2020版高考化学一轮复习通用版讲义：第一章第1课时　化学入门——化学常用计量

 考纲要求教学建议1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)的含义。2.了解摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。3.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。4.了解溶液的含义。了解物质的量浓度(c)的含义，溶液浓度的表示方法。5.理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。6.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。　　本章是学好化学的起始章节，俗话说：基础不牢，地动山摇。故本章安排3个课时，分别为“化学常用计量”、“以物质的量为中心的计算”、“一定物质的量浓度溶液的配制”。旨在让考生理清本章较多的概念和零碎的小知识点，为后续的学习打下良好的基础。 第1课时　化学入门——化学常用计量知识点一　物质的量、摩尔质量1．物质的量、阿伏加德罗常数(1)基本概念间的关系[提醒]　“物质的量”的计量对象是微观粒子(如：分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等)，而不是宏观物质。(2)“物质的量”的表示方法如：1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na＋。[提醒]　物质的量(n)、粒子数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系：n＝。2．摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。符号：，单位：g·mol－1。(2)数值：当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。(3)关系：物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系为n＝。(4)计算方法①根据标准状况下气体的密度(ρ)：M＝ρ×22.4 L·mol－1。如：标准状况下某气体的密度为1.429 g·L－1，则该气体的M＝32_g·mol－1。②根据气体的相对密度：＝D。如：某气体对甲烷的相对密度为4，则该气体的M＝64_g·mol－1。③根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。如：0.5 mol某气体的质量是22 g，则该气体的M＝44_g·mol－1。④根据一定质量(m)的物质中粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA· 。如：45 g乳酸中含乳酸的分子数为3.01×1023，则乳酸的摩尔质量为90_g·mol－1。[对点训练]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)0.012 kg 12C中含有的碳原子数约为6.02×1023个(√)(2)7.8 g Na2O2中含有的阴离子数为0.2NA(×)(3)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的粒子数目(×)(4)1 mol OH－的质量是17 g·mol－1(×)(5)22 g CO2中含有的氧原子数为NA(√)(6)常温常压下，14 g乙烯和丙烯的混合物中含有的氢原子数目为2NA(√)2．在0.5 mol Na2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是(　　)A．1.5NA　2 mol　　　　　 B．1.5NA　32 gC．3.01×1023　4 mol  D．NA　64 g解析：选B　0.5 mol Na2SO4中含有的离子数为0.5×3NA＝1.5NA，含氧原子的物质的量为0.5 mol×4＝2 mol，质量为2 mol×16 g·mol－1＝32 g。3．最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为________，氢原子的物质的量为________mol。解析：晶体的摩尔质量约为122 g·mol－1，n＝＝0.1 mol，故氧原子数目＝0.1×(2＋1.3)NA＝0.33NA，n(H)＝0.1 mol×1.3×2＝0.26 mol。答案：0.33NA　0.26知识点二　气体摩尔体积、阿伏加德罗定律1．影响物质体积的因素2．气体摩尔体积[提醒]　①使用对象：必须是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。如：水、酒精、SO3、CCl4等在标准状况下不是气体，不能用气体摩尔体积计算。②22.4 L·mol－1的理解：气体摩尔体积的数值与温度、压强有关；非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·mol－1，也可能不是22.4 L·mol－1。故1 mol气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在273 ℃和202 kPa时，Vm也为22.4 L·mol－1。3．阿伏加德罗定律概括为：“三同”定“一同”。即同温、同压、同体积的任何气体，含有相同的分子数(或物质的量相同)。 4.阿伏加德罗定律的推论 公式语言叙述T、p相同＝同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比＝同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比T、V相同＝温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比 [提醒]　同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等，但原子数不一定相等。