1、专题二 化 学 计 量1了解相对原子质量、相对分子质量的含义。2了解物质的量的单位摩尔(mol),摩尔质量(gmol1)、气体摩尔体积(Lmol1)。理解物质的量浓度(molL1)、阿伏加德罗常数。掌握物质的量与粒子(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。3了解溶液的组成,理解溶液中溶质的质量分数的概念。4了解饱和溶液、不饱和溶液的概念。了解溶解度的概念。了解温度对溶解度的影响及溶解度曲线。5能根据要求配制一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液。1(2013年广东高考)设NA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,8 g O2含有4NA个电子B1 L
2、0.1 mol L1的氨水中有NA个NHC标准状况下,22.4 L盐酸含有NA个HCl分子D1 mol Na被完全氧化生成Na2O2,失去2NA个电子解析:1个O2分子含有的电子数为16个,8 g O2的物质的量为0.25 mol,所以8 g O2含有的电子数为0.25 mol164 mol,A正确;一水合氨为部分电离的弱电解质,所以1L1 mol/L的氨水中NH的数目会小于NA个,B错误;标准状况下,盐酸为液态混合物,无法换算(或氯化氢为强电解质,盐酸溶液中不存在氯化氢分子),C错误;1 mol Na完全氧化为Na2O2转移的电子数为1 mol,即失去的电子数为NA个,D错误。答案:A2(2
3、013年上海高考)NA代表阿伏加德罗常数。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为a g,则该混合物()A所含公用电子对数目为(a/71)NAB所含碳氢键数目为aNA/7C燃烧时消耗的O2一定是33.6a/14 LD所含原子总数为aNA/14解析:同质量的C2H4或C3H6中所含共用电子对数目或碳氢键数目相等,故可知14 g混合物中含有共用电子对数目、碳氢键数目分别为3NA、2NA。a g混合物中含有共用电子对数目为(3a/14)NA;a g混合物中含有碳氢键数目为(2a/14)NAaNA/7;不知反应所处的温度、压强,无法求算反应消耗氧气的体积;二者最简式相同,均为CH2,因此a g混合物中所
4、含原子总数为3aNA/14,故答案选B。答案:A3(2013年江苏高考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A1 L 1 molL1的NaClO 溶液中含有ClO的数目为NAB78 g 苯含有CC双键的数目为3NAC常温常压下,14 g 由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NAD标准状况下,6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA解析:本题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和注意事项。A项ClO水解,ClO数目小于 NA;B项苯中事实上没有真正的双键,而是介于单键和双键之间的一种独特的键;C项相对分子质量皆为28的CO和N2 混合气体,因分子中碳原子数目一
5、样为二个,故为 NA;D项6.72 L 即0.3 mol NO2溶于水,转移的电子数目为 0.2NA。答案:A4(2012年广东高考)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是()A常温下,4 g CH4含有NA个CH共价键B1 mol Fe与过量的稀HNO3反应,转移2NA个电子C1 L 0.1 molL1NaHCO3溶液含有0.1NA个HCOD常温常压下,22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O 原子解析:B 应该是转移3NA个电子。C 应该是小于0.1NA个HCO3。D条件错误,应为标准状况。答案:B5(2012年上海高考)工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧
6、化反应,若有标准状况下V L氨气完全反应,并转移n个电子,则阿伏加德罗常数(NA)可表示为()解析:本题通过元素化合物知识考查考生氧化还原反应知识和计算能力。NH3被催化氧化为NO,转移电子数为5,由题意可得5V L/22.4 Lmol1NAn,解得NA22.4n/5V,故选D。答案:D6(2011年广东高考)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是()A常温下,23 g NO2含有NA个氧原子B1 L 0.1 molL1的氨水含有0.1NA个OHC常温常压下,22.4 L CCl4含有NA个CCl4分子D1 mol Fe2与足量的H2O2溶液反应,转移2NA个电子解析:本题考查以物质的
