第7讲 物质的量的相关应用(讲义)-备战2024高三大一轮复习(原卷版+解析版)

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第7讲 物质的量的相关应用(讲义)-备战2024高三大一轮复习(原卷版+解析版)

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第7讲 物质的量的相关应用
1.掌握一定物质的量浓度的溶液配制的操作并能正确的进行误差分析。
2.进一步理解物质的量在化学计算中的“桥梁”作用。
3.了解化学计算的常用方法。
4.初步建立化学计算的思维模型。
考点一 一定物质的量浓度溶液的配制
1.配制一定物质的量浓度溶液
(1)步骤:
由固体配制溶液(需确定溶质的质量)和由浓溶液配制稀溶液(需确定要量取的浓溶液体积)。整个过程可细化为八个步骤:计算、称量、溶解或稀释、移液、洗涤、振荡、定容、摇匀。
以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例:
INCLUDEPICTURE "\\\\徐圣哲\\f\\源文件\\2022\\一轮\\25.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\苏德亭2022\\大一轮\\化学 人教 新教材(晋云皖黑吉)\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\苏德亭2022\\大一轮\\化学 人教 新教材(晋云皖黑吉)\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET
(2)仪器:
容量瓶(注意规格)、托盘天平(固体配制溶液)或滴定管(用浓溶液配制稀溶液)、量筒(用于量取溶剂)、烧杯(溶解)、玻璃棒(搅拌、引流)、胶头滴管(用于定容)、药匙(溶质是固体时使用)。
(3)检查容量瓶是否漏液的方法:
容量瓶上标有刻度线、适用温度、容量。使用前一定要检查容量瓶是否漏液,其方法是:向瓶内加一定量水,塞好瓶塞,用左手食指顶住瓶塞,右手托住瓶底,将容量瓶倒置,看是否有水漏出。如不漏水,再将容量瓶正立,将瓶塞旋转180°,重复上述操作,两次均不漏水的容量瓶才能使用。
(4)注意事项:
  ①称量时一般用托盘天平,量取时一般用量筒,它们只能准确到小数点后一位(0.1 g或0.1 mL),因此计算所用溶质的质量或体积时保留到小数点后一位。
  ②称量时左物右码,有吸湿性和腐蚀性的药品放在烧杯中快速称量;用量筒量取的液体倒入烧杯后,量筒内壁附着的溶质不要洗涤到烧杯中。
  ③溶解时一般先在烧杯中加入溶质,后加溶剂进行溶解。浓硫酸的稀释一定要注意将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入水中,且边加边用玻璃棒搅拌。
  ④配制一定物质的量浓度的溶液,是将一定质量或体积的溶质按溶液的体积在选定的容量瓶中定容,因而完全不需要计算水的用量。
  ⑤不能配制任意体积的溶液,因为配制过程中是用容量瓶来定容的,而容量瓶的规格又是特定值。常用容量瓶的规格有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。
  ⑥不能在容量瓶中溶解、稀释或久贮溶液(尤其碱性溶液),更不可在容量瓶中进行化学反应。配制完溶液后,应将溶液倒入干燥、洁净的试剂瓶中。
  ⑦溶液注入容量瓶前要使其温度恢复到室温,这是因为热的溶液转入容量瓶会使所配的溶液的体积偏小(玻璃的膨胀系数小于液体),所配溶液浓度偏大。
  ⑧溶液转移至容量瓶时,要用玻璃棒引流,并用蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒(上面粘有少量溶质)2~3次,将洗涤液移入容量瓶。
  ⑨当容量瓶中液面上升到离刻度线1~2 cm处,要改用胶头滴管加入蒸馏水,防止液面超过刻度线。若加水定容时超过刻度线,必须重新配制。
  ⑩定容后的溶液要注意反复摇匀。静置后若发现液面下降,稍低于标线,不要再加蒸馏水,否则会引起结果偏低。如果摇匀后洒出几滴,溶液的浓度不变。
2.配制误差分析:
根据判断。其他正常时,凡是使m或n增大的因素,使c偏大;凡是使m或n减小的因素,使c偏小;凡是使V增大的因素,使c偏小;凡是使V减小的因素,使c偏大。
①若称量固体溶质时,操作无误,但所有砝码生锈,m偏大,结果偏高。
②若没有洗涤烧杯内壁,使n偏小,结果偏低。
③若容量瓶中有少量蒸馏水,或定容后反复摇匀后发现液面低于刻度,则对结果无影响。
④仰视刻度线(图甲)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于液面的实际刻度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
⑤俯视刻度线(图乙)。恰好与(4)相反,刻度线高于液面的实际刻度,使得加水量偏小,结果偏高。
必备知识
1.实验室欲用晶体配制的溶液,下列说法正确的是( )
A.要完成实验需称取晶体