[对点训练]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)在标准状况下，1 mol氧气和1 mol氦气的体积相同，含有原子数也相同(×)(2)同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同(√)(3)标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(×)(4)不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同(√)(5)同温同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强比为2∶1(×)2．下列条件下，两种气体分子数一定不相等的是(　　)A．相同质量、不同密度的N2O和CO2B．相同体积、相同密度的CO和C2H4C．相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3D．相同压强、相同质量的NO2和N2O4解析：选D　A项，N2O和CO2的相对分子质量均为44，质量相同时，分子数一定相等；B项，CO和C2H4的相对分子质量均为28，体积相同、密度相同，则质量相等，分子数一定相等；C项，同温、同压、同体积时，气体分子数一定相等。3．下列说法正确的是(　　)A．同温、同压、同体积的CO和NO含有的质子数相等B．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子C．标准状况下，22.4 L氨水含有NA个NH3分子D．标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA解析：选B　A项，同温、同压、同体积的CO和NO的分子数相同，但一个CO分子中含14个质子，一个NO分子中含15个质子；B项，由Fe转变为Fe3O4，铁元素的化合价由0价升高到＋价，故3 mol Fe失去电子数为×3NA＝8NA；C项，标准状况下，氨水呈液态；D项，n(NO2)＝0.3 mol，由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，反应共转移0.2 mol电子。4．同温同压下，甲容器中充满35Cl2，乙容器中充满37Cl2，完成下列填空。(1)若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体密度之比为________。(2)若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体分子数之比为________。(3)若两种气体质量相等，则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为________。(4)若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体所含中子数之比为________。答案：(1)35∶37　(2)1∶1　(3)37∶35　(4)9∶10知识点三　物质的量浓度及计算1．溶液组成的两种表示方法(1)物质的量浓度(cB)概念以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，表达式为cB＝，单位是mol·L－1注意事项①从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，其浓度相同、所含溶质的物质的量不同；②溶质的浓度和离子的浓度不一定相同，要依据化学式进行分析计算。如：0.5 mol·L－1AlCl3溶液中，c(Cl－)＝0.5 mol·L－1×3＝1.5 mol·L－1 (2)溶质的质量分数(w)①概念：用溶质的质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量，一般用百分数表示。②表达式：w＝×100%。2．物质的量浓度计算的要素(1)正确判断溶液的溶质与水发生反应生成新的物质如Na、Na2O、Na2O2NaOH；SO3H2SO4；NO2HNO3特殊物质如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质含结晶水的物质CuSO4·5H2O―→CuSO4；Na2CO3·10H2O―→Na2CO3 (2)准确计算溶液的体积c＝中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和，不能用水的体积代替溶液的体积，应根据V＝计算。3．两种重要的换算关系(1)溶解度与质量分数的关系某温度下饱和溶液质量分数(w)与溶解度(S)的换算公式：w＝×100%(2)物质的量浓度与质量分数的关系如图所示，体积为 V L，密度为ρ g·cm－3的溶液，含有溶质的摩尔质量为M g·mol－1，溶质的质量分数为w，则物质的量浓度c与质量分数w的关系是：c＝＝＝＝＝⇨w＝。4．溶液的稀释规律(1)溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。(3)溶液质量守恒，m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。[提醒]　1 L 1 mol·L－1的氨水中，NH3的物质的量并不是1 mol，而是指溶液中NH3、NH3·H2O、NH三者的物质的量之和为1 mol。5．溶液的混合规律(1)同种溶质的溶液混合后浓度计算的关键点有关溶液稀释及混合的计算，应抓住稀释前后溶质的物质的量不变列方程式：c前·V前＝c后·V后或c1V1＋c2V2＝c混·V混，混合后溶液的体积不等于混合前两溶液的体积和，而是要根据密度计算，即V混＝。