高考化学专题 21 化学常用计量及其应用.docx
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高考化学专题21化学常用计量及其应用
专题2.1化学常用计量及其应用
1、了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。
理解摩尔是物质的量的基本单位，可用于进行简单的化学计算。
2、了解物质的量的单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积和阿伏加德罗常数的含义。
3、根据物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算。
4、了解物质的量浓度的含义。
5、了解溶液的含义。
6、了解溶液的组成。
7、理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行相关计算。
8、了解配制一定物质的量浓度溶液的方法。
有关物质的量的概念、应用以及物质的量浓度的计算仍然是高考高频考点，题型以选择题为主，难度适中。
非选择题多以溶液的配制、实验为载体考查化学实验基本操作、溶液浓度的测定、数据处理方法和化学实验中的定量分析能力。
考点应用规律性强，能提升综合解题能力。
该部分知识的前后关联性极强，应用广泛，尤其是条件性、规律性、结论性的数据快速处理运用，仍为命题的主要方向，2016年应持续关注。
一、物质的量
1、物质的量：
物质的量是一个物理量，表示含有一定数目微观粒子的集合体，符号为n，单位是摩尔（简称摩，符号mol），每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒，用于计量微观粒子或微观粒子的特定组合。
2、阿伏加德罗常数：
0.012kg
所含有的碳原子数即为阿伏加德罗常数，即1mol物质所含有的微粒数。
符号：
NA，单位：
mol－1，数值约为6.02×1023，表达式：
（N代表微粒个数）。
3、摩尔质量：
单位物质的量的物质所具有的质量。
符号：
M，单位：
g/mol；如果用g/mol做单位其数值等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量，表达式：
。
注意：
①“摩尔”表示物质的量时只能适用于微观粒子，不能适用于宏观物体；
②用“摩尔”描述物质的多少时，常用化学式表示。
二、气体的摩尔体积
1、影响物质体积大小的因素
（1）构成物质的微粒的大小（物质的本性）。
（2）构成物质的微粒之间距离的大小（由温度与压强共同决定）。
（3）构成物质的微粒的多少（物质的量的大小）。
2、气体摩尔体积
（1）含义：
单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm，标准状况下，Vm＝22.4L/mol。
（2）表达式：
；
（3）影响因素：
气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。
3、阿伏加德罗定律：
在同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子（或气体的物质的量相同）。
注意:
①阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压，同体积的条件下，才有分子数（或物质的量）相等这一结论，但所含原子数不一定相等。
②阿伏加德罗定律既适合于单一气体，也适合于混合气体。
③气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。
三、物质的量浓度
1、物质的量浓度：
（1）概念：
单位体积溶液中所含溶质B的物质的量表示溶液组成的物理量。
符号cB单位：
mol/L。
（2）物质的量与物质的量浓度的关系：
。
注意：
①概念中的体积是溶液的体积而不是溶剂的体积，也不是溶剂和溶质的体积之和。
②溶液浓度与体积多少无关，即同一溶液，无论取出多少体积，其浓度（物质的量浓度、溶质的质量分数、离子浓度）均不发生变化。
（3）溶液稀释定律（守恒观点）
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）。
（2）混合后溶液体积发生改变时，c1V1＋c2V2＝c混V混，其中
。
3、质量分数：
用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量。
溶质的质量分数＝
。
物质的量浓度与质量分数的关系：
（其中密度的单位是g/mL）。
4、溶解度
（1）固体的溶解度：
在一定温度下，某固体物质在100g溶剂（通常是水）里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为“g”。
固体物质溶解度（饱和溶液）
。
（2）影响溶解度大小的因素
内因：
物质本身的性质（由结构决定）。
外因：
①溶剂的影响（如NaCl易溶于水不易溶于汽油）。
②温度的影响：
升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca（OH）2，温度对NaCl溶解度影响不大。
（3）气体的溶解度：
