专题01 物质的量及计算-2015年高考备考高中化学重难点突破(解析版)

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物质的量的概念贯穿于整个中学化学阶段,因其概念抽象,包含的微粒数目繁多而难于理解。故它即是中学化学的一个重点,又是一个难点。物质的量和物质的量浓度的计算是高中生必备的计算技能,物质的量浓度的溶液的配制也是高中生必须掌握的定量实验,主要为计算所需要的固体或液体量、仪器的缺失、实验操作过程中应该注意的事项及误差分析等。在2015年高考中,物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度的溶液的配制、误差分析等仍是高考的必考知识点。主要题型是阿伏伽德罗常数的正误判断。物质的量的计算已经渗透到实验题、推断题之中。阿伏伽德罗常数的正误判断仍然是近几年高考的必考题。在高考中已经渗透到实验题、推断题中,预测今后的高考中主要会继续出现该内容的选择题或实验题。

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1、物质的量

(1)物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一。 (2)符号:n

(3)单位:摩尔,用mol 表示。

(4)物质的量、阿伏伽德罗常数与微粒数之间的关系为:A

N N

n =。 2、阿伏伽德罗常数

(1)定义:把1mol 任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数,通常用6.02×1023来表示。 (2)符号:N A 。 (3)单位:mol -1。 3、摩尔质量

(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量; (2)符号:M ,单位:克/摩尔,g/mol 。

(3)物质的量、物质的质量、摩尔质量的关系为:M

m n =

4、气体摩尔体积

(1)定义:在一定温度和压强下,单位物质的量的任何气体所占有的体积。 (2)符号V m . (3)单位:L/mol

(4)数值:在标准状况下约为22.4L/mol

(5)气体的物质的量、气体体积、气体摩尔体积鉴定关系是:m

V V n =。 5、阿伏伽德罗定律

在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。即2

1

2121n n N N V V =

= 6、阿伏伽德罗定律的推论:

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7、物质的量浓度

(1)定义:是用单位体积的溶液里所含有溶质的物质的量的来表示溶液组成的物理量。(2)表达式:

V

n C B

B =

(3)单位::摩尔/升,符号:mol/L. 8、容量瓶

(1)结构:细颈梨形平底玻璃瓶。容量瓶上标有刻度线、温度和容积。(2)规格:常用的有100ml 、250ml 500ml 和1000ml..(3)使用注意事项:①使用前要查漏;②只用于配制溶液,不能储存溶液。 9、一定物质的量浓度的溶液配制

(1)主要仪器:天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶、胶头滴管。 (2)配制过程:计算、称量(或量取)、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签

10、有关物质的量浓度的计算

(1).溶液物质的量浓度(C )与溶质的质量分数(ω)之间的换算:M

C ω

ρ??=1000或ρ

ω1000M C ?=

(ρ单位是g/cm 3)

(2)物质的量浓度(C )与溶解度(S )的换算:)

100(10001000100S M S

S M S

V n C +=

+==ρρ

(ρ单位是g/cm 3) (3)饱和溶液中溶解度与溶质质量分数的换算:S

S

+=

100ω×100%.

(4)在标准状况下1L 水中溶解某气体VL ,所得溶液密度为ρ(ρ单位是g/cm 3)则

V

M V M V V

V n C ?+=?+?==22400100010004.22110004.22ρρ

。10021?=m m ω%=M VM V ?+

?4.22110004.22×100%

=

MV

MV

+22400×100%。

(5)两溶液混合的计算①混合后溶液的体积不变时C 1V 1+C 2V 2=C 混(V 1+V 2);②混合后溶液的体积改变时C 1V 1+C 2V 2=C 混V 混(V 混=m 混/ρ混)。(6)溶液稀释的计算根据稀释或混合前后,溶液中溶质的物质的量总量不变的原理:c 1V 1=c 2V

2

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【典例1】【2014年高考四川卷第5题】设N A 为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是

A .高温下,0.2molFe 与足量水蒸气反应,生成的H 2分子数目为0.3N A

B .室温下,1LpH =13的NaOH 溶液中,由水电离的OH -

离子数目为0.1N A C .氢氧燃料电池正极消耗22.4L (标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2N A

D .5NH 4NO 3=====△2HNO 3+4N 2↑+9H 2O 反应中,生成28g N 2时,转移的电子数目为3.75N A

【答案】D

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【典例2】【2014年高考上海卷第16题】含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50mg,则

A.被氧化的砒霜为1.98mg B.分解产生的氢气为0.672ml

C.和砒霜反应的锌为3.90mg D.转移的电子总数为6×10―5N A

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了解程度以及灵活应用这些知识解决实际问题的能力,明确概念的含义与判断依据是答题的关键。

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设陷阱仍然集中在气体摩尔体积、氧化还原反应中的电子转移的数目、原子结构、电解质的电离与盐的水解及混合物之间的反应性质上面。在解答这类题目时,首先要认真审题,特别注意试题中的一些关键性的字、词,留心有无“陷阱”。同时还要注意一下一些细微的知识点: 1、注意条件、状态

(1)水在标准状态下为液态或固态;SO 3在标准状态下为固态;碳原子数大于4的烃为液态或固态。 (2)如果题目给出了物质的质量或物质的量的多少,则粒子数与外界条件无关。 2、要明确物质结构

(1)特殊物质的原子个数、电子个数。如Ne 、O 3、P 4等。 (2)特殊物质的的摩尔质量。如D 2O 、18O 2. H 218O.

