内容正文:
第一章 物质及其变化
复习讲义
复习目标
1.认识化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科,其特征是认识物质和创造物质;了解化学科学的发展历程及其趋势。
2.通过观察、分析实验现象,体会怎样科学合理地运用观察方法,体会分类、比较等研究方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用。
3.通过对金属钠及其化合物的性质研究等一系列科学探究活动,认识钠是一种非常活泼的金属单质,了解钠的物理性质、主要化学性质。
4.了解氯及其重要化合物的主要性质,了解它们在生产、生活的应用。
5.理解物质的量的概念及意义。
6.气体摩尔体积概念的建立与应用。
7.掌握阿伏加德罗定律及其简单推论,学会运用阿伏加德罗定律及其推论进行简单的计算。
8.熟悉一定的物质的量浓度溶液的配置过程。
重点和难点
重点:含氯、含钠的常见反应、气体摩尔体积概念的建立与应用、物质的量浓度的概念、运用物质的量浓度的概念进行简单的计算.
难点:氯和钠的相关化合物及其性质定、一物质的量浓度溶液的配制实验、阿伏加德罗定律及其简单推论,运用阿伏加德罗定律及其推论进行简单的计算.
█知识点一 走进化学
一、化学学科的形成与发展
1.化学科学的形成
最早的化学实践活动是火的使用,之后人们又学会了烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类,并希望炼制出长生不老的丹药或把廉价的金属炼制成金。在实践活动的基础上,化学家经过不断地努力,近代化学逐渐形成。
2.近代化学发展的里程碑
年代
科学家
重大发现或成就
意义或作用
1661年
英国波义耳
提出化学元素的概念
近代化学诞生的标志
1777年
法国拉瓦锡
提出氧化学说
使近代化学取得了革命性的进展
1803年
英国道尔顿
提出原子论
为近代化学的发展奠定了坚实的基础
1811年
意大利阿伏加德罗
提出分子学说
系统地解决了在物质组成和原子量测定方面存在的混乱问题
1869年
俄国门捷列夫
发现了元素周期律
化学元素及其化合物被纳入一个统一的理论体系
3.现代化学的发展
(1)随着人们对物质世界的认识由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态的不断深入,化学科学进入了辉煌的现代化学时代。
(2)放射性元素的发现、现代量子化学理论的建立、化学热力学与动力学的开创性研究、创造新分子的合成化学的崛起、高分子化学的创立以及化学工业的快速发展等,都是现代化学发展中取得的重大成就。
(3)我国科学家在化学研究中的重要成果
①1965年,我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素,这是首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质。
②2015年,我国科学家屠呦呦因发现抗疟新药青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1969年,屠呦呦研究小组发现青蒿具有抗疟效果,但用水煎熬青蒿所得提取物无效,青蒿的乙醇提取物药效也不高。后来,受到古代文献《肘后备急方·治寒热诸疟方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”绞取方法的启发,屠呦呦使用沸点比乙醇更低的乙醚(34.6 ℃)来提取青蒿中的有关物质。经过努力,最终获得抗疟新药“青蒿素”。因其发现的青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率,屠呦呦获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。
问题1:古代文献《肘后备急方·治寒热诸疟方》中使用了怎样的药物提取方法?
提示: 搅碎、过滤等方法。
问题2:屠呦呦采用了什么药物提取方法?有什么优点?提取过程中发生了物理变化还是化学变化?
提示: 屠呦呦采用了搅碎、用有机溶剂提取的方法,该方法提取得到的青蒿素纯度更高,原料使用量更少。该提取方法中发生了物理变化。
问题3:屠呦呦研究小组提取青蒿素利用了青蒿素的什么性质?
提示: 利用了青蒿素在低温下易溶于有机溶剂的性质。
二、化学学科的含义与主要特性
4.化学科学的含义:化学是一门重要的自然科学,它在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。
5.物理性质和化学性质
内容
物理性质化学性质
概念
物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质物质在化学反应中表现出来的性质
内容
色、味、态、熔点、沸点、硬度、密度、水溶性等稳定性、酸碱性、氧化性、还原性等
特性
可由感官感知或物理仪器测知与化学反应相互依存,不可分离
6.物理变化和化学变化
内容
物理变化
化学变化
概念
无新物质生成的变化
有新物质生成的变化
本质
特征
宏观:无新物质生成;微观:构成物质的微粒结构不变,微粒间隔可能改变
宏观:有新物质生成;微观:构成物质的微粒结构变化,变成了新物质的微粒
外观特征
状态、形状、大小的变化
常伴随发光、放热等现象
本质区别
是否有新物质生成
举例
冰的融化、水的汽化、木材做成课桌
H2在O2中燃烧生成水
三、化学学科与其他学科的关系
7.微观层面上:操纵分子和原子,组装分子材料、分子器件和分子机器等。
8.化学科学的探索空间
(1)化学科学领域:化学家可以在微观层面上操纵分子和原子,组装分子材料、分子器件和分子机器等。
(2)能源和资源领域:有了化学科学,人类在资源和能源的开发、利用方面大显身手,使人们更加科学、合理地开发与利用资源和能源。
(3)材料科学领域:化学将推动材料科学的发展,使各种新型材料的制造成为可能。
(4)环境领域:化学为环境问题的解决提供有力保障。
(5)生命科学领域:化学科学将为生命科学的发展作出更大贡献,帮助人们从分子层次上了解生命问题的本质、揭示生命运动的规律;使研究人员在分子水平上了解疾病的病理,寻求新方法,研制新药物,为人类提供健康保障。
(6)信息科学领域:化学科学将大大提高信息科学的发展水平,指导人们研制功能各异的信息材料(主要是电子材料,如光电子材料),为传感技术、通信技术和计算机技术等的发展提供重要的物质基础。
效果检测
一、化学学科的形成与发展
1.近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是
A.北斗组网卫星所使用的光导纤维是一种有机高分子材料
B.“破风8676”的5G射频收发芯片的主要成分是
C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机,燃烧时存在化学能转化为热能
D.蛟龙潜水器外壳的钛合金材料具有耐高压、耐腐蚀的特点
【答案】A
【详解】A.光导纤维主要成分是二氧化硅(SiO2),属于无机非金属材料,A错误;
B.5G射频收发芯片的主要成分是硅(Si),硅是半导体材料,B正确;
C.液氧煤油燃烧是化学反应,化学能转化为热能,C正确;
D.钛合金耐高压、耐腐蚀,符合潜水器外壳材料特性,D正确;
故选A。
2.化学是自然科学的一部分。人类对自然的认识往往会涉及不同学科的知识。取一块大理石就可以从不同学科角度进行研究,以下问题不属于化学主要研究领域的是
A.大理石产于何地 B.大理石由什么成分组成
C.大理石能发生什么反应 D.大理石的微观结构是什么样
【答案】A
【解析】化学是一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学,它的研究对象是物质,研究的最终目的是为了应用,故物质的用途也是化学研究范畴;大理石的产地与化学无关,是地理研究的内容;
A项正确。
二、化学学科的含义与主要特性
3.化学与生产、生活、科技等密切相关,下列说法正确的是
A.“真金不怕火炼”是指真金的熔点高
B.“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅
C.“釜底抽薪”是利用了除去氧化还原反应中还原剂的原理
D.“百炼成钢”的化学含义是使用氧化剂提高生铁中碳的含量
【答案】C
【详解】A.“真金不怕火炼”是指即使是高温条件下,金也不会和氧气反应,说明金的化学性质稳定,A错误;
B.芯片的主要成分是单质硅,B错误;
C.“釜底抽薪”是指抽取锅底下的柴火,清除了可燃物,在燃烧反应中,可燃物做还原剂,即“釜底抽薪”是利用了除去氧化还原反应中还原剂的原理,C正确;
D.“百炼成钢”的化学含义是在高温下,使用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去,降低生铁中碳的含量,D错误;
故选C。
4.化学促进人类文明的进步和发展,下列科技成果属于化学成就的是
A.神州十六号载人飞船顺利进入既定轨道
B.科学家因发现“真核转录的分子基础”获得诺贝尔奖
C.中科大潘建伟团队成功研制出“墨子号”量子科学实验卫星
D.科学家发现“宇宙微波背景辐射的黑体形式”
【答案】B
【解析】神州十六号载人飞船顺利进入既定轨道的设定是物理学研究的范畴,故A项错误;“真核转录的分子基础”,是研究物质的微观构成,属于化学成就,故B项正确;中科大潘建伟团队成功研制出“墨子号”量子科学实验卫星,量子力学为物理研究范畴,故C项错误;科学家发现“宇宙微波背景辐射的黑体形式”,属于物理学的研究范畴,D项错误。
三、化学学科与其他学科的关系
5.在社会不断进步和科技迅猛发展的背景下,化学与其他学科形成交叉和相互渗透,成为自然科学领域中一门“中心的、实用的和创造性的”基础科学。下列说法错误的是
A.实验和理论是学习化学的两种重要途径
B.材料的研制和开发都是以研究和优化物质的组成、结构和性能为基础的
C.化学家可以通过化学反应创造出新的原子、分子和具有特殊性质的新物质
D.化学科学促进医学科学的发展,帮助研制新药,为人类提供健康保障
【答案】C
【详解】A.化学是一门以实验为基础的学科,实验和理论是学习化学的两种重要途径,A正确;
B.无论是依据组成分类的金属材料、无机非金属材料、合成高分子材料和复合材料等,还是按照功能分类的航空航天材料、电子信息材料、新型能源材料、生物医用材料和智能材料等,它们的研制和开发都是以研究和优化物质的组成、结构和性能为基础的,B正确;
C.创造新的原子属于核反应,不是化学反应,C错误;
D.根据B分析,化学科学可以开发研制新型生物医用材料,促进医学科学的发展,帮助研制新药,为人类提供健康保障,D正确;
故选C。
6.化学是自然科学的一部分。人类对自然的认识往往会涉及不同学科的知识。取一块大理石就可以从不同学科角度进行研究,以下问题不属于化学主要研究领域的是
A.大理石产于何地 B.大理石由什么成分组成
C.大理石能发生什么反应 D.大理石的微观结构是什么样
【答案】A
【解析】化学是一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学,它的研究对象是物质,研究的最终目的是为了应用,故物质的用途也是化学研究范畴;大理石的产地与化学无关,是地理研究的内容;A项正确。
█知识点二 研究物质性质的方法和程序
一、研究物质性质的基本方法
1.观察法
(1)含义:观察是一种有计划、有目的地运用 感官 考察研究对象的方法。
(2)常见观察法
①直接观察法
②间接观察法:借助一些仪器进行观察
2.实验法
(1)目的:通过实验来验证对物质性质的预测或探究 。
(2)过程:
(3)注意的问题:在进行实验时,要注意控制温度、 压强 、溶液的浓度等条件。
3.分类和比较法
在研究物质的性质时,可以运用分类的方法总结各类物质的一般性质 ,并根据物质所属的类别对物质及其变化进行预测 ;运用比较的方法认识各种物质性质之间的异同和内在联系 。
4.假说和模型的方法。
(1)提出假说可以对有关现象或规律的本质以及未知物质或现象进行推测性说明。
(2)建构模型可以对物质或物质的变化进行简化模拟。
特别提醒
问题:用如图所示的方法研究某气体的性质,这种方法属于哪一种基本方法?理由是什么?
