D．体积相同，原子数不同

解析：选B。同温同压下，1 mol H2和1 mol O2的分子数相同，原子数相同，体积也相同，但质量不同。

6．下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是(　　)

解析：选A。He的摩尔质量为4 g/mol，H2的摩尔质量为2 g/mol，等质量时＝，D不正确；B中氦气应为单原子分子；将图A做如下变形，每一部分均为相同温度、相同压强，又体积相同，则A符合题意。

(1)牢记1个关系

摩尔质量以g/mol为单位时在数值上等于其相对分子(原子)质量。

(2)熟记2个数值

NA＝6.02×1023 mol－1，Vm＝22.4 L/mol(标准状况)。

(3)掌握2个公式

n＝＝＝，＝＝(同温、同压)。

(4)气体摩尔质量的求解方法

　阿伏加德罗常数的应用[学生用书P5]

关于阿伏加德罗常数试题常设的“陷阱”

1．忽视气体摩尔体积的运用条件：考查气体时经常给定非标准状况下(如25 ℃、1.01×105 Pa)气体体积，考生易用22.4 L·mol－1进行换算，误入陷阱。

2．忽视物质的聚集状态：22.4 L·mol－1适用对象是气体(包括混合气体)。命题者常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如H2O、CCl4、辛烷、汽油、SO3、C6H6等。

3．忽视单质的组成：气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子(如He、Ne等)、三原子分子(如O3)等。

4．混淆某些氧化还原反应中电子转移的数目：命题者常用一些反应中转移电子的数目来迷惑考生，如Na2O2与H2O反应、Cl2与NaOH溶液反应、Fe与盐酸反应、1 mol氯气与过量铁反应、电解硫酸铜溶液等。

5．不理解物质的组成结构：如Na2O2是由Na＋和O构成，而不是Na＋和O2－；NaCl为离子化合物，只有离子没有分子；苯中不含碳碳单键和碳碳双键。

6．忽视电离、水解对溶液中离子数目的影响：考查电解质溶液中离子数目或浓度时常设置弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。

7．忽视可逆反应不能进行到底：如2NO2N2O4、2SO2＋O22SO3、合成氨反应等。

1．(2018·浙江4月选考，T20)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　)

A．10 g的 2HO中含有的质子数与中子数均为5NA

B．32 g硫在足量的氧气中充分燃烧，转移电子数为6NA

C．26 g C2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA

D．120 g NaHSO4与KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA

答案：B

2．(2017·浙江11月选考，T22)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　)

A．含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应，转移电子数大于0.2NA

B．25 ℃时，pH＝3的醋酸溶液1 L，溶液中含H＋的数目小于0.001NA

C．任意条件下，1 mol苯中含有C—H键的数目一定为6NA

D．a mol的R2＋(R的核内中子数为N，质量数为A)的核外电子数为a(A－N－2)NA

解析：选B。25 ℃时，pH＝3的醋酸溶液中c(H＋)＝0.001 mol/L，1 L该溶液中含H＋的数目等于0.001NA。

3．(2019·浙江4月选考，T19)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　)

A．1 mol CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA

B．500 mL 0.5 mol·L－1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA

C．30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA

D．2.3 g Na与O2完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间

答案：D

解答有关阿伏加德罗常数类题目的“三个步骤”

(1)看：看所给数据是体积、质量还是物质的量。如果所给数据是质量或物质的量，该类数据不受外界条件的限制。

(2)定：确定对象是气体、固体还是液体。如果是气体，要注意外界条件是否为“标准状况”。

(3)算：根据所求内容进行计算。在求算时要注意：

①不要直接利用溶液的浓度代替指定物质的物质的量进行计算。

②同种物质在不同的氧化还原反应中“角色”可能不同，电子转移数目也可能不同，不能一概而论。

　一定物质的量浓度溶液的配制与计算[学生用书P6]

1．物质的量浓度的计算

牢记物质的量浓度计算的“五个公式”“三个守恒”“四个注意”

(1)掌握五个公式

c＝，n＝＝，ρ＝，w＝×100%，c＝。每个公式中均可“知二求一”。

(2)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“粒子之间电荷守恒”(溶液呈电中性)。

③质量守恒。

(3)计算溶质的物质的量浓度的四个注意点

①在计算过程中，要注重运用定义式进行推导，同时还要注意单位的换算和统一。

②溶液体积不能用水的体积和溶质的体积之和来代替，应该用溶液的质量除以溶液的密度。

③两溶液混合，由于其密度可能不相等，所以体积不等于两混合溶液体积之和。

④物质溶于水后注意看溶质是否发生了变化。如Na、Na2O、NH3、SO3等溶于水，由于它们与水发生了反应所以溶质发生了变化。

2．一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)配制溶液的七步操作

计算、称量(或量取)、溶解(或稀释)并冷却、转移并洗涤、定容、摇匀、装瓶并贴签。

(3)利用表达式cB＝nB/V进行误差分析

①导致cB偏低的错误操作：用滤纸称量NaOH固体；左码右物(用游码)；称量时间过长(潮解)；洗涤或转移时溶液溅出；未洗涤烧杯及玻璃棒；液面超过刻度线时用滴管吸出液体；定容时仰视刻度线；定容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。