通常指该气体（其压强为101kPa）在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1∶x。
如NH3、HCl、SO2、CO2等气体的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。
气体溶解度的大小与温度和压强有关，温度升高，溶解度减小；压强增大，溶解度增大。
四、溶液的配制
1、配制溶质质量分数一定的溶液
计算：
算出所需溶质和水的质量。
把水的质量换算成体积。
如溶质是液体时，要算出液体的体积。
称量：
用天平称取固体溶质的质量；用量简量取所需液体、水的体积。
溶解：
将固体或液体溶质倒入烧杯里，加入所需的水，用玻璃棒搅拌使溶质完全溶解
2、配制一定物质的量浓度的溶液
（1）主要仪器
①托盘天平：
精确度为0.1g，称量前先调零，称量时左盘放物品，右盘放砝码。
②容量瓶：
容量瓶上标有刻度、温度和燃料，常见的容量瓶规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL。
（3）其他仪器：
量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙等。
（4）溶液的配制步骤：
以配制500mL、1.00mol·L－1NaOH溶液为例。
①计算：
需NaOH固体的质量为20.0g。
②称量：
用托盘天平称量NaOH固体。
③溶解：
将称好的NaOH固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解。
④冷却：
将烧杯中的液体冷却至室温。
⑤移液：
用玻璃棒引流，将溶液注入500ml容量瓶中。
⑥洗涤：
用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，洗涤液注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。
⑦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液面与刻度相切。
⑧摇匀：
盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
注意：
①根据所配溶液的体积选取合适的容量瓶，如配制950mL溶液，应选取1000mL的容量瓶。
②容量瓶使用前要检查是否漏水。
③容量瓶不能用来溶解、稀释、贮存溶液，也不能用来作反应器。
④容量瓶上标有温度、容量、刻度线。
⑤不能加入过冷或过热的液体。
3、误差分析
（1）误差分析的理论依据：
根据
可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量nB和溶液的体积V引起的。
误差分析时，关键要看配制过程中引起ｎ和V怎样的变化。
在配制一定物质的量浓度溶液时，若nB比理论值小，或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若nB比理论值大，或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。
（2）俯视、仰视的分析
结果：
仰视时，容器内液面高于刻度线；俯视时，容器内液面低于刻度线。
考点1有关阿伏加德罗常数（NA）计算的正误判断
【例1】设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是
A．0.5molAl与足量盐酸反应转移电子数为1NA
B．标准状况下，22.4L氨气与22.4L氮气所含原子数均为2NA
C．7.8gNa2O2所含的离子数为0.3NA
D．11.2LCl2完全溶于NaOH溶液，电子转移数为0.5NA
【答案】C
【小结】将分子、原子的结构、相对分子质量或式量、物质质量、摩尔质量、物质的量、物质的量在物质及其所含构成微粒关系式计算中的应用、溶液体积、溶质的物质的量浓度、溶质的物质的量、溶质与水化合即电解质的电离、可逆反应、取值范围、气体摩尔体积、物质的状态、电解质溶液中存在的微粒、钠的燃烧、氧化还原反应、化合价、物质的量在钠与失去电子的关系式计算中的应用等联系起来。
充分体现了化学研究从定性到定量、从宏观到微观的特点，更突显了化学科学特点和化学研究基本方法，能较好的考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
该类题的特点是以微粒数目的计算为依托，考查物质的结构、元素化合物、氧化还原反应、电解质溶液等知识。
顺利解答该类题目的关键是：
一方面要仔细审题，注意关键字词，熟悉常见的“陷阱”；另一方面是要把各种量转化为物质的量，以此为中心进行计算。
考点2阿伏加德罗定律的应用
【例2】三个相同的恒温恒容密闭容器中分别盛有等质量的H2、CH4、O2，下列说法正确的是
A．三种气体的分子数目一定相等
B．三种气体物质的量之比为16∶2∶1
C．三种气体的密度之比为1∶2∶16
D．三种气体的压强一定相等
【答案】B
考点：
考查了阿伏伽德罗定律及其推论的相关知识。
【小结】阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的依据，要灵活运用，注意结合质量守恒定律和相关概念及公式进行换算，但一定要突出物质的量这一核心，它是其他物理量之间换算的桥梁，通常模式是：
已知一个物理量
