内容正文:
专题06 物质的量
易错题避坑清零
一、基本概念类判断误区
二、气体摩尔体积Vm常见误区
三、物质的量浓度(c)常见误区
四、NA选择题常见陷阱
拉分题思维拆解
一、混合物平均摩尔质量及其应用
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
三、阿伏加德罗常数(NA)正误判断
四、物质的量浓度 c的配制与误差分析
五、有关物质的量的计算
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、基本概念类判断误区
1.误区:物质的量就是物质的质量/数量;可以说“1mol 大米、1mol 铁钉”——正解: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.误区:摩尔是物理量——正解:物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
3.误区:NA=6.02×1023——正解:6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,是阿伏加德罗常数(NA)的近似值,单位是是mol-1,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.误区:摩尔质量等于相对分子/原子质量;摩尔质量单位是g——正解: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,且混合物也有平均摩尔质量。
【易错典例1】(25-26高一上·福建泉州·期中)下列说法中正确的是
A.O的相对原子质量是16,说明氧原子质量是12C原子质量的16倍
B.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
C.1molOH-的质量是17g/mol
D.一个水分子的质量约为
【易错典例2】(26-27高一上·河北邯郸·阶段检测)下列关于物质的量及摩尔的说法,正确的是
A.1mol氢约含6.02×1023个氢原子
B.摩尔可以计量分子、原子、离子等微观粒子,不能计量宏观物质
C.1molO的质量是32g
D.0.5molH2O中含有0.5mol氢原子
二、气体摩尔体积Vm常见误区
1.使用气体摩尔体积四注意
2.误区:Vm=22.4L·mol-1;常温常压用22.4;标况下所有物质都能用22.4用“22.4 L·mol-1”要“二看”
一看——物质状态,必有是气体,如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质;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。
二看——外界条件,必须为标准状况,标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4L·mol-1,但也可能是22.4L·mol-1。
3.气体摩尔体积的适用范围:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
4.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。
6.误区:同温同压,体积相同,分子数一定相同,原子数一定相同同温同压下,同体积气体→分子数相等(阿伏加德罗定律);原子数要看分子构成。例:同体积O2和He,分子数相等,原子数2:1。
【易错典例1】(25-26高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.常温常压下,44gCO2约含有6.02×1023个分子
B.含1mol氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2L
C.常温常压下,11.2LCl2含有的分子数为0.5NA
D.标准状况下,0.5mol∙L-1的蔗糖溶液含有蔗糖的分子数为0.5NA
【易错典例2】(25-26高一下·广东深圳·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下,2.8gCO和N2混合气体含有的总原子数为0.2NA
B.0.2 mol Fe和足量氯气充分反应,转移的电子数为0.4NA
C.22.4 L SO2中原子的数目为0.3NA
D.1 mol N2与足量的H2反应,生成的NH3分子总数为2NA
三、物质的量浓度(c)常见误区
1.误区:c=n/V,V是溶剂水的体积;把水和溶液体积混为一谈——正解:V指溶液总体积,不是溶剂体积;混合溶液体积不能直接相加(密度变化)。计算方法:①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度和总质量进行计算:V==。
②两溶液混合,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化,则总体积可由混合前体积直接相加)
2.误区:1molNaCl溶于1L水,浓度就是1mol/L——正解:溶解后溶液体积≠1L,浓度不等于1 mol/L。
3.误区:溶质的浓度等于离子浓度——正解:溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
4.溶液中溶质的判断
Na、Na2O、Na2O2NaOH
CO2、SO2、SO3H2CO3、H2SO3、H2SO4
NH3NH3·H2O(但仍按NH3进行计算)
CuSO4·5H2OCuSO4,Na2CO3·10H2ONa2CO3
5.一定物质的量浓度溶液配制(实验易错)
(1)容量瓶:只有固定容积,不能配制任意体积溶液;不能溶解固体、稀释浓溶液、不能加热、不能长期储存溶液。
(2)洗涤:烧杯、玻璃棒要洗涤,洗涤液全部转入容量瓶(否则浓度偏低)。
(3)定容:视线与凹液面最低处相平;仰视→体积偏大,浓度偏低;俯视→体积偏小,浓度偏高。
(4)摇匀后液面下降,不能再加水(属于正常现象,加水会稀释)。
6.容量瓶使用应注意的问题
(1)容量瓶必须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失;
(2)在使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水,经检查不漏水才能使用;
(3)容量瓶使用完毕,应洗净、晾干。(应在玻璃磨口瓶瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连);
(4)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
(5)不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
(6)不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
(7)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的);
【易错典例1】(25-26高一上·福建泉州·期中)某校化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液,标签上标有“”的字样,该小组成员对该溶液的叙述正确的是
A.溶液中与的个数比为3:2
B.配制1L该溶液,可将溶于1L水中
C.从该溶液中取出,则取出的溶液
D.取该溶液稀释至,则所得溶液的
【易错典例2】(25-26高一下·宁夏吴忠·期中)实验室中配制溶液时,必须使用到的玻璃仪器是
A.锥形瓶
B.试管
C.分液漏斗
D.容量瓶
A.A B.B C.C D.D
四、NA选择题常见陷阱
1.状态陷阱:标况下H2O、SO3、烃类(大于4个C)不是气体,不能套22.4。
2.粒子种类陷阱:
①Na2O2:阴离子是O22-,1mol Na2O2含1mol过氧根离子,不是2mol阴离子。
②稀有气体为单原子分子。
3.电离/水解(高一初步了解):弱电解质不能完全电离,离子数目小于理论值。
4.电子转移陷阱:注意反应中变价元素,区分总电子转移。
5.混淆质量与体积:给出质量计算微粒数,不需要标况条件(质量不受温度压强影响)。
【易错典例1】(25-26高一下·云南曲靖·期中)NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.常温常压下,32gO2 和 O3的混合物中含有的氧原子数为2 NA
B.标准状况下,22.4L H2O中含有的分子数为NA
C.0.2mol/L AlCl3 溶液中Cl-物质的量为0.6 NA
D.0.1mol Fe和0.1mol Cl2 完全反应转移的电子数为0.3 NA
【易错典例2】(25-26高一上·湖南长沙·期中)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.50mL 18.4mol/L浓硫酸与足量铜加热反应,生成分子的数目为
B.一定条件下,与足量反应,当生成转移电子数为
C.标准状况下,与足量的反应,生成的分子数为
D.与足量的硫蒸气完全反应转移的电子数目为
一、混合物平均摩尔质量及其应用
(一)定义与公式
1. 概念
(1)定义:平均摩尔质量:单位物质的量的混合物所具有的总质量。
(2)含义:把混合物 “假想成一种纯净物”,该假想物质的摩尔质量就是平均摩尔质量。
(3)单位:g·mol-1
2. 核心公式(2 个基础公式,所有题型根源)
(1)=m总/n总(m总:混合物总质量;n总:混合物总的物质的量)。适用于所有混合物(固体、液体、气体混合物)
(2)衍生公式(气体混合物高频,由上面推导)
①已知各组分物质的量分数(体积分数,气体同温同压下体积分数=物质的量分数)
=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)
例:空气中N2体积占80%,O2占 20%——=28×0.8 + 32×0.2=28.8g·mol-1
②已知同温同压下,混合气体对某气体A 的相对密度D(D=ρ混/ρA):M混/MA=D
a.相对密度:同温同压,密度之比=摩尔质量之比(阿伏加德罗推论)
b.常考:对氢气相对密度D,则=2D;对空气相对密度,空气=29D(M≈29g·mol-1)
③根据标准状况下混合气体的密度:=×22.4 L·mol-1
(二)关键规律(判断类选择题必背)
1.混合气体平均摩尔质量,一定介于各组分摩尔质量最大值与最小值之间。用途:快速排除选项,定性判断。例:CO(28)和CO2(44)混合,28<<44。
2.两种组分混合:越靠近含量大的组分的摩尔质量。
3.反应体系中,判断变化(难点):由=m总/n总,看反应前后总质量、总物质的量怎么变:
(1)密闭容器,无固体/液体参与:m总不变,变化只看n总:n总↑---→↓;n总↓---→↑
(2)有固体生成/消耗:m总也会改变,需要同时看分子分母。
(三)解题模板
1.圈出:混合物总质量、总物质的量 / 各组分体积分数 / 相对密度;
2.优先选用合适公式算出;
3.两种组分求比例,考虑十字交叉;
4.定性判断:平均摩尔质量一定介于最大、最小摩尔质量之间。
【拉分典例1】(25-26高一下·湖北襄阳·期末)将一定量的碳单质在氧气中不完全燃烧,得到4.48 L(已折算为标准状况)和的混合气体,该混合气体对氢气的相对密度为15。下列有关说法正确的是
A.碳单质的质量为 B.碳单质燃烧时消耗了氧气
C.混合气体中比多 D.混合气体的平均摩尔质量为
【拉分典例2】(26-27高一上·福建厦门·阶段检测)某物质A在一定条件下加热完全分解,其加热分解的化学方程式为,产物都是气体,测得生成的混合气体对氢气的相对密度为3d,则的相对分子质量为
A.9d B.8d C.7d D.6d
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
(一)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.常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
3.数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为22.4 L·mol-1。
4.基本关系式:n===
使用范围:只要物质的组成不变,无论是何状态都可以使用。
5.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。
6.适用对象:单一气体或互不反应的混合气体。
7.标准状况下的气体摩尔体积
(1)标准状况:0℃、1atm即1.01×105Pa。
(2)理想气体:A.不计大小但计质量;B.不计分子间的相互作用。
(3)标准状况下的气体摩尔体积:约22.4L·mol-1。
8.主要应用
标准状况下1mol气体为22.4 L,即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量,也可求出1L气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度,可由气体的相对密度求气体的摩尔质量,如某气体对氢气(H2)的相对密度为15,则其相对分子质量为30。常见的有:
(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量;
(2)由相对密度求气体的相对分子质量;
(3)求混合气体的平均相对分子质量:即混合气体1mol时的质量数值。
已知各组成气体的体积分数及质量分数;
(4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式;
(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算;
(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。
(二)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,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
【名师提醒】可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.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)
条件
推论公式
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
提醒:对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
【拉分典例1】(25-26高一下·山西运城·期中)同温同压下,将的气体均匀混合,下列关于该混合气体的说法错误的是
A.与的分子数目之比为
B.与的质量之比为
C.该混合气体与的密度之比为
D.混合气体的平均摩尔质量为
【拉分典例2】(25-26高一上·广东广州·期中)如图一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;在乙室中充入,甲室中充入,静止时隔板位置如图所示。
下列说法正确的是
A.甲室气体质量为28 g B.乙室气体体积11.2 L
C.原子数之比,甲:乙=2:1 D.甲室气体密度为1.25 g/L
三、阿伏加德罗常数(NA)正误判断
1.阿伏加德罗常数正误判断是高考高频题型,核心考查概念辨析、条件限制及微粒计量能力,解题需遵循“条件排查一微粒分析一计算验证“三步法。
第一步,条件审查:明确是否为标准状况(0℃、101kPa),只有标准状况下的气态物质才能用22.4L/mol
计算物质的量,固液态物质(如H2O、SO3)直接排除;非标准状况下,若题干未给出气体摩尔体积,无法通过体积计算微粒数。
第二步,微粒分析:准确判断计量对象,区分分子、原子、离子、电子、质子等。如1mol NH3含4 mol原子、10 mol质子;
第三步,计算验证:氧化还原反应中需关注电子转移数目,如Cl2与NaOH反应,1mol Cl2转移1mol电子;注意可逆反应(如N2+3H22NH3)不能进行到底,生成物微粒数小于理论值。
2.解题关键是避开“状态陷阱”“微粒陷阱”“反应限度陷阱”,逐一排查选项细节
【拉分典例1】(25-26高一上·云南丽江·期中)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,中所含电子数为
B.常温下,中所含氧原子数目为
C.溶液中含有的离子数为
D.和的混合气体中含有的分子数为
【拉分典例2】(25-26高一下·福建莆田·期中)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.16g O2所含分子数为NA
B.22.4L Cl2与足量的铁反应,转移的电子数为2NA
C.1mol/L的NaCl溶液中含的数目为NA
D.1molNa2O 中含有的离子数目为3NA
四、物质的量浓度 c的配制与误差分析
(一)熟悉配制溶液的仪器
1、主要仪器:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、容量瓶(指定规格)、玻璃棒、胶头滴管。
(1)托盘天平:称量前先调零,称量时药品放在左盘,砝码放在右盘,读数精确到0.1 g。若配制0.2 mol·L-1 NaCl溶液500 mL,若用托盘天平需称取NaCl5.9 g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为4.1 g。
(2)容量瓶的构造及使用方法
1)构造及用途
2)查漏操作:在使用前首先要检查是否漏水,检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下:
(二)配制步骤
1.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)以NaOH固体配制500 mL 1.50 mol·L-1NaOH溶液为例。
实验步骤
实验仪器
