2019年高考化学二轮复习专题02化学计量(讲)(含解析).doc
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1、- 1 -专题 02 化学计量考向一 以物质的量为核心的基本概念、基本计算(1) 考纲要求理解相对原子质量、相对分子质量的含义,并能进行有关计算。理解摩尔(mol) 、摩尔质量、气体摩尔体积(标准状况下) 、物质的量浓度、并能进行有关计算。能运用化学方程式和离子方程式进行有关计算。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。(2) 命题规律化 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 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
2、的 量 在 元 素 化 合 物 、 理 论 方 面 计 算 中 的 应 用 , 近年来高考中考查化学计算的试题主要分成两类:一类是以选择题形式出现的小计算题,一类是以填空题出现的小综合计算题,一般意在考查元素化合物与化学实验、有机化合物基础知识相联系的综合问题。高考试题将以化工生产、科学实验为背景,强调计算与化学基本理论、化学变化过程、工业流程、化学实验等结合,突出思维能力的考查和数学工具的应用,体现计算为化学应用服务,强化对化学方程式的量化理解。【例 1】 【2018 新课标 3 卷】下列叙述正确的是 ( ) A24g 镁与 27g 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
3、C1mol 重水与 1mol 水中,中子数比为 21D1mol 乙烷和 1mol 乙烯中,化学键数相同【答案】B【解析】分析:本题考查的是物质结构,需要先分析该物质中含有的微观粒子或组成的情况,再结合题目说明进行计算。详解:A1 个 Mg 原子中有 12 个质子,1 个 Al 原子中有 13 个质子。24g 镁和 27g 铝各自的物质的量- 2 -点睛:本题考查的是物质中含有的各种粒子或微观结构的问题,一般来说先计算物质基本微粒中含有多少个需要计算的粒子或微观结构,再乘以该物质的物质的量,就可以计算出相应结果。【例 2】 【2016 年高考江苏卷】过氧化钙(CaO 28H2O)是一种在水产养殖
4、中广泛使用的供氧剂。(3)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量 MnSO4和碱性 KI 溶液,生成 MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀 H2SO4,待 MnO(OH)2与 I完全反应生成Mn2+和 I2后,以淀粉作指示剂,用 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下: 写出 O2将 Mn2+氧化成 MnO(OH)2的离子方程式;_。取加过一定量 CaO28H2O 的池塘水样 100.00 mL,按上述方法测定水中溶解氧量,消耗 0.01000 molL1 Na2S2O3标准溶液 13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(用mgL1表示) ,写出计算过程。
5、【答案】 (3)O 22Mn 2 4OH =MnO(OH)2在 100.00mL 水样中I22S 2O32 =2I S 4O62- 3 -n(I2)= 2323()()cNaSOVA30.1/1.50/molLLm=6.750105 molnMnO(OH)2= n(I2)= 6.750105 moln(O2)= nMnO(OH)2= 6.750105 mol3.37510 5 mol11水中溶解氧 =10.80mg/L533.70/10/1.molglmgL【解析】试题分析:【考点定位】本题主要是考查氧化还原反应方程式书写以及溶解氧含量测定等【名师点晴】灵活应用电子得失守恒是解答的关键,电子守
6、恒是氧化还原反应计算的核心思想:得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。电子守恒法解题的步骤是:首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量,然后根据电子守恒列出等式。计算公式如下: n(氧化剂)得电子原子数原子降价数 n(还原剂)失电子原子数原子升价数。利用这一等式,解氧化还原反应计算题,可化难为易,化繁为简。- 4 -1、物质的量(1)物质的量是七个基本物理量之一,其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。符号为
