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高中化学58个考点精讲6-10



高中化学 58 个考点精讲
6、 物质的量 复习重点 1.理解质量守恒定律的涵义。 2.明确摩尔的概念,掌握摩尔质量与相对分子质量、相对原子质量之间的区别与联系、理解阿伏加德 罗常数的涵义,其中阿伏加德罗常数是命题的热点 2.难点聚焦 一、质量守恒定律 1.内容 参加化学反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量总和。 2.实质 化学反应前后元素的种类和原子的个数不

发生改变。 二、阿伏加德罗定律 1.内容 在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。即“三同”定“一同” 。 2. 推论: ⑴同温同压下,V1/V2=n1/n2 ⑵同温同体积时,p1/p2= n1/n2=N1/N2 ⑶同温同压等质量时,V1/V2=M2/M1 ⑷同温同压同体积时,W1/W2=M1/M2=ρ 1/ρ 2 注意: ①阿伏加德罗定律也适用于不反应的混合气体。 ②使用气态方程 PV=nRT 有助于理解上述推论。 三、阿伏加德罗常数 物质的量是以阿伏加德罗常数来计量的,0.012kg 碳-12 所含的碳原子数就是阿伏加德罗常数(NA)。6.02 ×1023 是它的近似值。注意:叙述或定义摩尔时一般用“阿伏加德罗常数” ,在具体计算时常取“6.02×1023” 。 1.

1

3.网络 ①、定义:表示含有一定数目粒子的集体。 ②、符号:n 物质的量 ③、单位:摩尔、摩、符号 mol 12 ④、1mol 任何粒子(分、原、离、电、质、中子)数与 0.012kg C 中所含碳原子 数相同。 ⑤、 、架起微观粒子与宏观物质之间联系的桥梁。 ①、定义:1mol 任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数。 阿伏加德罗常数: ②、符号 NA ③、近似值:6.02× 23 10 ①、定义:单位物质的量气体所占的体积叫~ 基本概念 气体摩尔体积:②、符号:Vm ③、单位:L· -1 mol ①、定义:单位物质的量物质所具有的质量叫~ 摩尔质量:②、符号:M ③、单位:g· -1 或 kg· -1 mol mol -1 ④、若以 g· mol 为单位,数值上与该物质相对原子质量或相对分子质量相等。 ①、定义:单位体积溶液中所含溶质 B 的物质的量来表示溶液组成的物理量 叫溶质 B 的物质的量浓度。 物 物质的量浓度:②、符号:c(B) 质 的 ③、单位:mol· -1 L 量 ①、定律:在相同温度和压强下,相同体积的作何气体都含有相同数目的分子。 同温同压下: ②、推论: 同温同压下:
阿伏加德 罗定律及 其推论:

V1 n N = 1 = 1 V2 n 2 N2 ρ1 M1 Mr 1 = = ρ2 M2 Mr2 P1 n N = 1 = 1 P2 n 2 N2

同温同体积下:

Ⅰ、气体休的密度和相对密度: 标况下: ρ(气体 ) =
M Mr = g?L 22.4L ? mol -1 22.4

A 气体对 B 气体的相对密度: D(B) =
③、 运用:

ρ( A ) M ( A ) = ρ(B) M(B)

Ⅱ、摩尔质量 M(或平均摩尔质量 M ) M=22.4L·mol-1×ρ , M =






n(A) ? M(A) + n(B) ? M(B) + ? ? ? n(A) + n(B) + ? ? ?

· M =M(A)ф (A)+M(B)ф (B)+··

ф 为体积分数。

3. 例题精讲 一、质量守恒定律的直接应用 [例 1]有一在空气里暴露过的 KOH 固体样品,经分析其含水 7.65%,含 K2CO34.32%,其余是 KOH。若 将 ag 样品放入 bmL1mol/L 的盐酸中,使其充分作用后,残酸用 25.25mLcmol/L 的 KOH 溶液恰好中和完全。 蒸发所得溶液,得到固体质量的表达式中(单位 g) A. 只含有 a B. 只含有 b C. 必含有 b D. 一定有 a、b 和 c [解析]本题如使用 Cl 原子守恒的方法可大大简化解题步骤。由题意,反应后溶液为 KCl 溶液,其中的 Cl 来自盐酸,所以所得 KCl 固体的物质的量与 HCl 的物质的量相等,即为 0.001bmol,质量为 0.0745bg。如 果解题时使用 ag 这个数据,也能获得答案,此时答案中也会含有 b,请读者自行解答。

2

本题正确答案为 C。 [例 2]在一定条件下,16gA 和 22gB 恰好反应生成 C 和 4.5gD。在相同条件下,8gA 和 15gB 反应可生成 D 和 0.125molC。从上述事实可推知 C 的式量为____________。 [解析]根据质量守恒定律,当 16gA 与 22gB 恰好反应生成 4.5gD 的同时,生成 C 的质量应为 16+22-4.5=33.5g, 8gA 和 15gB 反应时, 当 根据判断 B 是过量的, 与 C 的质量关系应是 16:33.5=8:x, A x=16.75g, MC=16.75g/0.125mol=134g/mol,即 C 的式量为 134。 二、阿伏加德罗常数的直接应用 [例 3]下列说法正确的是(NA 表示阿伏加德罗常数) A. 标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷混合物 22.4L,则所含有的分子数为 NA

8 NA 22 .4 C. 常温常压下,活泼金属从盐酸中置换出 1molH2 时发生转移的电子数为 2NA D. 常温常压下,1mol 氦气含有的核外电子数为 4NA [解析]阿伏加德罗定律所述的气体包括混合气体。标准状况下,22.4L 混合气体所含有的分子数为 NA, 所以选项 A 正确。标准状况下,辛烷是液体,不能使用标准状况下气体的摩尔体积 22.4L/mol 这一量,所以 1L 辛烷的物质的量不是 1/22.4mol,选项 B 错误。每生成 1molH2 时必有 2molH+获得 2mol 电子,即转移电子 数为 2NA,选项 C 正确。1 个氦原子核外有 4 个电子,氦气是单原子分子,所以 1mol 氦气含有 4mol 电子, 这与外界温度和压强无关,所以选项 D 正确。本题正确答案为 AC。 三、阿伏加德罗定律与化学方程式计算的综合应用 [例 4]在一定条件下,有 aLO2 和 O3 的混合气体,当其中的 O3 全部转化为 O2 时,体积变为 1.2aL,求原 混合气中 O2 和 O3 的质量百分含量。 [解析]由阿伏加德罗定律,结合化学方程式的意义可知,化学方程式中气体化学式的系数比等于其体积 比,所以此题实际上用阿伏加德罗定律的应用题。 设混合气体中 O3 占 xL,则 O2 为(a-x)L 2O3 ==== 3O2 2L 3L xL (3/2)xL (3/2)x+(a-x)=1.2a,解得 x=0.4a 根据阿伏加德罗定律:n(O3):n(O2)=V(O3):V(O2)=0.4a:0.6a=2:3 3 ? 32 w(O2)= ? 100 % =50% , w(O2)=1-50%=50%。 (2 ? 48) ? (3 ? 32)
B. 标准状况下,1L 辛烷完全燃烧后,所生成气态产物的分子数为 四、阿伏加德罗定律与质量守恒定律的综合应用 [例 5]在某温度时,一定量的元素 A 的氢化物 AH3 在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质, 此时压强增加了 75%。则 A 单质的一个分子中有_______个 A 原子,AH3 分解反应的化学方程式为 __________________________________________。 [解析]由阿伏加德罗定律的推论:相同温度和压强时,p1/p2=N1/N2 得反应前后气体的分子数之比为 1:1.75=4:7,可理解为反应式左边气体和反应式右边气体系数之和的比为 4:7,再按氢原子守恒不妨先将反应 式写为 4AH3==A( )+6H2,再由 A 原子守恒得 A 右下角的数字为 4。 本题答案为:4,4AH3==A4+6H2。 五、阿伏加德罗定律与化学平衡的综合应用 [ 例 6]1 体 积 SO2 和 3 体 积 空 气 混 合 后 , 在 450 ℃ 以 上 通 过 V2O5 催 化 剂 发 生 如 下 反 应 : 2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气),若在同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为 0.9:1。则反应掉的 SO2 是原有 SO2 的___________%。 [解析]由阿伏加德罗定律的推论可知: ? 1 ? V1 ,V2=0.9×(3+1)=3.6 体积。 ? 2 V2 设参加反应的 SO2 为 x 体积,由差量法 2SO2 + O2 2SO3 Δ V

3

2 x 2:1=x:0.4

3-2=1 4-3.6=0.4 解得 x=0.8 体积,所以反应掉的体积是原有 SO2 的 0.8 ? 100 % ? 80% 。 1

六、阿伏加德罗定律与热化学方程式的综合应用 [例 7] 将 4g 甲烷和适量氧气混合后通入一密闭容器中,点燃使之恰好完全反应,待恢复到原温度后,测 得反应前后压强分别为 3.03×105Pa 和 1.01×105Pa,同时又测得反应共放出 222.5kJ 热量。试根据上述实验 数据,写出该反应的热化学方程式。 [解析]书写热化学方程式有两个注意事项:一是必须标明各物质的聚集状态,二是注明反应过程中的热 效应(放热用“+” ,吸热用“-”)。要写本题的热化学方程式,需要解决两个问题,一是水的状态,二是反应 过程中对应的热效应。由阿伏加德罗定律的推论可知:

p1 N 3.03 ? 10 5 3 ? 1 ? ? ,根据甲烷燃烧反应的化 p 2 N 2 1.01 ? 10 5 1

学方程式可知,水在该状态下是液体(想一想,如为气体则反应前后的压强比应为多少?),因 4g 甲烷燃烧时

222 .5 ? 16 ? 890 kJ 。 4 本题答案为:CH4(气)+2O2(气)==CO2(气)+2H2O(液)+890kJ 4.实战演练 1.根据化学反应 A+B==C+D 中,某学生作了如下四种叙述:①若 mgA 与 B 充分反应后生成 ngC 和 wgD, 则参加反应的 B 的质量为(m+n-w)g;②若 mgA 和 ngB 完全反应,生成的 C 和 D 的总质量是(m+n)g;③若 取 A、B 各 mg,则反应生成 C 和 D 的质量总和不一定是 2mg;④反应物 A、B 的质量比一定等于 C、D 的质量比 ( ) A. ①②③ B. ②③④ C. ①④ D. ②③ 2.现有 A、B、C 三种化合物,各取 40g 相混合,完全反应后,得 B18g,C49g,还有 D 生成。已知 D 的式 量为 106。现将 22gA 和 11gB 反应,能生成 D ( ) A. 1mol B. 0.5mol C. 0.275mol D. 0.25mol 3.质量为 25.4g 的 KOH 和 KHCO3 混合物先在 250℃加热,冷却后发现混合物质量损失 4.9g,则原混合物中 KOH 和 KHCO3 的组成为 ( ) A. 物质的量 KOH=KHCO3 B. 物质的量 KOH>KHCO3 C. 物质的量 KOH<KHCO3 D. KOH< KHCO3 的任意比 4.在反应 X+2Y==R+M 中,已知 R 和 M 的摩尔质量之比为 22:9,当 1.6gX 与 Y 完全反应后,生成 4.4gR, 则此反应中 Y 和 M 的质量之比为 ( ) A. 16:9 B. 32:9 C. 23:9 D. 46:9 5.设 NA 表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 ( ) 2A. 1L1mol/L 的 Na2CO3 溶液中含 CO3 0.1NA B. 标准状况下,22.4LSO3 含分子数为 NA C. 常温下 100mL0.1mol/L 醋酸溶液中含醋酸分子 0.01NA D. 0.1molNa2O2 与足量水反应转移电子数 0.1NA 6.设阿伏加德罗常数为 NA,标准状况下,某种 O2 和 N2 的混合气体 mg 含有 b 个分子,则 ng 该混合气体在 相同条件下所占的体积(L)应是 ( )
放出 222.5kJ 热量,则 1mol 甲烷燃烧时放出的热量为 A.

