高考化学专题复习--物质的量

第一单元常用化学计量

第一单元│知识框图

内容特点

1．物质的量是一种以“堆量”计量微观粒子的物理量，不仅难以理解，而且其涉及的知识面也很广泛。阿伏加德罗常数是物质的量的计量标准，有关它的判断是历年高考题的热点。

2．摩尔质量是在物质的量概念建立的基础上，连接微粒数目和物质质量的一个物理量，从定量角度了解或计算实验或反应中各物质的量的关系。

3．标况下气体摩尔体积是22.4 L·－1，是阿伏加德罗定律的特例。

4．物质的量浓度是便于了解溶液中分散质粒子的存在数量的物理量，以此可以了解溶液中离子的量的关系。

5．本单元的重点是物质的量、质量、气体体积、物质的量浓度及其他物理量之间的换算关系，这部分也是高考计算类命题的核心。

第1讲物质的量气体摩尔体积

考纲导学

要点探究

探究点一物质的量摩尔质量

【知识梳理】

一、物质的量

1．物质的量：物质的量是一个表示含有粒子集合体的物理量，它的符号是，物质的量的单位是摩尔(简称摩，符号是 )。物质的量适用于微观粒子，如原子、分子、、、电子、质子、中子等。

2．阿伏加德罗常数：国际上规定，1 粒子所含的粒子数与0.012 12C中所含的碳原子数相同，符号为，通常用表示。

3．关系式：物质所含粒子数目(N)、物质的量(n)、阿伏加德罗常数()三者之间的关系式：。

二、摩尔质量

单位物质的量的物质所具有的质量叫。符号为，单位为 (或)。表达式：M＝。摩尔质量单位为时，在数值上与物质的相等。

【要点深化】

1．洞悉阿伏加德罗常数的误区

(1)状况条件

在对气体的体积与物质的量关系考查时，题目经常给出非标准状况，如常温常压下或不指明温度和压强等，要特别注意。

(2)物质状态

考查气体摩尔体积时，常结合在标准状况下非气态的物质，如H2O、3、己烷、辛烷、3等。3标准状况下为固态。

(3)物质结构

考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、电子、质子、中子、离子等)，常涉及稀有气体、等单原子分子，2、N2、O2、H2等双原子分子及O2、18O2、D2O、2O2等特殊物质，也会考查一些物质中的化学键数目，如、4、P4、2、2O2等。

(4)氧化还原反应

考查指定物质参加氧化还原反应时，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2O2与H2O的反应，2与的反应，电解3溶液等。

(5)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。如4溶液中n(4+)＜n(－)。

2．计算摩尔质量的技巧

(1)利用质量和物质的量：M＝。

(2)利用相对密度：＝＝D，M1＝M2·D。

(3)标准状况下：M＝22.4ρ。

(4)混合气体平均相对分子质量的求法

①对于任何状态的混合物，平均摩尔质量：

＝

②均相混合物的平均相对分子质量在数值上等于其平均摩尔质量，可由下式求得：

r＝M甲×甲的物质的量分数＋M乙×乙的物质的量分数＋……

③对于混合气体还可用下式：

r＝M甲×甲的体积分数＋M乙×乙的体积分数＋……

注意以下两点：

①应用“(1)(2)(3)”可进行气体质量、摩尔质量、标准状况密度、相对密度、气体体积、物质的量之间的换算。

②应用“(4)”可进行气体平均摩尔质量、体积分数的计算和气体成分分析。

【典例精析】

例1表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是( )

A．等物质的量的N2和所含分子数均为B．1.7 g H2O2中含有的电子数为0.9

C．1 2O2固体中含离子总数为4 D．标准状况下，2.24 L戊烷所含分子数为0.1

变式训练表示阿伏加德罗常数，下列判断正确的是( )

A．在18 g 18O2中含有个氧原子

B．标准状况下，22.4 L空气含有个单质分子

C．1 2参加反应转移电子数一定为2

D．含个＋的2O溶解于1 L水中，＋的物质的量浓度为1 ·L－1

例2某气体物质的质量为4.4 g，含有6.02×1022个分子，则气体( )

