1、专题二化学常用计量1(2020全国卷)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B1 mol重水比1 mol水多NA个质子C12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子D1 L 1 molL1 NaCl溶液含有28NA个电子解析:A项,标准状况下22.4 L氮气的物质的量为1 mol,若该氮气分子中的氮原子全部为14N,则每个N2分子含有(147)214(个)中子,1 mol该氮气含有14NA个中子,不是7NA,且构成该氮气的氮原子种类并不确定,错误;B项,重水分子和水分子都是2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数相同,错误;C项,石墨
2、烯和金刚石均为碳单质,12 g石墨烯和12 g金刚石均相当于12 g碳原子,即1 mol碳原子,所含碳原子数目为NA个,正确;D项,1 mol NaCl中含有28NA个电子,但该溶液中除NaCl外,水分子中也含有电子,错误;故答案为C。答案:C2(2020浙江卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A4MnO5HCHO12H=4Mn25CO211H2O,1 mol 4MnO5HCHO 完全反应转移的电子数为20NAB用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为NA时,阳极应有32 g Cu转化为Cu2C常温下,pH9的CH3COONa溶液中,水电离出的H数为105NAD1 L浓度为
3、0.100 molL1的Na2CO3溶液中,阴离子数为0.100NA解析:A项,Mn元素的化合价由7价降至2价,则4 mol MnO完全反应转移电子的物质的量为4 mol(7)(2)20 mol,即转移电子数为20NA,正确;B项,电解精炼铜时,阳极为粗铜,阳极发生的电极反应有比铜活泼的杂质金属失电子发生氧化反应以及Cu失电子的氧化反应:Cu2e=Cu2,当电路中通过的电子数为NA时,即电路中通过1 mol电子,Cu失去的电子应小于1 mol,阳极反应的Cu的物质的量小于0.5 mol,则阳极反应的Cu的质量小于0.5 mol64 gmol132 g,错误;C项,溶液的体积未知,不能求出溶液中
4、水电离出的H数,错误;D项,n(Na2CO3)0.100 molL11 L0.100 mol,由于CO发生水解:COH2OHCOOH、HCOH2OH2CO3OH,故阴离子的物质的量大于0.100 mol,阴离子数大于0.100NA,错误;答案选A。答案:A3(2019全国卷)已知NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ()A3 g 3He含有的中子数为1NAB1 L 0.1 molL1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NAC1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3转移的电子数为6NAD48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA解析:A项,3He的中子数为321,则3 g 3
5、He的中子数为NA mol1NA,正确; B项,磷酸钠为强碱弱酸盐,磷酸根离子在水溶液中会发生水解,则1 L 0.1 molL1的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1 L0.1 molL1NA mol10.1NA,错误;C项,重铬酸钾被还原为铬离子时,铬元素从6价降低到3价,1 mol重铬酸钾转移的电子数为3 mol2NA mol16NA,正确;D项,正丁烷与异丁烷的分子式相同,1个分子内所含共价键数目均为13,则48 g正丁烷与10 g异丁烷所得的混合物中共价键数目13NA mol113NA,正确。答案:B题型为选择题和填空题,主要考查各物理量以“物质的量”为核心的相互换算,混合物成分含量的确
6、定,未知物质化学式的确定,根据化学方程式的计算,多步连续反应的计算(即关系式法计算)等。对于物质的量浓度的求算,常出现在有关阿伏加德罗常数的判断中的某个选项中。近几年高考理综对化学计算的要求越来越高,分值也逐年上升,约占化学总分的15%,高考命题变化趋势是注重基础,所以计算方面很难的题较少。考点一物质的量与阿伏加德罗常数判断一定量的物质中所含某种粒子数目的多少,是高考命题的热点之一。命题者青睐将阿伏加德罗常数与气体摩尔体积(涉及外界条件、物质状态等)、物质结构(涉及质子数、中子数、电子数、化学键数等)、电离与水解(涉及弱电解质的电离特点及盐类的水解特点、溶液中离子浓度)、氧化还原反应(涉及电子
7、转移数目)、可逆反应等结合。阿伏加德罗常数类试题具有较强的综合性,在复习备考中除了需要注意相关的解题技巧外,还需要对相关知识有比较深入的认识,将知识准确、合理的应用。以阿伏加德罗常数为基础点进行辐射,将相关知识总结归纳,在准确把握各量与阿伏加德罗常数之间关系的前提下,着重关注易错点,并通过练习加强理解掌握,这样才能通过复习切实提高得分率。同时还要注意以下细微易错之处: 1注意外界条件和物质状态:若题目给出的是物质的体积,则要注意外界条件和物质的状态,如水在标准状况下为液态、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;气体的体积受温度和压强的影响,应用阿伏加德罗常数时,要
8、注意条件是否是标准状况,是否是同温同压;物质的量、质量不受任何条件的影响,如任何条件下2 g H2的物质的量必是1 mol,所含分子数为NA,1 mol H2在任何条件下其质量都为2 g,所含分子数为NA。2注意明确物质的组成和结构:特殊物质的原子个数、电子个数,如Ne、O3等;特殊物质的摩尔质量,如D2O、18O2等;一些物质中的化学键数目,如SiO2、CH4、CO2等;最简式相同的物质中的微粒数目与物质的组成有关,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等;摩尔质量相同的物质中的分子数相同,原子数不一定相同,如:N2、CO、C2H4等;物质中所含化学键的数目与物质的结构有关,如H2O2、CnH2n2
