新高考化学二轮复习第2讲化学计量及其应用课堂练习.docx
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新高考化学二轮复习第2讲化学计量及其应用课堂练习
新高考化学二轮复习第2讲化学计量及其应用课堂练习
[最新考纲]
1.了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。
2.理解质量守恒定律。
3.能正确书写化学方程式和离子方程式,并能进行有关计算。
4.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
5.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。
6.了解溶液的含义。
7.了解溶解度、饱和溶液的概念。
8.了解溶液浓度的表示方法。
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。
9.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。
阿伏加德罗常数与阿伏加德罗定律[学生用书P5]
1.(2017·高考全国卷Ⅱ,8,6分)阿伏加德罗常数的值为NA。
下列说法正确的是( )
A.1L0.1mol·L-1NH4Cl溶液中,NH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.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
解析:
选D。
溶液中含0.1molNH4Cl,由于NH部分水解,即NH的数量少于0.1NA,A项错误;2.4gMg为0.1mol,与H2SO4完全反应转移0.2mol电子,B项错误;标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体为0.1mol,其分子数为0.1NA,C项错误;H2与I2的反应虽为可逆反应,但由于反应前后气体总物质的量不变,因此无论反应程度如何,分子总数均为0.2NA,D项正确。
2.(2017·高考全国卷Ⅲ,10,6分)NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.0.1mol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1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键
解析:
选A。
1个11B原子中含有6个中子,0.1mol11B中含有0.6NA个中子,A项正确;H3PO4溶液的体积未知,所以不能计算出所含氢离子个数,B项错误;标准状况下苯是液体,不能利用标准状况下的气体摩尔体积计算2.24L苯在O2中完全燃烧产生CO2分子的数目,C项错误;PCl3与Cl2生成PCl5的反应是可逆反应,所以1molPCl3与1molCl2不可能完全反应,生成的PCl5小于1mol,故增加的P—Cl键的数目小于2NA,D项错误。
[感悟高考]
1.题型:
选择题
2.考向:
有关阿伏加德罗常数的问题是比较重要的题型,涉及的概念很多,是近几年高考常出不衰的热点题型。
阿伏加德罗定律及推论也常常在化学平衡计算中得到应用。
考生需要积累此类试题的各方面易错点和规律,特别是要将气体摩尔体积、物质的组成、氧化还原反应中电子转移、弱电解质的电离、盐类的水解以及一些特殊的反应等所涉及的常考物质牢记在心。
1.注意阿伏加德罗常数应用题常设的五大“陷阱”
(1)“标准状况”“常温常压”等外界条件
①在标准状况下的非气态物质如H2O、SO3、戊烷、苯、CCl4等。
②物质的质量、摩尔质量、粒子个数不受外界条件的影响。
(2)物质的组成
①特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、H37Cl。
②物质中所含化学键的数目,如CO2、CnH2n+2等。
③最简式相同的物质中的微粒数目,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、O2和O3等。
④摩尔质量相同的物质中的粒子数目,如N2、CO、C2H4等。
(3)氧化还原反应中电子转移(得失)的数目
如Na2O2、NO2与H2O的反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算的问题。
(4)弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。
如0.1mol·L-1的乙酸溶液和0.1mol·L-1的乙酸钠溶液中c(CH3COO-)不相等。
(5)一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,合成氨反应属于可逆反应等。
2.阿伏加德罗定律
(1)定义:
同温同压同体积的任何气体含有相同的分子数。
(2)推论
①同温同压下,V1/V2=n1/n2。
②同温同体积时,p1/p2=n1/n2。
③同温同压同体积时,M1/M2=ρ1/ρ2。
阿伏加德罗常数的正误判断
1.(2016·高考全国卷Ⅰ,8,6分)设NA为阿伏加德罗常数值。
