2024年高考化学二轮复习专题二化学常用计量学案

PAGE10-专题二化学常用计量1．(2024·全国卷Ⅲ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．22.4L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B．1mol重水比1mol水多NA个质子C．12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子D．1L1mol·L－1NaCl溶液含有28NA个电子解析：A项，标准状况下22.4L氮气的物质的量为1mol，若该氮气分子中的氮原子全部为14N，则每个N2分子含有(14－7)×2＝14(个)中子，1mol该氮气含有14NA个中子，不是7NA，且构成该氮气的氮原子种类并不确定，错误；B项，重水分子和水分子都是2个氢原子和1个氧原子构成的，所含质子数相同，错误；C项，石墨烯和金刚石均为碳单质，12g石墨烯和12g金刚石均相当于12g碳原子，即eq\f(12g,12g·mol－1)＝1mol碳原子，所含碳原子数目为NA个，正确；D项，1molNaCl中含有28NA个电子，但该溶液中除NaCl外，水分子中也含有电子，错误；故答案为C。答案：C2．(2024·浙江卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．4MnOeq\o\al(－,4)＋5HCHO＋12H＋=4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O，1mol[4MnOeq\o\al(－,4)＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NAB．用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32gCu转化为Cu2＋C．常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NAD．1L浓度为0.100mol·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA解析：A项，Mn元素的化合价由＋7价降至＋2价，则4molMnOeq\o\al(－,4)完全反应转移电子的物质的量为4mol×[(＋7)－(＋2)]＝20mol，即转移电子数为20NA，正确；B项，电解精炼铜时，阳极为粗铜，阳极发生的电极反应有比铜活泼的杂质金属失电子发生氧化反应以及Cu失电子的氧化反应：Cu－2e－=Cu2＋，当电路中通过的电子数为NA时，即电路中通过1mol电子，Cu失去的电子应小于1mol，阳极反应的Cu的物质的量小于0.5mol，则阳极反应的Cu的质量小于0.5mol×64g·mol－1＝32g，错误；C项，溶液的体积未知，不能求出溶液中水电离出的H＋数，错误；D项，n(Na2CO3)＝0.100mol·L－1×1L＝0.100mol，由于COeq\o\al(2－,3)发生水解：COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－、HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，故阴离子的物质的量大于0.100mol，阴离子数大于0.100NA，错误；答案选A。答案：A3．(2024·全国卷Ⅱ)已知NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A．3g3He含有的中子数为1NAB．1L0.1mol·L－1磷酸钠溶液含有的POeq\o\al(3－,4)数目为0.1NAC．1molK2Cr2O7被还原为Cr3＋转移的电子数为6NAD．48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA解析：A项，3He的中子数为3－2＝1，则3g3He的中子数为eq\f(3g,3g·mol－1)×NAmol－1＝NA，正确；B项，磷酸钠为强碱弱酸盐，磷酸根离子在水溶液中会发生水解，则1L0.1mol·L－1的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1L×0.1mol·L－1×NAmol－1＝0.1NA，错误；C项，重铬酸钾被还原为铬离子时，铬元素从＋6价降低到＋3价，1mol重铬酸钾转移的电子数为3mol×2×NAmol－1＝6NA，正确；D项，正丁烷与异丁烷的分子式相同，1个分子内所含共价键数目均为13，则48g正丁烷与10g异丁烷所得的混合物中共价键数目eq\f(48g＋10g,58g·mol－1)×13×NAmol－1＝13NA，正确。答案：B题型为选择题和填空题，主要考查各物理量以“物质的量”为核心的相互换算，混合物成分含量的确定，未知物质化学式的确定，依据化学方程式的计算，多步连续反应的计算(即关系式法计算)等。对于物质的量浓度的求算，常出现在有关阿伏加德罗常数的推断中的某个选项中。近几年高考理综对化学计算的要求越来越高，分值也逐年上升，约占化学总分的15%，高考命题改变趋势是留意基础，所以计算方面很难的题较少。

