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2013高考化学第一轮复习课件 第一章 第3讲 物质的量 气体摩尔体积课件

时间:2013-03-16


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2013高考化学第一轮复习课件 第一章 第3讲 物质的量 气体摩尔体积课件

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第3讲

第3讲
[考纲解读]

r />物质的量、气体摩尔体积

1.知道摩尔(mol)、阿伏加德罗常数、摩尔

质量、气体摩尔体积的涵义。2.能根据物质的量与微粒 (原子、分子、离子等)数目、物质的质量、气体体积(标 准状况)之间的相互关系进行有关计算。3.能正确解答阿 伏加德罗常数及阿伏加德罗定律与物质的组成、结构及 重要反应综合应用题。

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第3讲

基础再现〃深度思考
考点一 物质的量、气体摩尔体积 1.物质的量、摩尔与阿伏加德罗常数

6.02×1023?

3

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2.阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的对比记忆 概念名称 表示符号 单位 文字涵义 1 mol任何粒子的 粒子数,它与 阿伏加德 罗常数

NA

mol-1

0.012 kg 12C
中含有的碳原子 数相等,数值约 为6.02×1023

单位物质的量
摩尔质量

M

g· -1 的物质所具有 mol
的质量
4

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在一定温度、压强下, 单位物质的量的气体所 气体摩尔体积

Vm

L· -1 占有的体积。标准状况 mol
下的气体摩尔体积为

22.4 L· -1 mol
物质的量 (n), 物 质 的 质 量 (m)、气体体积 (V) 和 粒 子 数 (N)的转化关系
5

m N V n=M= = NA Vm

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特别提醒

(1)物质的量规范表示方法:

(2)摩尔质量(M)(单位:g· mol 1),在数值上与相对原子质 量(Ar)或相对分子质量(Mr)相等。(3)使用气体摩尔体积时 应注意:①物质是否是气体;②是否指出温度和压强。 (4)标准状况是指:0 ℃、1.01×105 Pa。



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深度思考 1.根据你对物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积的理解 回答下列问题: (1)1 mol NaCl和1 mol HCl所含的粒子数相同吗?

答案

不相同,因为NaCl是离子化合物,组成微粒是Na



和Cl-,而HCl是共价化合物,组成微粒是HCl分子。
(2)阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗?
答案 不相同; 原因是 NA 是指 1 mol 任何粒子的粒子数,

即 12 g 12C 中含有的原子数, 是一个真实值, 6.02×1023 而 是一个实验值,是阿伏加德罗常数的近似值。
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(3)摩尔质量、相对分子质量、1 mol 物质的质量三者的 区别和联系。

答案

1 mol 物质的质量在数值上和摩尔质量相同, 二者

的区别在于单位不一样,质量的单位是克或千克,而摩 尔质量的单位是 g· -1 或 kg· -1。相对分子质量与摩 mol mol 尔质量单位不同,相对分子质量为一比值,摩尔质量单 位为 g· -1,但在数值上二者相等。 mol

(4)标准状况下,1 mol 气体的体积是 22.4 L,如果当 1 mol 气体的体积是 22.4 L 时,一定是标准状况吗?

答案

不一定;因气体的体积与温度、压强和气体的分
8

子数有关,标准状况下,22.4 L气体的物质的量为1 mol。

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2.有关物质的量的计算 (1)2 mol CO(NH2)2 中含________mol C,________ mol N, ________ mol H,所含氧原子跟________mol H2O 所含氧原 子个数相等。 (2)①标准状况下,22.4 L CH4; ②1.5 mol NH3;③1.806×1024 个 H2O;④标准状况下,73 g HCl 所含 H 原子个数由多到少 的顺序是____________________________。 (3)2.3 g Na 中含________mol e-, 在跟足量水反应中产生标准 状况下的 H2______L。 (4)含 0.4 mol Al2(SO4)3 的溶液中,含________mol SO2-,Al3 4


物质的量________0.8 mol(填“>”、“<”或“=”)。
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解析

