化学计量在实验中的应用

1 化学计量在实验中的应用化学计量在实验中的应用 考点一Error 记牢主干知识 1 物质的量与阿伏加德罗常数 2 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 1 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 或原子 质量 3 关系 物质的量 n 物质的质量 m 与摩尔质量 M 之间存在的关系为n m M 练通基础小题 一 基础知识全面练 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 摩尔是表示物质的量多少的基本物理量 2 物质的量就是 1 mol 物质的质量 3 0 012 kg 12C 中含有约 6 02 1023个碳原子 4 1 mol H2O 中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧 5 氢氧化钠的摩尔质量是 40 g 6 2 mol 水的摩尔质量是 1 mol 水的摩尔质量的 2 倍 7 18 g 水含有 10NA个质子 8 1 mol OH 的质量为 17 g mol 1 2 摩尔质量 相对分子 或原子 质量 1 mol 物质的质量三者有何区别与联系 请以 钠为例加以说明 提示 三者是三个不同的物理量 具有不同的单位 其单位分别为 g mol 1 1 g 2 若摩尔质量 1 mol 物质的质量分别以 g mol 1 g 为单位时 三者在数值上是相同的 例如 钠的摩尔质量为 23 g mol 1 钠的相对原子质量为 23 1 mol 钠的质量为 23 g 二 常考题点分组练 题点 一 基本概念的辨析与应用 1 请用物质的量和化学符号表示下列各物质 1 0 5 mol 氢离子 0 5 mol H 2 含 25NA个电子的硫酸根离子 0 5 mol SO2 4 3 含 6 02 1024个氢原子的氢气 5 mol H2 4 质量为 26 g 的碳 13 原子 2 mol 13C 5 含质子数 10NA的氢原子 10 mol H 6 117 g 氯化钠 2 mol NaCl 2 硫酸钠 Na2SO4 的摩尔质量为 142 g mol 1 71 g Na2SO4中含钠离子的物质的量 为 1 mol 氧原子的物质的量为 2 mol 3 已知 16 g A 和 20 g B 恰好完全反应生成 0 04 mol C 和 31 76 g D 则 C 的摩尔 质量为 解析 根据质量守恒定律 0 04 mol C 的质量为 16 g 20 g 31 76 g 4 24 g 则M C 106 g mol 1 4 24 g 0 04 mol 答案 106 g mol 1 探规寻律 摩尔质量的计算方法 序号前提条件公式 任意状态的任意物质M m n 定义式 已知一个分子的质量M m 分子 NA 标准状况下的气体M 22 4 L mol 1 同温同压下的气体M A M B D 相对密度 题点 二 物质的量与微粒数目之间的换算 4 标准状况下有 0 112 L 水 0 5NA个 HCl 分子 25 6 g SO2气体 0 2 mol 氨气 2 mol 氦气 6 02 1023个白磷分子 P4 所含原子个数从大到小的顺序为 5 最近材料科学家发现了首例带结晶水的晶体在 5 K 下呈现超导性 该晶体的化学式 为 Na0 35 CoO2 1 3H2O 若用NA表示阿伏加德罗常数 则 12 2 g 该晶体中含氧原子数为 3 氢原子的物质的量为 解析 该晶体的摩尔质量为 122 g mol 1 则n 0 1 mol 12 2 g 122 g mol 1 故晶体中氧原子数为 0 1 2 1 3 NA 0 33NA 氢原子物质的量为 0 1 mol 1 3 2 0 26 mol 答案 0 33NA 0 26 mol 考点二Error 基础自主落实 1 影响物质体积的因素 2 气体摩尔体积 3 阿伏加德罗定律 1 内容 即 三同 T p V 一同 N 定 2 使用范围 单一气体或相互不反应的混合气体 3 阿伏加德罗定律的推论 4 条件结论 V1 V2 n1 n2 N1 N2 推论一同温同压 1 2 M1 M2 推论二同温同容 p1 p2 n1 n2 注 以上用到的符号 n 物质的量 M 摩尔质量 V 气体体积 密度 p 压强 小题热身 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 在标准状况下 1 mol O2与 1 mol SO3的体积相同 2 在标准状况下 1 mol 气体的体积约是 22 4 L 在非标准状况下 1 mol 气体的体 积则一定不是 22 4 L 3 在相同条件下 相同物质的量的 CO N2的混合气体与 O2的分子个数相同 原子个 数也相同 4 标准状况下 22 4 L 己烷中含有的共价键数目为 19NA 5 常温常压下 22 4 L 氯气与足量镁粉充分反应 转移的电子数为 2NA 6 同温同压下等质量的 12C18O2和16O3所含的中子数相等 7 标准状况下 22 4 L 的 H2和 NH3所含原子数目之比为 1 2 2 如图有三只气球 其中VA VB 1 12 L 1 A B 中气体的物质的量 是 0 05 mol 填 一定 或 不一定 2 标准状况下 A B 气球中的分子个数比为 3 相同温度和压强下 A C 气球中气体的质量相等 则VA