在高考理科综合考试中,近几年来化学计算难度都在慢慢的下降,但是以物质的量为中心的计算始终是考查的重点,它可以与基本概念、基础理论、元素化合物、有机化学、化学实验等各知识点进行结合。在这一部分的知识点考查中,历年的数据也证明失分较多,同时也属于赶超的必杀技!

今天就《物质的量的概念及计算》作为高二化学一轮复习的重点知识点进行梳理总结。

一、以物质的量为中心的换算关系

高中化学一轮复习物质的量(点心优课化学于汐)(1)

1、物质的量和阿伏伽德罗常数注意点

(1)物质的量是一个整体名词,不能理解为物质的质量或者物质的数量,其描述的对象是微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物体。

(2)使用摩尔作单位时,应用化学式指明粒子的种类,如1 mol H等。

(3)阿伏加德罗常数与6.02×1023的含义不同;阿伏加德罗常数为0.012 kg 12C所含的碳原子的准确数目,是一个精确值。而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的一个近似值。

(4)摩尔质量、相对分子质量、1 mol物质的质量在数值上是相同的,但含义不同,三者的单位也不同。

2.应用气体摩尔体积解题时需要注意的问题

(1)使用“条件”:一般指标准状况,即0℃、1×105Pa。

(2)运用对象:必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。

(3)在标准状况下气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm不一定是22.4 L·mol-1。

(4)22.4 L气体,在标准状况下是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。

3.气体摩尔质量的求解方法

高中化学一轮复习物质的量(点心优课化学于汐)(2)

二、 阿伏伽德罗常数使用注意事项

解有关阿伏加德罗常数的题目应该注意观察题干给出的条件,如物质的状况、所处的环境、物质本身的结构,同时还要考虑氧化还原反应、电离、水解等情况,具体有如下几点:

1) 状况条件

考查气体时经常给出非标准状况,如常温常压等。

2)物质的状态

考查气体摩尔体积时,常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如H2O、SO3、苯、CHCl3等。

3)物质的结构

考查一定物质的量的物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目。常涉及单原子分子(如稀有气体)、双原子分子、三原子分子(如O3)。

4)氧化还原反应

考查指定物质参加的氧化还原反应,常设置电子转移数目方面的陷阱,如1 mol Na2O2与足量CO2(或水)反应时转移电子的数目是NA而不是2NA。

5)电离、水解

考查电解质溶液中微粒的数目或浓度时,常涉及弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。如1 L 1 mol/L AlCl3溶液中Al3+的数目小于NA。

6)胶体

胶体粒子较大,由多个微粒组合而成,如一个Fe(OH)3胶体粒子是由多个Fe(OH)3微粒的集合体吸附一些粒子组成的,故Fe(OH)3胶体粒子数小于Fe(OH)3分子数。

7)物质变化

一些物质间的变化具有一定的隐蔽性,有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。考生若不注意挖掘隐含变化往往会误入陷阱,如NO2存在与N2O4的平衡。

三、 一定物质的量浓度溶液的配制

仪器:容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、天平、量筒

1、认识容量瓶

(1)容量瓶是一种细颈梨形平底的容量器,带有磨口玻塞,颈上有标线,表示在所指温度下液体液体凹液面与容量瓶颈部的标线相切时,溶液体积恰好与瓶上标注的体积相等。容量瓶上标有:温度、容量、刻度线。常用的容量瓶有100、250、500毫升等多种规格。

(2) 使用前检查瓶塞处是否漏水。具体操作方法是:在容量瓶内装入半瓶水,塞紧瓶塞,用右手食指顶住瓶塞,另一只手五指托住容量瓶底,将其倒立(瓶口朝下),观察容量瓶是否漏水。若不漏水,将瓶正立且将瓶塞旋转180°后,再次倒立,检查是否漏水,若两次操作,容量瓶瓶塞周围皆无水漏出,即表明容量瓶不漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。