A．其相对分子质量为44 g·－1 B．一定是2

C．1 该气体的质量是44 g D．该气体的摩尔质量是44

变式训练在一定的条件下，完全分解下列某化合物2 g，产生氧气1.6 g，此化合物是( ) A．1O B．2O

C．1O D．2O

要点探究

探究点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律

【知识梳理】

一、物质的量

1．影响物质体积的因素。影响物质体积的因素有、、。在粒子数目相同的情况下，固体、液体的体积大小主要由决定，气体体积主要由决定，而气体的粒子间距离又由和决定。

2．气体摩尔体积：一定温度和压强下，1 的气体所占的体积，符号为，单位为。标准状况下(℃、)，气体摩尔体积约为。25 ℃和101 时，气体摩尔体积约为。物质的量和气体摩尔体积之间的关系为。

3．阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的都含有。

【要点深化】

1．全面理解标况下的气体摩尔体积

(1)标准状况：指0 ℃、1.01×105的状态。温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。故在非标准状况下，气体摩尔体积不一定就是22.4 L·－1。但若同时增大压强，升高温度，或是降低压强和温度，1摩尔任何气体所占的体积有可能为22.4 L。

(2)1 气体在非标准状况下，其体积可能为22.4 L，也可能不为22.4 L。如在室温(20 ℃，一个大气压)的情况下1 气体的体积是24 L。

(3)气体分子间的平均距离比分子的直径大得多，因而气体体积主要决定于分子间的平均距离。在标准状况下，不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以任何气体在标准状况下的气体摩尔体积都约是22.4 L·－1。

(4)理解此概念时应注意：

①是气态物质；

②物质的量为1 ；

③0 ℃和1.01×105(标准状况)；

④22.4 L体积是近似值；

⑤的单位为L·－1或m3·－1。

(5)适用对象：纯净气体与混合气体均可

2．气体摩尔体积(标况)在计算中的应用

常用的物理量表示符号：气体体积V，物质的量n，质量m，摩尔质量M，密度ρ，式量。

(1)据气体体积求其物质的量：n＝L·－1)；

(2)据气体质量求其标况下的体积：

V＝×22.4 L·－1；

(3)据气体摩尔质量求其标况下的密度：

ρ＝L·－1)；

(4)据气体标况下的体积求质量：m ＝L·－1

)；

(5)据标况下气体的密度求式量：＝22.4 L·－1

ρ；

(6)据气体标况下的溶解度，求饱和溶液的质量分数、物质的量浓度(具体算式略)。

3．阿伏加德罗定律的推论——两同定比例

例3 在三个密闭容器中分别充入、H 2、O 2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强（p ）从大到小的顺序是（）

A . p( )、p(H 2)、p(O 2)

B (O 2)、p()、p(H 2) C. p(H 2)、p(O 2)、p() D. p(H 2)、p()、p(O 2)

变式训练 在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( ) A ．两种气体的压强相等 B ．O 2比O 3

的质量小

C ．两种气体的分子数目相等

D ．两种气体的氧原子数目相等 要点探究

? 探究点三 物质的量应用于化学方程式的计算 【知识梳理】

1．化学方程式在量方面的含义

化学方程式可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系，即化学计量数之比等于反应中各物质的之比。

2．根据化学方程式计算需注意的问题

(1)化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系，所以不纯物质或不完全转化物质的质量只有换算成纯净物的质量，才能按化学方程式列出比例式进行计算。

(2)单位问题

一般说来，在一个题目里如果都用统一的单位，不会出现错误，但如果题内所给的两个量不一致，这时只要做到两个量及单位“”即可，例如：

2＋4(浓)2＋2H 2O ＋2↑ 87 g 4

x g y

(3)如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应，也可以利用进行有关计算。

要点深化

1．物质的量应用于化学计算的原理

物质的量架起了宏观物质的量如质量、体积等与微观粒子数目之间的关系，尤其巧妙的是，利用0.012 12C中所含的碳原子数作为计量标准，与相对原子质量的计量标准——12C的质量统一在了一起，使得物质的摩尔质量在用g·－1做单位时在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量，大大地方便了计算和计量。又由于物质的量与粒子的个数成正比，因此，利用化学方程式计算时各物质的化学计量数、各物质的粒子数、各物质的物质的量成正比，可以直接列在化学方程式中进行计算。