考点一物质的量与阿伏加德罗常数推断肯定量的物质中所含某种粒子数目的多少，是高考命题的热点之一。命题者青睐将阿伏加德罗常数与气体摩尔体积(涉及外界条件、物质状态等)、物质结构(涉及质子数、中子数、电子数、化学键数等)、电离与水解(涉及弱电解质的电离特点及盐类的水解特点、溶液中离子浓度)、氧化还原反应(涉及电子转移数目)、可逆反应等结合。阿伏加德罗常数类试题具有较强的综合性，在复习备考中除了须要留意相关的解题技巧外，还须要对相关学问有比较深化的相识，将学问精确、合理的应用。以阿伏加德罗常数为基础点进行辐射，将相关学问总结归纳，在精确把握各量与阿伏加德罗常数之间关系的前提下，着重关注易错点，并通过练习加强理解驾驭，这样才能通过复习切实提高得分率。同时还要留意以下微小易错之处：1．留意外界条件和物质状态：若题目给出的是物质的体积，则要留意外界条件和物质的状态，如水在标准状况下为液态、SO3在标准状况下为固态、标准状况下碳原子数大于4的烃为液态或固态；气体的体积受温度和压强的影响，应用阿伏加德罗常数时，要留意条件是否是标准状况，是否是同温同压；物质的量、质量不受任何条件的影响，如任何条件下2gH2的物质的量必是1mol，所含分子数为NA，1molH2在任何条件下其质量都为2g，所含分子数为NA。2．留意明确物质的组成和结构：特别物质的原子个数、电子个数，如Ne、O3等；特别物质的摩尔质量，如D2O、18O2等；一些物质中的化学键数目，如SiO2、CH4、CO2等；最简式相同的物质中的微粒数目与物质的组成有关，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等；摩尔质量相同的物质中的分子数相同，原子数不肯定相同，如：N2、CO、C2H4等；物质中所含化学键的数目与物质的结构有关，如H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1。3．留意氧化还原反应中的微粒：考查指定物质参与氧化还原反应时，常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移(得失)数目方面的陷阱，如Na2O2、NO2与H2O的反应；电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应；Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应。分析该类题目时还要留意反应产物以及过量计算问题。4．留意弱电解质的电离或盐类的水解：考查电解质溶液中粒子数目及粒子浓度大小关系时，常涉及弱电解质的电离平衡及盐类的水解平衡。弱电解质在水溶液中部分电离；可水解的盐溶液中，离子发生微弱水解，电离产生的离子数量均小于理论数量。如1L0.1mol·L－1的乙酸溶液和1L0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中CH3COO－的数目不相等且都小于0.1NA。5．留意一些特别的反应：如一氧化氮和氧气不须要条件即可反应，二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化，合成氨反应属于可逆反应。(2024·全国卷Ⅱ)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．常温常压下，124gP4中所含P—P键数目为4NAB．100mL1mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NAC．标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD．密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA解析：A项，常温常压下，124gP4的物质的量是1mol，白磷是正四面体结构，含有6个P—P键，因此其中所含P—P键数目为6NA，错误；B项，Fe3＋在溶液中水解，所以100mL1mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA，错误；C项，甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子，标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol，其中含氢原子数目为2NA，正确；D项，反应2SO2＋O22SO3是可逆反应，因此密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数大于2NA，错误。答案：C结合阿伏加德罗常数以物质的组成、电解质溶液、氧化还原反应等为载体，考查有关摩尔质量、气体体积、溶液浓度、电子转移数目等的简洁计算。解答有关阿伏加德罗常数类题目的基本方法如下：(1)看：看所给数据是体积、质量还是物质的量。假如所给数据是质量或物质的量，该类数据不受外界条件的限制。(2)定：确定对象是气体、固体还是液体。假如是气体，要留意外界条件是否为“标准状况”。(3)算：依据所给物理量进行计算，在求算时要留意：不要干脆利用溶液的浓度代替指定物质的物质的量进行计算；同种物质在不同的氧化还原反应中“角色”可能不同，电子转移数目也可能不同，不能一概而论。考点二物质的量浓度计算与肯定物质的量浓度的溶液配制1．物质的量浓度计算。(1)溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算：n＝eq\f(m,M)＝cV。(2)正确推断溶液的溶质并计算其物质的量：与水发生反应生成新的物质，如Na、Na2O、Na2O2eq\o(→,\s\up14(水))NaOH，SO3eq\o(→,\s\up14(水))H2SO4，NO2eq\o(→,\s\up14(水))HNO3；含结晶水的物质：如CuSO4·5H2O→CuSO4，Na2SO4·10H2O→Na2SO4；特别物质：如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质。(3)精确计算溶液的体积，不能用水的体积代替溶液体积，应依据V＝eq\f(m,ρ)计算。2．肯定物质的量浓度的溶液配制：以配制500mL1.50mol·L－1NaOH溶液为例。(1)计算：需NaOH固体的质量，计算式为0.5L×1.50mol·L－1×40g·mol－1＝30.0g。(2)称量：用托盘天平称量NaOH固体30.0g。(3)溶解：将称好的NaOH固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解。(4)移液：待烧杯中的溶液冷却至室温后，用玻璃棒引流将溶液注入500mL容量瓶。(5)洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液注入容量瓶，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合匀称。