2、配制步骤:计算→称量→溶解或稀释→冷却→转移→洗涤→定容→摇匀→倒入试剂瓶、贴标签

计算:所称固体的质量或所量液体的体积。

称量或量取:用托盘天平称取所需溶质或用量筒量取浓溶液。

溶液(稀释):在烧杯中溶解或稀释。溶解一般在小烧杯中进行。

冷却:溶液静置至室温,防止出现误差。

转移:转移时要用玻璃棒引流,且其下端应靠在容量瓶内壁上。

洗涤:用蒸馏水洗涤小烧杯和玻璃棒2~3,目的是使溶质尽可能地转移到容量瓶中,以防止产生误差。

定容:向容量瓶中加入水至刻度线1~2cm处,再改用胶头滴管定容至刻度。

摇匀:塞好瓶塞,反复上下颠倒摇匀。

注意:溶液所用的水不能太多,若溶液用水和洗涤用水超过溶液总体积,则实验失败。不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液,因为在配置的过程中所配溶液的体积是用容量瓶来定容的,而容量瓶的规格又是有限的。

因溶解过程大都伴随着吸热或放热过程的发生,会导致溶液温度低于或高于常温,所以必须待烧杯中溶液温度恢复到室温时,才能将溶液移入容量瓶中。使用容量瓶前必须先检查容量瓶是否漏水。不能将溶质直接放入容量瓶中进行溶解,而要在烧杯中溶解。

因为容量瓶的容积是在20℃时标定的,溶解过程的吸热或放热导致溶液温度的变化会影响到溶液的体积,使配制的溶液的物质的量浓度不准确。洗涤液必须移入容量瓶,之后还必须轻轻振荡容量瓶,使容量瓶中的溶液。充分混合均匀。

定容时,当缓缓加入蒸馏水到容量瓶中液面接近刻度1~2cm处时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度相切,视线应与刻度相平。定容后的容量瓶在反复颠倒震荡后,会出现容量瓶中的液面低于刻度线的情况,这时不能再向容量瓶中加入蒸馏水。

【综合练习】

★★★1.设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是

A.80℃时,1LpH=1的硫酸溶液中,含有的OH-数目为10-13NA

B.含0.1molNH4HSO4的溶液中,阳离子数目略小于0.2NA

C.C3H8分子中的2个H原子分别被1个-NH2和1个-OH取代,1mol此有机物所含共同电子对数目为13NA

D.以Mg、Al为电极,NaOH溶液为电解质溶液的原电池中,导线上流过NA个电子

【答案】C

【解析】80℃时,水的离子积常数Kw>10-14, 故80℃时, 1LpH=1的硫酸溶液中,含有的OH-数目大于10-13NA,A项错误;NH4HSO4的溶液中,由于铵根离子水解,故阳离子数目略大于0.2NA,B项错误;C3H8分子中的2个H原子分别被1个-NH2和1个-OH取代,取代后,1mol此有机物所含共同电子对数目为13NA,C项错误;没有告诉在标准状况下,不能使用标况下的气体摩尔体积计算生成氢气的体积,D项错误。

★★★2.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A.常温常压下,74g乙酸甲酯中含共用电子对数为11NA

B.1molCl2通入足量的水中,转移电子数为NA

C.足量的铁粉与200mL1mol·L-1硝酸完全反应生成H2的分子败为0.1NA

D.30g葡萄糖和乙酸的混合物中含碳原子数为2NA

【答案】A

【解析】A、乙酸甲酯的分子式为C3H6O2,74g乙酸甲酯合1mol,含有共用电子对的物质的量为:(3×4+6+2×2)/2mol=11mol,故A正确;B、只有极少量的氯气与水发生反应,故B错误;C、铁和硝酸反应不产生氢气,故C错误;D、葡萄糖的分子式为C6H12O6,乙酸的分子式为C2H4O2,它们的最简式相同,因此化合物中含有的碳原子物质的量为30×1/30mol=1mol,故D错误。

★★★3.设NA为阿伏加德罗常数值,下列有关叙述正确的是

A.标准状况下,11. 2LCH2C12含极性共价键数目为2NA[来源:学科网]

