2012届高考化学 专题六 物质的量 物质的量浓度 质量分数精品教案

1 专题六专题六 物质的量物质的量 物质的量浓度物质的量浓度 质量分数质量分数 考点分析 物质的量贯穿于整个高中化学的始终 是化学计算中处于核心地位的重要概念 它是 掌握物质的质量 体积 标准状况下 物质的量浓度 反应热 化学方程式计算的前提 是高考的必考点之一 要掌握这一考点 除抓概念的内涵与外延外 还要及时总结小规律 一 以物质的量为中心的相互关系 二 物质的量与气体平均相对分子质量之间的计算 1 e e m M n m 总为气体总质量 n 总为气体总物质的量 此公式也适合非气态物质 2 已知混合气体的体积分数或摩尔分数求平均相对分子质量 其中 MA MB 为组分气体的相对分子质量 a b 为组分气体对应的 体积分数或摩尔分数 3 其中 为气体在标准状况下的密度 4 其中 D 相对为混合气体对某已经气体的相对密度 M 已知为已知气体的相对分子质量 三 物质的量浓度及有关计算原理 1 关于物质的量浓度概念的计算主要包括 1 溶质的质量 溶液的体积和物质的量浓度之间的计算 可运用公式 n m M c n V 所以 2 2 已知气体溶质的体积 标准状况下 溶剂的体积和溶液的密度 计算溶液中溶质 的物质的量浓度 应先运用 n V 22 4L mol 1 求出溶质的物质的量 再运用 V 溶液 m 求出溶液的体积 其中 m 为气体和水的质量和 即溶液的质量 为溶液的密度 V 溶液 的单位为 L 最后用物质的量浓度公式计算 3 计算溶液中的离子浓度 还要根据溶质的电离方程式 算出离子的物质的量 2 溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算 溶液的密度是必不可少的条件 将 换算成 c 时 可从 1L 1000mL 溶液出发 运用 直接计算 3 物质的量浓度与溶解度的换算 溶解度 S 与饱和溶液的物质的量浓度 c 的换算 表示溶液的密度 SM S S M S V n c 100 1000 1000 100 单位是 g mL 4 气体溶于水的物质的量浓度的计算 设在标准状况下 1 L 水中溶解某气体 V L 所得 溶液的密度为 g mL 则 Lmol MV V L molMg molL V molL V V n c 22400 1000 10 4 22 1000 4 22 3 100 22400 100 4 22 11000 4 22 100 MV MV molMg molL V mLgmL molMg molL V m m 溶液 溶质 5 溶液稀释或混合的计算 可根据稀释前后 溶液中溶质的物质的量不变的公式 c1 V1 c2 V2 或溶质的质量不变的公式 V1 1 1 V2 2 2 四 以物质的量为中心进行换算时注意的问题 1 一个中心 必须以物质的量为中心 2 两个前提 在应用 Vm 22 4L mol 1 时 一定要有 标准状况 和 气体状态 为两个前提条件 混合气体也适用 3 三个关系 直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子 原子 电子等 间的关系 摩尔质量与相对分子质量间的关系 强 弱 非 电解质与溶质粒子 分子或离子 数之间的关系 4 四个无关 物质的量 质量 粒子数的多少均与温度及压强的高低无关 物质的量浓度的大小与 所取该溶液的体积多少无关 但溶质粒子数的多少与溶液体积有关 五 高考计算题的热点溶液的浓度 主要内容有 溶液物质的量浓度 溶液的体积 溶质的物质的量 或质量或气体标准 3 状况下的体积 之间的换算 溶液稀释的计算 两种溶液混合后溶液浓度的计算等 有关 溶液浓度计算解题方法思路的两个出发点 1 