专题二　化学常用计量及其应用

这是一份专题二　化学常用计量及其应用，共60页。PPT课件主要包含了再研真题，预判考情等内容，欢迎下载使用。
专题二　化学常用计量及其应用
1 高考真题·导航
2 必备知识·整合
3 关键能力·突破
4 预测精练·提能
2．(2020·全国卷Ⅲ·9)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B．1 ml重水比1 ml水多NA个质子C．12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子D．1 L 1 ml·L－1 NaCl溶液含有28NA个电子
5．(2019·全国卷Ⅰ，27(5))采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________________。
NH4Fe(SO4)2·12H2O　
高考要求能根据粒子的物质的量、数目、气体体积之间的相互关系进行有关计算。预测2022年高考仍会围绕NA、Vm的应用范围设置陷阱，同时又隐含对物质的组成与结构、氧化还原反应、弱电解质的电离、可逆反应、盐类的水解等知识的考查，重要命题角度有：
(1)求粒子数目；(2)求共价键数；(3)求混合物中指定粒子数目；(4)求电子转移数目等等。同时还要注意有关滴定计算的考查会出现在化工流程中考查产品产率及纯度的计算或以填空题考查多步反应的计算；有关化学平衡常数、转化率的计算会在综合题中应用阿伏加德罗定律结合“三段式”进行计算。
1．有关阿伏加德罗常数试题的常设“陷阱”(1)气体摩尔体积的运用条件：考查气体时经常给定非标准状况下，如25 ℃、1.01×105 Pa气体体积，让考生用22.4 L·ml－1进行换算，误入陷阱。(2)物质的聚集状态：22.4 L·ml－1适用对象是气体(包括混合气体)。命题者常用在标准状况下呈非气态的物质来迷惑考生，如H2O、CCl4、辛烷、汽油、SO3、C6H6、HF。但注意含四个碳以下的烃、甲醛、一氯甲烷是气体。
(2)物质的量浓度计算的两大规律①质量守恒定律a．化学反应前后，反应物和生成物的质量相等。b．稀释前后，溶质的质量(或物质的量)不变。②电荷守恒规律溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
角度　气体摩尔体积的适用条件　　　　　(2021·重庆模拟)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，20 g 2H2O含有氧原子数为NAB．标准状况下，44.8 L CS2含有的分子数为2NAC．标准状况下，33.6 L一氯甲烷和二氯甲烷混合物中含有原子的数目为5NAD．1.12 L Cl2通入水中发生反应，转移的电子数为0.1 NA
【解析】　2H2O的相对分子质量为2×2＋16＝20，20 g 2H2O的物质的量为1 ml，含有NA个氧原子，A正确；标况下CS2不是气体，不能用22.4 L/ml计算其物质的量，B错误；常温常压下，二氯甲烷是液体，不能用标况下的气体摩尔体积计算，C错误；没有指明为标准状况，无法计算1.12 L Cl2的物质的量，则无法计算转移的电子数，D错误。
气体摩尔体积使用条件考查的解题方法注意气体摩尔体积的使用条件，注重“两看”，排除干扰。一看：气体是否处于标准状况(0 ℃、101 kPa)。二看：标准状况下，物质是否是气态。常见干扰物质：①无机物Br2、SO3、H2O、HF等；②有机物中碳原子数大于4的烃，如苯、己烷等；③有机物中烃的衍生物CCl4、氯仿、乙醇等(CH3Cl、HCHO为气体)。
〔类题通关〕1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NAB．标准状况下，22.4 L SO2中含有的SO2分子数为NAC．常温常压下，35.5 g氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NAD．常温常压下，22.4 L NO2和CO2的混合气体含有的氧原子数为2NA
【解析】　A项，标准状况下苯是液体，无法计算物质的量，错误；B项，标准状况下，22.4 L SO2的物质的量是1 ml，分子数为NA，正确；C项，35.5 g氯气的物质的量是0.5 ml，转移电子数为NA，错误；D项，常温常压下，22.4 L气体的物质的量不是1 ml，错误。
2．(2021·漳州模拟)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)A．2.3 g金属钠与氧气完全反应生成Na2O与Na2O2的混合物，转移的电子数目为0.1NAB．常温常压下，等物质的量的N2和CO所含的分子数均为NAC．1 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数等于NAD．标准状况下，2.24 L CCl4中含有的C—Cl键数为0.4NA
【解析】　2.3 g金属钠的物质的量是0.1 ml，按得失电子数守恒，与氧气完全反应生成Na2O与Na2O2的混合物，转移的电子数目为0.1 NA，A正确；常温常压下，等物质的量的N2和CO所含的分子数相等，当物质的量是0.1 ml时分子数目才各自为NA，B不正确；1 ml CH4与Cl2在光照下发生取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等，则按原子数守恒可知CH3Cl分子数小于NA，C不正确；标准状况下，四氯化碳为液体，2.24 L CCl4中含有的C—Cl键数原大于0.4 NA，D不正确。