22 .4nb mN A

B.

22 .4mb nN A

C.

22.4nN A mb

D.

nbN A 22.4m

7.nmolN2 和 nmol14CO 相比较,下列叙述中正确的是 ( ) A. 在同温同压下体积相等 B. 在同温同压下密度相等 C. 在标准状况下质量相等 D. 分子数相等 8. 常温常压下, 某容器真空时质量为 201.0g, 当它盛满甲烷时质量为 203.4g, 而盛满某气体 Y 时质量为 205.5g,

4

则 Y 气体可能是 ( ) A. 氧气 B. 氮气 C. 乙烷 D. 一氧化氮 9.同温同压下,1 体积氮气和 3 体积氢气化合生成 2 体积氨气。已知氮气和氢气都由最简单分子构成,推断 它们都是双原子分子和氨的化学式的主要依据是 ( ) ①阿伏加德罗定律;②质量守恒定律;③原子或分子数只能为整数;④化合价规则 A. ①③ B. ①②③ C. ①②④ D. ①②③④ 10.将空气与 CO2 按 5:1 体积比混合,跟足量的赤热的焦炭充分反应,若反应前后温度相同,则在所得气体 中 , CO 的 体 积 百 分 含 量 为 ( 假 设 空 气 中 氮 、 氧 体 积 比 为 4:1 , 其 它 成 分 可 忽 略 不 计 ) ( ) A. 29% B. 43% C. 50% D. 100% 11.在一密闭容器中盛有 H2、O2、Cl2 组成的混合气体,通过电火花引爆后,三种气体恰好完全反应。经充 分反应后,测得所得溶液的质量分数为 33.4%,则原混合气中三种气体的体积比是________。 12.已知 A、B 两种气体在一定条件下可发生反应:2A+B==C+3D+4E。现将相对分子质量为 M 的 A 气体 mg 和足量 B 气体充入一密闭容器中恰好完全反应后,有少量液滴生成;在相同温度下测得反应前后压强 分别为 6.06×105Pa 和 1.01×105Pa,又测得反应共放出 QkJ 热量。试根据上述实验数据写出该反应的热化 学方程式。________________________________________________________________ 13.化合物 A 是一种不稳定的物质,它的分子组成可用 OxFy 表示。10mLA 气体能分解生成 15mLO2 和 10mLF2(同温同压)。 ⑴A 的化学式是___________,推断理由是__________________________________________________。 ⑵已知 A 分子中 x 个氧原子呈?O—O—O?链状排列,则 A 分子的电子式是______________,A 分子 的结构式是______________。 14.A、B 两种金属元素的相对原子质量之比是 8:9。将两种金属单质按物质的量之比为 3:2 组成 1.26g 混合 物。将此混合物与足量稀硫酸溶液反应,放出 1.344L(标准状况)氢气。若这两种金属单质在反应中生成氢 气的体积相等,则 A 的摩尔质量是__________,B 的摩尔质量是__________。 15.氢气和氧气的混合气体,在 120℃和一定压强下体积为 aL,点燃后发生反应,待气体恢复到原来的温度 和压强时测得其体积为 bL,原混合气体中氢气和氧气各是多少升? 16.测定人呼出气体中 CO2 的含量时,将 100mL 呼出的气体通入 50.0mLBa(OH)2 溶液中,使其完全吸收, 过滤后取 20.0mL 澄清溶液, 0.100mol/L 盐酸滴定, 用 当耗掉 20.4mL 盐酸时, 恰好完全反应。 另取 20.0mL 原 Ba(OH)2 溶液,用同种盐酸滴定耗去 36.4mL 盐酸时,恰好完全反应。试计算人呼出气体中 CO2 的体积 分数(气体体积均在标准状况下测定)。 17.用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿 伏加德罗常数值,其实验方案的要点为: ①用直流电电解氯化铜溶液,所用仪器如图 1-1 所示。 ②在电流强度为 IA(安),通电时间为 ts 后,精 确测得某电极上析出的铜的质量为 mg。 图 1-1 试回答: ⑴连接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示,下同):E 接_____, C 接______,______接 F。 实验线路中的电流方向为_____→_____→_____→C→_____→______。 ⑵写出 B 电极上发生反应的离子方程式:_______________________________________; G 试管中淀粉 KI 溶液变化的现象为______________________________________;相应的离 子方程式是________________________________________。 ⑶为精确测定电极上析出铜的质量,所必需的实验步骤的先后顺序应是____________。 ①称量电解前电极质量;②刮下电解后电极上的铜并清洗;③用蒸馏水清洗电解后电极; ④低温烘干电极后称量;⑤低温烘干刮下的铜后称量;⑥再次低温烘干后称量至恒重。

5

⑷已知电子的电量为 1.6×10-19C。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式:NA=_______________。 18. 将标况下 1L 由 CO 和某气态单烯烃的混合气体与 9LO2 混合。 点燃、 充分燃烧后在压强不变、 温度为 409.5K 时,测得气体的总体积为 15L。试求该烯烃的分子式以及它在混合气体中占的体积分数。 答案 6、A 7、AD 8、CD 9、B 10、C

1、D

2、D

3、C 4、C 5、D

11、9:4:1

12、2A(气)+B(气)==C(气)+3D(液)+4E(气)+ 2M QkJ m 13、⑴O3F2;质量守恒定律和阿伏加德罗定律 ⑵ 电子式为: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O. O O .F. , 结构式为: F F . .. ..

O

O

O

F

14、24g/mol,27g/mol 15、①若原混合气体中 V(H2):V(O2)≥2 时,V(O2)=(a-b)L,V(H2)=bL;②若原混合气体中,V(H2):V(O2)<2 时, V(H2)=2(a-b)L,V(O2)=(2b-a)L 16、4.48% 17、⑴D;A;B;F→B→A→C→D→E ⑵2Cl--2e==Cl2↑;变蓝色 Cl2+2I-==2Cl-+I2 64 It ⑶①③④⑥ ⑷ NA ? ? m 2 ? 1.6 ? 10 ?19 18、C4H8 33.3%

高中化学 58 个考点精讲
7、气体摩尔体积 1。复习重点 1.掌握气体摩尔体积的概念; 2.有关气体摩尔体积的计算; 3.物质的量、气体摩尔体积、气体体积三者之间的关系; 4.阿伏加德罗定律的应用。 5.气体摩尔体积的概念及有关气体摩尔体积的计算。 2.难点聚焦 1.对于气体摩尔体积这一概念的理解 物质的体积,指一定量的物质在一定条件下所占据空间的大小。从微观的角度去分析,物质的体积的大 小决定因素有:(1)物质所含微粒数的多少。(2)物质微粒间距离的大小。(3)物质微粒本身的大小。在这三个 因素中,我们先固定其一,比如我们取 1mol 物质,那么微粒数目固定为 NA 个,讨论其余两个因素对物质体 积的影响。对于固体和液体来说,由于物质微粒本身大小比微粒间的距离要大得多,所以固体和液体的体积 主要取决于(1)、(3)两个因素,而又由于不同的固体、液体本身的大小有较大差异,所以即使物质的微粒数相 同,体积相差也较大。对于气体体积来说,由于气体的体积受外界条件(如温度、压强)的影响较大。所以讨 论气体体积之前必须在一定的温度和压强下进行比较。 而对于气体,由于气体分子间作用力弱,使得气体分子间的距离较大;而且气体分子间的距离比气体分 子本身大得多,气体分子间的距离大约是气体分子本身大小的 10 倍。所以 1mol 气体的体积,内因主要决定 于气体分子间的距离,而不是分子本身体积的大小;同时气体分子间的距离这一内因又和温度及压强这两个 外因有关,所以在谈到气体的摩尔体积时必须讲到温度和压强,否则没有任何意义。或者说气体体积在微粒 数一定的情况下, 主要是由微粒间距和微粒本身大小决定的, 而对气体来说微粒间距远远大于微粒本身大小, 所以气体体积主要是由微粒距离决定的, 在外界条件一定时微粒间平均距离近似相等, 所以外界条件一定时, 微粒数相同的气体体积近似相等。

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2.阿伏加德罗定律 同温同压下体积相同的任何气体都含有相同的分子数即阿伏加德罗定律。由此可见气 体的体积比在同温同压下必等于分子数比。由此可以导出同温同压下不同气体间的关系: (1)同温同压下,气体的体积比等于物质的量比。 VA / VB ? nA / nB (2)同温同容下,气体的压强比等于物质的量比。 PA / PB ? nA / nB (3)同温同压下,气体的摩尔质量比等于密度比。 M A / M B ? d A / d B (4)同温同压下,同体积的气体质量比等于摩尔质量比。 mA / mB ? M A / M B (5)同温同压下,同质量气体的体积比等于摩尔质量的反比。 VA / VB ? M B / M A 此外还在运用时要结合物理中的同物质的量的气体在同温时,其体积与压强成反比;气体体积与热力学 温度在同压条件下成正比。 3. 气体摩尔体积的常见应用 标准状况下 1mol 气体为 22. 即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。 4L, 据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量,也可求出 1L 气体的质量即气体密度。反之也可由 气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度,可据以由气体的相对密度求气体的摩 尔质量,如某气体对 H 2 的相对密度为 15,则其相对分子质量为 15? 2 。常见的有: (1)由标准状况下气体密度求相对分子质量: M r ? 22.4d (2)由相对密度求气体的相对分子质量:若为对 H 2 的相对密度则为: M r ? d 对H 2 ? 2 ,若为对空气的 相对密度则为: M r ? d 对空气 ? 29 . *(3)求混合气体的平均相对分子质量( M r ) :即混合气体 1mol 时的质量数值。在已知各组成气体的 体积分数时见①,若为质量分数见②: ① M r ? a% ? M a ? b% M b ? ?? ② M r ? 1 /(a% ? M a ? b% ? M b ? ??) (4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式。 (5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。 (6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。 4.摩尔气体常数的测定 定义 1 摩理想气体在标准状况下的 P0V0/T0 值,叫做摩尔体积常数,简称气体常数。符号 R R=(8.314510 ? 0.000070)J/(mol?K)。它的计算式是 ?

p 0V0 101325 Pa ? 22 .4141 ? 10 ?3 m 3 / mol ?R? T0 273 .15 K ? 8.314510 Pa ? m 3 / mol ? K
原理 用已知质量的镁条跟过量的酸反应产生氢气。把这氢气的体积、实验时的温度和压强代入理想气体状 态方程(PV=nRT)中,就能算出摩尔气体常数 R 的值。氢气中混有水蒸气,根据分压定律可求得氢气的分 压(p(H2)=p(总)-p(H2O)),不同温度下的 p(H2O)值可以查表得到。 操作 (1)精确测量镁条的质量 方法一:用分析天平称取一段质量约 10mg 的表面被打亮的镁条(精确到 1mg) 。