(3)一些物质中的化学键数目。如Si 、 SiO 2 C n H 2n+2 CH 4 C 2H 4 、C 2H 2、C 6H 6、CO 2等。(4)一些离子化合物中的离子数。如Na 2O 2、KO 2 熔融状态下的NaHSO 4等。 3、氧化还原反应

考查指定物质的氧化还原反应时,常设置氧化还原反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移数目的陷阱。如Na 2O 2与水或CO 2的反应、Cl 2和NaOH 溶液的反应等。 4、若电解质的电离或盐类的水解

在考查电解质溶液中的粒子数目、粒子浓度大小关系时常涉及若电解质的电离平衡或盐类的水解平衡的知识。如在1mol/L 的NH 4Cl 溶液中:C(NH 4+)C(OH -). C(Cl -)> C(NH 4+) >C(H +)>C(OH -).

5、在求算气体摩尔质量时,通常采用的方法是:1.标准状况下的密度法:M=22.4L/mol×ρ(g/L);2.相对密度法:如对①H 2。Mr=ρ(对氢气)×2. ②对空气:Mr=ρ(对空气)×29;3.体积分数法M 混=M 1V 1%+M 2V 2%+M 3V 3%+……。

6、溶液配制过程中的误差分析:①分析判断的依据:由V

n C B

B

可分析实验误差,若n B 偏小,V 值准确,则C B 偏小;若n B 准确,V 值偏小,则C B 偏大;②具体分析判断的方法:

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一、气体的体积受温度、压强的影响。应用阿伏伽德罗常数时要注意条件是否为标准状况,是否为同温、

同压。

二、物质的质量、物质的量与外界条件无关。不受条件影响。如在任何条件下2gH 2的物质的量都是1摩尔,

含有的分子数为N A。

三、阿伏伽德罗定律及其推论适用于任何气体,可以是单一的气体,也可以是混合气体。同时还要要注意

结合M m n =

,V

m

=ρ 进行推导相关结论。 四、在进行物质的量浓度的计算时:

1.要注意溶质的质量守恒、物质的量守恒及电荷守恒。如:含有K +、Na +、SO 42-的溶液中存在关系:

C (K +)+C(Na +)=2C (SO 42-)

2.溶液稀释或混合时,溶液的体积一般不可以直接相加,而应该运用溶液的总质量除以溶液的密度,

即V (溶液)=m(溶液)/ρ来计算。

五、在进行物质的量浓度的溶液配制时:

(1)在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容加蒸馏水,一旦超过了刻度线,要重新配制; (2)配制时完全不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥的,有 蒸馏水不一下结果;

(3)定容后必须反复摇匀,静止后液面下降是由于一部分溶液附在了管壁和塞子上而浓度是固定的,

不需要再加入蒸馏水,否则浓度偏低。

(4)定量实验要注意的三个问题:①注意关键仪器的规格;②所用定量仪器的精确度;③计算过程中的有效数字的处理。如要量取9.6ml液体,应该选择10ml量程的量筒,而不能选9.6ml的量筒或100ml的量筒。因为没有规格为9.6ml的量筒,100ml的量筒的精确度为1ml.无法准确量取9.6ml的液体。

六、在进行配制读数时:

(1)定容时俯视、仰视对结果的影响:①仰视刻度线,导致溶液体积偏大。②俯视刻度线导致溶液体积偏小。

(2)俯视量筒和滴定管中的液面或刻度线对结果的影响;俯视量筒的液面造成读数偏大,若发生其刻度线量取固定体积的溶液会造成取用的液体偏少;俯视滴定管的液面读数偏小,若俯视其刻度线会造成取用的液体偏多。

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1、【2014年全国大纲卷第7题】N A表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是

A.lmol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2N A

B.2 L0.5 mol ? L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为N A

C.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4N A

D.丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6 N A

【答案】D

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2.【2014年高考广东卷第10题】设N A为阿伏伽德罗常数的数值。下列说法正确的是A.1mol甲苯含有6N A个C-H键