VC 答案 1 不一定 2 1 1 3 2 1 考向合作探究 以物质的量为中心的计算 1 一定温度和压强下 30 L 某种气态纯净物中含有 6 02 1023个分子 这些分子由 1 204 1024个原子组成 下列有关说法中不正确的是 A 该温度和压强可能是标准状况 B 标准状况下该纯净物若为气态 其体积约是 22 4 L 5 C 该气体中每个分子含有 2 个原子 D 若 O2在该条件下为气态 则 1 mol O2在该条件下的体积也为 30 L 解析 选 A 该气体的物质的量为 1 mol 分子中含原子数为 6 02 1023 NA 2 C 项正确 若标准状况下该物质为气态 其体积为 1 mol 22 4 1 202 1024 NA L mol 1 22 4 L B 项正确 在该温度和压强下 1 mol 该气体的体积为 30 L 故不是 标准状况 A 项错误 D 项正确 2 设NA为阿伏加德罗常数 如果a g 某气态双原子分子的分子数为p 则b g 该气体 在标准状况下的体积V L 是 A B 22 4ap bNA 22 4ab pNA C D 22 4NAb a 22 4pb aNA 解析 选 D 双原子分子的物质的量为 mol 双原子分子的摩尔质量为 p NA a g p NA mol aNA p g mol 1 故b g 气体在标况下的体积为 22 4 L mol 1 L b g aNA p g mol 1 22 4bp aNA 以物质的量为中心的换算关系 说明 物质的量 质量 微粒数目的多少均与温度 压强无关 物质的量浓度的大小 与所取溶液的体积无关 阿伏加德罗定律及其应用 3 常温常压下 两个容积相同的烧瓶中分别盛满 X 和 Y 两种气 体 打开开关 a 使两烧瓶内的气体相通 最后容器内的压强由大 到小的顺序排列正确的是 编号 知能存储知能存储 6 气体 X HINH3H2NO 气体 Y Cl2HClCl2O2 A B C D 解析 选 C 审题时要注意三个问题 一是气体 X 与 Y 可能反应 二是压强大小比较 需要应用阿伏加德罗定律 三是注意 2NO2 N2O4的转化 同温同体积 气体的压强之比 等于物质的量之比 设起始状态下 每个烧瓶中气体的物质的量为a mol 中 Cl2 2HI 2HCl I2 常温下 碘呈固态 充分反应后 气体的物质的量为 1 5a mol 中 NH3 HCl NH4Cl 反应后无气体 中不反应 光照或点燃条件下才反应 中发生 反应 2NO O2 2NO2 2NO2 N2O4 反应后气体的物质的量介于a mol 与 1 5a mol 之间 故 C 正确 4 标准状况下 a L 气体 X2和b L 气体 Y2恰好完全反应生成c L 气体 Z 若 2a 6b 3c 则 Z 的化学式为 A XY2 B X2Y C X3Y D XY3 解析 选 C 由V1 V2 n1 n2知反应的化学方程式为 3X2 Y2 2XmYn 得 m 3 n 1 考点三Error 气体摩尔体积的适用条件 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 2015 广东高考 标准状况下 22 4 L N2和 H2混合气中含有NA个原子 2 2014 江苏高考 标准状况下 11 2 L 苯中含有分子的数目为 0 5NA 3 2014 广东高考 标准状况下 22 4 L 氨水含有NA个 NH3分子 4 标准状况下 80 g SO3中含 3NA个氧原子 体积约为 22 4 L 5 标准状况下 11 2 L N2O4与 22 4 L NO2中所含的氧原子数均等于 2NA 6 标准状况下 1 L 水所含的分子数为 NA 22 4 7 常温下 11 2 L 甲烷气体含有的甲烷分子数为 0 5NA 8 2 24 L CO2中含有的原子数为 0 3NA 7 物质的量 或质量 与状况 2 判断正误 正确的打 错误的打 1 2014 四川高考 高温下 0 2 mol Fe 与足量水蒸气反应 生成的 H2分子数目为 0 3NA 2 2014 四川高考 室温下 1 L pH 13 的 NaOH 溶液中 由水电离的 OH 离子数目 为 0 1NA 3 2013 江苏高考 常温常压下 14 g 由 N2与 CO 组成的混合气体含有的原子数目为 NA 4 2013 广东高考 常温常压下 8 g O2含有 4NA个电子 5 2012 新课标全国卷 常温常压下 92 g NO2和 N2O4的混合气体中含有的原子总 数为 6NA 排 干扰 突破陷阱 给出非标准状况下气体的物质的量或质量 干扰学生正确判断 误以为无法求解物质 所含的粒子数 实质上 此时物质所含的粒子数与温度 压强等外界条件无关 物质的组成与结构 3 判断正误 正确的打 错误的打 1 2015 四川高考 常温常压下 4 4 g 乙醛所含碳氢共价键数目为 0 7NA 2 2015 四川高考 2 0 g H2O 与 D2O 的混合物中所含中子数为NA 18 3 2015 全国卷 60 g 丙醇中存在的共价键总数为 10NA 4 2014 广东高考 1 mol 甲苯含有 6NA个 C H 键 5 2013 江苏高考 78 g 苯含有 CC 双键的数目为 3NA 6 7 8 g Na2O2中含有的阴离子数为 0 1NA 7 相同质量的 N2O4与 NO2所含原子数目相同 8 1 7 g H2O2中含有的电子数为 0 9NA 9 60 g 二氧化硅中含有 SiO2分子的数目为NA 记 组成 突破陷阱 