内容正文:
第二章 海水中的重要元素-钠和氯
第三节 物质的量
◆高频考点
1.命题定位:高一“物质的量”是高考化学计算的底层工具与核心枢纽。在命题定位上,它极少孤立考查,而是与氧化还原、电解质溶液、化学平衡等模块深度融合,整体约占6–12分。常见考法以选择题中的阿伏加德罗常数(NA)正误判断为主,常设气体状态、微粒结构、溶液电离水解及电子转移等陷阱;填空题则多结合实验或工艺流程进行综合计算。
2.高频考点:
考点01 概念辨析与基本计算:物质的量是国际单位制七个基本物理量之一,单位为摩尔(mol)。要求熟练运用换算桥梁:n=m/M(质量)、n=N/NA(粒子数)、n=V/Vm(气体体积)、n=c・V(溶液浓度),理解阿伏加德罗常数 NA 约为 6.02×1023mol-1,注意其近似性;其中摩尔质量在数值上等于相对原子(分子)质量,单位 g/mol。
考点02 阿伏加德罗常数正误判断:几乎每年必考,主要设四类陷阱:①气体摩尔体积适用条件,22.4L/mol 仅适用于标准状况(0℃、101kPa)下的气体,H2O、SO3、CCl4、HF 等常温非气体常作干扰;②物质组成,判断 1mol 物质所含分子、原子、电子、质子数目,如 Na2O2、NH3、CH4等;③可逆反应,如 2NO2⇌N2O4、合成氨反应不能完全转化;④电子转移与溶液,涉及氧化还原反应转移电子数及未给体积时离子浓度计算。
考点03 阿伏加德罗定律及推论:同温同压下气体体积之比等于物质的量之比等于分子数之比;同温同容时压强之比等于物质的量之比,可由此比较气体密度、测定相对分子质量,常以图像题或综合题呈现。
考点04 物质的量浓度及溶液配制:掌握 c=n/V,其中 V为溶液体积而非溶剂体积;稀释定律 c1V1=c₂V₂;配制一定物质的量浓度溶液须正确使用容量瓶,定容俯视偏大、仰视偏小,未洗涤烧杯及玻璃棒、转移时液体溅出均致误差偏小,误差分析为实验高频考点。
◆命题特点
①选择题以阿伏加德罗常数为载体几乎必考,常融入物质结构、氧化还原、可逆反应、溶液中微粒数等情境,通过 "陷阱" 设计考查概念理解的严谨性;
②命题由机械计算转向定性判断与微粒数量关系分析,计算量明显降低;
③注重章节融合,常与化学方程式计算、溶液配制实验、阿伏加德罗定律及图像题结合,综合性增强;
④情境化趋势明显,常以新材料、新能源、化学与生活等真实情境包装,考查信息提取与迁移应用能力;
⑤注重对概念本质的深层理解,如气体摩尔体积适用条件、溶液体积与溶剂体积区分,试题区分度较高。
◆微考点01 概念辨析与基本计算
【高考典例1】(2016·海南·高考真题)利用太阳能分解制氢,若光解0.02 mol水,下列说法正确的是
A.可生成H2的质量为0.02g
B.可生成氢的原子数为2.408×1023个
C.可生成H2的体积为0.224L(标准状况)
D.生成H2的量理论上等于0.04mol Na与水反应产生H2的量
【考点速通】
【概念辨析】①物质的量(n)是表示含有一定数目粒子集合体的物理量,单位mol;②使用摩尔须指明粒子种类(如"1molO2",不能笼统说"1mol氧");③摩尔质量M数值上等于相对分子(原子)质量,单位g/mol;④NA≈6.02×1023mol-1,是连接宏观质量与微观粒子的桥梁。
【基本计算】n=N/NA=m/M=V/Vm=c·V;标况(0℃、101kPa)下Vm=22.4L/mol,仅适用于气体。
【易错速记】22.4L/mol只在标况气体成立;注意分子内原子个数,如1molO2含2mol氧原子。
◆微考点02 阿伏加德罗常数正误判断
【高考典例2】(2025·云南·高考真题)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中原子的数目为
B.所含中子的数目为
C.粉和足量S完全反应,转移电子的数目为
D.盐酸与足量反应,生成的数目为
【考点速通】
【六大陷阱排查】
①微粒种类:1molO2含2molO原子,注意分子内原子、电子数;
②标况条件:22.4L/mol仅适用标况气体,H2O、SO3、CCl4、苯等标况非气态物质不能用;
③可逆反应:Cl2+H2O⇌HClO+HCl、合成氨等不能完全转化,生成粒子数偏小;
④转移电子数:歧化反应中1molCl2只转移1mole-;
⑤溶液问题:缺体积不能由浓度求粒子数;弱电解质(CH3COOH)电离、盐类水解均不彻底;
⑥数值辨析:6.02×1023是近似值,NA是精确值。
【解题模板】按"状态→标况→微粒种类→反应是否可逆"四步逐项排查。
◆微考点03 阿伏加德罗定律及推论
【高考典例3】(2013·大纲版·高考真题)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是
A.体积相等时密度相等 B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等 D.质量相等时具有的质子数相等
【考点速通】
【定律】同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数,即V∝n。
【三大推论】
①同温同压:V1/V2=n1/n2=N1/N2;
②同温同容:P1/P2=n1/n2;
③同温同压:ρ1/ρ2=M1/M2(密度与摩尔质量成正比)。
【应用】①求摩尔质量:标况下M=ρ×22.4L/mol;②平均摩尔质量M=m总/n总,用于混合气体成分推断;③比较气体密度大小,只需比较摩尔质量大小。
【易错速记】定律适用于任何气体(含混合气体)且须同温同压;气体密度比=摩尔质量比,与体积、压强无关。
◆微考点04 物质的量浓度及溶液配制
【高考典例4】(2026·山东·高考真题)准确称取1.0600gNa2CO3基准物质配制0.0500mol·L-1Na2CO3溶液,下列仪器必须使用的是
