2020江苏高考化学二轮讲义：3专题三　化学常用计量及其应用




理解相对原子质量、相对分子质量的含义，并能进行有关计算。
理解溶液、溶解度、溶液中溶质的质量分数等概念。
理解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积(标准状况下)、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义，并能进行有关计算(混合气体的平均相对分子质量的相关计算不作要求)。
掌握一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的配制方法。
　阿伏加德罗常数及其应用

1．与气体摩尔体积22.4 L·mol－1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－1进行物质的量的计算。
(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＝计算。
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等含有的原子、分子数目。
(6)注意特殊物质的摩尔质量，如D2O、18O2、H37Cl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Fe2＋。
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＋O22SO3
PCl3＋Cl2PCl5
2NO2N2O4
N2＋3H22NH3
(2)Cl2＋H2OHCl＋HClO
(3)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋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－1的乙酸或1 L 1 mol·L－1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－1，与电解质的组成无关；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，与电解质的组成有关。

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)(2019·高考江苏卷)常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023。(　　)
(2)(2017·高考江苏卷)常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023。(　　)
(3)(2016·高考江苏卷)常温常压下，22.4 L Cl2中含有的分子数为6.02×1023个。(　　)
(4)(2015·高考江苏卷)若H2O2分解产生1 mol O2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
2．(2014·高考江苏卷)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0.1NA
B．0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA
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0.4NA
解析：选A。A.O2和O3都是由O元素组成的，1.6 g混合气体含有O原子的物质的量为＝0.1 mol，即0.1NA。B.丙烯酸的结构简式为，分子中含有C=C键和C=O键，因此0.1 mol丙烯酸含有0.2NA个双键。C.标准状况下苯为液体，11.2 L苯的物质的量远大于0.5 mol，所含分子数远大于0.5NA。D.过氧化钠与水的反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，其中O元素发生自身的歧化反应，由－1价变为0价和－2价，生成1 mol O2时，转移2 mol电子，因此生成0.1 mol O2时，转移0.2NA个电子。
3．(2019·高考全国卷Ⅱ)已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)
A．3 g 3He含有的中子数为1NA
B．1 L 0.1 mol·L－1 磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NA
C．1 mol K2Cr2O7 被还原为Cr3＋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 3He的物质的量为1 mol，每个3He含1个中子，则1 mol 3He含1 mol中子，A项正确；该溶液中含0.1 mol Na3PO4，由于部分PO水解，故溶液中PO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Cr3＋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。
4．(2018·高考全国卷Ⅰ)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。

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0.3×6.02×1023。(　　)
(6)32 g 18O2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)√
2．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是(　　)
A．25 ℃时，1 L pH＝11的氨水中OH－为0.001NA
B．标准状况下，2.24 L SO3中氧原子数为0.3NA
C．4.6 g乙醇中含有的共价键数为0.7NA
D．3.6 g D2O所含质子数为2NA
答案：A
题组二　涉及可逆反应及电子转移数目的计算
3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)标准状况下，22.4 L NO2气体中所含分子数为NA。(　　)
(2)标准状况下，0.1 mol Cl2溶于水，转移的电子数为0.1NA。(　　)
(3)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA。(　　)
(4)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA。(　　)
(5)1 mol Cl2参加反应转移的电子数一定为2NA。(　　)
(6)足量Cl2与含1 mol NaOH的浓溶液反应转移 mol e－。(　　)
(7)足量Fe与含1 mol H2SO4的浓溶液在加热条件下彻底反应生成0.5 mol SO2。(　　)
(8)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA。(　　)
(9)50 mL 12 mol·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA。(　　)
(10)标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数为0.1NA。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)×
4．据《化学进展》报道，我国在新型储氢材料Li­Mg­N­H体系的储放氢性能研究上取得了新进展。该体系释氢和储氢的原理为3Mg(NH2)2＋12LiHMg3N2＋4Li3N＋12H2。NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．1 mol Mg3N2中含阴离子数为2NA
B．每消耗4.0 g LiH时转移电子数为NA
C．通常状况下，44.8 L H2中含氢原子数为4NA
D．1 mol LiH与足量水反应产生H2分子数为0.5NA
答案：A
题组三　涉及溶液中粒子数目的计算
5．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)0.1 L 3.0 mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH的数目为0.3NA。(　　)
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA。(　　)
(3)0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA。(　　)
(4)0.1 mol AlCl3完全水解转化为氢氧化铝胶体，生成0.1NA个胶粒。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
　一定物质的量浓度溶液的配制及相关计算

1．一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)配制溶液的八步操作：计算→称量(量取)→溶解(稀释)并冷却→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶并贴签。
(3)容量瓶使用的两个“不能”
①容量瓶是精确配制溶液的仪器，不能用于溶解、稀释和长时间贮存液体。
②容量瓶的规格是固定的，不能配制任意体积的溶液，所配溶液的体积一定要与容量瓶的容积相同。
(4)明确误差分析的思维流程与方法