②导致cB偏高的错误操作：砝码生锈；定容时俯视刻度线；未等溶液冷却至室温就转移至容量瓶。

1．V L浓度为0.5 mol·L－1的盐酸，欲使其浓度增大1倍，采取的措施合理的是(　　)

A．通入标准状况下的HCl气体11.2V L

B．加入10 mol·L－1的盐酸0.1V L，再稀释至1.5V L

C．将溶液加热浓缩到0.5V L

D．加入V L 1.5 mol·L－1的盐酸混合均匀

解析：选B。标准状况下的HCl气体11.2V L物质的量是0.5V mol，向溶液中通入0.5V mol HCl，该溶液体积会发生变化，所以溶液浓度应该不是1.0 mol·L－1，故A错误；V L浓度为0.5 mol·L－1的盐酸含HCl的物质的量是0.5V mol，10 mol·L－1的盐酸0.1V L含HCl的物质的量是V mol，再稀释至1.5V L，所以c＝＝1.0 mol·L－1，故B正确；加热浓缩盐酸时，导致HCl挥发，盐酸浓度减小，故C错误；浓、稀盐酸混合，溶液的体积不是直接加和关系，所以混合后溶液的物质的量浓度不是1.0 mol·L－1，故D错误。

2．用无水Na2CO3固体配制250 mL 0.100 0 mol·L－1的溶液。

请回答：

(1)在配制过程中不必要的玻璃仪器是________。

A．烧杯　　　 B．量筒　　　　C．玻璃棒　　　　

D．胶头滴管　　E．容量瓶

(2)定容时的操作：当液面接近容量瓶刻度线1～2 cm处时，________________________________________________________________________，

再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。

(3)下列操作会使配得的Na2CO3溶液浓度偏低的是________。

A．称取相同质量的Na2CO3·10H2O固体进行配制

B．定容时俯视容量瓶的刻度线

C．摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线，再滴加蒸馏水至刻度线

D．转移洗涤液时洒到容量瓶外，继续用该未清洗的容量瓶重新配制

答案：(1)B

(2)用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切

(3)AC

3．配制480 mL 0.5 mol·L－1 的NaOH溶液，试回答下列问题：

(1)计算：需要称量NaOH固体的质量为________。

(2)配制方法：设计五个操作步骤。

①向盛有NaOH固体的烧杯中加入200 mL蒸馏水使其溶解，并冷却至室温。

②继续往容量瓶中加蒸馏水至液面在刻度线下1～2 cm处。

③将NaOH溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶中。

④用少量的蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，然后将洗涤液移入容量瓶中。

⑤改用胶头滴管加蒸馏水至刻度线，盖好瓶塞摇匀。

试将操作步骤正确排序：________________(填序号)。

(3)某学生实际配制NaOH溶液的浓度为0.48 mol·L－1，原因可能是________。

A．使用滤纸称量氢氧化钠固体

B．容量瓶中原来存有少量蒸馏水

C．溶解后的烧杯未经多次洗涤

D．胶头滴管加水定容时仰视刻度线

答案：(1)10.0 g　(2)①③④②⑤　(3)ACD

课后达标检测[学生用书P102(单独成册)]

一、选择题

1．仪器名称为“容量瓶”的是(　　)

A.　　　　　　　　　 B．

C.  D．

解析：选C。本题考查常用实验仪器的识别。A是圆底烧瓶；B是试管；C是容量瓶；D是烧杯。

2．下列几种说法中正确的是(　　)

A．物质的量的描述对象是宏观物体

B．某物质含有6.02×1023个微粒，含有这个数目微粒的物质的物质的量一定是1 mol

C．1摩尔氢气分子可以表示为1 mol H2

D．硫酸的摩尔质量为98 g

解析：选C。物质的量的描述对象是微观粒子，A错；6.02×1023个微粒的物质的量是1 mol，但含有这个数目微粒的物质的物质的量不一定是1 mol，如含6.02×1023个Na＋的Na2CO3为0.5 mol，B错；D项单位错误。

3．如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系，则X气体可能是(　　)

A．C2H4  B．CH4

C．CO2  D．NO

解析：选C。由图可知，相同温度时，p(O2)>p(X)，在同质量、同体积条件下，气体相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量越大，压强越小。所给选项中只有CO2的相对分子质量大于O2，故C正确。

4．在一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列有关说法中不正确的是(　　)

A．该温度和压强可能是标准状况

B．标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4 L

C．该气体中每个分子含有2个原子

D．若O2在该条件下为气态，则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L

解析：选A。由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子，且其物质的量为1 mol，若在标准状况下该物质为气态，则其体积为22.4 L，故该温度和压强不可能是标准状况，在此状况下，Vm＝30 L·mol－1。

5．下列各气体：①含3.01×1023个O的CO2；②标准状况下6.72 L 的HCl；③3.4 g的NH3；④0.5 mol He。四种物质所含的原子总数由少到多的正确顺序是(　　)