下列有关叙述正确的是( )
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
解析:
选A。
乙烯和丙烯的最简式均为CH2,故14g乙烯和丙烯的混合气体中氢原子数为×2NA·mol-1=2NA,A项正确;忽视了N2与H2的反应为可逆反应,不能进行彻底,B项错误;Fe与过量硝酸反应生成Fe3+,1molFe参加反应转移3NA个电子,C项错误;标准状况下CCl4为液态,D项错误。
2.(2017·潍坊高三三模)设NA为阿伏加德罗常数值。
下列叙述正确的是( )
A.28gC2H4和CO的混合气体中含有的分子数为NA
B.28gN2和6gH2充分反应,生成NH3的分子数为2NA
C.标准状况下,11.2LO2参加反应转移的电子数一定为2NA
D.0.1molFeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体,生成0.1NA个胶粒
解析:
选A。
C2H4和CO的摩尔质量都为28g/mol,28gC2H4和CO的混合气体为1mol,则其中含有的分子数为NA,选项A正确;合成氨是可逆反应,反应不可能完全转化,28gN2和6gH2充分反应,生成NH3的分子数小于2NA,选项B错误;标准状况下,11.2LO2参加反应转移的电子数可能为NA,如氧气与金属钠反应生成过氧化钠,选项C错误;1个氢氧化铁胶粒中含有多个Fe(OH)3分子,1molFeCl3完全水解生成的氢氧化铁胶体胶粒数小于NA个,选项D错误。
3.(2017·河北衡水中学高三检测)用NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是( )
A.3.0g由葡萄糖和冰醋酸组成的混合物中含有的原子总数为0.3NA
B.1L0.1mol·L-1NH4Cl溶液中含有的氮原子数小于0.1NA
C.用铅蓄电池电解氯化钠溶液,得到标准状况下22.4L氢气时,理论上铅蓄电池中消耗氢离子数目为4NA
D.氢气与氯气反应生成标准状况下22.4L氯化氢,断裂化学键的总数为2NA
解析:
选C。
葡萄糖和冰醋酸的最简式均为CH2O,则3.0g由葡萄糖和冰醋酸组成的混合物中含有的原子总数为0.4NA,故A错误;根据物料守恒定律,1L0.1mol·L-1NH4Cl溶液中含有的氮原子数为0.1NA,故B错误;用铅蓄电池电解氯化钠溶液,得到标准状况下22.4L即1mol氢气时,理论上铅蓄电池中共消耗氢离子数目为4NA,故C正确;氢气与氯气反应生成标准状况下22.4L即1mol氯化氢时,断裂化学键的总数为NA,故D错误。
解答有关阿伏加德罗常数类题目的“三”个步骤
(1)看:
看所给数据是体积、质量还是物质的量。
如果所给数据是质量或物质的量,该类数据不受外界条件的限制。
(2)定:
确定对象是气体、固体还是液体。
如果是气体,要注意外界条件是否为“标准状况”。
(3)算:
根据所求内容进行计算,在求算时要注意:
①不要直接利用溶液的浓度代替指定物质的物质的量进行计算。
②同种物质在不同的氧化还原反应中“角色”可能不同,电子转移数目也可能不同,不能一概而论。
阿伏加德罗定律及其应用
4.同温同压下,xg甲气体和yg乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述错误的是( )
A.x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比
B.x∶y等于甲与乙的分子个数之比
C.x∶y等于同温同压下甲与乙的密度之比
D.y∶x等于同温同体积下,等质量的甲与乙的压强之比
解析:
选B。
A项,由同温同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数,则xg甲气体和yg乙气体的物质的量相等,即=,推出x∶y=M甲∶M乙,故正确;B项,甲与乙的分子个数之比为1∶1,而x与y不一定相等,故不正确;C项,同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,即为x∶y,故正确;D项,同温同体积下,等质量的甲、乙的压强之比为p甲∶p乙=n甲∶n乙=∶=M乙∶M甲=y∶x,故正确。
5.在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度。
则下列说法正确的是( )
A.物质的量:
甲>乙 B.气体体积:
甲>乙
C.摩尔体积:
甲>乙D.相对分子质量:
甲>乙
解析:
选D。
同温同压下,气体摩尔体积相等,根据ρ=知,相同条件下,气体密度与其摩尔质量成正比,甲的密度大于乙的密度,说明甲的摩尔质量大于乙。
A项,根据n=知,相同质量时物质的量与摩尔质量成反比,甲的摩尔质量大于乙,则甲的物质的量小于乙,故A错误;B项,根据V=Vm知,相同温度、压强、质量时,气体体积与摩尔质量成反比,摩尔质量甲>乙,则气体体积甲<乙,故B错误;C项,同温同压下,气体摩尔体积相等,故C错误;D项,根据以上分析知,摩尔质量甲>乙,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以相对分子质量甲>乙,故D正确。
一定物质的量浓度溶液的配制及计算[学生用书P6]
1.