实验要点
计算
需NaOH固体的质量,计算式为0.5 L×1.50 mol·L-1×40 g·mol-1
计算公式:n=cV m=nM
称量
托盘天平、钥匙
托盘天平的精度为0.1g,用分析天平或电子天平,精度为0.0001g。用托盘天平称量NaOH固体30.0 g。
溶解
烧杯、玻璃棒、量筒
将称好的NaOH固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解,用玻璃棒搅拌,并恢复到室温
转移
容量瓶(要指明规格)、玻璃棒
待烧杯中的溶液冷却至室温后,将溶液用玻璃棒引流注入500_mL容量瓶中
洗涤
①用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次
②洗涤液均注入容量瓶中
③摇匀:轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀
定容
胶头滴管
①将蒸馏水注入容量瓶至液面位于刻度线下1~2cm处
②改用胶头滴管加水至凹液面与刻度线相切
③平视凹液面
摇匀
盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,反复上下颠倒,注意液面下降,不能再加水,否则结果偏低。
(2)由浓溶液(浓硫酸)配制一定物质的量浓度的溶液(稀硫酸)
①计算:计算公式c=,c1V1=C2V2。
②量取:用量筒量取一定体积的浓溶液,量筒的精度为0.1mL。
③稀释:在烧杯中加入适量的蒸馏水将浓溶液稀释。
浓硫酸稀释时先加入适量蒸馏水,再缓慢加入浓硫酸,边加边搅拌。恢复到室温。
2.质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制
(1)配制100 g 10%的NaCl溶液:用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
(2)用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL:用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL 的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。
(三)溶液配制误差分析
1.分析依据:c==,其中变量为m、V,即:
在配制一定物质的量浓度的溶液时,很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误差时,要根据c=,围绕实验操作对n或V的影响来分析。
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解:
①仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,刻度线低于液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
②俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
3.分析方法:结合实验操作判断是“m”还是“V”引起的误差。以配制NaOH溶液为例,具体分析如下:
能引起误差的一些操作
因变量
c/(mol·L-1)
m
V
砝码与物品颠倒(使用游码)
减小
—
偏低
用滤纸称NaOH
减小
—
向容量瓶注液时少量溅出
减小
—
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
定容时,水多,用滴管吸出
减小
—
定容摇匀后液面下降再加水
—
增大
定容时仰视刻度线
—
增大
砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)
增大
—
偏高
未冷却至室温就注入容量瓶定容
—
减小
定容时俯视刻度线
—
减小
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
—
—
不变
【拉分典例1】(25-26高一上·陕西西安·期末)配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是
A.配制的NaCl溶液的步骤如上图,正确的操作顺序是:②④①③
B.配制溶液需称量NaOH固体的质量为19.2g
C.定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高
D.用浓盐酸配制稀盐酸,量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线会导致所配溶液浓度偏高
【拉分典例2】(25-26高一上·云南丽江·期中)配制的NaCl溶液,部分实验操作示意图如图,下列说法正确的是
A.实验中需用到的仪器有:托盘天平、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②④①③
C.容量瓶需用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低
五、有关物质的量的计算
1.物质的量与其他物理量之间的计算公式
2.化学方程式中的定量关系
化学方程式
2CO+O22CO2
化学计量数之比
2∶1∶2
物质微粒数之比
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
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比,也等于各物质的物质的量之比。
3.物质的量应用于化学方程式计算类的解题步骤
①“审”:审清题目条件和题目要求。
②“设”:设出的未知数直接用各物理量的符号表示,并且不带单位。
③“写”:依据题意写出并配平化学方程式。
④“标”:在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系,并代入已知量和未知量。比较复杂的数量关系可先化简。
⑤“列”:将有关的几个量列出比例式。
⑥“解”:根据上述比例式求解未知数。
⑦“答”:根据题目要求简明地写出答案。
4.计算过程中的注意事项
(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
【拉分典例1】(25-26高一上·湖南邵阳·期末)120℃时,在密闭容器中投入过量固体,通入由和水蒸气组成的混合气体,充分反应后,测得生成。据此分析,下列叙述错误的是
A.反应后容器内残留固体的质量增加
B.向容器中投入的固体大于
C.原混合气体的平均摩尔质量为
D.该反应过程中转移电子的物质的量为
【拉分典例2】(25-26高一上·河北沧州·期中)用含质量分数为80%的石灰石与足量盐酸反应制取(杂质不与盐酸反应),若收集到标准状况下,反应后所得溶液的体积为,下列说法错误的是
A.消耗石灰石的质量为
B.参与反应的的物质的量为
C.反应后溶液中的物质的量浓度为
D.反应生成的的个数约为
【压轴典例1】(25-26高一上·湖北恩施·期末)相同温度下,某密闭容器中有一个可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当向甲容器中充入和的混合气体、乙容器中充入一定质量的时,隔板处于如图所示位置,则乙容器中的质量为
A.4.4g B.8.8g C.13.2g D.17.6g
【压轴典例2】(25-26高一上·辽宁·期中)在标准状况下,将完全溶于水得到氨水,溶液的密度为,溶质的质量分数为ω,溶质的物质的量浓度为。下列叙述中正确的有
① ② ③上述溶液中加入水后,所得溶液的质量分数大于 ④上述溶液中加入等质量的水后,所得溶液的物质的量浓度大于
A.②③ B.①③ C.②④ D.③④
德罗常数的值。下列叙述中不正确的是
A.标准状况下分子数目为
B.标准状况下,17 g氨气()含有电子数为
C.常温常压下,7.1 g氯气与水充分反应转移电子数为
D.溶液中的数目是
【压轴典例4】(25-26高一上·浙江·期中)某无土栽培营养液中含有KCl、、三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL样品加水稀释,测得的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙所示。下列判断错误的是
A.营养液中与的物质的量之比为4:1
B.图乙中
C.营养液中的物质的量浓度为
D.图甲中Y离子是
【压轴典例5】(25-26高一上·陕西·月考)已知:在加热时会分解成和在高温下会继续分解生成。固体在加热过程中,固体质量随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.加热分解过程中,未发生氧化还原反应
B.整个加热过程中释放的总质量为
C.加热至时,开始分解
D.
易错通关
1.(25-26高一上·河南商丘·期中)在学习了“物质的量”这一新的物理量之后,下列同学们的讨论结果错误的是
A.物质的量是一定数目微观粒子的集合体
B.1mol不同物质所对应的质量是相同的
C.1mol不同粒子所含的粒子数是相同的
D.学习了物质的量之后,我们就能知道1g水中大约有多少个水分子
2.(25-26高一上·山西太原·期中)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京举行。大会尾声,8万只氦气球伴随着和平鸽飞向天空。对于一个氦气球来说,其体积的大小主要取决于
①He分子之间的距离 ②He分子本身的直径 ③He分子的数目
A.①③ B.①② C.②③ D.①②③
3.(25-26高一上·陕西宝鸡·期中)下列叙述中错误的是
A.的摩尔质量是98
B.和含氮原子数相同
C.等质量的和中所含氧原子个数相同
D.等物质的量的和中所含碳原子数相等
4.(25-26高一上·上海·期中)下列溶液中浓度最大的是
A.氯化镁溶液 B.氯化钠溶液
C.氯化铝溶液 D.高氯酸溶液
5.(25-26高一上·河南郑州·期中)设是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,1.8 g中含有的电子数目为
B.1 L1 mol/L的醋酸溶液中离子的数目为
C.28 g和的混合物中碳原子的数目为
D.标况下,5.6 L中原子数目为
6.(25-26高一上·福建宁德·期中)我国“天宫空间站”的航天员在轨进行了一项科普实验:配制特定浓度的植物营养液。下列有关溶液配制的分析正确的是
A.将1 mol营养液母盐(NaCl)溶于1 L水中,得到溶液的浓度恰好是
B.从配制好的100 mL NaClO消毒液中取出10 m L用于擦拭,取出的这部分溶液浓度变为
C.为模拟土壤矿物成分,要配制400 mL 溶液,需称取14.2 g 固体
D.配制 KCl补钾液,定容时仰视,所得溶液的物质的量浓度偏大
7.(25-26高一下·浙江·期中)配制的溶液的部分过程示意图如下。下列说法正确的是
A.步骤1中用NaCl溶解可以在烧杯中进行也可以在容量瓶中进行
B.步骤2中需用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶
C.步骤3中液面距刻度线1-2mm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切
D.步骤4中摇匀后若容量瓶内液面下降,需加水至刻度线
8.(25-26高一上·江苏盐城·阶段检测)实验室制备肼(N2H4)的化学方程式为2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O。下列说法正确的是
A.标准状况下,1.8g水的体积约为2.24L
B.0.1mol·L-1的NaClO溶液中,Na+的物质的量为0.1mol
C.该反应中N2H4为还原产物
D.标准状况下,消耗2.24LNH3,理论上转移电子的数目约为6.02×1022
9.(25-26高一上·陕西宝鸡·期中)物质的量是联系宏观和微观的桥梁,为我们提供了一个定量认识物质组成的新视角。按要求回答下列问题:
(1)4.5 mol CH4约含有 个CH4,其质量为 g。
(2)11gCO2在标准状况下的体积是 。
(3) mol所含的数目与0.5 mol所含的数目相等。
(4)12.4g含0.4 mol,则的摩尔质量为 。
10.(25-26高一上·福建泉州·期中)对下列内容进行填空。
(1)常温常压下,160 g的气体含有的原子数为 。
(2)下列所给出的几组物质中:标准状况下体积最大的是 。(填序号)
①;②个;③;④标准状况下
(3)在一定的温度和压强下,1体积气体跟3体积气体化合生成2体积气态化合物,则该化合物的化学式是 。
(4)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25℃下,X中充入ag A气体,Y中充入气体,X与Y内的压强之比是4:11,则A的摩尔质量为 。
(5)某固体A在一定条件下加热分解,产物都是气体。分解的方程式为。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d,则A的相对分子质量为 。
(6)将的溶液a ml加水稀释至b ml,稀释后溶液中的物质的量浓度是 。
(7)现有20 mL浓度为溶液与等体积等浓度稀硫酸充分反应,反应后溶液中物质的量浓度是 。(假设溶液混合后体积变化忽略不计)
(8)碳酸钠样品中可能含有氢氧化钠、碳酸钙、生石灰、氯化钠、硫酸铜五种杂质中的三种。现进行下列实验:①称取4.7 g样品,加入足量水,样品部分溶解;②向①中所得悬浊液中加入,最终得到无色澄清溶液,此过程中共产生0.04 mol气体;③向②中反应后的溶液中加入足量的硝酸银与稀硝酸,得到15.8 g白色沉淀。由此可知杂质中一定含有 (填写化学式)
思维拔高
1.(25-26高一上·河北沧州·期中)在由组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示。下列说法错误的是
A.混合液中阴离子和阳离子个数比为
B.的物质的量是
C.该混合液中的物质的量浓度是
D.将该混合液加水稀释至体积为1L,Cl-的物质的量为0.6mol
2.(25-26高一上·河北邯郸·期中)家用天然气中会添加微量的有特殊臭味的泄漏警告剂,其主要成分可以是四氢噻吩(化学式为,熔点为,沸点为)。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有个电子
B.中和的质量比为
C.标准状况下,的体积为
D.中含有个
3.(25-26高一上·山东烟台·期中)如图是利用手持技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,实验中用到的四个容器完全相同,且体积固定,初始温度为,压强为。下列说法错误的是
A.实验开始时,与的密度之比为
B.时四个容器内压强:空气
C.若容器的容积为,时原子个数大于
D.到,的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的
4.(25-26高一上·江苏南通·期中)以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础。下列说法正确的是
A.标准状况下,的体积为22.4L
B.常温常压下,中约含有个分子
C.中的物质的量为0.01mol
D.物质的量浓度为的溶液中,含有的物质的量为0.2mol
5.(25-26高一上·江苏徐州·期中)某补铁口服液中含乳酸亚铁(,相对分子质量:234)及维生素,每支()口服液含乳酸亚铁,已知维生素和乳酸亚铁都具有还原性,均能使酸性溶液褪色。下列说法正确的是
A.乳酸亚铁的摩尔质量为
B.每支口服液含有的质量约为
C.乳酸亚铁的物质的量浓度为
D.滴加少量酸性溶液能证明口服液中含维生素
6.(25-26高一上·云南·期中)向溶液中,通入适量的,测得溶液中。已知:还原性:,反应过程中溶液的体积变化不计。则下列说法中正确的是。
A.该过程的离子方程式为
B.反应后溶液中
C.原溶液中
D.通入的体积为0.672 L
7.(25-26高一上·山东青岛·阶段检测)如图所示,向密闭容器内可移动活塞的两边分别充入、和的混合气体(已知体积占整个容器体积的),将和的混合气体点燃引爆。活塞先左弹,恢复室温后,活塞右滑并停留于容器的中央。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左右两边气体原子数之比为
B.活塞移动情况说明、燃烧放热,且该反应气体分子数减少
C.反应后恢复到室温,活塞左右两边气体的物质的量相等
D.原来和的体积之比可能为或
8.(25-26高一下·湖南邵阳·期中)将50mL0.6mol/L氯化钠溶液加水稀释到300mL,稀释后溶液中氯化钠的物质的量浓度为
A.0.1mol/L B.0.1mol C.0.3mol/L D.0.4mol/L
9.(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)已知:230℃时,硝酸铵易发生分解生成、和,且、两种气体的物质的量之比为2:1。下列有关说法错误的是
A.硝酸铵既是氧化剂,又是还原剂
B.在230℃时,分解产物中的气体的平均摩尔质量约为29g·mol-1
C.同温、同压下,、的密度之比为7:8
D.标准状况下,等体积的和含有的氧原子数之比小于2:1
10.(25-26高一上·河南洛阳·期中)“84消毒液”是一种以NaClO为主的高效消毒剂,被广泛用于宾馆、旅游、医院、食品加工行业、家庭等的卫生消毒。某“84消毒液”瓶体的部分标签如图所示。
(1)该“84消毒液”的物质的量浓度约为 (保留三位有效数字)。
(2)某同学向2 mL该“84消毒液”中加入2 mL水后,滴加酚酞,溶液变红,之后的短时间内无明显变化;通入后,溶液快速褪色。实验说明NaClO溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。分析通入后溶液褪色的可能原因是 。
(3)利用该“84消毒液”配制溶液。配制过程中需用的玻璃仪器有下图中的 (填标号),除此之外还需要胶头滴管、细口试剂瓶和 。
a. b. c. d.
