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    2021版浙江高考选考化学一轮复习教师用书:专题12 第二单元 物质的量 物质的聚集状态
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    2021版浙江高考选考化学一轮复习教师用书:专题12 第二单元 物质的量 物质的聚集状态

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    第二单元 物质的量 物质的聚集状态
    [考点分布]

    知识内容
    考试要求
    2016
    2017年
    2018年
    2019年
    2020年
    4月
    10月
    4月
    11月
    4月
    11月
    4月
    1月
    (1)物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的概念
    b
    T22
    T22
    T22
    T22
    T20
    T20
    T19
    T20
    (2)阿伏加德罗定律及其推论
    b








    (3)物质 的量、微粒数、质量、气体体积之间的简单计算
    c






    T19
    T15
    (4)物质的量应用于化学方程式的简单计算
    b
    T29、T31(5)
    T29
    T29
    T29
    T29
    T29
    T29
    T27
    (5)固、液、气态物质的一些特性
    a








     物质的量 摩尔质量

    1.物质的量 阿伏加德罗常数
    (1)物质的量(n)
    物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
    (2)物质的量的规范表示方法

    (3)阿伏加德罗常数(NA)
    0.012 kg C­12中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
    公式:NA=。
    (4)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系:
    n=。
    2.摩尔质量
    (1)概念:摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。单位:g·mol-1。公式:M=。
    (2)数值:以g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
    (3)摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系:n=。

    (1)物质的量不能理解成物质的质量或物质的数量,其单位是摩尔。
    (2)使用摩尔作单位时,该化学式应指明粒子的种类,如1 mol H、1 mol CO2。
    (3)摩尔质量、相对分子(或原子)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。

    题组一有关分子(或特定组合)中微粒数的计算
    1.标准状况下有①0.112 L水 ②0.5NA个HCl分子
    ③25.6 g SO2气体 ④0.2 mol氨气 ⑤2 mol氦气
    ⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从多到少的顺序为______________________。
    答案:①>⑥>⑤>③>②>④
    2.(2020·杭州调研)光导纤维的主要成分为SiO2,下列叙述正确的是(  )
    A.SiO2的摩尔质量为60
    B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
    C.SiO2中Si与O的质量比为7∶8
    D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
    解析:选C。摩尔质量的单位为g·mol-1,A项错误。标准状况下,SiO2为固体,B项错误。SiO2中Si与O的质量比为28∶32=7∶8,C项正确。SiO2和CO2的摩尔质量不同,D项错误。
    题组二物质的量与微粒数目之间的换算
    3.(1)0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
    (2)12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是________。
    (3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为________。
    解析:(1)0.3 mol×6.02×1023 mol-1×2=N(NH3)×3,则N(NH3)=1.204×1023或0.2NA。
    (2)12 g 乙烷的物质的量是0.4 mol,一个乙烷(C2H6)分子中含有7个共价键,所以0.4 mol乙烷中所含共价键的物质的量为2.8 mol。
    (3)根据质量守恒定律,0.04 mol C的质量为16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M(C)=4.24 g÷0.04 mol=106 g·mol-1。
    答案:(1)1.204×1023(或0.2NA) (2)2.8 mol
    (3)106 g·mol-1
    4.高效能源——“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。
    (1)1 mol甲烷中含有________个CH4分子,含有________个氢原子。
    (2)甲烷的摩尔质量是________,32 g甲烷和________g水所含氢原子数相同。
    答案:(1)NA(或6.02×1023) 4NA(或2.408×1024)
    (2)16 g·mol-1 72

    解答以物质的量为核心的相关计算时,要注意“物质的量”的桥梁作用,解题思维流程如下:

     物质的聚集状态

    1.影响物质体积大小的因素
    (1)微粒的大小(物质的本性)。
    (2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)。
    (3)微粒的数目(物质的量的多少)。
    2.不同聚集状态物质的基本特征
    聚集状态
    微观结构
    微粒运动方式
    宏观性质
    固态
    物质中粒子紧密排列,粒子间的空隙很小
    在固定的位置上振动
    有固定的形状,几乎不能被压缩
    液态
    物质中粒子排列较紧密,粒子间空隙较小
    可以自由移动
    没有固定的形状,很难被压缩
    气态
    物质中粒子之间的距离比较大
    可以自由移动
    没有固定的形状,容易被压缩
    3.气体摩尔体积
    (1)含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。标准状况下,Vm约为22.4__L·mol-1。
    (2)相关计算
    ①基本表达式:Vm=。
    ②与气体质量的关系:=。
    ③与气体分子数的关系:=。
    (3)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强。