提示: 观察法。观察是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法,直接用肉眼观察物质的颜色、状态,用鼻子闻物质的气味,都属于观察法。
二、研究物质性质的基本程序
主要包括:观察物质的外部特征→ 预测 物质的性质→通过 实验和观察 来验证,并观察现象→解释现象及得出 结论 。
特别提醒
观察物质的外部特征、预测物质的性质、实验和观察(设计并实施实验、观察现象)以及解释和结论(对实验现象进行分析和解释、对实验结论进行整合)是研究过程的重要环节,它们的科学组合便形成了研究物质性质的基本程序。被研究的物质的性质往往具有一定的未知性,所以在研究物质性质的过程中,可能需要在“预测物质的性质”与“实验和观察”两个环节中反复进行。
效果检测
一、研究物质性质的基本方法
7.下表中“方法导引”与“示例”对应关系正确的是
选项
方法导引
示例
A
分类
实验室中制取气体装置的连接顺序一般为:发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置
B
预测
探究催化剂对化学反应速率的影响时,需要控制温度、浓度和其它影响因素保持不变
C
变量控制
钠、钾能与水反应,铷与钠、钾都属于族元素,则可预测铷也能与水反应
D
认识有机化合物的一般思路
先分析有机物的碳骨架和官能团,再认识它的类别、性质和用途
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.实验室制取气体的装置连接顺序属于实验流程,而非分类方法,故不选A;
B.控制变量属于实验设计方法,方法导引误标为“预测”,故B错误;
C.利用同主族性质相相似行预测属于“预测”方法,而非变量控制,故C错误;
D.分析碳骨架和官能团再推导性质用途,符合认识有机物的正确思路,故D正确;
选D。
二、研究物质性质的基本程序
8.为探究铁、铜金属活动性的强弱,某化学小组将铁片、铜片分别投入同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中,观察并记录实验现象,根据实验现象得出结论。该探究过程中没有用到的科学研究方法是
A.实验法 B.观察法 C.调查法 D.比较法
【答案】C
【详解】A.为探究铁、铜金属活动性的强弱,某化学小组将铁片、铜片分别投入同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中进行实验,用到了实验法,A错误;
B.实验过程中需要观察并记录实验现象,用到了观察法,B错误;
C.整个实验过程中没用到调查法,C正确;
D.实验过程中需要通过比较铁片、铜片分别和同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液反应的实验现象得出铁、铜金属活动性的强弱,用到了比较法,D错误;
故答案选C。
9.下列说法中,错误的是
A.屠呦呦发现了对治疗疟疾有特效的青蒿素
B.门捷列夫发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一理论体系
C.化学家可以在微观层面上操纵分子和原子,并创造分子和原子
D.1965年,我国化学家首次人工合成了具有生理活性的结晶牛胰岛素
【答案】C
【解析】屠呦呦因发现对治疗疟疾有特效的青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,A项正确;俄国科学家门捷列夫发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一理论体系,B项正确;化学家可以在微观层面上操纵分子和原子,并创造分子,但不能创造原子,C项错误;1965年,我国科学家首次人工合成结晶牛胰岛素,实现了人类历史上人工合成蛋白质的突破,D项正确。
█知识点三 钠及其化合物的性质
一、金属钠的物理性质和化学性质
1.观察法认识钠的物理性质
操作
观察试剂瓶里面的钠
钠性质活泼,需隔绝空气和水保存。实验室中钠保存在煤油中。用镊子从装有试剂瓶中取出金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切下一小块金属钠,观察钠块的切面。剩余钠块放回原试剂瓶
结论
钠的物理性质
银白色金属,有金属光泽的固体,质地柔软(小刀可以切割),密度大于煤油、小于水,熔点较低(小于100 ℃,用酒精灯加热,很快熔化)、具有良好的导电性和导热性。
2.实验法探究钠与水的反应
实验探究
实验现象
原因解释
浮
钠浮在水面上
钠的密度比水小
熔
钠熔化成光亮的小球
钠的熔点低,反应放出热量
游
钠在水面上四处游动,慢慢变小,最后消失
反应产生的气体推动小球运动
响
发出“咝咝”的响声
钠与水反应产生气体
红
烧杯中溶液变红
反应生成碱性物质
化学方程式
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
3.实验法探究钠与氧气的反应
反应条件
常温
加热
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式
缓慢氧化:4Na+O2=2Na2O
剧烈燃烧:2Na+O2Na2O2
结论
钠是非常活泼的金属,与氧气反应时,条件不同,产物不同。
特别提醒
提示: ①钠与氯气、硫等非金属反应
Cl2 +2Na2NaCl(火焰呈黄色,白烟)
2Na+S=Na2S(研磨或加热)
②钠与盐溶液的反应(注意)
钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与盐溶液发生反应。
钠与酸的反应比钠与水的反应更剧烈,因为酸中的H+浓度大。
问题:钠与酸的反应比钠与水的反应更剧烈?
》提示: 因为酸中的H+浓度大。
二、钠的氧化物的性质
1.对比法学习氧化钠和过氧化钠
物质
氯化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色、态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物
氧的价态
-2
-1
生成条件
常温下缓慢氧化
4Na+O2 2Na2O
加热或点燃
2Na+O2 Na2O2
热稳定性
不稳定(加热时被氧化)
2Na2O+O2 2 Na2O2
相对稳定
水反应
Na2O +H2O═2NaOH (放热)
2Na2O2 +2H2O═4NaOH+O2↑ (放热)
与CO2反应
Na2O+CO2═Na2CO3
2Na2O2+2CO2═2 Na2CO3+O2
与酸反应
Na2O+2HCl═2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O2 2H2O2═2H2O+O2
主要用途
制取少量Na2O2
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
2.分类法学习氧化钠的化学性质
氧化钠是碱性氧化物,写出下列反应的化学方程式:
(1)氧化钠与水反应:Na2O+H2O===2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
3.实验探究过氧化钠的化学性质
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作
实验现象
①试管外壁发烫,带火星的木条复燃;②用pH试纸检验反应所得溶液呈碱性
实验结论
Na2O2与水反应放热,化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,写出下列反应的化学方程式:
(1)过氧化钠与水反应:2Na2O2 +2H2O═4NaOH+O2↑
(2过氧化钠与盐酸反应:2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O2
(3)过氧化钠与二氧化碳反应:2Na2O2+2CO2═2 Na2CO3+O2
特别提醒/
(1)Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2而不是1∶1。
(2)Na2O2具有强氧化性,能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3等。
(3)Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,遇到湿润的石蕊试纸时,先使试纸变蓝,后使其褪色;遇到品红溶液因强氧化性而使其褪色。
三、钠及其化合物的转化关系
1.物理性质:淡黄色的固体。
2.化学性质:
(1)与CO2反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(2)与H2O反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
3.用途:作为呼吸面具和潜水艇里的供氧剂,也可作漂白剂。
【易错提醒】
(1)过氧化钠的稳定性强于氧化钠,氧化钠可在加热条件下与氧气反应转化为过氧化钠。
(2)Na2O2与水反应生成碱的同时还生成氧气,所以不属于碱性氧化物。
(3)Na2O2中氧元素化合价是-1价,阴离子是O22-,是个原子团,不是O-,所以不能把过氧化钠的化学式写成NaO。
效果检测
一、金属钠的物理性质和化学性质
10.为探究铁、铜金属活动性的强弱,某化学小组将铁片、铜片分别投入同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中,观察并记录实验现象,根据实验现象得出结论。该探究过程中没有用到的科学研究方法是
A.实验法 B.观察法 C.调查法 D.比较法
【答案】C
【详解】A.为探究铁、铜金属活动性的强弱,某化学小组将铁片、铜片分别投入同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中进行实验,用到了实验法,A错误;
B.实验过程中需要观察并记录实验现象,用到了观察法,B错误;
C.整个实验过程中没用到调查法,C正确;
D.实验过程中需要通过比较铁片、铜片分别和同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液反应的实验现象得出铁、铜金属活动性的强弱,用到了比较法,D错误;
故答案选C。
11.化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和与之相伴的
A.能量转变的科学 B.物质合成的科学
C.实验探究的科学 D.理论计算的科学
【答案】A
【解析】化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和与之相伴的能量转变的科学,A项正确。
二、钠的氧化物的性质
12.钠是典型的金属元素,下列关于钠及其化合物的叙述不正确的是
A.钠的还原性很强,可用来冶炼金属钛
B.少量的金属钠放在煤油中保存
C.实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
D.和是钠的氧化物,二者都能与水反应生成
【答案】C
【详解】A.钠性质活泼,具有较强的还原性,可用于冶炼金属钛、锆、铌等,故A正确;
B.钠单质能与空气中氧气和水反应,与煤油不发生反应,且密度大于煤油,因此少量的金属钠应保存在煤油中,故B正确;
C.实验后,将剩余药品放回原试剂瓶会污染瓶中药品,要放在指定的容器中,但是个别药品如金属钠要放回原试剂瓶中,以免引发安全事故,故C错误;
D.Na2O2 和Na2O是钠的氧化物,二者都能与水反应生成NaOH,反应原理为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,Na2O+H2O=2NaOH,故D正确;
故答案为C。
13.下列有关和的叙述中,正确的是
A.比稳定
B.可用水来确定某粉末中是否含有
C.、都属于氧化物,含有的化学键完全相同
D.可用来检验粉末中是否含有
【答案】B
【解析】在空气中加热时会转化为,故比稳定,A项错误;与水反应会产生气泡,有明显的现象,因此可用水来确定某粉末中是否含有,B项正确;只含离子键,既含有离子键又含有共价键,C项错误;与反应时无明显现象,不能确定粉末中是否含有,D项错误。
三、钠及其化合物的转化关系
14.已知在足量的氧气中完全燃烧,生成了和,将燃烧产物通过过量的后,增加的质量是
A.8g B.16g C.10g D.无法计算
【答案】B
【解析】甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳,水和Na2O2反应2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,通过该反应可知,此时增加的质量为H的质量,CO2与Na2O2反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑,通过该反应可知,此时增加的质量为CO的质量,因此和与反应,固体实际增加的质量相当为和的总质量,根据元素守恒,可计算出,,,,CO和总质量为16g,增加的质量是16g,B项正确。
15.氢化钠()可在野外作生氢剂,已知遇水蒸气剧烈反应,选用下图实验装置制备,下列说法正确的是
A.选用装置的连接顺序可为:A→C→B→E→D
B.实验开始后先点燃B处酒精灯,再打开A中分液漏斗
C.判断钠是否剩余,可取B中固体加水检验
D.装置E的作用是尾气处理
【答案】A
【分析】A中锌与稀硫酸反应生成氢气,经过浓硫酸干燥,通入装置B中与Na发生反应生成NaH,再连接E装置防止水分进入,D可用于收集多余气体。
【详解】A.根据分析可知,选用装置的连接顺序可为:A→C→B→E→D,A正确;
B.实验开始,应先通过氢气,利用生成的氢气将装置中的空气排出,防止钠与氧气反应,再点燃B处酒精灯,B错误;
C.与均可与水剧烈反应生成氢气,无法检验,C错误;
D.E可防止水分进入装置B中,D错误;
答案选A。
█知识点四 氯及其化合物的性质
一、氯气的性质及其制备方法
1、与金属单质反应:氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物。
化学方程式
反应现象
与钠反应
2Na+Cl22NaCl
产生大量白色烟
与铁反应
2Fe+3Cl22FeCl3
产生大量棕褐色烟
与铜反应
Cu+Cl2CuCl2
产生大量棕黄色烟
【易错提醒】氯气在加热条件下能与大多数金属化合,生成高价金属氯化物。
2、与非金属单质反应
(1)实验操作:在空气中点燃氢气,然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中。
(2)实验现象:纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。
(3)化学方程式:H2+Cl22HCl。
(1)常温下,Cl2与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白液的有效成分是次氯酸钠。
(2)Cl2与冷的石灰乳反应——制取漂白粉
①反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。
化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO(家用漂白消毒)。
Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2↓+2HClO(工业漂白)。