9、中化学键的数目分别为3、3n1。3注意氧化还原反应中的微粒: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、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。分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。4注意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。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,电离产生的离子数量均小于理论数量。如1 L 0.1 m
10、olL1的乙酸溶液和1 L 0.1 molL1的乙酸钠溶液中CH3COO的数目不相等且都小于0.1NA。5注意一些特殊的反应: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。(2018全国卷)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A常温常压下,124 g P4中所含PP键数目为4NAB100 mL 1 molL1FeCl3溶液中所含Fe3的数目为0.1NAC标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA解析:A项,常温常压下,124 g P4的
11、物质的量是1 mol,白磷是正四面体结构,含有6个PP键,因此其中所含PP键数目为6NA,错误;B项,Fe3在溶液中水解,所以100 mL 1 molL1FeCl3溶液中所含Fe3的数目小于0.1NA,错误;C项,甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5 mol,其中含氢原子数目为2NA,正确;D项,反应2SO2O22SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA,错误。答案:C结合阿伏加德罗常数以物质的组成、电解质溶液、氧化还原反应等为载体,考查有关摩尔质量、气体体积、溶液浓度、电子转移数目
12、等的简单计算。解答有关阿伏加德罗常数类题目的基本方法如下:(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:根据所给物理量进行计算,在求算时要注意: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;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。考点二物质的量浓度计算与一定物质的量浓度的溶液配制1物质的量浓度计算。(1)溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算:ncV。(2)正确判断溶液的溶质并计算
13、其物质的量:与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,SO3H2SO4,NO2HNO3;含结晶水的物质:如CuSO45H2OCuSO4,Na2SO410H2ONa2SO4;特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3H2O,但计算浓度时仍以NH3作为溶质。(3)准确计算溶液的体积,不能用水的体积代替溶液体积,应根据V计算。2一定物质的量浓度的溶液配制:以配制500 mL 1.50 molL1 NaOH溶液为例。(1)计算:需NaOH固体的质量,计算式为0.5 L1.50 molL140 gmol130.0 g。(2)称量:用托盘天平称量NaOH固体30.0 g。(3)溶解:将称
14、好的NaOH固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。(4)移液:待烧杯中的溶液冷却至室温后,用玻璃棒引流将溶液注入500 mL容量瓶。(5)洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁23次,洗涤液注入容量瓶,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。(6)定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线12 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。(7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。3抓住表达式c(B)进行误差分析。(1)导致c(B)偏低的错误操作:垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(使用游码);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;定容时超过刻度线用滴管吸出液体;定容时仰视;定容后
15、发现液面低于刻度线再加水。(2)导致c(B)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。(2020河南省六市第二次联合调研)某同学参阅了“84”消毒液说明中的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO 25%,密度为1.19 gcm3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140 g解析: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
