2025届高三化学一轮复习必修第一册： 物质的量及相关计算 导学案

编号3　物质的量 考点一　物质的量　摩尔质量 1.基于宏微结合的视角认识物质的量及阿伏加德罗常数 （1）基本概念间的关系 （2）定量关系 n＝⇒ 2.摩尔质量 考点二　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 1.从宏微结合的视角认识气体摩尔体积 （1）概念：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，单位是L·mol－1。 （2）特例：标准状况下的气体摩尔体积约为　22.4 L·mol－1　。 （3）物质的量、气体体积（V）与气体摩尔体积之间的关系：Vm＝　　，或n＝　　。 2.从应用的层面理解阿伏加德罗定律及其推论 （1）阿伏加德罗定律 可简单概括为“三同定一同”，即同温、同压、同体积⇒分子数相同。 （2）阿伏加德罗定律的推论 同温、同压下 气体的体积之比等于分子数之比：V1∶V2＝　N1∶N2　 气体的摩尔质量之比等于密度之比：M1∶M2＝　ρ1∶ρ2　 同温、同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比：p1∶p2＝　n1∶n2　 【知识小练】 一、n＝＝＝关系的应用 1.（1）标准状况下，4.8 g甲烷（CH4）所占的体积为　 　L，它与标准状况下　 　L硫化氢（H2S）含有相同数目的氢原子。 （2）标准状况下，16 g O2与14 g N2的混合气体所占的体积是　 　。 （3）9.03×1023个NH3含有　 mol氢原子， mol质子，在标准状况下的体积 约为 　 　L。 （4）标准状况下，若6.72 L O3含有m个氧原子，则阿伏加德罗常数的值可表示为 　（用含m的式子表示）。 考点三　物质的量浓度 物质的量浓度与溶质的质量分数的比较 物质的量浓度 溶质的质量分数 概念 表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量 以溶液里溶质的质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量 表达式 cB＝　　 w（B）＝×100％ 单位 　mol·L－1　或 mol/L — 某双氧水的质量分数为13.6％（密度为1.25 g·cm－3），其物质的量浓度是多少？ 考点四　一定物质的量浓度溶液的配制 1.容量瓶的构造与使用 （1）构造 （2）查漏操作 2.溶液的配制过程及规范操作 【知识小练】 一、溶液配制过程中的仪器使用与操作 1.配制500 mL 0.100 mol·L－1 NaCl溶液，部分实验操作示意图如下： 下列说法正确的是（　　） A.实验中需用的仪器有天平、250 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等 B.上述实验操作步骤的正确顺序为①②④③ C.容量瓶需要用蒸馏水洗涤，干燥后才可用 D.定容时，仰视容量瓶的刻度线，使配制得的NaCl溶液浓度偏低 2.配制100 mL 1.00 mol·L－1NaOH溶液的操作如下。下列说法不正确的是（　　） A.操作1前称取NaOH的质量为4.0 g B.操作2前NaOH溶液需恢复至室温 C.若操作4俯视刻度线定容，则所配制溶液的浓度偏大 D.操作5后液面下降，需补充少量水至刻度线 二、溶液配制过程中的误差分析 3.从改变溶质的物质的量角度分析产生的误差（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 ①配制450 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8 g：　　。 ②配制500 mL 0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾8.0 g：　　。 ③配制NaOH溶液，用托盘天平称量NaOH时，托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片，其他操作均正确：　　。 ④配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质4.4 g，称量时物码放置颠倒：　　。 ⑤配制一定物质的量浓度的稀H2SO4溶液时，用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：　　。 ⑥定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线：　　。 ⑦配制一定物质的量浓度溶液时，烧杯及玻璃棒未洗涤：　　。 4.从改变溶液体积角度分析产生的误差（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 ①配制NaOH溶液时，将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容：　　。 ②定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：　　。 ③定容时仰视刻度线：　　。 ④定容摇匀后少量溶液外流：　　。 ⑤容量瓶中原有少量蒸馏水：　　。 考点五　阿伏加德罗常数的应用 抓“两看”，突破陷阱 牢记“结构特点”，突破陷阱 （1）记特殊物质中所含微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等，理清整体与部分的关系。 　　（2）记最简式相同的物质，构建解答混合物的模型，如NO2和N2O4、乙烯（C2H4）和丙烯（C3H6）等。 （3）熟知常考物质中所含化学键的数目，如下表： 常考物质 1 mol含有共价键数目 CH4（C—H） 4NA P4（P—P） 6NA 晶体硅（Si—Si） 2NA 常考物质 1 mol含有共价键数目 二氧化硅（Si—O） 4NA 石墨（C—C） 1.5NA 金刚石（C—C） 2NA （4）根据分子结构，确定σ键、π键数目。 如：HCHOCO2 抓“反应特点”，突破陷阱 电子转移（得失）数目的问题分析，要做到“三注意”： 一要注意是否发生歧化反应，如Cl2与热的NaOH溶液发生歧化反应：3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O，消耗1 mol Cl2转移 mol电子； 二要注意变价元素，如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子，而与足量稀硝酸反应转移3 mol电子； 三要注意氧化还原的竞争及用量问题，如向FeBr2溶液中通入Cl2，Cl2的量不同，转移的电子数不同。 【知识小练】——判断对错 1．标准状况下，a L氧气和氮气的混合物含有的分子数约为a/22.4×6.02×1023个 2．常温常压下，4. 6gNO2和N2O4的混合气体中含有的氧原子数为0.2 NA 3．