1 记特殊物质中所含微粒 分子 原子 电子 质子 中子等 的数目 如 Ne D2O 18O2 OH OH 等 2 记最简式相同的物质 如 NO2和 N2O4 乙烯 C2H4 和丙烯 C3H6 等 3 记摩尔质量相同的物质 如 N2 CO C2H4等 4 记物质中所含化学键的数目 如一分子 H2O2 CnH2n 2中化学键的数目分别为 8 3 3n 1 电解质溶液中粒子数目的判断 4 判断正误 正确的打 错误的打 1 2015 全国卷 1 L 0 1 mol L 1的 NaHCO3溶液中 HCO和 CO离子数之和 32 3 为 0 1NA 2 2013 全国卷 25 时 pH 13 的 NaOH 溶液中含有 OH 的数目为 0 1NA 3 2013 江苏高考 1 L 1 mol L 1的 NaClO 溶液中含有 ClO 的数目为NA 4 等体积 等物质的量浓度的 NaCl 和 KCl 溶液中 阴 阳离子数目之和均为 2NA 5 0 1 mol L 1的 NaHSO4溶液中 阳离子的数目之和为 0 2NA 6 25 时 pH 13 的 1 0 L Ba OH 2溶液中含有的 OH 数目为 0 2NA 审 题目 突破陷阱 1 是否指明了溶液的体积 2 是否有弱电解质或可水解的盐 如 1 L 0 1 mol L 1的乙酸溶液和 1 L 0 1 mol L 1的乙酸钠溶液中含有 CH3COO 的数目不相等且都小于 0 1NA 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 mol L 1 与电解质的组成无关 0 05 mol L 1的 Ba OH 2溶液 c OH 0 1 mol L 1 与电解质的组成有关 物质转化中的 隐含反应 5 判断正误 正确的打 错误的打 1 2015 四川高考 50 mL 12 mol L 1盐酸与足量 MnO2共热 转移的电子数为 0 3NA 2 2015 全国卷 密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O2充分反应 产物的分子数为 2NA 3 2014 广东高考 56 g 铁片投入足量浓 H2SO4中生成NA个 SO2分子 4 2012 海南高考 在密闭容器中加入 1 5 mol H2和 0 5 mol N2 充分反应后可得 到 NH3分子数为NA 5 2 mol SO2和 1 mol O2在一定条件下充分反应后 混合物的分子数为 2NA 6 标准状况下 22 4 L NO2气体中所含分子数目为NA 记 隐含 突破陷阱 1 2SO2 O22SO3 2NO2 N2O4 催化剂 N2 3H22NH3 高温 高压 催化剂 9 2 Cl2 H2O HCl HClO 3 NH3 H2O NH3 H2O NH OH 4 4 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 5 常温下 铁 铝遇浓硫酸 浓硝酸发生 钝化 氧化还原反应中电子转移数目的判断 6 判断正误 正确的打 错误的打 1 2015 四川高考 标准状况下 5 6 L CO2与足量 Na2O2反应转移的电子数为 0 5NA 2 2015 全国卷 钠在空气中燃烧可生成多种氧化物 23 g 钠充分燃烧时转移电 子数为NA 3 2014 四川高考 5NH4NO32HNO3 4N2 9H2O 反应中 生成 28 g N2时 转移的电子数目为 3 75NA 4 2014 江苏高考 在过氧化钠与水的反应中 每生成 0 1 mol 氧气 转移电子的数 目为 0 4NA 5 2014 四川高考 氢氧燃料电池正极消耗 22 4 L 标准状况 气体时 电路中通过 的电子数目为 2NA 6 2013 江苏高考 标准状况下 6 72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为 0 1NA 抓 反应 突破陷阱 1 明确三步确定电子转移数目 2 熟记常考氧化还原反应转移的电子数 反应物质转移电子的物质的量或电子数目 1 mol Na2O2 1 mol 或NANa2O2 CO2 或 H2O 1 mol O2 2 mol 或 2NA Cl2 NaOH 1 mol Cl2 1 mol 或NA 1 mol Cl2 2 mol 或 2NA Cl2 Fe 1 mol Fe 3 mol 或 3NA 10 以 两种气体做比较 为载体串联物质的量的计算 近年来高考题常以多种气体为载体 考查物质的量 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律 及其推论 综合运用了物质的状态 摩尔质量 比例关系 微粒数目 反应关系等内容 高考载体 2013 大纲卷 T8 下列关于同温同压下的两种气体 12C18O 和14N2的判断正确的是 A 体积相等时密度相等 B 原子数相等时具有的中子数相等 C 体积相等时具有的电子数相等 D 质量相等时具有的质子数相等 知识串联设计 1 标准状况下 30 g12C18O 和 28 g14N2所含的分子数相同吗 考查物质的量的计算 2 同温同压下 12C18O 和 14N2两种气体的密度相同吗 考查阿伏加德罗定律的推论 3 同温同压同体积的 12C18O 和14N2具有相同的电子数吗 考查阿伏加德罗定律 4 28 g14N2所含的原子数是NA吗 考查阿伏加德罗常数 5 将乙烯 CO N2三种气体分别盛放在三个相同容器中 