2022高考化学第1章化学计量在实验中的应用_物质的量第1节化学计量在实验中的应用_物质的量考点1物质的量摩尔质量讲与练含解析

第一章化学计量在实验中的应用——物质的量李仕才考点一　物质的量　摩尔质量1．物质的量及其单位(1)定义：表示含有一定数目微观粒子的集合体的物理量。符号为n。2．阿伏加德罗常数13\n(1)定义：0.012_kg_12C所含的原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol－1，符号为NA。(2)计算公式：物质的量n、阿伏加德罗常数NA与粒子数N之间的关系为NA＝。3．摩尔质量(1)含义：单位物质的量的物质所具有的质量。(2)符号M，单位为g·mol－1或g/mol，表达式M＝。(3)数值：Mg的摩尔质量是24_g·mol－1，KCl的摩尔质量是74.5_g·mol－1，SO2的摩尔质量是64_g·mol－1，CO的摩尔质量是60_g·mol－1。由此可知：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原子质量或相对分子质量。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．1molCaCO3与1molKHCO3的质量相同，含有阳离子的数目也相同。(　√　)2．2molHCl的摩尔质量是1molHCl的摩尔质量的2倍。(　×　)3．1mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(　×　)4．1mol水中含有2mol氢和1mol氧。(　×　)5．NaOH的摩尔质量为40g。(　×　)6．1molO2的质量与它的相对分子质量相等。(　×　)7．1molOH－的质量为17g·mol－1。(　×　)8．氖气的摩尔质量(单位g·mol－1)在数值上等于它的相对原子质量。(　√　)9．1.00molNaCl中，所有Na＋的最外层电子总数约为8×6.02×1023。(　√　)10．1.00molNaCl中含有6.02×1023个NaCl分子。(　×　)11．1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子。(　√　)12．1L1mol·L－1的NaClO溶液中含有ClO－的数目为NA。(　×　)13\n1．使用摩尔(mol)时，一定要指明粒子种类，且使用摩尔(mol)时，后边要用化学式。2．摩尔质量与相对原子(分子)质量是两个不同的概念，但当摩尔质量以g·mol－1为单位时，两者在数值上是相等的。3．阿伏加德罗常数(NA)不等同于6.02×1023。阿伏加德罗常数是一个确定的值，且有单位(mol－1)，而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的约值。阿伏加德罗常数在化学计算中常采用它的近似值6.02×1023mol－1，而在概念的判断和辨析中必须用阿伏加德罗常数(NA)。一、物质的量与微粒数的换算13\n1．下列物质中，与0.3molH2O含有相同氢原子数的物质是(　　)A．18.9gHNO3B．3.612×1023个HCl分子C．0.1molNH4HSO4D．4.48LCH4(标准状况)解析：0.3molH2O含氢原子0.6mol。A项，硝酸的物质的量为0.3mol，含氢原子为0.3mol；B项，HCl的物质的量为0.6mol，含氢原子0.6mol；C项，含氢原子为0.5mol；D项，CH4的物质的量为0.2mol，含氢原子为0.8mol。答案：B2．下列说法中正确的是(　　)A．1molO2的质量和O2的摩尔质量都是32gB．1mol任何气体中都含有相同的原子数C．0.5molNaCl约含有6.02×1023个离子D．22.4LCO2气体中含有3NA个原子解析：O2的摩尔质量为32g·mol－1，A错误；气体有单原子分子如He，双原子分子如O2，三原子分子如O3，五原子分子如CH4等，B错误；0.5molNaCl中含的阴阳离子各有0.5mol，离子总数为1mol，C正确；未指明气体所处的条件，无法计算其物质的量，D错误。答案：C3．标准状况下有①0.112L水　②0.5NA个HCl分子③25.6gSO2气体　④0.2mol氨气　⑤2mol氦气⑥6.02×1023个白磷分子，所含原子个数从大到小的顺序为____________________。答案：①>⑥>⑤>③>②>④4．0.3molNH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。2.2gDO中所含中子数为________，1.5gCH中的电子数为________，15.6gNa2O2中的阴离子数目为________。(NA表示阿伏加德罗常数的数值)答案：0.3NA　1.2NA　0.8NA　0.2NA5．(1)含0.4molAl2(SO4)3的溶液中，含________molSO，Al3＋物质的量________0.8mol(填“>”、“<”或“＝”)。(2)1L0.1mol·L－1的HF溶液中，n(HF)________0.1mol，n(F－)________0.1mol(填“>”、“<”或“＝”)。