B.含1molCl-的NH4Cl溶液中加入适量氨水使溶液呈中性,此时溶液中NH4 的数目大于NA

C.4.6g甲苯(C7H8)和丙三醇(C3H8O3)混合物中含H原子数目为0.4NA

D.将1molCl2通入足量水中,溶液中HC1O、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA

【答案】C

【解析】A、标准状况下, CH2C12不是气体,不能用22.4L/mol计算,选项A错误;B、加入一定量的氨水后,溶液呈中性,c(H )=c(OH-),据溶液中的电荷守恒:c(Cl-) c(OH-)=c(NH4 ) c(H ),所以c(NH4 )=c(Cl-)=1mol,故此时溶液中NH4 数为NA,选项B错误;C、甲苯和丙三醇的相对分子质量都是92,4.6g混合物的物质的量为0.05mol,含有氢原子的物质的量为0.05mol×8=0.4m ol,含氢原子数目为0.4NA,选项C正确;D、氯气通入水中只有少量反应且为可逆反应,不可能完全转化,将1molCl2通入足量水中,溶液中HC1O、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA,选项D错误。答案选C。

★★★4.常温下,将0.1L0.2mol/LKMnO4酸性溶液与一定量pH=3的草酸(HOOC-COOH)溶液混合,放出VL气体。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是

A.pH=3的草酸溶液含有H 数目为0.001NA

B.当1molKMnO4被还原时强酸提供H 数目为NA

C.1molHOOC-COOH含共用电子对数目为9NA

D.该反应释放CO2分子数目为

【答案】C

【解析】A、没有给定溶液体积,无法求算,选项A错误;B、根据反应2MnO4- 5HOOC-COOH 6H =2Mn2 10CO2↑ 8H2O可知,当1molKMnO4被还原时强酸提供H 数目为3NA,选项B错误;C、C.HOOC-COOH分子中含有二个碳氧双键、一个碳碳单键、二个碳氧单键、二个氢氧键,每个分子共有关9对共用电子对,故1molHOOC-COOH含共用电子对数目为9NA,选项C正确;D、不是标准状况下,不能用22.4L/mol计算,无法确定,选项D错误。答案选C。

★★★★5.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的有几个

①在常温常压下,1mol氦气含有原子数为2NA

②0.5molO2和0.5molO3的混合物所含有的氧原子个数为2.5NA

③常温常压下,18 g H2O中含有的原子总数为3NA

④常温常压下,2.24 LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA

⑤含NA个Na+的Na2O溶解于1 L水中,Na+的物质的量浓度为1 mol·L-1

⑥1.00 mol NaCl中,所有Na+的最外层电子总数为8×6.02×1023

⑦1 mol·L-1NaCl溶液含有NA个Na+

⑧常温常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA

⑨13.5g Al与足量盐酸反应生成H2的分子数为NA

⑩标准状况下,2.24LCH4所含电子数为NA

A.3 B.4 C.5 D.6

【答案】C

【解析】①氦气为单原子分子,在常温常压下,1mol氦气含有原子数为NA,故①错误;

②0.5molO2和0.5molO3的混合物所含有的氧原子个数(0.5×2 0.5×3)×NA=2.5NA,故②正确;

③1个水分子含有3个原子,常温常压下,18g H2O的物质的量=18g/(18g/mol)=1mol,含有的原子总数为3NA,故③正确;

④常温常压下,2.24L CO和CO2混合气体中含有气体的物质的量不是0.1mol,故④错误;

⑤溶液的体积不等于水的体积,所以含NA个Na 的Na2O溶解于1L水中形成溶液的体积不知道,无法计算其浓度,故⑤错误;

⑥1.00molNaCl中,所有Na 的物质的量为1.00mol,钠原子最外层有1个电子,失去最外层1个电子形成钠离子,此时最外层有8个电子,故所有Na 的最外层电子总数为8×6.02×1023,故⑥正确;

⑦溶液体积未知,无法计算NaCl溶液中钠离子的个数,故⑦错误;

⑧NO2和N2O4最简式相同为NO2,计算92gNO2中所含原子数=92g/(46g/mol)×3×NA=6NA,故⑧正确;

⑨13.5g Al的物质的量=13.5g/(27g/mol)=0.5mol,结合铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气的定量关系计算,2Al~3H2,生成H2的分子数为0.75NA,故⑨错误;

⑩1mol甲烷中含有10mol电子,标准状况下,2.24LCH4的物质的量=2.24L/(22.4L/mol)=0.1mol,含电子数为:NA,故⑩正确;故选C。

我是点心优课化学于汐老师,毕业于中山大学化学系,全国前五高中任教17年,曾任化学教研组长、竞赛教练。

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