(4)配制过程中,转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水,所配溶液的浓度 (填“偏大”“无影响”“偏小”,下同);定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线,所配溶液的浓度 。
(5)将“84消毒液”与双氧水两种消毒剂混用,可能导致NaClO将氧化产生,促进水体中藻类快速生长,其反应的化学方程式为 。
压轴攻坚
1.(25-26高一上·广东广州·期中)如图一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;在乙室中充入,甲室中充入,静止时隔板位置如图所示。
下列说法正确的是
A.甲室气体质量为28 g B.乙室气体体积11.2 L
C.原子数之比,甲:乙=2:1 D.甲室气体密度为1.25 g/L
2.(25-26高一上·上海·期中)由、和CO组成的混合气体在同温同压下与的密度相同,则该混合气体中、和CO的体积比是
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·吉林白城·开学考试)在KCl、CaCl2、Ca(NO3)2形成的混合溶液中,c(K+)=0.2 mol/L,c(Ca2+)=0.5 mol/L,c(Cl-)=0.4 mol/L,则c(NO)为
A.0.3 mol/L B.0.8 mol/L C.0.4 mol/L D.0.5 mol/L
4.(25-26高一上·陕西西安·期中)如图是某校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂瓶上的标签。下列说法正确的是
硫酸化学纯(CP)(500mL)
品名:硫酸溶液
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84
质量分数:98%
A.该硫酸溶液中溶质的物质的量浓度为
B.配制 稀硫酸时使用的容量瓶需清洗干净并烘干
C.配制 稀硫酸需用100mL量筒取该硫酸溶液61.1mL
D.配制250mL4.5mol·L⁻¹稀硫酸时未冷却至室温就转移至容量瓶定容会使溶液浓度偏低
5.(25-26高一上·河北邯郸·阶段检测)阿伏加德罗定律对科学的发展,特别是原子量的测定工作,起了重大的推动作用。回答下列问题:
(1)三个密闭容器中分别充入a.、b.、c.,三种气体,请依题意排序(填字母)。
①当它们的温度和密度均相同时,三种气体的压强按照由大到小的顺序为___________。
②当它们的温度和压强都相同时,三种气体的密度按照由大到小的顺序为___________。
③当它们的质量和温度、压强均相同时,三种气体的体积按照由大到小的顺序为___________。
(2)在120℃时分别进行如下四个反应(除S外其它物质均为气体):
① ②
③ ④
若反应在压强恒定、容积可变的容器内进行,反应前后气体密度(ρ)和气体体积(V)分别符合关系式和的是___________(填序号,下同),符合和的是___________。
(3)将一定量的加热到250℃使其完全分解为氨气、水、二氧化碳,所得气体在此温度下的平均摩尔质量为___________。
(4)生态农业涉及农家肥料的综合利用。某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.24 L(标准状况)该气体通过灼热的盛有黑色CuO粉末的硬质玻璃管,发生的反应为。当甲烷完全反应并恢复原温度后,硬质玻璃管的质量减轻了4.8 g。将反应后的气体通入过量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀9 g。
①原混合气体中甲烷的物质的量是___________mol。
②原混合气体中二氧化碳和甲烷的体积之比是___________。
③求原混合气体中氮气的质量是___________g。
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题06 物质的量
易错题避坑清零
一、基本概念类判断误区
二、气体摩尔体积Vm常见误区
三、物质的量浓度(c)常见误区
四、NA选择题常见陷阱
拉分题思维拆解
一、混合物平均摩尔质量及其应用
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
三、阿伏加德罗常数(NA)正误判断
四、物质的量浓度 c的配制与误差分析
五、有关物质的量的计算
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、基本概念类判断误区
1.误区:物质的量就是物质的质量/数量;可以说“1mol 大米、1mol 铁钉”——正解: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.误区:摩尔是物理量——正解:物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
3.误区:NA=6.02×1023——正解:6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,是阿伏加德罗常数(NA)的近似值,单位是是mol-1,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.误区:摩尔质量等于相对分子/原子质量;摩尔质量单位是g——正解: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,且混合物也有平均摩尔质量。
【易错典例1】(25-26高一上·福建泉州·期中)下列说法中正确的是
A.O的相对原子质量是16,说明氧原子质量是12C原子质量的16倍
B.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
C.1molOH-的质量是17g/mol
D.一个水分子的质量约为
【答案】D
【解析】A.相对原子质量是该原子实际质量与原子质量的的比值,的相对原子质量为16,说明氧原子质量是原子质量的倍,并非16倍,A错误;B.铁原子的摩尔质量以为单位时,仅数值上等于它的相对原子质量,二者单位不同,不能直接等同,B错误;C.质量的单位为,的质量是,是摩尔质量的单位,C错误;D.的质量为,所含分子数约为,因此一个水分子的质量约为,D正确;故选D。
【易错典例2】(26-27高一上·河北邯郸·阶段检测)下列关于物质的量及摩尔的说法,正确的是
A.1mol氢约含6.02×1023个氢原子
B.摩尔可以计量分子、原子、离子等微观粒子,不能计量宏观物质
C.1molO的质量是32g
D.0.5molH2O中含有0.5mol氢原子
【答案】B
【解析】A.使用摩尔时必须指明具体微粒种类,“1mol氢”指代不明确,若为则含约个氢原子,A错误;B.摩尔是物质的量的单位,仅适用于计量分子、原子、离子等微观粒子,不能用于计量宏观物质,B正确;C.的摩尔质量为,故的质量是,C错误;D.1个分子含2个氢原子,故中含有氢原子,D错误;故选B。
二、气体摩尔体积Vm常见误区
1.使用气体摩尔体积四注意
2.误区:Vm=22.4L·mol-1;常温常压用22.4;标况下所有物质都能用22.4用“22.4 L·mol-1”要“二看”
一看——物质状态,必有是气体,如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质;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。
二看——外界条件,必须为标准状况,标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4L·mol-1,但也可能是22.4L·mol-1。
3.气体摩尔体积的适用范围:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
4.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。
6.误区:同温同压,体积相同,分子数一定相同,原子数一定相同同温同压下,同体积气体→分子数相等(阿伏加德罗定律);原子数要看分子构成。例:同体积O2和He,分子数相等,原子数2:1。
【易错典例1】(25-26高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.常温常压下,44gCO2约含有6.02×1023个分子
B.含1mol氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2L
C.常温常压下,11.2LCl2含有的分子数为0.5NA
D.标准状况下,0.5mol∙L-1的蔗糖溶液含有蔗糖的分子数为0.5NA
【答案】A
【解析】A.的摩尔质量为,的物质的量,分子数,约为个,通过质量计算物质的量不受温度压强影响,A正确;B.氦气为单原子分子,含氦原子的氦气物质的量为,标准状况下体积约为,B错误;C.常温常压下气体摩尔体积大于,的物质的量小于,分子数小于,C错误;D.仅给出蔗糖溶液的物质的量浓度,未给出溶液体积,无法计算蔗糖的物质的量及分子数,D错误;故选A。
【易错典例2】(25-26高一下·广东深圳·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下,2.8gCO和N2混合气体含有的总原子数为0.2NA
B.0.2 mol Fe和足量氯气充分反应,转移的电子数为0.4NA
C.22.4 L SO2中原子的数目为0.3NA
D.1 mol N2与足量的H2反应,生成的NH3分子总数为2NA
【答案】A
【解析】A.和的摩尔质量均为,且均为双原子分子,混合气体的物质的量为,总原子数为,A正确;B.与足量反应生成,元素化合价从0升高到+3,完全反应转移电子数为,B错误;C.选项未说明气体处于标准状况,无法用计算的物质的量,无法确定原子数目,C错误;D.与合成的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,生成的分子总数小于,D错误;故选A。
三、物质的量浓度(c)常见误区
1.误区:c=n/V,V是溶剂水的体积;把水和溶液体积混为一谈——正解:V指溶液总体积,不是溶剂体积;混合溶液体积不能直接相加(密度变化)。计算方法:①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度和总质量进行计算:V==。
②两溶液混合,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化,则总体积可由混合前体积直接相加)
2.误区:1molNaCl溶于1L水,浓度就是1mol/L——正解:溶解后溶液体积≠1L,浓度不等于1 mol/L。
3.误区:溶质的浓度等于离子浓度——正解:溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
4.溶液中溶质的判断
Na、Na2O、Na2O2NaOH
CO2、SO2、SO3H2CO3、H2SO3、H2SO4
NH3NH3·H2O(但仍按NH3进行计算)
CuSO4·5H2OCuSO4,Na2CO3·10H2ONa2CO3
5.一定物质的量浓度溶液配制(实验易错)
(1)容量瓶:只有固定容积,不能配制任意体积溶液;不能溶解固体、稀释浓溶液、不能加热、不能长期储存溶液。
(2)洗涤:烧杯、玻璃棒要洗涤,洗涤液全部转入容量瓶(否则浓度偏低)。
(3)定容:视线与凹液面最低处相平;仰视→体积偏大,浓度偏低;俯视→体积偏小,浓度偏高。
(4)摇匀后液面下降,不能再加水(属于正常现象,加水会稀释)。
6.容量瓶使用应注意的问题
(1)容量瓶必须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失;
(2)在使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水,经检查不漏水才能使用;
(3)容量瓶使用完毕,应洗净、晾干。(应在玻璃磨口瓶瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连);
(4)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
(5)不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
(6)不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
(7)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的);
【易错典例1】(25-26高一上·福建泉州·期中)某校化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液,标签上标有“”的字样,该小组成员对该溶液的叙述正确的是
A.溶液中与的个数比为3:2
B.配制1L该溶液,可将溶于1L水中
C.从该溶液中取出,则取出的溶液
D.取该溶液稀释至,则所得溶液的
【答案】D
【解析】A.根据Fe2(SO4)3=2Fe3++3可知,Fe3+与的个数比为2:3,而非3:2,A错误;B.配制1L溶液需将0.1mol Fe2(SO4)3溶解后定容至1L,直接溶于1L水会导致溶液体积大于1L,浓度偏低,B错误;C.溶液是均一的,取出的100mL溶液中c(Fe3+)仍为0.2mol·L-1,而非0.02mol·L-1,C错误;D.取该溶液稀释至,稀释后的浓度为原浓度(0.3mol·L-1)的一半,即0.15mol·L-1,D正确;故选D。
【易错典例2】(25-26高一下·宁夏吴忠·期中)实验室中配制溶液时,必须使用到的玻璃仪器是
A.锥形瓶
B.试管