角度　物质的微观组成与结构　　　　　(2021·成都模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．30 g C2H6中含有极性共价键的数目为7NAB．12 g金刚石中含有化学键的数目为4NAC．P4分子的空间构型为正四面体形，因此1 ml P4分子中含有4NA个共价键D．7.8 g Na2S和Na2O2的混合物中，含有阴离子的数目为0.1NA
常见物质的组成和结构考查的解题方法记常见物质组成和结构，突破陷阱。(1)记常见微粒(分子、原子、质子、中子、电子、电荷等)的数目，如Ne(稀有气体均为单原子分子)、H2O和D2O、CH4、—OH和OH－(质子数相同电子数不同)。
(2)记常见物质中所含化学键的数目，如几种常见物质化学键数目：
(3)记摩尔质量相同的物质，如N2、CO和C2H4等。(4)记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、单烯烃和环烷烃等。等质量的乙烯和丙烯所含原子数、碳原子数、氢原子数、共用电子对数分别相等，但分子数、物质的量、相同状况下体积均不同。
〔类题通关〕1．(2021·连云港模拟)NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．10 g CaCO3和KHCO3的固体混合物所含阳离子大于0.1NAB．30 g二氧化硅中含有化学键的数目为NAC．1 ml Na被完全氧化生成Na2O，失去NA个电子D．1 L 1 ml/LCH3COONa溶液中含有CH3COO－的数目为NA
【解析】　CaCO3和KHCO3的摩尔质量均为100 g/ml，则10 g CaCO3和KHCO3的固体混合物的物质的量为0.1 ml，又由于CaCO3和KHCO3均为离子化合物，其阴阳离子之比为1∶1，则10 g CaCO3和KHCO3的固体混合物所含阳离子等于0.1NA，故A错；二氧化硅的摩尔质量为60 g/ml,30 g二氧化硅的物质的量为0.5 ml，由于1 ml二氧化硅在含4 ml硅氧键，所以30 g二氧化硅中含有化学键的数目为2NA，故B错；
1 ml Na被完全氧化生成0.5 ml Na2O，转移的电子总数为NA，故选C；CH3COONa强碱弱酸盐，CH3COONa的水溶液中有部分CH3COO－会水解生成CH3COOH，从而1 L1 ml/L CH3COONa溶液中含有CH3COO－的数目应小于NA，故D错。
角度　氧化还原反应中转移电子数目 　　　　(2021·柳州模拟)NA是阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．23 g Na在氧气中充分燃烧生成Na2O2，转移电子数为2NAB．5.6 g Fe与足量稀硝酸反应，转移电子的数目为0.3NAC．1 ml FeBr2与22.4 Cl2完全反应时转移的电子数为2NAD．一定条件下，0.1 ml铁与足量水蒸气充分反应，转移的电子数为0.3NA
〔类题通关〕(2021·攀枝花模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．0.5 ml O2与一定量的Na完全反应，转移的电子数一定为2.0NAB．0.1 ml Fe和0.1 ml氯气充分反应，转移的电子数为0.3NAC．将6.72 L(标准状况)氯气溶于水中，转移的电子数为0.3NAD．反应2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2中，每生成0.2 ml SO2，转移的电子数为1.2NA
审准题目“要求”，是突破该类题目的关键(1)溶液中是否有“弱粒子”，即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”，如1 L 1 ml·L－1的乙酸或1 L 1 ml·L－1乙酸钠溶液中CH3COO－数目均小于NA。(2)题目中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。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c(H＋)＝0.1 ml·L－1，与电解质的组成无关；0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液，c(OH－)＝0.1 ml·L－1，与电解质的组成有关。
2．NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．常温常压下，11.2 L SO2含有的氧原子数小于NAB．0.1 ml Na2O2和Na2O的混合物中含有的离子总数等于0.4NAC．10 g质量分数为34%的H2O2溶液含有的氢原子数为0.2NAD．100 mL 0.1 ml/L醋酸中含有的醋酸分子数是0.01NA
角度　隐含可逆反应的判断 　　　　(2021·武汉模拟)已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．标准状况下，11.2 L O2和22.4 L NO在密闭容器中充分混合后，气体分子总数小于NAB．7.1 g Cl2与足量的水反应转移的电子总数为0.1NAC．100 mL 0.1 ml·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液中含有的Fe2＋数目为0.01NAD．一定条件下，1 ml N2与4 ml H2反应生成的NH3分子数为2NA