若三个容器的温度和质量相 等 则三个容器的气体压强比为 考查阿伏加德罗定律的推论 答案 1 相同 2 不相同 3 相同 4 不是 5 1 1 1 1 雾霾天气对环境造成了严重影响 部分城市开展 PM2 5 和臭氧的监测 下列有关说 法正确的是 A 臭氧的摩尔质量是 48 g B 同温同压条件下 等质量的氧气和臭氧体积比为 2 3 C 16 g 臭氧中含有 6 02 1023个原子 D 1 00 mol 臭氧中含有电子总数为 18 6 02 1023 解析 选 C 臭氧的摩尔质量是 48 g mol 1 A 项错误 同温同压条件下 等质量的 氧气和臭氧体积比为 3 2 B 项错误 1 00 mol 臭氧中含有电子总数为 24 6 02 1023 D 项错误 2 2016 湘中名校模拟 如图表示 1 g O2与 1 g X 气体在相同容积的 密闭容器中压强 p 与温度 T 的关系 则 X 气体可能是 A C2H4 B CH4 11 C CO2 D NO 解析 选 C 由图可知 相同温度时 p O2 p X 在同质量 同体积条件下 气体 相对分子质量与压强成反比 即相对分子质量越大 压强越小 只有 CO2的相对分子质量 大于 O2的 故 C 正确 3 2016 潍坊质检 下列说法正确的是 A 1 mol 任何气体的气体摩尔体积都约为 22 4 L mol 1 B 20 1 0 105 Pa 时 同体积的 O2与 CO2含有相同的分子数 C 当 1 mol 气态物质的体积为 22 4 L 时 该气体一定处于标准状况 D 2 mol 气体的体积约为 44 8 L 解析 选 B A 项 没有给出气体所处的温度和压强 标准状况下气体摩尔体积约为 22 4 L mol 1 B 项 根据阿伏加德罗定律 同温 同压下 同体积的任何气体都含有相 同的分子数 B 项正确 C 项 1 mol 气态物质在非标准状况时 体积也有可能等于 22 4 L D 项 没有给出气体所处的温度和压强 4 2016 郑州质检 如图所示 在同温同压下 分别用氯化氢和四种混合气体吹出体 积相等的五个气球 A B C D 四个气球中 与充有氯化氢的气球所含原子数一定相等的 是 解析 选 C 同温同压下 体积相等的气球中 气体的物质的量相等 HCl 是双原子分 子 因此混合气体分子的平均原子数一定等于 2 时才符合要求 A 项中有可能等于 2 B 项 中一定大于 2 C 项中一定等于 2 D 项中一定大于 2 故选 C 5 下列指定微粒的数目不相等的是 A 等物质的量的水与重水含有的中子数 B 等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数 C 同温 同压 同体积的 CO 和 NO 含有的原子数 D 等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数 解析 选 A A 1 mol 普通水中含有的中子数是 8NA 1 mol 重水中含有的中子数是 10NA 等物质的量的水与重水含有的中子数不相等 错误 B 乙烯 丙烯都属于烯烃 分 子式符合 CnH2n 最简式是 CH2 所以若二者的质量相等 含最简式的个数相等 含有的共 用电子对数也相等 正确 C 同温同压下 同体积的 CO 和 NO 分子数相同 且每个分子均 为双原子分子 所以同温同压下 同体积的 CO 和 NO 含有的原子数相同 正确 D 由于 Cl2的氧化性很强 与变价金属 Fe 反应时产生的是 FeCl3 与 Al 发生反应产生 AlCl3 所 以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等 正确 6 2015 全国卷 NA为阿伏加德罗常数的值 下列说法正确的是 12 A 18 g D2O 和 18 g H2O 中含有的质子数均为 10NA B 2 L 0 5 mol L 1亚硫酸溶液中含有的 H 离子数为 2NA C 过氧化钠与水反应时 生成 0 1 mol 氧气转移的电子数为 0 2NA D 密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O2充分反应 产物的分子数为 2NA 解析 选 C A D2O 的摩尔质量为 20 g mol 1 18 g D2O 的物质的量为 18 g 20 g mol 1 0 9 mol 则含有的质子数为 0 9 mol 10NA 9NA H2O 的摩尔质量为 18 g mol 1 18 g H2O 的物质的量为 18 g 18 g mol 1 1 mol 则含有的质子数为 1 mol 10NA 10NA 故 A 不正确 B 亚硫酸是弱电解质 不能发生完全电离 所含 H 离子 数小于 2 L 0 5 mol L 1 2 2NA 故 B 不正确 C 过氧化钠与水反应的化学方程式为 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 根据电子转移情况得关系式 O2 2e 生成 0 1 mol 氧气转 移电子数为 0 2NA 故 C 正确 D 2 mol NO 与 1 mol O2发生反应 2NO O2 2NO2 生成 2 mol NO2 因为存在 2NO2 N2O4 则产物的分子数小于 2NA 故 D 不正确 7 下列说法正确的是 A 32 g 18O2中含有的氧原子数是 2 6 02 1023 B 1 mol N2和 CO 