A.①②③ B.①②⑤⑥ C.①③④⑥ D.④⑤⑥
【考点速通】
【基本概念】c=n/V(单位 mol/L);稀释前后溶质的物质的量不变:c1V1=c2V2。
【配制步骤】计算→称量→溶解(冷却至室温)→转移→洗涤(烧杯和玻璃棒,洗涤液一并转入)→定容→摇匀。
【容量瓶使用】容量瓶标有温度、容积、刻度线;只能配制指定体积的溶液,不能用于溶解、稀释或长期储存。
【误差分析】①未冷却即转移定容→偏大;②洗涤液未转入→偏小;③定容仰视(液面超刻度线)→偏小,俯视→偏大;④摇匀后液面下降,不能再加水。
一、概念辨析与基本计算
1.物质的量(n):表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol),该物理量描述的对象是微观粒子,如分子、原子、离子、中子、质子、电子等。
2.物质的量的规范表示方法:。
3.阿伏加德罗常数(NA):1mol任何粒子的粒子数,符号是 NA,单位为 mol-1。国际上规定,1mol 粒子集合体所含的粒子数,约为6.02×1023。精确数值为0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数。
4.公式:NA=。
5.摩尔质量
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号是M,常用单位是g/mol或 g·mol-1。
(2)公式:M=。
(3)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)质量或式量。
易错提醒
①物质的量只能衡量微观粒子(如分子、原子、离子、中子、质子、电子等),必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称;如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
②物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
③6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
④摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
⑤对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
二、 阿伏加德罗常数正误判断
1、气体摩尔体积的适用“对象及条件”设陷
此角度通常在标准状况下气体摩尔体积具体应用的易错点上组织命题,有时候虽满足标准状况的使用条件,但不满足是气体;有时候满足是气体的条件,但不满足在标准状况下。
【破题技巧】抓“两看”,突破陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体]。
2、设置与计算无关的一些干扰条件
题目常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断。
【破题技巧】排“干扰”,突破陷阱
解题时要注意两点:①物质的量或质量与物质所处状况无关;②物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3、忽视常见物质的结构特点
此角度所设题目考查的主要内容包括:一定量的物质中所含相关粒子的数目(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数);一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目)。
【破题技巧】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)记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
(4)记物质中所含化学键的数目,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
(5)记Na2O2中O2为一个阴离子。
(6)记物质的特殊结构,如白磷、SiO2、苯等
(7)记特殊物质的组成,如He、Ne为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。
4、常在电子转移数目上设陷
此角度易在特殊氧化还原反应中电子转移数目上命题,主要的命题点有:歧化反应中转移的电子数(如Cl2与NaOH溶液的反应);变价元素的单质参与反应时转移电子数(量不同,所表现的化合价不同,如Fe与HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同,如Cu与Cl2反应生成CuCl2,而Cu与S反应生成Cu2S)。
【破题技巧】抓“反应”,突破陷阱
电子转移(得失)数目的问题分析,要做到“六注意”:
一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 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。
四要注意可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
五要注意可涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
六要注意粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
5、常在电解质溶液中微粒数目上设陷