16、要烘干,B项错误;需要称量的NaClO固体的质量为500 mL1.19 gcm325%148.8 g,D项错误。答案:C1溶液配制过程中有“四个数据”经常出现。数据要求或解释药品的质量实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只能称准到0.1 g,所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如所需NaCl的质量为14.6 g,不能写为14.60 g容量瓶的规格选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大,如需用480 mL某溶液,则应该选择500 mL容量瓶。回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格,如回答“500 mL容量瓶”时,不能只回答“容量瓶”洗涤烧杯23次移液时洗涤烧杯23次是为了确保
17、溶质全部转移入容量瓶中,否则会导致溶液浓度偏低液面离容量瓶颈刻度线下12 cm定容时,当液面离容量瓶颈刻度线下12 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,否则容易导致液体体积超过刻度线,溶液浓度偏低2.定量仪器读数“四类情况”。定量仪器根据其特点,可分为两类:由下至上读数增大,如量筒,容量瓶虽无具体刻度,但越往上,所盛溶液越多;由上至下读数增大,如滴定管。读数时又分为两类情况:由液面定刻度线,如观察滴定管的示数;由刻度线定液面,如容量瓶定容、量取一定体积的浓H2SO4等,所以综合起来有四类情况,以量筒和滴定管(初始读数正确)为例。操作实验量筒滴定管量取一定体积液体仰视,液面偏高,所取液体偏多;俯视,液
18、面偏低,所取液体偏少仰视,液面偏高,所取液体偏少;反之偏多由固定液面读示数仰视,读数偏小;俯视,读数偏大仰视,读数偏大;俯视,读数偏小考点三根据化学方程式的计算1化学计算的基本方法:(1)公式法:应用从化学原理和化学定律总结归纳的一般公式进行解题的一种方法。公式法的优点是思维推理过程有据可循,并能迅速地列出具体解题算式。公式法在解决有关溶液的计算时应用比较广泛,应用此法必须注重公式的推导和应用范围,及公式中各文字所代表的意义,只有这样才能灵活运用公式,避免生搬硬套。(2)关系式法:关系式法也叫比例法,就是根据化学概念、物质组成、化学反应中有关物质数量间的关系建立未知量和已知量之间的关系,即表示
19、某些量在变化时成正比例关系的式子。根据关系式确定的数量关系,进行化学计算的方法。2化学计算的一般步骤:根据题意写出并配平化学方程式;依据题中所给信息及化学方程式判断过量,用完全反应的量求解;选择适当的量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据,把已知的和需要求解的量用n(B)、V(B)、m(B)或设未知数为x表示分别写在化学方程式有关化学式的下面,两个量及单位“上下一致”;列比例式,求未知量。3多步反应计算:涉及多步反应体系,往往依据若干个化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解的方法,称为“关系式”法。利用关系式法可以省去不必要的中间运算步骤,避
20、免计算错误,并能迅速准确地获得结果。用关系式法解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:利用物料守恒关系建立关系式、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式、利用方程式的加合建立关系式。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH的阴离子交换柱,使Cl和OH发生交换。交换完成后,流出溶液的OH用0.40 molL1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算并求出FeClx中x的值_(列出计算过程)。(2)探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr250)含量。取
21、a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c molL1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2H2Y2=CuY22H,写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式w_。解析:(1)由题意可得下列关系式:FeClxxClxOHxHCl,则n(Cl)n(Cl)n(OH)n(HCl)0.025 0 L0.40 molL10.01 mol, m(Fe)0.54 g0.10 mol35.5 gmol10.19 g,n(Fe)0.003 4 mol。n(Fe)n(Cl)0.003 40.010 13,即x3。(2)由题意可
22、得下列关系式:CuSO45H2OCu2H2Y2,则a g试样中n(CuSO45H2O)n(H2Y2)c molL10.001b L5,所以CuSO45H2O质量分数的表达式w100%。答案:(1)3(2)100%高考化学计算的特点是主要考查学生知识建构的整体性和灵活应用的能力,综合性较强;试题整体的计算量不大,更多的是对化学基本概念、理论和性质的理解,试题不会做数学游戏、审题绕圈子,保留化学计算的本来面目;把实验操作、生产实践和化学计算综合起来,或者通过图表、报刊文献等背景呈现方式、力求题型出新,体现化学学科对计算的要求,更体现对计算综合能力的考查;考试方式的变化决定了化学计算应该降低难度。化