【解析】　标准状况下，11.2 L O2和22.4 L NO在密闭容器中充分混合后生成22.4 L NO2，但由于二氧化氮可以转化为四氧化二氮，所以气体分子总数小于NA，A正确；Cl2与水的反应为可逆反应，7.1 g Cl2与足量水反应转移的电子总数小于0.1NA，B错误；亚铁离子能够微量水解，所以100 mL 0.1 ml·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液中含有的Fe2＋数目小于0.01NA，C错误；氮气和氢气合成氨为可逆反应，即使氢气过量，1 ml氮气也不能完全转化为氨气，因此1 ml N2与4 ml H2反应生成的分子数小于2NA，D错误。
2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．2 ml SO2和1 ml O2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NAB．100 g 17%的氨水溶液中含有的NH3分子数为NAC．标准状况下，44.8 L NO与22.4 L O2反应后的分子数小于2NAD．标准状况下，0.1 ml Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
角度　溶液的配制及误差分析 　　　　(高考题组合)下列说法中正确的是_______。(1)称取KMnO4固体0.158 g，放入100 mL容量瓶配制浓度为0.010 ml·L－1 KMnO4溶液(2)配制0.400 0 ml·L－1的NaOH溶液：称取4.0 g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250 mL容量瓶中定容
(3)称取2.0 g NaOH固体，先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体。(4)向容量瓶转移液体时，导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁(5)用pH＝1的盐酸配制100 mL pH＝2的盐酸所需全部玻璃仪器有100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管(6)用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴定管吸出多余液体。
【解析】　(1)不能在容量瓶中溶解溶质，错误；(2)应待溶液冷却至室温再转移入容量瓶中，错误；(3)NaOH固体应该放在烧杯中称量，错误；(4)向容量瓶转移液体时，导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁，但应该靠在刻度线下方，正确；(5)缺少量筒，错误；(6)加水超过刻度线，实验失败，应该重新配制，错误。
〔类题通关〕1．(2021·潍坊模拟)下列实验误差分析错误的是(　　)A．滴定前滴定管内无气泡，终点读数时有气泡，所测体积偏小B．用容量瓶配置溶液，定容时俯视刻度线，所配溶液浓度偏小C．用湿润的pH试纸测稀碱液的pH，测定值偏小D．测定中和反应的反应热时，将碱液缓慢倒入酸中，所测温度值偏小
【解析】　读数偏大，所测体积偏小，A正确；定容时俯视刻度线，加入的水小于正常值，所配溶液浓度偏大，B错误；湿润pH试纸测稀碱液的pH，相当于稀释碱液，测定值偏小，C正确；测定中和反应的反应热时，将碱液缓慢倒入酸中，有热量的损失，所测温度值偏小，D正确。
2．下列说法中正确的是(　　)A．移液时应该用玻璃棒引流，且玻璃棒的下端应该靠在刻度线上方B．配制1 L 0.1 ml·L－1的NaCl溶液时，用托盘天平称量5.85 g NaCl固体C．用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 ml·L－1)通常需要用烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶等仪器D．用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时，若溶解后立即移液、定容，所得溶液浓度偏高
【解析】　引流时玻璃棒的下端应该靠在刻度线下方，以防刻度线上方残留有液体，A错误；托盘天平读数时只能保留一位小数，B错误；因为是配制体积比浓度溶液，所以不需要容量瓶，C错误；浓硫酸溶于水放热立即移液定容，液体是热的，冷却后正常体积减小，浓度增大，D正确。
0.48 ml·L－1　
角度　关系式法在滴定计算中的应用 　　　(2017·全国卷Ⅱ，28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：Ⅰ．取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。
回答下列问题：(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是__________________________________________________。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为____________________ ________________。
使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差　
O2＋2Mn(OH)2===　
(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a ml·L－1 Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为_____________；若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏______(填“高”或“低”)。