此角度主要考查电解质在溶液中的存在形式,绝大多数需要利用公式cV=n进行解题,其具体的表现形式为弱酸溶液中所含的H+数目,弱碱溶液中所含的OH-数目;强酸弱碱盐溶液中所含的阳离子数,强碱弱酸盐溶液中所含弱酸根的离子数等。
【破题技巧】注意“五看”,突破陷阱
一看:溶液中是否有弱酸、弱碱离子的水解
二看:溶液中是否有弱电解质的电离,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
三看:是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
四看:是否为可逆反应
五看:所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=3的H2SO3溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,与电解质组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质组成有关。
特别注意:求溶液中所含H、O原子数时,不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。
6、忽视“特殊条件”或“隐含反应”
此角度是考生最易失分的点,因反应过程“隐含”着特殊情况,稍不留神就会掉入命题人设计的陷阱,常涉及的命题范围有:含有特殊的条件要求(如MnO2与浓盐酸的反应);含有特殊的转化关系(如N2与H2的反应为可逆反应不能进行到底);具有特殊结构物质的混合(如一定量的乙炔与苯的混合物)。
【破题技巧】树立“平衡观念”,突破陷阱
要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱。
(1)反应为可逆反应,反应物不能完全转化,如
合成氨N2+3H22NH3
(2)有些物质常温常压下就以聚合分子形式存在。比如2NO2N2O4,2HF(HF)2。
(3)有些反应浓度不一样,反应就不一样。如铜与硝酸的反应、铜与浓硫酸的反应、二氧化锰与浓盐酸的反应。
(4)有些反应反应物的用量不一样,反应就不一样。如二氧化碳与碱的反应,碳酸钠与盐酸的反应,石灰水与碳酸氢钠的反应等。
易错提醒
①气体体积要看条件:只有标准状况(0℃、101kPa)下才能用22.4 L/mol,常温常压或非标况下不能直接换算。
②物质状态要确认:H2O、SO3、乙醇等在标况下不是气体,不能用气体摩尔体积计算。
③区分分子数与原子/离子/电子数:如1molNa2O2含2NA个Na+和NA个O22-,别数错。
④注意特殊反应:NO2与N2O4存在平衡,实际分子数小于理论值。
⑤稀有气体是单原子分子:1molHe含NA个原子,不是2NA。
三、阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的粒子(或气体的物质的
量相同)。
2.阿伏加德罗定律表达式:pV=nRT,其中p代表压强,V代表体积,n代表物质的量,R是气体常数,T代表开尔文温度,为273+t。
3.阿伏加德罗定律的推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)
相同条件
结论
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
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
易错提醒
①适用对象仅限气体:固体、液体不适用,做题时务必先判断物质状态。
②标准状况(STP)≠常温常压:STP指0℃、101kPa,常温(25℃)下不能用22.4 L/mol换算。
③推论中"同温同压"前提不能丢:V1/V2= n1/n2等推论必须满足同温同压条件。
④混淆分子数与原子数:如1molO3含3mol原子,别直接当1mol原子算。
⑤忽略稀有气体为单原子分子:He、Ne等是单原子,不是双原子。
四、物质的量浓度及溶液配制
1.所需仪器及配制步骤:
(1)配制溶液的六种仪器
托盘天平、量筒、烧杯、容量瓶(指定规格)、玻璃棒、胶头滴管。
(2)配制溶液的八步操作
计算→称量(量取)→溶解(稀释)并冷却→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶并贴签。
【特别提醒】溶液配制过程中,若有任何引起误差的操作均应重新配制。
(3)容量瓶使用的两个“不能”
①容量瓶是精确配制溶液的仪器,不能用于溶解、稀释和长时间贮存液体。
②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同。
2.仪器使用:
(1)仪器的选用要注意思维有序,从配制步骤角度排查还需要的仪器。
(2)容量瓶使用的第一步操作是“检漏”。回答容量瓶时应指明规格,并选择合适的容量瓶,如配制480 mL溶液,应选用500 mL容量瓶。容量瓶不能用于溶解、稀释和存放液体,也不能作为反应容器。
(3)玻璃棒的作用是搅拌和引流。用玻璃棒引流时,玻璃棒末端应插入刻度线以下并接触瓶壁,但玻璃棒不能接触瓶口。
3.根据表达式cB=进行误差分析:
(1)导致cB偏低的错误操作:垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(用游码);称量时间过长(潮解);洗涤或转移时溶液溅出;未洗涤烧杯及玻璃棒;超过刻度线时用滴管吸出液体;定容时仰视;定容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。
(2)导致cB偏高的错误操作:砝码生锈;定容时俯视;未等溶液冷却至室温就转移并定容。