(1)(2017·高考全国卷Ⅲ,9D改编)下列实验操作是否规范?
能否达到目的?
说明理由。
目的
操作
配制浓度为0.010mol·L-1的KMnO4溶液
称取KMnO4固体0.158g,放入100mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度
(2)(2017·高考天津卷)将称得的AgNO3配制成250mL标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有_________________________________________。
答案:
(1)本项实验操作不规范。
不能达到实验目的。
不能在容量瓶中直接溶解固体。
(2)250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
2.下列操作或装置能达到实验目的的是( )
A.(2015·高考四川卷)配制一定浓度的NaCl溶液(如图1)
B.(2015·高考重庆卷)配制一定物质的量浓度的NaNO3溶液(如图2)
C.(2014·高考全国卷Ⅰ,12D)用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
D.(2013·高考福建卷)配制0.1000mol·L-1氯化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流
解析:
选D。
配制一定浓度的NaCl溶液,定容时俯视会造成结果偏高,A不正确;配制溶液时,不能直接在容量瓶中溶解,B不正确;加水超过刻度线时应重配,C不正确。
[感悟高考]
1.题型:
选择题(次)、填空题(主)
2.考向:
在近几年高考题中,没有出现专门考查一定物质的量浓度溶液配制的试题,而是作为实验题的一个小题或某个选项呈现的,由于题目单一,难度较小,考生掌握其基础的配制要领即可,需要熟记所需实验仪器和步骤。
有关溶液的计算也没有直接命题,但溶液的计算作为基本技能,是解决其他问题的基础,仍要重视。
一、有关溶液配制的几个注意问题
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.配制溶液的六步操作
计算、称量或量取、溶解并冷却、转移并洗涤、定容并摇匀、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等。
4.抓住表达式cB=nB/V进行误差分析
(1)导致cB偏低的错误操作:
垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(用游码);称量时间过长(潮解);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。
(2)导致cB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。
二、有关溶液的计算
1.熟练推导三种换算关系
(1)物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算
c====,w=。
(ρ:
g·cm-3)
(2)物质的量浓度与溶解度(S)的换算(饱和溶液)
c===,S=。
(ρ:
g·cm-3)
(3)气体溶质溶于水中制得溶液,其物质的量浓度和质量分数的计算
在标准状况下,1L水中溶解某气体VL,所得溶液密度为ρ,则:
c===(ρ:
g·cm-3),
w=×100%=×100%=×100%。
2.两条规律理解透
(1)稀释定律
①如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物质的量浓度,有c1V1=c2V2。
②如用m1、m2、w1、w2分别表示稀释前后溶液的质量和质量分数,有m1w1=m2w2。
(2)混合规律
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=(w1+w2)。
②两溶液等体积混合
a.若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度,则w>(w1+w2),如H2SO4溶液。
b.若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度,则w<(w1+w2),如氨水、酒精溶液。
溶液的配制操作及误差分析
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2016·高考浙江卷)为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用滴管滴加蒸馏水至刻度线。