例如：43＋5O2＝4＋6H2O

化学计量数之比：4∶5∶4∶6

粒子(分子)数之比：4∶5∶4∶6

物质的量之比： 4∶5∶4∶6

2．根据方程式计算的基本步骤

(1)根据题意写出配平的化学方程式。

(2)求出已知物和未知物的物质的量(有时可用质量、体积等表示，分别写在化学方程式中有关的化学式下面)。

(3)把已知和待求的量[用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数x、y等表示]分别写在化学方程式中有关化学式的下面。

(4)将有关的量列出比例式，求出待求的量。

【典例精析】

例4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：3O22O3。

(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·－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。

(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。求原混合气中臭氧的体积分数。

第2讲物质的量浓度

考纲导学

要点探究

探究点一物质的量浓度及溶液配制

1．定义：以1 L溶液里所含溶质B的来表示溶液的浓度叫做物质的量浓度。符号为：；单位为：。

2. 表达式：＝。(n为溶质B的物质的量，单位为；V为溶液的体积，单位为)

3．配制一定物质的量浓度溶液的主要仪器

(1)天平：应使用分析天平(或电子天平)，可用代替。

(2)容量瓶

容量瓶的构造：容量瓶是一种细颈梨形平底的容量器，带有磨口玻璃塞，容量瓶上标有：、、。容量瓶是为配制准确的的溶液用的精密仪器。实验中常用的是、和的容量瓶。

容量瓶的使用注意事项：

①使用之前要检查是否漏水。在瓶中加入适量蒸馏水，塞紧瓶塞，使其，用干滤纸片沿瓶口缝处检查，看有无水珠渗出。如果不漏，再把塞子旋转，塞紧，倒置，试验这个方向有无渗漏。

巧记：加水→倒立→观察→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察。

②在容量瓶里进行溶质的溶解，应将溶质在中溶解，冷却后转移到容量瓶里。

③容量瓶只能用于配制溶液，储存溶液，因为溶液可能会对瓶体进行腐蚀，从而使容量瓶的精度受到影响。

(3)其他仪器：量筒、烧杯、、等。

4．配制一定物质的量浓度溶液的步骤

(1)计算：如溶质为固体时，计算所需固体的；如溶液是液体时，则计算所需液体的。

(2)称量：用称出所需固体的质量或用量出所需液体的体积。

(3)溶解：把称量出的溶质放在中加少量的水溶解，边加水边振荡。

(4)转移：把所得的溶液用引流注入容量瓶中。

(5)洗涤：用少量的蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒次，把每次的洗涤液一并注入容量瓶中。

(6)定容：向容量瓶中缓缓注入蒸馏水至离容量瓶刻度线处，再用滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。

(7)摇匀：盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，反复上下颠倒摇匀，然后将所配的溶液倒入指定并贴好。

实验流程图：

【要点深化】

1．溶液的特点

(1)溶液是均一、稳定的分散系。从一定物质的量浓度的溶液中取出一定体积的溶液，其密度、质量分数、物质的量浓度与原溶液相同。

(2)物质的量浓度相同，体积也相同的任何溶液，所含溶质的物质的量相等，但是溶质的质量、粒子数不一定相等。

(3)溶液的体积不等于溶质的体积，也不等于溶剂的体积，也不等于溶质和溶剂体积之和。在计算溶液的体积时，必须通过V(溶液)＝来计算。

2．配制一定物质的量浓度溶液误差分析技巧

(1)分析判断的依据: 由＝可分析实验误差, 若偏小, V值准确,则偏小;若准确，V值偏小，则偏大。

(2)具体分析判断的方法

注意：定容时，仰视、俯视对溶液体积的影响如图2-3所示：

【典例精析】

例1 实验室需要配制0.50 ·L－1 溶液480 。

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、、以及等质量的两片滤纸。

(2)计算。配制该溶液需取晶体。

(3)称量。

①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置(1 g以下用游码)，请在图2-4中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置：