    气体摩尔体积的使用方法
    Vm≈22.4 L·mol-1,使用时一定要注意以下三个方面:
    (1)一个条件:标准状况;
    (2)一个对象:只限于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体;
    (3)两个数据:“1 mol”“22.4 L”。
    4.阿伏加德罗定律及其推论
    (1)阿伏加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
    (2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV=nRT及n=、ρ=导出)
    相同条件
    公式
    语言叙述
    T、p相同

    同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
    T、V相同

    温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
    T、p相同

    同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比

    题组一气体摩尔体积的使用与计算
    1.(2020·温州乐清中学高一期中)下列叙述正确的是(  )
    A.常温常压下,1 mol CO2的体积为22.4 L
    B.标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
    C.标准状况下,2 mol O2的体积约为44.8 L
    D.1 mol O2和1 mol N2的体积相等
    解析:选C。A.常温常压下,气体的摩尔体积大于22.4 L/mol,故1 mol二氧化碳的体积大于22.4 L,故A错误;B.标准状况下,水为液态,不能根据气体摩尔体积来计算其体积,故B错误;C.标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L/mol,故2 mol氧气的体积V=nVm=2 mol×22.4 L/mol=44.8 L,故C正确;D.根据体积V=nVm可知,气体的体积不但与物质的量有关,与气体摩尔体积的取值也有关,而氧气和氮气的状态不明确,不一定相等,故1 mol氧气和1 mol氮气的体积不一定相等,故D错误。
    2.设NA为阿伏加德罗常数,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(  )
    A.         B.
    C. D.
    解析:选D。双原子分子的物质的量= mol,双原子分子的摩尔质量== g·mol-1,所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
    题组二阿伏加德罗定律及应用
    3.(2020·绍兴高三选考模拟)取五个相同的气球,同温同压下,分别充入CO和以下四种混合气体,吹出体积相等的状况,如图所示。A、B、C、D四个气球内,与CO所含原子数一定相等的是(  )

    解析:选C。同温、同压、同体积下,气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1 mol,A项,含有HCl和O3,1 mol混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;B项,含有H2和NH3,1 mol 该混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;C项,含有N2和O2,都为双原子分子,则1 mol混合气体含有2 mol原子,正确;D项,含有He和NO2,1 mol该混合气体含有的原子数的物质的量可能大于2 mol,可能小于2 mol,也可能等于2 mol,错误。
    4.(2020·湖州月考)同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列说法错误的是(  )
    A.所占的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
    B.所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
    C.密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2
    D.所含的电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2
    解析:选D。根据n=可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,气体分子数越少,体积也越小,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,物质的量由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2,A、B项正确。同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体的摩尔质量由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2,密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2,C项正确;取m g气体,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体含电子数分别为×22,×2,×16,×10,×32,所含的电子数由多到少的顺序是H2>CH4>CO2=O2=SO2,D项错误。
    5.(2020·宁波选考模拟)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
    (1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。NH4HCO3的摩尔质量为________。(用含m、d的代数式表示)
    (2)所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为____________。
    (3)在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________。
    答案:(1) mol 6d g·mol-1 (2)22.4ρ g·mol-1
    (3)17a%+44b%+18c%

    求气体的摩尔质量M的常用方法
    (1)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 (g·mol-1)。
    (2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
    (3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
    (4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
    (5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:=M1×a%+M2×b%+M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
     突破阿伏加德罗常数的“六个”角度