④漂白粉的保存及应用
漂白粉应密封、避光保存,并置于阴凉干燥处。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂
二、氯及其化合物的用途
(1)常温下,Cl2与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白液的有效成分是次氯酸钠。
(2)Cl2与冷的石灰乳反应——制取漂白粉
①反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。
化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO(家用漂白消毒)。
Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2↓+2HClO(工业漂白)。
④漂白粉的保存及应用
漂白粉应密封、避光保存,并置于阴凉干燥处。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂
效果检测
一、氯气的性质及其制备方法
16.某同学利用如图所示的硬质玻璃管进行氯气的性质实验,已知f处为一团蘸有KOH溶液的棉花团,下列说法错误的是
A.b处出现白色物质,说明氯气溶于水并生成
B.c处干燥的蓝色石蕊试纸一定不变色
C.d处试纸变蓝,发生的反应为
D.蘸有KOH溶液的棉花团的作用是处理尾气
【答案】B
【解析】利用浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,b处蘸有硝酸银溶液的试纸遇氯气产生白色沉淀,c处干燥的蓝色石蕊试纸,遇到湿润氯气作用,会先变红后褪色,d处淀粉KI试纸遇氯气变蓝。b处出现白色物质,说明氯气溶于水并生成,与银离子反应生成氯化银白色沉淀,A项正确;c处干燥的蓝色石蕊试纸与湿润氯气作用,会先变红后褪色,B项错误;d处试纸变蓝,发生的反应为,生成的碘遇淀粉变蓝,C项正确;蘸有KOH溶液的棉花团的作用是处理尾气,防止氯气排放到空气中引起污染,D项正确。
17.如图是氯元素的部分“价-类”二维图,下列说法错误的是
A.液态b可储存在钢瓶中
B.f的水溶液为一种强酸
C.a的浓溶液在一定条件下可以得到b
D.一定条件下,h的固体可分解产生
【答案】B
【分析】a为HCl,b为Cl2,c为Cl2O,d为ClO2,e为Cl2O7,f为HClO,g为次氯酸盐,h为氯酸盐,据此解答。
【详解】A.氯气与铁在常温下不反应,故液态氯气可储存在钢瓶中,A正确;
B.f为次氯酸,次氯酸为弱酸,B错误;
C.浓盐酸在加热条件下与二氧化锰可以得到Cl2,C正确;
D.一定条件下,氯酸盐的固体可分解产生O2,如氯酸钾分解生成氯化钾和O2,D正确;
故选B。
二、氯及其化合物的用途
18.工业上将Cl2通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是( )
A.漂白液的有效成分是 B. ClO-水解生成使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D.溶液比溶液稳定
【答案】B
【解析】A漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,A项正确;ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2OHClO+OH-,使漂白液呈碱性,B项错误;通入CO2后,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,漂白液消毒能力增强,C项正确;次氯酸不稳定,次氯酸盐稳定,所以热稳定性NaClO>HClO,D项正确。
19.下列有关实验现象与分析或结论都正确的是
选项
实验现象
分析或结论
A
光照新制氯水有气泡冒出
氯水中含有,光照逸出。
B
氯水中加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失
氯水中有HClO分子存在
C
向镁粉中加入久置的氯水,有无色无味的气体产生
产生的气体是
D
向氯水中加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液产生白色沉淀
氯水中有存在
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】光照条件下,HClO分解生成HCl、O2,所以光照新制氯水有气泡冒出,冒出的气泡为O2,A项错误;氯水中存在平衡:,向氯水中加入氢氧化钠溶液,氯水黄绿色消失,说明氯水溶液呈酸性,不能证明含有次氯酸,B项错误;向镁粉中加入新制氯水,有无色无味的气体产生,无色气体是HCl和Mg反应生成的H2,C项正确;盐酸中含氯离子,会干扰氯水中氯离子检验,D项错误。
█知识点五 化学中常用的物理量——物质的量
一、物质的量、摩尔质量
1.物质的量及其单位——摩尔
(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。七大国际基本物理量单位是 米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。像长度、质量、时间、电流等物理量一样,物质的量也是一种物理量,通过它可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。物质的量用符号n表示。单位为摩尔,简称摩,符号是mol。
(2)物质的量的单位——摩尔
计量对象:分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等所有微观粒子。
标准:国际计量大会规定,1mol包含约6.02×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。
(3)书写方法及含义
表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的种类:
如1 mol H指1 mol氢原子,1 mol H2指1 mol氢分子。
特别提醒/易错提醒
①物质的量”四个字是一个整体概念,为专用名词,不可任意加减字,既不是物质的质量,也不是物质的数量。
②用“摩尔”可以计量所有的微观粒子(包括原子、分子、离子、质子、中子、电子、原子团等),但不能表示宏观物质,如不能说“1 mol大米”。
③指代要具体:用摩尔为单位计量某物质的物质的量时,必须指明物质的微粒名称、符号或化学式。如:1mol H、1mol H+、1 mol H2,不能用“1 mol氢”这样含糊、无意义的表示。
2.摩尔质量的含义
(1)摩尔质量表示单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M。
(2)摩尔质量的表达式为M = m/n,所以摩尔质量M的常用单位为g·mol-1。
1 mol物质的质量
摩尔质量
相对分(原)子质量
定义
1 mol物质所具有的质量
单位物质的量的物质所具有的质量
该分(原)子的质量除以12C原子质量的所得数值
符号
m
M
Mr(Ar)
单位
g
g·mol-1
1
联系
质量以g为单位、摩尔质量以g·mol-1为单位时,三者在数值上相等
(3)摩尔质量概念的理解
①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
(4)摩尔质量的计算方法
①已知任意状态物质的质量时:M=(定义式)。
②已知一个分子的质量时:M=m(分子)×NA。
二、气体摩尔体积
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(物质的量的大小)
1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的,均约为6.02×1023。因此,在粒子数目相同的情况下,物质体积的大小主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。
①固态或液态物质
粒子之间的距离是非常小的,在粒子数目相同的情况下,它们的体积主要取决于构成物质的粒子的大小。不同物质的粒子大小是不相同的,所以1mol不同的固态或液态物质的体积是不相同的。
②气体物质
粒子之间的距离(一般指平均距离)远远大于粒子本身的直径,所以当粒子数相同时,气体的体积主要取决于气体粒子之间的距离。而在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,因此粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
2.气体摩尔体积及单位
(1)概念:一定温度和压强下单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。
(2)常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
(3)计算公式:Vm=。
适用对象:单一气体或互不反应的混合气体。
(4)与物质的量基本关系式:n===
(5)标准状况下的气体摩尔体积
标准状况下(0 ℃、101 kPa),Vm≈22.4 L·mol-1。
标准状况是特定条件,不是常温常压,计量对象在该条件下必须为气态。
3. 气体摩尔体积影响因素
气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
(1)标准状况:0℃、1.01×105Pa。
(2)Vm与气体的种类无关,温度升高,Vm变大,压强增大,Vm变小。。
(3)对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积不一定相同。标准状况下的气体摩尔体积:约22.4L·mol-1。
易错提醒
气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)应用的“五大误区”
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(2)使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。注意不要形成定势思维,看到“常温常压”就排除选项。
三、物质的量浓度
1.溶质的质量分数
(1)概念:溶液中的溶质质量与溶液质量之比。
(2)表达式:w(溶质)=×100%。
2.溶液的物质的量浓度
(1)概念:表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。也称为B的物质的量浓度。
(2)符号:cB,常用单位:mol·L-1或 mol/L
(3)表达式:cB=。
nB表示溶质B的物质的量,单位是:mol。
V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,单位是:L或m-3。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数相同,但所含溶质的质量、物质的量则因体积不同而改变。
3.溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
(1)换算公式:cB= mol·L-1
其中,M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
(2)推导方法:设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
特别提醒
(1)溶质用物质的量表示,而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等,应根据有关公式换算为物质的量。
(2)表达式中的体积(V)指溶液的体积,不是溶剂,也不是溶剂和溶质的体积之和。
(3)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,c(Al3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。如a g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水得到V L溶液,其物质的量浓度为c(CuSO4)== mol·L-1。
效果检测
一、物质的量、摩尔质量
20.化学基本概念是学习化学的核心,下列对所学概念的认识正确的是
A.只含一种元素的物质一定是纯净物 B.必须有离子参加的反应才是离子反应
C.摩尔是用于描述微观粒子的一种物理量 D.氧化还原反应的本质特征是电子的转移
【答案】D
【详解】A.只含一种元素的物质可能是同素异形体的混合物(如和),因此不一定是纯净物,A错误;
B.离子反应的本质是存在离子参与或生成,即使反应物本身不含离子(如酸碱中和反应),只要生成离子或通过离解参与,也属于离子反应,B错误;
C.摩尔是物质的量的单位,而非物理量本身,物理量是“物质的量”,C错误;
D.氧化还原反应的本质是电子转移(得失或偏移),而化合价变化是其外在表现,D正确;
故答案选D。
21.下列有关物质的量说法不正确的是
A.7.1克中含有0.2mol的氯原子
B.1mol不同的固态物质其体积主要取决于粒子的大小
C.摩尔是国际单位制的七个基本物理量之一
D.0.1mol HCl气体溶于水配成100mL溶液,其物质的量浓度是
【答案】C
【解析】7.1克的物质的量为,含有0.2mol的氯原子,A项正确;1mol不同的固态物质其体积主要取决于粒子的大小,B项正确;摩尔是物质的量的单位,C项错误;0.1mol HCl气体溶于水配成100mL溶液,其物质的量浓度是,D项正确。
二、气体摩尔体积
22.下列说法错误的是
A.常温、常压下,4g氦气所含原子数约为6.02×1023
B.Al的摩尔质量为27g/mol
C.常温、常压下,1molHCl的体积约为22.4L
D.1L0.1mol/LKCl溶液中含有0.1molK+
【答案】C
【详解】A.氦气为单原子分子,4g He的物质的量为1mol,原子数约为6.02×1023,A正确;
B.Al的摩尔质量数值等于其相对原子质量(27),单位为g/mol,B正确;
C.22.4L/mol是标准状况下气体的摩尔体积,常温常压下1mol气体体积大于22.4L,C错误;
D.1L 0.1mol/L KCl溶液中,K+的物质的量为0.1mol,D正确;
故选C。
23.下列说法中,正确的是
A.2.24LN2中一定含有2molN
B.80gNaOH溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L
C.在标准状况下,20mLNH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
D.18gH2O在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】C
【详解】A.未指明温度和压强,无法确定氮气的物质的量,A错误;
B.80gNaOH溶解在1L水中,溶液体积不等于1L,浓度无法达到2mol/L,B错误;
C.标准状况下气体体积比等于分子数比,20mL:60mL=1:3,C正确;
D.标准状况下H2O为液体,体积远小于22.4L,D错误;
故选C。