由 定义式 出发 物质的量浓度定义的数学表达式为 c n V 由此可知 欲求 c 先求 n 及 V 2 由 守恒 的观点出发 稀释前后 溶质的物质的量守恒 溶液中 粒子之间电荷守恒 溶液电中性 质量守恒 07 08 高考再现 1 下列有关物理量相应的单位表达错误的是 A 摩尔质量 g mol B 气体摩尔体积 L mol C 溶解度 g 100g D 密度 g cm3 解析 溶解度的定义是指在一定条件下 某物质在 100 g 溶剂里达到溶解平衡状态 时所溶解的质量叫做该物质在这种溶剂里的溶解度 在中学阶段 一般默认溶剂指的是水 且以质量为单位 因此溶解度正确的单位应该为 g 答案 C 2 下列叙述正确的是 A 一定温度 压强下 气体体积由其分子的大小决定 B 一定温度 压强下 气体体积由其物质的量的多少决定 C 气体摩尔体积是指 1 mol 任何气体所占的体积为 22 4 L D 不同的气体 若体积不等 则它们所含的分子数一定不等 解析 由于分子的大小远远小于分子之间的平均距离 因此气体的体积是由粒子的 数目和分子间的平均距离决定 分子之间的平均距离受温度和压强影响 温度高 压强小 平均距离增大 温度低 压强大 平均距离变小 因此选项 A 错 B 正确 同时可知选项 D 不同的气体 若体积不等 则它们所含的分子数一定不等也错 不同温度压强下可能相 等 选项 C 中的指的是标准状况下气体的摩尔体积 因此也错 答案 B 3 有 BaCl2 和 NaCl 的混合溶液 a L 将它均分成两份 一份滴加稀硫酸 使 Ba2 离子完 全沉淀 另一份滴加 AgNO3 溶液 使 Cl 离子完全沉淀 反应中消耗 x mol H2SO4 y mol AgNO3 据此得知原混合溶液中的 c Na mol L 1 为 A y 2x a B y x a C 2y 2x a D 2y 4x a 解析 每份试剂中钡离子的物质的量为 x mol 氯离子的物质的量为 y mol 根据电 荷守恒有 2x n Na y 得 n Na y 2x 所以 c Na y 2x 0 5a 答案 D 4 在 Al2 SO4 3 和 NH4 2SO4 的混合溶液中加入 bmol 的 BaCl2 恰好使溶液中的 SO42 完全沉淀 如加入足量强碱并加热可得到 cmolNH3 则原溶液中的 Al3 的浓度 mol L 为 A B C D 2b c 2a 2b c a 2b c 3a 2b c 6a 解析 由于 NH3 的物质的量为 cmol 由原子守恒和电荷守恒得 NH4 2SO4 的物 4 质的量为 mol 反应时用去的 BaCl2 的物质的量也为 mol 剩余的 BaCl2 为 b c 2 c 2 c 2 mol 则 Al2 SO4 3 中的 SO42 的物质的量也为 b mol 由电荷守恒得 c 2 n Al3 3 b 2 所以 c Al3 mol L c 2 2b c 3a 答案 C 5 相同质量的下列物质分别与等浓度的 NaOH 溶液反应 至体系中均无固体物质 消耗碱 量最多的是 A AlB Al OH 3C Al Cl3D Al2O3 解析 m Al m NaOH 27 40 m Al OH 3 m NaOH 75 40 m AlCl3 m NaOH 33 375 40 m Al2O3 m NaOH 51 40 所以相同质量的物质 消耗碱量最多的是 Al 故选 A 答案 A 6 在一定的条件下 完全分解下列某化合物 2g 产生氧气 1 6g 此化合物是 解析 此题主要考查摩尔质量 选项 A 中 m 16 O2 16g mol 1 1 78g 选项 B 中 m 16O2 2g 18g mol 1 16g mol 1 1 6g 选项中 m 18O2 2g 20g