2022届高考一轮复习 第1章 化学计量在实验中的应用 第1讲 物质的量摩尔质量

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第一章　化学计量在实验中的应用[考纲解读]　1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)的含义。2.了解摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。3.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行相关计算。4.理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。5.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。第1讲　物质的量　­­摩尔质量1.物质的量(1)含义：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为摩尔(mol)。(2)数值：1 mol任何微粒所含有的微粒数与0.012 kg 12C所含的碳原子个数相等。2．阿伏加德罗常数(1)概念：1 mol任何粒子所含的微粒数，符号为NA，通常用6.02×1023 mol－1表示。(2)物质的量、微粒数(N)与阿伏加德罗常数的关系为n＝。3．摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号：M，单位：g/mol。(2)数值：当微粒的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。(3)关系：物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n＝。 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量。(×)错因：摩尔是“物质的量”的单位，不是物理量。(2)H2O的摩尔质量与它的相对分子质量相等。(×)错因：H2O的摩尔质量是18_g·mol－1，数值上等于H2O的相对分子质量。(3)1 mol SO的质量是96 g·mol－1。(×)错因：1_mol_SO的质量为96_g。(4)2 mol HCl的摩尔质量是1 mol HCl的摩尔质量的2倍。(×)错因：HCl的摩尔质量为36.5_g·mol－1，与HCl的物质的量无关。(5)1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧。(×)错因：“2_mol氢，1_mol氧”这种表示方法是错误的，没有指明是原子或分子。(6)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(×)错因：组成物质的微粒有原子、离子和分子。(7)NA个H3PO4分子的质量就是H3PO4的摩尔质量。(×)错因：NA个H3PO4分子的质量是1 mol H3PO4的质量，其单位是“克”，而H3PO4的摩尔质量的单位是“g/mol”。　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2．教材改编题(据人教必修一P17T2)在0.5 mol Na2SO4中含有离子和氧原子的物质的量分别是(　　)A．1.5 mol　0.5 mol  B．1.5 mol　2 molC．0.5 mol　4 mol  D．1 mol　2 mol答案　B
考点一　物质的量　阿伏加德罗常数　摩尔质量的含义    [解析]　A项，摩尔质量的单位为g·mol－1；B项，6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为1 mol，质量为60 g，正确；C项，1 mol物质的质量在数值上等于摩尔质量，质量的单位为g；D项，6 g偏二甲肼的物质的量为＝0.1 mol，分子数为0.1NA。[答案]　B1．物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量。其描述对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物体。(如：不能写为：1 mol大米粒，3 mol氧元素等。)2．物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一，而摩尔是物质的量的单位。3．摩尔质量、相对分子(原子)质量、1 mol物质的质量，三者是三个不同的物理量，具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18 g·mol－1，H2O的相对分子质量为18，1 mol H2O的质量为18 g。4．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的变化而变化。　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列说法中正确的是(　　)A．摩尔是可以把物质的质量与微观粒子数联系起来的一个基本物理量B．0.012 kg 12C中所含的碳原子数为NAC．物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量D．