    围绕阿伏加德罗常数(NA)的有关说法的正误判断,可通过多方面的知识点来进行考查。这类问题常设置的陷阱大致有如下六个角度。
    角度一 状况不一定为标准状况或物质不一定是气态
    只给出物质的体积,而不指明物质的状态,或者标准状况下物质的状态不为气体,所以求解时,一要看是否为标准状况下,不为标准状况无法直接用22.4 L·mol-1(标准状况下气体的摩尔体积)求n;二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n,如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯、汽油等常作为命题的干扰因素迷惑学生。
    [练一练] 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
    (1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA。(  )
    (2)常温下11.2 L甲烷含甲烷分子数为 0.5NA。(  )
    (3)标准状况下,22.4 L己烷中含共价键数目为19NA。(  )
    (4)常温常压下,22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2NA。(  )
    答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
    角度二 物质的量或质量与外界条件
    给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
    [练一练] 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
    (1)常温常压下,3.2 g O2所含原子数为0.2NA。(  )
    (2)标准状况下,1 mol H2O所含氧原子数为NA。(  )
    (3)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA。(  )
    答案:(1)√ (2)√ (3)√
    角度三 物质的微观结构
    此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉,弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,Cl2、N2、O2、H2等双原子分子,及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。
    [练一练] 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
    (1)4.5 g SiO2晶体中含硅氧键数目为0.3NA。(  )
    (2)标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA。(  )
    (3)18 g D2O所含的电子数为10NA。(  )
    (4)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。(  )
    (5)31 g白磷中含有的共价键数为1.5NA。(  )
    (6)17 g —OH与17 g OH-含电子数均为10NA。(  )
    (7)2.0 g HO与D2O的混合物含中子数为NA。(  )
    答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√
    角度四 电解质溶液中粒子数目的判断
    突破此类题目的陷阱,关键在于审题:
    (1)是否有弱离子的水解;
    (2)是否指明了溶液的体积;
    (3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
    [练一练] 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
    (1)0.1 L 3.0 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH的数目为0.3NA。(  )
    (2)等体积、等物质的量浓度的NaCl、KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA。(  )
    (3)0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA。(  )
    (4)25 ℃时,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA。(  )
    (5)由10 mL 5 mol·L-1的FeCl3溶液制得Fe(OH)3胶体,所含胶体粒子数为0.05NA。(  )
    答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
    角度五 存在隐含反应
    解决此类题目的关键是注意一些“隐含反应”,如
    (1)2SO2+O22SO3、2NO2N2O4、N2+3H22NH3;
    (2)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-;
    (3)NH3、Cl2溶于水只有部分发生反应。
    [练一练] 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
    (1)2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应后,混合物的分子数为2NA。(  )
    (2)标准状况下,22.4 L NO2气体中所含NO2分子数目为NA。(  )
    (3)100 g 17%的氨水,溶液中含有的NH3分子数为NA。(  )
    (4)标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA。(  )
    答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
    角度六 电子转移的特殊情况
    氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的陷阱,突破陷阱的关键如下:
    (1)同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断。
    例如:①Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只做氧化剂,而Cl2和NaOH(或H2O)反应,Cl2既做氧化剂,又做还原剂。
    ②Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既做氧化剂,又做还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只做氧化剂。
    (2)量不同,所表现的化合价不同。
    如Fe和HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+,Fe过量,生成Fe2+。
    (3)氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。
    如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
    (4)注意氧化还原的顺序。
    如向FeI2溶液中通入Cl2,首先氧化I-,再氧化Fe2+。
    [练一练] 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
    (1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为 0.3NA。(  )
    (2)0.1 mol Zn与含0.1 mol HCl的盐酸充分反应,转移的电子数目为0.2NA。(  )
    (3)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA。(  )
    答案:(1)× (2)× (3)×

    正确判断有关阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”
     查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提
    (1)当物质是气体时,应查看所给条件是不是标准状况;
    (2)当条件是标准状况时,应查看所给物质在标准状况下是不是气体。
     分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提
    (1)已知某种物质的质量或物质的量时,则这些数据不受外界条件的限制;
    (2)已知数据是体积时,要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体;
    (3)已知数据是物质的量浓度或pH时,要关注题目是否给出了溶液的体积。
     准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提
    (1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系;
    (2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。