解析：(1)n(SO)＝3n[Al2(SO4)3]＝3×0.4mol＝1.2mol,0.4molAl2(SO4)3中含有0.8molAl3＋，由于在溶液中Al3＋水解，故n(Al3＋)小于0.8mol。(2)由n＝c·V求得n(HF)为0.1mol，但由于HF是弱酸，能发生部分电离，故n(HF)<0.1mol，n(F－)<0.1mol。答案：(1)1.2　<　(2)<　<二、摩尔质量的有关计算13\n6．某氯原子的质量是ag,12C原子的质量是bg，用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　)①该氯原子的相对原子质量为12a/b②mg该氯原子的物质的量为m/(aNA)mol③该氯原子的摩尔质量是aNAg④ag该氯原子所含的电子数为17molA．①③　　　B．②④　　　C．①②　　　D．②③解析：③中摩尔质量的单位错误；由于该氯原子的质量为ag，故ag该氯原子所含的电子数为17，④错。答案：C7．(1)12.4gNa2R含Na＋0.4mol，则Na2R的摩尔质量为__________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6g的Na2R，其物质的量为________。(2)已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD，则C的摩尔质量为________。解析：(1)据电离方程式Na2R===2Na＋＋R2－，得1molNa2R电离生成2molNa＋，题目中有Na＋0.4mol，则有0.2molNa2R。M(Na2R)＝＝＝62g/mol。由Mr(Na2R)＝62，求得Ar(R)＝62－2×23＝16，已知m(R)，根据n＝，得n(R)＝0.1mol，则n(Na2R)＝0.1mol。(2)根据质量守恒定律，0.04molC的质量为16g＋20g－31.76g＝4.24g，M(C)＝4.24g÷0.04mol＝106g·mol－1。答案：(1)62g/mol　16　0.1mol(2)106g·mol－1突破以阿伏加德罗常数为背景的选择题1气体摩尔体积与物质的聚集状态【突破方法】一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4L·mol－1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯、汽油、CHCl3、CH2Cl2、HF等在标准状况下为非气态。【及时训练】1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。13\n(1)标准状况下，80gSO3中含有3NA个氧原子，体积约为22.4L。(　×　)(2)在标准状况下，2.24LHF含有的电子数为NA。(　×　)(3)用惰性电极电解食盐水，若导线中通过NA个电子，则阳极产生气体11.2L。(　×　)(4)常温下11.2L甲烷含有的甲烷分子数为0.5NA。(　×　)(5)标准状况下，22.4L己烷中含共价键数目为19NA。(　×　)(6)常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA。(　×　)2组成物质的微粒数目的计算【突破方法】(1)纯净物中微粒数目的计算根据构成物质的微粒，应用公式N＝n·NA即能算出。但要注意以下特殊情况：①稀有气体是单原子分子，臭氧为O3，白磷为P4。②同位素单质和同位素化合物，它们的摩尔质量与通常情况下不同，例如摩尔质量：18O2(36g·mol－1)、D2O(20g·mol－1)、T2O(22g·mol－1)。③涉及电子数时要注意根、基、离子的区别，如OH－与—OH、CH与—CH3等。④求算NO2分子数目时，不能忽略NO2与N2O4的转化，如盛有46gNO2的容器中分子数目小于NA。⑤对于可逆反应，生成物的量比完全反应理论值小。(2)混合物中微粒数目的计算①对于分子式中某一种原子数相同的混合物，计算该原子数时，不用考虑各混合物的占比，如1molNO2和CO2混合气体中O原子数为2NA。②相对分子质量相同的物质组成的混合物，计算分子总数时，不用考虑各混合物的占比，分子总数N＝×NA，M是相同的摩尔质量。如常温常压下，14g由N2与CO组成的混合气体中，含有的分子数目为0.5NA，含有的原子数目为NA。③最简式相同的物质组成的混合物计算原子总数时，不用考虑各混合物的占比，N(最简式)＝×NA。如甲醛和冰醋酸的最简式都为CH2O，常温常压下，3.0g甲醛和冰醋酸的混合物中含有的N(CH2O)为0.1NA，含有的原子总数为0.4NA。类似的例子还有计算一定质量O2和O3、乙烯和环丙烷、NO2和N2O4的原子数目等。(3)胶体胶体粒子较大，由多个微粒组合而成，如一个Fe(OH)3胶体粒子是由多个Fe(OH)3微粒的集合体吸附一些粒子组成的，故Fe(OH)3胶体粒子数小于Fe(OH)3分子数。【及时训练】2．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。