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方法二:取 10cm 长的镁带,称出质量(精确到 0.1g) 。剪成长 10mm 的小段(一般 10mm 质量不超过 10mg) ,再根据所称镁带质量求得每 10mm 镁条的质量。 把精确测得质量的镁条用细线系住。 (2)取一只 10 mL 小量筒,配一单孔塞,孔内插入很短一小段细玻管。在量筒里加入 2~3mL6mol/L 硫 酸,然后十分仔细地向筒内缓慢加入纯水,沾在量筒壁上的酸液洗下,使下层为酸,上层为水,尽量不混合, 保证加满水时上面 20~30mm 的水是中性的。 (3)把系有细线的镁条浸如量筒上层的水里,塞上带有玻璃管的橡皮塞,使塞子压住细绳,不让镁条 下沉,量筒口的水经导管口外溢。这时量筒中和玻璃导管内不应留有气泡空隙。 (4)用手指按住溢满水的玻璃导管口,倒转量筒,使玻璃导管口浸没在烧杯里的水中,放开手指。这 时酸液因密度大而下降,接触到镁带而发生反应,生成的氢气全部倒扣在量筒内,量筒内的液体通过玻璃导 管慢慢被挤到烧杯中。 (5)镁条反应完后再静置 3~5 分钟,使量筒内的温度冷却到室温,扶直量筒,使量筒内水面跟烧杯的 液面相平(使内、外压强相同) ,读出量筒内气体的体积数。由于气体的体积是倒置在量筒之中,实际体积 要比读数体积小约 0.2mL,所以量筒内实际的氢气体积 VH2=体积读数-0.20mL(用 10mL 的量筒量取) (6)记录实验时室内温度(t℃)和气压表的读数(p 大气) 。 计算 (1)根据化学方程式和镁条的质量算出生成氢气的物质的量(nH2) (2) 按下列步骤计算氢气在标准状况下的体积。 查表得到室温下水的饱和蒸气压(pH20),用下式计算氢气的分压(pH2)

PH 2 ? P大气-PH 2
根据下式

p1V1 p0V0 ? T1 T0

把 P1 ? PH 2 , V1 ? VH 2 , T1=273+t, p0=100Kpa, T0=273K 代入上式,得到标准状况下氢气的体积是

V0 ?

p H 2 ? VH 2 ? 273 (273 ? t ) ? 100
R? p 0V0 100 ? V0 ? nT0 n H 2 ? 273

因此,摩尔体积常数(R)是

3. 例题精讲 例 1 判断下列叙述正确的是 A.标准状况下,1mol 任何物质的体积都约为 22.4L B.1mol 任何气体所含分子数都相同,体积也都约为 22.4L C.在常温常压下金属从盐酸中置换出 1molH2 转移电子数为 1.204× 24 10 D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含原子数目相同 选题角度:这是一道基础知识概念的理解题,涉及气体摩尔体积、化学反应及物质结构的初步知识。适 合中等学生。 思路分析:根据标准状况下气体摩尔体积的定义,应注意:一是标准状况,二是指气体的体积而非固体 或液体的体积,所以 A、B 两项均错;C 项正确,物质的微粒数不受外界条件影响而变化;D 项错,气体单 质分子,可以是单原子分子如 He,也可以是双原子分子如 H2,还可以是多原子分子如 O3,因此相同温度压强 下相同体积的任何气体虽然分子数相同,但所含原子数不一定相同。 解答:C. 启示:抓住基础知识和基本概念,不仅可以轻松地进行解题,而且对概念的理解更加准确和深刻。 例 2 在一密闭气缸中,用一不漏气可滑动的活塞隔开,左边充有 N2,右边充有 H2 和 O2 的混合气体,在

8

20℃时,将右边混合气体点燃,反应后冷却到原来温度,若活塞原来离气缸左端的距离为总长的

1 ,反应后 4

静止于气缸的正中(忽略水蒸气) ,则原来 H2 和 O2 的体积比为( ) (A)4:5 (B)5:4 (C)7:2 (D)2:1 解析:反应前:活塞两边气体均处于 20℃,压强也相同,根据阿伏加德罗定律,右边混合气体的物质的 量是 N2 的 3 倍。 反应后:活塞两边气体仍处于 20℃,压强也相同,根据阿伏加德罗定律,右边剩余气体的物质的量与 N2 相等。 由于反应前后 N2 的体积虽然发生变化,但其物质的量没有改变,所以我们若假定 N2 为 1mol 时,H2 和 O2 共 3mol,反应后剩余气体即为 1mol,那么混合气体从 3mol 变为 1mol 是什么原因造成的呢?是由以下反 应引起的:2H2+O2 2H2O(液) ,这是一个气体物质的量减少的反应。现假定参加反应的氢气和氧气分

别为 xmol 和 ymol,根据差量法可以确定 x 和 y: 2H2+O2=2H2O 气体物质的量的减少 2 1 3 x y 3-1=2mol 显然:x=

4 2 ,y= 。x+y=2≠3,说明有气体剩余,那么剩余的 1mol 气体是什么呢?应该是氢气或 3 3 2 4 7 mol,氢气的物质的量为: +1= mol,即体积比等于物质 3 3 3 4 2 5 mol,氧气的物质的量为: +1= mol,即体积比等于物质 3 3 3

氧气都有可能。讨论如下: ①若氢气有剩余,则氧气的物质的量为 的量之比为 7:2。 ②若氧气有剩余,则氢气的物质的量为

的量之比为 4:5。 所以本题应选 A、C。 例 3 如果 ag 某气体中含有的分子数为 b,则 cg 该气体在标准状况下的体积是 A.

22 .4b L acN A

B.

22.4ab L cN A

C.

22.4ac L bN A

D.

22.4bc L aN A

选题角度: 深刻理解物质的量、摩尔质量、质量、气体摩尔体积和粒子数之间的关系,培养分析、思 维的能力。 思路分析:该气体的分子数为 b,则物质的量为

b mol, NA

摩尔质量 M=

ag b mol NA

=

aN A g/mol, b

cg 气体的物质的量为 n=

cg aN A gmol ?1 b

=

bc mol. aN A

cg 该气体标况下体积 V=n?22.4L/mol= 解答:D

bc 22 .4bc mol× 22.4L/mol= L aN A aN A

9

启示:深刻理解概念,掌握解题思路。 例 4 按体积比为 4:2:3 所组成的 N2、O2、CO2,混合气体 100g 在标准状况下体积为___ L。 选题角度:a.学会求混合气体平均相对分子质量。b.加深对气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的理解。 思路分析:先根据阿伏加德罗定律求出混合气体的平均相对分子质量,然后求出混合气体的物质的量, 最后求出在标准状况下的体积。 根据阿伏加德罗定律,三种气体的体积比为 4:2:3,物质的量之比也为 4:2:3,可当作 4mol,2mol,3mol.

M=

28 g / mol ? 4mol ? 32 g / mol ? 2mol ? 44 g / mol ? 3mol 4mol ? 2mol ? 3mol
100 g =2.92mol 34.2 g / mol

=34.2g/mol

混合气体总物质的量为

体积应为 2.92 mol × 22.4 L/mol = 65.4 L 解答:65.4L 启示:阿伏加德罗定律的推论之一:同温同压下,任何气体的体积比等于它们的物质的量之比,即

V1 n1 ? V2 n 2
例 5 体积为 1L 干燥容器中充入 HCl 气体后,测得容器中气体对氧气的相对密度为 1.082。将此气体倒扣 在水中,进入容器中液体的体积是( ) (A)0.25L (B)0.5L (C)0.75L (D)1L 选题角度:此题主要考查气体平均摩尔质量的求法。

1 解析: M r =d ? M(O 2)= .082 ? 32=34 .6 ? M(HCl )=36 .5 ,故该混合气体中必混有空气。HCl r r
易溶于水,空气不溶于水,故进入容器中液体的体积等于 HCl 气体的体积。设 HCl 气体的体积为 x,则空气 的体积为(1L-x) 。 根据气体平均摩尔质量计算公式: 36.5g/mol ?



x 1L ? x ? 29g/mol ? ? 34.6g/mol ,解得 x=0.75L。 1L 1L

答案:C 点评:本题运用到了空气的平均相对分子质量(29) ,判断空气的存在应用到了平均值法规律。 例 6 相同质量的钠、镁、铝分别跟足量稀硫酸反应,在同温、同压下产生气体的体积比为__________; 如果这三种金属各取等物质的量,也分别跟足量稀硫酸反应,在同温同压下产生气体的体积比为 _________________。 选题角度:此题有一定的代表性,可以通过此题找到一定的解题规律。 解析:不同金属与稀硫酸反应产生氢气的物质的量的多少,是由金属的物质的量与其化合价之乘积决定 的。若各取 1gNa、Mg、Al,三者物质的量与其化合价的乘积之比为:

1 1 1 1 1 1 ? 1: ? 2: ? 3= : : , 23 24 27 23 12 9

同温同压下产生氢气的体积比是由产生氢气的物质的量之比决定的,所以相同质量的 Na、Mg、Al 分别跟足 量稀硫酸反应,在同温同压下产生气体的体积之比为

1 1 1 : : 。当物质的量之比 Na:Mg:Al=1:1:1 时, 23 12 9

分别跟足量稀硫酸反应产生氢气的物质的量之比为(1×1)(1×2)(1×3)=1:2:3,所以等物质的量 : : 的 Na、Mg、Al 与稀硫酸反应产生氢气的体积之比为 1:2:3。 答案:

1 1 1 : : ;1:2:3。 23 12 9

点评:通过此题可以推广:若 Na、Mg、Al 分别和足量的稀硫酸作用,产生相同状况下相同体积的氢气, 则三种金属的物质的量之比是 6:3:2,三种金属的质量比是 23:12:9。教师可以让学生利用多种解法得 出答案,然后总结结论,以后解题可以提高准确率和速度。 例 7 将一小块焦炭和 mg 氧气,同时放入一装有压力表的密闭容器中,压强为 p0,容器内充分反应后,

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恢复至原温,压力表示为 p1 (1)若 p0< p1,则焦炭质量 W 应满足的关系式是什么? (2)若 p0= p1,则 W 应满足的关系式是什么? (3)若 p1 是 p0 的 n 倍,则 W 是多少? 选题角度:本题考查气体体积、压强与物质的量之间的关系。 解析:有关反应为 C+O2=CO2 ① CO2+C=2CO ② 或 2C+O2=2CO ③ 当 C 不足:只按①式,在气体体积不变,p1=p0。 当 C 过量:只按③式,在气体体积为原来 2 倍,p1=2p0。 当生成 CO 与 CO2 混合气体时, p 0 ? p1 ? 2p 0 。 则(1)若 p0< p1 时:

W m 3 则:W> m ? 12 32 8

(2)若 p0= p1 时:

W m 3 则:W≤ m ? 12 32 8

(3)若 p1 是 p0 的 n 倍:1≤n≤2 n=2 时:

则 n=1 时:W≤ m

3 8

W 1 m 3 3 3 ? ? 即:W≥ m 则: m ? W ? m 4 12 2 32 8 4 3 3 3 3 答案: (1)W> m ; (2)W≤ m ; (3) m ? W ? m 8 8 8 4
点评:此题具有一定的难度和综合性,解题时要注意考虑完全。例如:本题中反应时可以只是生成 CO;只 是生成 CO2;生成 CO 和与 CO2 的混合气体三种情况。 4.实战演练 一、选择题 1.关于 m g H2 和 n g He 的下列说法中,正确的是 A.同温同压下,H2 与 He 的体积比为 m∶2n ? B.同温同压下,若 m=n,则 H2 与 He 的分子数之比为 2∶1

m >1 D.同温同压下,H2 与 He 的密度比为 1∶2 n 2.标准状况下有①0.112 L 水 ②3.01×1023 个氯化氢分子?③13.6 g H2S 气体 ④0.2 mol 氨气,下列对 这四种物质的关系由小到大排列正确的是 A.体积:①④③② B.密度:④①③②? C.质量:①④③② D.氢原子数:②④③① 3.8.4 g A 与 3.65 g B 完全反应,生成 5.85 g C 和 1.8 g D 及一种气体,其体积于标准状况下为 2.24 L,则 此气体的密度为相同条件下 H2 密度的 A.22 倍 B.24 倍 C.2.2 倍 D.44 倍 4.通常状况下,将 CO 和 O2 的混合气体 200 mL 置于密闭容器内点燃,再恢复到原状况,气体的体积变 为 150 mL,则原混合气体中 CO 的体积可能是? A.100 mL B.150 mL C.50 mL D.75 mL 5.空气和 CO2 按体积比 5∶1 混合,将混合气体与足量的红热焦炭充分反应,设空气中 N2 和 O2 的体积比 为 4∶1,不计其他成分,且体积均在同温、同压下设定,则反应后的气体中 CO 的体积分数是? A.50% B.29% C.43% D.100% - 6.将标准状况下 a L HCl 气体溶于 1000 g 水中,得到的盐酸密度为 b g·cm 3,则该盐酸的物质的量浓 度为 a ab ab 1000ab - - - - A. mol·L 1 ? B. mol·L 1 ? C. mol·L 1 D. mol·L 1 22.4 22400 22400 ? 36.5a 22400 ? 36.5a 7.某混合气体中各气体的质量分数为 O2 32%,N2 28%,CO2 22%,CH4 16%,H2 2%,则此混 合气体对氢气的相对密度为
C.同温同压下,同体积时,H2 与 He 的质量比