B.本实验需用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、容量瓶
C.配制时若容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水会导致溶液浓度偏低'
D.定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏高
2.下列有关实验操作说法正确的是( )
A.配制0.1mol/L的1LNaCl溶液,用托盘天平称量5.85g的NaCl固体
B.配制100mL的1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取18.4mol/L的浓硫酸5.4mL
C.称量时,应在两边托盘上各放一张相同大小的滤纸,将NaOH固体放在滤纸上称量
D.摇匀操作后,发现凹液面略低于刻度线,需用胶头滴管补加蒸馏水至刻度线
3.实验室要配制1.84 mol·L-1的稀硫酸500mL,回答下列问题:
(1)需要98%密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸_________mL
(2)配制时,必须使用的仪器有_________________(填代号)
①烧杯 ②50 mL量筒  ③100 mL量筒 ④1000 mL容量瓶 ⑤500 mL容量瓶
⑥托盘天平(带砝码) ⑦玻璃棒 还缺少的仪器是_________________________。
(3)配制时,该实验两次用到玻璃棒,其作用分别是___________、_______________。
(4)下列操作的顺序是(用字母表示)_________________________________________。
A.冷却 B.量取 C.洗涤两次 D.定容 E.稀释 F.摇匀 G.转移
(5)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有____________(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液 B.长期贮存溶液
C.用来加热溶解固体溶质 D.作为反应容器
(6)配制过程中出现以下情况,对所配溶液浓度有何影响(填“偏高”“偏低”“不影响”)
① 用量筒量取浓硫酸时,仰视读数_____________________________________
② 转移后,没有洗涤烧杯和玻璃棒_____________________________________
③ 定容时,俯视读数_________________________________________________
④ 定容时,添加蒸馏水超过刻度线后,吸出多余的溶液___________________
考点二 阿伏加德罗常数应用
1.注意阿伏加德罗常数应用题常设的五大“陷阱”
(1)“标准状况”“常温常压”等外界条件
①在标准状况下的非气态物质如H2O、SO3、戊烷、苯、CCl4等。
②物质的质量、摩尔质量、粒子个数不受外界条件的影响。
(2)物质的组成
①特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、H37Cl。
②物质中所含化学键的数目,如CO2、CnH2n+2等。
③最简式相同的物质中的微粒数目,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、O2和O3等。
④摩尔质量相同的物质中的粒子数目,如N2、CO、C2H4等。
(3)氧化还原反应中电子转移(得失)的数目
如Na2O2、NO2与H2O的反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算的问题。
(4)弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。如0.1 mol·L-1的乙酸溶液和0.1 mol·L-1的乙酸钠溶液中c(CH3COO-)不相等。
(5)一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,合成氨反应属于可逆反应等。
必备知识
1. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(  )
A.18g H218O含有的中子数为10NA
B.0.1mol L﹣1HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA
C.2mol NO与1mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D.11.2L CH4和22.4L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.2mol的CO2和水蒸气的混合气体与过量Na2O2充分反应生成气体的分子数为NA
B.2gH218O和D2O的混合物中含中子的数目为NA