13\n(1)2gDO中含有的质子数、中子数、电子数均为NA。(　√　)(2)78gNa2O2和Na2S的混合物中含有的Na＋数一定为2NA。(　√　)(3)0.6gCaCO3和Mg3N2的混合物中所含质子数为0.3NA。(　√　)(4)28gCO、N2组成的混合气体中原子数目为2NA。(　√　)(5)6.8g熔融的KHSO4中含有0.05NA个阴离子。(　√　)(6)8.4gNaHCO3固体中含有0.1NA个CO。(　×　)(7)常温常压下，丙烯和环丙烷组成的42g混合气体中氢原子的个数为6NA。(　√　)(8)17g—OH与17gOH－所含电子数均为10NA。(　×　)(9)12gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为0.3NA。(　×　)(10)将0.1molFeCl3溶于水中形成胶体后含有胶体粒子的数目为0.1NA。(　×　)(11)常温下，32g含有少量臭氧的氧气中，共含有氧原子2NA。(　√　)3物质的微观结构【突破方法】(1)熟悉一些物质中的化学键的数目，如Si、CH4、P4、CO2等。(2)苯环中不存在碳碳单键和碳碳双键。(3)常用的解题技巧①烃中化学键数目可巧记公式计算。设烃的分子式为CxHy，则化学键总数＝，非极性键总数＝－y＝。②烃的含氧衍生物化学键数目也可用公式计算。设烃的含氧衍生物分子式为CaHbOc，则化学键总数＝。【及时训练】3．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)1mol甲醇中含有的C—H键的数目为4NA。(　×　)(2)标况下，22.4L的苯含有碳碳双键的数目为3NA。(　×　)(3)1mol的CnH2n＋2所含的共用电子对数为(3n＋1)NA。(　√　)(4)相同物质的量的OH－和CH含有相同数目的电子。(　×　)13\n(5)2.24LN2和NH3混合气体中原子间含有的共用电子对数目为0.3NA。(　×　)(6)60gSiO2晶体中含有的硅氧键数为4NA。(　√　)(7)31g白磷中含有的共价键数为1.5NA。(　√　)(8)30g甲醛中含共用电子对总数为4NA。(　√　)(9)12g金刚石中含有的共价键数为4NA。(　×　)(10)12g石墨中含有的共价键数为1.5NA。(　√　)4电解质溶液中粒子数目的计算【突破方法】一般只要求计算电解质溶液中离子数目或浓度时，要考虑“强、弱、非”电解质的相关性质。这类问题需注意：(1)某些离子因为水解，其离子数目或浓度减小，如Cu2＋、NH、CO、ClO－、Fe3＋、S2－等。(2)某些分子因电离程度不同，电离出来的离子数目不同，如CH3COOH、H2S。(3)由物质的量浓度计算微粒时，是否告知了溶液的体积；计算的是溶质所含分子数，这是溶液中的所有分子(应考虑溶剂水)数；不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。(4)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.1mol·L－1，与电解质的组成无关；0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1mol·L－1，与电解质的组成有关。【及时训练】4．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)0.1L3.0mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH的数目为0.3NA。(　×　)(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA。(　×　)(3)0.1mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA。(　×　)(4)25℃时，pH＝13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA。(　×　)(5)1L0.1mol·L－1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA。(　×　)5氧化还原反应中电子转移数目的计算【突破方法】电子转移(得失)数目的问题分析，要做到“三注意”：一要注意是否发生歧化反应，如Cl2与H2O、NaOH发生歧化反应时1molCl2转移1mol电子。二要注意变价元素，如1molFe与足量盐酸反应转移2mol电子，而与足量硝酸反应转移3mol电子。三要注意过量问题，如FeBr2溶液中通入少量Cl2与足量Cl2，转移的电子数是不一样的。13\n要特别注意以下特殊情况(1)可逆反应电子转移数目的计算：如某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目小于0.6NA。(2)涉及与浓酸反应时电子转移数目的计算：如50mL18.4mol/L浓硫酸与足量铜微热反应，随着浓硫酸被稀释，稀硫酸不与铜反应，生成SO2分子数目小于0.46NA，转移电子的数目小于0.92NA。MnO2与浓盐酸的反应也要类似处理。