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A.32.00 B.11.11 C.22.22 D.30.00 5 8.1 mol 某烃在 1.01×10 Pa,273℃时和适量氧气完全反应,得混合气体 m L,冷却至 0℃时测得气体 的体积为 n L,则该烃的分子式为 A.CnH2(m-n) B.Cm-nH2n C.CnH2m-4n D.CnHm-2n 9.由 A、B 两种气体组成的混合气体(A、B 的相对分子质量分别为 MA、MB) ,若 A 的质量分数为 w%, 则混合气体的平均相对分子质量是? M ? MB 100 A. B. A C.MA·w%×MB(1-w%)? D.无法确定 w 100 ? w ? ? MA MB 二、非选择题(共 55 分)? 10.通常情况下 CO 和 O2 的混合气体 m L,用电火花引燃反应后体积变为 n L(前后条件相同)。 (1)试确定混合气体中 CO 和 O2 的体积[用 V(CO)和 V(O2)表示] 。? (2)若反应后气体的密度在相同条件下为 H2 密度的 15 倍,试确定气体成分。 11.由两种气态烃组成的混合烃的总物质的量与该混合烃充分燃烧后所得气体产物 (CO2 和 H2O 蒸气) 的 物质的量之变化关系如图所示。以下对混合烃组成的判断正确的是 。

混烃燃烧有关量变 A.一定有乙烯 B.一定有甲烷? C.一定有丙炔 D.一定没有乙烷 12.一定量的液态化合物XY2,在一定量的 O2 中恰好完全燃烧,反应方程式为:

点燃 XY2(l)+3O2(g) ???? XO2(g)+2YO2(g)
冷却后,在标准状况下测得生成物质的体积是 672 mL,密度是 2.56 g·L 1,则:? (1)反应前 O2 的体积是 。 (2)化合物XY2 的摩尔质量是 。 13.常温下,A 和 B 两种物质组成的混合气体(A 的式量大于 B),经分析,混合气体中只有氮和氧两种元


7 7 ,小于 ,由此可知 A 为 , 8 4 B为 (写化学式),若上述混合气体中氮和氧的质量比为 21∶20,则该混合气体中 A 和 B 的物质的量之比为 。 14.计算以下两小题时,除必须应用所有给出的数据外,还缺少一个数据,指出该数据的名称,并分别以 a 和 b 表示,列出计算式。? (1)在温度为t℃和压强为 p Pa 时,19.5 g A 与 11 g B 恰好完全反应,生成固体 C 和 3.00 L 气体 D,计 算生成 C 的质量(m)。 缺少的数据是 ,计算式为 m= 。 (2)0.48 g 金属镁与 10 mL 盐酸反应,计算生成的 H2 在标准状况下的体积[V(H2)。 ] 缺少的数据是 ,计算式为 。 15.使一定量的磷化氢和氢气的混合气体,依次通过两支加热的硬质玻璃管,第一支玻璃管中装有铜屑,
素,而且不论 A、B 以何种比例混合,氮和氧的质量比总大于 第二支玻璃管中装有氧化铜,第一支试管中由于发生如下反应:2PH3+Cu ???? Cu3P2(s)+3H2,玻璃管中 物质的质量增加 4.96 g,第二支玻璃管中物质的质量减少了 5.76 g。 (1)计算原混合气体中磷化氢和氢气的 体积比。
?

12

(2)在标准状况下,原混合气体的密度是多少? 16.将一定量的 CO2 气体通入 500 mL 某 NaOH 溶液,充分反应后,将溶液在低温下蒸发,得到不含结晶 水的白色固体 A。取三份质量不同的该白色固体 A 分别与 50 mL 相同浓度的盐酸反应,得到气体的体积(标 准状况)与固体 A 的质量关系如下表所示。? 组别 盐酸的体积(mL) 固体 A 的质量(g) 气体体积(mL) (1)上表中第 1 50 3.80 896 2 50 6.20 1344 3 50 7.20 1344

组数据表明加入的 50 mL 盐酸反应后有剩余,其理由是 。 (2)请通过计算、讨论、判断固体 A 是什么物质,其成分的质量百分含量为多少? 附参考答案 一、1.BD 2.AD 3.A ? 4.解析:2CO+O2 ???? 2CO2 2 1 2
?

ΔV

1 50 mL 若 O2 过量:V(CO)=100 mL;若 CO 过量:V(O2)=50 mL 则 V(CO)=150 mL。

答案:AB ?

则 CO%=50%。 答案:A 6.D 7.B 8.D 9.A ? 二、10.(1)V(CO)=2(m-n)L V(O2)=(2n-m)L V(CO)=n V(O2)=(m-n)L? (2)CO2、CO 11.BD - 12.(1)672 mL (2)76 g·mol 1 ? 13.N2O NO 1∶4 ? - 14.(1)t℃、p Pa 时 D 的密度 a g·L 1 ? - m(C)=30.5 g-a g·L 1×3 L=(30.5-3 a)g? - (2)盐酸的浓度 b mol·L 1 ? 若 Mg 过量,V(H2)= 若 HCl 过量: V(H2)= L

0.01L ? bmol ? L?1 - ×22.4 L·mol 1 2

0.48g 24g ? mol ?1

×22.4 L·mol

-1

?

若正好完全反应,V(H2)上述两值等效,均可。? 15.(1)4∶3 (2)0.91 g/L ? 16.(1)1 固体的量增加,产生气体的量增加,说明在 1 中有酸剩余。? (2)固体为 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合物: Na2CO3%=55.79% NaHCO3%=44.21%?

高中化学 58 个考点精讲 13

(8) 物质的量的浓度 1.复习重点 1.物质的量浓度的概念及有关计算; 2.溶解度的概念及有关计算; 3.物质的量浓度、质量分数和溶解度之间的相互换算; 4.配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。 5.高考的热点是物质的量浓度的概念及其计算,一定物质的量浓度的溶液的配制方法。 2.难点聚焦 1.物质的量浓度。 浓度是指一定温度、压强下,一定量溶液中所含溶质的量的多少。常见的浓度有溶液中溶质的质量分数, 溶液中溶质的体积分数,以及物质的量浓度。物质的量浓度是以单位体积溶液里所含溶质 B 的物质的量来表 示溶液组成的物理量。符号用 cB 表示,(2)表达式:CB 单位常用 mol/L 或 mol/m3,注意:①单位体 积为溶液的体积,不是溶剂的体积。②溶质必须用物质的量来表示。计算公式为概念中的单位体积一般指 1 升,溶质 B 指溶液中的溶质,可以指单质或化合物,如 c(Cl2)=0.1mol/L,c(NaCl)=2.5mol/L;也可以指 离子或其它特定组合,如 c(Fe2+)=0.5mol/L, c(SO42-)=0.01mol/L 等。 2.溶液的稀释与混合 (1)溶液的稀释定律 由溶质的质量稀释前后不变有:mB =m 浓×ω 浓=m 稀×ω 稀% 由溶质稀释前后物质的量不变有:CB =c 浓× 浓=c 稀× 稀% V V (2)溶液在稀释或混合时,溶液的总体积不一定是二者混合的体积之和。如给出溶液混合后的密度,应根据质 量和密度求体积。 3.物质的量浓度与溶质质量分数 ω%的换算(ρ 为该溶液的密度) 4.一定物质的量浓度溶液的配制 (1)仪器:容量瓶,容量瓶有各种不同的规格,一般有 100mL、250mL、500mL 和 1000mL 等几种。(2)步骤: ①计算:计算所需固体溶质质量或液体溶质的体积。②用托盘天平称量固体溶质或用量筒量取液体体积。 ③溶解:将溶质加入小烧杯中,加适量水溶解。④移液洗涤:将已溶解而且冷却的溶液转移到容量瓶中,并 用玻璃棒引流,再洗涤烧杯和玻璃棒 2—3 次,将洗涤液倒入容量瓶中。⑤定容:缓缓向容量瓶中注入蒸馏 水,直到容量瓶液面接近刻度线 1cm-2cm 时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切, 盖好,反复上下颠倒,摇匀。最后将容量物质的量浓度 dream 第 14 页 8/8/2013 瓶中溶液转移到 试剂瓶中备用。

5.知识网络

14

①、以物质的量为中心的有关物理量的换算关系:
物质所含粒子数 N
×NA ÷ A N

电解质电离出离子的“物质的量”

÷ 化合价 ×化合价

×M ÷M

÷ 物质的质量(m)

物 质 的
-1

电量(C)

÷96500C·mol-1 ×96500C· mol ×Vm

量 n

×Vm(22.4L/mol) ÷Vm(22.4L/mol) ×△H

气体的体积(标准状况)

V 气体体积(非标准状况)

÷Vm ×V(溶液) ÷ V(溶液)

反应中放出或吸收的热量(KJ)Q
÷△H

溶液的物质的量浓度 CA)

物 质 的 ②、物质的量与其它量之间的换算恒等式: 量 m V(g) N Q m(溶液)S 的 n= = = = = = c ? V(溶液) M Vm NA ΔH M(100 + S) 相 关 : 计 ③、理想气体状态方程(克拉伯龙方程) 算 m 关 PV = RT PV=nRT 或 (R=8.314J/mol·K) 系 M 及 其 ④、影响物质体积大小的因素: 它 决定于 微粒的大小 1mol 固、液体的体积

物质体积

决定于

微粒的个数

1mol 物质的体积

决定于 微粒之间距离 1mol 气体的体积 ①、溶液稀释定律:溶质的量不变,m(浓)·w(浓)= m(稀)·w(稀); c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)

②、溶解度与溶质质量分数 w 换算式: S =
⑤、溶液浓度换算式:

100 ? w 1— w

w =

S ×100% 100 + S

③、溶解度与物质的量浓度的换算: c =

1000 ? ρ ? s M(100 + s) 1000 ? ρ ? w M

S=

1000cM 1000d — cM w= cM 1000ρ

④、质量分数与物质的量浓度的换算: c =

⑥、一定物质的量浓度 主要仪器:量筒、托盘天平(砝码) 、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 溶液的配配制: 方法步骤:计算→称量→溶解→转移→洗涤→振荡→定容→摇匀→装瓶 识差分析:关键看溶质或溶液体积的量的变化。依据 c =
n m = V MV

来判断。

3. 例题精讲 类型一:配制溶液的计算 此类问题直接依据物质的量浓度的概念来求算即可。解题时,通过对公式 C=n/V 进行变形,在结合物质 的量和物质质量、气体体积等相互之间的关系等来求解。 例 1、配制浓度为 0.5mol/L 的氢氧化钠溶液 200mL,需要氢氧化钠的质量是多少? 析:解题时直接抓住物质的量浓度公式的变式:n=CV,在结合 m=nM 关系,可以得到需要溶质的质量 (过程略) 。 例 2、设体积的单位为 L。用 V 体积水制得物质的量浓度为 a(密度为 p) ,需要标况下氨气的 体积为