( )
(2)(2015·高考福建卷)若要称取2.0gNaOH固体,先在托盘上各放1张滤纸,然后在右盘上添加2g砝码,左盘上添加NaOH固体。
( )
(3)洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干。
( )
答案:
(1)√
(2)× (3)×
2.某同学参阅了“84消毒液”说明中的配方,欲用NaClO固体配制480mL含NaClO25%,密度为1.19g/cm3的消毒液。
下列说法正确的是( )
A.配制过程只需要三种仪器即可完成
B.容量瓶用蒸馏水洗净后必须烘干才能用于溶液的配制
C.所配得的NaClO消毒液在空气中光照,久置后溶液中NaClO的物质的量浓度减小
D.需要称量的NaClO固体的质量为140g
解析:
选C。
配制过程中需要用到托盘天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等,A项错误;容量瓶用蒸馏水洗净后不需要烘干,B项错误;需要称量的NaClO固体的质量为500mL×1.19g/cm3×25%=148.8g,D项错误。
3.在配制一定物质的量浓度的硫酸时,用“偏高”“偏低”或“无影响”表示下列操作对所配溶液浓度的影响。
(1)用量筒量取浓硫酸时仰视读数:
________。
(2)溶解搅拌时有液体飞溅:
________。
(3)烧杯中溶液转移到容量瓶中时,未洗涤烧杯:
________。
(4)定容时仰视容量瓶瓶颈刻度线:
________。
(5)摇匀后见液面下降,再加水至刻度线:
________。
(6)未等溶液冷却至室温就将溶液转移到容量瓶中并定容:
________。
(7)转移溶液前,容量瓶中有少许蒸馏水:
________。
解析:
(1)会造成溶质的体积偏大;
(2)、(3)会造成溶质损失;(4)、(5)会造成溶液的体积偏大;(6)会造成溶液的体积偏小;(7)定容时需要加水,故转移溶液前,容量瓶中有少许蒸馏水,无影响。
答案:
(1)偏高
(2)偏低 (3)偏低 (4)偏低 (5)偏低
(6)偏高 (7)无影响
定容时视线引起误差的分析方法
(1)仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,结果偏高。
有关溶液的简单计算
4.
(1)配制浓度为2mol·L-1的NaOH溶液100mL,用托盘天平称取NaOH固体时,天平读数________(填写字母)。
A.等于8.0g B.等于8.00g
C.大于8.0gD.等于0.2g
(2)某实验中需2mol·L-1的Na2CO3溶液950mL,配制时应选用的容量瓶的规格为________,称取Na2CO3的质量为________。
解析:
(1)称量NaOH固体时需用小烧杯盛放,故天平读数等于8.0g+烧杯质量。
(2)根据容量瓶的常用规格可知,应配制2mol·L-1的Na2CO3溶液1000mL,所需Na2CO3的质量为1L×2mol·L-1×106g·mol-1=212.0g。
答案:
(1)C
(2)1000mL 212.0g
5.体积为VL、密度为ρg·cm-3的某溶液中,含有摩尔质量为M的溶质mg。
若此溶液中溶质的物质的量浓度为cmol·L-1,溶质的质量分数为w,则下列各表示式中正确的是( )
A.c=B.m=Vρw
C.w=D.ρ=
解析:
选A。
已知:
c=或c=。
A项,c=,正确;B项,=,m=1000ρwV,错误;C项,w=,错误;D项,ρ=,注意w与w%的区别,错误。
6.取100mL0.3mol·L-1的硫酸溶液和300mL0.25mol·L-1的硫酸溶液混合并加水稀释至500mL,该混合溶液中H+的物质的量浓度是( )
A.0.21mol·L-1B.0.42mol·L-1
C.0.56mol·L-1D.0.26mol·L-1
解析:
选B。
根据题意可知,该混合溶液中H2SO4溶液的浓度关系如下:
c3V3=c1V1+c2V2,可得n(H+)=(0.1L×0.3mol·L-1+0.3L×0.25mol·L-1)×2=0.21mol,所以c(H+)==0.42mol·L-1。
常见的化学计算类型、溶解度[学生用书P8]
1.[2017·高考全国卷Ⅰ,26(5)]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。
已知:
NH3+H3BO3===NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3。
仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。
铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。