的混合气体中含有的分子总数是 2 6 02 1023 C 2 3 g Na 与 O2完全反应生成 3 6 g 产物时失电子数是 0 1 6 02 1023 D 1 0 L 0 1 mol L 1 NH4NO3溶液中含有的铵根离子数是 0 1 6 02 1023 解析 选 C 32 g 16O2中含有的氧原子数为 2 6 02 1023 A 错误 1 mol N2和 CO 的混合气体中分子总数应为 6 02 1023 B 错误 2 3 g Na 完全反应 不论产物是 Na2O Na2O2还是 Na2O 与 Na2O2的混合物失去电子均为 0 1 mol C 正确 NH水解使溶液 4 中 NH小于 0 1 mol D 错误 4 8 在臭氧发生装置中装入氧气 100 mL 经反应 3O22O3 最后气体 放电 体积变为 95 mL 体积均在标准状况下测定 则混合气体的密度是 A 1 3 g L 1 B 1 5 g L 1 C 1 7 g L 1 D 2 0 g L 1 解析 选 B O2 32 g mol 1 22 4 L mol 1 1 429 g L 1 根据同温同压 下同质量气体的密度之比等于体积的反比 可得 混 1 50 g L 1 9 同温同压下 质量忽略不计的两气球 A 和 B 分别充入 X 气体和 Y 气体 且充气后 两气球的体积相同 若相同条件下 A 气球放在 CO 中静止不动 B 气球放在 O2中上浮 下 列叙述或表示正确的是 A X 气体的相对分子质量比 Y 气体的相对分子质量大 B X 可能是 N2 Y 可能是 CH4 C X 气体的密度小于 Y 气体的密度 D 充气后 A 气球质量比 B 气球质量大 13 解析 选 B X 气球放在 CO 中静止不动 Y气球放在 O2中上浮 说明 X 气体的密度和 一氧化碳的密度接近 Y 的密度小于氧气 同温同压下 气体密度与摩尔质量成正比 所 以 X 的相对分子质量与 CO 的相近 接近 28 Y 的相对分子质量小于氧气 即小于 32 但 X 气体的相对分子质量不一定比 Y 大 A 错误 氮气的相对分子质量为 28 甲烷的相对分 子质量为 16 所以 X 可能是氮气 Y 可能是甲烷 B 正确 X 的密度接近 CO 但不一定小 于 Y 的密度 C 错误 相同条件下 等体积的两种气体的物质的量相等 因为其摩尔质量 相对大小未知 所以无法确定其质量相对大小 D 错误 10 将 20 g M 物质 5 g N 物质 9 g R 物质混合加热发生化学反应 经充分反应后 的混合物中含 5 g M 物质 20 g R 物质还含有一种新物质 Q 若 M N R Q 的相对分子质 量分别为 30 20 44 18 它们之间发生反应的化学方程式是 A M N R Q B M 2N 2R Q C 2M N 2R Q D 2M N R 2Q 解析 选 D 反应后 M N 质量减少 而 R 质量增加 则反应式为 M N R Q 参加 反应的 M N 和生成的 R Q 物质的量分别为n M 0 5 mol n N 20 g 5 g 30 g mol 1 0 25 mol n R 0 25 mol n Q 5 g 20 g mol 1 20 g 9 g 44 g mol 1 0 5 mol 则化学方程式为 2M N R 2Q 15 g 5 g 11 g 18 g mol 1 11 物质的量是高中化学常用的物理量 请完成以下有关计算 1 0 2 g H2含有 个H 原子 2 标准状况下 含有相同氧原子数的 CO 和 CO2的体积之比为 3 100 mL 硫酸铝溶液中n Al3 0 20 mol 不考虑水解因素 则其中c SO 2 4 4 在 9 5 g 某二价金属的氯化物中含有 0 2 mol Cl 此氯化物的摩尔质量为 该金属元素的相对原子质量为 5 6 72 L CO 标准状况 与一定量的 Fe2O3恰好完全反应 生成 Fe 与 CO2 后 生成 Fe 的质量为 g 解析 1 0 2 g H2的物质的量为 0 1 mol 含有 0 2 mol H 原子 即 0 2NA个 2 含 有相同氧原子数的 CO 与 CO2的物质的量之比为 2 1 标准状况下 体积之比为 2 1 3 100 mL 硫酸铝溶液中 n Al3 0 20 mol 则其中n SO 0 30 mol c SO 3 0 2 42 4 mol L 1 4 二价金属的氯化物可表示为 MCl2 在 9 5 g 某二价金属的氯化物中含 0 2 mol Cl 则该氯化物的物质的量为 0 1 mol 摩尔质量为 95 g mol 1 该金属元素的相 对原子质量为 95 71 24 5 CO 与 Fe2O3反应的化学方程式为 3CO Fe2O3 14 2Fe 3CO2 标准状况下 6 72 L CO 的物质的量为 0 3 mol 完全反应后 生成 0 2 mol 铁 即 11 2 g 答案 1 0 2NA 2 2 1 3 3 0 mol L 1 4 95 g mol 1 24 5 11 2 12 如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 气体 X 是由 和 元素组成的 2 若 240 mL 气体 X 完全反应后 收集到的氮气质量是 0 28 g 根据实验时温度和压 强计算 1 mol 气体 X 的体积是 24 000 mL 则 X 摩尔质量是 g mol 1 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 