C.Cu与浓硝酸反应生成4.6 g NO2和N2O4混合气体时,转移的电子数为0.1 NA
D.将1 mol Cl2通入足量水中,HClO、Cl-、ClO-的粒子数之和为2 NA
3.设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下, L的C2H4和C3H6的混合物中含有的碳碳双键数目为NA
B.100 g 质量分数17%H2O2溶液中极性键数目为NA
C.1 L0.1mol K2Cr2O7溶液中含铬的离子总数为0.2NA
D.65 g Zn溶于浓硫酸中得混合气体的分子数为NA
考点三 计算的应用
1.应用化学方程式列比例的模式
关键抓对应项列比例,且“上下单位统一,左右单位相当”。
2.应用化学方程式找差量计算
(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量),结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量),根据比例关系建立方程式并求出结果。
(2)差量法的解题关键是找准研究对象。
通常有:①固体的质量差,研究对象是固体。②气体的质量差,研究对象是气体。③液体的质量差,研究对象是液体。
3.关系式法
(1)列关系式通常有如下几种方法:
①有关化学方程式的计量数关系;②原子守恒关系;③得失电子守恒关系。
(2)应用关系式法的思维模型
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必备知识
1.取30.0g牛奶样品,将所含蛋白质中的氮元素全部转化为氨,用25.00mL1.00mol/L硫酸将其完全吸收,再加入19.00mL2.00mol/L氢氧化钠溶液恰好生成硫酸钠和硫酸铵。请计算:
(1). 所用NaOH的物质的量为__mol。
(2). 样品中蛋白质转化生成的氨的物质的量为__mol。
(3). 若蛋白质中氮元素的质量分数为14.0%,则样品中蛋白质的质量分数为___。
2.玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去,发生如下反应:
3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O,(x-1)S+K2SK2Sx(x=2~6),S+ K2SO3K2S2O3
请计算:
(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应,只生成K2S和K2SO3,则V=______。
(2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应,只生成K2Sx和K2S2O3,则x=______。(写出计算过程)
3.为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸60.0mL,充分反应,产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解)如下表:
实验序号 I II III IV
盐酸体积(mL) 60.0 60.0 60.0 60.0
样品质量(g) 2.96 3.70 5.18 6.66
CO2体积(mL) 672 840 896 672
(1)样品中物质的量之比n(NaHCO3):n(Na2CO3)=___。
(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=___。
任务目标
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
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第7讲 物质的量的相关应用
1.掌握一定物质的量浓度的溶液配制的操作并能正确的进行误差分析。
2.进一步理解物质的量在化学计算中的“桥梁”作用。
3.了解化学计算的常用方法。
4.初步建立化学计算的思维模型。
考点一 一定物质的量浓度溶液的配制
1.配制一定物质的量浓度溶液
(1)步骤:
由固体配制溶液(需确定溶质的质量)和由浓溶液配制稀溶液(需确定要量取的浓溶液体积)。整个过程可细化为八个步骤:计算、称量、溶解或稀释、移液、洗涤、振荡、定容、摇匀。
以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例:
INCLUDEPICTURE "\\\\徐圣哲\\f\\源文件\\2022\\一轮\\25.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\苏德亭2022\\大一轮\\化学 人教 新教材(晋云皖黑吉)\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\苏德亭2022\\大一轮\\化学 人教 新教材(晋云皖黑吉)\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\新建文件夹\\25.TIF" \* MERGEFORMATINET