C.分液漏斗
D.容量瓶
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】实验室中配制溶液,操作步骤有:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀,所以需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250mL的容量瓶、胶头滴管,故选D。
四、NA选择题常见陷阱
1.状态陷阱:标况下H2O、SO3、烃类(大于4个C)不是气体,不能套22.4。
2.粒子种类陷阱:
①Na2O2:阴离子是O22-,1mol Na2O2含1mol过氧根离子,不是2mol阴离子。
②稀有气体为单原子分子。
3.电离/水解(高一初步了解):弱电解质不能完全电离,离子数目小于理论值。
4.电子转移陷阱:注意反应中变价元素,区分总电子转移。
5.混淆质量与体积:给出质量计算微粒数,不需要标况条件(质量不受温度压强影响)。
【易错典例1】(25-26高一下·云南曲靖·期中)NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.常温常压下,32gO2 和 O3的混合物中含有的氧原子数为2 NA
B.标准状况下,22.4L H2O中含有的分子数为NA
C.0.2mol/L AlCl3 溶液中Cl-物质的量为0.6 NA
D.0.1mol Fe和0.1mol Cl2 完全反应转移的电子数为0.3 NA
【答案】A
【解析】A.和均由氧原子构成,32g混合物中氧原子的物质的量为,含有的氧原子数为,A正确;B.标准状况下不是气态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,分子数远大于,B错误;C.题干未给出溶液的体积,无法计算的物质的量,C错误;D.与反应生成,反应中不足,完全反应时转移电子,转移电子数为,D错误;故选A。
【易错典例2】(25-26高一上·湖南长沙·期中)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.50mL 18.4mol/L浓硫酸与足量铜加热反应,生成分子的数目为
B.一定条件下,与足量反应,当生成转移电子数为
C.标准状况下,与足量的反应,生成的分子数为
D.与足量的硫蒸气完全反应转移的电子数目为
【答案】B
【解析】A.浓硫酸与铜加热反应时,随反应进行浓硫酸浓度降低变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,,故生成分子的数目小于,A错误;B.合成氨反应中元素从0价降低到-3价,生成时,得到电子,故转移电子数为,B正确;C.与生成的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,故标准状况下(即)反应后生成的分子数小于,C错误;D.与硫蒸气反应生成,元素从0价升高到+2价,的物质的量为,完全反应转移电子数目为,D错误;故选B。
一、混合物平均摩尔质量及其应用
(一)定义与公式
1. 概念
(1)定义:平均摩尔质量:单位物质的量的混合物所具有的总质量。
(2)含义:把混合物 “假想成一种纯净物”,该假想物质的摩尔质量就是平均摩尔质量。
(3)单位:g·mol-1
2. 核心公式(2 个基础公式,所有题型根源)
(1)=m总/n总(m总:混合物总质量;n总:混合物总的物质的量)。适用于所有混合物(固体、液体、气体混合物)
(2)衍生公式(气体混合物高频,由上面推导)
①已知各组分物质的量分数(体积分数,气体同温同压下体积分数=物质的量分数)
=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)
例:空气中N2体积占80%,O2占 20%——=28×0.8 + 32×0.2=28.8g·mol-1
②已知同温同压下,混合气体对某气体A 的相对密度D(D=ρ混/ρA):M混/MA=D
a.相对密度:同温同压,密度之比=摩尔质量之比(阿伏加德罗推论)
b.常考:对氢气相对密度D,则=2D;对空气相对密度,空气=29D(M≈29g·mol-1)
③根据标准状况下混合气体的密度:=×22.4 L·mol-1
(二)关键规律(判断类选择题必背)
1.混合气体平均摩尔质量,一定介于各组分摩尔质量最大值与最小值之间。用途:快速排除选项,定性判断。例:CO(28)和CO2(44)混合,28<<44。
2.两种组分混合:越靠近含量大的组分的摩尔质量。
3.反应体系中,判断变化(难点):由=m总/n总,看反应前后总质量、总物质的量怎么变:
(1)密闭容器,无固体/液体参与:m总不变,变化只看n总:n总↑---→↓;n总↓---→↑
(2)有固体生成/消耗:m总也会改变,需要同时看分子分母。
(三)解题模板
1.圈出:混合物总质量、总物质的量 / 各组分体积分数 / 相对密度;
2.优先选用合适公式算出;
3.两种组分求比例,考虑十字交叉;
4.定性判断:平均摩尔质量一定介于最大、最小摩尔质量之间。
【拉分典例1】(25-26高一下·湖北襄阳·期末)将一定量的碳单质在氧气中不完全燃烧,得到4.48 L(已折算为标准状况)和的混合气体,该混合气体对氢气的相对密度为15。下列有关说法正确的是
A.碳单质的质量为 B.碳单质燃烧时消耗了氧气
C.混合气体中比多 D.混合气体的平均摩尔质量为
【答案】B
【解析】A.标准状况下4.48 L混合气体总物质的量为,碳的物质的量等于CO和的总物质的量,故碳单质质量为,A错误;B.相同条件下气体密度之比等于摩尔质量之比,混合气体平均摩尔质量为,混合气体总质量为,根据质量守恒,消耗氧气质量为,B正确;C.设CO物质的量为,物质的量为,列方程:、,解得,,的量比CO少,C错误;D.根据相对密度计算,混合气体平均摩尔质量为,D错误;故选B。
【拉分典例2】(26-27高一上·福建厦门·阶段检测)某物质A在一定条件下加热完全分解,其加热分解的化学方程式为,产物都是气体,测得生成的混合气体对氢气的相对密度为3d,则的相对分子质量为
A.9d B.8d C.7d D.6d
【答案】A
【解析】同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为3d,根据相对密度定义,混合气体的平均摩尔质量 = 氢气摩尔质量 × 相对密度 = ,由反应方程式可知,4mol A完全分解后,共生成气态产物,根据质量守恒,4mol A的总质量等于6mol混合气体的总质量,即总质量,A的摩尔质量为,因此A的相对分子质量为,A正确;故选A。
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
(一)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.常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
3.数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为22.4 L·mol-1。
4.基本关系式:n===
使用范围:只要物质的组成不变,无论是何状态都可以使用。
5.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。
6.适用对象:单一气体或互不反应的混合气体。
7.标准状况下的气体摩尔体积
(1)标准状况:0℃、1atm即1.01×105Pa。
(2)理想气体:A.不计大小但计质量;B.不计分子间的相互作用。
(3)标准状况下的气体摩尔体积:约22.4L·mol-1。
8.主要应用
标准状况下1mol气体为22.4 L,即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量,也可求出1L气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度,可由气体的相对密度求气体的摩尔质量,如某气体对氢气(H2)的相对密度为15,则其相对分子质量为30。常见的有:
(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量;
(2)由相对密度求气体的相对分子质量;
(3)求混合气体的平均相对分子质量:即混合气体1mol时的质量数值。
已知各组成气体的体积分数及质量分数;
(4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式;
(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算;
(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。
(二)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,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
【名师提醒】可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.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)
条件
推论公式
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
提醒:对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
【拉分典例1】(25-26高一下·山西运城·期中)同温同压下,将的气体均匀混合,下列关于该混合气体的说法错误的是
A.与的分子数目之比为
B.与的质量之比为
C.该混合气体与的密度之比为
D.混合气体的平均摩尔质量为
【答案】D
【分析】同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,则氢气与二氧化碳的物质的量之比为,可假设氢气的物质的量为3mol,二氧化碳的物质的量为2mol,据此解答。
【解析】A.同温同压下,气体体积之比等于分子数目之比,因此与的分子数目之比为,A正确;B.由可知,与的质量之比为 ,B正确;C.同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比。混合气体平均摩尔质量 ,摩尔质量为,二者密度之比为 ,C正确;D.由上述计算可知,混合气体的平均摩尔质量为,不是,D错误;故选D。
【拉分典例2】(25-26高一上·广东广州·期中)如图一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;在乙室中充入,甲室中充入,静止时隔板位置如图所示。
下列说法正确的是
A.甲室气体质量为28 g B.乙室气体体积11.2 L
C.原子数之比,甲:乙=2:1 D.甲室气体密度为1.25 g/L
【答案】A
【分析】同温、同压,气体体积比等于物质的量之比,根据图示,甲室气体的体积为乙室的2倍,所以甲室气体的物质的量为乙室的2倍,甲室气体的物质的量为,据此回答。
【解析】A.由分析知,甲室气体的物质的量为,故甲室气体质量为,A正确;B.没有明确是否为标准状况,乙室中的体积不一定为11.2 L,B错误;C.甲室为,乙室为,原子数之比为:,C错误;D.没有明确是否为标准状况,气体的摩尔体积不一定是22.4L/mol,甲室气体密度不一定为1.25g/L,D错误;故选A。
三、阿伏加德罗常数(NA)正误判断
1.阿伏加德罗常数正误判断是高考高频题型,核心考查概念辨析、条件限制及微粒计量能力,解题需遵循“条件排查一微粒分析一计算验证“三步法。
第一步,条件审查:明确是否为标准状况(0℃、101kPa),只有标准状况下的气态物质才能用22.4L/mol
计算物质的量,固液态物质(如H2O、SO3)直接排除;非标准状况下,若题干未给出气体摩尔体积,无法通过体积计算微粒数。
第二步,微粒分析:准确判断计量对象,区分分子、原子、离子、电子、质子等。如1mol NH3含4 mol原子、10 mol质子;
第三步,计算验证:氧化还原反应中需关注电子转移数目,如Cl2与NaOH反应,1mol Cl2转移1mol电子;注意可逆反应(如N2+3H22NH3)不能进行到底,生成物微粒数小于理论值。
2.解题关键是避开“状态陷阱”“微粒陷阱”“反应限度陷阱”,逐一排查选项细节
【拉分典例1】(25-26高一上·云南丽江·期中)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,中所含电子数为
B.常温下,中所含氧原子数目为
C.溶液中含有的离子数为
D.和的混合气体中含有的分子数为
【答案】A
【解析】A.1个含有10个电子,物质的量为,所含电子数为,A正确;
B.常温下,物质的量并非,不确定其含有氧原子的数目,B错误;C.缺少体积量,无法计算离子数目,C错误;D.氮气和CO均为双原子分子,且相对原子质量均为28,则和的混合气体中含有的分子0.1mol,分子数应该为,D错误;故选A。
【拉分典例2】(25-26高一下·福建莆田·期中)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.16g O2所含分子数为NA
B.22.4L Cl2与足量的铁反应,转移的电子数为2NA
C.1mol/L的NaCl溶液中含的数目为NA
D.1molNa2O 中含有的离子数目为3NA
【答案】D
【解析】A.O2的摩尔质量为32g/mol,16 g O2的物质的量为,所含分子数为,A错误;B.使用气体摩尔体积22.4L/mol计算分子数时,必须指明“标准状况”,该选项未说明Cl2处于标准状况,无法确定其物质的量,也就无法计算转移电子数,B错误;C.粒子数的计算需要同时知道浓度和溶液体积,该选项只给出NaCl溶液的浓度为1 mol/L,未告知溶液体积,无法计算的数目,C错误;D.Na2O中有2个Na+离子和1个O2-,则1 mol Na2O 中含有的离子数目为3NA,D正确;答案选D。