24.某无土栽培营养液中的浓度为。设为阿伏加德罗常数的值,该营养液中含有的个数为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】N =c(mol/L)× V(L)× NA,因此n(K+)=0.006 mol/L × 5 L = 0.03 mol,对应粒子数为0.03NA。
故选A。
25.X、Y均为常见金属元素,同温同压下,0.1molX单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法不正确的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为 D.生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为
【答案】D
【解析】设与1molX反应消耗HCl的物质的量为amol,与1molY反应消耗H2SO4的物质的量为bmol,根据转移电子守恒以及H原子守恒可知、。同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,A项正确;X、Y消耗酸的物质的量之比为,因为,故,B项正确;产物中X、Y化合价之比为,由B项可知,,C项正确;由A可知,X、Y生成H2的物质的量之比为,则生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为,D项错误。
█考点一 化学科学的形成与发展
【例1】化学是自然科学的一部分。人类对自然的认识往往会涉及不同学科的知识。取一块大理石就可以从不同学科角度进行研究,以下问题不属于化学主要研究领域的是
A.大理石产于何地 B.大理石由什么成分组成
C.大理石能发生什么反应 D.大理石的微观结构是什么样
【答案】A
【解析】化学是一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学,它的研究对象是物质,研究的最终目的是为了应用,故物质的用途也是化学研究范畴;大理石的产地与化学无关,是地理研究的内容;
A项正确。
【变式1-1】化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A.我国“硅-石墨烯-锗(Ge)晶体管”技术获得重大突破,所涉元素都是短周期元素
B.“嫦娥五号”返回舱携带的月壤中含有高能原料,是一种核素,3g的和2g的具有相同的中子数
C.“人造太阳”的核燃料是氘、氚,、互为同素异形体
D.1938年德国物理学家进行过中子撞击铀核的裂变实验,其中生成的钡元素是第五周期第ⅡA族元素,猜测其单质可与水发生置换反应
【答案】B
【详解】A.Si和C是短周期元素,Ge是长周期元素,故A错误;
B.3g的的物质的量为1mol,含有1mol中子;2g的的物质的量为1mol,含有1mol中子;故B正确;
C.氚,、互为同位素,故C错误;
D.钡元素位于第六周期第ⅡA族元素,故D错误;
故选B。
【变式1-2】下列操作符合化学实验安全要求的是
A.向正在燃烧的酒精灯添加酒精
B.在点燃或加热可燃气体前检验其纯度,防止发生爆炸
C.将实验中产生的各种废液直接倾倒入下水道
D.实验中不慎将浓硫酸滴在皮肤上,立即用氢氧化钠溶液进行清洗
【答案】B
【详解】A.向燃着的酒精灯里添加酒精,易使酒精撒出,引起燃烧,甚至爆炸,故A错误;
B.可燃性气体中混有氧气点燃时会发生爆炸,故点燃前必须检验纯度,只有不在爆炸极限之内的纯净的气体才能安全的燃烧,故B正确;
C.将实验中产生的各种废液直接倾倒入下水道,会腐蚀下水管道,污染水体。废液如果呈酸性,废液中的酸与铁发生置换反应,那么铸铁管下水道被腐蚀;剩余的酸性废液还会污染河流,使河流中的生物死亡,如果含有重金属离子会造成生物中毒,同样如果废液呈碱性,也会污染水体,故C错误;
D.浓H2SO4沾在皮肤上,先用抹布擦,再用大量的水冲洗,最后用碳酸氢钠溶液中和残留的酸液;如果用氢氧化钠溶液进行清洗,酸碱中和反应放出大量的热灼伤皮肤,且NaOH溶液有腐蚀性,用氢氧化钠溶液会加重伤势,故D错误;
故选:B。
█考点二 研究物质性质的方法和程序
【例2】社会的进步离不开化学的发展。下列说法正确的是
A.维勒首先提出“有机化学”和“有机化合物”的概念
B.贝采利乌斯首次人工合成了有机物——尿素
C.我国科学家首次人工合成了具有生物活性的物质——结晶牛胰岛素
D.门捷列夫首次提出了苯的六元环结构模型
【答案】C
【详解】A.有机化学和有机化合物的概念是由贝采利乌斯在1806年首次提出的,A错误;
B.合成第一个有机化合物尿素的是德国化学家弗里德里希·维勒,B错误;
C.我国科学家确实首次合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,C正确;
D.苯的六元环结构模型由凯库勒提出,与门捷列夫无关,D错误;
故选C。
【变式2-1】以下模型能够解释多电子原子光谱复杂现象的是
A.“葡萄干布丁”模型 B.核式模型
C.玻尔原子结构模型 D.量子力学模型
【答案】D
【详解】A.汤姆逊“葡萄干布丁”模型成功解释了原子中存在正、负粒子,且粒子间存在极大的作用力,选项A错误;
B.卢瑟福通过粒子散射实验提出核式结构模型,指出了原子核与核外电子的质量关系、电性关系及占有的体积关系,选项B错误;
C.玻尔电子分层排布结构模型只引入了一个量子化,只能解释H原子光谱,而不能解释比较复杂的原子光谱,选项C错误;
D.量子力学模型能合理解释多电子原子光谱现象的复杂性及其在外磁场存在时的谱线分裂现象,选项D正确;
答案选D。
【变式2-2】下列说法正确的是
A.化学反应可以创造新的原子和分子用于合成新的物质
B.研究未知物质的性质可按照观察→实验→预测→结论的顺序进行
C.将NaCl固体放入水中,从而获取NaCl的某些性质,这只涉及实验法
D.研究物质的性质时,常用观察、实验、分类、比较、模型、假说等方法
【答案】D
【详解】A.化学反应能创造新分子、新物质,但不能创造新原子,A错误;
B.研究未知物质的性质可按照观察→预测→实验→结论的顺序进行,B错误;
C.将NaCl固体放入水中是实验法,还需通过观察才能获取实验现象,C错误;
D.观察、实验、分类、比较、模型、假说等,是研究物质性质时常用的方法,D正确;
故选D。
█考点三 钠及其化合物的性质
【例3】钠与水反应时的现象与下列性质无关的是
A.熔点低 B.密度小于水 C.导电性好 D.强还原性
【答案】C
【解析】钠与水反应熔成小球,说明钠的熔点低,A项正确;钠与水反应浮在水面上,说明钠的密度比水小,B项正确;钠与水反应与导电性无直接关系,C项错误;钠与水剧烈反应生成氢气,说明钠的还原性强,D项正确。
【变式3-1】下列有关和的叙述中,正确的是
A.比稳定
B.可用水来确定某粉末中是否含有
C.、都属于碱性氧化物
D.可用来检验粉末中是否含有
【答案】B
【解析】在空气中加热时会转化为,故比稳定,A项错误;与水反应会产生气泡,有明显的现象,因此可用水来确定某粉末中是否含有,B项正确;不是碱性氧化物,C项错误;与反应时无明显现象,不能确定粉末中是否含有,D项错误。
【变式3-2】已知在足量的氧气中完全燃烧,生成了和,将燃烧产物通过过量的后,增加的质量是
A.8g B.16g C.10g D.无法计算
【答案】B
【解析】甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳,水和Na2O2反应2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,通过该反应可知,此时增加的质量为H的质量,CO2与Na2O2反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑,通过该反应可知,此时增加的质量为CO的质量,因此和与反应,固体实际增加的质量相当为和的总质量,根据元素守恒,可计算出,,,,CO和总质量为16g,增加的质量是16g,B项正确。
█考点四 氯及其化合物的性质
【例4】下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
①漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
②漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理不相同
③漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
④漂白粉在空气中不稳定,因此可用于漂白纸张
A.②④ B.①② C.③④ D.①③
【答案】B
【解析】①正确,漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2;②正确,漂白粉用于自来水杀菌消毒,Fe(OH)3胶体用于除去水中的悬浮杂质,二者的作用原理不同;③不正确,漂白粉在空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,有氧化还原反应发生;④不正确,漂白粉能用于漂白纸张,与其强氧化性有关,与不稳定性无关。
【变式4-1】利用传感器和信息处理终端对氯水的光照实验进行数据采集与分析得到以下图像,相关说法不正确的是( )
A.图一可为光照过程中氯水的pH值变化情况
B.图二可为光照过程氯水中氯离子浓度的变化情况
C.图三可为光照过程中氯气在瓶中的体积分数
D.氯水应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
【答案】C
【解析】光照会有更多的HCl生成,HCl为强酸,则溶液的pH下降,A项正确;光照过程中,HClO分解生成HCl,增加H+的同时也增加Cl-,Cl-浓度应提高,B项正确;光照使反应H2O+Cl2===HCl+HClO进行的程度更大,消耗更多的Cl2,Cl2的浓度降低,C项错误;光照能够使氯水中的HClO分解,因此氯水应保存在配有玻璃塞的棕色瓶中,避免阳光直射,D项正确。
【变式4-2】用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部,观察到的现象是( )
【答案】B
【解析】氯水显酸性,含有HCl,可以使蓝色石蕊试纸变红色,又因新制氯水中含有HClO,所以试纸先变红色后又会被漂白为白色,B项正确。
█考点五 化学中常用的物理量----物质的量
【例5】黄子卿是一名优秀的雅礼中学校友,在国际上首次精测了水的三相点温度(0.00981℃),并定为国际温度标准之一、下列有关说法中正确的是
A.摩尔是国际单位制(SI)的7个基本物理量之一
B.在水的三相点温度下,1mol水分子与1mol当中所含的电子数相同
C.在水的三相点温度下,1molSO3的体积约为22.4L
D.在水的三相点温度下,NO、CO2、O3三种气体各含有1mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为3:2:1
【答案】B
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,不是基本物理量,A错误;
B.1mol水分子与1mol当中所含的电子数都为10NA,B正确;
C.在水的三相点温度下,SO3不是气体物质,1molSO3的体积不是22.4L,C错误;
D.在水的三相点温度下,NO、CO2、O3三种气体各含有1mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为,D错误;
答案选B。
【变式5-1】黄子卿是一名优秀的雅礼中学校友,在国际上首次精测了水的三相点温度(0.00981℃),并定为国际温度标准之一、下列有关说法中正确的是
A.摩尔是国际单位制(SI)的7个基本物理量之一
B.在水的三相点温度下,1mol水分子与1mol当中所含的电子数相同
C.在水的三相点温度下,1molSO3的体积约为22.4L
D.在水的三相点温度下,NO、CO2、O3三种气体各含有1mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为3:2:1
【答案】B
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,不是基本物理量,A错误;
B.1mol水分子与1mol当中所含的电子数都为10N,B正确;
C.在水的三相点温度下,SO3不是气体物质,1molSO3的体积不是22.4L,C错误;
D.在水的三相点温度下,NO、CO2、O3三种气体各含有1mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为,D错误;
答案选B。
【变式5-2】下列说法中正确的是
A.基态O2-中有10种空间运动状态的电子
B.KNO3固体中,作用力有离子键、极性共价键
C.1mol配离子[Cu(NH3)4]2+中,σ键数为13NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
D.离子晶体AlF3中,一个Al3+与3个F-仅形成静电吸引作用
【答案】B
【详解】A.基态的电子排布式为,空间运动状态数等于原子轨道数,即1(1s)+1(2s)+3(2p)=5种,A错误;
B.固体中,与之间通过离子键结合,内部N与O之间为极性共价键,B正确;
C.中,每个分子含3个σ键,4个共12个σ键,加上4个配位键的σ键,总计有16个σ键,则1mol中对应的σ键为,C错误;
D.离子晶体中与通过阴、阳离子的静电作用(包括吸引和排斥的平衡)结合,而不是仅有静电吸引,D错误;
故答案为:B。
特别提醒/易错提醒 求物质摩尔质量的几种方法:
(1)根据基本公式计算:M=。
(2)根据摩尔质量的概念计算:M=m×NA(m为1个原子的质量)。
(3)根据原子量的定义计算:Ar(X)=,M(X)=Ar(X)g·mol-1。
█考点六 气体摩尔体积
【例6】常温时,向两个均为的恒容容器中分别充入和(如图所示),使得两容器内压强均为。分别比较两容器中的下列物理量,不正确的是
选项
A
B
C
D
物理量
气体分子数
气体密度
气体质量
电子总数
结论
左=右
左<右
左<右
左>右
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】其他条件相同,气体分子数之比等于压强之比,压强相等,气体分子数相等,A项正确;体积相等,压强相等,分子数相等,摩尔质量越大密度越大,氯气的摩尔质量大,密度大,B项正确;体积相等,压强相等,分子数相等,摩尔质量越大气体质量越大,氯气的摩尔质量大,气体质量越大,C项正确;体积相等,压强相等,分子数相等,一个氯气分子的电子数为34个,一个硫化氢分子的电子数为18个,所以分子数相等,氯气的电子数大于硫化氢,D项错误。
【变式6-1】奥运会男子篮球比赛用7#球,内部空间体积大约是7.35L,比赛时内部压强约为170kPa。己知,在25℃,100kPa时,气体摩尔体积约为24.5L/mol。假设比赛场馆温度为25℃,下列说法中正确的是( )。
A.比赛时,篮球内一般充填氮气 B.比赛时,篮球内约有空气0.3mol
C.比赛时,篮球内约有空气14.8g D.当25℃,170kPa时,Vm>24.5L/mol
【答案】C
【解析】篮球内直接填充便宜的空气即可,不需要填充氮气,A项错误;在相同温度下,压强与体积成反比,如果在170kPa时,空气的物质的量n(空气)===0.3mol,100kPa时空气体积应该大于7.35L,则空气物质的量应该大于0.3mol,B项错误;内部空间体积大约是7.35L,比赛时内部压强约为170kPa,如果压强是100kPa时,空气体积==12.495L,空气的平均摩尔质量为29g/mol,则空气质量=×29g/mol=14.8g,C项正确;相同温度时,压强与气体摩尔体积成反比,当25℃,170kPa时,Vm<24.5L/mol,D项错误。