(2)溶质相同、质量分数不同的两溶液的混合规律同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。等体积混合①当溶液密度大于1 g·cm－3 时，必然是溶液浓度越大，密度越大，等体积混合后，质量分数w>(a%＋b%)(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)②当溶液密度小于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小，等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)(如酒精溶液、氨水)等质量混合两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm－3还是ρ<1 g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)  [对点训练]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)1 L水中溶解了5.85 g NaCl，所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1(×)(2)31 g Na2O溶于水得到1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L－1(×)(3)标准状况下，22.4 L HCl溶于水配成1 L溶液，所得盐酸的物质的量浓度为1 mol·L－1(√)(4)从100 mL 0.1 mol·L－1HNO3溶液中取出25 mL，剩余溶液中NO的物质的量浓度为0.075 mol·L－1(×)(5)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%(×)(6)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%(√)(7)将1 mol·L－1的NaCl溶液和0.5 mol·L－1的BaCl2溶液等体积混合后，不考虑体积变化c(Cl－)＝0.75 mol·L－1(×)(8)同浓度的三种溶液：Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3，其体积比为3∶2∶1，则SO浓度之比为3∶2∶3(×)2．某同学购买了一瓶“84消毒液”，包装说明如下：根据以上信息和相关知识判断，下列分析不正确的是(　　)A．该“84消毒液”的物质的量浓度为4.0 mol·L－1B．一瓶该“84消毒液”能吸收空气中44.8 L的CO2(标准状况)而变质C．取100 mL该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒，稀释后的溶液中c(Na＋)约为0.04 mol·L－1D．参阅该“84消毒液”的配方，欲用NaClO固体配制480 mL含25% NaClO的消毒液，需要称量的NaClO固体质量为143 g解析：选D　根据c＝得，c(NaClO)＝ mol·L－1≈4.0 mol·L－1，A正确；一瓶该“84消毒液”含有的n(NaClO)＝1 L×4.0 mol·L－1＝4.0 mol，根据反应：CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO，吸收CO2的物质的量最多为4.0 mol，即标准状况下V(CO2)＝4.0 mol×22.4 L·mol－1＝89.6 L，则能吸收空气中44.8 L的CO2而变质，B正确；根据稀释前后溶质的物质的量不变有100 mL×4.0 mol·L－1＝100 mL×100×c(NaClO)，解得稀释后c(NaClO)＝0.04 mol·L－1，c(Na＋)＝c(NaClO)＝0.04 mol·L－1，C正确；应选取500 mL的容量瓶进行配制，然后取出480 mL，所以需要NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L－1×74.5 g·mol－1＝149 g，D错误。3．现有100 mL 1 mol·L－1稀盐酸，欲将其浓度变为2 mol·L－1，可以采取的措施为(　　)A．向其中通入标准状况下体积为22.4 L的HCl气体B．加热蒸发使溶液体积变为50 mLC．加热蒸发掉50 mL水D．加入5 mol·L－1盐酸100 mL，再将溶液体积稀释到300 mL解析：选D　原稀盐酸中n(HCl)原＝1 mol·L－1×0.1 L＝0.1 mol。通入标准状况下体积为22.4 L的HCl气体，通入的n(HCl)＝＝1 mol，通入气体后溶液中n(HCl)后＝1.1 mol，通入HCl气体后溶液体积发生变化，体积未知，无法确定浓度，A错误；加热蒸发溶液时由于HCl的挥发，溶质质量减小，溶液体积变为原来的一半，稀盐酸浓度比2 mol·L－1小，B错误；加热蒸发掉水时由于HCl的挥发，且加热后溶液体积未知，无法确定浓度，C错误；混合后溶液中n(HCl)＝0.1 mol＋5 mol·L－1×0.1 L＝0.6 mol，稀释到溶液体积为300 mL，c(HCl)＝＝2 mol·L－1，D正确。4．某温度时，有500 mL饱和的硫酸镁溶液，它的密度是1.20 g·cm－3，其中镁离子的质量分数是4.8%，试回答下列问题：(1)溶质的质量分数：__________________。(2)溶液的物质的量浓度：__________________。(3)溶质和溶剂的物质的量之比：______________。(4)硫酸根离子的质量分数：__________________。(5)该温度下硫酸镁的溶解度：________________。答案：(1)24.0%　(2)2.4 mol·L－1　(3)1∶21(4)19.2%　(5)31.6 g