2023新教材高考化学二轮专题复习专题2化学计量及其应用

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专题二化学计量及其应用真题研练·析考情【真 题 研 练】1.[2022·辽宁卷]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．1.8 g 18O中含有的中子数为NAB．28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NAC．标准状况下，22.4 L HCl气体中H＋数目为NAD．pH＝12的Na2CO3溶液中OH－数目为0.01NA2．[2022·海南卷]在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L－1 HCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．反应转移电子为0.1 molB．HCl溶液中Cl－数为3NAC．2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NAD．反应生成标准状况下气体3.36 L3．[2022·全国甲卷]NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．25 ℃，101 kPa下，28 L氢气中质子的数目为2.5NAB．2.0 L 1.0 mol·L－1 AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NAC．0.20 mol苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NAD．电解熔融CuCl2，阴极增重6.4 g，外电路中通过电子的数目为0.10NA4．[2021·河北卷]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)A．22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NAB．1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应，生成的碘化氢分子数小于2NAC.电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73 g，则转移电子数为NAD．1 L 1 mol·L－1溴化铵水溶液中与H＋离子数之和大于NA   【考情分析】考点考向预测阿伏加德罗常数综合考查气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的理解关于物质的量的考查，一般不会发生大的变化，还是以阿伏加德罗常数的正误判断为主。题给条件、考点设置也不会出现太大的变化，但命题形式有可能会出现利用化学方程式的计算，特别是新高考卷，可能会涉及晶体和有机化合物的组成和结构。微粒结构的分析溶液中微粒数目判断化学反应进行程度的判断及应用化学反应中转移电子数目的判断溶液的配制及物质的量浓度的简单计算溶液配制过程中的仪器选择及基本操作误差分析物质的量浓度的简单计算   核心突破·提能力考点1　阿伏加德罗常数的综合应用【核 心 梳 理】1.高考常涉及的关于NA的命题角度总结考查方向涉及问题物质状态在标准状况下非气态物质。如H2O、HF、苯、己烷、CHCl3、CCl4、酒精、SO3、辛烷等物质结构一定物质的量的物质中含有的微粒(分子、原子、电子、质子等)数，如Na2O2；或一些物质中的化学键数目，如CH4、P4等氧化还原反应电子转移(得失)数目和方向，如Na2O2、NO2、Cl2与H2O反应；电解AgNO3溶液；Cu与S反应；Fe失去电子数(可能是2e－，也可能是3e－)电离、水解弱电解质的电离，可水解的盐中的离子数目多少的判断。如1 L 1  mol·L－1 Na2CO3溶液中数目小于NA，因为会部分水解隐含的可逆反应　常见的可逆反应(如2NO2⇌N2O4)、弱电解质的电离平衡等摩尔质量特殊物质的摩尔质量，如D2O、18O2、H37Cl单质的组成　单质的组成除常见的双原子分子(如H2、Cl2、N2)外还有单原子分子(惰性气体，如He、Ne等)、三原子分子，如O3，甚至有四原子分子，如P42.正确判断有关阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”第一步：查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提(1)当物质是气体时，应查看所给条件是不是标准状况(见体积想条件)。(2)当条件是标准状况时，应查看所给物质在标准状况下是不是气体(见物质想状态)。第二步：分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提(1)已知某种物质的质量或物质的量时，则这些数据不受外界条件的限制。(2)已知数据是体积时，要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体。(3)已知数据是物质的量浓度或pH时，要关注考题是否给出了溶液的体积。第三步：准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提(1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系。