B.18gH2O含有10N A个质子

C.标准状况下,22.4L氨水含有N A个NH3分子

D.56g铁片投入足量浓硫酸中生成N A个SO2分子

【答案】B

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3、【2014年江苏卷】设N A为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是

A.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1N A

B.0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1N A

C.标准状况下,11.2L苯中含有分子的数目为0.5N A

D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.4N A 【答案】A

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4、【2013全国大纲卷】下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是

A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等

C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等

【答案】C

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C项,体积相等则物质的量相同,两者质子数、电子数也相等,C正确。D项,质量相等,因摩尔质量不等,则物质的量不等,所以质子数不等,D错。

5、【2013全国大纲卷】下列操作不能达到目的的是

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【答案】A

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6、【2013全国新课标Ⅱ卷9】N A为阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是()

A.1.0L1.0mo1·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N A

B.12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5N A

C.25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1 N A

D.1 mol的羟基与1 moL的氢氧根离子所含电子数均为9 N A

【答案】B

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7、【全国百强校福建省三明一中2015届高三学年度上学期第一次月考化学试题】用N A表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是

A.标准状况下,22.4L H2O含有N A个分子

B.1L 1mol·L -1的NaClO 溶液中含有ClO-的数目少于N A个

C.0.1molAlCl3完全转化为氢氧化铝胶体,生成0.l N A个胶体粒子

D.0.1molCl2与足量NaOH溶液反应,转移电子数为0.2 N A

【答案】B

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8、【2013广东卷】设n A为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是

A.常温常压下,8gO2含有4n A个电子

B.1L0.1mol?L-1的氨水中有n A个NH4+

C.标准状况下,22.4L盐酸含有n A个HCl分子

D.1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去2n A个电子

【答案】A

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9、【2013年高考四川卷第7题】1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL (标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金

属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀,下列说法不正确

...的是

A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2 ︰1

B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L

C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%

D.得到2.54沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL

【答案】D

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10、【全国百强校福建省三明一中2015届高三学年度上学期第一次月考化学试题】在80 g密度为d g·cm-3

的硫酸铁溶液中,含有2.8 g Fe3+,则此溶液中SO2-4的物质的量浓度为(单位为mol·L-1) A.15d/16 B.5d/16 C.3d/8 D.5d/8

【答案】A

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11、【2012年高考四川卷】向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L;固体物质完全反应;生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液1.0 L;此时溶液呈中性;金属离子已完

全沉淀;沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确

...的是()

A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1

B.硝酸的物质的量浓度为2.6 mol·L-1

C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L

D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol

【答案】B

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12、【全国百强校浙江省台州中学2015届高三上学期第二次统练化学试题】向含有SO32-、Fe2+、Br?、I-各0.1mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是

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【答案】C

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13、【2013年高考上海卷第18题】汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3 → K2O+ 5Na2O +16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol,则下列判断正确的是

A.生成42.0LN2(标准状况)B.有0.250molKNO3被氧化

C.转移电子的物质的量为1.25mol D.被氧化的N原子的物质的量为3.75mol

【答案】CD

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14、【天津一中2014-2015-1高三化学9月考化学试卷】下列有关溶液的说法正确的是()

A. 配置20g密度为的Ca(NO3)2溶液中含有2gCa(NO3)2,则溶液中NO3-的物质的量浓度为

25 /41mol·L-1

B. 要配置浓度为0.25mol·L-1的NaOH溶液480mL,应称量4.8gNaOH在250mL的烧杯中溶解,冷却,

再转移到500mL容量瓶中,洗涤、转移、定容

C. 配置一定物质的量浓度的溶液定容时,俯视刻度线导致所配浓度偏高

D. 配置NaOH溶液,在烧杯中溶解NaOH后未冷却至室温就转移到容量瓶中,溶液浓度偏低

【答案】C

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15、【2012年福建卷第10题】下列说法正确的是()。

A.0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等

B.25 ℃与60 ℃时,水的pH相等

C.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等

D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)和4SO2(g)+2O2(g)4SO3(g)的ΔH相等

【答案】C

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考点:考查物质的量的简单计算有关问题。

16、【全国百强校山东省莱州市第一中学2015届高三10月月考化学试题】浓度为2mol/L的氢溴酸溶液VL,欲使其浓度变为4mol/L,下列方法可行的是()

A.通入标况下的HBr气体44.8L

B.将溶液加热蒸发浓缩至0.5VL

C.蒸发掉0.5VL水

D.加入10mol/L氢溴酸0.6VL,再将溶液稀释至2VL 【答案】D

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17、【2014年上海卷第22题】已知:2[NaAl(OH)4]+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。向含2molNaOH、1molBa(OH)2、2mol[NaAl(OH)4]的混合液中慢慢通入CO2,则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是