    题组阿伏加德罗常数的正误判断
    1.(2019·浙江4月选考,T19)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )
    A.1 mol CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA
    B.500 mL 0.5 mol·L-1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA
    C.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA
    D.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
    答案:D
    2.(2018·浙江11月选考,T20)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )
    A.32 g S8(分子结构:)中的共价键数目为NA
    B.2 g由HO和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA
    C.8 g CuO与足量H2充分反应生成Cu,该反应转移的电子数为0.2NA
    D.标准状况下,11.2 L Cl2溶于水,溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA
    解析:选D。A项,一个 S8(分子结构:)分子中的共价键数目为8,32 g S8的物质的量为0.125 mol,其共价键数目为NA,故A正确;B项,HO和2H2O的摩尔质量均为20 g·mol-1,HO和2H2O的质子数均为10,所以2 g由HO和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA,故B正确;C项,8 g CuO的物质的量为0.1 mol,其与足量H2充分反应生成0.1 mol Cu,该反应转移的电子数为0.2NA,故C正确;D项,标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,溶于水后只有部分与水反应,所以溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和小于NA,故D不正确。
    3.(2018·浙江4月选考,T20)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )
    A.10 g的 2HO中含有的质子数与中子数均为5NA
    B.32 g硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为6NA
    C.26 g C2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA
    D.120 g NaHSO4与KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA
    解析:选B。10 g 2HO的物质的量为0.5 mol,含有的质子数与中子数均为5NA,A项正确;因S+O2SO2,故32 g硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为4NA,B项错误;因C2H2与C6H6的最简式均为CH,故26 g二者的混合气体中含有2 mol C—H键,含C—H键的数目为2NA,C项正确;因NaHSO4和KHSO3的摩尔质量均为120 g·mol-1,故120 g二者的固体混合物中含有的阳离子数为NA,D项正确。
    4.(2017·浙江4月选考,T22)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
    A.标准状况下,2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA
    B.1 L 0.1 mol·L-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA
    C.0.1 mol KI与0.1 mol FeCl3在溶液中反应转移的电子数为0.1NA
    D.0.1 mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA
    解析:选D。A项标准状况下,乙醇为液态,错误;B项含有的氧原子数并未包括溶剂水中的,错误;C项溶液中存在2I-+2Fe3+I2+2Fe2+的平衡,反应转移的电子数小于0.1NA,错误;D项乙烯的分子式为C2H4,乙醇的分子式为C2H6O,也可写为C2H4·H2O,故0.1 mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA,正确。
    5.(2016·浙江4月选考,T22)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
    A.1 mol FeI2与1 mol Cl2反应时转移的电子数为3NA
    B.2 g HO与DO的混合物中所含中子、电子数目均为NA
    C.273 K、101 kPa下,28 g乙烯与丙烯混合物中含有C—H键的数目为5NA
    D.pH=1的H2SO4溶液10 L,含H+的数目为2NA
    解析:选B。A项,因氧化剂氯气的物质的量为1 mol,故电子转移数目为2NA,故A错误;B项,HO与DO的摩尔质量相同,都为20 g·mol-1,且它们的中子数和
    电子数都相同,1 mol物质中所含中子、电子数均为10 mol,故B正确;C项,含有C—H键的数目应为4NA,故C错误;D项,含H+的数目为NA,故D错误。
    6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
    A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
    B.100 mL 1.0 mol·L-1 FeCl3溶液与足量Cu反应,转移的电子数为0.2NA
    C.标准状况下,11.2 L CCl4中含有C—Cl键的数目为2NA
    D.NA个D2O分子中,含有10NA个电子
    解析:选D。A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比是16∶1,A错误;B.100 mL 1.0 mol·L-1 FeCl3溶液与足量Cu反应,转移的电子数为0.1NA,B错误;C.标准状况下,CCl4是液态不是气态,所以11.2 L CCl4物质的量不是0.5 mol,C错误;D.D是H的同位素:氘,含一个质子,一个中子,核外有一个电子,故一个D2O分子中含有10个电子,NA个D2O分子中含有10NA个电子,D正确。
    7.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是(  )
    A.23 g Na与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
    B.1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子
    C.标准状况下,22.4 L N2和H2混合气中含NA个原子
    D.3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子
    解析:选D。A.由化学方程式2Na+2H2O===2NaOH+H2↑知,23 g(即1 mol)Na与足量H2O反应可生成0.5NA个H2分子。B.Cu和足量热浓硫酸反应生成的是SO2而不是SO3。C.标准状况下,22.4 L(即1 mol)N2和H2的混合气中含有2NA个原子。D.Fe―→Fe3O4,铁元素的化合价由0价升高到+价,故3 mol Fe失去电子数为×3NA=8NA。
     物质的量在化学方程式计算中的应用