7、量为核心的有关计算和判断。NO2的摩尔质量是46 g/mol,所以23 g NO2的物质的量是0.5 mol,含有0.5 mol21 mol氧原子,即含有NA个氧原子,A正确;NH3H2O属于弱电解质,在溶液中部分电离,因此1 L 0.1 molL1的氨水不可能电离出0.1 mol OH,B不正确;常温常压下,CCl4是液体,因此不适用于气体的摩尔体积,即22.4 L CCl4不是1 mol,C不正确;Fe2被氧化,产物是Fe3,因此1 mol Fe2与足量的H2O2溶液反应,转移NA个电子,D不正确。答案:A化学常用计量是化学计算的基础,贯穿于高中化学始终,是每年高考的必考内容。高考主要通过
8、阿伏加德罗常数的应用来考查物质的量、物质的量浓度、阿伏加德罗定律、气体摩尔体积等概念的理解或利用物质的量在元素化合物、理论方面计算中的应用。2014年会继续考查阿伏加德罗常数,主要从概念的内涵、物质在标准状况下的状态、溶液的体积及在溶液中存在状态等角度设问。借助阿伏加德罗定律考查气体温度、压强、体积、分子数、密度等量之间的关系将成为另一热点。一定物质的量浓度溶液的配制实验在社会生活、生产、科技等背景下与其他知识的综合考查也是命题趋势。要点整合阿伏加德罗常数的应用1有关阿伏加德罗常数的考查考查方向涉及问题物质状态在标准状况下非气态物质,如H2O、己烷、CHCl3等物质结构一定物质的量的物质中含有
9、的微粒数(分子、原子、电子、质子、中子等)或一些物质中化学键数目,如CH4、P4等考查方向涉及问题阿伏加德罗定律一定条件下混合气体的质量或所含原子的个数等,如标准状况下CO和C2H4的混合气体其总质量为多少摩尔质量特殊物质的摩尔质量,如D2O、18O2、H37Cl氧化还原反应电子转移(得失)数目和方向的问题,如Na2O2、NO2与H2O反应;电解AgNO3溶液;Cu与S反应;Cl2与H2O、Fe2反应等电离、水解弱电解质和可水解的盐中的离子数目大小的判断隐含的可逆反应常见的可逆反应(如2NO2N2O4)、弱电解质的电离平衡等2.阿伏加德罗定律及其推论(1)定律。同温同压下,相同体积的任何气体都
10、含有相同数目的分子。(2)推论。同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,即V1:V2n1:n2。同温同压下,两种不同气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比,即1:2M1:M2。同温同压下,同体积的任何气体质量之比等于气体摩尔质量之比,即m1:m2M1:M2。同温同体积下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,即p1:p2n1:n2。(2011年北京海淀一模)用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A0.2 mol H2O2完全分解转移的电子数为0.4NAB300 mL 2 molL1蔗糖溶液中所含分子数为0.6NAC在标准状况下,2.8 g N2和2.8 g CO所含电子数均为1
11、.4NAD在常温常压下,2.24 L SO2与O2的混合气体中所含氧原子数为0.2NA思路点拨:本题考查的是氧化还原反应中电子转移数目及以物质的量为中心的相关计算,解题时应注意氧化还原反应方程式的正确书写和物质结构等相关内容。解析:A项,0.2 mol H2O2分解时转移的电子数为0.2NA;B项,蔗糖溶液中除含有蔗糖分子外还含有大量的水分子,所含分子数远多于0.6NA;D项,常温常压下,2.24 L SO2与O2的混合气体少于0.1 mol,所含氧原子数也少于0.2NA。答案:C跟踪训练1NA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
12、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 molC17.6 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解析:A项,二氯甲烷在标准状况下呈液态,22.4 L二氯甲烷不是1 mol,故A错误;B项,根据氧元素守恒可知该说法正确;C项,1个丙烷分子中含有8个极性共价键,17.6 g丙烷的物质的量为0.4 mol,所以含有极性共价键应为3.2NA,C错误;D项,在铜的电解精炼中,粗铜作阳极,初始时粗铜中的Zn、Fe、Ni等先放电,所以阴极得到电子数为2NA个(即转移电子2 mol),阳极质量减少的不是64 g。答案:B易
13、错警示:(1)1 mol任何粒子的数目为阿伏加德罗常数,其不因温度、压强等条件的改变而改变。(2)关于阿伏加德罗常数的试题常设置的陷阱,主要有以下几个方面:标准状况条件:考查气体时经常给出非标准状况,如常温常压下等;物质状态:考查气体摩尔体积时,常考在标准状况下非气态的物质,如H2O、CHCl3等;物质结构和晶体结构:考查一定物质的量的物质中含有多少微粒分子、原子、电子、质子、中子等时常涉及稀有气体He、Ne等;晶体结构:P4、金刚石、石墨、二氧化硅的结构及化学键的数目;氧化还原反应:常设置氧化还原反应中电子转移得失数目方面的陷阱;电解、水解:考查电解质溶液中微粒数目或弱电解质的电离,盐类水解