解析 在 C 管中收集到水 其中氧来源于 CuO 则 X 中一定含有氢元素 在 D 中收集 到 N2 说明 X 中一定有氮元素 即 X 中含有氮 氢两种元素 B 管 CuO 中含 O 20 32 g 20 00 g 0 32 g n O 0 02 mol n N2 0 01 mol 240 mL 气体 X 物质的量为 0 01 mol 因此n X n N n H 0 01 mol 0 01 mol 2 0 02 mol 2 1 2 4 所 以 X 的化学式为 N2H4 摩尔质量为 32 g mol 1 答案 1 氮 氢 2 32 3 N2H4 4 N2H4 2CuON2 2H2O 2Cu 13 臭氧层是地球生命的保护神 臭氧比氧气具有更强的氧化性 实验室可将氧气通 过高压放电管来制取臭氧 3O2放电 2O3 1 若在上述反应中有 30 的氧气转化为臭氧 所得混合气的平均摩尔质量为 g mol 1 保留一位小数 2 将 8 L 氧气通过放电管后 恢复到原状况 得到气体 6 5 L 其中臭氧为 L 15 3 实验室将氧气和臭氧的混合气体 0 896 L 标准状况 通入盛有 20 0 g 铜粉的反应 容器中 充分加热后 粉末的质量变为 21 6 g 则原混合气中臭氧的体积分数为多少 解析 1 设有 1 mol O2 3O2 2O3 n 放电 3 mol 2 mol 1 mol 0 3 mol 0 1 mol 根据 35 6 g mol 1 M m总 n总 32 g 0 9 mol 2 3O2 2O3 V 放电 3 体积 2 体积 1 体积 V L 8 6 5 1 5 L V 3 L 3 加热条件下 O3 O2都能和铜粉反应 故粉末增加的质量即为 O2和 O3的总质量 设混合气体中含有 O2 x mol 含有 O3 y mol 则有Error 解得Error 所以混合气体中臭氧的体积分数为 50 答案 1 35 6 2 3 3 50 考点一Error 基础自主落实 1 物质的量浓度 1 概念 表示单位体积溶液里所含溶质 B 的物质的量的物理量 符号为cB 2 表达式 cB nB V 3 单位 mol L 1或 mol L 4 相同浓度溶液中某些物理量之间的关系 现有两种溶液 1 mol L 1KCl 溶液 1 mol L 1 BaCl2溶液 请用 相同 或 不同 填写下表 取不同体积的 KCl 溶液取相同体积的两种溶液 c 溶质 相同相同 溶液 相同不同 16 n 溶质 不同相同 m 溶质 不同不同 2 溶质的质量分数 小题热身 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 32 2 g Na2SO4 10H2O 溶于 67 8 g 水中 w Na2SO4 32 2 2 31 g Na2O 溶于水 配成 1 L 溶液 c Na2O 0 5 mol L 1 3 等物质的量的 Na2O 和 Na2O2溶于同等体积的水中 待冷却至室温后所形成的 NaOH 溶液浓度相同 4 标准状况下 22 4 L HCl 溶于 1 L 水 盐酸的物质的量浓度为 1 mol L 1 5 将 1 mol L 1的 NaCl 溶液和 0 5 mol L 1的 BaCl2溶液等体积混合后 不考虑 体积变化c Cl 0 75 mol L 1 6 同浓度的三种溶液 Na2SO4 MgSO4 Al2 SO4 3 其体积比为 3 2 1 则 SO浓 2 4 度之比为 3 2 3 2 对于 5 的 CuSO4溶液 密度为 1 6 g mL 1 1 mol L 1的 BaCl2溶液 1 5 的 CuSO4溶液物质的量浓度比 BaCl2溶液大吗 2 中 Ba2 Cl 的物质的量浓度各为多少 3 从 中各取 5 mL 溶液 它们的浓度变化吗 答案 1 c CuSO4 0 5 mol L 1 比 BaCl2溶液 1 000 w M 1 000 1 6 5 160 的浓度小 2 1 mol L 1和 2 mol L 1 3 不变化 考向合作探究 依据定义式 cB nB V 计算物质的量浓度 17 1 若 20 g 密度为 g mL 1的 Ca NO3 2溶液中含有 2 gCa NO3 2 则溶液中 NO的 3 物质的量浓度为 A mol L 1 B mol L 1 400 20 C mol L 1 D mol L 1 50 41 25 41 解析 选 C 溶质的物质的量n mol 2 g 164 g mol 1 1 82 溶液的体积 V 10 3 L mL 1 L 20 g g mL 1 1 50 Ca NO3 2的物质的量浓度 c mol L 1 n V 1 82 mol 1 50 L 50 82 NO的物质的量浓度为 mol L 1 2 mol L 1 3 50 82 50 41 2 将标准状况下的a L 氯化氢气体溶于 100 g 水中 得到的盐酸的密度为b g mL 1 则该盐酸的物质的量浓度 mol L 1 是 A B a 22 4 ab 22 400 C D 1 000ab 2 240 36 5a ab 22 400 36 5a 解析 选 C 根据c 进行计算 n mol V 可知 C n V a 22 4 a 22 4 36 5 g 100 g 1 000b g L 1 正确 规避计算中的三个易错点 1 将某物质投入水中 注意溶液中溶质的判断 如 SO3H2SO4 Na2O 或 Na2O2 H2O NaOH CuSO4 