四、物质的量浓度 c的配制与误差分析
(一)熟悉配制溶液的仪器
1、主要仪器:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、容量瓶(指定规格)、玻璃棒、胶头滴管。
(1)托盘天平:称量前先调零,称量时药品放在左盘,砝码放在右盘,读数精确到0.1 g。若配制0.2 mol·L-1 NaCl溶液500 mL,若用托盘天平需称取NaCl5.9 g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为4.1 g。
(2)容量瓶的构造及使用方法
1)构造及用途
2)查漏操作:在使用前首先要检查是否漏水,检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下:
(二)配制步骤
1.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)以NaOH固体配制500 mL 1.50 mol·L-1NaOH溶液为例。
实验步骤
实验仪器
实验要点
计算
需NaOH固体的质量,计算式为0.5 L×1.50 mol·L-1×40 g·mol-1
计算公式:n=cV m=nM
称量
托盘天平、钥匙
托盘天平的精度为0.1g,用分析天平或电子天平,精度为0.0001g。用托盘天平称量NaOH固体30.0 g。
溶解
烧杯、玻璃棒、量筒
将称好的NaOH固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解,用玻璃棒搅拌,并恢复到室温
转移
容量瓶(要指明规格)、玻璃棒
待烧杯中的溶液冷却至室温后,将溶液用玻璃棒引流注入500_mL容量瓶中
洗涤
①用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次
②洗涤液均注入容量瓶中
③摇匀:轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀
定容
胶头滴管
①将蒸馏水注入容量瓶至液面位于刻度线下1~2cm处
②改用胶头滴管加水至凹液面与刻度线相切
③平视凹液面
摇匀
盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,反复上下颠倒,注意液面下降,不能再加水,否则结果偏低。
(2)由浓溶液(浓硫酸)配制一定物质的量浓度的溶液(稀硫酸)
①计算:计算公式c=,c1V1=C2V2。
②量取:用量筒量取一定体积的浓溶液,量筒的精度为0.1mL。
③稀释:在烧杯中加入适量的蒸馏水将浓溶液稀释。
浓硫酸稀释时先加入适量蒸馏水,再缓慢加入浓硫酸,边加边搅拌。恢复到室温。
2.质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制
(1)配制100 g 10%的NaCl溶液:用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
(2)用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL:用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL 的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。
(三)溶液配制误差分析
1.分析依据:c==,其中变量为m、V,即:
在配制一定物质的量浓度的溶液时,很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误差时,要根据c=,围绕实验操作对n或V的影响来分析。
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解:
①仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,刻度线低于液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
②俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
3.分析方法:结合实验操作判断是“m”还是“V”引起的误差。以配制NaOH溶液为例,具体分析如下:
能引起误差的一些操作
因变量
c/(mol·L-1)
m
V
砝码与物品颠倒(使用游码)
减小
—
偏低
用滤纸称NaOH
减小
—
向容量瓶注液时少量溅出
减小
—
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
定容时,水多,用滴管吸出
减小
—
定容摇匀后液面下降再加水
—
增大
定容时仰视刻度线
—
增大
砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)
增大
—
偏高
未冷却至室温就注入容量瓶定容
—
减小
定容时俯视刻度线
—
减小
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
—
—
不变
【拉分典例1】(25-26高一上·陕西西安·期末)配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是
A.配制的NaCl溶液的步骤如上图,正确的操作顺序是:②④①③
B.配制溶液需称量NaOH固体的质量为19.2g
C.定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高
D.用浓盐酸配制稀盐酸,量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线会导致所配溶液浓度偏高
【答案】D
【解析】A.配制溶液的正确步骤为:溶解→转移溶液至容量瓶→洗涤烧杯和玻璃棒并转移洗涤液→定容,正确顺序应为②①④③,A错误;B.实验室无480mL容量瓶,需选用500mL容量瓶配制,所需NaOH质量为,B错误;C.定容时仰视刻度线,会导致溶液体积偏大,根据,浓度偏低,C错误;D.量取浓盐酸时仰视量筒刻度线,会使量取的浓盐酸体积偏大,溶质物质的量偏大,根据,所配溶液浓度偏高,D正确;故选D。
【拉分典例2】(25-26高一上·云南丽江·期中)配制的NaCl溶液,部分实验操作示意图如图,下列说法正确的是
A.实验中需用到的仪器有:托盘天平、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②④①③
C.容量瓶需用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低
【答案】D
【解析】A.实验室没有480mL规格的容量瓶,应选用500mL容量瓶配制500mL溶液后再取出实验用的溶液进行实验,A错误;B.配制一定物质的量浓度溶液的方法分步为;计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,故正确的操作步骤为②①④③,B错误;C.容量瓶洗涤后可不用干燥直接使用,C错误;D.定容时仰视容量瓶刻度线滴加液体,导致加入的液体体积偏大,最终导致溶液浓度偏度,D正确;故答案选D。
五、有关物质的量的计算
1.物质的量与其他物理量之间的计算公式
2.化学方程式中的定量关系
化学方程式
2CO+O22CO2
化学计量数之比
2∶1∶2
物质微粒数之比
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
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比,也等于各物质的物质的量之比。
3.物质的量应用于化学方程式计算类的解题步骤
①“审”:审清题目条件和题目要求。
②“设”:设出的未知数直接用各物理量的符号表示,并且不带单位。
③“写”:依据题意写出并配平化学方程式。
④“标”:在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系,并代入已知量和未知量。比较复杂的数量关系可先化简。
⑤“列”:将有关的几个量列出比例式。
⑥“解”:根据上述比例式求解未知数。
⑦“答”:根据题目要求简明地写出答案。
4.计算过程中的注意事项
(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
【拉分典例1】(25-26高一上·湖南邵阳·期末)120℃时,在密闭容器中投入过量固体,通入由和水蒸气组成的混合气体,充分反应后,测得生成。据此分析,下列叙述错误的是
A.反应后容器内残留固体的质量增加
B.向容器中投入的固体大于
C.原混合气体的平均摩尔质量为
D.该反应过程中转移电子的物质的量为
【答案】A
【分析】反应原理为(每消耗2 mol CO2生成1 mol O2)、(每消耗2 mol H2O生成1 mol O2);混合气体由CO2和水蒸气组成,总质量15 g,生成O2 0.2 mol;设CO2物质的量为x mol,H2O物质的量为y mol,则x+y=0.4 mol(因生成O2总量为0.2 mol),44x+18y=15g,解得:x=0.3 mol,y=0.1 mol,即CO2物质的量为0.3 mol,H2O物质的量为0.1 mol,共消耗过氧化钠0.4 mol;据此作答。
【解析】A.依据分析,共消耗Na2O2 0.4 mol(31.2 g),生成Na2CO3 0.3 mol(31.8 g)和NaOH 0.2 mol(8 g),固体质量增加为(31.8g+8g)-31.2 g=8.6 g,A错误;B.消耗Na2O2 31.2 g,题目为过量过氧化钠,则投入量大于31.2 g,B正确;C.混合气体平均摩尔质量,C正确;D.依据反应原理每生成1 mol O2转移2 mol电子,则生成0.2 molO2转移0.4 mol电子,D正确;故答案选A。
【拉分典例2】(25-26高一上·河北沧州·期中)用含质量分数为80%的石灰石与足量盐酸反应制取(杂质不与盐酸反应),若收集到标准状况下,反应后所得溶液的体积为,下列说法错误的是
A.消耗石灰石的质量为
B.参与反应的的物质的量为
C.反应后溶液中的物质的量浓度为
D.反应生成的的个数约为
【答案】C
【分析】该反应为,据此分析作答。
【解析】A.标准状况下,其物质的量为,则需0.02mol CaCO3,消耗石灰石的质量为,A项正确;B.反应中HCl与CO2的物质的量比为2:1,可知参与反应的的物质的量为,B项正确;C.生成0.02mol CaCl2,溶液体积0.1L,浓度为,C项错误;D.生成0.02mol H2O,则反应生成的的个数约为,D项正确;答案选C。
【压轴典例1】(25-26高一上·湖北恩施·期末)相同温度下,某密闭容器中有一个可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当向甲容器中充入和的混合气体、乙容器中充入一定质量的时,隔板处于如图所示位置,则乙容器中的质量为
A.4.4g B.8.8g C.13.2g D.17.6g
【答案】B
【解析】和的相对分子质量相等,都为,则混合气体的物质的量为,由图示,甲乙两室气体体积比为4:1,由于压强、温度相等,体积之比即为物质的量之比,即乙室的气体的物质的量为,充入了;答案为B。
破局通法
步骤①:判定体系,圈定控制条件(最关键第一步,90% 错在这里)
读题,划出恒温/恒压/恒容:
1. 同温同压(T、P)不变)→ 用体积、密度推论
2. 同温同体积(T、V)不变)→ 压强与n成正比
3. 同温同质量(T、m)不变)→ V与M成反比
注意:定律只适用于气体,固体液体不能套用。
步骤②:写出对应比例关系式(抓正比/反比)
由PV=nRT,n=m/M,代入得:PV=(m/M)RT,衍生两个分支:
1.物质的量关系:P1V1/T1=P2V2/T2(气体状态变换,充气、压缩、升温类)
2.质量/摩尔质量/密度关系:PM=ρRT(相对密度、摩尔质量计算,高频!)
超级重要:同温同压,ρ1/ρ2=M1/M2,密度之比=摩尔质量之比,也就是相对密度。
步骤③:代入数据,统一单位
1.温度必须用热力学温度K,摄氏度不能直接代入比例
2.压强、体积只要两边单位一致即可,不用强制换算国际单位(比值会约掉)
步骤④:定性判断/定量计算,检验逻辑
1.定性判断:看正比反比,结果是否合理;
2.定量计算:得到n之比,气体同温同压下=体积之比。
【压轴典例2】(25-26高一上·辽宁·期中)在标准状况下,将完全溶于水得到氨水,溶液的密度为,溶质的质量分数为ω,溶质的物质的量浓度为。下列叙述中正确的有
① ② ③上述溶液中加入水后,所得溶液的质量分数大于 ④上述溶液中加入等质量的水后,所得溶液的物质的量浓度大于
A.②③ B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
【解析】①氨气溶于水,主要以存在,但仍然以作为溶质,,故①错误;②所得氨水中溶液的物质的量浓度为:,故②正确;③由于氨水的浓度越大,密度越小,等体积的氨水是质量小于水的质量,所以讲上述溶液中再加入水后,所得溶液的质量分数小于,故③错误;④上述溶液中加入等质量的水后,所得溶液的质量变为原先的倍,溶液密度增大,而溶质的物质的量、质量不变,所以所得溶液的体积小于原溶液的倍,根据可知,最终所得溶液的物质的量浓度大于,故④正确;故选C。
破局通法
步骤1 求溶质的物质的量n:标况气体:n=V(气)/22.4;注意:必须是完全溶解。
区分:NH3溶于水,溶质按NH3计算,不NH3·H2O(高一必考坑)
步骤2 求溶液的总质量m液:m液=m(气体)+m(水),水:1 mL 水质量≈1 g。
步骤3 利用密度求溶液体积V液(最关键一步):V液mL)=m液/ρ;换算升:除以1000
注意:气体体积和水体积不能直接相加得到溶液体积!