2.3 g (3)n(Na)= -1=0.1 mol,由于 1 个 Na 原子 23 g· mol

中含有 11 个电 子, 2.3 g Na 中有电子的物质的量 n(e-) 故 =11n(Na)=1.1 mol 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2 mol 22.4 L 0.1 mol x 0.1 mol×22.4 L x= =1.12 L。 2 mol 2- (4)n(SO4 )=3n[Al2(SO4)3]=3×0.4 mol=1.2 mol,0.4 mol Al2(SO4)3 中含有 0.8 mol Al3 ,由于在溶液中 Al3 水解, 故小于 0.8 mol。
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+ +

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答案

(1)2

4

8

2

(2)③>②>①>④ (3)1.1 1.12 (4)1.2 <

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3.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 ( 22.4ap A. bNA 22.4NAb C. a 22.4ab B. pNA 22.4pb D. aNA )

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解析

解法一

公式法:

p 双原子分子的物质的量= mol NA ag aNA 双原子分子的摩尔质量= p = p g· -1 mol mol NA 所以b g气体在标准状况下的体积为 bg 22.4pb -1 ×22.4 L· mol = L aNA aNA g· -1 mol p

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解法二 比例法 同种气体其分子数与质量成正比,设 b g 气体的分子数为 N ag ~ p bg ~ N bp pb 则:N= a ,双原子分子的物质的量为 ,所以 b g 该气体在 aNA 22.4pb 标准状况下的体积为 。 aNA

答案

D

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归纳总结 物质的量通过摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数将 宏观物理量物质的质量、气体的体积与微观物理量微粒个数、 微粒的质量联系起来。

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考点二

阿伏加德罗定律及推论的应用 的任何气体,

1.阿伏加德罗定律:同温同压下,相同 体积

含有 相同 数目的分子(或气体的物质的量相同)。 m m 2.阿伏加德罗定律的推论(可通过 pV=nRT 及 n=M、ρ= V 导出)

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相同 条件 T、p 相同 T、V 相同 T、p 相同 公式 n1 V1 = n2 V2

结论 语言叙述

p1 n1 = p2 n2
ρ 1 M1 = ρ 2 M2

同温、同压下,气体的体 积与其物质的量成正比 温度、体积相同的气体, 其压强与其物质的量成正比
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

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第3讲

特别提醒

(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。

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深度思考 4.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 气体X 气体Y A.②>③>①>④

① HI Cl2

② NH3 HCl

③ H2 Cl2

④ NO O2

B.③>①=④>② D.④>①>②>③
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C.③>①>④>②

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解析

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。 ①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。 ②中 NH3+HCl===NH4Cl,反应后无气体。 ③中不反应(光照或点燃条件下才反应)。

④中发生反应 2NO+O2===2NO2,2NO2? 气体的物质的量介于 a mol 与 1.5a mol 之间。

N2O4,反应后

答案

C
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5.某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定” 的实验,操作如下:用质量和容积都相等的烧瓶收集 气体,称量收集满气体的烧瓶质量。数据见下表(已换 算成标准状况下的数值)。 气体 A B C 烧瓶和气体 的总质量(g) 48.408 2 48.408 2 48.408 2 气体 D E F 烧瓶和气体的 总质量(g) 48.382 2 48.434 2 48.876 2

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已知标准状况下,烧瓶的容积为0.293 L,烧瓶和空气的 总质量为48.421 2 g,空气的平均相对分子质量为29。 A、B、C、D、E、F是中学常见的气体。 (1)上述六种气体中,能够使品红溶液褪色的是(写化学 式)____________________。 (2)E的相对分子质量是____________________。 (3)实验室制取少量D的化学方程式是______________。 (4)A、B、C可能的化学式是______________________。

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48.421 2 g-m 解析 设烧瓶的质量为 m,盛空气时, = 29 g· -1 mol 0.293 L - ,m=48.04 g,据阿伏加德罗定律可得: 22.4 L· mol 1 48.408 2 g-48.04 g 0.293 L - = ,解得 M(A)=28 g· mol 1= M?A? 22.4 L· -1 mol M(B)=M(C),所以 A、B、C 可能为 N2、CO、C2H4,同理 可推出 D、E、F 的相对分子质量分别为 26、30、64,所以 D 为 C2H2,E 为 C2H6,F 为 SO2(能使品红溶液褪色)。