1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子答案　B解析　A错误，物质的量是把物质的质量与微粒数目联系起来的物理量；C错误，摩尔质量与相对分子(原子)质量的关系是：当摩尔质量以“g·mol－1”为单位时，数值上等于其相对分子(原子)质量；D错误，物质的组成微粒还可以是分子或离子。2．下列说法正确的是(　　)A．1 mol氯含有6.02×1023个微粒B．阿伏加德罗常数的数值约等于6.02×1023C．钠的摩尔质量等于它的相对原子质量D．H2O的摩尔质量是18 g答案　B解析　A项，没有指明微粒的种类，错误；C项，摩尔质量与相对原子质量在数值上相等，单位不同，错误；D项，H2O的摩尔质量为18 g/mol，错误。考点二　微粒数与相关物理量的计算      [解析]　1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。24 g镁和27 g铝物质的量都是1 mol，所以24 g镁含有的质子数为12NA,27 g铝含有的质子数为13NA，A错误。设氧气和臭氧的质量都是x g，则氧气(O2)的物质的量为 mol，臭氧(O3)的物质的量为 mol，所以两者含有的氧原子分别为×2＝ mol和×3＝ mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，B正确。重水为H2O，其中1个H含有1个中子，1个O含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1 mol重水含有10 mol中子。水为H2O，其中H没有中子，O含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1 mol水含有8 mol 中子。两者的中子数之比为10∶8＝5∶4，C错误。乙烷(C2H6)分子中有6个C—H键和1个C—C键，所以1 mol乙烷有7 mol共价键。乙烯(C2H4)分子中有4个C—H键和1个C===C，所以1 mol乙烯有6 mol共价键，D错误。  [答案]　B 所求微粒数目的计算方法 如：32 g O3所含的分子数为NA＝NA；所含的原子数为：NA×3＝2NA；所含的质子数为：NA×24＝16NA。3．一种有机磷杀虫剂的分子式为C4H7Cl2O4P，下列关于该杀虫剂的说法正确的是(　　)A．1 mol该杀虫剂的质量为221 g·mol－1B．该杀虫剂的摩尔质量等于其相对分子质量C．11.05 g该杀虫剂中含有的原子总数为0.9NAD．含有6.02×1023个碳原子的该杀虫剂物质的量为1 mol答案　C4．(2019·广东汕头高三期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是(　　)A．5.6 g铁与足量硫加热充分反应转移电子数为0.2NAB．1 mol苯分子中含有的碳碳双键数为3NAC．在0.1 mol NaHSO4晶体中阳离子与阴离子总数为0.3NAD．6.2 g白磷分子中含P—P键为0.2NA答案　A解析　Fe与S反应生成FeS，Fe的化合价变为＋2价，5.6 g铁物质的量是0.1 mol,1 mol铁失去2 mol电子，所以0.1 mol铁反应转移的电子数为0.2NA，A正确；苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键，无碳碳双键，B错误；NaHSO4晶体由Na＋和HSO构成，0.1 mol NaHSO4中含离子总数为0.2NA，C错误；白磷分子是正四面体结构，1个分子中含有6个P—P共价键，6.2 g白磷(分子式为P4)的物质的量是0.05 mol，分子中含有P—P共价键0.3 mol，含P—P键数目为0.3NA，D错误。 　　建议用时：40分钟　　　满分：100分　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、选择题(每题6分，共72分)1．下列对于“摩尔”的理解正确的是(　　)A．摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量B．摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来C．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为molD．国际上规定，0.012 kg碳中所含有的碳原子数目约为6.02×1023答案　C解析　A项，物质的量是国际科学界建议采用的一种物理量，单位是摩尔，错误；B项，联系物质的宏观数量与微观粒子数量的是物质的量，而摩尔是物质的量的单位，错误；D项，0.012 kg 12C中所含有的碳原子数目约为6.02×1023，错误。2．下列关于阿伏加德罗常数的说法不正确的是(　　)A．6.02×1023就是阿伏加德罗常数B．0.012 kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数C．阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 molD．1 mol NH3所含原子数约是2.408×1024答案　A解析　化学上以0.012 kg 12C所含碳原子数作为1 mol任何微粒所含微粒数的基准，即0.012 kg 12C中所含的碳原子个数即为阿伏加德罗常数(NA)，NA的近似值为6.02×1023。1 mol NH3分子中含有1 mol氮原子和3 mol氢原子，共4 mol原子，4 mol原子的个数约是4 mol×6.02×1023 mol－1＝2.408×1024。3．