(3)定容时俯视、仰视对结果的影响:务必确保按眼睛视线→刻度线→凹液面最低点的顺序,做到“三点一线”。①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小。
4.有关溶液的计算
(1)熟练推导两种换算关系。
①气体溶质物质的量浓度的计算。
标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,气体的摩尔质量为M g·mol-1,则c= mol·L-1。
②物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算。
c=(c为溶质的物质的量浓度,其单位是mol·L-1,ρ为溶液的密度,其单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,其单位是g·mol-1)。
(2)理解两条规律。
①稀释定律。
a.如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物质的量浓度,有c1V1=c2V2。
b.如用m1和m2、w1和w2分别表示稀释前后溶液的质量和溶质的质量分数,有m1w1=m2w2。
②混合规律。
计算或判断同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质的质量分数时,设溶质的质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。
a.两溶液等质量混合:w=(w1+w2)。
b.两溶液等体积混合:
(a)若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度,则w>(w1+w2),如H2SO4溶液。
(b)若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度,则w<(w1+w2),如氨水、酒精溶液。
易错提醒
①公式c=n/V中V是溶液体积,不是溶剂体积:加水至刻度线,而非加指定量水。
②容量瓶只有一个刻度线:只能在对应温度下使用,不能加热或长期储存溶液。
③称量NaOH等易潮解物质:应放在小烧杯中快速称量,不能放在纸上。
④转移溶液前需冷却至室温:热溶液直接转移,冷却后体积缩小,浓度偏高。
⑤定容时俯视/仰视要分清:俯视刻度线,液面偏低,浓度偏高;仰视则偏低。
⑥摇匀后液面下降不能再加水:摇匀后体积已准确,再加水会稀释溶液。
1.下列有关物质的量及摩尔的叙述正确的是
A.物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的
B.是个粒子的集合体,如大米、苹果等
C. 中含有 H原子、 O原子
D.摩尔是7个基本物理量之一,它既是物质的量的单位,又是粒子数目的单位
2.下列叙述中,正确的是
A.摩尔是一个基本物理量,表示物质所含粒子的多少
B.1 mol Ne中约含有个电子
C.1 mol水中含有1 mol氢分子和1 mol氧原子
D.阿伏加德罗常数就是
3.在温度和压强均相同的条件下,密闭容器甲中充入一定量的气体,密闭容器乙中充入等质量的。下列说法正确的是
A.气体密度:甲<乙 B.物质的量:甲<乙
C.摩尔体积:甲>乙 D.原子个数:甲>乙
4.某同学欲配制100mL 0.1mol∙L-1 CuSO4溶液。以下操作①~④是其配制过程及示意图,关于该配制过程,下列说法正确的是
A.操作①中,称取1.6g胆矾(CuSO4∙5H2O),并于烧杯中加水溶解
B.操作②中,容量瓶使用前需用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
C.操作③定容,若仰视,将导致所配溶液浓度偏低
D.操作④摇匀后静置,发现液面低于刻度线,继续加水至凹液面与刻度线相切
5.用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,32 gSO2中所含氧原子数为
B.标准状况下,11.2 LH2O中所含分子数为0.5
C.0.5 mol·L-1的AlCl3溶液中所含Cl-数为1.5
D.常温常压下,22.4 L N2 中所含分子数为
6.下列说法正确的是
A.摩尔质量的单位为
B.等物质的量的不同物质的质量一定不同
C.常温常压下,等体积的CO和Cl2的物质的量相同
D.当粒子数相同时,气体的体积主要取决于气体粒子的大小
7.某同学配制500 mL 1.00 mol/L的某溶液,有关操作正确的是
A.配制H2SO4溶液时,将量筒、烧杯、玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液转入容量瓶中
B.配制盐酸溶液时,需量取36.5%、密度为1.19g/cm3的浓盐酸约42.0 mL
C.配制NaOH溶液时,应快速溶解NaOH固体,并快速将溶液转移到容量瓶中后定容
D.配制NaCl溶液定容时,摇匀后发现溶液凹液面低于刻度线,加入蒸馏水至刻度线
8.(叠氮化铵)易发生分解反应生成和。若得到的分解产物(简称a)28 g,则下列关于a的说法错误的是
A.a中两种气体的体积(同温同压)比为1∶1
B.a的密度约为0.67
C.a中两种气体的质量比为14∶1
D.a的平均摩尔质量为15
9.下列说法不正确的是
A.溶液中含,则该溶液中的物质的量浓度为
B.配制溶液用托盘天平称取氢氧化钠固体
C.将标准状况下气体溶于水中,得到的盐酸溶液密度为,则该盐酸溶液的物质的量浓度为
D.将质量分数为、物质的量浓度为的稀溶液蒸发掉一定量的水,使之质量分数为,此时溶液的物质的量浓度为,则和的数值关系是
10.“84消毒液”是家居常用的防疫用品,某小组同学查看包装说明,得到如下图的信息:
(1)该小组同学用一根洁净的铂丝蘸取少量该消毒液在酒精灯上进行灼烧,可观察到火焰的颜色呈____________。
(2)该小组同学利用该消毒液配制1000 mL 的NaClO溶液。
①配制过程中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、1000 mL容量瓶、____________。
②需要量取该“84消毒液”____________mL进行配制。
③下列操作会使配制的溶液中NaClO浓度偏低的是____________(填字母代号)。
A.使用烧杯和玻璃棒稀释溶液后未进行洗涤
B.容量瓶未干燥直接使用
C.定容时,俯视容量瓶上的刻度线
D.定容摇匀后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
(3)该小组同学通过查阅资料发现:“84消毒液”若与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合使用,容易发生氯气中毒事故,写出反应的离子方程式____________________________。
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第二章 海水中的重要元素-钠和氯
第三节 物质的量
◆高频考点
1.命题定位:高一“物质的量”是高考化学计算的底层工具与核心枢纽。在命题定位上,它极少孤立考查,而是与氧化还原、电解质溶液、化学平衡等模块深度融合,整体约占6–12分。常见考法以选择题中的阿伏加德罗常数(NA)正误判断为主,常设气体状态、微粒结构、溶液电离水解及电子转移等陷阱;填空题则多结合实验或工艺流程进行综合计算。
2.高频考点:
考点01 概念辨析与基本计算:物质的量是国际单位制七个基本物理量之一,单位为摩尔(mol)。要求熟练运用换算桥梁:n=m/M(质量)、n=N/NA(粒子数)、n=V/Vm(气体体积)、n=c・V(溶液浓度),理解阿伏加德罗常数 NA 约为 6.02×1023mol-1,注意其近似性;其中摩尔质量在数值上等于相对原子(分子)质量,单位 g/mol。
考点02 阿伏加德罗常数正误判断:几乎每年必考,主要设四类陷阱:①气体摩尔体积适用条件,22.4L/mol 仅适用于标准状况(0℃、101kPa)下的气体,H2O、SO3、CCl4、HF 等常温非气体常作干扰;②物质组成,判断 1mol 物质所含分子、原子、电子、质子数目,如 Na2O2、NH3、CH4等;③可逆反应,如 2NO2⇌N2O4、合成氨反应不能完全转化;④电子转移与溶液,涉及氧化还原反应转移电子数及未给体积时离子浓度计算。
考点03 阿伏加德罗定律及推论:同温同压下气体体积之比等于物质的量之比等于分子数之比;同温同容时压强之比等于物质的量之比,可由此比较气体密度、测定相对分子质量,常以图像题或综合题呈现。
考点04 物质的量浓度及溶液配制:掌握 c=n/V,其中 V为溶液体积而非溶剂体积;稀释定律 c1V1=c₂V₂;配制一定物质的量浓度溶液须正确使用容量瓶,定容俯视偏大、仰视偏小,未洗涤烧杯及玻璃棒、转移时液体溅出均致误差偏小,误差分析为实验高频考点。
◆命题特点
①选择题以阿伏加德罗常数为载体几乎必考,常融入物质结构、氧化还原、可逆反应、溶液中微粒数等情境,通过 "陷阱" 设计考查概念理解的严谨性;
②命题由机械计算转向定性判断与微粒数量关系分析,计算量明显降低;
③注重章节融合,常与化学方程式计算、溶液配制实验、阿伏加德罗定律及图像题结合,综合性增强;
④情境化趋势明显,常以新材料、新能源、化学与生活等真实情境包装,考查信息提取与迁移应用能力;
⑤注重对概念本质的深层理解,如气体摩尔体积适用条件、溶液体积与溶剂体积区分,试题区分度较高。
◆微考点01 概念辨析与基本计算
【高考典例1】(2016·海南·高考真题)利用太阳能分解制氢,若光解0.02 mol水,下列说法正确的是
A.可生成H2的质量为0.02g
B.可生成氢的原子数为2.408×1023个
C.可生成H2的体积为0.224L(标准状况)
D.生成H2的量理论上等于0.04mol Na与水反应产生H2的量
【答案】D
【解析】根据方程式2H2O2H2↑+O2↑,光解0.02 mol水,可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2。则可得:A.可生成H2的质量为0.04g,错误;B.可生成氢的原子数为2.408×1022个,错误;C.可生成标准状况下H2的体积为0.448 L,错误;D.0.04mol Na与水反应产生0.02 mol H2。故选D。
【考点速通】
【概念辨析】①物质的量(n)是表示含有一定数目粒子集合体的物理量,单位mol;②使用摩尔须指明粒子种类(如"1molO2",不能笼统说"1mol氧");③摩尔质量M数值上等于相对分子(原子)质量,单位g/mol;④NA≈6.02×1023mol-1,是连接宏观质量与微观粒子的桥梁。
【基本计算】n=N/NA=m/M=V/Vm=c·V;标况(0℃、101kPa)下Vm=22.4L/mol,仅适用于气体。
【易错速记】22.4L/mol只在标况气体成立;注意分子内原子个数,如1molO2含2mol氧原子。
◆微考点02 阿伏加德罗常数正误判断
【高考典例2】(2025·云南·高考真题)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中原子的数目为
B.所含中子的数目为
C.粉和足量S完全反应,转移电子的数目为
D.盐酸与足量反应,生成的数目为
【答案】B