答案

(1)SO2

(2)30
(4)N2、CO、C2H4

(3)CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+C2H2↑

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反思归纳 求气体的摩尔质量 M 的常用方法 (1)根据标准状况下气体的密度 ρ:M=ρ×22.4(g· mol 1); (2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D; (3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n; (4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数 (NA):M=NA· m/N; (5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立; 还可以用下式计算: = M1 ×a%+ M2 ×b%+ M3 ×c%??, M a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。


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第3讲

规律方法〃解题指导
规律方法 【例 1】 跨越阿伏加德罗常数判断的“六个陷阱” 关于阿伏加德罗常数的 20 个问题汇总。下表中各 叙述 数为 0.3NA ②0.1 L 3.0 mol· L 数目为 0.3NA ③5.6 g 铁粉与硝酸反应失去 铁不一定只 的电子数一定为 0.3NA 生成Fe3+
-1

种说法是否正确?简要解释原因。 解释 结论 ①2.24 L CO2 中含有的原子 未指明标准

状况



错误

NH4NO3 溶液中含有的 NH4

NH+水解 4

错误

错误
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第3讲

④4.5 g SiO2 晶体中 4.5 g SiO2 是 0.075 mol, 含有的硅氧键数目 1 mol SiO2 晶体中含有 为 0.3NA ⑤常温下 11.2 L 甲 烷气体含有甲烷分 “常温”不是标准状况 子数为 0.5NA 个 ⑥5.6 g 铁与足量的 稀硫酸反应失去电 子数为 0.3NA 个 ⑦2 mol 钠与过量 4 mol 硅氧键

正确

错误

铁转化为Fe2+

错误

2 mol钠与过量稀盐酸 稀盐酸反应生成 NA 反应生成1 mol H2
个 H2 分子

正确
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⑧30 g 甲醛中含共 用电子对总数为 4NA ⑨标准状况下, 22.4 L 氦气与 22.4 L 氟 气所含原子数均为 2NA ⑩相同条件下,N2 和 O3 的混合气体与 等体积的 N2 所含原 子数相等

30 g 甲醛是 1 mol, 含 4 mol 共用电子对

正确

氦气为单原子分子

错误

O3是3原子分子

错误

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?1.0 L 1.0 mol· L CH3COOH

-1

溶 液 中 , CH3COOH电离

错误

CH3COOH 分子数为 NA ?Na2O2 与 CO2 反应生成 11.2 L O2(标准状况), 反应 中转移的电子数为 2NA ?46 g NO2 和 N2O4 的混合 物含有的原子数为 3NA

生成1 mol O2要
转移2 mol电子 NO2和N2O4的 N、O原子个数

错误

正确

比相同 ?10 g 46%的乙醇水溶液 水和乙醇中均含
中 所 含 H 原 子 个 数 为 有H原子,应为 0.6NA

错误
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1.2 NA

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?2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分 子数为2NA

该反应为可逆反应, 错误

不能进行到底,应 反应后,混合物的分 大于2NA
?常温常压下,3.2 g O3所含的原子数为 0.2NA ?18 g D2O所含的电 子数为10NA

注意质量不受温度、 压强影响

正确

D2O的相对分子质量 为20,故18 g D2O所
含电子数小于10NA
29

错误

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第3讲

?1 L 1 mol· L

-1

饱和

FeCl3 溶液滴入沸水 Fe(OH)3胶粒是 中 完 全 水 解 生 成 分子的集合体 Fe(OH)3 胶粒 NA 个 ?1 mol Na2O2 固体 中含离子总数为 4NA ?标准状况下, 22.4 L 为 19NA

错误

Na2O2固体中含
Na 和 O2 两种离 2
+ -

错误

子,故应为3NA 标况下,己烷为

液体,22.4 L己 己烷中含共价键数目 烷的物质的量大于 1 mol

错误

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第3讲

归纳总结 陷阱一

阿伏加德罗常数(NA)为背景选择题的六种设陷方 式:

气体摩尔体积适用条件

22.4 L· -1 指在标准状况下(0℃ 101 kPa)的气体摩尔体积。 mol 若题中出现物质的体积,需考虑所给物质的状态是否为气体, 条件是否为标准状况。 陷阱二 物质聚集状态 气体摩尔体积适用的对象是气体(包括混合气体)。一些在标准 状况下是液体或固体的物质,如 CCl4、水、液溴、SO3、己烷、 苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。