(3)粗铜精炼时，阳极质量减轻64g，转移电子物质的量不一定是2mol。【及时训练】5．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)一定条件下，2.3gNa与足量O2完全反应生成3.6g产物时，失去的电子数大于0.1NA。(　×　)(2)5.6gFe和6.4gCu分别与0.1molCl2完全反应，转移的电子数相等。(　√　)(3)5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA。(　×　)(4)含1molH2SO4的浓硫酸与足量铜反应转移的电子总数为6.02×1023。(　×　)(5)6.4gCu与S完全反应，转移电子数为0.2NA。(　×　)13\n(6)标准状况下，5.6LO2作氧化剂转移电子数一定为NA。(　×　)(7)2.4gMg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2，转移电子数为0.2NA。(　√　)(8)将CO2通过Na2O2，当固体质量增加ag时，反应中转移的电子数为aNA/28。(　√　)(9)1molCl2参加反应转移的电子数一定为2NA。(　×　)(10)用惰性电极电解某水溶液时，消耗1mol水转移电子数为2NA。(　×　)6阿伏加德罗常数应用中的特殊反应【突破方法】一些物质间的变化具有一定的隐蔽性和特殊性，要注意挖掘隐含条件，考虑某些特殊反应的存在。(1)可逆反应不能进行到底2SO2＋O22SO3　2NO2N2O4N2＋3H22NH3　Cl2＋H2OHCl＋HClONH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－均为可逆反应。(2)反应随反应物浓度的减小而自行停止MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2OCu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O必须是浓HCl、浓H2SO4，否则不反应。当MnO2或Cu足量时，酸不能消耗完。(3)Al、Fe常温下遇浓H2SO4、浓HNO3钝化。(4)NH3和Cl2溶于水只有部分与水发生反应。(5)随反应进行，反应原理发生改变浓硝酸与足量金属(先生成NO2，后生成NO)、过量铁与硝酸(先生成Fe3＋，后生成Fe2＋)、浓硫酸与金属活动性顺序中氢前金属(先生成SO2，后生成H2)。【及时训练】6．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2，充分反应后得到NH3分子数为NA。(　×　)(2)标准状况下，2.24LCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA。(　×　)(3)常温下含有NA个NO2、N2O4分子的混合气体，降温至标准状况，其体积小于22.4L。(　√　)13\n(4)标况下，22.4LNO与11.2LO2混合后气体的分子数为2NA。(　×　)(5)某密闭容器中有2molSO2和1molO2，在一定条件下充分反应，转移的电子数为4NA。(　×　)(6)常温下，2.7g铝片投入足量的浓硫酸中，铝失去的电子数为0.3NA。(　×　)(7)100mL10.0mol·L－1浓盐酸与足量MnO2共热反应，生成Cl2分子的数目为0.25NA。(　×　)(8)标准状况下，将2.24LCl2溶于水，可得到HClO分子的数目是0.1NA。(　×　)7物质的量或质量与外界条件【突破方法】给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。【及时训练】7．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)常温常压下，3.2gO2所含的原子数为0.2NA。(　√　)(2)标准状况下，1molH2O所含的氧原子数目为NA。(　√　)(3)常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA。(　√　)1．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．含NA个N2分子和O2分子的混合气体中质子数不可能是15NAB．1L1mol·L－1的CH3COONa溶液中CH3COOH和CH3COO－的总数为NAC．58g分子式为C4H10的有机物中，所含有的甲基数一定为2NAD．NA个CH4分子和NA个Cl2分子在光照下充分反应，被取代的氢原子数为2NA解析：NA个N2分子中含有14NA个质子，NA个O2分子中含有16NA个质子，根据平均值规律，含NA个N2分子和O2分子的混合气体中质子数可能是15NA，A项错误。根据物料守恒可知B项正确。C4H10的结构可能是CH3CH2CH2CH3或CH(CH3)3,58g分子式为C4H10的有机物中，所含有的甲基数介于2NA～3NA之间，C项错误。NA个CH4分子和NA个Cl2分子在光照下充分反应，被取代的氢原子个数为NA，D项错误。答案：B2．