A．①<③<④<②　　　　 B．③<①<②<④

C．④<①<②<③  D．④<②<①<③

解析：选D。①为0.25 mol CO2，含0.75 mol原子；②为0.3 mol HCl，含 0.6 mol原子；③为0.2 mol NH3，含0.8 mol原子；④含0.5 mol原子。

6．实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L－1的硫酸铜溶液，下列实验用品及实验操作正确的是(　　)

解析：选D。实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L－1的硫酸铜溶液，由于没有480 mL规格的容量瓶，所以要选择规格是500 mL的容量瓶，溶质若是硫酸铜则需要8.0 g，若是胆矾则需要12.5 g，且配成500 mL溶液，而不是加入500 mL水。

7．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．2.8 g铁粉与50 mL 4 mol·L－1盐酸反应转移电子的数目为0.15NA

B．常温下1 L pH＝13的氢氧化钠溶液中由水电离出的H＋的数目为0.1NA

C．标准状况下，8.96 L氢气和一氧化碳的混合气体完全燃烧，消耗氧分子的数目为0.2NA

D．1.2 g金刚石与石墨的混合物中含有碳碳单键的数目为0.4NA

解析：选C。A.铁与非氧化性酸反应生成Fe2＋，2.8 g铁粉与0.2 mol盐酸反应转移电子的数目为0.1NA，错误；B.常温下，1 L pH＝13的NaOH溶液中由水电离出的H＋的数目为10－13NA，错误；C.标准状况下，8.96 L即0.4 mol，H2和CO完全燃烧时需要O2的物质的量相等，故0.4 mol H2和CO的混合气体完全燃烧，消耗氧分子的数目为0.2NA，正确；D.1 mol金刚石中含有碳碳单键的数目为2NA，1 mol石墨中含有碳碳单键的数目为1.5NA，则1.2 g(0.1 mol)金刚石与石墨的混合物中含碳碳单键的数目为0.15NA～0.2NA之间，错误。

8．由C16O和C18O组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同，则下列关系正确的是(　　)

A．混合气体中C16O与C18O的分子数之比为14∶15

B．混合气体中C16O与C18O的物质的量之比为1∶1

C．混合气体中C16O与C18O的质量之比为15∶14

D．混合气体中C16O与C18O的密度之比为1∶1

解析：选B。C16O的相对分子质量为28，C18O的相对分子质量为30，它们的平均相对分子质量为29，利用十字交叉法很容易求出其物质的量之比为1∶1。A项应为1∶1；C项应为14∶15；D项，同温、同压下气体密度与摩尔质量成正比，应为14∶15。

9．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，22.4 L己烷中含己烷分子数目为NA

B．28 g由乙烯和丙烯组成的混合气体中含碳碳双键数目为NA

C．71 g Na2SO4固体中含钠离子数目为NA

D．25 g质量分数为68%的H2O2水溶液中含氧原子数目为NA

解析：选C。A.标准状况下，己烷为液态，不能使用气体摩尔体积，故A错误；B.28 g由乙烯和丙烯组成的混合气体中含碳碳双键数目小于NA，故B错误；C.71 g Na2SO4固体的物质的量＝＝0.5 mol，含钠离子数目为0.5 mol×2×NA＝NA，故C正确；D.H2O2和水中都含有氧原子，25 g质量分数为68%的H2O2水溶液中含氧原子数目大于NA，故D错误。

二、非选择题

10．量取8.0 mL 5.0 mol·L－1 H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。

请计算：

(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。

(2)加入Fe的质量至少有________g。

解析：(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为c(H2SO4)＝＝0.40 mol·L－1。

(2)依据图像可知，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积一样多，均为224 mL(标准状况)，即0.01 mol，根据：

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，

0．65 g　　　　　　0.01 mol

Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，

0．56 g　　　　　　0.01 mol

可以判断出当加入等质量的Zn和Fe，产生氢气的体积一样多时，其中Fe有剩余，由此判断出加入Fe的质量至少应有0.65 g。

答案：(1)0.40　(2)0.65

11．为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸 30.0 mL，充分反应，产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)如下表：

(1)样品中物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝________。

(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝________。

答案：(1)2∶1　(2)2.5 mol·L－1

12．(2017·浙江11月选考，T29)取7.90 g KMnO4，加热分解后剩余固体7.42 g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体A，产物中锰元素以Mn2＋存在。

请计算：

(1)KMnO4的分解率：________。

(2)气体A的物质的量：________。

解析：(1)设加热发生分解的KMnO4的质量为x。

2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　Δm(固)

2×158  　                          32

x　　　　　　　　　　　　　 　　(7.90－7.42) g

＝，解得x＝4.74 g。

则KMnO4的分解率为×100%＝60%。

(2)剩余固体与足量浓盐酸反应，生成单质气体A，A为Cl2，产物中锰元素以Mn2＋存在，根据得失电子守恒，可得关系式：n(KMnO4)×5＝n(O2)×4＋n(Cl2)×2，n(KMnO4)＝＝0.05 mol，n(O2)＝＝0.015 mol，则n(Cl2)＝0.095 mol。

答案：(1)60%(或0.60)

(2)0.095 mol