23、学计算题还常同时考查化学基础知识和数学思维,数学思维包括逻辑推理、数形变换等。化学计算常要根据量的关系建立数学模型,但建立教学模型的前提应该是先建立正确的化学概念、弄清概念的含义,即找出计算依据。只有对化学基本概念、基础知识正确理解,建立起来的算式或数学表达关系才能正确,才能顺利解答计算题。1(2018全国卷)下列叙述正确的是()A24 g 镁与27 g铝中,含有相同的质子数B同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同C1 mol重水与1 mol水中,中子数比为21D1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化学键数相同解析:A项,1个Mg原子中有12个质子,1个Al原子中有13个质子。24 g镁和27 g铝
24、各自的物质的量都是1 mol,所以24 g镁含有的质子的物质的量为12 mol,27 g铝含有的质子的物质的量为13 mol,错误;B项,设氧气和臭氧的质量都是x g,则氧气(O2)的物质的量为 mol,臭氧(O3)的物质的量为 mol,所以两者含有的氧原子分别为2 mol和3 mol,即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的,而每个氧原子都含有8个电子,所以同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同,正确;C项,重水为H 8O,其中H含有1个中子,O含有8个中子,所以1个重水分子含有10个中子,1 mol重水含有10 mol中子。水为H 8O,其中H没有中子,O含有8个中子,所以1个水分子含有8个中
25、子,1 mol水含有8 mol中子。两者的中子数之比为10854,错误;D项,乙烷(C2H6)分子中有6个CH键和1个CC键,所以1 mol乙烷有7 mol共价键。乙烯(C2H4)分子中有4个CH键和1个C=C,所以1 mol乙烯有6 mol共价键,错误。答案:B2(2017全国卷)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是()A1 L 0.1 molL1NH4Cl溶液中,NH的数量为0.1NAB2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NAC标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NAD0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其
26、分子总数为0.2NA解析:A项,NH是弱碱根离子,发生水解:NHH2ONH3H2OH,因此NH数量小于0.1NA,错误;B项,2.4 g Mg为0.1 mol,与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.42240.2(mol),因此转移电子数为0.2NA,错误;C项,N2和O2都是分子组成,标准状况下,2.24 L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,错误;D项,H2I22HI,反应前后系数之和相等,即反应后分子总物质的量仍为0.2 mol,分子数为0.2NA,正确。答案:D3(1)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由N、O、S中两种元素组成,气体的
27、相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1 L 2.2 molL1 NaOH溶液和1 mol O2,则两种气体的分子式及物质的量分别为_,生成硫酸铜的物质的量为_。(2)为确定碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O的组成,进行如下实验:准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率随温度的变化如下图所示(样品在270 时已完全失去结晶水,600 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(CO)。(写
28、出计算过程)解析:(1)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2,相对分子质量都小于50,符合题意,1 mol O2参与反应转移电子的物质的量为4 mol。设NO2的物质的量为x,NO的物质的量为y,则xy2.2 mol,x3y4 mol,解得x1.3 mol,y0.9 mol。根据转移电子守恒知,参与反应的铜的物质的量为 mol2 mol,因此生成硫酸铜物质的量为2 mol。(2)n(CO2)0.025 mol,m(CO2)0.025 mol44 gmol11.10 g,在270600 之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解生成二氧化碳和水,m(CO2)m(H2O)3.390
29、 g(0.734 50.370 2)1.235 g,m(H2O)1.235 g1.10 g0.135 g,再根据氢原子守恒计算n(OH),根据碳原子守恒计算n(CO),从而得出二者的比例。答案:(1)NO:0.9 mol,NO2:1.3 mol2 mol(2)n(CO2)0.025 mol,m(CO2)0.025 mol44 gmol11.10 g,在270600 之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解生成二氧化碳和水,m(CO2)m(H2O)3.390 g(0.734 50.370 2)1.235 g,m(H2O)1.235 g1.10 g0.135 g,n(H2O)0.007 5 mol,n(OH)0.007 5 mol20.015 mol, n(OH)n(CO)0.0150.02535