(6)定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。(7)摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。3．抓住表达式c(B)＝eq\f(n（B）,V)进行误差分析。(1)导致c(B)偏低的错误操作：垫滤纸称量NaOH固体；左码右物(运用游码)；称量时间过长(潮解)；洗涤或转移时溶液溅出；未洗涤烧杯及玻璃棒；定容时超过刻度线用滴管吸出液体；定容时仰视；定容后发觉液面低于刻度线再加水。(2)导致c(B)偏高的错误操作：砝码生锈；定容时俯视；未等溶液冷却至室温就定容。(2024·河南省六市其次次联合调研)某同学参阅了“84”消毒液说明中的配方，欲用NaClO固体配制480mL含NaClO25%，密度为1.19g·cm－3的消毒液。下列说法正确的是()A．配制过程只须要三种仪器即可完成B．容量瓶用蒸馏水洗净后必需烘干才能用于溶液的配制C．所配得的NaClO消毒液在空气中光照，久置后溶液中NaClO的物质的量浓度减小D．须要称量的NaClO固体的质量为140g解析：配制过程中须要用到托盘天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等，A项错误；容量瓶用蒸馏水洗净后不须要烘干，B项错误；须要称量的NaClO固体的质量为500mL×1.19g·cm－3×25%＝148.8g，D项错误。答案：C1．溶液配制过程中有“四个数据”常常出现。数据要求或说明药品的质量试验室中一般用托盘天平称量药品，而托盘天平只能称准到0.1g，所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如所需NaCl的质量为14.6g，不能写为14.60g容量瓶的规格①选择容量瓶的规格时应当与所配溶液体积相等或稍大，如需用480mL某溶液，则应当选择500mL容量瓶。②回答补充仪器的问题时应当注明容量瓶的规格，如回答“500mL容量瓶”时，不能只回答“容量瓶”洗涤烧杯2～3次移液时洗涤烧杯2～3次是为了确保溶质全部转移入容量瓶中，否则会导致溶液浓度偏低液面离容量瓶颈刻度线下1～2cm定容时，当液面离容量瓶颈刻度线下1～2cm时，改用胶头滴管加蒸馏水，否则简洁导致液体体积超过刻度线，溶液浓度偏低2.定量仪器读数“四类状况”。定量仪器依据其特点，可分为两类：由下至上读数增大，如量筒，容量瓶虽无详细刻度，但越往上，所盛溶液越多；由上至下读数增大，如滴定管。读数时又分为两类状况：由液面定刻度线，如视察滴定管的示数；由刻度线定液面，如容量瓶定容、量取肯定体积的浓H2SO4等，所以综合起来有四类状况，以量筒和滴定管(初始读数正确)为例。操作试验量筒滴定管量取肯定体积液体仰视，液面偏高，所取液体偏多；俯视，液面偏低，所取液体偏少仰视，液面偏高，所取液体偏少；反之偏多由固定液面读示数仰视，读数偏小；俯视，读数偏大仰视，读数偏大；俯视，读数偏小考点三依据化学方程式的计算1．化学计算的基本方法：(1)公式法：应用从化学原理和化学定律总结归纳的一般公式进行解题的一种方法。公式法的优点是思维推理过程有据可循，并能快速地列出详细解题算式。公式法在解决有关溶液的计算时应用比较广泛，应用此法必需留意公式的推导和应用范围，及公式中各文字所代表的意义，只有这样才能敏捷运用公式，避开生搬硬套。(2)关系式法：关系式法也叫比例法，就是依据化学概念、物质组成、化学反应中有关物质数量间的关系建立未知量和已知量之间的关系，即表示某些量在改变时成正比例关系的式子。依据关系式确定的数量关系，进行化学计算的方法。2．化学计算的一般步骤：依据题意写出并配平化学方程式；依据题中所给信息及化学方程式推断过量，用完全反应的量求解；选择适当的量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，把已知的和须要求解的量[用n(B)、V(B)、m(B)或设未知数为x表示]分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一样”；列比例式，求未知量。3．多步反应计算：涉及多步反应体系，往往依据若干个化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解的方法，称为“关系式”法。利用关系式法可以省去不必要的中间运算步骤，避开计算错误，并能快速精确地获得结果。用关系式法解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有：利用物料守恒关系建立关系式、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式、利用方程式的加合建立关系式。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可利用离子交换和滴定的方法。试验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算并求出FeClx中x的值_________________________________(列出计算过程)。(2)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消退干扰离子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－=CuY2－＋2H＋，写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝____________________________________________________________________________。解析：(1)由题意可得下列关系式：FeClx～xCl－～xOH－～xHCl，则n(Cl)＝n(Cl－)＝n(OH－)＝n(HCl)＝0.0250L×0.40mol·L－1＝0.01mol,m(Fe)＝0.54g－0.10mol×35.5g·mol－1＝0.19g，n(Fe)＝eq\f(0.19g,56g·mol－1)＝0.0034mol。