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第3讲

陷阱三

物质的微观结构

此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉,弄清楚微 粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷 数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分 子,Cl2、N2、O2、H2等双原子分子,及O3、P4、18O2、D2O、 Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。 陷阱四 电解质溶液 此类题型要注重对弱电解质的电离和盐类水解等知识点的理 解,关键是要弄清电离和水解的实质。如NH4Cl(aq)中c(Cl-)> c(NH+)。 4

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第3讲

陷阱五

氧化还原反应的电子转移数目

较复杂的氧化还原反应中,求算电子转移的数目。如Na2O2与 H2O,Cl2与NaOH溶液反应等。 陷阱六 忽视可逆反应不能进行到底。如2NO2? ? N2O4, Cl2+H2O? ? HClO+HCl,合成氨等。

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第3讲

思维模型

物质的量在化学方程式计算中的应用

化学计算的实质是借助化学知识寻找已知量与未知量之间 的数量关系,然后运算求解。在有关化学方程式计算的解 题过程中,若根据已知条件找出反应物与生成物之间的物 质的量关系,可使复杂的问题简单化、技巧化。

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第3讲

1.化学方程式计算的原理 (1)参与反应的各物质的物理量之间列比例 aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) 质量比 体积比 aMA ∶ bMB ∶ cMC ∶dMD ∶ ∶ b b ∶ ∶ c c ∶d ∶d a 物质的量比a

由已知条件和未知量列比例,求解。

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第3讲

(2)据化学方程式推导出来的差量(Δn、Δm、ΔV)等可以和参与 反应的各物质的物理量列比例。例如: 点燃 2CO + O2 ===== 2CO2 2 mol 32 g 2×22.4 L n(CO) m(O2) V(CO2) 2×22.4 L 1 mol 2 mol 32 g = = = Δn n?CO? m?O2? V?CO2? Δn 1 mol Δn

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第3讲

2.计算的一般步骤 (1)正确写出有关化学方程式(或关系式)。 (2)找出相关物质的计量数。 (3)将相关物质(已知和未知物质)的量写在对应计量数下面。 (4)列出关系式进行计算。

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第3讲

【例2】 为

a

g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后, ( B.7∶1 C.7∶8 D.8∶7 )

得到a g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比 A.1∶7

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第3讲

解析

分析本题涉及的两个反应 ① ②

Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ Fe+CuSO4===FeSO4+Cu

①为失重反应,②为增重反应,反应完毕析出铜粉质量等于 原铁粉质量,假设有64 g Cu生成,那么反应消耗m(Fe)=64 g 由②Fe~CuSO4~Cu 56 g 1 mol 64 g ①Fe~H2SO4 1 8g mol 7 m?CuSO4? 7 即可得出答案: = 。 m?H2SO4? 1

答案

B
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第3讲

【例 3】

请仔细阅读硫酸铜晶体(CuSO4· 2O)加热过程中 5H

依次发生的反应: 加热 CuSO4· 2O=====CuSO4+5H2O 5H 高温 CuSO4=====CuO+SO3↑ 1 000 ℃ 4CuO ===== 2Cu2O+O2↑

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第3讲

现称取 25.0 g 硫酸铜晶体加热,使之均匀、 缓慢地升温至 1 000 ℃ 并恒温 1 小时左右。 请回答下列问题(不考虑实验操作所带来的 误差): (1)最终固体的质量为__________g;若维持最终的反应条件, 推测反应结束除去水后的气态产物的物质的量范围在_____mol 至________mol 之间。 (2)如果甲同学做此实验时称得最后所得的固体质量为 7.6 g, 试 判断该固体的组分是__________(写化学式),其物质的量之比 是________。 (3)如果乙同学做此实验时, 所产生的气体为 3.36 L(已换算到标 准状况下),则 SO3 的转化率为________。
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第3讲