下列关于摩尔质量的说法中，正确的是(　　)A．水的摩尔质量是18 gB．2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍C．任何物质的摩尔质量都等于它的相对原子(或分子)质量D．水的摩尔质量是氢气的摩尔质量的9倍答案　D解析　摩尔质量的单位是g/mol，水的摩尔质量是18 g/mol，A错误；摩尔质量是定值，不随物质的物质的量的改变而改变，B错误；摩尔质量的单位是g/mol，相对分子质量或相对原子质量的单位是“1”，所以摩尔质量(以g/mol为单位时)和相对分子质量或相对原子质量只是数值相同，C错误；水的摩尔质量是18 g/mol，氢气的摩尔质量是2 g/mol，所以水的摩尔质量是氢气的摩尔质量的9倍，D正确。4．1 g N2含a个分子，则阿伏加德罗常数可表示为(　　)A. mol－1  B．a mol－1C．28a mol－1   D. mol－1答案　C解析　1 g N2含a个分子，则×NA＝a，解得NA＝28a mol－1，故C正确。5．下列说法中，正确的是(　　)A．KOH的摩尔质量是56 gB．一个碳原子的质量就是其相对原子质量C．硫原子的摩尔质量就是硫的相对原子质量D．22 g CO2中含有的氧原子的物质的量为1 mol答案　D解析　摩尔质量的单位应是g·mol－1，而不是g，故A错误；碳原子的相对原子质量是指一个碳原子质量除以一个12C原子质量的所得的值，故B错误；摩尔质量和相对原子质量是两个不同的物理量，具有不同的单位，故C错误；n(CO2)＝＝＝0.5 mol，n(O)＝0.5 mol×2＝1 mol，故D正确。6．在0.5 mol Na2CO3中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是(　　)A．1.5NA　2 mol  B．1.5NA　32 gC．3.01×1023　4 mol  D．1.5NA　24 g答案　D解析　0.5 mol Na2CO3中含有的离子数为0.5×3NA＝1.5NA，含氧原子的物质的量为0.5 mol×3＝1.5 mol，质量为1.5 mol×16 g·mol－1＝24 g。7．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　)A．2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1NAB．2 g氢气中含有的原子数为NAC．1 mol Al3＋含有核外电子数为3NAD．17 g氨气中含有的电子数为10NA答案　D解析　1 mol Mg变成Mg2＋时失去2 mol电子，2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol,2.4 g Mg应失去0.1×2 mol电子，即失去的电子数为0.2NA，A错误；2 g氢气的物质的量为1 mol，含有2 mol H原子，原子个数为2NA，B错误；1个Al3＋含13个质子，核外有10个电子，1 mol Al3＋含有的核外电子数为10NA，C错误；17 g NH3的物质的量为1 mol，含有的电子数为10NA，D正确。8．下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。下列关于1 mol CH3COOK的叙述正确的是(　　)A．1  mol  CH3COOK含有1 mol钾元素B．CH3COOK的摩尔质量为98 gC．1 mol CH3COOK含有2 mol氧D．1 mol CH3COOK约含有3×6.02×1023个H答案　D解析　元素是一个宏观概念，A错误；CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol－1，B错误；“2 mol氧”中“氧”指代不明，C错误；1 mol CH3COOK含有3 mol H，所以1 mol CH3COOK约含有3×6.02×1023个H，D正确。9．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．1 mol Na2O2与SO2完全反应时转移电子数为NAB．18 g重水(D2O)所含的电子数为10NAC．0.5 mol NH4HSO4晶体中，含有H＋数目约为0.5NAD．常温常压下，3 g HCHO和CH3COOH的混合物中含有0.4NA个原子答案　D解析　Na2O2＋SO2===Na2SO4,1 mol Na2O2完全反应时转移2 mol电子，A错误；18 g重水(D2O)所含电子的物质的量为×10<10 mol，B错误；NH4HSO4晶体中，只有阳离子(NH)和阴离子(HSO)，不含H＋，C错误；HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O，故3 g HCHO和CH3COOH的混合物含有的原子为4×＝0.4 mol，D正确。10．某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是(　　)①该硫原子的相对原子质量为　②m g该硫原子的物质的量为 mol　③该硫原子的摩尔质量是aNA g④a g 该硫原子所含的电子数为16NAA．①③  B．②④ C．①②  D．②③答案　C解析　①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的，即，正确；②m g该硫原子的个数为，其物质的量为 mol，正确；③该硫原子的摩尔质量是aNA g/mol，不正确；④一个硫原子所含电子数为16，a g 该硫原子的个数为1个，所含电子数为16，不正确。