步骤4 代入物质的量浓度定义式c=n/V液(L)计算。
【压轴典例3】(25-26高一上·吉林长春·期末)用表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是
A.标准状况下分子数目为
B.标准状况下,17 g氨气()含有电子数为
C.常温常压下,7.1 g氯气与水充分反应转移电子数为
D.溶液中的数目是
【答案】C
【解析】A.标准状况下,气体摩尔体积为22.4L/mol,11.2 LSO2的物质的量为0.5 mol,分子数目为0.5NA,A正确;B.17g NH3的物质的量为1mol,一个NH3分子含10个电子,故1mol NH3含10mol电子,即电子数为10NA,B正确;C.7.1g Cl2的物质的量为0.1mol,氯气与水的反应为可逆反应:,不能完全反应,因此转移电子数小于0.1NA,C错误;D.1mol/L、0.2L的 H2SO4溶液中,H2SO4物质的量为0.2mol,它完全电离提供0.2mol ,故的数目为0.2NA,D正确;故选C。
破局通法
第1步 看 “给的是体积” 还是 “质量”
(1)给质量:不受温度、压强影响,直接用 n=m/M计算微粒数目;不用管是不是标况。
(2)给气体体积:必须同时满足两个条件:标准状况 (0℃、101kPa) + 物质在标况下为气体,才能用22.4 L·mol-1。
只要缺一个条件,直接判定选项错误。
第2步 判断物质状态(标况下非气体黑名单,必背):标况(0℃,101kPa)下不是气体,不能用22.4,H2O(液态/固态)、SO3(固态)、CCl4、苯、乙醇、乙酸、大于4个碳的烃(戊烷等)。
第3步 看清微粒种类(分子、原子、离子、质子、电子、中子,是最大坑)
读选项时,圈出问的是什么粒子!
(1)稀有气体:He、Ne、Ar是单原子分子,1 mol He 含1 mol原子,不是双原子。
(2)Na2O2:离子组成为2Na++ O22-;1 molNa2O2只含1 mol过氧根离子,不是2 mol阴离子。
(3)混合物求原子数(O2与O3、CO与N2):用元素守恒,直接按元素总质量计算原子,不用区分组分。
例:16 g O2和O3混合,全部为氧元素,n(O)=16/16=1mol。
第4步 氧化还原反应→判断电子转移数目:找变价元素,计算转移电子总数,不是得失电子分开相加。
(1)Na2O2与H2O/CO2:歧化反应,1 mol Na2O2参与反应转移1 mol e-,不是2 mol。
(2)Fe与稀硝酸、氯气:注意反应物量不同,产物价态不同(足量/少量)。
注意:选项不说明反应物足量不足量,无法确定电子数→错误。
第5步:电离、水解(高一了解,期末常考):弱电解质(弱酸、弱碱)不能完全电离;可水解盐,离子发生水解,离子数目会减少。例:1 L 1 mol/L 醋酸溶液,CH3COOH不能完全电离,H+数目小于NA。
【压轴典例4】(25-26高一上·浙江·期中)某无土栽培营养液中含有KCl、、三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL样品加水稀释,测得的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙所示。下列判断错误的是
A.营养液中与的物质的量之比为4:1
B.图乙中
C.营养液中的物质的量浓度为
D.图甲中Y离子是
【答案】A
【分析】根据图乙可知,营养液中铵根离子的浓度;营养液中含有三种溶质KCl、K2SO4、NH4Cl,其中KCl、NH4Cl中都含有Cl-,则,故Y是Cl-(),X为硫酸根();据此作答。
【解析】A.依据分析,,则,或者:由,且,,可得,则同一溶液中KCl与K2SO4的物质的量之比为1:4,A错误;B.依据分析,,B正确;C.依据分析,,C正确;D.依据分析,Y是Cl-,D正确;故答案选A。
破局通法
步骤① 写出溶液中全部存在的离子(不漏写):先看溶质电离;高——般暂不考虑水的电离(题目没有给极低浓度时,H+、OH⁻可忽略;若题干信息需要则写入)。注意:强电解质完全电离,拆离子;沉淀、弱电解质不拆。
步骤② 列出电荷守恒等式(乘电荷数!):把所有阳离子放左边,阴离子放右边,每个离子浓度×电荷绝对值。模板:c(+1离子)+2c(+2离子)+…=c(-1离子)+2c(-2离子)+...
步骤③ 代入题干已知数据:已知离子浓度/物质的量,代入方程,求解未知离子。
步骤④ 单位校验:等式两边统一用物质的量n,或者统一用浓度c,不可混用。同溶液:n=cV,V相同,用n列式或c列式,结果一样。
【压轴典例5】(25-26高一上·陕西·月考)已知:在加热时会分解成和在高温下会继续分解生成。固体在加热过程中,固体质量随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.加热分解过程中,未发生氧化还原反应
B.整个加热过程中释放的总质量为
C.加热至时,开始分解
D.
【答案】B
【解析】A.Ca(HCO3)2分解反应中,各元素化合价未变化,不是氧化还原反应,A正确;B.为0.2 mol,总CO2质量:Ca(HCO3)2分解生成0.2 mol CO2(8.8 g),CaCO3分解生成0.2 mol CO2(8.8 g),共17.6 g≠21.2 g,B错误;C.850℃前固体质量恒为20 g(CaCO3),之后质量下降,说明CaCO3开始分解,C正确;D.最终固体为CaO,0.2 mol CaO质量为0.2 mol ×56 g/mol =11.2 g,m=11.2,D正确;故选B。
破局通法
步骤① 读取横坐标温度、纵坐标残留固体质量(残留率)
(1)两种图像给法:
a.直接给剩余固体质量m;
b.给残留质量分数(残留率):残留率=[m(剩余固体)/m(初始样品)]×100%。
(2)先设初始固体物质的量为 1 mol(赋值1mol是热重最快技巧)。
步骤② 锁定不变核心——金属元素守恒(热重第一抓手)
a.金属元素全部留在固体残渣中,不会变成气体跑出去。
b.全程:n(金属原子) 恒定不变。
c.先算出 1mol 原始样品中金属的物质的量。
步骤③ 计算每一步失重的质量、失重物质的物质的量
a.△m = m前-m后
b.失重一般为:结晶水H2O;后续高温分解释放CO2(碳酸盐、碱式盐)。
c.n(逸出物质)=△m/M(逸出物)
步骤④ 分段写出分解过程,确定每段固体化学式
a.从低温到高温,分步分解,先失水,后分解。
b.用原子守恒,扣除已经跑掉的H2O/CO2,得到当前固体的元素组成,推化学式。
步骤⑤ 验证,验算理论残留率,核对与图像数据是否匹配
一句话总思路:定1mol原样品,金属守恒算骨架;分段算失重,判断跑掉什么;原子守恒写固体。
易错通关
1.(25-26高一上·河南商丘·期中)在学习了“物质的量”这一新的物理量之后,下列同学们的讨论结果错误的是
A.物质的量是一定数目微观粒子的集合体
B.1mol不同物质所对应的质量是相同的
C.1mol不同粒子所含的粒子数是相同的
D.学习了物质的量之后,我们就能知道1g水中大约有多少个水分子
【答案】B
【解析】A.物质的量用于定量描述微观粒子(如原子、分子、离子等)的数量的物理量,表示一定数目(阿伏伽德罗常数)粒子的集合体,A正确;B.1 mol不同物质的质量取决于其摩尔质量,不同物质的摩尔质量一般不同,因此质量一般不相同,B错误;C.1 mol任何粒子的数量均等于阿伏伽德罗常数的数值,与粒子种类无关,C正确;D.根据物质的量(N为粒子个数,NA为阿伏伽德罗常数)、(m为粒子质量,M为摩尔质量),两式联立可计算1g水中大约含有的水分子数目,D正确;故选B。
2.(25-26高一上·山西太原·期中)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京举行。大会尾声,8万只氦气球伴随着和平鸽飞向天空。对于一个氦气球来说,其体积的大小主要取决于
①He分子之间的距离 ②He分子本身的直径 ③He分子的数目
A.①③ B.①② C.②③ D.①②③
【答案】A
【解析】气体体积主要由分子间距离(受温度、压强影响)和分子数目(物质的量)决定。氦气分子本身的直径(②)远小于分子间距离,对体积影响可忽略。因此,氦气球体积主要取决于①(分子间距离)和③(分子数目);故选A。
3.(25-26高一上·陕西宝鸡·期中)下列叙述中错误的是
A.的摩尔质量是98
B.和含氮原子数相同
C.等质量的和中所含氧原子个数相同
D.等物质的量的和中所含碳原子数相等
【答案】A
【解析】A.H2SO4的摩尔质量应为98 g/mol,题目中未带单位,A错误;B.2 mol NO含2 mol氮原子,2 mol NO2也含2 mol氮原子,氮原子数相同,B正确;C.等质量的O2和O3中氧原子总质量相同,氧原子数必然相同,C正确;D.CO和CO2每个分子均含1个碳原子,等物质的量时碳原子数相等,D正确;故选A。
4.(25-26高一上·上海·期中)下列溶液中浓度最大的是
A.氯化镁溶液 B.氯化钠溶液
C.氯化铝溶液 D.高氯酸溶液
【答案】A
【解析】A.离子浓度=溶液浓度离子个数,,A符合题意;B.,B不符合题意;C.,C不符合题意;D.高氯酸不能电离出Cl-,D不符合题意;故选A。
5.(25-26高一上·河南郑州·期中)设是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,1.8 g中含有的电子数目为
B.1 L1 mol/L的醋酸溶液中离子的数目为
C.28 g和的混合物中碳原子的数目为
D.标况下,5.6 L中原子数目为
【答案】A
【解析】A.1.8 g的物质的量为0.1 mol,每个分子含10个电子(2×1+8),总电子数的物质的量为0.1×10=1mol,个数为,A正确;B.醋酸是弱酸,无法完全电离,1 L 1 mol/L醋酸溶液中数目远小于,B错误;C.和的最简式均为,总质量28 g对应2 mol ,每个含1个C原子,总碳原子数为2,C错误;D.标况下为固态,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,D错误;故答案选A。
6.(25-26高一上·福建宁德·期中)我国“天宫空间站”的航天员在轨进行了一项科普实验:配制特定浓度的植物营养液。下列有关溶液配制的分析正确的是
A.将1 mol营养液母盐(NaCl)溶于1 L水中,得到溶液的浓度恰好是
B.从配制好的100 mL NaClO消毒液中取出10 m L用于擦拭,取出的这部分溶液浓度变为
C.为模拟土壤矿物成分,要配制400 mL 溶液,需称取14.2 g 固体
D.配制 KCl补钾液,定容时仰视,所得溶液的物质的量浓度偏大
【答案】C
【解析】A.将1 mol NaCl溶于1 L水后,溶液体积大于1 L,浓度小于1 mol/L,A错误;B.溶液具有均一性,取出部分浓度不变,仍为1 mol/L,B错误;C.配制400 mL溶液需用500 mL容量瓶,计算得Na2SO4质量为0.5 L×0.2 mol/L×142 g/mol=14.2 g,C正确;D.定容仰视导致溶液体积偏大,浓度偏低,D错误;故选C。
7.(25-26高一下·浙江·期中)配制的溶液的部分过程示意图如下。下列说法正确的是
A.步骤1中用NaCl溶解可以在烧杯中进行也可以在容量瓶中进行
B.步骤2中需用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶
C.步骤3中液面距刻度线1-2mm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切
D.步骤4中摇匀后若容量瓶内液面下降,需加水至刻度线
【答案】B
【分析】配制的溶液,步骤1为溶解,步骤2为移液(冷却后),步骤3为洗涤、定容,步骤4为摇匀。
【解析】A.容量瓶是精密计量仪器,设计用于定容而非溶解操作,应在烧杯中溶解NaCl,待溶解液恢复至室温后再转移到容量瓶定容,A错误;B.烧杯内壁和玻璃棒可能有少量氯化钠残留,步骤2中用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次,并将洗涤液注入容量瓶中,可确保溶质全部被转移到容量瓶中,B正确;C.步骤3中,当液面距离刻度线12cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切,C错误;D.摇匀过程中,会有部分液体附着在容量瓶的瓶塞、瓶颈内壁等部位,步骤4中摇匀后液面下降为正常现象,不能加水至刻度线,D错误;故选B。
8.(25-26高一上·江苏盐城·阶段检测)实验室制备肼(N2H4)的化学方程式为2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O。下列说法正确的是
A.标准状况下,1.8g水的体积约为2.24L
B.0.1mol·L-1的NaClO溶液中,Na+的物质的量为0.1mol
C.该反应中N2H4为还原产物
D.标准状况下,消耗2.24LNH3,理论上转移电子的数目约为6.02×1022
【答案】D
【解析】A.标准状况下,水不是气体,无法使用气体摩尔体积进行计算,故A错误;B.未指明溶液体积,无法确定Na+的物质的量,故B错误;C.在该反应中,NH3中N元素从-3价升至N2H4中的-2价,被氧化,N2H4为氧化产物,故C错误;D.该反应中2NH3~2e⁻,标准状况下,2.24L NH3的物质的量为0.1mol,则转移电子0.1mol,数目约为6.02×1022,故D正确;故答案为D。
9.(25-26高一上·陕西宝鸡·期中)物质的量是联系宏观和微观的桥梁,为我们提供了一个定量认识物质组成的新视角。按要求回答下列问题:
(1)4.5 mol CH4约含有 个CH4,其质量为 g。
(2)11gCO2在标准状况下的体积是 。
(3) mol所含的数目与0.5 mol所含的数目相等。
(4)12.4g含0.4 mol,则的摩尔质量为 。
【答案】(1)2.709×1024 72 (2)5.6L (3)0.25 (4)62g/mol
【解析】(1)的物质的量为4.5 mol,阿伏加德罗常数约为,则甲烷的分子数为个;的摩尔质量为16 g/mol,其质量为;
(2)11g 在标准状况下的体积为;
(3)0.5 mol 所含物质的量为0.5 mol,设的物质的量为 mol,则其物质的量为 mol,依据题意:,解得mol;
(4)12.4 g中含0.4 mol ,的物质的量为0.2 mol,其摩尔质量为。
10.(25-26高一上·福建泉州·期中)对下列内容进行填空。
(1)常温常压下,160 g的气体含有的原子数为 。