解析

(1)25.0 g 硫酸铜晶体为 0.1 mol,1 000 ℃并恒温 1 小时

左右, 固体反应产物只有 Cu2O, 根据 Cu 原子守恒可知 Cu2O 为 0.05 mol,即 7.2 g。 根据前 3 步化学反应方程式可知, mol 0.1 硫酸铜晶体分解后得到 0.1 mol SO3 和 0.025 mol O2,如 0.1 mol SO3 完全分解将得到 0.15 mol 的混合气体,气体的物质 的量在 0.125 mol~0.175 mol 之间。 (2)如果全部生成CuO,物质的量为0.1 mol,即8 g,全部生
成Cu2O为7.2 g,最终固体的质量介于两者之间,应为两者的 混合物。设Cu2O、CuO的物质的量分别为x mol、y mol,则 有: 2x+y=0.1? 144x+80y=7.6 可得:x=0.025 则x∶y=1∶2 y=0.05
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(3)根据前 3 步反应可知 0.1 mol 硫酸铜晶体加热分解可得到 0.1 mol SO3 和 0.025 mol O2,而乙同学测得的气体体积为 3.36 L/22.4 L· -1=0.15 mol,根据差量法可知: mol

2 mol 0.05 mol

2 mol

1 mol

Δn=1 mol 0.025 mol

则 SO3 的转化率为 50%。

答案

(1)7.2

0.125 1∶2

0.175

(2)Cu2O、CuO (3)50%

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第3讲

反思感悟

?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思考问题往往比较简捷。 ?2?关于二元混合物的计算一般方法是: 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 同一,左右对应。

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第3讲

【例4】

在一定条件下,有a L O2和O3的混合气体,当其中

的O3全部转化为O2时,体积变为1.2a L,求原混合气中O2 和O3的质量百分含量。

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第3讲

解析 解法一 由阿伏加德罗定律,结合化学方程式的意义可 知,化学方程式中气体化学式的系数比等于反应物与生成物的 物质的量之比也等于相同条件下反应物与生成物气体体积之 比。 设混合气体中 O3 占 x L,则 O2 为(a-x)L 2O3===3O2 2L 3L x L (3/2)x L (3/2)x+(a-x)=1.2a,解得 x=0.4a 根 据 阿 伏 加 德 罗 定 律 : n(O3)∶n(O2) = V(O3)∶V(O2) = 3×32 0.4a∶0.6a=2∶3,w(O2)= ×100%=50%, ?2×48?+?3×32? w(O3)=1-50%=50%。
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第3讲

解法二

差量法 ΔV

2O3===3O2 2 x 3

3-2=1

1.2a-a=0.2a

所以x=0.2a×2=0.4a 以下解法同解法一。

答案

w(O2)=50%,w(O3)=50%

47

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第3讲

实验探究

最常考的定量实验——气体体积、质量的测定

定量实验中常测定3种数据:温度、质量和体积。 温度——用温度计测量 固体——用天平称量?

质量 液体——在器皿中用天平称量?
气体——用天平称出吸收装置吸收气体前后的质量 后求差值) 液体——用量筒、滴定管或容量瓶? 体积 气体——用各种组合仪器?见下面讲解

48

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第3讲

1.气体体积的测定装置 既可通过测量气体排出的液体体积来确定气体的体积(二者 体积值相等),也可直接测量收集的气体体积。 测量气体体积的常用方法 (1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体 体积的装置。测量前A装置可先通过调整左右两管的高度 使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。C装置则是直 接将一种反应物置于倒置的量筒中,另一反应物置于水槽 中,二者反应产生的气体可以直接测量。

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第3讲

50

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第3讲

装置D:用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体 积数。读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加 的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。 装置E:直接测量固液反应产生气体的体积,注意应恢复至 室温后,读取注射器中气体的体积。(一般适合滴加液体量比 较少的气体体积测量)。 (2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来 确定气体体积。

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第3讲

2.气体质量的测量装置 气体质量的测量一般是用吸收剂将气体吸收,然后再称 量。常见的吸收装置:

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第3讲

【例5】

欲测定金属镁的相对原子质量。请利用下图给

定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次, 假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。

53

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第3讲

填写下列各项(气流从左到右): (1)各种仪器连接的先后顺序(用小写字母表示)应是______接 ________ 、 ________ 接 ________ 、 ________ 接 ________ 、 ________接________。 (2)连接好仪器后,要进行的操作有以下几步,其先后顺序是 ________________________________________(填序号)。 ①待仪器 B 中的温度恢复至室温时, 测得量筒 C 中水的体积为 Va mL; ②擦掉镁条表面的氧化膜,将其置于天平上称量, 得质量为 m g, 并将其投入试管 B 中的带孔隔板上;

