高三化学一轮复习之第一章 化学计量在实验中应用

第一章 化学计量在实验中应用

本章的重点主要有以下几个方面：(1)以物质的量为核心的各物理量之间的换算；(2)以阿伏加德罗常数为载体的简单计算；(3)气体摩尔体积的使用条件及阿伏加德罗定律的应用；(4)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度等之间的换算；(5)一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析。研究近两年高考题可以发现，本章考点在高考中占有很重要的地位，且考查形式较为稳定，不回避经典题，试题较为基础，难度不大。另外有关物质的量的计算常与元素化合物、基本概念与基本理论等相结合进行考查。在高考的备考中，要重点掌握以物质的量为中心的化学计量关系网络，理解阿伏加德罗定律及其推论的应用。 感悟真题 1．NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A. 1 mol 乙烯分子中含有的碳氢键数为4NA B. 1 mol 甲烷完全燃烧转移的电子数为8NA

1+

C. 1 L 0.1 mol·L?的乙酸溶液中含H的数量为0.1NA D. 1 mol 的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA

【答案】C【解析】A、乙烯的结构简式为CH2=CH2，1mol乙烯中含有碳氢键的物质的量为4mol，故A说法正确；B、甲烷燃烧生成CO2，甲烷中C的化合价为－4价，CO2中C的化合价为＋4价，因此1mol甲烷完全燃烧转移电子物质的量为8mol，故B说法正确；C、乙酸是弱酸，部分电离，因此溶液中H＋物质的量小于0.1mol，故C说法错误；D、1molCO含有质子物质的量为(6＋8)mol=14mol，1molN2中含有质子物质的量为2×7mol=14mol，因此1molN2和CO的混合气体中含有质子物质的量为14mol，故D说法正确。 2．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 0.1 mol 的11B中，含有0.6NA个中子 B. pH=1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H

C. 2.24L（标准状况）苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子

D. 密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备 PCl5（g），增加2NA个P-Cl键

【答案】A【解析】A．11B中含有6个中子，0.1mol 11B含有6NA个中子，A正确；B．溶液体积未定，不能计算氢离子个数，B错误；C．标准状况下苯是液体，不能利用气体摩尔体积计算22.4L苯的物质的量，则无法判断其完全燃烧产生的CO2分子数目，C错误；D．PCl3与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，则所1molPCl3与1molCl2反应生成的PCl5小于1mol，增加的P－Cl键的数目小于2NA个，D错误；答案选A。

3．阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是

??1A. 1L0.1mol·LNH4Cl溶液中， NH4的数量为0.1NA

?B. 2.4gMg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA C. 标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA

D. 0.1mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA

【答案】D【解析】A、NH4是弱碱阳离子，发生水解：NH4＋H2ONH3·H2O＋H，因此NH4数量小于0.1NA，故A错误；B、2.4gMg为0.1mol，与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.4×2/24mol=0.2mol，因此转移电子数为为0.2NA，故B错误；C、标准状况下，N2和O2都是气态分子，2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA，故C错误；D、H2＋I22HI，反应前后系数之和相等，即反应后分子总物质的量仍为0.2mol，分子数为0.2NA，故D正确。

4．NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 A．2.4g镁在足量的O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA B．标准状况下，5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA C．氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.4NA

+

D．0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H数为0.05NA

【答案】B【解析】试题分析：A、2.4 g镁的物质的量为2.4/24=0.1 mol，反应中失去0.2 mol电子，故错误；B、标准状况下5.6 L二氧化碳的物质的量为5.6/22.4=0.25 mol，含有的氧原子为0.5 mol，故正确；C、甲醇的结构为CH3OH，氢原子数为0.4NA的甲醇分子为0.1 mol，含有5molσ键，故错误；D、醋酸是弱酸，不

1

＋

＋

＋

＋

能完全电离，故错误。

5．设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是 A. 14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA B. 1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA C. 1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