(2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。  【典 题 精 研】考向阿伏加德罗常数的综合考查例1[2021·全国甲卷]NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)A．18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NAB．3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NAC．32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NAD．1 L pH＝4的0.1 mol·L－1 K2Cr2O7溶液中离子数为0.1NA[题型分析]　关于阿伏加德罗常数的综合考查，四个选项各不相同，考查对象主要包括以下六种情况：一是核素(考查中子数和质子数)；二是单原子分子(考查原子数)；三是单一物质(考查结构)；四是混合物(考查组成和结构)；五是溶液(考查水解和电离)；六是化学反应(氧化还原反应、可逆反应、有机反应等)。还会涉及有机化合物的结构、混合物的分析和判断等。要关注具有相同最简式(相同物质的量和体积)、具有相同的分子式和相同的相对分子质量(相同质量)等方面的考查。  2023年高考可能这样考1．“中国芯”的主要原料是单晶硅，反应SiCl4＋2H2Si＋4HCl可用于纯硅的制备。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，1 mol SiCl4的体积为22.4 LB．当反应消耗1 mol H2时，转移的电子数为2NAC．1 mol Si中含有的共价键数目为4NAD．常温下，1 mol·L－1的HCl溶液中含有的H＋数目为NA   考点2　物质的量浓度及溶液的配制【核 心 梳 理】1.物质的量浓度的多角度计算(1)物质的量浓度的计算①熟记物质的量浓度计算的基本桥梁公式n＝＝＝＝cV；②物质的量浓度与溶质质量分数的换算c＝或w＝。(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。2．一定物质的量浓度溶液的配制(1)所需仪器：容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、托盘天平、药匙、胶头滴管。(2)配制步骤计算、称量(或量取)、溶解(或稀释)、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶并贴标签。(3)注意事项①容量瓶使用前必须检漏、洗涤，但不能润洗。②只能配制一定体积的溶液，即不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。③转移溶液时，溶液的温度应为室温，玻璃棒要靠在瓶颈刻度线以下。 【特别提醒】视线引起误差的分析方法(1)仰视容量瓶刻度线(图1)，导致溶液体积偏大，结果偏低。(2)俯视容量瓶刻度线(图2)，导致溶液体积偏小，结果偏高。     【典 题 精 研】考向1有关物质的量浓度的简单计算例2 100 mL 0.3 mol·L－1 Na2SO4溶液和50 mL 0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液混合后(溶液体积变化忽略不计)，溶液中的物质的量浓度为(　　)A．0.20 mol·L－1 B．0.25 mol·L－1C．0.40 mol·L－1 D．0.50 mol·L－1[题型分析]　关于物质的量浓度的简单计算常涉及不同物理量之间的换算、溶液的稀释与混合，很少单独考查，常在混合溶液中离子平衡、化学实验及工艺流程图出现。应注意在不同情景中相关物质的物质的量及浓度变化的分析。  2023年高考可能这样考2．将标准状况下的a L HCl气体溶于1 000 g水中，得到盐酸密度为b g·cm－3，则该盐酸的物质的量浓度是(　　)A． mol·L－1B． mol·L－1C． mol·L－1D． mol·L－1   考向2一定物质的量浓度溶液的配制例3 实验室欲用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液，下列说法正确的是(　　)A．要完成实验需称取10.6 g Na2CO3·10H2O晶体B．本实验需用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、500 mL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[题型分析]　一定物质的量浓度溶液的配制是高中阶段非常重要的定量实验，有关考查常在实验题中有所涉及，主要考查仪器的选择及使用、实验的基本操作及误差分析，要牢记基本步骤及仪器，会分析不规范的实验操作导致的误差。  2023年高考可能这样考3．实验室发生意外时，比如手指划破、烫伤等都需要对伤口进行消毒。现配制0.01 mol·L－1的KMnO4消毒液，下列有关说法不正确的是(　　)A.KMnO4的摩尔质量为158B．KMnO4溶液用于杀菌消毒的原理是因其具有强氧化性C．当液面接近容量瓶的刻度线下2 cm处，改用胶头滴管定容D．定容时俯视容量瓶刻度线，导致所配溶液浓度偏高   模考精练·抓落实1.