15

________________________. 析:同样的,解题时应该抓住物质的量公式的变式:n=CV 以及 V(g)=22.4L/mol× 。同时在解本题时应 n 该注意的是题目中的 V 是溶剂的体积而不是物质的量浓度中溶液的 体积,解答此题时,溶液的体积必须通 过密度来换算。假设反应中需要氨气的体积为 V*,则有 n(NH3)=V*/22.4mol/L。对应溶液的质量应该为 1000g/L× V+17n(NH3),溶液的体积 V(l)为[1000g/L× V+17n(NH3)]/p,物质的量浓度为 a=n(NH3)/V(l)。经进一 步处理得到 V*=22400aV/(1000p-17a). 在解此类问题时还应该注意的是:如果给出的固体物质带有结晶水,则需要进行一定的换算,方能达到 正确的答案。例如,要配置物质的量浓度为 0.1mol/L 的硫酸铜溶液 250mL,需要胆矾的质量是多少? 类型二、有关物质的量浓度和溶质质量分数之间的换算 假设某溶液的物质的量浓度为 C(mol/L) ,该溶液中溶质的质量分数为 p%,溶液的密度为 d(g/mL)则物 质的量浓度和质量分数两个量之间的关系推导如下:取 W(g)的溶液,则溶液中溶质的质量为 p%W,溶液 的体积为 W/d (mL) 。依据物质的量浓度计算公式: C=n/V=(p%W/M)/(W/d× -3)=103× p%/M (M 为溶质的摩尔质量) 10 d× 例 3、质量分数为 98%的浓硫酸(密度为 1.84g/mL) ,其物质的量浓度是多少? 析:解答此题很容易,只要直接抓住公式即可。带入计算可知,该溶液的物质的量浓度为 18.4mol/L。应 用上述公式解决此类问题,一定要注意各量的单位,否则溶液出错。 此外,还应该注意的另一问题就是:依据饱和溶液中物质的量浓度和溶质质量分数之间的关系进而推断 溶解度与物质的量浓度之间的关系。由于饱和溶液中,溶解度和质量分数之间存在如下关系:p%=s/(100+s), 因此,可以推知 C=103× S/M(100+S) d× 。 类型三、浓溶液稀释的有关计算 解题的关键在于抓住溶质守恒,即稀释前后溶质的质量保持不变。公式为:C1V1=C2V2。 例 4、要得到 100mL 浓度为 3.68mol/L 的稀硫酸溶液,需要 98%的浓硫酸(密度为 1.84g/mL)的体积多 少毫升? 析:根据例 3 的求解,可以知道 98%的浓硫酸(密度为 1.84g/mL)物质的量浓度为 18.4mol/L。假设需 要浓硫酸的体积为 V,则: 18.4mol/L× V=3.68mol/L× 0.100L 经过计算可以推知需要浓硫酸的体积为 0.020L。 类型四、根据化学方程式进行计算 此类问题的计算,其实质为物质的量应用于化学方程式的计算。然后在依据物质的量与物质的量浓度之 间的关系进行换算,从而得到物质的量浓度。 例 5、往 8.4g 的碳酸氢钠固体中逐滴加入稀盐酸,当不再产生气体时,消耗盐酸的体积为 50.00ml,则该 盐酸的物质的量浓度是多少。 析:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 1 1 8.4g/(84g/mol) 0.1mol 因此,盐酸的浓度为 0.1mol/0.050L=2.0mol/L. 4.实战演练 1.20℃时,将某盐 R 的溶液蒸发掉 10 g 水后恢复到 20℃,需再加 6 g 盐 R(无水) ,溶液即达饱和,若 将原溶液蒸发掉 30 g 水,只需加 1 g 盐 R 就可在 20℃时达饱和。则 20℃时盐 R 的溶解度是 A.20 g B.25 g C.30 g D.35 g 2.以下各结论,错误的是 A.溶质的质量分数为 30%的 NaCl 溶液,加入等质量的水稀释后,其溶质的质量分数为 15%? - - B.物质的量浓度为 10 mol·L 1 的 H2SO4 溶液,用等体积的水稀释后,其物质的量浓度为 5 mol·L 1 ? C.室温时,某物质在 1 L 水中最多能溶解 0.09 g,此物质应属于“不溶物质”? D.常温常压下,1 体积水约溶解 700 体积的氨气,这里氨气的体积,是指标准状况下的体积 - - - 3.在 100 g 浓度为 18 mol·L 1,密度为ρ (g·cm 3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成 9 mol·L 1 的 硫酸,则加入水的体积

16

A.小于 100 mL

B.等于 100 mL ?

C.大于 100 mL

D.小于

100

?

mL

4.a mol 氨完全氧化成 HNO3,并且全部溶于反应生成的水中,得 HNO3 的质量分数约为 A.78% B.42% C.50% D.63% -1 5.设 NA 为阿伏加德罗常数,下列关于 0.2 mol·L 的 Ba(NO3)2 溶液不正确的说法是
? A.2 L 溶液中有阴、阳离子总数为 0.8 NA ? B.500 mL 溶液中 NO 3 浓度为 0.2 mol·L
-1

C.500 mL 溶液中 Ba2 浓度为 0.2 mol·L



-1

? D.500 mL 溶液中 NO 3 浓度为 0.2 NA

6.已知甲、乙溶质质量分数与密度的关系如下表:? 溶质质量分数 1% 5% 10% 甲溶液密度(g/cm3) 0.95 0.92 0.90 乙溶液密度(g/cm3) 1.02 1.04 1.07

甲物质的 1%的溶液与 9%的溶液等体积混合,乙物质的 1%的溶液与 9%的溶液等体积混合后,下列叙述 正确的是 A.混合后甲、乙溶液质量分数均大于 5%? B.混合后乙溶液质量分数大于 5%,甲溶液质量分数小于 5% C.混合后甲溶液质量分数大于 5%,乙溶液质量分数小于 5% D.混合后甲、乙溶液质量分数均等于 5% 7.在无土栽培中, 需配制一定量含 50 mol NH4Cl,16 mol KCl 和 24 mol K2SO4 的营养液。 若用 KCl、 4Cl NH 和(NH4)2SO4 三种固体为原料来配制,三者的物质的量依次是(单位为 mol) A.2,64,24 B.64,2,24 ? C.32,50,12 D.16,50,24 -1 - 8.有五瓶溶液分别是:①10 mL 0.6 mol·L NaOH 水溶液;②20 mL 0.50 mol·L 1 H2SO4 水溶液; - - - ③30 mL 0.40 mol·L 1 HCl 水溶液;④40 mL 0.3 mol·L 1 CH3COOH 水溶液;⑤50 mL 0.20 mol·L 1 蔗糖 水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是? A.①>②>③>④>⑤? B.②>①>③>④>⑤? C.②>③>④>①>⑤? D.⑤>④>③>②>①? - 9.用密度为ρ 1 g·cm 3,质量分数为 n%的浓盐酸,配制成体积比为 1∶4 的稀 HCl(稀盐酸的密度为ρ -3 2 g·cm ),则所配制的盐酸的物质的量浓度为 - - A.10 ρ 1 n/182.5 mol·L 1 ? B.10 ρ 1ρ 2 n/(ρ 1+4) mol·L 1 ? - - C.10 ρ 1ρ 2n/36.5 (ρ 1+4)mol·L 1 ? D.10 ρ 1ρ 2n/182.5 mol·L 1 二、选择题(共 55 分)? - 10.(7 分)物质的量浓度为 a mol·L 1 的 Na2SO4 溶液,若含 m g 钠离子时,其溶液的体积是 - mL;若该硫酸钠溶液中溶质的质量分数为 b%,则此 Na2SO4 溶液的密度是 g·mL 1。 - 11.(11 分)摩尔质量为 M g·mol 1 的某物质溶解度曲线如右图所示,现有 t2℃时 300 g 该物质的溶液,恒 - 温蒸发掉 50 g 水后,溶液恰好达到饱和,此饱和溶液的密度为ρ g·cm 3 ,则其物质的量浓度为 - mol·L 1。若将饱和溶液降温到 t1℃,析出晶体(不含结晶水)的质量为 。

12.(11 分)用 18 mol·L 1 硫酸配制 100 mL 1.0 mol·L 1 的硫酸,若实验仪器有:A.100 mL 量筒 天平 C.玻璃棒 D.50 mL 容量瓶 E.10 mL 量筒 F.胶头滴管 G.50 mL 烧杯 H.100 mL 容量瓶





B.托盘

17

(1)实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号) 。 (2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是 。(填写标号) A.使用容量瓶前检查它是否漏水。? B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗。? C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线 2 cm~3 cm 处,用滴管滴加蒸馏水到标线。 D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线 2 cm~3 cm 处,用滴管滴加蒸馏水到标线。 E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次。 13.(9 分)向盛有铜片的烧杯中加入某浓度的硫酸 115 mL,在加热条件下反应,待铜片全部溶解后将其溶 液稀释到 500 mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到标准状况下的气体 2.24 L,过滤得残留固体,干 燥后称重,质量减轻 7.50 g,试求原硫酸溶液的物质的量浓度。 14.(10 分)在标准状况下, 224 L HCl 气体溶于 635 mL 水中(ρ =1 g/cm3), 将 所得盐酸的密度为 1.18 g 3 /cm 。试计算:? (1)取出这种盐酸 10.0 mL,稀释至 1.45 L,所得稀盐酸的物质的量浓度。? - (2)在 40.0 mL 0.0650 mol·L 1 Na2CO3 溶液中,逐滴加入(1)所配制的稀盐酸,边滴边振荡。若使反应 不产生 CO2 气体,加入稀盐酸的体积最多不能超过多少毫升? 15.(8 分)向 300 mL KOH 溶液中缓慢通入一定量的 CO2 气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液, 得到白色固体。请回答下列问题:? (1)由于 CO2 通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成,并分别列出。 ?(2)若通入 CO2 气体为 2.24 L(标准状况下) ,得到 11.9 g 的白色固体。请通过计算确定此白色固体是由 哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的 KOH 溶液的物质的量浓度为多少? 附参考答案 一、1.解析:设原溶液中水的质量为 w g,R 的质量为 m g,R 的溶解度为 S g,则有:

m?6 m ?1 S ? ? w ? 10 w ? 30 100 根据比例性质,可设:?
(m ? 6) ? (m ? 1) m?6 m ?1 6 ?1 S ? ? ? ? w ? 10 w ? 30 ( w ? 10) ? ( w ? 30) 30 ? 10 100

6 ?1 ×100=25 g。 30 ? 10 答案:B ? 2.解析:注意体积效应。? 答案:B ? 3.解析:因 H2SO4 溶液的密度随浓度增大而增大,是一个变值而不是一个定值。
S= 设稀释后溶液密度为ρ ′,则有:18× 因为ρ ′<ρ ,故 V<100(mL)。 答案:A ? 4.解析:NH3+2O2===HNO3+H2O ? HNO3%=

100

?

×10 3=9×



100 ? V 100 100 ? V - ×10 3,2 = , ?? ? ??

63 ×100%=78% 63 ? 18

答案:A 5.AB 6.B 7.B 8.D 9.C ?

18

二、10.

1000m 46a

14.2a/b

11.

1000 ? ? ? a 2 M(100 ? a 2 )

2 5 (a 2 ? a 1 ) 0 g 1 0 0 a2 ?