    1.物质的量与各物理量之间的关系

    2.物质的量在化学方程式计算中的应用(以CO与O2的反应为例)
    化学方程式
    2CO+O22CO2
    化学计量数之比
    2∶1∶2
    物质分子数之比
    2∶1∶2
    扩大NA倍之后
    2NA∶NA∶2NA
    物质的量之比
    2 mol∶1 mol∶2 mol
    标准状况下体积之比
    44.8 L∶22.4 L∶44.8 L
    相同状况下体积之比
    2∶1∶2
    从上述表格中可以看出:
    (1)在同温同压下,气态物质的分子数之比=物质的量之比=体积之比。
    (2)化学方程式中化学计量数之比=各物质的物质的量之比=各物质微粒数目之比。
    (3)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外,还可以表示它们的物质的量关系,如H2+Cl22HCl可表示1__mol__H2与1__mol__Cl2在点燃的条件下完全反应生成2__mol__HCl__。
    3.化学方程式计算的基本步骤和类型
    (1)基本步骤
    ①转:把已知物质的物理量如质量、体积(气体或溶液)、物质的量浓度转化成物质的量。
    ②设:设所求物质的物质的量为n。
    ③写:写出有关的化学反应方程式。
    ④标:在化学方程式有关物质下面标出其化学计量数,再标出未知量。
    ⑤列:列出比例计算式。
    ⑥算:根据比例式计算。
    ⑦答:简明地写出答案。
    (2)计算类型
    ①基本计算
    已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量,此时,只要按照化学方程式中量的关系,列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。
    ②混合物反应的计算
    设混合物中各物质的物质的量为x、y、z,按照化学方程式中量的关系,并用x、y、z表示,列出方程组解答。
    (3)过量计算
    给出了两种反应物的量,求解某产物的量。
    方法:按照化学方程式中量的关系进行判断,确定哪一种物质过量,然后根据不足的物质的量进行求解。

    题组物质的量在化学方程式计算中的应用
    1.(2020·嘉兴选考适应性考试)Fe和CuSO4溶液反应,若反应后溶液的体积为1 L,生成的铜的质量为32 g。求:
    (1)反应消耗的Fe的质量为________。
    (2)反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度为________。
    解析:32 g铜的物质的量为=0.5 mol,则:
    Fe+CuSO4===FeSO4 +  Cu
    1 mol 1 mol 1 mol
    0.5 mol 0.5 mol 0.5 mol
    (1)反应消耗Fe的质量为m(Fe)=0.5 mol×56 g·mol-1=28 g;
    (2)反应后FeSO4的物质的量浓度为c(FeSO4)==0.5 mol·L-1。
    答案:(1)28 g (2)0.5 mol·L-1
    2.(2020·温州高一检测)取1.43 g Na2CO3·xH2O溶于水配成5 mL溶液,然后逐滴滴入稀盐酸直至没有气体放出为止,用去盐酸10 mL,并收集到112 mL CO2(标准状况)。求:
    (1)稀盐酸的物质的量浓度。
    (2)Na2CO3·xH2O的摩尔质量。
    (3)x值。
    答案:(1)n(CO2)==0.005 mol,
    Na2CO3 + 2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
    1 2 1
    n(Na2CO3) n(HCl) 0.005 mol
    n(HCl)=2×n(CO2)=2×0.005 mol=0.01 mol,
    c(HCl)==1.0 mol/L。
    (2)n(Na2CO3·xH2O)=n(Na2CO3)=0.005 mol,M(Na2CO3·xH2O)==286 g/mol。
    (3)由摩尔质量可知:106+18x=286,x=10。

    (1)计算时,各物质不一定都用物质的量表示,也可以用物质的质量、气体的体积,但要注意各物质的物质的量与各物理量的换算关系。
    (2)在化学方程式中列出的各量,同种物质的单位必须相同,不同物质的单位可以相同,也可以不同,但单位必须“上下统一”。
    (3)列式求解时要注意所有的数值要带单位,同时注意有效数字的处理。
    3.(2020·宁波选考适应性考试)取不同质量由Ba(OH)2和BaCO3组成的均匀混合样品,先加适量的水溶解,然后加入100 mL某浓度稀盐酸,所得CO2气体的体积(已换算为标准状况)与加入样品的质量关系如图所示(不考虑CO2的溶解、反应及碳酸氢盐的生成)。请计算:

