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
展开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】
考点 | 考向 | 预测 |
阿伏加德罗常数综合考查 | 气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的理解 | 关于物质的量的考查,一般不会发生大的变化,还是以阿伏加德罗常数的正误判断为主。题给条件、考点设置也不会出现太大的变化,但命题形式有可能会出现利用化学方程式的计算,特别是新高考卷,可能会涉及晶体和有机化合物的组成和结构。 |
微粒结构的分析 | ||
溶液中微粒数目判断 | ||
化学反应进行程度的判断及应用 | ||
化学反应中转移电子数目的判断 | ||
溶液的配制及物质的量浓度的简单计算 | 溶液配制过程中的仪器选择及基本操作 | |
误差分析 | ||
物质的量浓度的简单计算 |
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
考查方向 | 涉及问题 |
物质状态 | 在标准状况下非气态物质。如H2O、HF、苯、己烷、CHCl3、CCl4、酒精、SO3、辛烷等 |
物质结构 | 一定物质的量的物质中含有的微粒(分子、原子、电子、质子等)数,如Na2O2;或一些物质中的化学键数目,如CH4、P4等 |
氧化还原反应 | 电子转移(得失)数目和方向,如Na2O2、NO2、Cl2与H2O反应;电解AgNO3溶液;Cu与S反应;Fe失去电子数(可能是2e-,也可能是3e-) |
电离、水解 | 弱电解质的电离,可水解的盐中的离子数目多少的判断。如1 L 1 mol·L-1 Na2CO3溶液中数目小于NA,因为会部分水解 |
隐含的可逆反应 | 常见的可逆反应(如2NO2⇌N2O4)、弱电解质的电离平衡等 |
摩尔质量 | 特殊物质的摩尔质量,如D2O、18O2、H37Cl |
单质的组成 | 单质的组成除常见的双原子分子(如H2、Cl2、N2)外还有单原子分子(惰性气体,如He、Ne等)、三原子分子,如O3,甚至有四原子分子,如P4 |
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
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