12.(1)G、E、C、H、F(或 E、G、C、H、F)? (2)BCD - 13.18.26 mol·L 1 ? - 14.(1)0.0813 mol·L 1 (2)32 mL ? 15.(1)四种? ①KOH,K2CO3 ②K2CO3 ③K2CO3,KHCO3 ?④KHCO3 ? (2)解:2KOH+CO2 === K2CO3+H2O ? 22.4 138 ? 2.24 x=13.8 ? KOH+CO2===KHCO3 ? 22.4 100 ? 2.24 x=10.0 ? 从上面两方程知: 生成的固体全部是 K2CO3 时应该是 13.8 g, 若生成的固体全部是 KHCO3 时应该是 10.0 g,现生成的固体为 11.9 g,所以它是 K2CO3 和 KHCO3 的混合物。依碳原子守恒的要求,K2CO3 和 KHCO3 总共是:

2.24 =0.100 mol 22.4 若 K2CO3 为 a mol,则 KHCO3 为(0.100-a)mol ? 则得方程 138a+100(0.100-a)=11.9 a=0.050 mol ? 即 K2CO3 和 KHCO3 各为 0.050 mol ? - K2CO3 为:138 g·mol 1×0.05 mol=6.9 g ? - KHCO3 为:100 g·mol 1×0.050 mol=5.0 g ? 依 K+守恒的要求,设 KOH 溶液浓度为 c 则:? - 0.300 Lc=0.050 mol×2+0.050 mol c=0.50 mol·L 1

高中化学 58 个考点精讲
9、物质的量应用于化学方程式的计算 1. 复习重点 揭示化学反应中反应物。生成物之间的粒子数关系,并学习物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等应用 于化学方程式的计算。 2.难点聚焦 1.化学方程式中,各物质的化学计量数(v)之比,等于各物质的物质的量(n)之比。即均等于该化 学方程式的“系数”之比。 2.化学方程式中各气体在同温同压下的体积比,等于它们的化学计量数之比。即等于各气体在化学方 程式中的“系数”比。

19

3.遇到有关化学方程式的计算时,经常视情况将相关物质的质量,一定浓度和体积的溶液、气体体积 换算出它们的物质的量,按化学计量数找出比例关系后入手运算。 【知识要点】 1.化学方程式中有关量的关系

由上可看出,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比,等于各物质的物质 的量之比 ,等于气体体积比(同状况下),不等于质量之比。根据化学方程式列比例时应遵循上述比例关 系。 2.根据化学方程式计算时所列比例是否正确的判断依据是: “上、下单位要一致,左右单位要对应”。如: 3.物质的量应用于化学方程式计算的一般格式 (1)设所求物质的物质的量为 n(B)[或质量 m(B)],或 气体标准状况下体积 V(B)、或溶液体积 V[B(aq)]J。 (2)写出有关反应的化学方程式。 (3)在化学方程式有关物质的化学式下面先写出已知物和所求物的有关量的关系,再代入已知量和所 求量。 (4)写出所求物质的数学表达式。 (5)写出解答和答案。

如:6.5g Zn 在与足量盐酸反应时产生的

在标准状况下的体积是多少升?

解:设产生

的体积为 V(



20

答:产生的 4.规范用语

在标准状况下的体积是 2.24L。

—表示

的物质的量

—表示方程式中

的化学计量数

—表示盐酸的物质的量浓度

—表示

溶液的体积

—表示

的体积

—表示混合物中

的质量分数

—表示

的质量

在列比例及运算过程中都应带单位。 3. 例题精讲

例 1: 在一定条件下,

与足量的

固体完全反应后,产生的气体全部收集起来只有 1.68L

(标准状况),则此气体在标准状况下的密度为( )

(A)

(B)

(C)

(D)

选题角度:此题是物质的量应用于化学方程式的计算。

解析: , 全部转化为 时,

,根据反应的化学方程式: ,其质量为

21

,此气体即使部分转化为其他氧单质(如

),其气体质量也不变,故

,选(B)。 答案:B 点评:本题审题时要细心,特别注意“在一定条件下”几个字,否则易将此气体当作纯氧气,得出

,而错选(A)。

例 2: 将一块铁片放入 500mL, 后干燥称量,铁片增重 0.8g,反应后溶液中



溶液中,反应一段时间后,取出铁片,小心洗净 的物质的量浓度是( )

A.

B.

C.

D.

选题角度:考查挖掘关系量及缜密思维能力。

解题思路:以方程式挖掘新的关系量,先求反应的

剩余



答案:C

点评: 差量法是化学计算中常用的一种方法。 所谓差量法是指一个过程中某物质始态量与终态量的差值, 它可以是质量差、物质的量差、物质的量浓度差、气体的体积差。 例 3: 在托盘天平的两盘,放上质量相等的 A、B 两烧杯,调至平衡,然后分别倒入质量相等的足量盐 酸,继而在 AB 两烧杯中放入下述各组物质,结果天平仍保持平衡的是( ) A.0.5mol Na 和 0.5mol Mg B.0.1mol Zn 和 0.1mol Al

C.



D.



选题角度:考查对溶液增重和天平平衡原理的掌握。

22

解题思路:以溶液增重计算为切入点,估算是十分重要的。

A.0.5mol Na(11.5g)可制取

0.25mol(0.5g),溶液增重

0.5mol Mg(12g)可制取

0.5mol(1g),溶液增重

,所以 A 可以保持平衡

B.0.1mol Zn(6.5g)0.1mol Al(2.7g)分别制得 C.

为 0.1g,0.3g,溶液增重不同,故天平不平衡

C 可以保持平衡 以此推理 D 不能平衡,选 A、C 答案:A、C

例题 4:

和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯,其变化可表述为:

(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内) (2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是_____(填写编号、多选倒扣) ①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性

(3)产生 0.1molCl2 则转移电子的物质的量为_____mol (4)ClO2 具有很强的氧化性。因此,常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示) 是 Cl2 的_____倍。 选题角度:以陌生的化学反应方程式,考查对于物质性质的判断及利用新信息(消毒效果)处理问题的能力。 解题思路: (1)根据化合价升降配平方程式

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未知物化学式可用观察法,由氢氧原子个数确定为 H2O (2)根据生成 KCl 知 2molHCl 显酸性,2molHCl 被氧化,显还原性。 (3)产生 1molCl2 转移电子 2mol,所以产生 0.1molCl2 时,转移电子 0.2mol

(4)每摩尔 ClO2 可得 5mol 电子,单位质量得电子数

,而每摩尔 Cl2 可得电子 2mol,单位质量

得电子数

,二者比值为 (2)① (3)0.2 (4)2.63

答案:(1)2,4,2,2,1,2H2O

例 5:将 0.04molKMnO4 固体加热,一段时间后,收集到 amol 气体,此时 KMnO4 的分解率为 x,在反应后 2+ 的残留固体中加入足量的浓盐酸,又收集到 bmol 气体(设 Mn 元素全部以 Mn 存在于溶液中)。试填写: (1)a+b=__________(用 x 表示)。 (2)当 x=__________时,a+b 取最小值,且最小值为___________。 (3)当 a+b=0.09 时,加热后所得残留固体的质量为___________g。 选题角度:利用化学方程式,结合数学知识解决化学问题。 解析:(1)参加分解反应的 KMnO4 物质的量为 0.04xmol,剩余的 KMnO4 物质的量为 0.04(1-x)mol, 根据化学方程式计算。

(2)因为 x≤1,当 x=1,a+b 有最小值,最小值为 0.08。 (3)当 a+b=0.09 时,0.1-0.02x=0.09,解得 x=0.5。

24

加热后剩余固体的质量=m(KMnO4)-m(O2)=0.04mol×158g/mol-0.02×0.5mol×32g/mol=6g。 答案:(1)a+b=0.1-0.02x;(2)当 x=1,a+b 有最小值,最小值为 0.08;(3)6g。 点评:将化学问题抽象成为数学问题,利用数学工具,通过计算和推理(结合化学知识)解决化学问题, 这是化学计算题考查的重要能力之一。

例 6:某化合物的化学式可表示为

(x、y 为正整数)。为了确定 x 和 y 的值,取两份质 溶液滴 溶

量均为 0.2140g 的该化合物进行如下两个实验。将一份试样溶于水,在硝酸存在的条件下用 定(生成 沉淀),共消耗 24.0mL 0.100mol/L 的 。吸收 溶液。在另一份试样中加入过量

液并加热,用足量盐酸吸收逸出的

共消耗 24.0mL 0.200mol/L

溶液。试通过计算确

定该化合物的化学式。(本题可能用到的相对原子质量:H 为 1.00、N 为 14.0、Cl 为 35.5、Co 为 58.9) 选题角度:此题有多种解法,训练学生的发散思维。

解析:从消耗 量可得

的物质的量可得化合物中 和

的物质的量;由吸收

所消耗

的物质的

的物质的量,由试样质量减去

的质量可得钴离子的质量,除以钴的相对原子质量

即得钴离子的物质的量。以钴离子的物质的量为 1,即可确定 x 和 y。 解答:n 表示物质的量,m 表示质量

该化合物的化学式为



25

启示:同一习题,提倡一题多解,培养发散思维能力。如本题亦可有如下解法:

解法 1:设 0.2140g 化合物的物质的量为 n,根据关系式

,得方程:







联立①②③,解之得:





该化合物的化学式为 解法 2:n 表示物质的量,



根据题意列方程组:

解方程组得:

该化合物的化学式为 解法 3:n 表示物质的量。



即:

该化合物化学式可写成

,由题意得:

解之得:

26

该化合物的化学式为



解法 4:设 0.2140g 化合物的物质的量为 c。

解联立方程得



,所以,其化学式为



联立①、②解得:



,故化学式为



4.实战演练 一、选择题 1.相同质量的 Mg 和 Al 分别与足量的盐酸反应,所生成的氢气在标准状况下的体积比是 A. 2:3 B. 1:1 C. 3:4 D. 24:27 2.200mL0.5mol/L 的盐酸与 14.3gNa2CO3·xH2O 恰好完全反应,且生成正盐,则 x 值为 A. 5 B. 6 C. 9 D. 10 3.实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制 Cl2,当有 36.5gHCl 被氧化时,可生成 Cl2 ( ) A. 35.5g B. 36.5g C. 71g D. 73g 4.同物质的量浓度的盐酸、硫酸、磷酸分别与同物质的量浓度、同体积的氢氧化钾溶液作用生成正盐,需 要三种酸的体积比为 ( ) A. 1:1:1 B. 1:2:3 C. 3:2:1 D. 6:3:2 5.物质在相互反应时 ( ) A. 它们的质量一定相等 B. 它们的物质的量一定相等 C. 它们的质量比等于方程式中化学计量数之比 D. 它们物质的量比等于方程式中化学计量数之比 6.在一定体积的容器中,加入 1.5mol 氙气和 7.5mol 氟气,于 400℃和 2633KPa 下加热数小时,然后迅速冷 却至 25℃,容器内除得到一种无色晶体外,还余下 4.5mol 氟气。则所得无色晶体产物中,氙与氟的原 子个数比是 ( ) A. 1:2 B. 1:3 C. 1:4 D. 1:6