11．下列说法中正确的是(　　)A．摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位B．阿伏加德罗常数是12 kg 12C中含有的碳原子数C．1 mol H2O分子中含有10 mol电子D．一个NO分子的质量是a g，一个NO2分子的质量是b g，氧原子的摩尔质量是(b－a) g·mol－1答案　C解析　摩尔是物质的量的单位而不是质量的单位，A错误；阿伏加德罗常数是12 g 12C中含有的碳原子数目，而不是12 kg 12C中含有的碳原子数目，B错误；1个H2O分子中含有10个电子，故1 mol H2O分子中含有10 mol电子，C正确；(b－a) g是1个氧原子的质量，D错误。12．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述不正确的是(　　)A．常温常压下，30.0 g氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NAB．标准状况下，33.6 L乙烯与乙炔的混合物中含有碳原子的数目为3NAC．50 mL 12 mol·L－1浓盐酸与足量二氧化锰共热反应，生成Cl2分子的数目为0.15NAD．某密闭容器中0.1 mol Na2O2和0.1 mol CO2充分反应，转移电子的数目为0.1NA答案　C解析　30.0 g氟化氢的物质的量为30.0 g÷20 g·mol－1＝1.5 mol，含有氟原子的数目为1.5NA，故A正确；标准状况下，33.6 L乙烯与乙炔的混合气体的物质的量为1.5 mol，且1个乙烯或乙炔分子中均含有2个碳原子，则混合物中含有碳原子的数目为3NA，故B正确；50×10－3 L×12 mol·L－1＝0.6 mol，0.6 mol HCl与二氧化锰完全反应共生成0.15NA个Cl2分子，但浓盐酸在反应的过程中会变稀，而稀盐酸不与二氧化锰反应，导致浓盐酸不能完全反应，所以生成Cl2分子的数目小于0.15NA，故C错误；根据化学反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,0.1 mol Na2O2和0.1 mol CO2充分反应，转移电子的数目为0.1NA，故D正确。二、非选择题(共28分)13．(14分)将含有2.05 g某高价含氧酸的钙盐溶液A与含1.20 g碳酸盐的溶液B混合，恰好完全反应，生成1.25 g白色沉淀C。将滤去沉淀C的滤液蒸发，得到白色固体D，继续加热D，D分解生成两种气态物质的混合物，在0 ℃、1.01×105 Pa下，体积变为0.56 L，得到0.90 g液态水和一种气态氧化物R2O。试回答下列问题：(1)白色沉淀C的物质的量为________mol。(2)A的摩尔质量为________，B的摩尔质量为________。(3)R2O与H2O的物质的量之比为________，生成D的质量为________，D的摩尔质量为________，R2O的相对分子质量为________，R2O的化学式是________。(4)写出A和B混合的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)0.0125　(2)164 g·mol－1　96 g·mol－1(3)1∶2　2 g　80 g·mol－1　44　N2O(4)Ca(NO3)2＋(NH4)2CO3===CaCO3↓＋2NH4NO3解析　由A＋B===C＋D知，C为CaCO3，D分解产生两种物质H2O和R2O，故D是一种含三种元素的含氧酸盐，该盐只能是NH4NO3，分解生成的R2O为N2O。A为Ca(NO3)2，B为(NH4)2CO3。(1)C的物质的量为1.25 g÷100 g·mol－1＝0.0125 mol。(3)n(N2O)＝＝0.025 mol，n(H2O)＝＝0.05 mol，故N2O与H2O的物质的量之比为1∶2。14．(14分)如下图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到以下实验结果：实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：(1)X气体是由________和________元素组成的。(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时的温度和压强计算1 mol X气体的体积是24000 mL，则X的摩尔质量是__________________。(3)通过计算，确定X的分子式为________。(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)：________________________________________________。答案　(1)氮　氢　(2)32 g·mol－1　(3)N2H4　(4)N2H4＋2CuON2＋2H2O＋2Cu解析　由题意可知，在实验时的温度和压强下，1 mol X气体的体积是24000 mL，则反应消耗的X气体的物质的量为0.01 mol，CuO的物质的量为＝0.02 mol，N2的物质的量为＝0.01 mol，根据氧原子守恒，H2O的物质的量为0.02 mol，则X中含有H原子的物质的量为0.04 mol，N原子的物质的量为0.02 mol，X气体是由N和H组成的，0.01 mol X分子中含有0.02 mol N,0.04 mol H，因此分子式为N2H4。