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【答案】AC

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2mol 氢氧化铝沉淀,共计是3mol ,B 不正确;C 、当通入4molCO 2时,生成1mol 碳酸钡和2mol 氢氧化铝沉淀,共计是3mol ,C 正确;D 、当通入6molCO 2时,只有2mol 氢氧化铝沉淀,D 不正确,答案选AC 。 18、【2013年高考江苏卷第18题】硫酸镍铵[(NH 4)x Ni y (SO 4)m ·nH 2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测

定硫酸镍铵的组成,进行如下实验:①准确称取2. 3350 g 样品,配制成100. 00 mL 溶液A ;②准确量取25. 00 mL 溶液A ,用0. 04000 mol·L -1 的EDTA(Na 2H 2Y)标准溶液滴定其中的Ni 2+

(离子方程式为Ni 2

+H 2Y 2-

=NiY 2-

+2H +

),消耗EDTA 标准溶液31. 25 mL ;③另取25. 00 mL 溶液A ,加足量的NaOH 溶

液并充分加热,生成NH 3 56. 00 mL(标准状况)。

(1)若滴定管在使用前未用EDTA 标准溶液润洗,测得的Ni 2

+含量将 (填“偏高”、或“偏

低”或“不变”)。

(2)氨气常用 检验,现象是 。 (3)通过计算确定银硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。 【答案】

(1)偏高 (2)湿润的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝

(3)n(Ni 2+

)= 0. 04000 mol·

L -1×31. 25 mL ×10-3L·mL -1 =1. 250×10-3 mol n(NH 4 +)= 56. 00 mL ×10-3 L·mL -1

22. 4 L·mol -1

=2. 500×10-3 mol n(SO 42-)= 2n(Ni 2+)+n(NH 4+)2 =2×1. 25×10-3 mol+2. 500×10-3 mol 2=2. 500×10-3mol m(Ni 2+)= 59 g·mol -1×1. 250×10-3 mol=0. 07375 g m(NH 4+)= 18 g·mol -1×2. 500×10-3 mol=0. 04500 g m(SO 42-)= 96 g·mol -1×2. 500×10-3 mol=0. 2400 g

n(H 2O)=2. 3350 g ×25. 00 mL

100. 00 mL

-0. 07375 g-0. 04500 g-0. 2400 g

18 g·mol -1

=1. 250×10-2 mol x :y :m:n= n(NH 4+):n(Ni 2+):n(SO 42-):n(H 2O)= 2:1:2:10 硫酸镍铵的化学式为(NH 4)2Ni(SO 4)2·10H 2O

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19、【2014年高考上海卷第十(52~55)题】(本题共14分)

硫有多种含氧酸,亚硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)、焦硫酸(H2SO4·SO3)、硫代硫酸(H2S2O3)等等,其中硫酸最为重要,在工业上有广泛的应用。在实验室,浓硫酸是常用的干燥剂。

完成下列计算:

(1)焦硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中的SO3都转化为硫酸。若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为________mol/。

(2)若以浓硫酸吸水后生成的H2SO4·H2O计算,250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水?

(3)硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:

3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO24FeS2+11 O2→2Fe2O3+8SO2

若48mol FeS2完全反应耗用氧气2934.4L(标准状况),计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比。

(4)用硫化氢制取硫酸,既能充分利用资源又能保护环境,是一种很有发展前途的制备硫酸的方法。

硫化氢体积分数为0.84的混合气体(H2S、H2O、N2)在空气中完全燃烧,若空气过量77%,计算产物气体中SO2体积分数(水是气体)。(已知空气组成:N2体积分数0.79、O2体积分数0.21)【答案】(1)1.25 (2)250×98%÷98×16=40g

(3)2934.4÷22.4=131mol 设Fe3O4amol Fe2O3bmol

3a+2b=48 8a+11÷2b=131 a=4 b=18

n (Fe3O4):n(Fe2O3)=2:9

(4)设混合气为1体积,0.84体积硫化氢完全燃烧生成0.84体积二氧化硫和0.84体积水,消耗1.26体积氧气。所需空气为1.26÷0.21×1.77=10.62

体积 =0.84÷(10.62-1.26+1.84)=0.075

专题01 物质的量及计算-2015年高考备考高中化学重难点突破(解析版)

20、【2014年高考江苏卷第18题】(12分)碱式碳酸铝镁[Mg a Al b(OH)c(CO3)d·x H2O]常用作塑料阻燃剂。

(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需吸收大量热量和。

(2)Mg a Al b(OH)c(CO3)d·x H2O中a、b、c、d的代数关系式为。

(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:

①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO20.560L(已换算成标准状况下)。②另取

一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如右图所示(样品在2700C时已完全失去结晶水,6000C以上残留固体为金属氧化物的混合物)。

根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH-): n(CO32-)(写出计算过程)。

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【答案】

(1)阻止燃烧

(2)2a+3b=c+2d

(3)

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考点:本题考查科学计算。

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