物质的量
另一个物理量。
考点3以物质的量为核心的多角度计算
【例3】同温同压下，相同质量的SO2（气体）和SO3（气体）相比较，下列有关叙述正确是①它们所含分子数目之比为4:
5；②它们所含氧原子数目之比为5:
6；③它们所含原子总数之比为1:
1；④它们所含的硫原子数目之比为5:
4；⑤它们的密度之比为4:
5
A．②③⑤B．①④⑤C．②④⑤D．①②⑤
【答案】C
【小结】
（1）在进行化学计算时，将已知条件中的质量、体积等转化为物质的量，再思考所求的问题往往比较简捷。
（2）关于二元混合物的计算的一般方法是：
设各组分的物质的量，然后根据物质的量、质量关系列方程组求解。
（3）根据化学方程式列比例计算时，各物理量的单位应是“上下一致，左右对应”。
考点4物质的量浓度、容质的质量分数和溶解度之间的换算
【例4】某氯化镁溶液的密度为1.2g/cm3，其中镁离子的质量分数为4.0%，500mL该溶液中Cl-的物质的量等于（不考虑镁离子的水解）
A.0.5molB.1.0molC.2.0molD.4.0mol
【答案】C
【解析】MgCl2中Mg元素的质量与Cl元素的质量之比为24：
71，镁离子的质量分数为4.0%，则氯化镁的质量分数为
×95＝15.83%，溶液中氯化镁的物质的量浓度为
＝
＝2.0mol/L，则c（Cl-）=2c（MgCl2）＝2×2.0mol/L＝4mol/L，Cl-的物质的量为4mol/L×0.5L＝2.0mol，故选C。
【小结】
（1）正确判断溶液中的溶质并求其物质的量
①与水发生反应生成新的物质，如Na、Na2O、Na2O2、SO3等。
②含结晶水的物质如CuSO4·5H2O→CuSO4。
③特殊物质：
如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
（2）准确计算溶液的体积：
不能用水的体积代替溶液体积，应根据
求算。
考点5有关溶液的稀释与混合的计算方法
【例5】下列所得溶液的物质的量浓度等于0.1mol·L－1的是
A．将0.1mol氨充分溶解在1L水中
B．将10g质量分数为98%的硫酸与990g水混合
C．将8g三氧化硫溶于水并配成1L溶液
D．将0.1mol氧化钠溶于水并配成1L溶液
【答案】C
考点：
考查物质的量浓度计算、一定浓度的溶液配制
【小结】若溶液的密度大于1g·cm－3，则溶液的质量分数越大，其密度就越大。
若溶液的密度小于1g·cm－3，则溶液的质量分数越大，其密度就越小。
考点6配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
【例6】实验室需480mL1.0mol/L的NaOH溶液，假如其他操作均是准确无误的，下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是
A．称取氢氧化钠20.0g
B．定容时俯视观察刻度线
C．移液时，对用于溶解氢氧化钠的烧杯没有进行冲洗
D．移液用玻璃棒引流时，玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线上方
【答案】B
【小结】
（1）在配制一定物质的量浓度的溶液实验中，定容时加蒸馏水，一旦超过刻度线，要重新配制。
（2）配制时完全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。
（3）定容时俯视、仰视对结果的影响
①仰视刻度线（图1），导致溶液体积偏大，物质的量浓度偏小。
②俯视刻度线（图2），导致溶液体积偏小，物质的量浓度偏大。
1．单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点越高。
下列溶液中沸点最高的是
A．0.01mol/L的蔗糖溶液B．0.01mol/L的K2SO4溶液
C．0.02mol/L的NaCl溶液D．0.02mol/L的CH3COOH溶液
【答案】C
【解析】
试题分析：
A．因1L蔗糖溶液中蔗糖的物质的量为1L×0.01mol/L=0.01mol；B．因1LK2SO4溶液溶质的离子的总物质的量为1L×0.01mol/L×3=0.03mol；C．因1LNaCl溶液中溶质的离子的总物质的量为1L×0.02mol/L×2=0.04mol；D．因CH3COOH是挥发性溶质，且1L溶液中分子的物质的量为1L×0.02mol/L=0.02mol，则D不符合题意；显然C中含0.04mol离子，离子数最多，故选C。
考点：
考查物质的量浓度和溶解度
2．下列溶液中氯离子的物质的量浓度与50mL1mol•L-1氯化铝溶液中氯离子的物质的量浓度相等的是
A．150mL1mol•L-1氯化钠溶液
B．75mL1.5mol•L-1氯化钙溶液
C．150mL3mol•L-1氯酸钾溶液
D．50mL1mol•L-1氯化镁溶液
【答案】B
考点：
考查物质的量浓度的计算与理解
3．将4体积的H2和1体积的O2混合，4g这种混合气体在标准状况下所占的体积是
A．5.6LB．11.2LC．22.4LD．33.6L
【答案】B
【解析】
试题分析：
4体积的H2和1体积的O2混合，则二者物质的量之比为4：
1，设物质的量分别为4xmol、xmol，则；4xmol×2g/mol+xmol×32g/mol=4g，解得x=0.1mol，故标况下混合气体体积为（0.4mol+0.1mol）×22.4L/mol=11.2L，故选B。