27

7.0.05mol/L 某金属氯化物 20mL,恰好与 20mL0.1mol/L 的 AgNO3 溶液反应,则该金属氯化物的化学式可 表示为 ( ) A. XCl B. XCl2 C. XCl3 D. XCl4 8.固体 A 在一定温度下分解生成气体 B、C 和 D:2A(s)==B(g)+2C(g)+3D(g)。若测得生成气体的质量是相 同体积的 H2 的 15 倍,则 A 的摩尔质量是 ( ) A. 30g/mol B. 60g/mol C. 90g/mol D. 120g/mol 9.将 5g 含镁、锌、铁的三种金属的混合物投入 40mL 稀硫酸中,恰好完全反应,生成的氢气在标准状况下 的体积是 2.8L。则这三种金属的物质的量之和为 ( ) A. 0.25mol B. 0.125mol C. 0.1mol D. 0.5mol + 10. 在一定温度下, 氯化银饱和溶液中 Ag 浓度和 Cl 浓度乘积为一常数。 现将足量 AgCl 固体分别加入①10mL 蒸馏水;②30mL0.1mol/LNaCl 溶液;③5mL0.5mol/LNaCl 溶液;④10mL2mol/LHCl 中,使 AgCl 溶解并 达到饱和。各种溶液中 Ag+离子浓度由大到小排列的正确顺序是 ( ) A. ④>②>③>① B. ①>②>③>④ C. ①>②>④>③ D. ①>③>②>④ 二、选择题每小题有一至二个选项符合题意 11.向+1 价某金属碘化物的溶液中,逐滴加入 AgNO3 溶液,直至沉淀完全为止,已知生成新溶液的质量与 原碘化物溶液的质量相等,则原硝酸银溶液中 AgNO3 的质量分数为( ) A. 72% B. 54% C. 28% D. 无法确定 12.已知某 KOH 样品中含水 7.62%,含 K2CO32.28%,含 KOH90%。再将 1.00g 样品加入 46.00mL1.00mol/L 的盐酸中,过量的酸用 1.070mol/L 的 KOH 中和。蒸发溶液,蒸发到无水时,可得到固体的质量为 ( ) A. 3.00g B. 3.43g C. 4.50g D. 无法计算 13.0.1mol 某元素的单质直接中氯气反应后,质量增加 7.1g,这种元素是 ( ) A. Mg B. Na C. Al D. Fe 14.天平的两个托盘中分别放上盛 200mL1mol/L 盐酸溶液的烧杯,这时天平正好平衡。此时,向一个烧杯中 加入锌,另一个烧杯中加入镁,充分反应后,天平仍保持平衡。则所加入的两种金属质量或物质的量可 能是 ( ) A. 各 6.5g B. 各 0.1mol C. 各 10g D. 各 5g 15. KCl 和 KBr 的混合物 13.400g 配成 500mL 溶液, 将 通入足量 Cl2, 充分反应后将溶液蒸干, 得固体 11.175g。 + 则原来所配溶液中,K 、Cl 、Br 的物质的量浓度之比是 ( ) A. 3:2:1 B. 4:3:2 C. 5:3:2 D. 2:1:1 16.7.4gNa2CO3·10H2O 和 NaHCO3 组成的混合物溶于水,配成 100mL 溶液,其中 c(Na+)=0.6mol/L,若把 等质量的该混合物加热至恒重时,残留物的质量是 ( ) A. 3.18g B. 2.21g C. 5.28g D. 4.22g 17.7g 炭粉与 14g 氧气在一定条件下完全反应生成 21g 氧化物,则生成物中 CO 与 CO2 的物质的量之比是 ( ) A. 1:1 B. 2:1 C. 2:3 D. 3:2 18.有 A2、B2 两种单质,相互反应后生成化合物 C。已知 B2 的相对分子质量是 A2 的 2 倍,反应时 A2 与 B2 的质量比为 3:2,符合上述条件的反应是 ( ) A. 3A2+B2==2A3B B. 3A2+2B2==2A3B2 C. A2+3B2==2AB3 D. 2A2+B2==2A2B 19.现有 10%的 CaCl2 溶液,往其中加入 10%的 Na2CO3 溶液至恰好反应,生成 10g 沉淀。滤掉沉淀,将滤 液恒温蒸发掉 90g 水后恢复到原来温度,所得溶液中溶质的质量分数是 ( ) A. 5% B. 10% C. 15% D. 20% 20.有 25mL 未知浓度的硫酸溶液,在加入 25mL0.5mol/LBa(NO3)2 溶液后,改加 NaOH 溶液,结果用去 1.0mol/LNaOH 溶液 50mL 恰好完全中和,则硫酸的物质的量浓度是 ( ) A. 0.5mol/L B. 1.0mol/L C. 1.5mol/L D. 2.0mol/L 三、填空题( 21.(6 分)6.5g 锌与 500mL 盐酸恰好完全反应,则能产生 H2_________L(标准状况),这种盐酸的物质的量浓

28

度是____________。 22.(12 分)在标准状况下,把 1 体积 Cl2、5 体积 O2 跟 11 体积 H2 混合,这三种气体的物质的量之比是 ___________,质量比是__________,混合气体的平均式量是__________;如果在密闭容器中将混合气 体用电火花引燃后,恰好完全反应,所得盐酸(ρ =1.143g/cm3)的物质的量浓度是__________。 23.(10 分)含有 H2 和 Cl2 的混合气体 100mL(标准状况),其中一种气体体积为 45mL,另一种为 55mL。光照 后使两种气体反应后又恢复到标况,气体体积为________mL。为证明反应后气体中 H2 或 Cl2 有剩余, 使气体通过 10mL 水,并使剩余气体干燥后恢复到标况。则: ⑴若剩余________mL 气体, 证明有________剩余; ⑵若溶液中有________性质, 证明有_________剩余。 24.将由 CaCO3、MgCO3 组成的混合物充分加热至质量不再减少时,称得残留物的质量是原混合物的一半, 则残留物中 Ca、Mg 两元素的物质的量之比是_________。 25.世界环保联盟即将全面禁止在自来水中加氯气,推广采用广谱高效杀菌消毒剂二氧化氯(ClO2,黄绿色气 体)。 目前欧洲和我国主要采用 Kesting 法(原料为氯酸钠和盐酸)制取 ClO2, 该法的缺点是同时产生 Cl2(占 ClO2 体积的一半),使产物纯度降低。 ⑴试写出该法制 ClO2 的化学方程式___________________________________________。 ⑵Cl2 和 ClO2 都是通过强氧化作用而杀菌消毒,试计算出在同质量时,ClO2 的氧化能力是 Cl2 的____倍。 26.将 O2、CH4、Na2O2 放入密闭容器中,若 250℃时用电火花引燃后,容器中的压强为零。 ⑴判断反应后的产物只有是__________________,其物质的量之比为___________。 ⑵三种反应物的物质的量之比为________________________。 27.为完全中和某一强酸溶液,需用 amol(质量为 bg)的 NaOH。问: ⑴若改用 bgKOH,反应后溶液呈_______性。 ⑵若改用 bgBa(OH)2,反应后溶液呈_______性。 ⑶若改用 amolKOH,反应后溶液呈_______性。 ⑷若改用 amolBa(OH)2,反应后溶液呈_______性。 ⑸若改用 b/2gCa(OH)2,反应后溶液呈_______性。 四、计算题 28.1.15g 金属钠跟水反应,得到 100mL 溶液,试计算: ⑴生成的气体在标准状况下是多少毫升? ⑵反应后所得溶液的物质的量浓度是多少? 29.在标准状况下,10L 由 H2、CO2、CO、N2 组成的混合气体中,再加入 6LO2,使之燃烧,燃烧后,在标 准状况下测得其气体体积为 7.5L,将这些气体通过盛 NaOH 的洗气瓶,其体积变为 2L,该 2L 气体在标准状 况下是氢气密度的 15.5 倍,计算原混合气体中各气体的体积。 30、实验室测定 CO2 的相对分子质量。 ⑴制备纯净的 CO2 气体时,常用的药品是____________________。为了有效地除去 CO2 气体中少量的水 蒸气、HCl、H2S 气体杂质,请在下列装置中(见下图),根据要求做适当选择,填写下表。

除去杂质 ①HCl ②H2O ③H2S ④气体通过顺序(以标号表示)

所选装置(填入标号)

反应的化学方程式或原因

——

29

⑵先称得充满空气的带塞瓶质量为 198.847g。然后用排气集气法将 CO2 充满该瓶,并称得其质量为 199.90g,又测得瓶内的容积为 500mL。已知空气的平均相对分子质量为 29,试计算 CO2 相对分子质 量的实验值。计算结果必须保留一位小数。(以上数据均为标准状况下的数据) 1、C 2、D 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、C 9、B 10、B 11、A 12、B 13、A 14、AC 15、A 16、A 17、A 18、A 19、BD 20、B 21、2.24 0.4mol/L (每线 3 分) 22、1:5:11 71:160:22 14.9 9.04mol/L (每线 3 分) 23、⑴100 ⑴10 H2 ⑵漂白 Cl2 (每线 2 分) 24、1:3 25、⑴2NaClO3+4HCl==2NaCl+Cl2+2ClO2+2H2O ⑵2.63(提示:可计算每转移 1mol 电子时所需两种氧化剂 的质量) (每线 3 分) 26、⑴Na2CO3、NaOH n(Na2CO3):n(NaOH)=1:4 ⑵n(O2):n(CH4):n(Na2O2)=1:2:6 27、⑴酸 ⑵酸 ⑶中 ⑷碱 ⑸酸 28、⑴560mL ⑵0.5mol/L (每小题 4 分) 22、H2:4L CO:5L CO2:0.5L 30、⑴CaCO3,盐酸 ①C NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O ②A 浓 H2SO4 具有吸水性 ③E CuSO4+H2S==CuS↓+H2SO4 ④C→A→E

高中化学 58 个考点精讲
10、氯气 1.复习重点 1.Cl2 的化学性质以及 Cl2 的实验室制法和主要用途。 2.重点是氯水性质的多重性,难点是 Cl2 的实验室制法。 2.难点聚焦 1.氯元素的知识网络

2.次氯酸、漂白粉的性质 HClO 分子的结构式为 H-O-Cl(氧处于中心),所以电子式为 。次氯酸、次氯酸钙等有多方

面的性质,经常用到以下几方面性质: (1)HClO 是一种弱酸,与碳酸比较电离能力有如下关系:H2CO3>HClO>HCO3-,请分析下列反应: 少量二氧化碳通入 NaClO 溶液中:NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO 氯气通入碳酸氢钠溶液中: Cl2 + NaHCO3 = NaCl + CO2↑+ HClO (2)ClO-是一种弱酸的酸根离子,能发生水解反应:ClO-+H2O HClO+OH-,所以次氯酸钙溶液显 碱性。 若遇到铁盐、铝盐易发生双水解:3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO (3)HClO 和 ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧 化还原反应,但不能使品红溶液褪色。如: 硫酸亚铁溶液遇漂白粉:2Fe2+ + 5ClO- + 5H2O = 2Fe(OH)3↓+ Cl- + 4HClO 漂白粉遇亚硫酸酸盐:ClO- + SO32- = Cl- + SO42(4)HClO 见光易分解:2HClO 2HCl + O2↑ 2+ (5)次氯酸钙中的 Ca 、ClO 可以表现出一些综合性质。如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中:

30

Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO 注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异: Ca(ClO)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaClO Ca(ClO)2 + NaHCO3 = CaCO3↓+ HClO + NaClO 3. 例题精讲 例 1:下列物质中,能使紫色石蕊试液因漂白而褪色的是( )

A.

B.活性炭 C.氯水 D.盐酸

选题角度:考查氯气的性质。此题学生往往因不清楚 有漂白能力而失分。

在酸性、碱性条件下均具有氧化性,从而具

解析:

具有漂白作用,能使紫色石蕊试液褪色,A 正确;活性碳具有吸附作用(物理现象),

能吸附有机色素等,故 B 不正确;盐酸是一种常见酸,可使紫色石蕊试液变红,但没有漂白性,不会使之褪 色,故 D 不正确。氯水因其成分中有 白性,使之漂白褪色。 解答:A、C 及 等, 能使紫色石蕊试液变红, 又具有漂

启示: 关于

学习时应注意下列几点:

氯的含氧酸有高氯酸(

),氯酸(

),亚氯酸(

)和次氯酸(

),

其中次氯酸最为重要,是高考中的热点,在学习中应注意以下几点:

(1)它的化学式为

,电子式为

,结构式为 H—O—Cl

(2)它仅存在于溶液中,浓时呈黄色,稀时无色,有强烈的刺激性气味。

(3)氯的含氧酸中,它是最弱的酸(

),

,比碳酸还弱(

)。

(4)它具有不稳定性,见光分解, (5)次氯酸的生成:将氯气通入到熟石灰溶液里,以制得次氯酸钙。再与稀盐酸或空气里的二氧化碳 和水蒸气反应便可得到次氯酸。化学反应方程式如下:

31

(6)次氯酸及其盐的主要用途是作漂白剂和消毒剂。次氯酸的漂白作用主要有以下三种形式: ①次氯酸有很强的氧化性,某些有色物质被次氯酸氧化,破坏了其中的显色结构而褪色。 ②某些有色物质分子中存在着不饱和键,次氯酸与它们起加成反应而褪色。 ③某些有色物质的有机物分子与次氯酸发生氯化作用而褪色。