【变式6-2】一个密闭容器中有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入,右边充入CO和的混合气体共64g时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法错误的是
A.右边CO与分子数之比为1:3
B.两侧原子个数之比为32:9
C.右侧气体密度与相同条件下氧气密度相等
D.若改变右边CO和的充入量而使隔板处于距离右端处,保持温度不变,则前后两次充入情况容器内的压强之比为5:6
【答案】A
【解析】同温同压下,,可以得知右边CO和气体总物质的量为2mol,设,,则x+y=2,28x+44y=64,联立计算出x=1.5,y=0.5,根据分子数之比等于物质的量之比可知:右边CO与分子数之比为1.5∶0.5 =3∶1,A项错误;右侧CO和的物质的量为分别为1.5mol和0.5mol,所含原子物质的量为,左侧为,所含原子的物质的量为,故两侧原子个数之比为,B项正确;右侧气体平均分子量为:,同温同压下,,则相同条件下,右侧气体密度:氧气的密度==1∶1,C项正确;若改变右边CO和的充入量而使隔板处于距离右端处,根据同温同压下,,可以得知右边CO和气体总物质的量为4mol,同温同体积下,,可以计算出保持温度不变,则前后两次充入情况容器内的压强之比为=5∶6,D项正确。
█考点七 物质的量浓度
【例7】实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是
A.950 mL,76.000 g B.1000 mL,80.000 g
C.500 mL,80.000 g D.1000 mL,76.000 g
【答案】B
【解析】实验室没有950mL的容量瓶,应用1000mL的容量瓶进行配制,则n(NaOH)=1L×2mol/L=2mol,m(NaOH)=2mol×40g/mol=80.000g;B项正确。
【变式7-1】X、Y均为常见金属元素,同温同压下,0.1molX单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法不正确的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为 D.生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为
【答案】D
【解析】设与1mol X反应消耗HCl的物质的量为amol,与1mol Y反应消耗H2SO4的物质的量为bmol,根据转移电子守恒以及H原子守恒可知、。同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,A项正确; X、Y消耗酸的物质的量之比为,因为,故,B项正确;产物中X、Y化合价之比为,由B项可知,,C项正确;由A可知,X、Y生成H2的物质的量之比为,则生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为,D项错误。
【变式7-2】下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是
A.同浓度的三种物质的溶液:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
【答案】B
【解析】假设三种溶液的浓度均为1mol/L,则Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液中浓度分别=1mol/L×1=1mol/L、1mol/L×1=1mol/L和1mol/L×3=3mol/L,即浓度之比为1∶1∶3,A项错误;溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后盐酸物质的量浓度==0.5mol/L,溶液具有均一性、稳定性,所以稀释后溶液中盐酸浓度都是相同的,与溶液体积大小无关,5mL溶液物质的量浓度为0.5mol/L,B项正确;1mol·L-1的NaCl溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,0.5mol•L-1的BaCl2溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=1mol/L,故两者混合后,不考虑体积的变化,c(Cl-)=1mol•L-1,C项错误;1L为水的体积,不是溶液的体积,则溶液体积未知不能计算盐酸的物质的量浓度,D项错误。
基础应用
1.根据学习任务,“方法导引”与示例不匹配的是
选项
学习任务
方法导引
内容或例子
A
了解铷元素的性质
预测
钠、钾都能与水反应,则可预测铷能与水反应
B
认识酸的本质
模型
阿伦尼乌斯提出的电离模型很好的解释了酸、碱、盐溶液的某些性质,如:
C
了解的性质
分类
中铁元素处在高价态,具有氧化性
D
设计“含硫物质价态从0到-2”实验
化学实验
设计需要明确0价、-2价的含硫物质是哪些,通过怎样的反应完成转化。如:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.通过同主族元素性质递变预测铷的性质,属于预测方法,A不符合题意;
B.阿伦尼乌斯电离模型解释酸的性质,属于模型方法,B不符合题意;
C.根据Fe的价态推断Fe2O3的氧化性,属于氧化还原性质分析,而非分类法,C符合题意;
D.通过实验设计实现硫的价态转化,属于化学实验方法,D不符合题意;
故答案选C。
2.化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A.我国最早使用的合金是青铜
B.化学既是一门具有创造性的科学,又是一门具有实用性的科学
C.太阳能光催化技术可以将二氧化碳转化为燃料,该成果可以缓解温室效应
D.国家游泳馆水立方采用的覆盖膜为EFET膜,具有防火、抗老化等功能,它不属于化学研究范畴
【答案】D
【详解】A.青铜是铜锡合金,我国最早使用的合金是青铜,A正确;
B.通过化学方法可以制造自然界已经存在的物质,也可以制造自然界中不存在的物质,同时也可以应用化学方法解决环境污染、水污染及农业等许多方面的实际问题,因此化学既是一门具有创造性的科学,又是一门具有实用性的科学,B正确;
C.太阳能光催化技术可以将二氧化碳转化为燃料,这样既可以解决能源问题,同时也可以用于缓解温室效应,C正确;
D.化学是研究物质的组成、结构、性质及变化规律的一门自然科学,故EFET膜具有防火、抗老化等功能属于化学研究范畴,D错误;
故合理选项是D。
3.研究物质性质的基本方法有观察法、实验法、分类法、比较法、类比法等,下列说法正确的是
A.如图所示,研究气体性质的方法属于观察法
B.用比较法可知,分散质粒子直径:碘化银胶体<澄清石灰水
C.属于纯净物,属于难溶物,二者均属于硫酸盐
D.已知是碱性氧化物,利用类比法可知也是碱性氧化物
【答案】A
【详解】A.如图所示,用手轻轻扇动,闻气体的气味,属于观察法,A正确;
B.胶体的粒子直径大于溶液的粒子直径,则分散质粒子直径:碘化银胶体>澄清石灰水,B错误;
C.ZnSO4易溶于水,不属于难溶物,C错误;
D.Na2O2为过氧化物,不属于碱性氧化物,D错误;
故答案选A。
4.下列对有关概念的理解正确的是
A.摩尔是基本物理量之一
B.一定温度下,溶液中溶质的浓度不随所取溶液体积的变化而变化
C.任何气体所含的分子数均相等
D.任何物质所含的原子数均为
【答案】B
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量是国际单位制七个基本物理量之一,A错误;
B.溶液是均一稳定的分散系,一定温度下,溶液中溶质的浓度不随所取溶液体积的变化而变化,B正确;
C.未注明温度和压强,气体摩尔体积不确定,不能计算气体的物质的量,也不能判断气体分子数目的关系,C错误;
D.物质可能由原子,离子,分子等组成,故任何物质所含的原子数不一定为,D错误;
故选B。
5.下列说法正确的是
A.摩尔是一个基本物理量,的摩尔质量为88g
B.将足量的、分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色
C.酸性氧化物不一定都是非金属氧化物,但碱性氧化物一定都是金属氧化物
D.氯气能与碱液发生反应,故实验室常用澄清石灰水吸收余氯
【答案】C
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,不是基本物理量;且CO2的摩尔质量是44g/mol,的质量为88g,A错误;
B.将足量加到酚酞试液中,溶液先变红后褪色;将加到酚酞试液中,溶液变红,B错误;
C.酸性氧化物不一定都是非金属氧化物,例如是酸性氧化物且是金属氧化物,但碱性氧化物一定都是金属氧化物,C正确;
D.氯气能与碱液发生反应,故实验室常用氢氧化钠溶液吸收余氯,氢氧化钙溶解度小,用澄清水灰水吸收不充分,D错误;
故选C。
6.苯甲酸钠(),又称安息香酸钠,是一种常用食品防腐添加剂。已知:苯甲酸()是一种一元有机弱酸,酸性强于醋酸。下列有关苯甲酸钠的说法不正确的是
A.苯甲酸钠的摩尔质量为144g/mol
B.苯甲酸钠中碳、氧原子的物质的量之比为
C.苯甲酸钠能与稀硫酸反应生成苯甲酸
D.苯甲酸与反应的离子方程式:
【答案】D
【详解】A.苯甲酸钠的相对分子质量为144,摩尔质量在数值上与相对分子质量相等,单位是g/mol,则苯甲酸钠的摩尔质量为144g/mol,故A正确;
B.1mol苯甲酸()含7molC原子、2molO原子,则碳、氧原子的物质的量之比为,故B正确;
C.已知苯甲酸是一元弱酸,根据强酸制弱酸原理,苯甲酸钠能与稀硫酸反应生成苯甲酸,故C正确;
D.苯甲酸钠()是可溶性钠盐,苯甲酸与反应生成苯甲酸钠和水,反应的离子方程式:,故D错误;
故选D。
7.对下列图形解释的说法错误的是
A.图1中,1个CH4子周围有12个紧邻的CH4分子
B.图2中,1molP4S3分子中孤电子对的数目为6NA,∠S-P-S<109°28′
C.图3中,Fe2+填充在由6个F-构成的八面体空隙中
D.图3晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为g/cm3
【答案】B
【详解】A.根据CH4晶胞,以顶点的CH4分子分析,与面心的CH4分子紧邻,每个横截面有4个,总共有3个横截面,因此1个分子周围有12个紧邻分子,A正确;
B.根据图知,每个P原子含有1个孤电子对、每个S原子含有2个孤电子对,所以每个P4S3分子中含有10个孤电子对,则1molP4S3分子中孤电子对的数目为10NA,B错误;
C.结合图3可知,Fe2+的上、下、左、右、前、后各有1个F-,Fe2+填充在由6个F-构成的八面体空隙中,C正确;
D.结合图3可知,晶胞中含有1个Cs+,1个Fe2+,3个F-,晶体的密度为g/cm3,D正确;
故选B。
8.Cl2O可用来制备次氯酸盐。通过 和潮湿的 反应,可生成 气体 和另一种盐X。 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.X中仅含有离子键
B.反应中所有元素的最高正化合价等于它所处的族序数
C.反应每消耗 (标准状况),转移电子数是
D.和水反应生成次氯酸,该反应为氧化还原反应
【答案】A
【详解】A.X为NaCl,仅含与之间的离子键,不含其他化学键,A正确;
B.反应涉及氢、碳、氧、钠和氯元素,其中氧元素的最高正价不是+6价,B错误;
C.氯元素化合价既升高到+1价又降低到-1价,标准状况下2.24L为0.1mol,反应中每mol 转移1mol电子,标准状况下2.24L为0.1mol,故转移电子数为0.1NA,C错误;
D.与水反应生成(Cl的价态均为+1),无电子转移,不是氧化还原反应,D错误;
故答案选A。
9.中国古代壁画具有重要的艺术价值和文化价值,是文化遗产的重要组成部分。经年累月,壁画中红色颜料铅丹(,也可表示为)会与空气中的反应生成黑色。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压时,含有的分子数为
B.是和组成的混合物
C.上述反应生成时转移电子数为
D.可以用酒精清洗粘附在壁画上的硫
【答案】A
【详解】A.H2S的摩尔质量为34g/mol,34gH2S的物质的量为1mol,分子数为,A正确;
B.是的复合氧化物,属于纯净物而非混合物,B错误;
C.反应中,1mol中的Pb(+4→+2)得到2mole⁻,同时1molS(-2→0)失去2mole⁻,总转移2mole⁻,生成4mol对应2mole⁻,故转移0.5电子,C错误;
D.硫难溶于酒精,常用CS2清洗,D错误;
故选A。
10.在一定的温度下,用一可自由滑动的隔板将密闭容器分成左右两部分,向两边分别充入等质量的和,隔板处于如图位置。下列说法不正确的是
A.左侧充入的气体是
B.左右两侧的体积比是2:1
C.左右两侧的气体密度比是1:2
D.左右两侧的原子个数之比是5:2
【答案】D
【分析】假设和的质量都是32g,则的物质的量为2mol,的物质的量为1mol,据此解答。
【详解】A.在相同条件下,体积之比等于物质的量之比,左侧气体体积较大,所以左侧充入的气体是,A正确;
B.左侧为甲烷,右侧为氧气,和的物质的量之比为2:1,则左右两侧的体积比是2:1,B正确;
C.在相同条件下,密度之比等于摩尔质量之比,所以左右两侧的气体密度比是16:32=1:2,C正确;
D.左侧为甲烷,右侧为氧气,2mol 含有的原子为10NA,1mol 含有的原子为2NA,所以左右两侧的原子个数之比是5:1,D错误;
故选D。
11.研究人员开发了一种光催化丙烷在簇上直接脱氢制丙烯,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.基态O原子核外电子占据6个轨道 B.丙烷和丙烯都是由极性键形成的极性分子
C.丙烷是直线形分子 D.标准状况下,11.2L丙烯含键
【答案】D
【详解】A.基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4,占据5个轨道,故A错误;
B.丙烷和丙烯含有C-C非极性键,故B错误;
C.烷烃的碳原子呈锯齿状,所以丙烷不是直线形分子,故C错误;
D.每1个丙烯含有8个键,标准状况下,11.2L丙烯即0.5mol,故含键,故D正确;
答案选D。
12.自由滑动的隔板(体积不计)将密闭容器分成左、右两部分,恒温条件下,向左边充入和的混合气体,右边充入时,隔板处于如图所示的位置。下列有关左侧混合气体的说法正确的是
A.相同条件下,混合气体的密度是氢气密度的倍
B.与的物质的量之比为
C.混合气体中,碳原子与氧原子的个数比为
D.若充入和一定量上述混合气体后,隔板位于处,则混合气体的质量一定为
【答案】A
【详解】A.相同条件下,密度之比等于摩尔质量之比,结合B的分析可知,混合气体的平均相对分子质量为,相同条件下,混合气体的密度是氢气密度的倍,A项正确:
B.由于左右两侧气体所处的温度、压强相同,气体体积之比等于物质的量之比,左右体积之比为,即物质的量之比为,混合气体为,再结合混合气体为,得,,则与的物质的量之比为,B项错误;
C.结合B分析可知,混合气体中,碳原子与氧原子的个数比为,C项错误;
D.相同条件下,体积之比等于物质的量之比,若隔板位于处,则混合气体的物质的量为,质量为,D项错误;