(2)仪器:
容量瓶(注意规格)、托盘天平(固体配制溶液)或滴定管(用浓溶液配制稀溶液)、量筒(用于量取溶剂)、烧杯(溶解)、玻璃棒(搅拌、引流)、胶头滴管(用于定容)、药匙(溶质是固体时使用)。
(3)检查容量瓶是否漏液的方法:
容量瓶上标有刻度线、适用温度、容量。使用前一定要检查容量瓶是否漏液,其方法是:向瓶内加一定量水,塞好瓶塞,用左手食指顶住瓶塞,右手托住瓶底,将容量瓶倒置,看是否有水漏出。如不漏水,再将容量瓶正立,将瓶塞旋转180°,重复上述操作,两次均不漏水的容量瓶才能使用。
(4)注意事项:
  ①称量时一般用托盘天平,量取时一般用量筒,它们只能准确到小数点后一位(0.1 g或0.1 mL),因此计算所用溶质的质量或体积时保留到小数点后一位。
  ②称量时左物右码,有吸湿性和腐蚀性的药品放在烧杯中快速称量;用量筒量取的液体倒入烧杯后,量筒内壁附着的溶质不要洗涤到烧杯中。
  ③溶解时一般先在烧杯中加入溶质,后加溶剂进行溶解。浓硫酸的稀释一定要注意将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入水中,且边加边用玻璃棒搅拌。
  ④配制一定物质的量浓度的溶液,是将一定质量或体积的溶质按溶液的体积在选定的容量瓶中定容,因而完全不需要计算水的用量。
  ⑤不能配制任意体积的溶液,因为配制过程中是用容量瓶来定容的,而容量瓶的规格又是特定值。常用容量瓶的规格有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。
  ⑥不能在容量瓶中溶解、稀释或久贮溶液(尤其碱性溶液),更不可在容量瓶中进行化学反应。配制完溶液后,应将溶液倒入干燥、洁净的试剂瓶中。
  ⑦溶液注入容量瓶前要使其温度恢复到室温,这是因为热的溶液转入容量瓶会使所配的溶液的体积偏小(玻璃的膨胀系数小于液体),所配溶液浓度偏大。
  ⑧溶液转移至容量瓶时,要用玻璃棒引流,并用蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒(上面粘有少量溶质)2~3次,将洗涤液移入容量瓶。
  ⑨当容量瓶中液面上升到离刻度线1~2 cm处,要改用胶头滴管加入蒸馏水,防止液面超过刻度线。若加水定容时超过刻度线,必须重新配制。
  ⑩定容后的溶液要注意反复摇匀。静置后若发现液面下降,稍低于标线,不要再加蒸馏水,否则会引起结果偏低。如果摇匀后洒出几滴,溶液的浓度不变。
2.配制误差分析:
根据判断。其他正常时,凡是使m或n增大的因素,使c偏大;凡是使m或n减小的因素,使c偏小;凡是使V增大的因素,使c偏小;凡是使V减小的因素,使c偏大。
①若称量固体溶质时,操作无误,但所有砝码生锈,m偏大,结果偏高。
②若没有洗涤烧杯内壁,使n偏小,结果偏低。
③若容量瓶中有少量蒸馏水,或定容后反复摇匀后发现液面低于刻度,则对结果无影响。
④仰视刻度线(图甲)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于液面的实际刻度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
⑤俯视刻度线(图乙)。恰好与(4)相反,刻度线高于液面的实际刻度,使得加水量偏小,结果偏高。
必备知识
1.实验室欲用晶体配制的溶液,下列说法正确的是( )
A.要完成实验需称取晶体
B.本实验需用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、容量瓶
C.配制时若容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水会导致溶液浓度偏低'
D.定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏高
【答案】D
【解析】A. 配制的溶液,需要晶体的质量,A项错误;
B. 配制一定物质的量浓度溶液的步骤:计算、称量或量取、溶解、移液、洗涤、定容等,用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管等,B项错误;
C. 定容时,需要向容量瓶中加入蒸馏水,所以配制时若容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水对溶液浓度无影响,C项错误;
D. 定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,依据可知溶液浓度偏高,D项正确;
2.下列有关实验操作说法正确的是( )
A.配制0.1mol/L的1LNaCl溶液,用托盘天平称量5.85g的NaCl固体
B.配制100mL的1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取18.4mol/L的浓硫酸5.4mL
C.称量时,应在两边托盘上各放一张相同大小的滤纸,将NaOH固体放在滤纸上称量
D.摇匀操作后,发现凹液面略低于刻度线,需用胶头滴管补加蒸馏水至刻度线