打开k1,加热b,使水蒸气进入e。
取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·L-1的盐酸VmL,则样品中氮的质量分数为________%,样品的纯度≤________%。
解析:
n(N)=n(NH3)=n(HCl)=mol,w(N)=×100%=%。
C2H5NO2的相对分子质量为75,w(C2H5NO2)=%×=%。
答案:
2.[2017·高考全国卷Ⅱ,26(4)]水泥是重要的建筑材料。
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。
实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为MnO+H++H2C2O4―→Mn2++CO2+H2O。
实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为____________。
解析:
根据反应中转移电子数相等可找出关系式2MnO~5H2C2O4,结合消耗KMnO4溶液的浓度和体积可求出n(H2C2O4)==4.5×10-3mol,则该水泥样品中钙的质量分数为×100%=45.0%。
答案:
45.0%
3.(2016·高考海南卷)利用太阳能分解水制氢,若光解0.02mol水,下列说法正确的是( )
A.可生成H2的质量为0.02g
B.可生成氢的原子数为2.408×1023个
C.可生成H2的体积为0.224L(标准状况)
D.生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量
解析:
选D。
根据方程式2H2O2H2↑+O2↑,光解0.02mol水,可产生0.02molH2和0.01molO2。
则可得:
A.可生成H2的质量为0.04g,错误;B.可生成氢的原子数为2.408×1022个,错误;C.可生成标准状况下H2的体积为0.448L,错误;D.0.04molNa与水反应产生0.02molH2,正确。
[感悟高考]
1.题型:
选择题(次)、填空题(主)
2.考向:
作为拉开考生差距的压轴问题,高考大题的最后一步必有计算。
化学计算要特别注意对“物质的量”的理解,利用物质的量建立宏观与微观的链接,还要构建以“物质的量”为中心的知识网络体系。
计算都是要利用各种关系找到题中所给数据的物质与所求物质之间的关系,才能进行计算。
一、物质的量、相对原子质量、摩尔质量等化学常用计量的综合应用网络
1.明确一个中心
必须以“物质的量”为中心——“见量化摩,遇问设摩”。
2.注意三个守恒
3.明确两种方法
(1)关系式法
此法常用于多步连续反应的计算。
确定关系式可利用各步反应的计量关系或某元素原子守恒关系,找出已知物质和未知物质的关系式,然后根据已知量和未知量列比例式求解。
(2)差量法
①差量法的应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出“理论差量”。
这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。
用差量法解题的关键是把化学方程式中的对应差量(理论差量)及差量(实际差量)与未知量列成比例式,然后求解。
例如:
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH Δm(固),Δn(气),ΔV(气)
2mol 1mol 2mol Q 24g 1mol 22.4L
(标准状况)
②使用差量法时的注意事项
a.所选用差量要与未知量的数值成正比例或反比例关系。
b.有关物质的物理量及其单位都要正确地使用和对应,即“上下一致,左右相当”。
4.计算类型及实验方法
(1)计算类型
①确定化学式;②确定样品质量分数。
(2)实验方法
①滴定分析法;②沉淀分析法;③热重分析法。
二、溶解度及溶解度曲线
1.溶解度的概念及影响因素
在一定温度下,某固体物质在100g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为g。
固体物质溶解度(饱和溶液)S=×100g
影响溶解度大小的因素:
(1)内因:
物质本身的性质(由结构决定)。
(2)外因
①溶剂的影响:
如NaCl易溶于水,不易溶于汽油;
②温度的影响:
升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl的溶解度影响不大。
2.溶解度的表示方法
(1)列表法
硝酸钾在不同温度时的溶解度
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