故选A。
能力提升
1.某密闭容器中有两个可自由滑动的隔板(厚度不计),一定温度下在甲室中充入、的混合气体19.2g,乙室中充入0.6mol气体,静止时隔板如图,如果将隔板a去掉,恢复原温度,隔板b将静止于(固体体积忽略不计且不影响隔板移动)
A.刻度1处 B.刻度2处 C.刻度4处 D.刻度6处
【答案】B
【详解】温度和压强相同的情况下,气体的物质的量之比等于其体积之比,由图可知甲、乙两室气体的体积比为5∶3,故其物质的量之比为5∶3,则甲室中混合气体的物质的量为,甲室混合气体质量为19.2g,设甲室中,,、,解得:、,乙中HCl的物质的量为0.6mol,所以将隔板a去掉,NH3与HCl反应生成NH4Cl固体,剩余NH3的物质的量为0.8mol-0.6mol=0.2mol,剩余的气体总物质的量为0.2mol+0.2mol=0.4mol,压强和温度相同的情况下,气体的体积之比等于其物质的量之比,开始时气体总物质的量为1mol+0.6mol=1.6mol,其活塞b在8处,现在气体总物质的量为0.4mol,所以活塞b将静止于刻度“2”处;
故选B。
2.常温下,不同浓度硝酸与铁反应产物如图所示,(质量分数大于68%的硝酸可使铁钝化)下列说法错误的是
A.硝酸浓度越小,产物中所占的比例越大
B.质量分数为56%的硝酸,物质的量浓度为
C.质量分数为56%~68%的硝酸与少量铁反应时,还原产物仍以为主
D.若把铁换成铜,硝酸浓度低于24%时,还原产物仍以为主
【答案】D
【详解】A.由图可知,硝酸的质量分数越小,物质的量浓度越小,产物中的相对含量越大,则所占的比例越大,A正确;
B.质量分数为56%的硝酸,密度为,物质的量浓度为=,B正确;
C.质量分数大于68%的硝酸可使铁钝化,质量分数为56%时气体产物中NO2的含量最高,则表明气体产物以为主,C正确;
D.若把铁换成铜,结合课本可知,铜与不同浓度硝酸反应只能生成NO或,D错误;
故选D。
3.标准状况下,将充满HCl气体的圆底烧瓶倒置于水槽中使气体充分溶解(溶质不扩散),所得溶液的质量分数为的密度为,下列说法正确的是
A.该温度下HCl的溶解度
B.溶液的密度
C.取VmL溶液加入等体积的
D.取VmL溶液加入等质量的
【答案】B
【分析】设烧瓶的体积为aL,则n(HCl)=mol,m(HCl)=g,m(溶液)=g。
【详解】A.题干中并未说明此时溶液为饱和溶液,无法计算该温度下HCl的溶解度,A错误;
B.设烧瓶总体积为a×103mL,则溶液的总质量为m(溶液)=g,则密度,B正确;
C.假设VmL溶液的质量为mg,此时溶液中溶质的质量为mwg,加入等体积的水,等体积的水的质量一定小于VmL溶液的质量,则加水后溶液的总质量小于2mg,则此时w(HCl)一定大于,C错误;
D.w=,将代入解得c=mol/L,则VmL溶液的浓度为mol/L,加入等质量的水,溶质的物质的量不变,等质量的水体积大于VmL,则c(HCl)<mol/L,D错误;
故答案选B。
4.三氯乙醛(CCl3CHO)是无色油状液体,常用于制取农药。其纯度的测定如下(杂质不参与反应)。已知:I2+2S2O=2I-+S4O,下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ,需用100mL容量瓶进行配制
B.步骤Ⅲ,发生的反应为:HCOO-+I2+2OH-=2I-+CO+H2O+H+
C.步骤Ⅳ,滴定终点的现象为:加入最后半滴Na2S2O3溶液,锥形瓶中溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不变色
D.三氯乙醛(摩尔质量为Mg·mol-1)的纯度为
【答案】B
【分析】将样品溶于水配制100mL溶液,从中取出10mL溶液加适量的Na2CO3进行反应将CCl3CHO反应生成CHCl3和HCOO-,加入溶液调节pH值后加入25mL0.1mol/LI2溶液,充分反应后,加入淀粉作指示剂并用0.02mol/LNa2S2O3溶液,消耗VmL最后计算出三氯乙醛的纯度,据此分析解题。
【详解】A.步骤Ⅰ是将样品配成100mL溶液,故需用100mL容量瓶进行配制,A正确;
B.已知CO与H+不能大量共存,故步骤Ⅲ,发生的反应为:HCOO-+I2+3OH-=2I-+CO+2H2O,B错误;
C.步骤Ⅳ原来溶液时I2和淀粉溶液呈蓝色,当滴定终点的时候I2消耗掉了,所有蓝色消失,故滴定终点的现象为:加入最后半滴Na2S2O3溶液,锥形瓶中溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不变色,C正确;
D.根据题干流程图中可找到关系式:CCl3CHO~HCOO-~I2,I2~2Na2S2O3可知,过量的I2的物质的量为:0.02mol/L×V×10-3L×=V×10-5mol,则与HCOO-反应的I2的物质的量为:(25×10-3L×0.1mol/L- V×10-5)=(25×0.1-0.01V)×10-3mol,故三氯乙醛(摩尔质量为Mg·mol-1)的纯度为,D正确;
故答案为:B。
5.下列溶液中Cl⁻浓度最小的是(溶液混合过程中体积变化忽略不计)
A.1mol/LNaCl(aq)与1mol/LKCl(aq)等体积混合所得溶液
B.5gCaCO3溶于100mL2mol/L稀盐酸后形成的溶液
C.标准状况下11.2LHCl溶于1L的蒸馏水中形成的溶液
D.密度为1g/cm3,质量分数为9.5%的MgCl2溶液
【答案】C
【详解】A.1mol/LNaCl(aq)与1mol/LKCl(aq)等体积混合所得溶液Cl﹣浓度为1mol/L;
B.5gCaCO3溶于100mL2mol⋅L﹣1稀盐酸,Cl-不反应,Cl﹣浓度为2mol/L;
C.标准状况下11.2LHCl为0.5mol,溶于1L的蒸馏水中形成的溶液,Cl﹣浓度为0.5mol/L;
D.密度为1g⋅cm﹣3,质量分数为9.5%的MgCl2溶液,MgCl2的物质的量浓度=,Cl﹣浓度为2mol/L;
综上分析,C符合题意。
答案选C。
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第一章 物质及其变化
复习讲义
复习目标
1.认识化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科,其特征是认识物质和创造物质;了解化学科学的发展历程及其趋势。
2.通过观察、分析实验现象,体会怎样科学合理地运用观察方法,体会分类、比较等研究方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用。
3.通过对金属钠及其化合物的性质研究等一系列科学探究活动,认识钠是一种非常活泼的金属单质,了解钠的物理性质、主要化学性质。
4.了解氯及其重要化合物的主要性质,了解它们在生产、生活的应用。
5.理解物质的量的概念及意义。
6.气体摩尔体积概念的建立与应用。
7.掌握阿伏加德罗定律及其简单推论,学会运用阿伏加德罗定律及其推论进行简单的计算。
8.熟悉一定的物质的量浓度溶液的配置过程。
重点和难点
重点:含氯、含钠的常见反应、气体摩尔体积概念的建立与应用、物质的量浓度的概念、运用物质的量浓度的概念进行简单的计算.
难点:氯和钠的相关化合物及其性质定、一物质的量浓度溶液的配制实验、阿伏加德罗定律及其简单推论,运用阿伏加德罗定律及其推论进行简单的计算.
█知识点一 走进化学
一、化学学科的形成与发展
1.化学科学的形成
最早的化学实践活动是 ,之后人们又学会了 、 、 ,并希望炼制出长生不老的丹药或把廉价的金属炼制成金。在实践活动的基础上,化学家经过不断地努力,近代化学逐渐形成。
2.近代化学发展的里程碑
年代
科学家
重大发现或成就
意义或作用
1661年
英国波义耳
近代化学诞生的标志
1777年
法国拉瓦锡
使近代化学取得了革命性的进展
1803年
英国道尔顿
为近代化学的发展奠定了坚实的基础
1811年
意大利阿伏加德罗
系统地解决了在物质组成和原子量测定方面存在的混乱问题
1869年
俄国门捷列夫
化学元素及其化合物被纳入一个统一的理论体系
3.现代化学的发展
(1)随着人们对物质世界的认识由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态的不断深入,化学科学进入了辉煌的现代化学时代。
(2)放射性元素的发现、现代量子化学理论的建立、化学热力学与动力学的开创性研究、创造新分子的合成化学的崛起、高分子化学的创立以及化学工业的快速发展等,都是现代化学发展中取得的重大成就。
(3)我国科学家在化学研究中的重要成果
①1965年,我国科学家成功地合成了 ,这是首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质。
②2015年,我国科学家屠呦呦因发现抗疟新药 获得诺贝尔生理学或医学奖。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1969年,屠呦呦研究小组发现青蒿具有抗疟效果,但用水煎熬青蒿所得提取物无效,青蒿的乙醇提取物药效也不高。后来,受到古代文献《肘后备急方·治寒热诸疟方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”绞取方法的启发,屠呦呦使用沸点比乙醇更低的乙醚(34.6 ℃)来提取青蒿中的有关物质。经过努力,最终获得抗疟新药“青蒿素”。因其发现的青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率,屠呦呦获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。
问题1:古代文献《肘后备急方·治寒热诸疟方》中使用了怎样的药物提取方法?
提示: 搅碎、过滤等方法。
问题2:屠呦呦采用了什么药物提取方法?有什么优点?提取过程中发生了物理变化还是化学变化?
提示: 屠呦呦采用了搅碎、用有机溶剂提取的方法,该方法提取得到的青蒿素纯度更高,原料使用量更少。该提取方法中发生了物理变化。
问题3:屠呦呦研究小组提取青蒿素利用了青蒿素的什么性质?
提示: 利用了青蒿素在低温下易溶于有机溶剂的性质。
二、化学学科的含义与主要特性
1.化学科学的含义:化学是一门重要的自然科学,它在 水平上研究物质的 、制备和应用。
2.物理性质和化学性质
内容
物理性质化学性质
概念
物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质物质在化学反应中表现出来的性质
内容
色、味、态、熔点、沸点、硬度、密度、水溶性等稳定性、酸碱性、氧化性、还原性等
特性
可由感官感知或物理仪器测知与化学反应相互依存,不可分离
3.物理变化和化学变化
内容
物理变化
化学变化
概念
无新物质生成的变化
有新物质生成的变化
本质
特征
宏观:无新物质生成;微观:构成物质的微粒结构不变,微粒间隔可能改变
宏观:有新物质生成;微观:构成物质的微粒结构变化,变成了新物质的微粒
外观特征
状态、形状、大小的变化
常伴随发光、放热等现象
本质区别
举例
冰的融化、水的汽化、木材做成课桌
H2在O2中燃烧生成水
三、化学学科与其他学科的关系
1.微观层面上:操纵 ,组装分子材料、分子器件和分子机器等。
2.化学科学的探索空间
(1)化学科学领域:化学家可以在微观层面上操纵分子和原子,组装分子材料、分子器件和分子机器等。
(2)能源和资源领域:有了化学科学,人类在资源和能源的开发、利用方面大显身手,使人们更加科学、合理地开发与利用资源和能源。
(3)材料科学领域:化学将推动材料科学的发展,使各种新型材料的制造成为可能。
(4)环境领域:化学为环境问题的解决提供有力保障。
(5)生命科学领域:化学科学将为生命科学的发展作出更大贡献,帮助人们从分子层次上了解生命问题的本质、揭示生命运动的规律;使研究人员在分子水平上了解疾病的病理,寻求新方法,研制新药物,为人类提供健康保障。
(6)信息科学领域:化学科学将大大提高信息科学的发展水平,指导人们研制功能各异的信息材料(主要是电子材料,如光电子材料),为传感技术、通信技术和计算机技术等的发展提供重要的物质基础。
效果检测
1.近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是
A.北斗组网卫星所使用的光导纤维是一种有机高分子材料
B.“破风8676”的5G射频收发芯片的主要成分是
C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机,燃烧时存在化学能转化为热能
D.蛟龙潜水器外壳的钛合金材料具有耐高压、耐腐蚀的特点
2.化学是自然科学的一部分。人类对自然的认识往往会涉及不同学科的知识。取一块大理石就可以从不同学科角度进行研究,以下问题不属于化学主要研究领域的是
A.大理石产于何地 B.大理石由什么成分组成
C.大理石能发生什么反应 D.大理石的微观结构是什么样
二、化学学科的含义与主要特性
3.化学与生产、生活、科技等密切相关,下列说法正确的是
A.“真金不怕火炼”是指真金的熔点高
B.“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅
C.“釜底抽薪”是利用了除去氧化还原反应中还原剂的原理
D.“百炼成钢”的化学含义是使用氧化剂提高生铁中碳的含量
4.化学促进人类文明的进步和发展,下列科技成果属于化学成就的是
A.神州十六号载人飞船顺利进入既定轨道
B.科学家因发现“真核转录的分子基础”获得诺贝尔奖
C.中科大潘建伟团队成功研制出“墨子号”量子科学实验卫星
D.科学家发现“宇宙微波背景辐射的黑体形式”
三、化学学科与其他学科的关系
5.在社会不断进步和科技迅猛发展的背景下,化学与其他学科形成交叉和相互渗透,成为自然科学领域中一门“中心的、实用的和创造性的”基础科学。下列说法错误的是
A.实验和理论是学习化学的两种重要途径
B.材料的研制和开发都是以研究和优化物质的组成、结构和性能为基础的
C.化学家可以通过化学反应创造出新的原子、分子和具有特殊性质的新物质
D.化学科学促进医学科学的发展,帮助研制新药,为人类提供健康保障
6.化学是自然科学的一部分。人类对自然的认识往往会涉及不同学科的知识。取一块大理石就可以从不同学科角度进行研究,以下问题不属于化学主要研究领域的是
A.大理石产于何地 B.大理石由什么成分组成
C.大理石能发生什么反应 D.大理石的微观结构是什么样
【答案】A
【解析】化学是一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学,它的研究对象是物质,研究的最终目的是为了应用,故物质的用途也是化学研究范畴;大理石的产地与化学无关,是地理研究的内容;A项正确。
█知识点二 研究物质性质的方法和程序
一、研究物质性质的基本方法
1.观察法
(1)含义:观察是一种有计划、有目的地运用 考察研究对象的方法。
(2)常见观察法
①直接观察法
②间接观察法:借助一些仪器进行观察
2.实验法
(1)目的:通过实验来验证对物质性质的预测或探究 。
(2)过程:
(3)注意的问题:在进行实验时,要注意控制 等条件。
3.分类和比较法
在研究物质的性质时,可以运用分类的方法总结各类物质的 ,并根据物质所属的类别对物质及其变化进行 ;运用比较的方法认识各种物质性质之间的异同和内在联系 。
4.假说和模型的方法。
(1)提出假说可以对有关现象或规律的本质以及未知物质或现象进行推测性说明。
(2)建构模型可以对物质或物质的变化进行简化模拟。
特别提醒
问题:用如图所示的方法研究某气体的性质,这种方法属于哪一种基本方法?理由是什么?