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第3讲

③检查装置的气密性; ④旋开装置A上分液漏斗的活塞,使其中的水顺利流下,当 镁完全溶解时再关闭这个活塞,这时A中共放入水Vb mL。 (3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量,其数学表达 式为___________________________________________。 (4)若试管B的温度未冷却至室温,就读出量筒C中水的体积, 这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏 大”、“偏小”或“无影响”)。

55

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第3讲

m 解析 欲测定镁的相对原子质量,只能根据M= n 求得,而 一定质量的镁的物质的量是通过测定一定质量的镁条与盐酸 反应臵换出的氢气的体积来确定的。因此氢气的体积就是本 实验中可测量的量。本题的反应原理:Mg+2HCl===MgCl2 +H2↑。 实验开始时,装臵B中没有盐酸,而装臵E中才有盐酸。如何 让E中的盐酸进入B中?可以通过往A中加入水的方法把空气 压进E中,进而把E中的盐酸压进B中与镁条反应,产生氢气。 而B中产生的氢气将D中的水压进C中。此时进入C中水的体 积包括两部分:一是从分液漏斗流入A中水的体积;二是反 应产生氢气的体积。故可以确定仪器的连接顺序、实验步骤 及实验数据的处理方法。若试管B的温度未冷却至室温,气 体的温度偏高,导致气体体积偏大,从而使测定的镁的相对 原子质量偏小。 56

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第3讲

答案

(1)a

h

g

b

c

f

e

d

(2)③②④① (3)(22.4×1 000m)/(Va-Vb)
(4)偏小

解题指导

解答定量实验综合题的一般思维方法?解答定量

实验题的一般思维方法归纳起来有以下几点:?1?阅读题干, 弄清目的量;?2?根据题中信息,找出所涉及的化学反应原 理;?3?确定可测量的量,并与教材中相关的实验相比较; ?4?从可测量的量出发,明确所需要的仪器。
57

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第3讲

【例6】

有一含NaCl、Na2CO3· 2O和NaHCO3的混合物, 10H

某同学设计如下实验,通过测量反应前后C、D装置质量的 变化,测定该混合物中各组分的质量分数。

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第3讲

(1)加热前通入空气的目的是_________________________, 操作方法为______________________________________。 (2)装置A、C、D中盛放的试剂分别为:A______________, C______________,D________________。 (3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl 的含量将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下 同);若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测定结果中NaHCO3 的含量将________;若撤去E装置,则测得Na2CO3· 2O的 10H 含量将________。 (4)若样品质量为w g,反应后C、D增加的质量分别为m1 g、 m2 g,由此可知混合物中NaHCO3的质量分数为__________ (用含w、m1、m2的代数式表示)。
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第3讲

解析

(2)A、C、D 都是 U 形管,不能盛液体试剂,只能盛固

体试剂。A 处试剂必须同时吸收 CO2 和水蒸气,故 A 处盛的 是碱石灰;C、D 两处分别吸收水蒸气和 CO2,故 C 处可盛 无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等),D 处可盛碱石灰。

(3)若 A 装臵盛放 NaOH 溶液只吸收 CO2,不吸收水蒸气,则混 合物中产生水蒸气的 Na2CO3· 2O 和 NaHCO3 的总质量在计 10H 算中会增大,因此测得的 NaCl 的含量会偏低;若 B 中反应管 右侧有水蒸气冷凝,则水蒸气总质量减小,Na2CO3· 2O 和 10H NaHCO3 的总质量在计算中会减小,但是 NaHCO3 的质量是根 据 CO2 的质量进行计算,所以测得的 NaHCO3 的含量不受影响; 若撤去 E 装臵,则 D 装臵可吸收来自外界空气中的 CO2,使得 NaHCO3 的质量在计算中会增大,故测得的 Na2CO3· 2O 的含 10H 量会偏低。
60