[2022·湖南省衡阳市一模]设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)A．标准状况下，11.2 L CH2Cl2含有的氢原子数是NAB．56 g Fe与足量水蒸气高温下充分反应转移的电子数为3NAC.1 mol 中含有电子数为8NAD．常温下，pH＝5的NaHSO3溶液中，发生电离的水分子数目为10－5NA2．[2022·辽宁省抚顺市一模]设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)A．6.4 g CH4O中含有的碳氢键数目为0.8NAB．过氧化钠与水反应时，每生成0.1 mol氧气转移的电子数目是0.2NAC．标准状况下，2.24 L HCl气体中含有的H＋数目为0.1NAD．1 mol硅中含有的共价键数目为4NA3．[2022·广东省韶关市一模]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A.10 gO中含有的中子数为6NAB．30 g HCHO和CH3COOH混合物中含H原子数为2NAC．标准状况下，2.24 L CH2Cl2含有的C—Cl键数目为0.2NAD．用铜电极电解饱和食盐水，若线路中通过NA个电子，则阳极产生11.2 L气体4．[2022·广东省梅州市一模]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．7 g环丙烷含有的极性键数目为NAB．56 g Fe高温下与足量水蒸气反应转移电子数为3NAC．在含Fe3＋的数目为NA的FeCl3溶液中，含有Cl－的数目为3NAD．100 mL 18 mol·L－1浓硫酸与足量Cu粉加热反应，产生SO2分子数为0.9NA5．[2022·重庆市一模]Cu2HgI4是一种红色固体，常用作示温涂料。制备反应为：2CuSO4＋SO2＋K2HgI4＋2H2O===Cu2HgI4↓＋K2SO4＋2H2SO4。己知：NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关方程式中的物质说法正确的是(　　)A．上述反应中生成1 mol Cu2HgI4时，转移的电子数为2NAB．标准状态下，44.8 L水中所含O原子数为2NAC．标准状态下，22.4 L SO2与足量的O2反应，生成SO3的分子数为NAD．1 L  0.1 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋数目为0.1NA6．[2022·广东省汕头市一模]2021年，我国科学家首次在实验室实现CO2到淀粉的全合成，其合成路线如下：设NA为阿伏加德罗常数，下列有关说法不正确的是(　　)A．标况下，11.2 L CO2中含有共用电子对数目为2NAB．反应②、③无法在高温下进行C．反应②中，3.2 g CH3OH生成HCHO时转移电子数目为0.2NAD．1 mol DHA与乙酸发生取代反应，可消耗乙酸分子数目为NA                 专题二　化学计量及其应用真题研练·析考情1．解析：1个18O原子中含有10个中子，1.8 g 18O的物质的量为＝0.1 mol，故1.8 g 18O中含有中子的物质的量为1 mol，中子数为NA，故A正确；根据乙烯分子的结构式可知，1个乙烯分子中含有5个σ键，28 g C2H4的物质的量为1 mol，所以28 g C2H4分子中含有的σ键数目为5NA，B错误；HCl是共价化合物，HCl分子中不存在H＋，故C错误；没有给出Na2CO3溶液的体积，无法计算pH＝12的Na2CO3溶液中OH－的数目，故D错误。答案：A2．解析：Fe完全溶解生成Fe2＋，该反应转移电子0.1 mol，A正确；HCl溶液中Cl－的物质的量为0.3 mol，因此，Cl－数为0.3NA，B错误；56Fe 的质子数为26、中子数为30，2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol，因此，2.8 g 56Fe含有的中子数为1.5NA，C错误；反应生成H2的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L，D错误。答案：A3．解析：A项，不是在标准状况下，无法计算28 L氢气的物质的量，错误；B项，Al3＋部分水解，故溶液中Al3＋的数目小于2.0NA，错误；C项，0.20 mol苯甲酸(C7H6O2)完全燃烧生成1.4 mol CO2，正确；D项，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极增重6.4 g(即0.1 mol Cu)，则外电路中转移0.20 mol电子，错误。答案：C4．解析：22.4 L(标准状况)氟气的物质的量为1 mol，则其所含的质子数为18NA，A说法正确；反应H2＋I2⇌2HI为可逆反应，则1 mol H2和1 mol I2充分反应生成的HI分子数小于2NA，B说法正确；电解饱和食盐水时，阴、阳两极产生的n(H2)∶n(Cl2)＝1∶1，当H2和Cl2的总质量为73 g时，产生2 g H2、71 g Cl2，则H2的物质的量为1 mol，Cl2的物质的量为1 mol，转移电子数为2NA，C说法错误；溴化铵水溶液中存在电荷守恒：)＋c(H＋)＝c(Br－)＋c(OH－)，c(Br－)＝1 mol·L－1，则)＋c(H＋)>1 mol·L－1，故1 L 1 mol·L－1溴化铵水溶液中与H＋离子数之和大于NA，D说法正确。