图2-4

②称量过程中晶体应放于天平的(填“左盘”或“右盘”)。

③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，需要洗涤烧杯2～3次是为了。

(6)定容，摇匀。

(7)将配好的溶液静置一段时间后，倒入指定的试剂瓶，并贴好标签，注明配制的时间、溶液名称及浓度。

(8)在配制过程中，某学生观察定容时液面情况如图2-5所示，所配溶液的浓度会(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

图2-5

变式训练实验室要配制1 ·L－1的稀硫酸250 ，回答下列问题：

(1)需要98%密度为1.84 g·－3的浓硫酸；

(2)配制时，必须使用的仪器有(填代号)，还缺少的仪器是；

①烧杯②100 量筒③20 量筒④1000 容量瓶⑤250 容量瓶⑥托盘天平(带砝码) ⑦玻璃棒

(3)配制时，该实验两次用到玻璃棒，其作用分别是、；

(4)配制过程中出现以下情况，对所配溶液浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“不影响”)：

①没有洗涤烧杯和玻璃棒；

②如果加水超过了刻度线，取出水使液面恰好到刻度线；

③容量瓶没有干燥。

?探究点二以物质的量为中心的各物理之间的换算

【知识梳理】

溶解度

(1)概念

①固体溶质的溶解度：在下，某固态物质在溶剂里达到状态时溶解溶质的(单位是g)。掌握这一概念必须抓住四个要点：一定；在溶剂里，达到状态；单位是。

②气体的溶解度：在压强为，一定时溶解在体积水里达到状态时的气体数。

(2)定性描述

①溶解性：一种物质溶解在另一种物质里的能力。

②溶解度和溶解性的关系：难(不)溶：溶解度＜；

微溶：溶解度介于和之间；可溶：溶解度介于和之间；易溶：溶解度＞。

(3)影响溶解度的因素

①内因：溶质和溶剂的性质。

②外因

A．温度：大多数固体物质的溶解度随着温度的升高而(如3)，个别固体物质的溶解度随温度的升高而[如()2]，少数物质溶解度受温度影响不大(如)。气体物质的溶解度随温度升高而减小。

B．压强：固体物质的溶解度一般不受压强的影响，而气体的溶解度随压强增大而。

【要点深化】

1．与溶夜有关的几个物理量之间的转化关系

2．与物质的量浓度有关的计算式

(1)物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算

c＝＝V)＝＝

w＝(ρ单位为g·－3)

[说明]c为物质的量浓度·L－1，ρ为溶液的密度g·－1，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量g·－1，下同。

(2)饱和溶液中物质的量浓度与溶解度(S)的换算

c＝＝＝

S＝(ρ单位为g·－3)

(3)饱和溶液中质量分数与溶解度之间的换算

w＝×100%

(4)气体溶质溶于水中制得溶液，其物质的量浓度的计算

在标准状况下，1 L水中溶解某气体y L，所得溶液密度为ρ(ρ单位为g·－3)，则：

c＝＝＝

w＝×100%

＝×100%

＝×100%

(5)稀释定律

①如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和

物质的量浓度。表达式：c1V1＝c2V2。

②如用m1、m2、w1、w2分别表示稀释前后溶液的质量和质量分数。表达式：m1w1＝m2w2。

③稀释后浓度越小，密度越小的溶液有硫酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液等；稀释后浓度越小，密度越大的溶液有氨水、乙醇等。

【典例精析】

例2标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·－1)，所得溶液的密度为ρg·－1，

质量分数为w，物质的量浓度为c·L－1，则下列关系中不正确的是( )

A．ρ＝B．w＝

C．w＝ D．c＝

变式训练把V L含有4和K24的混合溶液分成两等份，一份加入含a的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子

的浓度为( )

·L－1·L－1

·L－1 )·L－1