14、方面的知识;胶粒是许多分子的集合体,如1 mol铁完全转化为氢氧化铁胶体后,胶粒数远小于NA。要点整合以物质的量为核心的计算进行以上各量换算时,要注意以下几点:(1)“一个中心”:必须以物质的量为中心。(2)“两个前提”:在应用Vm22.4 L/mol时,一定要符合“标准状况”和“气态”这两个前提条件(混合气体也适用)。(3)“三个关系”:直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)数目间的关系;摩尔质量与相对分子质量的关系;强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。(4)“四个无关”:物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关;物质的量浓度的大小与
15、所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。下列叙述正确的是()A常温下,78 g Na2O2中含有的阴离子数是26.021023B常温下,1 L 0.1 molL1NH4NO3溶液中含有的NH数是0.16.021023C常温常压下,22.4 L SO2和O2混合气体中含有的氧原子数是26.021023D铁、铝混合物与一定量稀盐酸反应生成1 mol H2时,转移电子数是26.021023思路点拨:本题考查的是有关物质的结构、组成及氧化还原反应的电子转移等知识,解题时要考虑物质的具体结构、弱离子的水解等。解析:A项,78 g Na2O2的物质的量为1 mol,含有的阴离子O 数
16、为6.021023,不正确;B项,NH4NO3溶液中NH 会部分水解,故1 L 0.1 molL1NH4NO3溶液中含有的NH数小于0.16.021023,不正确;C项,常温常压下,22.4 L SO2和O2混合气体的物质的量小于1 mol,即氧原子数小于26.021023,不正确。答案:D跟踪训练2Na2O2、HCl、Al2O3三种物质在水中完全反应后,溶液中只含有Na、H、Cl、OH;且溶液呈中性,则Na2O2、HCl、Al2O3的物质的量之比可能为()A321 B241 C231 D421解析:溶液呈中性,可以判断:铝元素是以沉淀的形式存在,H、OH量相等,再根据电荷守恒知道Na、Cl量
17、相等,根据钠、氯元素守恒,Na2O2、HCl 的物质的量之比为12,符合的答案只有B。答案:B解析:溶液呈中性,可以判断:铝元素是以沉淀的形式存在,H、OH量相等,再根据电荷守恒知道Na、Cl量相等,根据钠、氯元素守恒,Na2O2、HCl 的物质的量之比为12,符合的答案只有B。答案:B易错警示:(1)涉及气体的体积问题时,要注意外界条件是“标准状况”还是“常温常压”,但气体的物质的量、微粒个数、质量不受外界条件的影响。(2)气体摩尔体积或阿伏加德罗定律只适用于气体体系,既可以是纯净气体,也可以是混合气体。对于固体或液体不适用。气体摩尔体积在应用于气体计算时,应注意在标准状况下才能用22.4
18、Lmol1。要点整合混合溶液浓度的计算5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物质的量浓度,有:c1V1c2V2。(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:m1w1m2w2。把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为()思路点拨:本题涉及到的知识点有:化学反应的本质离子反应、离子浓度的计算。此题有一定的综合性,考查了化学计量的应用能力,分析问题的能
19、力、计算能力。跟踪训练3(2012年遂宁模拟)电解饱和的NaCl溶液是化学工业的重要反应之一。20 时,饱和的NaCl溶液的密度为 gcm3,物质的量浓度为c molL1,则下列说法中不正确的是()A温度低于20 时,饱和NaCl溶液的浓度小于c molL1B此溶液中NaCl的质量分数为100%C20 时,密度小于 gcm3的NaCl溶液是不饱和溶液D20 时,饱和的NaCl溶液的溶解度Sg易错警示:(1)一定物质的量的物质溶于水求算溶质的物质的量浓度时要注意以下两点:溶液的体积不能用水的体积和溶质的体积之和来代替,应该用溶液的质量除以溶液的密度。物质溶于水后注意看溶质是否发生了变化,如Na、
20、NH3、SO3等溶于水,由于它们与水反应所以溶质发生了变化。(2)计算溶质的质量分数时,氨水中的溶质按NH3计算而不是NH3H2O;硫酸铜溶液中的溶质是CuSO4而不是CuSO45H2O。(3)用托盘天平称取固体溶质时,只能记录到小数点后一位,称量0.1 mol NaCl时只能称5.8 g或5.9 g,若记录5.85 g则是错误的。(4)利用溶液密度(gcm3)求溶液体积时,务必把溶液体积换算为L(可利用求)。(5)容量瓶不能用于溶解、稀释和储存溶液;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。1用NA表示阿伏加德罗常数,下列判断正确的是()A1 L