考点：
考查了物质的量有关计算的相关知识。
4．如图中的两条线分别代表的是：
1gC3H6和1gM气体在相同容积的容器中，测得容器中的压强和温度的关系，试根据图形判断M气体可能是
A．C2H4B．C3H8C．H2SD．N2O4
【答案】A
【解析】
试题分析：
由pV=nRT可知，在相同容积的容器中，若温度相同时，p与n成正比，由图可知，M的压强大，设M的相对分子质量为x，则1.2/0.8=1/x÷1/42，解得x=28，A．C2H4的相对分子质量为28，故A选；B．C3H8的相对分子质量为44，故B不选；C．H2S的相对分子质量为34，故C不选；D．N2O4的相对分子质量为92，故D不选；故选B。
考点：
考查阿伏伽德罗定律
5．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．体积相等时具有的电子数相等
B．原子数相等时具有的中子数相等
C．体积相等时密度相等
D．质量相等时具有的质子数相等
【答案】A
考点：
考查原子结构以及物质的量的有关计算
6．用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是
A．25℃时，pH＝13的1.0LBa（OH）2溶液中含有的OH－数目为0.2NA
B．标准状况下，2.24LCl2与H2O反应，转移的电子总数为0.1NA
C．室温下，21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA
D．标准状况下，22.4L甲醇中含有的氧原子数为1.0NA
【答案】C
【解析】
试题分析：
A、25℃时，pH=13的1.0LBa（OH）2溶液中c（OH-）为0.1mol/L，则n（OH-）=0.1mol/L×1L=0.1mol，所以OH-数目为0.1NA，A错误；B、标况下，2.24L氯气的物质的量为0.1mol，而Cl2与H2O反应是可逆反应，所以0.1molCl2与H2O反应转移电子小于0.1mol，则转移的电子总数小于0.1NA，B错误；C、乙烯和丁烯的最简式都是CH2,21克乙烯和丁烯的混合气体就有21/14=1.5molCH2,则含有的碳原子数目为1.5NA，C正确；D、甲醇在标准状况下是非气态物质，22.4L甲醇物质的量不是1mol，D错误。
答案选C。
考点：
考查阿伏加德罗常数
7．在aLAl2（SO4）3和（NH4）2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2，恰好使溶液中的SO42-完全沉淀；若加入足量强碱并加热可得到cmolNH3，则原溶液中的Al3＋浓度（mol/L）为
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】
试题分析：
将Al2（SO4）3和（NH4）2SO4的混合溶液aL分为两等份，每份的体积为0.5a，向0.5aL混合溶液中加入bmolBaCl2，恰好使溶液中的SO42-离子完全沉淀，则：
c（SO42-）=bmol/0.5aL=2b/amol/L，向0.5aL混合溶液中加入足量强碱并加热可得到cmolNH3，则：
c（NH4+）=cmol/0.5aL=2c/amol/L，又溶液不显电性，设原溶液中的Al3+浓度为x，由电荷守恒可知，x×3+2c/amol/L×1=2b/amol/L×2，解得x=
mol/L，故答案为A。
考点：
考查混合物的有关计算、物质的量浓度的计算等
8．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，0.1molAl3+含有的核外电子数为0.3NA
B.1mol氯化钠晶体中含有NA个阴离子
C．室温下，pH=12的氢氧化钡溶液所含氢氧根离子数为0.2NA
D.电解足量硫酸铜溶液，当电路中转移NA个电子时，阳极生成氧气（标况下）5.6L
【答案】B
考点：
考查阿伏加德罗常数的计算
9．28gKOH固体必须溶解在___g水中，才能使每200个水分子中有1个K＋，所得溶液的密度为ρg/cm3，则该溶液中OH－的物质的量浓度为______。
（保留到小数点后两位）
【答案】1800；0．27ρmol/L
考点：
考查了物质的量的计算的相关知识。
10．现用质量分数为36．5%的浓盐酸（密度为1．19g/cm3）配制1mol/L的稀盐酸90mL。
（1）实验中应选用的仪器是（填序号）________；
①100mL量筒②托盘天平（带砝码）③玻璃棒④50mL容量瓶
⑤10mL量筒⑥50mL烧杯⑦100mL容量瓶⑧胶头滴管
（2）经计算，需量取浓盐酸的体积为____________mL；
（3）此实验中玻璃棒的作用是_________________________；
（4）某学生实际配制稀盐酸的浓度，经滴定测量为0．98mol/L，原因可能是下列操作中_______。
①取用完浓盐酸的量筒未洗涤
②转移溶液后，小烧杯未洗涤
③定容时俯视容量瓶刻度线
④移液前容量瓶内有少量蒸馏水
⑤定容摇匀后液面下降再加水
⑥定容时仰视容量瓶刻度线
【答案】
（1）①③⑤⑥⑦⑧；
（2）8．4；（3）搅拌、引流；（4）②⑤⑥
考点：
考查了配制一定物质的量浓度的溶液实验的相关知识。
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