5H2OCuSO4等 H2O H2O 2 气体溶于水 溶质是该气体与水反应生成的物质 如 SO2溶于水后的溶质是 H2SO3 NH3溶于水后主要溶质是 NH3 H2O 但以 NH3计算 3 气体溶于水 溶液的体积不是溶剂的体积更不是气体体积与溶剂体积之和 应根据 V 进行计算 m 气体 m 溶剂 易错警示易错警示 18 物质的量浓度与溶质的质量分数换算 3 某 MgCl2溶液的密度为 1 18 g cm 3 其中 Mg2 的质量分数为 5 1 300 mL 该溶 液中 Cl 的物质的量约等于 A 0 37 mol B 0 63 mol C 0 74 mol D 1 5 mol 解析 选 D c Mg2 2 5 mol L 1 1 000 1 18 5 1 24 n Cl 2 5 mol L 1 2 0 3 L 1 5 mol 4 已知某饱和 NaCl 溶液的体积为V mL 密度为 g cm 3 溶质的质量分数为w 物质的量浓度为c mol L 1 溶液中含 NaCl 的质量为m g 1 用m V表示溶液的物质的量浓度 2 用w 表示溶液的物质的量浓度 3 用c 表示溶质的质量分数 解析 1 c mol L 1 m 58 5 V 1 000 1 000m 58 5V 2 c mol L 1 1 000 mL g mL 1 w 58 5 g mol 1 1 L 1 000 w 58 5 3 w 100 100 58 5 g mol 1 c mol L 1 1 000 mL L 1 g mL 1 58 5c 1 000 答案 1 mol L 1 2 mol L 1 1 000m 58 5V 1 000 w 58 5 3 100 58 5c 1 000 物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数换算方法 1 c n V m液 w M V 1 000 V w M V 1 000 w M 2 w m质 m液 c V M V 1 000 cM 1 000 说明 c为溶质的物质的量浓度 单位 mol L 1 为溶液密度 单位 g cm 3 w为溶质的质量分数 M为溶质的摩尔质量 单位 g mol 1 溶液稀释 混合的计算与判断 探 探规规寻 寻律 律 19 5 V mL Al2 SO4 3溶液中含有 Al3 m g 取 mL 该溶液用水稀释至 4V mL 则 SO V 4 物质的量浓度为 2 4 A mol L 1 B mol L 1 125m 36V 125m 9V C mol L 1 D mol L 1 125m 54V 125m 18V 解析 选 A mL 溶液中 Al3 的物质的量为 mol 稀释后溶液中 V 4 m g 1 4 27 g mol 1 m 108 Al3 的物质的量浓度为c Al3 mol L 1 c SO c Al3 m 108 mol 4V 10 3 L 250m 108V2 4 3 2 mol L 1 mol L 1 3 2 250m 108V 125m 36V 6 1 在 100 g 浓度为c mol L 1 密度为 g cm 3的硫酸中加入一定量的水稀 释成 mol L 1的硫酸 则加入水的体积 100 mL 填 或 下同 c 2 2 若把 1 中的 H2SO4改成氨水 应加入水的体积 100 mL 3 若把 1 2 中的物质的量浓度均改为溶质的质量分数 则加入水的体积 100 mL 解析 1 c V水 100 100 100 V水 c 2 200 由于 所以V水 所以V水 100 mL 3 根据质量分数 100 知 溶质不变 质量分数减半 则溶液质量加倍 溶质质量 溶液质量 所以均应加入 100 mL 水 答案 1 3 知能存储 1 溶液稀释定律 守恒观 1 溶质的质量在稀释前后保持不变 即m1w1 m2w2 2 溶质的物质的量在稀释前后保持不变 即c1V1 c2V2 3 溶液质量守恒 m 稀 m 浓 m 水 体积一般不守恒 2 同溶质不同物质的量浓度的溶液的混合计算 1 混合后溶液体积保持不变时 c1V1 c2V2 c混 V1 V2 20 2 混合后溶液体积发生改变时 c1V1 c2V2 c混V混 其中V混 m混 混 3 溶质相同 质量分数不同的两溶液的混合规律 同一溶质 质量分数分别为a b 的两溶液混合 1 等体积混合 当溶液密度大于 1 g cm 3时 必然是溶液浓度越大 密度越大 如 H2SO4 HNO3 HCl NaOH 等多数溶液 等体积混合后 质量分数w a b 1 2 当溶液密度小于 1 g cm 3时 必然是溶液越浓 密度越小 如酒精 氨水溶液 等体积混合后 质量分数w1 g cm 3还是 1 g cm 3 则混合后溶液中溶质 的质量分数w a b 1 2 考点二Error 基础自主落实 1 主要仪器 1 托盘天平 称量前先调零 称量时药品放在左盘 砝码放在右盘 读数精确到 0 1 g 若配制 0 2 mol L 1 NaCl 溶液 500 mL 应用托盘天平称取 NaCl 5 9 g 称量时 不 慎将物品和砝码颠倒放置 实际称量的 NaCl 的质量为 4 1 g 2 容量瓶 容量瓶的构造 容量瓶的使用 a 在使用前首先要检查是否漏水 具体操作如下 b 检查合格后 用蒸馏水洗涤干净 3 量筒 21 量筒无 0 刻度 量取 7 2 mL 溶液 应选用 10 mL 量筒 量筒上标有使用温度 容量 刻度 不能加热 不能将固体或浓溶液直接在量筒中溶解或稀释 2 溶液的配制 1 配制过程 