提示: 观察法。观察是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法,直接用肉眼观察物质的颜色、状态,用鼻子闻物质的气味,都属于观察法。
二、研究物质性质的基本程序
主要包括: 物质的外部特征→ 物质的性质→通过 来验证,并观察现象→解释现象及得出 。
特别提醒
观察物质的外部特征、预测物质的性质、实验和观察(设计并实施实验、观察现象)以及解释和结论(对实验现象进行分析和解释、对实验结论进行整合)是研究过程的重要环节,它们的科学组合便形成了研究物质性质的基本程序。被研究的物质的性质往往具有一定的未知性,所以在研究物质性质的过程中,可能需要在“预测物质的性质”与“实验和观察”两个环节中反复进行。
效果检测
一、研究物质性质的基本方法
7.下表中“方法导引”与“示例”对应关系正确的是
选项
方法导引
示例
A
分类
实验室中制取气体装置的连接顺序一般为:发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置
B
预测
探究催化剂对化学反应速率的影响时,需要控制温度、浓度和其它影响因素保持不变
C
变量控制
钠、钾能与水反应,铷与钠、钾都属于族元素,则可预测铷也能与水反应
D
认识有机化合物的一般思路
先分析有机物的碳骨架和官能团,再认识它的类别、性质和用途
A.A B.B C.C D.D
二、研究物质性质的基本程序
8.为探究铁、铜金属活动性的强弱,某化学小组将铁片、铜片分别投入同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中,观察并记录实验现象,根据实验现象得出结论。该探究过程中没有用到的科学研究方法是
A.实验法 B.观察法 C.调查法 D.比较法
9.下列说法中,错误的是
A.屠呦呦发现了对治疗疟疾有特效的青蒿素
B.门捷列夫发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一理论体系
C.化学家可以在微观层面上操纵分子和原子,并创造分子和原子
D.1965年,我国化学家首次人工合成了具有生理活性的结晶牛胰岛素
█知识点三 钠及其化合物的性质
一、金属钠的物理性质和化学性质
1.观察法认识钠的物理性质
操作
观察试剂瓶里面的钠
钠性质活泼,需隔绝空气和水保存。实验室中钠保存在 中。用镊子从装有试剂瓶中取出金属钠,用 吸干表面的煤油,用小刀切下一小块金属钠,观察钠块的切面。剩余钠块
结论
钠的物理性质
金属,有 的固体,质地柔软(小刀可以切割),密度 煤油、 水,熔点较低(小于100 ℃,用酒精灯加热,很快熔化)、具有良好的 和
2.实验法探究钠与水的反应
实验探究
实验现象
原因解释
浮
熔
游
响
红
化学方程式
3.实验法探究钠与氧气的反应
反应条件
常温
加热
实验步骤
实验现象
化学方程式
缓慢氧化:
剧烈燃烧:
结论
特别提醒
提示: ①钠与氯气、硫等非金属反应
Cl2 +2Na2NaCl(火焰呈黄色,白烟)
2Na+S=Na2S(研磨或加热)
②钠与盐溶液的反应(注意)
钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与盐溶液发生反应。
钠与酸的反应比钠与水的反应更剧烈,因为酸中的H+浓度大。
问题:钠与酸的反应比钠与水的反应更剧烈?
》提示: 因为酸中的H+浓度大。
二、钠的氧化物的性质
1.对比法学习氧化钠和过氧化钠
物质
氯化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色、态
类别
氧的价态
生成条件
热稳定性
水反应
与CO2反应
与酸反应
主要用途
2.分类法学习氧化钠的化学性质
氧化钠是碱性氧化物,写出下列反应的化学方程式:
(1)氧化钠与水反应: 。
(2)氧化钠与盐酸反应: 。
(3)氧化钠与二氧化碳反应 。
3.实验探究过氧化钠的化学性质
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作
实验现象
实验结论
(2)Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,写出下列反应的化学方程式:
(1)过氧化钠与水反应:
(2过氧化钠与盐酸反应:
(3)过氧化钠与二氧化碳反应
特别提醒/
(1)Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2而不是1∶1。
(2)Na2O2具有强氧化性,能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3等。
(3)Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,遇到湿润的石蕊试纸时,先使试纸变蓝,后使其褪色;遇到品红溶液因强氧化性而使其褪色。
三、钠及其化合物的转化关系
1.物理性质: 的固体。
2.化学性质:
(1)与CO2反应: 。
(2)与H2O反应:
3.用途:作为呼吸面具和潜水艇里的 剂,也可作 剂。
【易错提醒】
(1)过氧化钠的稳定性强于氧化钠,氧化钠可在加热条件下与氧气反应转化为过氧化钠。
(2)Na2O2与水反应生成碱的同时还生成氧气,所以不属于碱性氧化物。
(3)Na2O2中氧元素化合价是-1价,阴离子是O22-,是个原子团,不是O-,所以不能把过氧化钠的化学式写成NaO。
效果检测
一、金属钠的物理性质和化学性质
10.为探究铁、铜金属活动性的强弱,某化学小组将铁片、铜片分别投入同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中,观察并记录实验现象,根据实验现象得出结论。该探究过程中没有用到的科学研究方法是
A.实验法 B.观察法 C.调查法 D.比较法
11.化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和与之相伴的
A.能量转变的科学 B.物质合成的科学
C.实验探究的科学 D.理论计算的科学
二、钠的氧化物的性质
12.钠是典型的金属元素,下列关于钠及其化合物的叙述不正确的是
A.钠的还原性很强,可用来冶炼金属钛
B.少量的金属钠放在煤油中保存
C.实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
D.和是钠的氧化物,二者都能与水反应生成
13.下列有关和的叙述中,正确的是
A.比稳定
B.可用水来确定某粉末中是否含有
C.、都属于氧化物,含有的化学键完全相同
D.可用来检验粉末中是否含有
三、钠及其化合物的转化关系
14.已知在足量的氧气中完全燃烧,生成了和,将燃烧产物通过过量的后,增加的质量是
A.8g B.16g C.10g D.无法计算
15.氢化钠()可在野外作生氢剂,已知遇水蒸气剧烈反应,选用下图实验装置制备,下列说法正确的是
A.选用装置的连接顺序可为:A→C→B→E→D
B.实验开始后先点燃B处酒精灯,再打开A中分液漏斗
C.判断钠是否剩余,可取B中固体加水检验
D.装置E的作用是尾气处理
█知识点四 氯及其化合物的性质
一、氯气的性质及其制备方法
1、与金属单质反应:氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物。
化学方程式
反应现象
与钠反应
2Na+Cl22NaCl
产生大量
与铁反应
产生大量
与铜反应
Cu+Cl2CuCl2
产生大量
【易错提醒】氯气在加热条件下能与大多数金属化合,生成高价金属氯化物。
2、与非金属单质反应
(1)实验操作:在空气中点燃氢气,然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中。
(2)实验现象:纯净的氢气在氯气中安静地 ,发出 火焰,集气瓶口上方出现 。
(3)化学方程式:H2+Cl22HCl。
二、氯及其化合物的用途
(1)常温下,Cl2与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白液的有效成分是 。
(2)Cl2与冷的石灰乳反应——制取漂白粉
①反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是 ,有效成分是 ,漂粉精的主要成分是 。
③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的
化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O== (家用漂白消毒)。
Ca(ClO)2+2HCl== (工业漂白)。
④漂白粉的保存及应用
漂白粉应 、 保存,并置于 干燥处。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的 ,又可用作游泳池等场所的
效果检测
16.某同学利用如图所示的硬质玻璃管进行氯气的性质实验,已知f处为一团蘸有KOH溶液的棉花团,下列说法错误的是
A.b处出现白色物质,说明氯气溶于水并生成
B.c处干燥的蓝色石蕊试纸一定不变色
C.d处试纸变蓝,发生的反应为
D.蘸有KOH溶液的棉花团的作用是处理尾气
17.如图是氯元素的部分“价-类”二维图,下列说法错误的是
A.液态b可储存在钢瓶中
B.f的水溶液为一种强酸
C.a的浓溶液在一定条件下可以得到b
D.一定条件下,h的固体可分解产生
二、氯及其化合物的用途
18.工业上将Cl2通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是( )
A.漂白液的有效成分是 B. ClO-水解生成使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D.溶液比溶液稳定
19.下列有关实验现象与分析或结论都正确的是
选项
实验现象
分析或结论
A
光照新制氯水有气泡冒出
氯水中含有,光照逸出。
B
氯水中加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失
氯水中有HClO分子存在
C
向镁粉中加入久置的氯水,有无色无味的气体产生
产生的气体是
D
向氯水中加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液产生白色沉淀
氯水中有存在
A.A B.B C.C D.D
█知识点五 化学中常用的物理量——物质的量
一、物质的量、摩尔质量
1.物质的量及其单位——摩尔
(1)物质的量是表示 的物理量。七大国际基本物理量单位是 像长度、质量、时间、电流等物理量一样,物质的量也是一种物理量,通过它可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。物质的量用符号 表示。单位为 ,简称 ,符号是 。
(2)物质的量的单位——
计量对象:
标准:国际计量大会规定,1mol包含约 个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。
(3)书写方法及含义
表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的 :
如1 mol H指 ,1 mol H2指 。
特别提醒/易错提醒
①物质的量”四个字是一个整体概念,为专用名词,不可任意加减字,既不是物质的质量,也不是物质的数量。
②用“摩尔”可以计量所有的微观粒子(包括原子、分子、离子、质子、中子、电子、原子团等),但不能表示宏观物质,如不能说“1 mol大米”。
③指代要具体:用摩尔为单位计量某物质的物质的量时,必须指明物质的微粒名称、符号或化学式。如:1mol H、1mol H+、1 mol H2,不能用“1 mol氢”这样含糊、无意义的表示。
2.摩尔质量的含义
(1)摩尔质量表示 ,符号为 。
(2)摩尔质量的表达式为 ,所以摩尔质量M的常用单位为 。
1 mol物质的质量
摩尔质量
相对分(原)子质量
定义
1 mol物质所具有的质量
单位物质的量的物质所具有的质量
该分(原)子的质量除以12C原子质量的所得数值
符号
m
M
Mr(Ar)
单位
联系
(3)摩尔质量概念的理解
①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在 与 相等。
②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个 ,不随物质的物质的量的多少而改变。
(4)摩尔质量的计算方法
①已知任意状态物质的质量时: (定义式)。
②已知一个分子的质量时: 。
二、气体摩尔体积
1.影响物质体积大小的因素
(1)微粒的 (物质的本性)
(2)微粒 的大小(由温度与压强共同决定)
(3)微粒的 (物质的量的大小)
1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的,均约为 。因此,在粒子数目相同的情况下,物质体积的大小主要取决于构成物质的 和 。
①固态或液态物质
粒子之间的距离是非常小的,在粒子数目相同的情况下,它们的体积主要取决于构成 。不同物质的粒子大小是不相同的,所以1mol不同的固态或液态物质的体积是 的。
②气体物质
粒子之间的距离(一般指平均距离)远远大于粒子本身的直径,所以当粒子数相同时,气体的体积主要取决于 。而在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,因此粒子数相同的任何气体都具有 。
2.气体摩尔体积及单位
(1)概念:一定温度和压强下 ,符号为 。
(2)常用单位: 。
(3)计算公式:Vm= 。
适用对象: 。
(4)与物质的量基本关系式:
(5)标准状况下的气体摩尔体积
标准状况下(0 ℃、101 kPa),Vm≈ 。
标准状况是特定条件,不是常温常压,计量对象 。
3. 气体摩尔体积影响因素
气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于 。
(1)标准状况:
(2)Vm与气体的种类无关,温度升高,Vm ,压强增大,Vm 。。
(3)对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积 相同。标准状况下的气体摩尔体积:约
易错提醒
气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)应用的“五大误区”
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(2)使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。注意不要形成定势思维,看到“常温常压”就排除选项。
三、物质的量浓度
1.溶质的质量分数
(1)概念: 。
(2)表达式: 。
2.溶液的物质的量浓度
(1)概念: (2)符号: ,常用单位: 或 (3)表达式: 。
nB表示溶质B的 ,单位是:
V表示 的体积,而不是溶剂的体积,单位是:
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其 相同,但所含溶质的 则因体积不同而改变。
3.溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
(1)换算公式:cB= 其中,M: (单位:g·mol-1);ρ: 单位:g·mL-1);w: 。
(2)推导方法:设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
特别提醒
(1)溶质用物质的量表示,而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等,应根据有关公式换算为物质的量。
(2)表达式中的体积(V)指溶液的体积,不是溶剂,也不是溶剂和溶质的体积之和。
(3)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,c(Al3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。如a g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水得到V L溶液,其物质的量浓度为c(CuSO4)== mol·L-1。