mol 1 18g mol 1 1 8g 选项中 m 18O2 2g 20g mol 1 2g 22g mol 1 18g mol 1 1 64g 答案 B 7 往含 I 和 Cl 的稀溶液中滴入 AgNO3 溶液 沉淀的质量 m 沉淀 与加入 AgNO3 溶液 体积 V AgNO3 的关系如图所示 则原溶液中 c I c Cl 的比值为 0 V2V1V AgNO3 m 沉淀 黄色沉淀 A V2 V1 V1 B V1 V2 C V1 V2 V1 D V2 V1 解析 本题考查了离子反应的顺序问题 当溶液中有两种或两种以上的离子可以与 银离子产生沉淀时 溶解度小的沉淀先生成 故反应可分为两阶段 第一阶段是碘离子与 银离子反应产生碘化银沉淀 第二阶段是氯离子与银离子生成氯化银沉淀 结合图像可知 答案为 C 答案 C 8 a g 铁粉与含有 H2SO4 的 CuSO4 溶液完全反应后 得到 a g 铜 则参与反应的 CuSO4 与 H2SO4 的物质的量之比为 A 1 7 B 7 1 C 7 8 D 8 7 5 答案 解析 根据题意可以知道 铁粉完全反应且反应前后固体的质量不变 因此设参加 反应的 CuSO4 与 H2SO4 的物质的量分别为 x 和 y 则 Fe CuSO4 FeSO4 Cu m 1mol 56g x 56 x g mol 1 Fe H2SO4 FeSO4 H2 m 1mol 8g y 8 y g mol 1 因反应前后固体的质量没有发生变化 因此第一个反应质量的减小等于第二个反应质 量的增加 即 56x g mol 1 8 y g mol 1 所以 1 7 8 56 1 1 molg molg y x 答案 B 模拟组合 1 下列示意图中 白球代表氢原子 黑球代表氦原子 方框代表容器 容器中间有一个可 以上下滑动的隔板 其质量忽略不记 其中能表示等质量的氢气与氦气的是 A B C D 解析 同温同压条件下 气体体积比为分子数之比 稀有气体是单原子分子 答案 A 2 某气态有机物 X 含 C H O 三种元素 现已知下列条件 X 中含碳质量分数 X 中 含氢质量分数 X 在标准状况下的体积 X 对氢气的相对密度 X 的质量 现欲确定 X 的分子式 所需要条件最少是 A 和 B C D 答案 B 解析 由 C H 质量分数可推出 O 的质量分数 由各元素的质量分数可确定 X 的实验 式 由相对密度可确定 X 的式量 由式量和实验式可确定 X 的分子式 3 设 NA 为阿伏加德罗常数 下列叙述中正确的是 A 用惰性电极电解 500mL 饱和食盐水 若溶液的 pH 值变为 14 时 则电极上转移的电 子数目为 NA 个 B 5 6g 铁粉与硝酸反应失去的电子数可能为 0 27NA 个 C 0 1mol L 的氢氧化钠溶液中含钠离子数为 0 1NA 个 D 120g 由 NaHSO4 和 KHSO3 组成的混合物中含有硫原子 2NA 解析 电解饱和食盐水 溶液的 pH 值变为 14 时 转移电子 0 5 1 0 5mol 5 6g 铁粉为 0 1mol 与硝酸反应失去的电子数介于 0 2 0 3mol 之 间 所以可能为 0 27NA 个 因为体积未知 0 1mol L 的氢氧化钠溶液中含钠离子数无 法确定 NaHSO4 和 KHSO3 式量相等 120g 为 1mol 含有硫原子 1mol 选 B 答案 B 6 4 现有 44gMg Al Zn Fe 多种活泼金属粉末的混合物与 1L 含有一定质量的 20 硫酸溶液 恰好完全反应 得到无水盐 140 g 则下列说法正确的是 A 电子转移为 1mol B 生成的气体体积 标准状况 为 22 4 L C 硫酸溶液的质量为 540g D 硫酸物质的量浓度为 