【解析】A.未指明气体是否处于标准状况,22.4L CH4的物质的量无法确定为1mol,因此原子数目无法确定为5NA,A错误;B.18O的中子数为18-8=10,1mol18O含10mol中子,数目为10NA,B正确;C.28g Fe(0.5mol)与S反应生成FeS,Fe的氧化态为+2,转移电子数为0.5×2=1mol=1NA,而非1.5NA,C错误;D.浓盐酸与MnO2反应时,随反应进行浓度降低,反应停止,实际生成Cl2的物质的量小于理论值0.3mol,D错误;故选B。
【考点速通】
【六大陷阱排查】
①微粒种类:1molO2含2molO原子,注意分子内原子、电子数;
②标况条件:22.4L/mol仅适用标况气体,H2O、SO3、CCl4、苯等标况非气态物质不能用;
③可逆反应:Cl2+H2O⇌HClO+HCl、合成氨等不能完全转化,生成粒子数偏小;
④转移电子数:歧化反应中1molCl2只转移1mole-;
⑤溶液问题:缺体积不能由浓度求粒子数;弱电解质(CH3COOH)电离、盐类水解均不彻底;
⑥数值辨析:6.02×1023是近似值,NA是精确值。
【解题模板】按"状态→标况→微粒种类→反应是否可逆"四步逐项排查。
◆微考点03 阿伏加德罗定律及推论
【高考典例3】(2013·大纲版·高考真题)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是
A.体积相等时密度相等 B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等 D.质量相等时具有的质子数相等
【答案】C
【解析】A、根据阿伏加德罗定律,物质的量相等,因为摩尔质量不相等,则质量不等,根据密度的定义,密度不相等,故错误;B、两者都是双原子分子,原子数相等,则物质的量相等,前者中子数为16,后者为14,则中子数不等,故错误;C、根据阿伏加德罗定律,两者物质的量相等,前者电子为14,后者为14,因此等物质的量时,两种物质所含电子数相等,故正确;D、质量相等,两种物质的摩尔质量不等,则物质的量不相等,质子数不相等,故错误。
【考点速通】
【定律】同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数,即V∝n。
【三大推论】
①同温同压:V1/V2=n1/n2=N1/N2;
②同温同容:P1/P2=n1/n2;
③同温同压:ρ1/ρ2=M1/M2(密度与摩尔质量成正比)。
【应用】①求摩尔质量:标况下M=ρ×22.4L/mol;②平均摩尔质量M=m总/n总,用于混合气体成分推断;③比较气体密度大小,只需比较摩尔质量大小。
【易错速记】定律适用于任何气体(含混合气体)且须同温同压;气体密度比=摩尔质量比,与体积、压强无关。
◆微考点04 物质的量浓度及溶液配制
【高考典例4】(2026·山东·高考真题)准确称取1.0600gNa2CO3基准物质配制0.0500mol·L-1Na2CO3溶液,下列仪器必须使用的是
A.①②③ B.①②⑤⑥ C.①③④⑥ D.④⑤⑥
【答案】B
【解析】摩尔质量,,因此需配制溶液体积为,因此需选用200 mL容量瓶(②),不能用500 mL容量瓶(④)。定容时需用到胶头滴管(①),溶解操作、移液操作需用到玻璃棒(⑥),因需称量1.0600 g,普通电子天平(③)精度不足,无法称取1.0600 g,需用到电子分析天平(⑤),因此确定必需仪器为①②⑤⑥,故选B。
【考点速通】
【基本概念】c=n/V(单位 mol/L);稀释前后溶质的物质的量不变:c1V1=c2V2。
【配制步骤】计算→称量→溶解(冷却至室温)→转移→洗涤(烧杯和玻璃棒,洗涤液一并转入)→定容→摇匀。
【容量瓶使用】容量瓶标有温度、容积、刻度线;只能配制指定体积的溶液,不能用于溶解、稀释或长期储存。
【误差分析】①未冷却即转移定容→偏大;②洗涤液未转入→偏小;③定容仰视(液面超刻度线)→偏小,俯视→偏大;④摇匀后液面下降,不能再加水。
一、概念辨析与基本计算
1.物质的量(n):表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol),该物理量描述的对象是微观粒子,如分子、原子、离子、中子、质子、电子等。
2.物质的量的规范表示方法:。
3.阿伏加德罗常数(NA):1mol任何粒子的粒子数,符号是 NA,单位为 mol-1。国际上规定,1mol 粒子集合体所含的粒子数,约为6.02×1023。精确数值为0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数。
4.公式:NA=。
5.摩尔质量
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号是M,常用单位是g/mol或 g·mol-1。
(2)公式:M=。
(3)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)质量或式量。
易错提醒
①物质的量只能衡量微观粒子(如分子、原子、离子、中子、质子、电子等),必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称;如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
②物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
③6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
④摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
⑤对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
二、 阿伏加德罗常数正误判断
1、气体摩尔体积的适用“对象及条件”设陷