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第3讲

m2 g - (4)NaHCO3的质量分数: ×2×84 g· mol 1÷ g w -1 44 g· mol 4 200m2 ×100%= %。 11w 答案 (1)除去装置中的水蒸气和二氧化碳 关闭 b,打开 a,

缓缓通入空气,直至 a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑 浊为止
(2)碱石灰 (3)偏低 无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等) 4 200m2 无影响 偏低 (4) 11w % 碱石灰

61

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第3讲

真题重组〃规范集训
高考题组一 对阿伏加德罗常数的考查 (× ) 1.(1)考查气体摩尔体积的适用条件 ①常温常压下, 22.4 L CCl4 含有 NA 个 CCl4 分子 (2011· 广东理综,9C)

②分子数为 NA 的 CO、C2H4 混合气体体积约为 22.4 L,质 量约为 28 g (× ) (2009· 上海,12C)
③标准状况下,22.4 L 乙醇的分子数为 NA (× )

(2009· 福建理综,8D)
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第3讲

④标准状况下,22.4 L 二氯甲烷的分子数约为 4 NA 个 (× ) (2010· 四川理综,7A)
⑤标准状况下,2.24 L 戊烷所含分子数为 0.1 NA (× )

(2010· 上海,7D)
⑥22.4 L Cl2 中含有 NA 个 Cl2 分子 (× ) (2009· 广东理基,20A)

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第3讲

(2)考查微粒中的电子数 ⑦1.00 mol NaCl 中,所有 Na+的最外层电子总数为 8×6.02×1023 ⑧1 mol 羟基中电子数为 10 NA
⑨1.7 g H2O2 中含有电子数为 0.9 NA

(√ ) (2011· 新课标全国卷,7B) ( ×) (2010· 江苏,5B) (√ )
(2010· 上海,7B)

⑩24 g 镁的原子最外层电子数为 NA

(×) (2009· 福建理综,8A)

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第3讲

(3)考查物质的组成 ?1.00 mol NaCl 中含有 6.02×1023 个 NaCl 分子 (×) (2011· 新课标全国卷,7A)

?乙烯和环丙烷(C3H6 氢原子

)组成的 28 g 混合气体中含有 3NA 个 (×)

(2009· 广东,6B) ?标准状况下,22.4 L 空气含有 NA 个单质分子 (× )
(2010· 福建理综,7B) ?58.5 g 的 NaCl 固体中含有 NA 个氯化钠分子 (× )

(2009· 浙江理综,8C)

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第3讲

(4)考查氧化还原反应中电子转移数目 ?1 mol Na 与足量 O2 反应,生成 Na2O 和 Na2O2 的混合物, 钠失去 NA 个电子 (√ ) (2011· 大纲全国卷,12D) ?常温常压下,Na2O2 与足量 H2O 反应,共生成 0.2 mol O2, 转移电子的数目为 0.4NA (√ ) (2011· 江苏,8D) ?1 mol Cl2 与足量 Fe 反应,转移的电子数为 3NA (× ) (2011· 海南,10B) ? 1 mol Cl2 参加反应转移电子数一定为 2NA (×) (2010· 福建理综,7C) ?在反应 KIO3+6HI===KI+3I2+3H2O 中, 每生成 3 mol I2 转移的电子数为 6NA (×) (2010· 江苏,5C)

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第3讲

(5)考查微粒中的化学键数目 ?12 g 金刚石中含有的共价键数为 4NA (×) (2011· 大纲全国卷,12B)

1 mol 甲醇中含有 C—H 键的数目为 4NA

(× )

(2011· 江苏,8A) 常温常压下,22.4 L 乙烯中 C-H 键数为 4NA (×)

(2010· 江苏,5D)
1 mol 乙烷分子中含有 8NA 个共价键 (×)

(2009· 浙江理综,8B)

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第3讲

(6)电解质溶液的考查 1 L 0.1 mol· -1 氨水含有 0.1NA 个 OH- L (× ) (2011· 广东理综,9B) + 10 L pH=1 的硫酸溶液中含有的 H 离子数为 2NA (×)
(2011· 海南,10C)