21、0.1 molL1 NH4NO3 溶液中含NH数为0.1NAB标况下,22.4 L O2和CO2的混合气体中含氧原子数为2NAC将1 mol NaOH溶于1 L水中,所得溶液物质的量浓度为1 molL1D标况下,22.4 L Cl2与足量镁反应时转移的电子数为NA解析:NH 会水解,故A项应该少于0.1NA;B中1 mol O2和1 mol CO2氧原子数都为2NA,故B对;C中溶液体积超过1 L,浓度小于1 molL1;D中应转移电子数2NA。答案:B2用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A18 g D2O含有电子数为10NAB标准状况下,11.2 L乙酸中含有的分子数目为0.5N
22、AC6.2 g氧化钠中含有的离子数为0.3NAD200 mL 1 molL1Fe2(SO4)3溶液中,Fe3和SO离子数的总和是NA解析:A中18 g D2O的物质的量小于1 mol,故电子数小于10NA;标准状况下乙酸为液态,不能计算出体积;D中Fe3 会水解,Fe3和SO 离子数的总和小于NA。答案:C3设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是()A常温下,30 g C2H6中含有4NA个CH键B1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应,转移2NA个电子C0.1 molL1 Na2CO3 溶液中含有0.2NA个NaD标准状况下,22.4 L CO和CO2的混合气体中含有NA个碳原子
23、解析:A中一个C2H6含有6个CH键,故错误;B转移NA个电子;C中溶液体积没告知,不能算出。答案:D4某温度下,将溶质质量分数为a%的KOH溶液蒸发掉m g水后恢复至原温度,恰好得到质量分数为2a%的KOH饱和溶液V mL,则下列说法中正确的是()A该温度下KOH的溶解度为100a/(100a)gB原溶液的质量为2m gC可以求算原溶液的物质的量浓度D保持温度不变,向原溶液中加入2a g KOH可达饱和解析:设该温度下KOH的溶解度为S g,则有S/(100S)100%2a%,解得S200a/(1002a),A错误;设原溶液质量为x g,根据蒸发前后溶质的质量不变可得:a%x(xm)2a%,
24、故可求得原溶液的质量为2m g,B正确;由于原溶液的密度未知,故无法求原溶液的物质的量浓度,C错误;欲加入溶质使原溶液饱和,所需溶质KOH的质量必与m有关,D错误。答案:B5NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A0.1 mol Fe与0.1 mol Cl2充分反应,转移的电子数为0.3NAB常温常压下,22.4 L O3含有的氧原子数为3NAC标准状况下,a L SO3所含分子个数为aNA/22.4D0.5 mol Na2O2晶体中含有1.5NA个离子解析:A项,0.1 mol Fe与0.1 mol Cl2反应时,转移电子数应为0.2NA;B项,所给条件为非标准状况;C项,SO3在标准
25、状况下为固体;注意1 mol Na2O2中含2 mol Na和1 mol O阴离子,故D项正确。答案:D6设阿伏加德罗常数为NA,则下列说法正确的是()A7.1 g Cl2与足量NaOH溶液充分反应后,转移的电子数为0.1NAB1.0 L浓度为1.0 molL1的一元酸溶液中含有的氢离子数为1.0NAC常温下,1 L 0.1 molL1的NH4NO3溶液中氮原子数小于0.2NAD标准状况下,22.4 L乙醛中含有的氧原子数为1.0NA解析:选项B中的一元酸没有指出是强酸还是弱酸;选项C,虽然NH 会发生部分水解,但根据质量守恒定律可知溶液中氮原子数等于0.2NA;选项D,标准状况下,乙醛是液体
26、。答案:A7用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A1 mol NH 含有10NA个电子B32 g甲烷中含有2NA个CH键C5.3 g Na2CO3溶于水,配成100 mL溶液,溶液中CO 的数目为0.05NAD1 mol Na2O2与足量H2O反应,转移电子数为2NA解析:1 mol NH 中含有10 mol电子,即10NA个电子;1个CH4分子中含有4个CH键,32 g CH4(2 mol)中含有8NA (8 mol)个CH键;因为Na2CO3溶液中CO 会部分水解,所以溶液中的CO 的数目小于0.05NA;Na2O2与水反应时,1 mol Na2O2与足量水反应,转移的电子数为N
27、A。答案:A8同温同压下,甲容器充满35Cl2,乙容器中充满37Cl2,下列叙述不正确的是()A若两种气体体积相等,甲、乙两容器中气体的密度之比为35:37B若两种气体体积相等,甲、乙两容器中气体分子数之比为35:37C若两种气体质量相等,甲、乙两容器中气体所含质子数之比为37:35D若两种气体体积相等,甲、乙两容器中气体所含中子数之比为9:10解析:同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,A项正确;同温同压同体积的气体,含有相同的分子数,B项错误;两种分子所含质子数相等,所以等质量的两种气体质子数之比等于摩尔质量的反比,C项正确;35Cl2和37Cl2分子中的中子数分别为36和40,中子数之比为910,D项正确。答案:B