答案：C核心突破·提能力［例1］　解析：D2O的摩尔质量为20 g·mol－1，每个D2O分子中含10个质子，18 g D2O的物质的量为18 g÷20 g·mol－1＝0.9 mol，其所含质子数为9NA，A项错误；NO2与H2O的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，结合反应中氮元素化合价变化可知，3 mol NO2完全反应时，转移电子数为2NA，B项错误；环状S8的摩尔质量为256 g·mol－1，1个S8分子中含8个S—S键，32 g环状S8的物质的量为0.125 mol，含S—S键数目为0.125×8NA＝1NA，C项正确；溶液呈酸性，说明存在水解平衡+H2O⇌2Cr＋2H＋，故1 L 0.1 mol·L－1K2Cr2O7溶液中数目少于0.1NA，D项错误。答案：C1．解析：标准状况下SiCl4为固体，故无法计算1 mol SiCl4的体积，A错误；根据反应方程式可知，当反应消耗1 mol H2时，转移的电子数为2NA，B正确；根据晶体硅的结构可知，1 mol Si中含有的共价键数目为2NA，C错误；题干未告知溶液的体积，故无法计算常温下1 mol·L－1的HCl溶液中含有的H＋数目，D错误。答案：B[例2]　解析：由c1·V1＋c2·V2＝c混·(V1＋V2)可知，100 mL×0.3 mol·L－1＋50 mL×0.2 mol·L－1×3＝c混×(100 mL＋50 mL)，解得c混＝0.40 mol·L－1。答案：C2．解析：标准状况下的a L HCl气体的物质的量为，溶液的体积＝＝ L，则c(HCl)＝＝ mol·L－1。答案：B[例3]　解析：配制100 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液，需要Na2CO3·10H2O晶体的质量m＝×0.1 L＝28.6 g，A项错误；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；定容时俯视刻度线，导致溶液体积偏小，依据c＝可知溶液浓度偏高，D项正确。答案：D3．解析：摩尔质量的单位是g· mol－1，A项错误；KMnO4具有强氧化性，可以杀菌消毒，B项正确；当液面接近容量瓶的刻度线下2 cm处时改用胶头滴管定容，C项正确；定容时俯视容量瓶刻度线，导致加水偏少，所配溶液浓度偏高，D项正确。答案：A模考精练·抓落实1．解析：标准状况，CH2Cl2不是气体，11.2 L CH2Cl2中物质的量不是0.5 mol，故A错误；1 mol Fe 与足量水蒸气在高温下充分反应生成Fe3O4，转移的电子数为NA，故B错误；中含有电子数为1×(6＋1×3－1)＝8NA，故C正确；pH＝5的NaHSO3溶液，亚硫酸氢根离子的电离程度大于水解程度，对水的电离起抑制作用，但未给溶液体积，不能计算发生电离的水分子数目，故D错误。答案：C2．解析：1个CH4O分子中含有3个碳氢键，6.4 g CH4O的物质的量为6.4 g÷32 g·mol－1＝0.2 mol，则含有的碳氢键数目为0.6NA，A错误；，由过氧化钠与水反应的电子转移情况可知，每生成0.1 mol氧气转移的电子数是0.2NA，B正确；氯化氢气体是由氯化氢分子构成的，不存在氢离子，C错误；硅晶体中1个硅原子形成4个共价键，每个共价键为2个硅原子共用，则1 mol硅中含有的共价键数目为2NA，D错误。答案：B3．解析：O中中子数为12，则O中含有的中子数为×12×NA mol－1＜6NA，故A错误；甲醛和乙酸的最简式都为CH2O，则30 g CH2O中含氢原子数为×2×NA mol－1＝2NA，故B正确；标准状况下，二氯甲烷为液态，无法计算2.24 L二氯甲烷的物质的量和含有的C—Cl键数目，故C错误；未指明温度和压强，无法计算线路中通过NA个电子时阳极产生氯气的体积，故D错误。答案：B4．解析：环丙烷分子式为C3H6，C—H键为极性键，7 g环丙烷含有的极性键数目为×6×NA mol－1＝NA，故A正确；Fe高温下与足量水蒸气反应生成四氧化三铁，3 mol铁失8 mol电子，56 g Fe高温下与足量水蒸气反应转移电子数为NA，故B错误；Fe3＋易水解，在含Fe3＋的数目为NA的FeCl3溶液中，含有Cl－的数目大于3NA，故C错误；铜和稀硫酸不反应，100 mL 18 mol·L－1浓硫酸与足量Cu粉加热反应，参加反应的硫酸小于1.8 mol，产生SO2分子数小于0.9NA，故D错误。答案：A5．解析：上述反应中生成1 mol Cu2HgI4时，有1 mol SO2被氧化为，则转移的电子数为2NA，故A对；标况下水为液态，44.8 L水的物质的量大于2 mol，所以所含氧原子数大于2NA，故B错；SO2与O2的反应为可逆反应，所以标准状态下，22.4 L SO2与足量的O2反应，生成SO3的分子数小于NA，故C错；CuSO4为强酸弱碱盐，Cu2＋会水解，则1 L 0.1 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋数目小于，故D错。答案：A6．解析：CO2的结构式为O===C===O，标况下11.2 L CO2中含有共用电子对数目为0.5 mol×4×NA＝2NA，A正确；反应②、③需要用酶作催化剂，反应②、③无法在高温下进行，B正确；反应②中，3.2 g CH3OH生成HCHO时转移电子数目为×2×NA＝0.2NA，C正确；DHA含有2个羟基，1 mol DHA与乙酸发生取代反应，可消耗2 mol乙酸，D错误。答案：D