(2)下列所给出的几组物质中:标准状况下体积最大的是 。(填序号)
①;②个;③;④标准状况下
(3)在一定的温度和压强下,1体积气体跟3体积气体化合生成2体积气态化合物,则该化合物的化学式是 。
(4)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25℃下,X中充入ag A气体,Y中充入气体,X与Y内的压强之比是4:11,则A的摩尔质量为 。
(5)某固体A在一定条件下加热分解,产物都是气体。分解的方程式为。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d,则A的相对分子质量为 。
(6)将的溶液a ml加水稀释至b ml,稀释后溶液中的物质的量浓度是 。
(7)现有20 mL浓度为溶液与等体积等浓度稀硫酸充分反应,反应后溶液中物质的量浓度是 。(假设溶液混合后体积变化忽略不计)
(8)碳酸钠样品中可能含有氢氧化钠、碳酸钙、生石灰、氯化钠、硫酸铜五种杂质中的三种。现进行下列实验:①称取4.7 g样品,加入足量水,样品部分溶解;②向①中所得悬浊液中加入,最终得到无色澄清溶液,此过程中共产生0.04 mol气体;③向②中反应后的溶液中加入足量的硝酸银与稀硝酸,得到15.8 g白色沉淀。由此可知杂质中一定含有 (填写化学式)
【答案】(1) (2)① (3)或 (4)44 g/mol
(5)5d (6) mol/L (7)0.025 mol/L (8)CaO、、NaCl
【解析】(1)160 g的气体的物质的量为=2mol,中含有4个原子,则160 g的气体含有的原子数为。
(2)①n(H2)==0.5mol,标准状况下,V(H2)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L;②n(CH4)==0.4 mol,标准状况下,V(CH4)=0.4mol×22.4L/mol=8.96L;③m(H2O)=10.8g,标况下水呈液态,密度约为1g/mL,则V(H2)≈=10.8mL=1.08×10-2L;④标准状况下,V(CO2)=6.72L;比较以上数据,可得出标准状况下体积最大的是①。
(3)在一定的温度和压强下,1体积气体跟3体积气体化合生成2体积气态化合物,同温同压条件下,气体的物质的量之比等于体积之比,可得反应方程式为X2+3Y2=2Z,根据原子守恒和元素守恒,因此Z的化学式为XY3或Y3X。
(4)由PV=可知,在T、V相同时,压强之比等于物质的量之比,即4:11=:,则=44g/mol。
(5)由2A=B↑+2C↑+2D↑可知,设A的物质的量为2mol,则分解生成混合气体的总物质的量为5mol气体,分解产生的混合气体对氢气的相对密度为d,同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,故(混):(H2)=M(混):M(H2)=M(混):2g·mol-1,M(混)=2d g·mol-1,其质量为2d g·mol-1×5mol=10d g,由质量守恒可知,2mol A的质量为10d g,故M(A)= =5d g·mol-1,所以A的相对分子质量为5d。
(6)将的溶液a ml加水稀释至b ml,稀释后溶液中的物质的量浓度是c= =mol/L。
(7)现有20 mL浓度为溶液与等体积等浓度稀硫酸充分反应:2+H2SO4=Na2SO4+2CO2+2H2O,完全反应,硫酸有剩余,则反应生成的物质的量为0.02L×=0.001mol,物质的量浓度是=0.025 mol/L。
(8)向①中所得悬浊液中加入100 mL1mol/L HCl,最终得到无色澄清溶液,可知样品中不含CuSO4,此过程中共产生0.04 mo气体,即CO2,由+2H+=CO2↑+H2O可知反应中消耗n(HCl)=2n(CO2)=0.08mol,则HCl剩余,完全反应;称取4.7g样品,加入足量水,样品部分溶解,可知样品中含有CaCO3、CaCO3和CaO、CaO三种情况其中一种,向②中反应后溶液中加入足量的硝酸银与稀硝酸,得到15.8g白色沉淀,即AgCl,n(AgCl)=>0.1mol,则原样品中一定有NaCl且质量为(-0.1mol)×58.5g•mol-1=0.59g,则原样品中其它成分总质量为4.7g-0.59g=4.11g,若不含CaCO3则碳元素物质的量<,不符合题意,故原样品中一定含有CaCO3;由于原样品只有三种杂质,则含CaO、CaCO3、NaCl。
思维拔高
1.(25-26高一上·河北沧州·期中)在由组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示。下列说法错误的是
A.混合液中阴离子和阳离子个数比为
B.的物质的量是
C.该混合液中的物质的量浓度是
D.将该混合液加水稀释至体积为1L,Cl-的物质的量为0.6mol
【答案】B
【分析】依据图示可知钠离子浓度为1.0mol/L,镁离子浓度为1mol/L,氯离子浓度为3.0mol/L,硫酸根浓度为3.0mol/L,则依据电荷守恒可知:1.0mol/L×1+1.0mol/L×2+c(Al3+)×3=3.0mol/L×1+3.0mol/L×2,解得c(Al3+)=2mol/L,据此计算解答。
【解析】A.由分析可知,混合液中钠离子浓度为1.0mol/L,镁离子浓度为1mol/L,氯离子浓度为3.0mol/L,硫酸根浓度为3.0mol/L,阴离子和阳离子个数比为,A正确;B.由分析可知,c(Al3+)=2mol/L,溶液中的物质的量是=0.4mol,B错误;C.由分析可知,c(Al3+)=2mol/L,则该混合液中的物质的量浓度是0.5 c(Al3+)=,C正确;D.由分析可知,氯离子浓度为3.0mol/L,将该混合液加水稀释至体积为1L,Cl-的物质的量不变,为0.2L×3mol/L=0.6mol,D正确;故选B。
2.(25-26高一上·河北邯郸·期中)家用天然气中会添加微量的有特殊臭味的泄漏警告剂,其主要成分可以是四氢噻吩(化学式为,熔点为,沸点为)。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有个电子
B.中和的质量比为
C.标准状况下,的体积为
D.中含有个
【答案】A
【解析】A.每个C4H8S分子含4×6+8×1+16=48个电子,0.1 mol对应电子数为0.1×48 NA=4.8 NA,A正确;B.1 mol C4H8S中含有4 mol C和8 mol H,则C和H的质量比为,即,B错误;C.C4H8S沸点119℃,标准状况下(0℃)为液态,无法用气体摩尔体积计算0.05 mol C4H8S的体积,C错误;D.26.4 g C4H8S的物质的量为,含S原子数为0.3 NA,D错误;故答案选A。
3.(25-26高一上·山东烟台·期中)如图是利用手持技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,实验中用到的四个容器完全相同,且体积固定,初始温度为,压强为。下列说法错误的是
A.实验开始时,与的密度之比为
B.时四个容器内压强:空气
C.若容器的容积为,时原子个数大于
D.到,的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的
【答案】C
【解析】A.同温同压条件下,气体的摩尔质量之比等于密度之比,则实验开始时,与的密度之比为28:44=,A正确;B.初始温度为,压强为,实验中用到的四个容器完全相同,且体积固定,则四种气体的物质的量相等,时四个容器内压强之比等于温度之比,由图可知温度:空气,则压强:空气,B正确;C.温度为,压强为时,气体摩尔体积Vm>22.4L/mol,若容器的容积为,则气体的物质的量小于0.1mol,则时原子总数小于,C错误;D.根据图示可知:光照相同时间,的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的,D正确;故选C。
4.(25-26高一上·江苏南通·期中)以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础。下列说法正确的是
A.标准状况下,的体积为22.4L
B.常温常压下,中约含有个分子
C.中的物质的量为0.01mol
D.物质的量浓度为的溶液中,含有的物质的量为0.2mol
【答案】B
【解析】A.标准状况下,H2O不是气体,不能用气体摩尔体积计算其体积,A错误;B.44 g CO2的物质的量为,分子数约为,B正确;C.1.06 g Na2CO3的物质的量为,每个Na2CO3含2个Na⁺,总物质的量为0.02 mol,C错误;D.未说明溶液体积,无法确定Cl⁻的物质的量,D错误;故选B。
5.(25-26高一上·江苏徐州·期中)某补铁口服液中含乳酸亚铁(,相对分子质量:234)及维生素,每支()口服液含乳酸亚铁,已知维生素和乳酸亚铁都具有还原性,均能使酸性溶液褪色。下列说法正确的是
A.乳酸亚铁的摩尔质量为
B.每支口服液含有的质量约为
C.乳酸亚铁的物质的量浓度为
D.滴加少量酸性溶液能证明口服液中含维生素
【答案】B
【解析】A.摩尔质量的单位应为g/mol,题干给出的是相对分子质量234,故乳酸亚铁的摩尔质量为234g/mol,A错误;B.每支口服液含乳酸亚铁5.0×10-5mol,每个乳酸亚铁含1个Fe2+,Fe的摩尔质量为56g/mol,计算得Fe2+质量为5.0×10-5mol×56g/mol=2.8mg,B正确;C.物质的量浓度为=5.0×10-3mol·L-1,而非5.0×10-7mol·L-1,C错误;D.乳酸亚铁和维生素C均能使酸性KMnO4褪色,无法单独证明含维生素C,D错误;故答案为:B。
6.(25-26高一上·云南·期中)向溶液中,通入适量的,测得溶液中。已知:还原性:,反应过程中溶液的体积变化不计。则下列说法中正确的是。
A.该过程的离子方程式为
B.反应后溶液中
C.原溶液中
D.通入的体积为0.672 L
【答案】A
【分析】的还原性强于,由氧化还原反应规律可知,氯气首先氧化为、再氧化为;由方程式可知,若只将完全氧化为时,因此也将部分氧化;结合氯守恒,氯气的物质的量为,根据电荷守恒、铁守恒,初始的物质的量为,初始为,反应后为,则参与反应的为,据此解答;
【解析】A.根据分析,被氧化的、分别为0.04 mol、0.02 mol,以配平反应离子方程式为,A正确;B.反应后,而,因此,B错误;C.原溶液中,C错误;D.通入的物质的量为0.03 mol,但题中未明确气体所处状态,无法计算的体积,D错误;故答案选A。
7.(25-26高一上·山东青岛·阶段检测)如图所示,向密闭容器内可移动活塞的两边分别充入、和的混合气体(已知体积占整个容器体积的),将和的混合气体点燃引爆。活塞先左弹,恢复室温后,活塞右滑并停留于容器的中央。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左右两边气体原子数之比为
B.活塞移动情况说明、燃烧放热,且该反应气体分子数减少
C.反应后恢复到室温,活塞左右两边气体的物质的量相等
D.原来和的体积之比可能为或
【答案】A
【分析】设整个容器的总体积为5V,根据题意: 反应前活塞左侧体积占总容积的1/5,即,右侧和混合气体总体积为4V,同温同压下气体物质的量之比等于体积之比,因此初始。
【解析】A.1个 含3个原子,1个 或均含2个原子: 左侧原子总数为,右侧原子总数为,因此反应前活塞左右原子数之比为3:8,而非1:4,A说法错误;B.点燃后反应为:反应放热使体系内气体受热膨胀,活塞先向左弹;恢复室温后,生成的为液态,反应后气体总分子数大幅减少,右侧压强降低,活塞右滑,符合题述现象,B说法正确;C.恢复室温后活塞停在容器中央,说明左右两侧体积相等、压强相等,根据阿伏加德罗定律,同温同压同体积的气体物质的量相等,因此两侧气体物质的量相同,C说法正确;D.左侧物质的量始终不变,反应后右侧剩余气体物质的量等于的物质的量(设为n),初始右侧、总物质的量为4n,反应消耗的气体总物质的量为: 根据反应比例,3n的参与反应气体对应2n和n,分两种情况:剩余n气体为:总为,为n,体积比3:1;剩余n气体为:总为,为2n,体积比1:1。 因此和体积比可能为3:1或1:1,D说法正确;故选A。
8.(25-26高一下·湖南邵阳·期中)将50mL0.6mol/L氯化钠溶液加水稀释到300mL,稀释后溶液中氯化钠的物质的量浓度为
A.0.1mol/L B.0.1mol C.0.3mol/L D.0.4mol/L
【答案】A
【解析】将50mL0.6mol/L氯化钠溶液加水稀释到300mL,稀释后溶液中氯化钠的物质的量浓度c(NaCl)==0.1mol/L,故选A。
9.(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)已知:230℃时,硝酸铵易发生分解生成、和,且、两种气体的物质的量之比为2:1。下列有关说法错误的是
A.硝酸铵既是氧化剂,又是还原剂
B.在230℃时,分解产物中的气体的平均摩尔质量约为29g·mol-1
C.同温、同压下,、的密度之比为7:8
D.标准状况下,等体积的和含有的氧原子数之比小于2:1
【答案】B
【解析】A.硝酸铵分解时,中的N的化合价由-3升至0,中的N的化合价由+5降为0,部分O的化合价由-2升至0,因此硝酸铵既是氧化剂又是还原剂,A正确;B.230℃时,硝酸铵的分解反应为,则分解产物的平均摩尔质量=,B错误;C.同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,则的密度之比为,C正确;D.标准状况下,为气体,不是气体,等体积时,氧原子数远小于的氧原子数,比值远小于2:1,D正确;故选B。
10.(25-26高一上·河南洛阳·期中)“84消毒液”是一种以NaClO为主的高效消毒剂,被广泛用于宾馆、旅游、医院、食品加工行业、家庭等的卫生消毒。某“84消毒液”瓶体的部分标签如图所示。
(1)该“84消毒液”的物质的量浓度约为 (保留三位有效数字)。
(2)某同学向2 mL该“84消毒液”中加入2 mL水后,滴加酚酞,溶液变红,之后的短时间内无明显变化;通入后,溶液快速褪色。实验说明NaClO溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。分析通入后溶液褪色的可能原因是 。
(3)利用该“84消毒液”配制溶液。配制过程中需用的玻璃仪器有下图中的 (填标号),除此之外还需要胶头滴管、细口试剂瓶和 。
a. b. c. d.