此角度通常在标准状况下气体摩尔体积具体应用的易错点上组织命题,有时候虽满足标准状况的使用条件,但不满足是气体;有时候满足是气体的条件,但不满足在标准状况下。
【破题技巧】抓“两看”,突破陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体]。
2、设置与计算无关的一些干扰条件
题目常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断。
【破题技巧】排“干扰”,突破陷阱
解题时要注意两点:①物质的量或质量与物质所处状况无关;②物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3、忽视常见物质的结构特点
此角度所设题目考查的主要内容包括:一定量的物质中所含相关粒子的数目(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数);一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目)。
【破题技巧】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)记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
(4)记物质中所含化学键的数目,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
(5)记Na2O2中O2为一个阴离子。
(6)记物质的特殊结构,如白磷、SiO2、苯等
(7)记特殊物质的组成,如He、Ne为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。
4、常在电子转移数目上设陷
此角度易在特殊氧化还原反应中电子转移数目上命题,主要的命题点有:歧化反应中转移的电子数(如Cl2与NaOH溶液的反应);变价元素的单质参与反应时转移电子数(量不同,所表现的化合价不同,如Fe与HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同,如Cu与Cl2反应生成CuCl2,而Cu与S反应生成Cu2S)。
【破题技巧】抓“反应”,突破陷阱
电子转移(得失)数目的问题分析,要做到“六注意”:
一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 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。
四要注意可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
五要注意可涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
六要注意粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
5、常在电解质溶液中微粒数目上设陷
此角度主要考查电解质在溶液中的存在形式,绝大多数需要利用公式cV=n进行解题,其具体的表现形式为弱酸溶液中所含的H+数目,弱碱溶液中所含的OH-数目;强酸弱碱盐溶液中所含的阳离子数,强碱弱酸盐溶液中所含弱酸根的离子数等。
【破题技巧】注意“五看”,突破陷阱
一看:溶液中是否有弱酸、弱碱离子的水解
二看:溶液中是否有弱电解质的电离,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
三看:是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
四看:是否为可逆反应
五看:所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=3的H2SO3溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,与电解质组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质组成有关。
特别注意:求溶液中所含H、O原子数时,不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。
6、忽视“特殊条件”或“隐含反应”
此角度是考生最易失分的点,因反应过程“隐含”着特殊情况,稍不留神就会掉入命题人设计的陷阱,常涉及的命题范围有:含有特殊的条件要求(如MnO2与浓盐酸的反应);含有特殊的转化关系(如N2与H2的反应为可逆反应不能进行到底);具有特殊结构物质的混合(如一定量的乙炔与苯的混合物)。
【破题技巧】树立“平衡观念”,突破陷阱
要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱。
(1)反应为可逆反应,反应物不能完全转化,如
合成氨N2+3H22NH3
(2)有些物质常温常压下就以聚合分子形式存在。比如2NO2N2O4,2HF(HF)2。
(3)有些反应浓度不一样,反应就不一样。如铜与硝酸的反应、铜与浓硫酸的反应、二氧化锰与浓盐酸的反应。
(4)有些反应反应物的用量不一样,反应就不一样。如二氧化碳与碱的反应,碳酸钠与盐酸的反应,石灰水与碳酸氢钠的反应等。
易错提醒
①气体体积要看条件:只有标准状况(0℃、101kPa)下才能用22.4 L/mol,常温常压或非标况下不能直接换算。
②物质状态要确认:H2O、SO3、乙醇等在标况下不是气体,不能用气体摩尔体积计算。
③区分分子数与原子/离子/电子数:如1molNa2O2含2NA个Na+和NA个O22-,别数错。