以配制 500 mL 1 00 mol L 1 NaOH 溶液为例 2 实验误差 用 偏高 偏低 或 无影响 填空 实验操作对实验结果造成的影响 向容量瓶注液时少量溅出 偏低 未洗涤烧杯和玻璃棒 偏低 定容时 水多用滴管吸出 偏低 定容摇匀后液面下降再加水 偏低 定容时仰视刻度线 偏低 未冷却至室温就注入容量瓶定容 偏高 定容时俯视刻度线 偏高 容量瓶内有水 无影响 定容后经振荡 摇匀 静置液面下降 无影响 小题热身 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 用图 A 装置配制 0 1 mol L 1的 NaOH 溶液 2 用图 B 装置配制一定浓度的 NaCl 溶液 3 因为 Ca OH 2能制成澄清石灰水 所以可配制 2 0 mol L 1的 Ca OH 2溶液 22 4 洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干 5 用装置配制溶液 6 配制 0 100 0 mol L 1氯化钠溶液时 将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 7 用固体 NaCl 配制 0 5 mol L 1的溶液 所用的仪器只有 烧杯 玻璃棒 胶头滴 管 容量瓶 8 用配制 100 mL 0 100 0 mol L 1 K2Cr2O7溶液 9 用 100 mL 容量瓶 烧杯 玻璃棒 胶头滴管和 pH 1 的盐酸配制 100 mL pH 2 的 盐酸 2 实验中需要 2 mol L 1的 Na2CO3溶液 950 mL 配制时 你认为应该选用的容量瓶 的规格和称取的碳酸钠质量分别是多少 提示 选用 1 000 mL 的容量瓶 称取 Na2CO3的质量为 2 mol L 1 1 L 106 g mol 1 212 g 考向合作探究 一定物质的量浓度溶液的配制 1 配制 100 mL 1 0 mol L 1 Na2CO3溶液 下列操作正确的是 A 称取 10 6 g 无水碳酸钠 加入 100 mL 容量瓶中 加水溶解 定容 B 称取 10 6 g 无水碳酸钠置于烧杯中 加入 100 mL 蒸馏水 搅拌 溶解 C 转移 Na2CO3溶液时 未用玻璃棒引流 直接倒入容量瓶中 D 定容后 塞好瓶塞 反复倒转 摇匀 解析 选 D 固体不能直接在容量瓶中溶解 A 错误 配制 100 mL 1 mol L 1 Na2CO3溶液 所用水的体积并不是 100 mL 而是加水至 100 mL B 错误 转移液体时 要 用玻璃棒引流 C 错误 2 实验室需要配制 0 50 mol L 1 NaCl 溶液 480 mL 按下列操作步骤填上适当的文 字 以使整个操作完整 1 选择仪器 完成本实验所必需的仪器有 托盘天平 精确到 0 1 g 药匙 烧杯 玻璃棒 以及等质量的几片滤纸 2 计算 配制该溶液需称取 NaCl 晶体的质量为 g 3 称量 天平调平之后 应将天平的游码调至某个位置 请在下图中用一根竖线标出游码左 23 边缘所处的位置 称量过程中 NaCl 晶体应放于天平的 填 左盘 或 右盘 称量完毕 将药品倒入烧杯中 4 溶解 冷却 该步实验中需要使用玻璃棒 目的是 5 转移 洗涤 在转移时应使用 引流 洗涤烧杯 2 3 次是为 了 6 定容 摇匀 7 在配制过程中 某学生观察定容时液面情况如图所示 所配溶液的浓度会 填 偏高 偏低 或 无影响 解析 配制 480 mL 0 50 mol L 1 的 NaCl 溶液 必须用 500 mL 容量瓶 m NaCl 0 50 mol L 1 0 5 L 58 5 g mol 1 14 6 g 用托盘天平称量时 药品放在左盘 配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为 计算 称量 或量取 溶解 冷却 转移 洗 涤 定容 摇匀 装瓶贴签 定容时仰视液面会造成溶液体积偏大 浓度偏低 答案 1 500 mL 容量瓶 胶头滴管 2 14 6 3 左盘 4 搅拌 加速溶解 5 玻璃棒 保证溶质全部转移至容量瓶中 7 偏低 1 配制时不需要计算水的用量 因此容量瓶不必是干燥的 有少量蒸馏水不影响结果 2 定容 摇匀后液面下降也不要继续滴加蒸馏水 否则结果会偏低 3 定容时俯视 仰视对结果的影响是最容易判断错误的 务必确保按眼睛视线 刻度线 凹液面最低点的次序 做到 三点一线 溶液配制的误差分析 3 用 偏大 偏小 或 无影响 填空 1 配制 450 mL 0 1 mol L 1的 NaOH 溶液 用托盘天平称取 NaOH 固体 1 8 g 2 配制 NaOH 溶液时 NaOH 固体中含有 Na2O 杂质 3 配制 NaOH 溶液时 NaOH 固体放在烧杯中称量时间过长 4 天平砝码有锈蚀 其他均正确 5 用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后 用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中 易错警示易错警示 24 6 用量筒量取浓硫酸时 仰视读数 7 配制 NaOH 溶液时 将称量好的 NaOH 固体放入小烧杯中溶解 未经冷却立即转移到 容量瓶中并定容 8 转移到容量瓶的过程中 有少量的溶液溅出 9 转移后 未洗涤小烧杯和玻璃棒 或者未将洗涤液一并转移至容量瓶中 10 定容时 加水超过