(4)配制过程中,转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水,所配溶液的浓度 (填“偏大”“无影响”“偏小”,下同);定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线,所配溶液的浓度 。
(5)将“84消毒液”与双氧水两种消毒剂混用,可能导致NaClO将氧化产生,促进水体中藻类快速生长,其反应的化学方程式为 。
【答案】(1)2.03
(2)碱性 溶液中通入,生成HClO具有强氧化性使酚酞褪色;或通入后溶液酸性增强、碱性减弱,酚酞褪色
(3)abd 500 mL容量瓶
(4)无影响 偏小
(5)
【解析】(1)
(2)滴加酚酞溶液变红,说明NaClO溶液呈碱性;通入后,溶液快速褪色,有可能发生了反应,生成的HClO具有强氧化性,使酚酞褪色,也有可能是通入后溶液酸性增强、碱性减弱,所以酚酞褪色;
(3)配制溶液,需要使用烧杯和玻璃棒溶解84消毒液,需要用量筒量取蒸馏水,所以配制过程中需用的玻璃仪器为abd,除此之外还需要胶头滴管、细口试剂瓶和500 mL容量瓶;
(4)配制过程中,转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水,不影响定容时溶液的体积,因此对所配溶液的浓度无影响;定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线,导致溶液体积偏大,因此所配溶液的浓度偏小;
(5)将氧化产生,被还原为,反应的化学方程式为。
压轴攻坚
1.(25-26高一上·广东广州·期中)如图一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;在乙室中充入,甲室中充入,静止时隔板位置如图所示。
下列说法正确的是
A.甲室气体质量为28 g B.乙室气体体积11.2 L
C.原子数之比,甲:乙=2:1 D.甲室气体密度为1.25 g/L
【答案】A
【分析】同温、同压,气体体积比等于物质的量之比,根据图示,甲室气体的体积为乙室的2倍,所以甲室气体的物质的量为乙室的2倍,甲室气体的物质的量为,据此回答。
【解析】A.由分析知,甲室气体的物质的量为,故甲室气体质量为,A正确;B.没有明确是否为标准状况,乙室中的体积不一定为11.2 L,B错误;C.甲室为,乙室为,原子数之比为:,C错误;D.没有明确是否为标准状况,气体的摩尔体积不一定是22.4L/mol,甲室气体密度不一定为1.25g/L,D错误;故选A。
2.(25-26高一上·上海·期中)由、和CO组成的混合气体在同温同压下与的密度相同,则该混合气体中、和CO的体积比是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据阿伏加德罗定律推论,混合气体的平均摩尔质量需等于的28 g/mol。CO的摩尔质量恰好为28 g/mol,其体积不影响平均值的计算,只需调整和的比例。设和的体积比为,根据体积之比等于物质的量之比,则满足:,选项中仅A满足,CO的体积14不影响结果,A正确;故答案选A。
3.(25-26高一上·吉林白城·开学考试)在KCl、CaCl2、Ca(NO3)2形成的混合溶液中,c(K+)=0.2 mol/L,c(Ca2+)=0.5 mol/L,c(Cl-)=0.4 mol/L,则c(NO)为
A.0.3 mol/L B.0.8 mol/L C.0.4 mol/L D.0.5 mol/L
【答案】B
【分析】设硝酸根的物质的量浓度为c,根据溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数相等,列式计算c值,据此答题;
【解析】设硝酸根的物质的量浓度为c,根据溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数相等,则:0.2mol/L×1+0.5mol/L×2=0.4mol/L×1+c×1;解得:c=0.8mol/L;故选B。
4.(25-26高一上·陕西西安·期中)如图是某校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂瓶上的标签。下列说法正确的是
硫酸化学纯(CP)(500mL)
品名:硫酸溶液
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84
质量分数:98%
A.该硫酸溶液中溶质的物质的量浓度为
B.配制 稀硫酸时使用的容量瓶需清洗干净并烘干
C.配制 稀硫酸需用100mL量筒取该硫酸溶液61.1mL
D.配制250mL4.5mol·L⁻¹稀硫酸时未冷却至室温就转移至容量瓶定容会使溶液浓度偏低
【答案】C
【解析】A.该硫酸溶液中溶质的物质的量浓度为,故A错误;B.配制 稀硫酸时,使用的容量瓶不需要烘干,因为本身就需要往容量瓶中加水,故B错误;C.配制 稀硫酸需用100mL量筒取该硫酸溶液的体积,故C正确;D.配制250mL4.5mol·L-1稀硫酸时,未冷却至室温就转移至容量瓶定容,所配溶液体积偏小,则溶液浓度偏高,故D错误;选C。
5.(25-26高一上·河北邯郸·阶段检测)阿伏加德罗定律对科学的发展,特别是原子量的测定工作,起了重大的推动作用。回答下列问题:
(1)三个密闭容器中分别充入a.、b.、c.,三种气体,请依题意排序(填字母)。
①当它们的温度和密度均相同时,三种气体的压强按照由大到小的顺序为___________。
②当它们的温度和压强都相同时,三种气体的密度按照由大到小的顺序为___________。
③当它们的质量和温度、压强均相同时,三种气体的体积按照由大到小的顺序为___________。
(2)在120℃时分别进行如下四个反应(除S外其它物质均为气体):
① ②
③ ④
若反应在压强恒定、容积可变的容器内进行,反应前后气体密度(ρ)和气体体积(V)分别符合关系式和的是___________(填序号,下同),符合和的是___________。
(3)将一定量的加热到250℃使其完全分解为氨气、水、二氧化碳,所得气体在此温度下的平均摩尔质量为___________。
(4)生态农业涉及农家肥料的综合利用。某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.24 L(标准状况)该气体通过灼热的盛有黑色CuO粉末的硬质玻璃管,发生的反应为。当甲烷完全反应并恢复原温度后,硬质玻璃管的质量减轻了4.8 g。将反应后的气体通入过量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀9 g。
①原混合气体中甲烷的物质的量是___________mol。
②原混合气体中二氧化碳和甲烷的体积之比是___________。
③求原混合气体中氮气的质量是___________g。
【答案】(1)
(2)① ③
(3)24 g/mol
(4)0.075 0.28
【解析】(1)①由理想气体状态方程可以推导出PM=ρRT,当气体的温度和密度相同时,压强与摩尔质量成反比,因此,摩尔质量越小,压强越大,三种气体的摩尔质量分别为:,,,所以,压强由大到小的顺序为:,即b>a>c;②由理想气体状态方程可以推导出PM=ρRT,当气体的温度T和压强P相同时,密度与摩尔质量成正比,因此,摩尔质量越大,密度越大,所以,密度由大到小的顺序为:,即c>a>b;③由理想气体状态方程可以推导出PV=RT,当气体的质量m和温度T、压强P均相同时,体积与摩尔质量成反比,因此,摩尔质量越小,体积越大,所以,体积由大到小的顺序为:,即b>a>c;
(2)①在120℃时,恒压条件下,,反应后气体质量不变,气体分子数增多,气体体积增大,密度减小,即气体密度:前>后,气体体积:前<后;②在120℃时,恒压条件下,,反应后,气体产物只有水蒸气,则气体密度减小,即气体密度:前>后,气体分子数减小,气体体积减小,即气体体积:前>后;③在120℃时,恒压条件下,中,反应后气体质量不变,气体分子数减小,气体体积减小,密度增大,即气体密度:前<后,气体体积:前>>前后;④在120℃时,恒压条件下,,反应后气体质量不变,气体分子数不变,气体体积不变,密度不变,即气体密度:前=后,气体体积:前=后;根据分析可知,符合关系式前>后和前<后的是①,符合前<后和前>后的为③;
(3)反应:,产物都是气体,设有1mol ,则气体的总物质的量为4 mol,气体的总质量为96 g,则气体的平均摩尔质量为;
(4)①硬质玻璃管中发生的反应为:,硬质玻璃管质量减轻的原因是被还原为,失去了氧元素,质量减轻了4.8 g,即氧元素的质量为4.8 g,氧原子的摩尔质量为 16 g/mol,因此氧元素的物质的量为,根据化学方程式,1 mol 反应会使 4 mol失去 4 mol 氧原子,即1 mol反应会使硬质玻璃管质量减轻,因此,设原混合物中的物质的量为x,则有,解得;②反应后的气体通入过量的澄清石灰水中,生成沉淀 9 g,该沉淀为,其物质的量为,根据碳原子守恒,反应后的总物质的量为0.09mol,由①可知,0.075 mol 反应生成 0.075 mol ,因此原混合气体中的物质的量为:0.09mol-0.075mol=0.015mol,在相同条件下,气体的体积比等于物质的量之比,因此,甲烷和二氧化碳的体积比为:;③原混合气体在标准状况下的体积为 2.24 L,标准状况下,混合气体的总物质的量为由①和②可知,甲烷的物质的量为 0.075 mol,二氧化碳的物质的量为 0.015 mol,因此氮气的物质的量为:n(N2)=n总-n(CH4)-n(CO2)=0.1mol-0.075mol-0.015mol=0.01mol,氮气的质量为0.01mol28g/mol=0.28g。
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$