④注意特殊反应:NO2与N2O4存在平衡,实际分子数小于理论值。
⑤稀有气体是单原子分子:1molHe含NA个原子,不是2NA。
三、阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的粒子(或气体的物质的
量相同)。
2.阿伏加德罗定律表达式:pV=nRT,其中p代表压强,V代表体积,n代表物质的量,R是气体常数,T代表开尔文温度,为273+t。
3.阿伏加德罗定律的推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)
相同条件
结论
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
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
易错提醒
①适用对象仅限气体:固体、液体不适用,做题时务必先判断物质状态。
②标准状况(STP)≠常温常压:STP指0℃、101kPa,常温(25℃)下不能用22.4 L/mol换算。
③推论中"同温同压"前提不能丢:V1/V2= n1/n2等推论必须满足同温同压条件。
④混淆分子数与原子数:如1molO3含3mol原子,别直接当1mol原子算。
⑤忽略稀有气体为单原子分子:He、Ne等是单原子,不是双原子。
四、物质的量浓度及溶液配制
1.所需仪器及配制步骤:
(1)配制溶液的六种仪器
托盘天平、量筒、烧杯、容量瓶(指定规格)、玻璃棒、胶头滴管。
(2)配制溶液的八步操作
计算→称量(量取)→溶解(稀释)并冷却→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶并贴签。
【特别提醒】溶液配制过程中,若有任何引起误差的操作均应重新配制。
(3)容量瓶使用的两个“不能”
①容量瓶是精确配制溶液的仪器,不能用于溶解、稀释和长时间贮存液体。
②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同。
2.仪器使用:
(1)仪器的选用要注意思维有序,从配制步骤角度排查还需要的仪器。
(2)容量瓶使用的第一步操作是“检漏”。回答容量瓶时应指明规格,并选择合适的容量瓶,如配制480 mL溶液,应选用500 mL容量瓶。容量瓶不能用于溶解、稀释和存放液体,也不能作为反应容器。
(3)玻璃棒的作用是搅拌和引流。用玻璃棒引流时,玻璃棒末端应插入刻度线以下并接触瓶壁,但玻璃棒不能接触瓶口。
3.根据表达式cB=进行误差分析:
(1)导致cB偏低的错误操作:垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(用游码);称量时间过长(潮解);洗涤或转移时溶液溅出;未洗涤烧杯及玻璃棒;超过刻度线时用滴管吸出液体;定容时仰视;定容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。
(2)导致cB偏高的错误操作:砝码生锈;定容时俯视;未等溶液冷却至室温就转移并定容。
(3)定容时俯视、仰视对结果的影响:务必确保按眼睛视线→刻度线→凹液面最低点的顺序,做到“三点一线”。①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小。
4.有关溶液的计算
(1)熟练推导两种换算关系。
①气体溶质物质的量浓度的计算。
标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,气体的摩尔质量为M g·mol-1,则c= mol·L-1。
②物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算。
c=(c为溶质的物质的量浓度,其单位是mol·L-1,ρ为溶液的密度,其单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,其单位是g·mol-1)。
(2)理解两条规律。
①稀释定律。
a.如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物质的量浓度,有c1V1=c2V2。
b.如用m1和m2、w1和w2分别表示稀释前后溶液的质量和溶质的质量分数,有m1w1=m2w2。
②混合规律。
计算或判断同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质的质量分数时,设溶质的质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。
a.两溶液等质量混合:w=(w1+w2)。
b.两溶液等体积混合:
(a)若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度,则w>(w1+w2),如H2SO4溶液。
(b)若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度,则w<(w1+w2),如氨水、酒精溶液。
易错提醒
①公式c=n/V中V是溶液体积,不是溶剂体积:加水至刻度线,而非加指定量水。
②容量瓶只有一个刻度线:只能在对应温度下使用,不能加热或长期储存溶液。
③称量NaOH等易潮解物质:应放在小烧杯中快速称量,不能放在纸上。
④转移溶液前需冷却至室温:热溶液直接转移,冷却后体积缩小,浓度偏高。
⑤定容时俯视/仰视要分清:俯视刻度线,液面偏低,浓度偏高;仰视则偏低。
⑥摇匀后液面下降不能再加水:摇匀后体积已准确,再加水会稀释溶液。
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