(浙江专用)2020版高考化学二轮复习专题二第1课时物质的量物质的量浓度讲义(含解析)
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1、第1课时物质的量物质的量浓度命题调研(20162019四年大数据)20162019四年考向分布核心素养与考情预测核心素养:证据推理、宏观辨识与微观探析和变化守恒考情解码:本部分内容为化学基础知识,化学计算的必需工具,历年考查以NA为阿伏加德罗常数考查、物质的量和浓度计算,一定物质的量浓度配制数据处理等方向,预测在2020年选考中该知识点作为基础知识仍是必考内容,必须让学生掌握“见量化摩、遇问设摩”的方法,理解物质变化的守恒思想,分析物质微观和宏观的联系。真题重现1.(2019浙江4月选考,19)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是()A.1 mol CH2=CH2分子中含有的共价键数
2、为6NAB.500 mL 0.5 molL1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NAC.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NAD.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间解析1个CH2=CH2分子中包含4个单键和1个双键,而1个双键中有2个共价键,故1 mol CH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA,A项正确;500 mL 0.5 molL1的NaCl溶液中含有的微粒包括Na、Cl、H2O、H、OH,故微粒数大于0.5NA,B项正确;HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O,故30 g HCHO和CH3COOH混合物中含“CH2O
3、”的物质的量为1 mol,含C原子数为NA,C项正确;2.3 g Na与O2完全反应,不论生成Na2O还是Na2O2,转移的电子数均为0.1NA,D项不正确,故选D。答案D2.(2018课标全国,8)下列叙述正确的是()A.24 g镁与27 g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.1 mol重水与1 mol水中,中子数比为21D.1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化学键数相同解析24 g镁与27 g铝的物质的量均为1 mol,但Mg、Al的质子数分别为12、13,A项错误;1 mol O2含有16 mol电子,1 mol O3含有24 mol电子,质量相同(设为m g
4、)的O2、O3含有的电子的物质的量分别为16 mol mol、24 mol mol,B项正确;1 mol D2O含有10 mol中子,1 mol H2O含有8 mol中子,C项错误;1 mol CH3CH3含有7 mol共价键,1 mol CH2=CH2含有4 mol CH键,1 mol C=C键,D项错误。答案B3.(2019浙江1月学考)配制500 mL 0.100 molL1的NaCl溶液,部分实验操作示意图如下:下列说法正确的是()A.实验中需用的仪器有:天平、250 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等B.上述实验操作步骤的正确顺序为C.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用D
5、.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低解析A项、配制500 mL 0.100 molL1 NaCl溶液用到的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管,故A错误;B项、配制一定物质的量浓度的溶液的步骤有计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,操作步骤正确的顺序为,故B错误;C项、容量瓶用蒸馏水洗净后,由于后面还需要加入蒸馏水定容,所以不必干燥,故C错误;D项、定容时仰视容量瓶的刻度线,则所加蒸馏水偏多,溶液的体积V偏大,溶液的浓度偏低,故D正确。答案D4.(2019浙江1月学考)为探究某铜的硫化物的组成,取一定量的硫化物在氧气中充分灼烧,将生成的气
6、体全部通入盛有足量的H2O2和BaCl2的混合液中,得到白色沉淀11.65 g;将灼烧后的固体(仅含铜与氧2种元素)溶于过量的H2SO4中,过滤,得到1.60 g红色固体,将滤液稀释至150 mL,测得c(Cu2)0.50 molL1。已知:Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O请计算:(1)白色沉淀的物质的量为_ mol。(2)该铜的硫化物中铜与硫的原子个数比n(Cu)n(S)_。解析(1)二氧化硫通入盛有足量的H2O2和BaCl2的混合液中,得到11.65 g硫酸钡白色沉淀,n(BaSO4)11.65 g233 g/mol0.05 mol;(2)由S原子个数守恒可知硫化物中n(S)0.0
7、5 mol,由Cu原子个数守恒可知n(Cu)1.60 g64 g/mol0.50 molL10.15 L0.025 mol0.075 mol0.1 mol,则n(Cu)n(S)n(Cu)n(S)21。答案(1)0.05(2)215.(2018北京理综,26)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)CaSO40.5H2O取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b molL1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3P
8、O4的质量分数是_。(已知:H3PO4摩尔质量为98 gmol1)解析H3PO42NaOH=Na2HPO42H2O 98 g 2 mol m(H3PO4) 103bc molm(H3PO4)4.9102bc g,则精制磷酸中H3PO4的质量分数为100%。答案%6.(2016上海卷)CO2是重要的化工原料,也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。完成下列计算:(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解,分解产物经干燥后的体积为_L(标准状况)。(2)某H2中含有2.40 mol CO2,该混合气体通入2.