    (1)混合物中Ba(OH)2和BaCO3的物质的量之比为________。
    (2)稀盐酸的物质的量浓度为________mol/L。
    解析:(1)由图像可知,当样品为1.84 g时,盐酸过量,BaCO3完全反应,此时生成的n(CO2)=0.005 mol,由反应BaCO3+2HCl===BaCl2+CO2↑+H2O得n(BaCO3)=0.005 mol,则1.84 g样品中含n[Ba(OH)2]=
    =0.005 mol,所以混合物中Ba(OH)2和BaCO3的物质的量之比为1∶1;(2)由图像可知,11.04 g样品与盐酸反应时,盐酸不足,按照等比例关系,可得11.04 g样品中含n(BaCO3)=n[Ba(OH)2]=0.030 mol,但此时生成的n(CO2)=0.010 mol,根据中和反应优先的原则,反应消耗的盐酸的
    物质的量为0.030 mol×2+0.010 mol×2=0.080 mol,因此稀盐酸的物质的量浓度为=0.800 mol/L。
    答案:(1)1∶1 (2)0.800
    4.为探究某铜的硫化物的组成,取一定量的硫化物在氧气中充分灼烧,将生成的气体全部通入盛有足量的H2O2和BaCl2的混合液中,得到白色沉淀11.65 g;将灼烧后的固体(仅含铜与氧两种元素)溶于过量的H2SO4中,过滤,得到1.60 g红色固体,将滤液稀释至150 mL,测得c(Cu2+)=0.50 mol·L-1。
    已知:Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O
    请计算:
    (1)白色沉淀的物质的量为________mol。
    (2)该铜的硫化物中铜与硫的原子个数比N(Cu)∶N(S)=________。
    答案:(1)0.05 (2)2∶1
    课后达标检测
    一、选择题
    1.(2020·台州一中高一期中)下列说法正确的是(  )
    A.NaOH的摩尔质量是40 g
    B.1 mol H2的质量与它的相对分子质量相等
    C.1 mol H2O的质量为18 g/mol
    D.氧气的摩尔质量在数值上等于它的相对分子质量
    答案:D
    2.(2020·杭州二中学考模拟)如果1 g O2中含有x个氧分子,则阿伏加德罗常数是(  )
    A.32x           B.32x mol-1
    C.16x D.16x mol-1
    解析:选B。n(O2)== mol,含有x个分子,则NA===32x mol-1。
    3.如图为两瓶体积相等的气体,在同温同压时对两瓶内气体的描述一定正确的是(  )