(7)次氯酸盐有强氧化性,如在

固体中滴加浓盐酸,会生成

(注意与 5 中比较)

(8)

易发生水解

所以漂白粉在水中没有酸存在的条件下,也有一定的漂白性、杀菌性。

例 2:氯气通入石灰乳制得漂白粉,其主要成分是 和一定浓度的盐酸完全反应,生成

,一定质量的漂白粉

的质量与参加反应的漂白粉质量之比可标志“有效氯”的多少。如果

某漂白粉测其“有效氯”的质量分数为 35%,该漂白粉的组成和上述化学式相符时,求式中的 n 值是( ) A.0.5 B.8 C.8.5 D.10

选题角度:考查对于氯气化学性质的掌握。学生往往不清楚漂白粉与盐酸反应实质而导致错误。

解析: 题给信息有:①漂白粉的化学式: 该漂白粉与盐酸反应的化学方程式为:

;②有效氯

3×71

32

解答: C 启示:(1)漂白粉制备 工业上制漂白粉通常以石灰石、食盐、水为主要原料,历经四步反应制源白粉。最后一步是将氯气通入 到石灰乳中:



(2)漂白粉的质量评价标准

按它的有效氯以及它能在长时期保持有效氯的能力来决定的。有效氯

(3)漂白粉的使用

漂白粉是混和物,它的有效成分是 和 等杂质。

。商品漂白粉往往含有





次氯酸钙很不稳定,遇水就发生水解反应

当溶液中碱性增大时,漂白作用进行缓慢。要短时间收到漂白的效果,必须除去

,所以工业

上使用漂白粉时要加入少量弱酸,如醋酸等,或加入少量的稀盐酸。家庭使用漂白粉不必加酸,因为空气里 的二氧化碳溶在水里也起弱酸的作用。 (4)漂白粉保存一定要密封否则易变质(硬化)

例 3:氯化碘(ICl)的化学性质与卤素相似,预计它跟水反应的最初生成物是( ) (A)HI 和 HClO (B)HCl 和 HIO (C)HClO3 和 HIO (D)HClO 和 HIO

选题角度:此题属于一道信息迁移题,给出氯化碘与卤素性质形似,根据卤素的化学性质,推断氯化碘 的性质。

33

解析:由 Cl2+H2O=HCl+HClO 知识点出发,迁移 H2O+ICl=HCl+HIO,在 ICl 中 I 为+1 价,Cl 为-1 价, ICl 与 H2O 反应没有元素化合价不变。 答案:B 点评:ICl 为拟卤素,与卤素化学性质相似但并不相同,这是该题解答时容易出错的地方。

例 4: 标准状况下的

混合气体 a L,经光照充分反应后,所得气体恰好使溶液中 b mol NaOH

完全转变为盐,则 a、b 的关系不可能为( )

A.

B.

C.

D.

选题角度:讨论法是化学题中常用的一种解题方法。当题中隐含某一条件或某一条件不确定,结果可能 是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,就要运用讨论法分别对所用可能性一一论证。

解析:

混合气在标况下光照充分反应可能有三种情况:

设混合气中





若为第①种情况



若为第②种情况, 过量



以 1: 的物质的量反应: 2



若为第③种情况



解答 D

启示: (1) 有一类特殊的过量问题即: 整个变化过程中可用两个化学反应来描述。 且两个反应满足: 连 a. 续进行(两个反应一前一后);b.前者的生成物是后者的反应物;c.前一反应的两个反应物中,必须有某 个反应物过量。

34

例5,①将 CO2 通入澄清的石灰水,溶液先浑浊,后澄清;②将稀盐酸逐滴滴入 Na2CO2 溶液中,开始时无现 象,后产生气泡;③将氯气慢慢的推入装有火柴头大小红磷的反应器中,先有白雾,后有白烟生成等很多实 例。 研究此类习题要:利用两个化学方程式找等点;根据等点划区间(二点三段式),两头各段利用过量讨论法 求解;中间一段利用不定方程求解。 (2)例 5 亦可运用极端假设法求解

①若 a L 全部是

,则生成

为 0,消耗

为 0;

②若 a L 全部是

,生成

为 0,但

要和

反应:

但无论生成何种盐,

,即





所以消耗



多为



综上分析,消耗

的量应大于 0,小于

,即:

。故答案为(D)。

4.实战演练
一、选择题? 1.氯气可用来消灭田鼠,为此将氯气通过软管灌入洞中,这是利用了 Cl2 下列性质中的 ①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④较易液化 ⑤溶解于水? A.①②③ B.②③ C.③④ D.③④⑤ 2.已知 HIO 既能和酸又能和碱发生中和反应,则它与盐酸反应的产物是 - A.IO B.H2O C.HI D.ICl 3.为了防止 Cl2 中毒,可用浸透某种物质溶液的毛巾捂住口鼻。该物质在下列物质中的最佳选择是 A.NH3 B.SO2 C.KI D.Na2CO3 35 4.氯的原子序数为 17, Cl 是氯的一种同位素,下列说法正确的是

1 mol 的 1H35Cl 分子所含中子数约为 6.02×1023 18 - C.3.5 g 的 35Cl2 气体的体积为 2.24 L ? D.35Cl2 气体的摩尔质量为 70 g·mol 1 5.下列反应都是用盐酸制 Cl2,为制得等量 Cl2,消耗盐酸最少的是?
A.35Cl 原子所含质子数为 18 ? B. A.MnO2+4HCl ???? MnCl2+Cl2↑+2H2O ? B.2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O ?
?

35

CuCl 2 C.KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O ? D.4HCl+O2 ???? 2H2O+2Cl2↑? 450?C
6.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为 0.1 mol·L 1。如果在甲瓶中加入少量的 NaHCO3 晶体(m mol) ,在乙瓶中加入少量的 NaHSO3 晶体(m mol),丙瓶不变。片刻后,甲、乙、丙三瓶溶液中 HClO 的物质的量浓度大小关系是(溶液体积变化忽略不计) A.甲=乙>丙 B.甲>丙>乙? C.丙>甲=乙 D.乙>丙>甲? -1 - 7.将 0.15 mol 的 MnO2 与过量的 12 mol·L 的浓盐酸反应,和 50 mL 12 mol·L 1 的浓盐酸与足量的 MnO2 反应两者产生的 Cl2 相比(其他反应条件相同)? A.一样多? B.前者较后者多? C.后者较前者多? D.无法比较? 8.F2 是氧化性最强的非金属单质。在加热条件下,等物质的量的 F2 与烧碱完全反应,生成 NaF、H2O 和 另一种气体。该气体可能是? A.H2 B.HF ? C.O2 D.OF2 ? 9.在一定条件下,氯气可与氯化铵发生如下反应:xCl2+yNH4Cl===yNClx+(x+y)HCl ? 当消耗 6.72 L(标准状况下)的氯气时,生成 0.10 mol 氮的氯化物,则此氮的氯化物的化学式为 A.NCl2 B.NCl3 ? C.NCl4 D.NCl5 二、非选择题? 10. 写出下列物质与新制氯水反应的现象和化学方程式。 (1)紫色石蕊试液 (2)FeCl2 溶液 (3)AgNO3 溶液 (4)Na2CO3 溶液 (5)SO2 (6)镁粉 11.下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物。反应时加入或生成的水,以及生成无色溶液 M、 白色沉淀 N 和黄绿色气体 C 时的其他产物均已略去。 为短周期元素组成的单质。 的焰色反应为浅紫色(透 H A 过蓝色钴玻璃观察)。


回答下列问题: (1)A、H、N 的化学式分别为 A (2)A ? ?? B+C+D 的化学方程式: (3)F+I ? ?? N 的离子方程式:

,H 。 。

,N



12.用下图所示装置(酒精灯、铁架台等未画出)制取三氯化磷,在短颈分馏烧瓶 d 中放入足量白磷,将 Cl2 迅速而又不间断地通入 d 中,氯气与白磷会发生反应,产生火焰。

36

物质制备装置 三氯化磷和五氯化磷的物理常数如下表。? 物质熔沸点 熔点 三氯化磷 五氯化磷 -122℃ 148℃ 沸点 76℃ 200℃分解

图中,a,b 应该装入的试剂或药品分别是浓盐酸和二氧化锰,在 b 仪器处加热。请据此回答下列回答:? (1) 在蒸馏烧瓶 e 中收集生成的三氯化磷, 为保证三氯化磷蒸气冷凝, 应在水槽 g 中加入 。 (2)三氯化磷遇到水蒸气强烈反应,甚至发生爆炸,所以 d,e 仪器及装入其中的物质都不能含有水分。为 除去 Cl2 中的水分,c 中应装入 作干燥剂。 (3)实验室将白磷保存于水中,取出的白磷用滤纸吸干表面水分,浸入无水酒精中片刻,再浸入乙醚中片 刻即可完全除去水分。已知水与酒精互溶,酒精与乙醚互溶,乙醚极易挥发,用上述方法除去水分的原因 是 。 (4) 为 防 止 Cl2 污 染 空 气 , 装 置 末 端 导 出 的 气 体 应 如 何 净 化 处 理 , 画 出 装 置 图 并 注 明 使 用 药 品: 。 13.KClO3 和浓盐酸在一定温度条件下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯,其变化可表示为:? KClO3+ HCl(浓)—— KCl+ ClO2↑+ Cl2↑+ ? ? (1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内) 。? (2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是 (填写序号) 。? ①只有还原性 ②还原性和酸性 ?③只有氧化性 ④氧化性和酸性? (3)产生 0.1 mol Cl2,则转移的电子的物质的量为 mol (4)ClO2 具有很强的氧化性,因此常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示) 是 Cl2 的多少倍? 14.用纯度为 92.5%(杂质不与 Cl2 反应)的消石灰与 Cl2 反应制漂白粉,消石灰的转化率为 80%,要求 某游泳池消毒一次需要 4.26 kg Cl2,现改用上述漂白粉,假定起消毒作用的是 HClO,要达到与 Cl2 相当的消 毒效果,需向游泳池中投放这种漂白粉多少千克? 15.一定质量的氯酸钾与二氧化锰的混合物加热至无气体放出时,将残余的固体与足量的浓硫酸共热,并 把此时生成的气体通入 500 mL 某浓度的亚硫酸钠溶液中,设气体被完全吸收且无 SO2 逸出,也无游离氯分 子存在,测得溶液的 pH=0(不计溶液体积变化),最后向溶液中加入足量的 BaCl2 溶液,生成不溶于酸的白色 沉淀 16.31 g。求原混合物中氯酸钾、二氧化锰的质量及亚硫酸钠溶液的物质的量浓度。 附参考答案 一、1.B 2.BD 3.D 4.BD 5.CD 6.B ? 7.解析:浓盐酸与足量的 MnO2 反应时,随着反应的进行,盐酸浓度变小,后者反应会停止,有一部分 HCl 不能转变成 Cl2。 答案:B ? 8.D 9.B ? 二、10.(1)先变红,后褪色? (2)2FeCl2+Cl2===2FeCl3 溶液由浅绿色变棕黄色? (3)AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3 产生白色沉淀? (4)Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑ 产生无色无味的气体? (5)SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl 氯水褪色?

37

(6)Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 11.(1)KCl Al Al(OH)3 ?

产生无色无味气体?

电解 (2)2KCl+2H2O ???? 2KOH+Cl2↑+H2↑
(3)Al3 +3ClO +3H2O===Al(OH)3↓+3HClO ? 12.(1)水 (2)无水 CaCl2 ? (3)白磷上残留的水溶解在酒精中,残留的酒精又溶解在醚中? (4)用 NaOH 溶液吸收(装置图略)? 13.(1)2 4 —— 2 2 1 2 H2O ? (2)② (3)0.2 (4)2.63 ? 14.9.18 kg ? - 15.m(KClO3)为 61.25 g,m(MnO2)为 6.09 g;c(Na2SO3)为 0.14 mol·L 1。
+ -

38



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