【答案】B
A项、托盘天平的精确度为0.1g,A错;
B项、100mL×1mol/L=18.4mol/L×V,V=5.4mL,B正确;
C项、NaOH固体易潮解,应放在烧杯中称量,C错误;
D项、摇匀操作后,发现凹液面略低于刻度线,属于正常现象,不需用胶头滴管补加蒸馏水至刻度线
3.实验室要配制1.84 mol·L-1的稀硫酸500mL,回答下列问题:
(1)需要98%密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸_________mL
(2)配制时,必须使用的仪器有_________________(填代号)
①烧杯 ②50 mL量筒  ③100 mL量筒 ④1000 mL容量瓶 ⑤500 mL容量瓶
⑥托盘天平(带砝码) ⑦玻璃棒 还缺少的仪器是_________________________。
(3)配制时,该实验两次用到玻璃棒,其作用分别是___________、_______________。
(4)下列操作的顺序是(用字母表示)_________________________________________。
A.冷却 B.量取 C.洗涤两次 D.定容 E.稀释 F.摇匀 G.转移
(5)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有____________(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液 B.长期贮存溶液
C.用来加热溶解固体溶质 D.作为反应容器
(6)配制过程中出现以下情况,对所配溶液浓度有何影响(填“偏高”“偏低”“不影响”)
① 用量筒量取浓硫酸时,仰视读数_____________________________________
② 转移后,没有洗涤烧杯和玻璃棒_____________________________________
③ 定容时,俯视读数_________________________________________________
④ 定容时,添加蒸馏水超过刻度线后,吸出多余的溶液___________________
【答案】50 ①②⑤⑦ 胶头滴管 搅拌 引流 BEAGCGDF BCD 偏高 偏低 偏高 偏低
【解析】(1)98%密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的物质的量浓度是mol/L=18.4mol/L,根据稀释定律得1.84mol/L×0.5L÷18.4mol/L=0.05L=50mL;
(2)配制500mL的溶液,需要的仪器是:50mL量筒量取浓硫酸、烧杯用于稀释浓硫酸、500mL的容量瓶、玻璃棒用于搅拌,定容时还缺少胶头滴管;
(3)第一次用到玻璃棒是稀释浓硫酸时用于搅拌浓硫酸,第二次用玻璃棒是在移液时起到引流作用;
(4)根据溶液配制的一般步骤,先量取浓硫酸,然后在烧杯中稀释、冷却后将溶液移入容量瓶中,洗涤烧杯、玻璃棒两次,也把洗涤液移入容量瓶中,然后定容、摇匀,所以答案是BEAGCGDF;
(5)容量瓶只能用来配制一定浓度、一定体积的溶液,不能用来长期贮存溶液、作反应容器和加热容器,所以答案选BCD;
(6)①量筒的刻度自下而上逐渐增大,所以仰视刻度量取浓硫酸使浓硫酸的体积偏大,所配溶液的浓度偏高;
②移液后未洗涤烧杯、玻璃棒使溶液中溶质减少,所配溶液的浓度偏低;
③定容时俯视容量瓶刻度,使溶液体积偏小,所配溶液的浓度偏高;
④定容时添加蒸馏水超过刻度线后,溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低。
考点二 阿伏加德罗常数应用
1.注意阿伏加德罗常数应用题常设的五大“陷阱”
(1)“标准状况”“常温常压”等外界条件
①在标准状况下的非气态物质如H2O、SO3、戊烷、苯、CCl4等。
②物质的质量、摩尔质量、粒子个数不受外界条件的影响。
(2)物质的组成
①特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、H37Cl。
②物质中所含化学键的数目,如CO2、CnH2n+2等。
③最简式相同的物质中的微粒数目,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、O2和O3等。
④摩尔质量相同的物质中的粒子数目,如N2、CO、C2H4等。
(3)氧化还原反应中电子转移(得失)的数目
如Na2O2、NO2与H2O的反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算的问题。
(4)弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。如0.1 mol·L-1的乙酸溶液和0.1 mol·L-1的乙酸钠溶液中c(CH3COO-)不相等。
(5)一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,合成氨反应属于可逆反应等。