2．物质的量浓度及相关计算

　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)溶液中粒子之间正、负电荷守恒(溶液呈电中性)。
(3)质量守恒：反应前后同种原子的质量相等。

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)(2019·高考江苏卷)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 mol·L－1NaOH溶液。(　　)
(2)(2018·高考全国卷 Ⅱ)配制0.400 0 mol·L－1的NaOH溶液，称取4.0 g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250 mL容量瓶中定容。(　　)
(3)(2017·高考海南卷)容量瓶和滴定管使用前均需要检漏。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√
2．(2017·高考全国卷Ⅱ)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。
解析：由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO2，且能杀菌。
答案：量筒　氧气
3．(2017·高考天津卷)准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有______________________________________。
解析：配制一定物质的量浓度的AgNO3标准溶液，除烧杯和玻璃棒外，还需用到的仪器有250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。
答案：250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
4．(2016·高考全国卷Ⅱ)一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10 g/cm3)，其浓度为________mol/L。
解析：c＝＝ mol/L＝8.9 mol/L。
答案：8.9

题组一　一定物质的量浓度溶液的配制
1．用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是(　　)

解析：选B。A项，称量时应左物右码；C项，转移溶液时应用玻璃棒引流；D项，定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中。
2．利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)配制1 000 mL 0.5 mol/L 的碳酸钠溶液，假如其他操作均准确无误，下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是(　　)
A．称取碳酸钠晶体100 g
B．定容时俯视观察刻度线
C．移液时，对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗
D．定容后，将容量瓶振荡摇匀，静置发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线
解析：选B。配制1 000 mL 0.5 mol/L的碳酸钠溶液需称取143.0 g Na2CO3·10H2O，浓度偏低；定容时俯视观察刻度线，会造成所配溶液的体积偏小，浓度偏高；未冲洗溶解碳酸钠晶体的烧杯，会造成碳酸钠损失，浓度偏低；定容后又加水，会造成所配溶液的体积偏大，浓度偏低。

溶液配制操作的注意事项
(1)仪器的选用要注意思维有序，从配制步骤角度排查还需要的仪器。
(2)用玻璃棒引流时，玻璃棒末端应插入刻度线以下并接触瓶壁，但玻璃棒不能接触瓶口。
(3)溶液配制过程中，若有任何引起误差的操作均应重新配制。
(4)导致溶液浓度偏低的错误操作：NaOH在称量纸上称量；左码右物(用游码)；洗涤或转移时溶液溅出；未洗涤烧杯及玻璃棒；超过刻度线时用胶头滴管吸出液体；定容时仰视；定容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。
(5)导致溶液浓度偏高的错误操作：砝码生锈；定容时俯视；未等溶液冷却至室温就定容。
题组二　有关溶液浓度的计算
3．V L(标准状况)相对分子质量为M的某气态化合物X，溶于m g水中，得到溶质(X)质量分数为w的溶液，物质的量浓度为c mol·L－1，密度为ρ g·cm－3。下列说法不正确的是(　　)
A．相对分子质量M＝
B．物质的量浓度c＝
C．溶质质量分数w＝
D．溶液密度ρ＝
解析：选C。由c＝可知，D项正确；由c＝＝可知，B项正确；由w＝＝可知，A项正确，C项错误。
4．把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为(　　)
A. mol·L－1　　　 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：选D。注意混合溶液分成两等份，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓可知，原溶液中n(Mg2＋)＝2× mol＝a mol、n(SO)＝2b mol，依据电荷守恒可知，原溶液中n(K＋)＝2n(SO)－2n(Mg2＋)＝2(2b－a) mol，则c(K＋)＝ mol·L－1。
5．已知溶质质量分数为98%的浓硫酸，其物质的量浓度为18.4 mol·L－1。取10 mL该硫酸与a mL水混合，配制成溶质质量分数为49%的硫酸，其物质的量浓度为b mol·L－1，则a、b分别为(　　)
A．a＝10，b＝9.2　　　　　　 B．a＜10，b＞9.2
C．a＞10，b＜9.2 D．a＞10，b＝9.2
解析：选C。由c＝得ρ＝＝＝1.84 g·mL－1，根据稀释前后溶质质量相等得1.84 g·mL－1×10 mL×98%＝(1.84 g·mL－1×10 mL＋a mL×1 g·mL－1)×49%，解得a＝18.4>10。由c＝可知，稀释前后，有＝，即＝，则b＝9.2×，而对于硫酸溶液来说，浓度越大，密度越大，故＜1，因此b＜9.2。

两溶液混合的定性判断规律
同一溶质、不同浓度的溶液混合后溶质质量分数的判断方法：设溶质质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。
(1)两溶液等质量混合：w＝。
(2)两溶液等体积混合
①若溶液的密度大于溶剂的密度，则w>，如H2SO4溶液。
②若溶液的密度小于溶剂的密度，则w