9、00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应,该NaOH溶液的浓度为_。(3)CO2和KO2有下列反应:4KO22CO2=2K2CO33O24KO24CO22H2O=4KHCO33O2若9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,则反应前密封舱内H2O的量应该是多少?列式计算。(4)甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料:CH4H2O(g)CO3H2已知:CO2H2CH3OHCO23H2CH3OHH2O300 mol CH4完全反应后的产物中,加入100 mol CO2后合成甲醇。若获得甲醇350 mol,残留氢气120 mol,计算CO2的转化率。解析
10、(1)碳酸氢铵分解的化学方程式为:NH4HCO3H2ONH3CO2,从反应的化学方程式可以看出,分解产物经干燥后,所得气体为NH3和CO2,且n(NH3)n(CO2)2n(NH4HCO3)22.00 mol4.00 mol,则V(混合气体)4.00 mol22.4 L/mol89.6 L,即分解产物经干燥后的体积为89.6 L。(2)根据题意要求,2.40 mol CO2被完全吸收,NaOH也完全反应,则反应的产物可能是Na2CO3(此时NaOH溶液的浓度最大)或NaHCO3(此时NaOH溶液的浓度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物。用极值思想分析两个特殊情况:CO2NaOH=NaHC
11、O3,n(NaOH)n(CO2)2.40 mol,则c(NaOH)1.20 mol/L;CO22NaOH=Na2CO3H2O,n(NaOH)2n(CO2)4.80 mol,则c(NaOH)2.40 mol/L;综合、可知,NaOH溶液的浓度应该1.20 mol/Lc(NaOH)2.40 mol/L。(3)方法一依题意,9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,即n(CO2)n(O2)11,通过观察题给两个化学反应方程式可知,当把两个化学反应方程式相加时正好符合题目要求:8KO26CO22H2O=2K2CO34KHCO36O2所以有n(H2O)n(CO2)9 mol3 mo
12、l,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3 mol。方法二设反应前密封舱内H2O的物质的量为n4KO24CO22H2O=4KHCO33O22nn1.5n4KO22CO2=2K2CO33O292n1.5(92n)根据题意生成氧气9 mol,所以有1.5n1.5(92n)9 mol,解得n3 mol,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3 mol。(4)方法一设CO2的转化率为,CO的转化率为根据题意,共生成350 mol甲醇,所以有300 mol100 mol350 mol式根据题意,反应后残留氢气120 mol,则实际参加反应的氢气为900 mol120 mol,所以有600 mol300 mol
13、900 mol120 mol式由式可得0.8,即设CO2的转化率为80%。方法二在合成甲醇的反应中,氢元素在生成物中有两种存在形式,一是存在于甲醇中,二是存在于水中,设CO2的转化率为根据题意,反应后残留氢气120 mol,则实际参加反应的氢气为900 mol120 mol,根据反应中氢元素原子的守恒可有:900 mol120 mol350 mol2100 mol,解得0.8,即设CO2的转化率为80%。答案(1)89.6(2)2.4 mol/Lc(NaOH)1.2 mol/L(3)8KO26CO22H2O=2K2CO34KHCO36O2n(CO2)n(H2O)62n(H2O)(9 mol/6
14、)23 mol(4)300 mol CH4完全反应产生H2 900 mol设CO2转化率为,CO转化率为30010035060030090012080%或设CO2转化率为900350210012080/10080%考向一阿伏加德罗常数1.(2018课标全国,11)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,124 g P4中所含PP键数目为4NAB.100 mL 1 molL1 FeCl3溶液中所含Fe3的数目为0.1NAC.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA解析每个P
15、4分子中含6个PP键,124 g P4的物质的量为1 mol,含6 mol PP键,A项错误;该溶液中虽然含0.1 mol FeCl3,但由于Fe3部分水解,即溶液中Fe3数目小于0.1NA,B项错误;标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯的混合气体为0.5 mol,根据1 mol CH4和1 mol C2H4均含4 mol H原子可知,0.5 mol混合气体中含2 mol H原子,C项正确;SO2和O2的反应为可逆反应,即反应后容器中同时含有SO2、O2和SO3,分子总数大于2NA,D项错误。答案C备考策略1.高考常涉及到的关于NA的命题角度总结考查方向涉及问题物质状态在标准状况下非气态物质。如