7、:n,单位为:摩尔(mol) 。说明物质的量是用来描述微观粒子,如分子、原子、离子、电子、质子、中子等。在描述的时候应该标明微观粒子的特定组合。如 1molH,或 1mol 氢原子。(2)物质的量的基准(N A):以 0.012kg12C 所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为 NA,其近似值为 6.021023mol-1。即 1mol 任何物质含有阿伏伽德罗常数各粒子(N A) ,约为 6.021023个。2、摩尔质量摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,符号:M,单位是 g/mol。如果 g/mol 作为单位,其数字上等于相对原子(分子)质量或式量。
8、物质的量、物质的质量和摩尔质量间的关系为:M=mn3、气体摩尔体积(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积,叫做气体摩尔体积。 表示符号:V m单位:L/mol(或 Lmol-1)标准状况下,气体摩尔体积约为 22.4L/mol数学表达式:气体的摩尔体积 ,即 Vm=气 体 所 占 的 体 积气 体 的 物 质 的 量 Vn(2)气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积( V0)。在标准状况下,1mol任何气体的体积都约等于 22.4 L。在理解标准状况下的气体摩尔体积时,不能简单地认为“22.4 L 就是气体摩尔体积” ,因为这个 22.4 L 是有特定条件的。这些条件就是:物质的
9、聚集状态必须是气态,不适用于固体、液体 。标准状况,即 0和 101.325 kPa,气体的物质的量为 1 mol,只有符合这些条件的气体的体积才约是 22.4 L。因此,22.4 L 是 1 mol 任何气体在标准状况下的体积。1mol 任何气体的体积若为 22.4 L,它所处的状况不一定就是标准状况。根据温度、压强对气体分子间平均距离的影响规律知,温度升高一倍或压强降低一半,分子间距将增大一倍;温度降低一半或压强增大一倍,分子间距将减小一半。由此可知,1 mol 任何气体在 0、101 kPa 条件下的体积与 273、202kPa 条件下的体积应相等,都约为 22.4L。4、阿伏伽德罗定律
10、- 5 -在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同” 。即: T 1=T2;P 1=P2 ;V 1=V2 n1 = n25、物质的量浓度(1)定义:以 1L 溶液里所含溶质 B 的物质的量来表示溶液的浓度叫做物质的量浓度。符号为:c B;单位为:molL -1(2)表达式:c B= (n 为溶质 B 的物质的量,单位为 mol;V 为溶液的体积,单位为 L)nV物质的量浓度是表示溶液组成的物理量,衡量标准是单位体积溶液里所含溶质的物质的量的多少。这里的溶质可以是单质、化合物,也可以是
11、离子或其他的特定组合,单位是 mol;体积指溶液的体积而不是溶剂的体积,单位是 L;因此,物质的量浓度的单位是 molL-1。6、一定物质的量浓度溶液的配制(1)物质的量浓度溶液的配制步骤:计算:如溶质为固体时,计算所需固体的质量;如溶液是液体时,则计算所需液体的体积。称量:用天平称出所需固体的质量或用量筒量出所需液体的体积。溶解:把称量出的溶质放在烧杯中加少量的水溶解,边加水边震荡。转移:把所得的溶解液用玻璃棒引流注入容量瓶中。洗涤:用少量的蒸馏水洗涤烧杯和玻棒 2-3 次,把每次的洗涤液一并注入容量瓶中。定容:向容量瓶中缓缓注入蒸馏水至离容量瓶刻度线 1-2cm 处,再用胶头滴管滴加蒸馏水
12、至凹液面与刻度线相切。摇匀:盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒摇匀,然后将所配的溶液倒入指定试剂瓶并贴好标签。(2)配制一定物质的量浓度溶液的误差分析因变量能引起误差的一些操作m Vc(1)天平的砝码沾有其他物质或已生锈 增大 偏大(2)调整天平零点时,游码放在刻度线的右端 减小 偏小(3)称量易潮解的物质(如 NaOH 固体)时间过长 减小 偏小托盘天平(4)用滤纸称易潮解的物质(如 NaOH 固体) 减小 偏小- 6 -(5)用量筒量取液体时,仰视读数 增大 偏大量筒(6)用量筒量取液体时,俯视读数 减小 偏小(7)搅拌时部分液体溅出 减小 偏小烧杯及玻璃棒 (8)未