常温常压下，14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA 4．常温常压下。22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子 5.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0.5 6．16g O3和O2的混合气体，所含质子数为16NA 7.标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA 8.常温下，60 g 中含有极性键的数目为 9.1 mol 晶体和1 mol 晶体含有的离子数目均为 10．C2H4O与C2H6O2的混合物0.1mol充分燃烧消耗O2数目为0.25NA 考点六　化学计算的常用方法 类型一　守恒法 1.所谓“守恒”就是物质在发生“变化”的过程中某些量的总量保持“不变”。 守恒法是一种思维方法，运用守恒定律，不必纠结过程细节。只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态，常考的有以下三种守恒。 （1）元素守恒 化学反应的实质是原子的重新组合，反应前后各元素原子的种类和数目保持不变。 （2）电荷守恒 电解质溶液中，阴、阳离子所带电荷总数相等。如：Na2SO4溶液中：c（Na＋）＋c（H＋）＝2c（S）＋c（OH－），因溶液显中性，故c（Na＋）＝2c（S）。 （3）得失电子守恒 氧化还原反应中，还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数。 2.守恒法的解题思路 【知识小练】 1.（元素守恒）在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L－1氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为（　　） A.72％　　　　　　　　 B.40％ C.36％　 D.18％ 2.（电荷守恒）将a g Fe2O3-Al2O3样品溶解在过量的200 mL pH＝1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液，使Fe3＋、Al3＋刚好沉淀完全，用去NaOH溶液100 mL，则NaOH溶液的浓度为　 3.（得失电子守恒）以下是一种废钒催化剂回收工艺流程： “氧化”中欲使3 mol的VO2＋变为V，则需要氧化剂KClO3至少为　 　 mol。 类型二　关系式法 1.应用原理 关系式是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。 2.解题步骤 【知识小练】 1.黄铁矿的主要成分是FeS2，已知4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，用浓度为0.020 00 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。 已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2OS＋2Fe2＋＋4H＋；Cr2＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 样品中FeS2的质量分数是（假设杂质不参加反应）　 　（保留一位小数）。 2.为测定某石灰石中CaCO3的质量分数，称取W g石灰石样品，加入过量的浓度为6 mol·L－1的盐酸，使它完全溶解，加热煮沸，除去溶解的CO2，再加入足量的草酸铵[（NH4）2C2O4]溶液后，慢慢加入氨水降低溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀，离子方程式为C2＋Ca2＋CaC2O4↓，过滤出CaC2O4后，用稀硫酸溶解：CaC2O4＋H2SO4H2C2O4＋CaSO4，再用蒸馏水稀释溶液至V0 mL。取出V1 mL用 a mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，此时发生反应：2Mn＋5H2C2O4＋6H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。若滴定终点时消耗a mol·L－1的酸性KMnO4溶液V2 mL，计算样品中CaCO3的质量分数　 。 类型三　热重分析法 1.热重分析法 指程序控制温度和一定气氛条件下，测量物质的质量与温度关系的一种热分析方法。 2.热重曲线 （1）由热重分析记录的质量变化对温度的关系曲线称热重曲线，曲线的横轴为温度，纵轴为质量或失重百分数。 （2）实例： 固体物质A热分解反应：A（固体）B（固体）＋C（气体）的典型热重曲线如图所示，图中T1为固体A开始分解的温度，T2为质量变化达到最大值时的终止温度，若试样初始质量为w0，失重后试样质量为w1，则失重百分数为×100％。 3.热重分析的解题流程 （1）设晶体为1 mol。 （2）失重一般是先失水，再失非金属氧化物。 （3）计算每步的m（剩余），固体残留率＝×100％。 （4）晶体中金属质量不减少，仍在m（剩余）中。 （5）失重残留物最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m（O），由n（金属）∶n（O），即可求出失重后物质的化学式。 【知识小练】 1.热重分析法是程序控制温度下测量物质的质量与温度关系的一种实验方法。MgCl2·6H2O的热重曲线如图所示。已知：MgCl2·6H2O在空气中受热脱水时，不产生无水氯化镁。 （1）试确定200 ℃时固态物质的化学式　 　。 （2）554 ℃时分解得到的主要产物为白色固体和一种酸性气体，写出该反应的 化学方程式： 　。 2.将Ce（SO4）2·4H2O（摩尔质量为404 g·mol－1）在空气中加热，样品的固体残留率（×100％）随温度的变化如图所示。当固体残留率为70.3％时，所得固体可能为　　（填字母）。 A.Ce（SO4）2　　 B.Ce2（SO4）3　　　C.CeOSO4 3.（2023·山东高考18题节选）采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。 m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，再进行灼烧、冷却、干燥、称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m2 g，测得样品纯度为　 　（用含m1、m2的代数式表示）。 2.（2023·全国乙卷28题节选）在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示： 根据上述实验结果，可知x＝　 　，y＝　 　。 第 1 页 共 91 页 学科网（北京）股份有限公司 $$