n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，即x＝3。(2)由题意可得下列关系式：CuSO4·5H2O～Cu2＋～H2Y2－，则ag试样中n(CuSO4·5H2O)＝n(H2Y2－)＝cmol·L－1×0.001×bL×5，所以CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝eq\f(cmol·L－1×b×10－3L×250g·mol－1×5,ag)×100%。答案：(1)3(2)eq\f(cmol·L－1×b×10－3L×250g·mol－1×5,ag)×100%高考化学计算的特点是主要考查学生学问建构的整体性和敏捷应用的实力，综合性较强；试题整体的计算量不大，更多的是对化学基本概念、理论和性质的理解，试题不会做数学嬉戏、审题绕圈子，保留化学计算的原来面目；把试验操作、生产实践和化学计算综合起来，或者通过图表、报刊文献等背景呈现方式、力求题型出新，体现化学学科对计算的要求，更体现对计算综合实力的考查；考试方式的改变确定了化学计算应当降低难度。化学计算题还常同时考查化学基础学问和数学思维，数学思维包括逻辑推理、数形变换等。化学计算常要依据量的关系建立数学模型，但建立教学模型的前提应当是先建立正确的化学概念、弄清概念的含义，即找出计算依据。只有对化学基本概念、基础学问正确理解，建立起来的算式或数学表达关系才能正确，才能顺当解答计算题。1．(2024·全国卷Ⅲ)下列叙述正确的是()A．24g镁与27g铝中，含有相同的质子数B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同C．1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1D．1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同解析：A项，1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。24g镁和27g铝各自的物质的量都是1mol，所以24g镁含有的质子的物质的量为12mol，27g铝含有的质子的物质的量为13mol，错误；B项，设氧气和臭氧的质量都是xg，则氧气(O2)的物质的量为eq\f(x,32)mol，臭氧(O3)的物质的量为eq\f(x,48)mol，所以两者含有的氧原子分别为eq\f(x,32)×2＝eq\f(x,16)mol和eq\f(x,48)×3＝eq\f(x,16)mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同，正确；C项，重水为eq\o\al(2,1)Heq\o\al(16,2)8O，其中eq\o\al(2,1)H含有1个中子，eq\o\al(16,8)O含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1mol重水含有10mol中子。水为eq\o\al(1,1)Heq\o\al(16,2)8O，其中eq\o\al(1,1)H没有中子，eq\o\al(16,8)O含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1mol水含有8mol中子。两者的中子数之比为10∶8＝5∶4，错误；D项，乙烷(C2H6)分子中有6个C—H键和1个C—C键，所以1mol乙烷有7mol共价键。乙烯(C2H4)分子中有4个C—H键和1个C=C，所以1mol乙烯有6mol共价键，错误。答案：B2．(2024·全国卷Ⅱ)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是()A．1L0.1mol·L－1NH4Cl溶液中，NHeq\o\al(＋,4)的数量为0.1NAB．2.4gMg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NAC．标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NAD．0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA解析：A项，NHeq\o\al(＋,4)是弱碱根离子，发生水解：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，因此NHeq\o\al(＋,4)数量小于0.1NA，错误；B项，2.4gMg为0.1mol，与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.4×2÷24＝0.2(mol)，因此转移电子数为0.2NA，错误；C项，N2和O2都是分子组成，标准状况下，2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA，错误；D项，H2＋I22HI，反应前后系数之和相等，即反应后分子总物质的量仍为0.2mol，分子数为0.2NA，正确。答案：D3．(1)铜与肯定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由N、O、S中两种元素组成，气体的相对分子质量都小于50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1L2.2mol·L－1NaOH溶液和1molO2，则两种气体的分子式及物质的量分别为______________，生成硫酸铜的物质的量为________。(2)为确定碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]的组成，进行如下试验：①精确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO20.560L(已换算成标准状况下)。②另取