D. 标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA

【答案】A【解析】试题分析：A．乙烯和丙烯的最简式都是CH2，14 g乙烯和丙烯混合气体中含有的最简式的物质的量是n(CH2)=m÷M=\g÷14 g/mol=\mol，所以其中含有的氢原子数为N(H)=\mol×2×NA＝2NA，正确；B．N2与H2在一定条件下发生反应生成NH3，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA，错误；C．铁是变价金属，硝酸具有强的氧化性，所以 1 mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁，反应中电子转移数目为3NA，错误；D．在标准状况下四氯化碳是液态，不能用气体摩尔体积进行有关物质的量的计算，错误。

第1讲 物质的量 气体摩尔体积 考纲要求 考点 物质的量、阿伏加德罗常数 考纲解读 1.了解物质的量的单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积的含义。 2.了解阿伏加德罗常数的含义。 3.了解阿伏加德罗定律及其推论。 4.能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目，气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。 基础知识 一、物质的量及其单位 物理量(符号) 定义 物质的量(_ _) 用来表示含有一定数目粒子集合体的物理量 0.012 kg 12C所含的碳原子数 常用单位 阿伏加德罗常数(____ ) 摩尔质量(__ __) 单位物质的量的物质所具有的质量 换算公式 注意事项 物质的量只用于描 摩尔(___ _) 述微观粒子，不适用 于描述宏观物质 n＝____ 常用6.02×1023mol________ －1这个近似值表示 以g/mol作单位时，数值上等于该粒子____(或____) n＝____ 的相对原子质量或相对分子质量，但二者含义不一样 二、气体摩尔体积 1、决定物质体积大小的因素

物质的体积

（1）同物质的量的固体或液体的体积取决于粒子的 （2）同物质的量的气体的体积取决于 2．气体摩尔体积

(1)概念：一定__________下，单位物质的量的气体所占的体积。 (2)符号：Vm，其常用单位为________或________。

(3)数值：在标准状况(指温度为________，压强为________)下，气体摩尔体积约为________。 (4)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的________和________。 (5)物质的量(n)、气体摩尔体积(Vm)和气体的体积(V)之间的关系：n＝V/Vm.

2

3．阿伏加德罗定律

在相同温度和压强下，相同体积的任何________都含有____________。 答案：一、n mol NA mol

－1

Nm－1

M g/mol g·mol NAM－1

二、1.数目 距离 大小 (1)大小 (2)粒子之间的距离 2.(1)温度和压强 (2)L/mol L·mol (3)0 ℃ 1.01×10 Pa 22.4 L/mol (4)温度 压强 3.气体 相同的分子数 自主检查

1．下列关于物质的量、摩尔质量的叙述中正确的是( )

A．0.012 kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子 B．1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧 C．氢氧化钠的摩尔质量是40 g D．2 mol水的摩尔质量是1 mol水摩尔质量的2倍 2．用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．0.1NA CH4分子所占的体积为 2.24 L

B．在标准状况下，1 mol CO和N2的混合气体的体积为22.4 L C．在常温常压下，0.2 mol CO2的体积小于4.48 L D．在标准状况下，0.1 mol H2O的体积为2.24 L 3．下列说法正确的是( )

A．物质的量就是一定体积的物质的质量 B．阿伏加德罗常数就是6.02×1023

C．钠的摩尔质量等于它的相对原子质量 D．在标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L 4．若m g H2含n个H2分子，则阿伏加德罗常数的数值可以表示为( ) n2n

A. B. C．n D．2n mm

5．0.3 mol的NH3和0.3 mol H2S所含分子数之比为________，所含的原子总数之比为________，在相同条件下，气体的体积比为________。[答案]1∶1 4∶3 1∶1 考点突破 考点一 以物质的量为中心的转化关系

5

1．以N＝n·NA＝·NA为中心的有关粒子的计算

注意看清所求粒子的种类以及物质分子的构成(是单原子分子、双原子分子、还是多原子分子)，或者物质所含的电子数、质子数、中子数等。 2．以气体物质为中心的计算

(1)若给出物质的体积，注意是否是标准状况。

mM

3

(2)若给出气体的质量或物质的量，则粒子数与外界条件(温度、压强)无关。 (3)若给出稀有气体的粒子数，则注意稀有气体为单原子分子。 【例1】NA表示阿伏加德罗常数，下列判断正确的是( )