2mol L 解析 考查物质的量以及对化学反应中 守恒 思想的理解和应用能力 据题意 金属都转化成金属的硫酸盐 增加的为硫酸根离子的质量 96g 则 SO42 H2 生成 1mol H2 即 22 4 L 题目中的 20 为干扰信息 不参与计算 只表示参加反应的是稀硫酸 答案 B 5 4 g Cu2S 和 CuS 的混合物在酸性溶液中与 150 mL 0 40 mol L KMn04 溶液恰好完全 反应 离子方程式如下 2Mn04 Cu2S 8H 2Cu2 S042 一 2Mn2 4H20 Mn04 一 CuS H 一 Cu2 SO42 Mn2 H20 未配平 则混合物中 Cu2S 的质量分数为 A 40 B 50 C 60 D 70 解析 根据所给反应方程式我们可以得到如下信息 KMnO4 无论发生哪个反应都被 还原生成 2 的锰 一分子 Cu2S 和 CuS 被氧化得电子数目分别为 10 和 8 故设 Cu2S 为 xmol CuSymol 所以有 160 x 96y 4 由得失电子守恒得 10 x 8y 150 10 3 0 40 5 联系 得 x 0 01mol 故选 A 答案 A 6 自然界中存在一种尖晶石 化学式可表示为 MgAl2O4 它透明色美 可作为宝石 已知 该尖晶石中混有 Fe2O3 取一定量样品 5 4g 恰好完全溶解在一定浓度 100 mL 盐酸溶液 中 盐酸浓度可能是 A 2 8 mol L 1B 3 8 mol L 1C 4 3 mol L 1D 4 9 mol L 1 解析 因为恰好溶解 采用极值法计算 假如全部是尖晶石 盐酸浓度为 5 4 144 8 0 1 3mol L 假如全部是 Fe2O3 盐酸浓度为 5 4 160 6 0 1 2 025mol L 介于二者之间 选 A 答案 A 7 硝酸与金属反应时 还原产物可能是 NO2 NO N2O N2 或 NH4 中的一种或几种 现有 一定量的 Al 粉和 Fe 粉的混合物与 100mL 稀硝酸充分反应 反应过程中无任何气体放出 在反应结束后的溶液中逐滴加入 4mol L 的 NaOH 溶液 加入 NaOH 溶液的体积与产生沉淀的 物质的量的关系如下图 则下列说法中不正确的是 A 与 HNO3 反应后 Fe 元素的化合价为 3 B D E 段反应的离子方程式为 NH4 OH NH3 H2O 7 C 纵坐标 A 点数值为 0 008 D 纵坐标 B 点数值为 0 012 解析 根据题意反应过程中无气体放出 所以 HNO3 的还原产物为 NH4NO3 因为 C 点与原点不重合 说明硝酸过量 所以与 HNO3 反应后 Fe 元素的化合价为 3 C D 段为 Al3 Fe3 生成沉淀 E F 段为 Al OH 3 溶解过程 D E 段沉淀无变化 为与 OH 反 应 根据题中 DE 坐标 n NH4 1 5 10 3 4 0 006mol 转移电子 0 048mol Fe Al 均为 3 价 所以 Fe Al 共 0 016mol 根据 EF 段反应 n Al 2 10 3 4 0 008mol 所以 n Fe 0 008mol A B C 选项均正确 纵坐标 B 点坐 标应为 0 016 不正确的为 D 项 答案 D 8 下列含有 10 电子分子组成的物质 34gNH3 0 80mol HF 标准状况下体积为 11 2L 的 CH4 4 时 18 0 mL 的水 含有的质子数由少到多的正确顺序是 A B C D 解析 34gNH3 为 2mol 标准状况下体积为 11 2L 的 CH4 为 0 5mol 4 时 18 0 mL 的水为 1mol 含有的质子数由少到多为 答案 B 9 将氢气 氧气 二氧化碳 4 1 1 的体积比混合 点然爆炸后 