必备知识
1. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(  )
A.18g H218O含有的中子数为10NA
B.0.1mol L﹣1HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA
C.2mol NO与1mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D.11.2L CH4和22.4L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
【答案】D
【解析】A项,18g H218O的物质的量为:0.9mol,含有中子的物质的量为:0.9mol×10=9mol,含有的中子数为9NA,故A错误;B项,缺少0.1mol L﹣1HClO4溶液的体积,无法计算溶液中含有的H+数,故B错误;C项,2molNO与1molO2反应生成2molNO2,由于存在平衡:2NO2N2O4,导致分子数减少,容器中含有的分子数小于2NA,故C错误;D项,标况下11.2L CH4的物质的量为0.5mol,22.4L Cl2的物质的量为1mol,由于甲烷与氯气的反应前后气体分子数始终不变,则反应后气体总物质的量仍然为0.5mol+1mol=1.5mol,反应后的分子数为1.5NA,故D正确;故选D。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.2mol的CO2和水蒸气的混合气体与过量Na2O2充分反应生成气体的分子数为NA
B.2gH218O和D2O的混合物中含中子的数目为NA
C.Cu与浓硝酸反应生成4.6 g NO2和N2O4混合气体时,转移的电子数为0.1 NA
D.将1 mol Cl2通入足量水中,HClO、Cl-、ClO-的粒子数之和为2 NA
【答案】D
【解析】A项,根据过氧化钠与水或二氧化碳反应的方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知,2mol的水或二氧化碳与足量过氧化钠反应时,均产生1mol氧气,所以生成气体的分子数为NA,A正确;B项,H218O和D2O的摩尔质量都是20g/mol,中子数都是10,则2gH218O和D2O的混合物中含中子的数目为×10×NAmol-1=NA,B正确;C项,4.6 g NO2和N2O4含有0.1mol N,其化合价均由+5降为+4,所以生成4.6 g NO2和N2O4时得到0.1mol电子,转移电子数为0.1NA,C正确;D项,氯水中含有的粒子有HClO、Cl-、ClO-、Cl2、H+、OH-、H2O,所以1 mol Cl2通入足量水中,HClO、Cl-、ClO-的粒子数之和小于2NA,D错误;故选D。
3.设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下, L的C2H4和C3H6的混合物中含有的碳碳双键数目为NA
B.100 g 质量分数17%H2O2溶液中极性键数目为NA
C.1 L0.1mol K2Cr2O7溶液中含铬的离子总数为0.2NA
D.65 g Zn溶于浓硫酸中得混合气体的分子数为NA
【答案】D
【解析】A. C3H6可以是环烷烃,不含碳碳双键,故A错误;
B. H2O2溶液中含有极性键的是H2O2和H2O,100 g 质量分数17%H2O2溶液中含有极性键的物质的量为()mol>1mol,故B错误;
C. K2Cr2O7溶液中存在Cr2O72-+H2O 2 H++2CrO42-,因此溶液中含铬的离子总物质的量不等于0.2mol,故C错误;
D. 锌和浓硫酸反应:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,锌和稀硫酸反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,65 g Zn完全溶于浓硫酸中,无论得到SO2还是H2还是混合气体,得到分子数都为NA,故D正确;
答案:D。
考点三 计算的应用
1.应用化学方程式列比例的模式
关键抓对应项列比例,且“上下单位统一,左右单位相当”。
2.应用化学方程式找差量计算
(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量),结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量),根据比例关系建立方程式并求出结果。
(2)差量法的解题关键是找准研究对象。
通常有:①固体的质量差,研究对象是固体。②气体的质量差,研究对象是气体。③液体的质量差,研究对象是液体。
3.关系式法
(1)列关系式通常有如下几种方法:
①有关化学方程式的计量数关系;②原子守恒关系;③得失电子守恒关系。
(2)应用关系式法的思维模型
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必备知识