A．在18 g 18O2中含有NA个氧原子 B．标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子 C．1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA

＋＋－

D．含NA个Na的Na2O溶解于1 L水中，Na的物质的量浓度为1 mol·L1

18

[解析]18 g O2正好是0.5 mol，一个氧分子正好含有两个氧原子，所以氧原子的物质的量为1 mol，即为1NA，A对。空气是混合物，B错。在氯气与水的反应中，1 mol Cl2就只转移1 NA的电子，C错。所得溶液中含NA

＋－1

个Na，可得氢氧化钠的物质的量为1 mol，但这时候溶液不是1 L，所以物质的量浓度不是1 mol·L，D错。

[答案]A [规律方法]在做物质的量计算的题目时，首先把所给的量换算成物质的量，使所求的量也与物质的量相联系，以物质的量为桥梁进行计算，这样我们在分析时就比较直观，总之一句话见什么就化摩，求什么先求摩。

【变式训练1】设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某气体双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )

22.4 ap22.4 ab22.4 aA. B. C.

bNApNAbNA

22.4 pb

D.

aNA

[答案]D[解析]a g该气体双原子分子的分子数为p，则b g该气体双原子分子的分子数为，b g该气体双原子分子的物质的量为

bpabp22.4 pb(mol)，则b g该气体在标准状况下的体积为(L)。 a NAaNA

【变式训练2】下列关于物质的量的叙述中，正确的是( )

A．1 mol食盐含有6.02×1023个分子 B．Mg的摩尔质量为24

C．1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧 D．1 mol Ne含有6.02×1024个电子

[答案]D[解析]NaCl为离子化合物，其结构中无分子，且食盐为宏观物质，不可用“mol”来描述，故A不正确；Mg的摩尔质量为24g/mol，单位不对，故B不正确；C中对1 mol H2O的组成的描述不正确，应为1 mol H2O中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子。 【变式训练3】下列说法正确的是( )

①标况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L ②0.5 mol H2所占体积为11.2 L ③标况下，1 mol H2O的体积为 22.4 L ④标况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为

－

22.4 L·mol1 ⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同 A．①③⑤ B．④⑥ C．③④⑥ D．①④⑥

23

[答案]B[解析]①中有6.02×10个分子物质是1 mol没错，而且还是在标准状况下，但它的体积却不一定是22.4 L。因为这1 mol分子不一定是气体。②中氢气虽然是气体，但没有指明气体所处状况。因此，0.5 mol H2的体积也不一定就是11.2 L。③中的水在标准状况下不是气体而是固液混合物，所以也是错误判断。④中虽是混合气体，但N2和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其摩尔质量数值不变，故28 g N2与CO的

－1

混合气体在标况下体积约为22.4 L。气体摩尔体积只有在标准状况下才是22.4 L·mol，故⑤错。 考点二 阿伏德罗常数的应用

在解答该类题目时，首先要认真审题，特别注意试题中一些关键性的字、词，留心有无“陷阱”。同时还要注意以下细微的知识点： 1．注意条件状态

(1)水在标准状况下为液态或固态；SO3在标准状况下为固态；标准状况下，碳原子数大于4的烃为液态或固态。 (2)若题目给出气体的质量或物质的量，则微粒数与外界条件无关。 2．明确物质结构

(1)特殊物质的原子个数、电子个数，如Ne、O3等。

18

(2)特殊物质的摩尔质量，如D2O、O2等。

(3)一些物质中的化学键数目，如SiO2、CH4、CO2等。 3．氧化还原反应

考查指定物质参加氧化还原反应时，常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移(得失)数目方面的陷阱。如Na2O2与H2O的反应，Cl2与NaOH溶液的反应，电解AgNO3