再与红热足量的炭充分 反应 当恢复到原温度时 混合气体压强是原气体压强的 A 3 4B 4 3C 2 3D 1 3 解析 本题考查阿伏伽德罗定律及元素守恒知识 同温同压条件下 压强的比是物 质的量的比 根据题意 混合气体点燃爆炸后经过足量的红热的炭 产物为 CO 和 H2 O2 2CO CO2 2CO 所以如果有 6mol 气体最终会生成 8mol 气体 混合气体的压强是 原压强的 4 3 选 B 答案 10 江西安福中学 2010 届 4 月理综 9 在 4 时向 100ml 水中溶解了 22 4LHCl 气体 标准状况下测得 后形成溶液 下列说法中正确的是 A 该溶液物质的量浓度为 10mol L B 该溶液物质的量浓度因溶液的密度未知而无法求得 C 该溶液中溶质的质量分数因溶液的密度未知而无法求得 D 所得溶液的体积为 22 5L 解析 本题的溶质的质量与溶液的质量可求得 36 5g 100g 所以可求出质量分 数 选项 A 溶液的体积不能简单等于 0 1L 便可推知该溶液物质的量浓度不应等于 10mol L 选项 D 溶液的体积不能是溶质与溶剂的简单加和 即不等于 22 5L 答案 B 11 将 100g 浓度为 18mol L 密度为 g cm3 的浓硫酸加入到一定量的水中 使之稀释成 9mol L 的硫酸 则需水的体积为 A 小于 100mL B 等于 100mL C 大于 100mL D 等于 mL 100 解析 设需水的体积为 x 根据 bbaa VcVc 则有 稀浓 1 100 9 100 18 1 11 mLgxg Lmol g Lmol 8 浓 xgg g 100 200 因为 1 浓 所以 x 100mL 但不等于 mL 100 答案 A 12 在一定体积的容器中 加入 1 5mol 氙气 Xe 和 7 5mol 氟气 F2 于 400 和 2633Kpa 压强下加热数小时 然后迅速冷至 25 容器内除得一种无色晶体外 还余下 4 5mol 氟气 则所得无色晶体产物中 氙和氟的原子个数比是 A 1 2 B 1 3 C 1 4 D 1 6 解析 根据氙气为单原子分子 氟气为双原子分子 设氙与氟反应的原子数分别为 n1 n2 进行计算即可 根据题意 参加反应的氟气为 7 5 4 5 3 mol 则单原子分子 氙气与双原子分子氟气按物质的量之比 1 5 3 1 2 化合 所以产物中氙与氟的原子个 数比为 1 4 故正确答案选 C 答案 C 13 四川绵阳 202010 届诊断测试 14 常温下 将 1 92gCu 加入到 100mL 硫酸和硝酸的 混合溶液中 铜全部溶解并放出无色气体 再向该溶液中加入足量的 Fe 粉 充分反应 此 时收集到的气体全是 H2 且在标准状况下的体积是 448mL 下列说法正确的是 A 原混合液中 c NO3 0 08mol B 原混合液中 c SO42 O 2mol L C 原混合液中 PH 1 lg1 2 D 溶解的 Fe 粉质量为 2 8g 解析 本题通过铜与硝酸的反应考查氧化还原反应计算 因为反应后溶液加入铁粉 只放出氢气 所以铜与硝酸恰好反应且 NO3 消耗完全 根据离子方程式 3Cu 8H 2NO3 3Cu2 2NO 4H2O n Cu 0 03mol n HNO3 0 02mol n H2SO4 0 08 0 02 0 04 2 0 05mol 所以原溶液的 n H 0 02 0 1 0 12mol L C H 1 2mol L pH lg1 2 加入铁粉置换出铜并放出氢 气 n Fe n Cu n H2 0 03mol 0 02mol 0 05mol 所以溶解的铁粉质量为 2 8g 答案 D 14 江西南昌大学附中 202010 届 2 月理综 12 