    A.所含原子数相等 B.气体密度相等
    C.气体质量相等 D.平均摩尔质量相等
    解析:选A。据阿伏加德罗定律可知,两瓶内气体的物质的量相等,故A项正确;由于N2和O2的物质的量不确定,无法比较密度、质量及平均摩尔质量,其余选项均错误。
    4.一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物质中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是(  )
    A.该温度和压强可能是标准状况
    B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
    C.每个该气体分子含有2个原子
    D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
    解析:选A。若该物质为气体,则其在标准状况下的体积为22.4 L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项错误,B项正确;由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,且其物质的量为1 mol,C项正确;根据题意,在此温度和压强条件下,Vm=30 L·mol-1,D项正确。
    5.(2017·浙江11月选考,T22)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )
    A.含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA
    B.25 ℃时,pH=3的醋酸溶液1 L,溶液中含H+的数目小于0.001NA
    C.任意条件下,1 mol苯中含有C—H键的数目一定为6NA
    D.a mol的R2+(R的核内中子数为N,质量数为A)的核外电子数为a(A-N-2)NA
    答案:B
    6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )
    A.标准状况下,11.2 L丙烷中含C—C键的数目为NA
    B.1 L pH=1的H2SO4溶液中含H+的数目为 0.2NA
    C.0.1 mol重水(D2O)分子中含有的中子数为NA
    D.1.6 g硫在足量的氧气中完全燃烧,转移的电子数为0.2NA
    答案:B
    7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
    A.CO2和CO的混合物共0.5 mol,其中的原子数目为NA
    B.1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中含有的离子总数为0.5NA
    C.6 g石墨晶体中含有的质子数目为3NA
    D.标准状况下,1.12 L C2H4中含有的共用电子对的数目为0.25NA
    答案:C
    8.厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术,下列说法中正确的是(  )
    A.1 mol NH所含的质子总数为10NA
    B.1 mol联氨(N2H4)中含有5 mol共价键
    C.1 mol NH经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(假设每步转化均完全)得到氮气的体积约为11.2 L
    D.该方法每处理1 mol NH,需要 0.5 mol NO
    解析:选B。质子数等于原子序数,1 mol NH所含的质子总数为11NA,A项错误;一个联氨(N2H4)分子中共含有5个共价键,所以1 mol联氨(N2H4)中含有5 mol共价键,B项正确;由题图可知,经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(假设每步转化均完全)1 mol NH和1 mol NH2OH发生氧化还原反应生成1 mol氮气,标准状况下的体积为22.4 L,C项错误;由题图可知,经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(假设每步转化均完全)1 mol NH和1 mol NH2OH发生氧化还原反应生成1 mol氮气。由得失电子守恒可知,从整个过程来看,每处理1 mol NH,需要1 mol NO,D项错误。
    9.(2020·浙江1月选考,T20)设[aX+bY]为a个X微粒和b个Y微粒组成的一个微粒集合体,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(  )
    A.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1,则每1 mol生成1 mol[H2O(l)]放热286 kJ
    B.Cr2O+ne-+14H+===2Cr3++7H2O,则每生成1 mol Cr3+转移电子数为3NA
    C.Al3++4OH-===[Al(OH)4]-,说明1 mol Al(OH)3电离出H+数为NA
    D.1 mol CO2与NaOH溶液完全反应,则n(CO)+n(HCO)+n(H2CO3)=1 mol
    答案:C
    二、非选择题
    10.(1)0.7 mol H2O的质量为________,其中含有________个水分子,氢原子的物质的量为________。
    (2)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是________,在相同温度和相同压强条件下,体积最大的是________。
    (3)2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数之比是______;原子数之比是________。
    (4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为________,该金属元素的相对原子质量为________。
    解析:(1)0.7 mol H2O的质量为0.7 mol×18 g·mol-1=12.6 g,含有水分子的个数为0.7 mol×6.02×1023 mol-1=4.214×1023,氢原子的物质的量为0.7 mol×2=1.4 mol。
    (2)根据n=m/M可知,摩尔质量最大的SO2,其物质的量最小,含有分子数最少;摩尔质量最小的H2,相同条件下物质的量最大,其所占体积最大。
    (3)根据阿伏加德罗定律可知2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数之比是2∶3;原子数之比是(2×3)∶(3×4)=1∶2。
    (4)二价金属的氯化物可以表示为MCl2,在9.5 g该二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-,则9.5 g氯化物的物质的量为0.1 mol,该氯化物的摩尔质量为95 g·mol-1;该金属元素的相对原子质量为95-71=24。
    答案:(1)12.6 g 4.214×1023(或0.7NA) 1.4 mol (2)SO2 H2 (3)2∶3 1∶2 (4)95 g·mol-1 24
    11.一定质量的液态化合物XY2,在标准状况下的一定质量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后,在标准状况下测得生成物的体积是672 mL,密度是2.56 g·L-1,则:
    (1)反应前O2的体积是________。
    (2)化合物XY2的摩尔质量是________。
    (3)若XY2分子中X、Y两元素的质量比是3∶16,则X、Y两元素分别为________和________。(写元素符号)
    解析:(1)由反应XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)可知,反应前后气体的体积变化为0,故V(O2)=672 mL。
    (2)由m=ρV可知,生成物的质量m=0.672 L×2.56 g·L-1=1.72 g;n(O2)=
    =0.03 mol。
    XY2(l) + 3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)
    0.01 mol 0.03 mol
    所以M(XY2)==76 g·mol-1。
    (3)由=,Mr(X)+2Mr(Y)=76,得Mr(X)=12,Mr(Y)=32,则X为C,Y为S。
    答案:(1)672 mL (2)76 g·mol-1 (3)C S




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