效果检测
一、物质的量、摩尔质量
20.化学基本概念是学习化学的核心,下列对所学概念的认识正确的是
A.只含一种元素的物质一定是纯净物 B.必须有离子参加的反应才是离子反应
C.摩尔是用于描述微观粒子的一种物理量 D.氧化还原反应的本质特征是电子的转移
21.下列有关物质的量说法不正确的是
A.7.1克中含有0.2mol的氯原子
B.1mol不同的固态物质其体积主要取决于粒子的大小
C.摩尔是国际单位制的七个基本物理量之一
D.0.1mol HCl气体溶于水配成100mL溶液,其物质的量浓度是
二、气体摩尔体积
22.下列说法错误的是
A.常温、常压下,4g氦气所含原子数约为6.02×1023
B.Al的摩尔质量为27g/mol
C.常温、常压下,1molHCl的体积约为22.4L
D.1L0.1mol/LKCl溶液中含有0.1molK+
23.下列说法中,正确的是
A.2.24LN2中一定含有2molN
B.80gNaOH溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L
C.在标准状况下,20mLNH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
D.18gH2O在标准状况下的体积约为22.4L
三、物质的量浓度
24.某无土栽培营养液中的浓度为。设为阿伏加德罗常数的值,该营养液中含有的个数为
A. B. C. D.
25.X、Y均为常见金属元素,同温同压下,0.1molX单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法不正确的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为 D.生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为
█考点一 化学科学的形成与发展
【例1】化学是自然科学的一部分。人类对自然的认识往往会涉及不同学科的知识。取一块大理石就可以从不同学科角度进行研究,以下问题不属于化学主要研究领域的是
A.大理石产于何地 B.大理石由什么成分组成
C.大理石能发生什么反应 D.大理石的微观结构是什么样
【变式1-1】化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A.我国“硅-石墨烯-锗(Ge)晶体管”技术获得重大突破,所涉元素都是短周期元素
B.“嫦娥五号”返回舱携带的月壤中含有高能原料,是一种核素,3g的和2g的具有相同的中子数
C.“人造太阳”的核燃料是氘、氚,、互为同素异形体
D.1938年德国物理学家进行过中子撞击铀核的裂变实验,其中生成的钡元素是第五周期第ⅡA族元素,猜测其单质可与水发生置换反应
【变式1-2】下列操作符合化学实验安全要求的是
A.向正在燃烧的酒精灯添加酒精
B.在点燃或加热可燃气体前检验其纯度,防止发生爆炸
C.将实验中产生的各种废液直接倾倒入下水道
D.实验中不慎将浓硫酸滴在皮肤上,立即用氢氧化钠溶液进行清洗
█考点二 研究物质性质的方法和程序
【例2】社会的进步离不开化学的发展。下列说法正确的是
A.维勒首先提出“有机化学”和“有机化合物”的概念
B.贝采利乌斯首次人工合成了有机物——尿素
C.我国科学家首次人工合成了具有生物活性的物质——结晶牛胰岛素
D.门捷列夫首次提出了苯的六元环结构模型
【变式2-1】以下模型能够解释多电子原子光谱复杂现象的是
A.“葡萄干布丁”模型 B.核式模型
C.玻尔原子结构模型 D.量子力学模型
【变式2-2】下列说法正确的是
A.化学反应可以创造新的原子和分子用于合成新的物质
B.研究未知物质的性质可按照观察→实验→预测→结论的顺序进行
C.将NaCl固体放入水中,从而获取NaCl的某些性质,这只涉及实验法
D.研究物质的性质时,常用观察、实验、分类、比较、模型、假说等方法
█考点三 钠及其化合物的性质
【例3】钠与水反应时的现象与下列性质无关的是
A.熔点低 B.密度小于水 C.导电性好 D.强还原性
【变式3-1】下列有关和的叙述中,正确的是
A.比稳定
B.可用水来确定某粉末中是否含有
C.、都属于碱性氧化物
D.可用来检验粉末中是否含有
【变式3-2】已知在足量的氧气中完全燃烧,生成了和,将燃烧产物通过过量的后,增加的质量是
A.8g B.16g C.10g D.无法计算
█考点四 氯及其化合物的性质
【例4】下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
①漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
②漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理不相同
③漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
④漂白粉在空气中不稳定,因此可用于漂白纸张
A.②④ B.①② C.③④ D.①③
【变式4-1】利用传感器和信息处理终端对氯水的光照实验进行数据采集与分析得到以下图像,相关说法不正确的是( )
A.图一可为光照过程中氯水的pH值变化情况
B.图二可为光照过程氯水中氯离子浓度的变化情况
C.图三可为光照过程中氯气在瓶中的体积分数
D.氯水应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
【变式4-2】用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部,观察到的现象是( )
█考点五 化学中常用的物理量----物质的量
【例5】黄子卿是一名优秀的雅礼中学校友,在国际上首次精测了水的三相点温度(0.00981℃),并定为国际温度标准之一、下列有关说法中正确的是
A.摩尔是国际单位制(SI)的7个基本物理量之一
B.在水的三相点温度下,1mol水分子与1mol当中所含的电子数相同
C.在水的三相点温度下,1molSO3的体积约为22.4L
D.在水的三相点温度下,NO、CO2、O3三种气体各含有1mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为3:2:1
【变式5-1】黄子卿是一名优秀的雅礼中学校友,在国际上首次精测了水的三相点温度(0.00981℃),并定为国际温度标准之一、下列有关说法中正确的是
A.摩尔是国际单位制(SI)的7个基本物理量之一
B.在水的三相点温度下,1mol水分子与1mol当中所含的电子数相同
C.在水的三相点温度下,1molSO3的体积约为22.4L
D.在水的三相点温度下,NO、CO2、O3三种气体各含有1mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为3:2:1
【变式5-2】下列说法中正确的是
A.基态O2-中有10种空间运动状态的电子
B.KNO3固体中,作用力有离子键、极性共价键
C.1mol配离子[Cu(NH3)4]2+中,σ键数为13NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
D.离子晶体AlF3中,一个Al3+与3个F-仅形成静电吸引作用
特别提醒/易错提醒 求物质摩尔质量的几种方法:
(1)根据基本公式计算:M=。
(2)根据摩尔质量的概念计算:M=m×NA(m为1个原子的质量)。
(3)根据原子量的定义计算:Ar(X)=,M(X)=Ar(X)g·mol-1。
█考点六 气体摩尔体积
【例6】常温时,向两个均为的恒容容器中分别充入和(如图所示),使得两容器内压强均为。分别比较两容器中的下列物理量,不正确的是
选项
A
B
C
D
物理量
气体分子数
气体密度
气体质量
电子总数
结论
左=右
左<右
左<右
左>右
A.A B.B C.C D.D
【变式6-1】奥运会男子篮球比赛用7#球,内部空间体积大约是7.35L,比赛时内部压强约为170kPa。己知,在25℃,100kPa时,气体摩尔体积约为24.5L/mol。假设比赛场馆温度为25℃,下列说法中正确的是( )。
A.比赛时,篮球内一般充填氮气 B.比赛时,篮球内约有空气0.3mol
C.比赛时,篮球内约有空气14.8g D.当25℃,170kPa时,Vm>24.5L/mol
【变式6-2】一个密闭容器中有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入,右边充入CO和的混合气体共64g时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法错误的是
A.右边CO与分子数之比为1:3
B.两侧原子个数之比为32:9
C.右侧气体密度与相同条件下氧气密度相等
D.若改变右边CO和的充入量而使隔板处于距离右端处,保持温度不变,则前后两次充入情况容器内的压强之比为5:6
█考点七 物质的量浓度
【例7】实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是
A.950 mL,76.000 g B.1000 mL,80.000 g
C.500 mL,80.000 g D.1000 mL,76.000 g
【变式7-1】X、Y均为常见金属元素,同温同压下,0.1molX单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法不正确的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为 D.生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为
【变式7-2】下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是
A.同浓度的三种物质的溶液:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
基础应用
1.根据学习任务,“方法导引”与示例不匹配的是
选项
学习任务
方法导引
内容或例子
A
了解铷元素的性质
预测
钠、钾都能与水反应,则可预测铷能与水反应
B
认识酸的本质
模型
阿伦尼乌斯提出的电离模型很好的解释了酸、碱、盐溶液的某些性质,如:
C
了解的性质
分类
中铁元素处在高价态,具有氧化性
D
设计“含硫物质价态从0到-2”实验
化学实验
设计需要明确0价、-2价的含硫物质是哪些,通过怎样的反应完成转化。如:
A.A B.B C.C D.D
2.化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A.我国最早使用的合金是青铜
B.化学既是一门具有创造性的科学,又是一门具有实用性的科学
C.太阳能光催化技术可以将二氧化碳转化为燃料,该成果可以缓解温室效应
D.国家游泳馆水立方采用的覆盖膜为EFET膜,具有防火、抗老化等功能,它不属于化学研究范畴
3.研究物质性质的基本方法有观察法、实验法、分类法、比较法、类比法等,下列说法正确的是
A.如图所示,研究气体性质的方法属于观察法
B.用比较法可知,分散质粒子直径:碘化银胶体<澄清石灰水
C.属于纯净物,属于难溶物,二者均属于硫酸盐
D.已知是碱性氧化物,利用类比法可知也是碱性氧化物
4.下列对有关概念的理解正确的是
A.摩尔是基本物理量之一
B.一定温度下,溶液中溶质的浓度不随所取溶液体积的变化而变化
C.任何气体所含的分子数均相等
D.任何物质所含的原子数均为
5.下列说法正确的是
A.摩尔是一个基本物理量,的摩尔质量为88g
B.将足量的、分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色
C.酸性氧化物不一定都是非金属氧化物,但碱性氧化物一定都是金属氧化物
D.氯气能与碱液发生反应,故实验室常用澄清石灰水吸收余氯
6.苯甲酸钠(),又称安息香酸钠,是一种常用食品防腐添加剂。已知:苯甲酸()是一种一元有机弱酸,酸性强于醋酸。下列有关苯甲酸钠的说法不正确的是
A.苯甲酸钠的摩尔质量为144g/mol
B.苯甲酸钠中碳、氧原子的物质的量之比为
C.苯甲酸钠能与稀硫酸反应生成苯甲酸
D.苯甲酸与反应的离子方程式:
7.对下列图形解释的说法错误的是
A.图1中,1个CH4子周围有12个紧邻的CH4分子
B.图2中,1molP4S3分子中孤电子对的数目为6NA,∠S-P-S<109°28′
C.图3中,Fe2+填充在由6个F-构成的八面体空隙中
D.图3晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为g/cm3
8.Cl2O可用来制备次氯酸盐。通过 和潮湿的 反应,可生成 气体 和另一种盐X。 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.X中仅含有离子键
B.反应中所有元素的最高正化合价等于它所处的族序数
C.反应每消耗 (标准状况),转移电子数是
D.和水反应生成次氯酸,该反应为氧化还原反应
9.中国古代壁画具有重要的艺术价值和文化价值,是文化遗产的重要组成部分。经年累月,壁画中红色颜料铅丹(,也可表示为)会与空气中的反应生成黑色。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压时,含有的分子数为
B.是和组成的混合物
C.上述反应生成时转移电子数为
D.可以用酒精清洗粘附在壁画上的硫
10.在一定的温度下,用一可自由滑动的隔板将密闭容器分成左右两部分,向两边分别充入等质量的和,隔板处于如图位置。下列说法不正确的是
A.左侧充入的气体是
B.左右两侧的体积比是2:1
C.左右两侧的气体密度比是1:2
D.左右两侧的原子个数之比是5:2
11.研究人员开发了一种光催化丙烷在簇上直接脱氢制丙烯,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.基态O原子核外电子占据6个轨道 B.丙烷和丙烯都是由极性键形成的极性分子
C.丙烷是直线形分子 D.标准状况下,11.2L丙烯含键
12.自由滑动的隔板(体积不计)将密闭容器分成左、右两部分,恒温条件下,向左边充入和的混合气体,右边充入时,隔板处于如图所示的位置。下列有关左侧混合气体的说法正确的是
A.相同条件下,混合气体的密度是氢气密度的倍
B.与的物质的量之比为
C.混合气体中,碳原子与氧原子的个数比为
D.若充入和一定量上述混合气体后,隔板位于处,则混合气体的质量一定为
能力提升
1.某密闭容器中有两个可自由滑动的隔板(厚度不计),一定温度下在甲室中充入、的混合气体19.2g,乙室中充入0.6mol气体,静止时隔板如图,如果将隔板a去掉,恢复原温度,隔板b将静止于(固体体积忽略不计且不影响隔板移动)
A.刻度1处 B.刻度2处 C.刻度4处 D.刻度6处
2.常温下,不同浓度硝酸与铁反应产物如图所示,(质量分数大于68%的硝酸可使铁钝化)下列说法错误的是
A.硝酸浓度越小,产物中所占的比例越大
B.质量分数为56%的硝酸,物质的量浓度为
C.质量分数为56%~68%的硝酸与少量铁反应时,还原产物仍以为主
D.若把铁换成铜,硝酸浓度低于24%时,还原产物仍以为主
3.标准状况下,将充满HCl气体的圆底烧瓶倒置于水槽中使气体充分溶解(溶质不扩散),所得溶液的质量分数为的密度为,下列说法正确的是
A.该温度下HCl的溶解度
B.溶液的密度
C.取VmL溶液加入等体积的
D.取VmL溶液加入等质量的
4.三氯乙醛(CCl3CHO)是无色油状液体,常用于制取农药。其纯度的测定如下(杂质不参与反应)。已知:I2+2S2O=2I-+S4O,下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ,需用100mL容量瓶进行配制
B.步骤Ⅲ,发生的反应为:HCOO-+I2+2OH-=2I-+CO+H2O+H+
C.步骤Ⅳ,滴定终点的现象为:加入最后半滴Na2S2O3溶液,锥形瓶中溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不变色
D.三氯乙醛(摩尔质量为Mg·mol-1)的纯度为
5.下列溶液中Cl⁻浓度最小的是(溶液混合过程中体积变化忽略不计)
A.1mol/LNaCl(aq)与1mol/LKCl(aq)等体积混合所得溶液
B.5gCaCO3溶于100mL2mol/L稀盐酸后形成的溶液
C.标准状况下11.2LHCl溶于1L的蒸馏水中形成的溶液
D.密度为1g/cm3,质量分数为9.5%的MgCl2溶液
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