C8H18 经多步裂化 最后完全转化为 C4H8 C3H6 C2H4 C2H6 CH4 五种气体混合物 该混合物的平均相对分子质量可能是 A 28B 30 C 39 D 40 解析 因 C8H18 的裂化方式不定 故混合气体的平均相对分子质量也不定 可用极 值法解此题 C8H18 按下列方式裂化所得平均相对分子质量最大 C8H18 C4H8 C4H10 C4H10 C2H4 C2H6 或 C4H10 CH4 C3H6 混合气的平均相对分子质 量为 114 3 38 若按下式分解 C8H18 C2H4 C6H14 C6H14 C4H10 C2H4 C4H10 C2H4 C2H6 或 C4H10 CH4 C3H6 所得混合气体中不含 C4H8 此时平均式量最小 为 114 4 28 5 即混合气体的平均式量的范围是 28 5 M 38 所以答案为 B 答案 B 15 有 BaCl2 和 NaCl 的混合溶液 w L 将它均分成两份 一份滴加稀硫酸 使 Ba2 离子完 全沉淀 另一份滴加 AgNO3 溶液 使 Cl 离子完全沉淀 反应中消耗 a mol H2SO4 b mol AgNO3 据此得知原混合溶液中的 c Na mol L 为 A b 2a w B b a w C 2b 2a w D 2b 4a w 解析 本题考查化学计算 一份溶液中滴加硝酸银溶液 Ag 和 Cl 反应 AgCl 消耗 Ag bmol 则原溶液中含有 Cl 2bmol 另一份溶液中滴加稀硫酸 Ba2 和 SO42 反应生 9 成 Ba SO4 消耗 SO42 amol 则原溶液中含有 SO42 2amol 根据电荷守恒 c Na 2 c Ba2 c Cl 所以原溶液中 c Na 为 2b 4a w 正确选项为D 答案 D 16 有 MgCl2 Al2 SO4 3 的混合溶液 向其中不断加入 NaOH 溶液 得到的沉淀量与加 入的 NaOH 溶液的体积关系如图所示 则溶液中 c Cl 与 c SO 2 4 之比为 A 1 1 B 2 3 C 3 2 D 2 1 解析 可以用横坐标的数值代替离子浓度 V 1 25V Al OH 3 溶解 Al3 浓度 相当于 0 25V 沉淀这些 Al3 用去 0 75VNaOH 则沉淀 Mg2 用去 NaOH0 25V Mg2 浓度 相当于 0 125V 所以 Cl 浓度相当于 0 25V SO42 浓度相当于 0 375V 二者浓度之 比为 2 3 答案 B 17 上海南汇中学 202010 届上学期期末 14 0 03mol 铜完全溶于硝酸 产生氮的氧化 物 NO NO2 N2O4 混合气体共 0 05mol 该混合气体的平均相对分子质量可能是 A 30 B 46 C 50 D 66 解析 M NO 30 故 淘汰 A 设混合气体中 NO NO2 N2O4 的物质的量依次为 a b c 根据电子得失守恒和 的计算式可得方程 因 a 0 故 的取值范围 答案 BC 18 福建师大附中 2010 届上学期期末 20 由几种离子化合物组成的混合物 含有以下 离子中的若干种 K C1 NH4 Mg2 CO32 Ba2 SO42 将该混合物溶于水后得 澄清溶液 现取 3 份 100 mL 该溶液分别进行如下实验 实验序号实验内容实验结果 1 加 AgNO3 溶液有白色沉淀生成 2 加足量 NaOH 溶液并加热 收集到气体 1 12 L 已折算成标 准状况下的体积 3 加足量 BaC12 溶液时 对所得沉 淀进行洗涤 干燥 称量 再向 沉淀中加足量稀盐酸 然后干燥 第一次称量读数为 6 27 g 第二 次称量读数为 2 33 g 10 称量 试回答下列问题 1 根据实验 1 对 C1 是否存在的判断是 填 一定存在 一