4

溶液等。

4．弱电解质的电离或盐类的水解

考查电解质溶液中粒子数目及粒子浓度大小关系时，常涉及弱电解质的电离平衡及盐类的水解平衡。如1 －1－1

mol·L的NH4Cl溶液中c(NH)<1 mol·L。

【例2】(双选)NA表示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二氯甲烷的分子数约为NA个

B．盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子，则SO2的物质的量为0.5 mol C．17.6 g丙烷中所含的极性共价键为4NA个

D．电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少64 g E．在18 g 18O2中含有NA个氧原子

F．标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子 G．1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA

[解析]本题综合考查了以物质的量为核心的基本换算。标准状况下，二氯甲烷为液体，A错；1个SO2分子中含有的氧原子数为2个，故氧原子的物质的量为1 mol时，SO2的物质的量为0.5 mol，B正确；17.6 g丙烷的物质的量为0.4 mol，而一个丙烷分子中含有8个C—H极性共价键，故17.6 g丙烷中含有的极性共价

1818

键为3.2 mol，C错；电解精炼铜时，阳极粗铜中往往含有铁、锌等杂质，D错；18 g O2所含氧原子数为×

36

2×NA＝NA，E项正确；空气由N2、O2、CO2、惰性气体等组成，由于空气中含有CO2等非单质物质，因此标准状况下22.4 L空气中所含单质分子的数目小于NA，F项错误；氯气与水、NaOH溶液的反应中，氯气既作氧化剂又作还原剂，1 mol Cl2参加反应转移电子数为NA，G项错误。[答案]BE[方法技巧]此类题分析的基本方法思路为：明条件―→定状态―→析物质的量、物质的组成、反应原理等―→确定答案。 【变式训练4】用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( ) A．常温常压下的33.6 L氯气与27 g铝充分反应，转移电子数为3NA B．标准状况下，22.4 L己烷中共价键数目为19NA

C．由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，其中的氧原子数为2NA

－－

D．1 L浓度为1 mol·L1的Na2CO3溶液中含有NA个CO23

[解析]在常温常压下，33.6 L Cl2的物质的量小于1.5 mol，转移电子数小于3NA，A错；在标准状况下，己烷是液体，B错；有NA个分子，则CO2和O2混合气体物质的量为1 mol，则氧原子数为2 mol，即2NA，C对；Na2CO3

2－－－2－

溶液中，CO3＋H2OHCO3＋OH，故CO3个数小于NA，D错。[答案]C 【变式训练5】设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )

－

A．常温下，1 L 0.1 mol·L1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA B．1 mol羟基中电子数为10NA

C．在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3 mol I2转移的电子数为6NA D．常温常压下，22.4 L乙烯中C—H键数为4NA

[答案]A[解析]本题考查阿伏加德罗常数知识，意在考查考生的综合计算能力。A项，正确；B项，1 mol羟基中的电子数为9NA，不正确；C项，每生成3 mol I2，转移的电子数为5NA，不正确；D项，常温常压下，22.4 L乙烯中C—H键数小于4NA，不正确。选A。

【变式训练6】以NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )

A．0.1 mol Fe与足量稀盐酸反应，转移的电子数为0.3NA B．28 g CO中所含的原子数为2NA C．1 L 0.1 mol/L Na2CO3溶液中，含有CO数为0.1NA D．标况下，22.4 L苯的分子数为NA

2＋2－

[答案]B[解析]Fe与稀盐酸反应生成的是Fe，转移电子数为0.2NA，故A项不正确；CO3水解，C项不正确；标准状况下苯是液体，D项不正确。 考点三 阿伏加德罗定律及推论 1．气体摩尔体积的四要素

(1)状态：即气体摩尔体积是对于气态物质而言；“气态物质”可以是纯净物，也可以是混合物。

(2)状况：因为一定量气体的体积是随温度、压强等外界条件的改变而改变的。因此气体摩尔体积概念中应指明某一特定状况。

(3)定量：在特定条件下，气体的体积同气体的分子数目有关。

－1

(4)数值：任何状况下的任何气体均存在一个气体摩尔体积，但数值不一定是22.4 L·mol，故要确定物质的体积，必须确定物质自身所处状态和物质所含有的粒子数目。

5