设NA表示阿伏加德罗常数的值，N表示粒子数。下列叙述正确的是(　　)A．将CO2通过Na2O2使其增重ag时，反应中转移电子数为13\nB．将1molCl2通入水中，则N(HClO)＋N(Cl－)＋N(ClO－)＝2NAC．2.24LCH4中含有的C—H键数为0.4NAD．常温常压下，3.0g含甲醛(HCHO)的冰醋酸中含有的原子总数为0.4NA解析：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，固体增重56g时转移2mol电子，则固体增重ag时，转移电子数为，A项错误；正确的关系式为2N(Cl2)＋N(HClO)＋N(Cl－)＋N(ClO－)＝2NA，B项错误；没有指明气体所处的温度和压强，不能进行计算，C项错误；甲醛、冰醋酸的最简式都是CH2O，D项正确。答案：D3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．0.5mol/L硫酸溶液中含有的H＋数为NAB．铜粉溶于1L0.5mol/L稀硝酸中，当生成2.24LNO时，溶液中的N原子数为0.4NAC．20gD2O和19gNHD2中含有的电子数均为10NAD．1molCl2溶于水后充分反应，转移的电子数为NA解析：0.5mol/L硫酸溶液中c(H＋)是1mol/L，溶液体积未知，不能计算H＋个数，A错误；2.24LNO不一定处于标准状况下，不能计算其物质的量，B错误；20gD2O和19gNHD2的物质的量均是1mol，其中含有的电子数均为10NA，C正确；氯气与水的反应是可逆反应，1molCl2溶于水后充分反应，转移的电子数小于NA，D错误。答案：C4．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，16gO2和32gO3的混合物中，含有的氧原子数共为3NAB．标准状况下，1molNa2O和1molNa2O2的混合物中，含有的离子总数为7NAC．1molNaBH4中离子键的数目为2NAD．若K35ClO3与H37Cl发生KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应，35Cl失去电子，37Cl得到电子，生成的3molCl2中有1mol35Cl解析：以氧原子为研究对象，48g氧原子的物质的量为3mol，氧原子数为3NA，A正确；1molNa2O中离子总数为3NA,1molNa2O2中离子总数为3NA，二者混合物中的离子总数为6NA，B错误；1molNaBH4中离子键的数目为NA，C错误；K35ClO3与H37Cl的题述反应中，35Cl化合价降低得到电子，37Cl化合价升高失去电子，D错误。答案：A5．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中不正确的是(　　)A．将氯气通入足量氢氧化钠溶液中，当消耗4nmolNaOH时，反应中转移的电子数为4nNAB．4.4g由N2O和CO2组成的混合气体中含0.3NA个原子13\nC．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92kJ·mol－1，当放出热量为9.2kJ时，转移的电子数为0.6NAD．7.8gNa2O2与足量潮湿的CO2反应，转移的电子数为0.1NA解析：将氯气通入足量氢氧化钠溶液中，当消耗4nmolNaOH时，反应中转移的电子数为2nNA，A错误；N2O和CO2的相对分子质量均是44，且均含有3个原子，则4.4g由N2O和CO2组成的混合气体含0.3NA个原子，B正确；反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92kJ·mol－1，当放出热量为9.2kJ时，参加反应的氮气为0.1mol，则转移的电子数为0.6NA，C正确；7.8gNa2O2的物质的量是0.1mol，与足量潮湿的CO2反应，转移的电子数为0.1NA，D正确。答案：A6．用NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)A．3.0g由葡萄糖和冰醋酸组成的混合物中含有的原子总数为0.3NAB．1L0.1mol·L－1NH4Cl溶液中含有的氮原子数小于0.1NAC．用铅蓄电池电解氯化钠溶液，得到标准状况下22.4L氢气时，理论上铅蓄电池中消耗H＋数目为4NAD．氢气与氯气反应生成标准状况下22.4L氯化氢，断裂化学键的总数为2NA解析：葡萄糖和冰醋酸的最简式均为CH2O，则3.0g由葡萄糖和冰醋酸组成的混合物中含有的原子总数为0.4NA，故A错误；根据物料守恒，1L0.1mol·L－1NH4Cl溶液中含有的氮原子数为0.1NA，故B错误；用铅蓄电池电解氯化钠溶液，得到标准状况下22.4L(即1mol)氢气时，电路中转移2mole－，铅蓄电池放电时的总反应方程式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，理论上铅蓄电池的正负极共消耗H＋数目为4NA，故C正确；氢气与氯气反应生成标准状况下22.4L(即1mol)氯化氢时，断裂化学键的总数为NA，故D错误。答案：C13