13、洗烧杯和玻璃棒 减小 偏小(9)未冷却到室温就注入容量瓶定容 减小 偏大(10)向容量瓶转移溶液时有少量液体流出 减小 偏小(11)定容时,水加多了,用滴管吸出 减小 偏小(12)定容后,轻振荡、摇匀、静置,液面下降再加水 增大 偏大 减小 偏小(13)定容时,俯视读刻度数减小 增大 偏小(14)定容时,仰视读刻度数 增大 偏大 减小 偏小容量瓶(15)配好的溶液转入干净的试剂瓶时,不慎溅出部分溶液 无影响7、以物质的量为核心的计算以物质的量为核心的计算关系图:8、理解六个基本公式(1) n N/NA;(2) n m/M;(3) n V/Vm;(4) c(B) n/V;(5) w 100%;m
14、 溶 质 m 溶 液 - 7 -(6) c (或 w )1 000 wM cM1 000【例 1】 【天津大港油田一中 2019 届高三上学期期中】一定条件下,在乙室中充入 1.2mol HCl,甲室中充入 NH3、H 2的混合气体,静止时活塞如下图,已知甲室中气体的质量比乙室中气体的质量少 33.8g。下列说法不正确的是 ( )A 甲室中气体的物质的量为 2molB 甲室中气体的质量为 10gC 甲室中 NH3和 H2的物质的量之比为 4 : 1D 如果将活塞 a 去掉,HCl 和 NH3完全反应后活塞 b 静止于刻度 6 处【答案】C【解析】A、由图可知甲、乙两室气体的体积之比为 5:3,
15、故其物质的量之比也为 5:3,所以甲室中气体为【趁热打铁】 【新疆喀什二中 2019 届高三上 9 月月考】下列选项中所涉及的两个量一定相等的是 ( )A 11.2 L Cl 2与 4.25 g NH3所含有的原子数B 等物质的量的 Al 分别与足量的盐酸、NaOH 溶液反应转移的电子数C 标准状况下 36 g H2O 与 1.2041024个 O2分子所占的体积- 8 -D 18.0 g 重水(D 2O)与 20 g Ne 所含有的电子数【答案】B【解析】A 项,由于 Cl2所处温度和压强未知,不能用 22.4L/mol 计算 11.2LCl2分子物质的量,无法确定 11.2LCl2中所含
16、Cl 原子数,n(NH 3)=4.25g17g/mol=0.25mol,4.25gNH 3中所含原子物质的量为 0.25mol4=1mol,两者所含原子数不一定相等;B 项,Al 与盐酸、NaOH 溶液反应的化学方程式依次为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO2+3H2,1molAl 无论与盐酸反应还是与 NaOH 溶液反应都失去 3mol 电子,等物质的量的 Al 与足量盐酸、NaOH 溶液反应转移电子数一定相等;C 项,n(H 2O)=36g18g/mol=2mol,n(O 2)=1.2041024(6.0210 23mol-1)=2mol,
17、标准状况下 H2O 不呈气态,O 2呈气态,标准状况下 36gH2O 的体积 1.2041024个 O2分子所占的体积;D 项,D 2O 的摩尔质量为20g/mol,n(D 2O)=18.0g20g/mol=0.9mol,1 个 D2O 中含 10 个电子,18.0gD 2O 中所含电子物质的量为 0.9mol10=9mol,n(Ne)=20g20g/mol=1mol,1 个 Ne 中含 10 个电子,20gNe 中所含电子物质的量为 1mol10=10mol,18.0gD 2O 中所含电子数20gNe 中所含电子数;所涉及的两个量一定相等的是 B 项,答案选 B。 【例 2】 【安徽皖中名校
18、联盟 2019 届高三 10 月联考】相对分子质量为 M 的气态化合物 V L(标准状况) ,溶于 m g 水中,得到质量分数为 w、物质的量浓度为 c mol/L、密度为g/mL 的溶液,下列说法正确的是 ( )A 溶液密度 =cw/1000M B 物质的量浓度 c=V/(MV+22.4m)C 溶液的质量分数 w=MV/22.4m D 相对分子质量 M=22.4mw/(1w)V【答案】D【解析】A 项,根据 c=1000w/M 可得,=cM/1000w,故 A 错误;B 项,气体的物质的量为mol,气体- 9 -【趁热打铁】 【云南玉溪一中 2019 届高三上学期第二次调研】下图是实验室硫酸
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