1.取30.0g牛奶样品,将所含蛋白质中的氮元素全部转化为氨,用25.00mL1.00mol/L硫酸将其完全吸收,再加入19.00mL2.00mol/L氢氧化钠溶液恰好生成硫酸钠和硫酸铵。请计算:
(1). 所用NaOH的物质的量为__mol。
(2). 样品中蛋白质转化生成的氨的物质的量为__mol。
(3). 若蛋白质中氮元素的质量分数为14.0%,则样品中蛋白质的质量分数为___。
【答案】(1). 0.0380 (2). 0.0120 (3). 4.00%
【解析】(1)由,故答案为:0.0380;
(2)将所含蛋白质中的氮元素全部转化为氨,用25.00mL1.00mol/L硫酸将其完全吸收,再加入19.00mL2.00mol/L氢氧化钠溶液恰好生成硫酸钠和硫酸铵可得,故答案为:0.0120;
(3)蛋白质中氮元素的质量分数为14.0%,则蛋白质的质量为;则样品中蛋白质的质量分数为,故答案为:4.00%。
2.玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去,发生如下反应:
3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O,(x-1)S+K2SK2Sx(x=2~6),S+ K2SO3K2S2O3
请计算:
(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应,只生成K2S和K2SO3,则V=______。
(2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应,只生成K2Sx和K2S2O3,则x=______。(写出计算过程)
【答案】(1)30.0 (2)3
【解析】(1)根据方程式3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O可知,3mol S可以和6mol KOH反应,0.48g S的物质的量n=0.015mol,则需要消耗KOH的物质的量n=2n(S)=0.03mol,故需要KOH溶液的体积V== =0.03L=30.0mL;(2)若S与KOH溶液反应生成K2Sx和K2S2O3,则反应的化学方程式为(2x+2)S+6KOH2K2Sx+K2S2O3+3H2O,根据反应方程式有
解得x=3。
3.为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸60.0mL,充分反应,产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解)如下表:
实验序号 I II III IV
盐酸体积(mL) 60.0 60.0 60.0 60.0
样品质量(g) 2.96 3.70 5.18 6.66
CO2体积(mL) 672 840 896 672
(1)样品中物质的量之比n(NaHCO3):n(Na2CO3)=___。
(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=___。
【答案】(1)1:2 (2)1.25mol/L
【解析】(1)结合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,随着样品质量增加,生成二氧化碳的体积逐渐增大,说明Ⅰ、Ⅱ中盐酸过量,Na2CO3和NaHCO3的完全反应,设出Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y,则①106x+84y=2.96、②x+y= =0.03mol,联立①②解得:x=0.02mol、y=0.01mol,所以样品中物质的量之比n(NaHCO3):n(Na2CO3)=0.01mol:0.02mol =1:2;(2)根据实验Ⅲ、Ⅳ可知,Ⅳ中盐酸不足,Na2CO3优先反应生成NaHCO3,设6.66g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2x、x,则106×2x+84x=6.66,解得:x=0.0225mol,即6.66g样品中含有0.045mol碳酸钠、0.0225mol碳酸氢钠,将样品加入盐酸中,先发生反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,0.045mol碳酸钠完全反应消耗HCl的物质的量为0.045mol,碳酸钠完全反应后发生再发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,生成标准状况下672mL二氧化碳消耗HCl的物质的量为:n(HCl)=n(CO2)==0.03mol。所以60mL盐酸中含有HCl的物质的量为:0.045mol+0.03mol=0.075mol,该盐酸的物质的量浓度为:c(HCl)==1.25mol/L。
任务目标
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
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