16、H2O、HF、苯、己烷、CHCl3、CCl4、酒精、SO3、辛烷等物质结构一定物质的量的物质中含有的微粒(分子、原子、电子、质子等)数,如Na2O2;或一些物质中的化学键数目,如CH4、P4等氧化还原反应电子转移(得失)数目和方向,如Na2O2、NO2、Cl2与H2O反应;电解AgNO3溶液;Cu与S反应;Fe失去电子数(可能是2e,也可能是3e)电离、水解弱电解质的电离,可水解的盐中的离子数目多少的判断。如1 L 1 molL1 Na2CO3溶液中CO数目小于NA,因为CO会部分水解隐含的可逆反应常见的可逆反应(如2NO2N2O4)、弱电解质的电离平衡等摩尔质量特殊物质的摩尔质量,如D2O、
17、18O2、H37Cl单质的组成单质的组成除常见的双原子分子(如H2、Cl2、N2)外还有单原子分子(惰性气体,如He、Ne等)、三原子分子,如O3,甚至有四原子分子,如P42.避开有关NA判断的六大“陷阱”考查方向注意问题气体摩尔体积的适用条件、物质的聚集状态若题中出现物质的体积,先考虑是否是气体,如是气体再考虑是否为标准状况,熟悉在标准状况下是液体或固体的物质,如CCl4、H2O、SO3、己烷、苯、酒精、CHCl3等物质的微观结构某些物质分子中的原子个数,如Ne、O3、P4等;特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数,如D2O、T2O、18O2、H37Cl等;一些物质中的化学键数目,如SiO2、S
18、i、CH4、P4、CO2、C60等电解质的电离与水解弱电解质的电离及某些离子的水解,如1 mol CH3COOH或1 mol FeCl3溶于水时,溶液中CH3COO或Fe3的物质的量小于1 mol氧化还原反应中的电子转移如Na2O2、NO2与H2O反应,电解AgNO3溶液,Fe、Cu与S反应,Cl2与H2O、NaOH反应,Fe与稀HNO3反应等分散系中的微粒数目FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体,胶粒的数目小于原溶液中Fe3的数目隐含的可逆反应可逆反应不能进行到底。如2NO2N2O4、Cl2H2OHClOHCl、合成氨反应、二氧化硫的催化氧化等考向二阿伏加德罗定律及推论2.三种气体X、Y、
19、Z的相对分子质量关系为Mr(X)Mr(Y)0.5Mr(Z),下列说法正确的是()A.三种气体密度最小的是XB.分子数目相等的三种气体,质量最大的是YC.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 molD.20 时,若2 mol Y与1 mol Z体积相等,则Y、Z气体所承受的压强比为21解析根据题意三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)Mr(Y)0.5Mr(Z),即Mr(X)Mr(Y)Mr(Z),A项,相同条件下,密度和相对分子质量成正比,由于温度压强不定,则密度无法判断,A错误;B项,分子数目相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的Z,B错误
20、;C项,Vm和外界条件有关,Vm不一定等于22.4 L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1 mol,C错误;D项,根据同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比,D正确。答案D备考策略阿伏加德罗定律(1)内容:在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。即N1=N2“三同”(T、p、V)“一同”(N)(n)(2)阿伏加德罗定律的推论相同条件结论公式语言叙述T、p相同同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比T、V相同温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比T、p相同同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比考点三以物质的量为中心的化学计算3.(20
21、18浙江绍兴适应性测试)将19.20 g Cu 和 Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中, 然后向溶液中加铁粉, 剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图。(1)混合物中n(Cu)n(Fe2O3)为_。(2)稀硫酸的浓度为_。解析(1)根据Cu 和Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中,发生的反应Fe2O3与H生成Fe3,Fe3再与Cu反应,然后加入铁粉,先和Fe3反应,再和Cu2反应。所以由图像知混合物中铜的质量3.2 g,物质的量为0.05 mol;Fe2O3的质量为19.203.216.00(g),物质的量为0.1 mol,所以混合物中n(Cu)n(Fe2O3)为12。
22、(2)最后溶液为硫酸亚铁溶液,加入的n(Fe)0.2 mol,Fe2O3的物质的量为0.1 mol,铁为0.2 mol,所以总的铁为n(Fe)0.4 mol,n(FeSO4)0.4 mol,由SO守恒,n(H2SO4)0.4 mol,稀硫酸的浓度为1.00 molL1。答案(1)12(2)1.00 molL1备考策略以物质的量为中心进行计算的“一、二、三”考向四溶液配制及物质的量浓度的相关计算4.为了配制100 mL 1 molL1 NaOH溶液,其中有下列几种操作,错误的操作有()选刚用蒸馏水洗净过的100 mL容量瓶进行配制NaOH固体在烧杯里刚好完全溶解,立即把溶液转移到容量瓶中用蒸馏水
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