【解析】　(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。(3)由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和二氧化碳等，且能杀菌。
(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准液体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。
利用关系式法解答连续反应类计算题(1)应用原理关系式是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子。在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间“量”的关系。
〔类题通关〕(2021·盐城模拟)过碳酸钠是一种有多用途的新型氧系漂白剂，化学式可表示为aNa2CO3·bH2O2。现将一定质量的过碳酸钠粉末溶于水配成稀溶液，再向其中加入适量MnO2粉末，充分反应后生成672 mL气体(标准状况)。反应后的混合物经过滤、洗涤后，将滤液和洗涤液混合并加水配成100 mL溶液A。现向三份体积为10 mL、浓度为c ml/L的稀硫酸中分别逐滴滴入溶液A，边滴边振荡，充分反应后，测得实验数据如下表所示：
(1)计算稀硫酸的物质的量浓度_____________。(2)通过计算确定过碳酸钠的化学式____________________。
2Na2CO3·3H2O2　
角度　热重分析计算 　　　　在空气中加热C(OH)2，使其转化为钴的氧化物。加热过程中，固体质量与温度的关系如图所示。
【对点析图】　加热过程中，C守恒，即整个过程中C的物质的量不变。
(1)300 ℃时残留固体的成分为________, 900 ℃时残留固体的成分为__________。(2)通过计算求出500 ℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。
1．(2021·河北适应性测试)NA是阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是(　　)A．1 ml氮气分子中含有π键的数目为2NAB．1 ml氩气分子中含有原子的数目为NAC．1 ml氯化钠中含有Na＋的数目为NAD．1 ml白磷中含有P—P共价键的数目为4NA
【解析】　一个氮气分子中含有一个氮氮三键，三键中有一个σ键，两个π键，所以1 ml氮气分子中含有π键的数目为2NA，A正确；氩气分子为单原子分子，所以1 ml氩气分子中含有原子的数目为NA，B正确；氯化钠的化学式为NaCl，所以1 ml氯化钠中含有Na＋的数目为NA，C正确；白磷为P4，P4分子为正四面体结构(四个P原子分别位于顶点)，一个分子中含有6个P—P键，所以1 ml白磷中含有P—P共价键的数目为6NA，D错误；综上所述答案为D。
3．(2021·宝鸡模拟)下列表述正确的是(　　)A．22.4 L HCl溶于水制得1 L盐酸时，其浓度为1 ml·L－1B．1 L 0.3 ml·L－1的CuCl2溶液中含有Cu2＋和Cl－的总物质的量为0.9 mlC．在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中，如果c(Na＋)＝c(SO)，则c(K＋)＝c(Cl－)D．10 ℃时，100 mL KCl饱和溶液蒸发掉5 g水，冷却到10 ℃时，它仍为饱和溶液
(1)CaO2的电子式为___________________。(2)写出甲装置中反应的化学方程式____________________________ _______________________。(3)仪器A的名称为____________；仪器B的作用是__________。(4)乙中反应温度需控制在0 ℃左右的原因是该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O的产率和____________________。(5)反应结束后，分离提纯CaO2·8H2O的过程中，洗涤的操作为____________________________________________________________。
向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次　
Ⅱ．制得产品并定量检测(6)CaO2·8H2O脱水干燥即得CaO2产品。经检测知某CaO2产品中含有CaO2·xH2O和CaO，已知CaO2·xH2O受热分解有CaO、O2和H2O生成。①称取3.248 g产品，加热，在标准状况下生成268.8 mL气体。②另取等量产品，溶于适量的稀盐酸后，加入足量的Na2CO3溶液得到沉淀2.80 g，则该产品中CaO2·xH2O的x值为_____。
(4)乙中反应温度需控制在0 ℃左右的原因是该反应是放热反应，温度低，可以降低八水过氧化钙的溶解度，便于晶体析出，提高八水过氧化钙的产率，同时也能减少过氧化氢分解，提高过氧化氢的利用率；(5)洗涤八水过氧化钙的操作为向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次即可；
5．CrO3主要用于电镀工业，做自行车、仪表等日用五金电镀铬的原料。CrO3具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示。
请回答下列问题：(1)B点时剩余固体的化学式是__________。(2)加热至A点时反应的化学方程式为_______________________ 。