10 L pH=13 的 NaOH 溶液中含有的 OH-离子数为 NA(√ ) (2011· 海南,10D) 将 0.1 mol 氯化铁溶于 1 L 水中,所得溶液含有 0.1NA 个 Fe3+ (× ) (2009· 广东,6D) 在 1 L 0.1 mol· -1 碳酸钠溶液中,阴离子总数大于 0.1 NA L (√ ) (2009· 浙江理综,8D)68

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第3讲

高考题组二

对阿伏加德罗定律的考查

2.(2008· 海南,3)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的 甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的 密度大于乙的密度,则下列说法正确的是 A.甲的分子数比乙的分子数多 B.甲的物质的量比乙的物质的量少 C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小 ( )

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第3讲

解析 由公式m=ρV得出,ρ甲V甲=ρ乙V乙,即 V甲 ρ乙 = ,因为ρ甲>ρ乙,则V甲<V乙,同温同压下,n乙>n甲。 V乙 ρ甲 m m M甲= ,M乙= 得M乙<M甲,因此B正确。 n甲 n乙

答案

B

答案纠错 关。

错选C,概念不清。气体摩尔体积与气体体

积是两个不同的概念。气体摩尔体积只与温度、压强有

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第3讲

3.(2007· 全国理综Ⅰ,9)在三个密闭容器中分别充入Ne、 H2、O2三种气体,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(Ne)>p(H2)>p(O2) C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) B.p(O2)>p(Ne)>p(H2) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2) ( D )

解析

利用克拉伯龙方程 pV=nRT 变形为 pM=ρRT,因为

ρRT 对应相等, 所以 pNeMNe=pH2MH2=pO2MO2, 代入式量 而得出选项 D 正确。

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第3讲

高考题组三

以物质的量为核心的计算 mL氯气(标准状况),则产物中PCl3与 ( A ) C.2∶3 D.1∶2

4.(2010· 大纲全国卷Ⅰ,12)一定条件下磷与干燥氯气反应,若 0.25 g磷消耗掉314 PCl5的物质的量之比接近于 A.3∶1 B.5∶3

解析

若生成的PCl3的物质的量为n1,PCl5的物质的量为

n2,则由P原子守恒和Cl原子守恒可得n1+n2=n(P)、3n1 +5n2=n(Cl),可得n1≈0.006 mol、n2≈0.002 mol,故两 者的物质的量之比接近3∶1。
易误警示 如果不能把握反应规律,用原子守恒思想分
72

析问题,必然导致解题复杂化。

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第3讲

5. (2010· 大纲全国卷Ⅱ, 11)在一定的温度、 压强下, 100 mL 向 CH4 和 Ar 的混合气体中通入 400 mL O2,点燃使其完全反 应,最后在相同条件下得到干燥气体 460 mL,则反应前混 合气体中 CH4 和 Ar 的物质的量之比为 A.1∶4 B.1∶3 C.1∶2 D.1∶1 ( )

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第3讲

解析

Ar 是稀有气体,不参与反应,反应前后气体的体积变

化由 CH4 燃烧生成液态水引起。 设混合气体中 CH4 的体积为 x。 点燃 CH4+2O2――→CO2+2H2O(l) ΔV 减小 1 mL x x=20 mL Ar 的体积为 100 mL-20 mL=80 mL, 4 与 Ar 的体积比为 CH 1∶4,相同条件下,气体的体积比等于物质的量之比,即 n(CH4)∶n(Ar)=1∶4。 2 mL 1 mL 2 mL (100+400)-460=40 mL

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第3讲

答案

A

易误警示

(1)本题易忽视“干燥气体”。(2)不会分析

反应中的气体差量关系。

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第3讲

6.(2011· 新课标全国卷,26)0.80 g CuSO4· 2O样品受热脱 5H 水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所 示。

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第3讲

请回答下列问题: (1)试确定200 ℃时固体物质的化学_________________。 (要求写出推断过程); (2)取270 ℃所得样品,于570 ℃灼烧得到的主要产物是黑色 粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为___;把该 黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该 晶体的化学式为________,其存在的最高温度是_______; (3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的 浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为_____;

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第3讲

(4)在0.10 mol· -1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌, L 有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)= ____mol· -1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。若在0.1 mol· -1硫酸 L L 铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶 液中的H 浓度是____mol· 1。 L
+ -

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第3讲

解析

(1)分析 CuSO4· 2O 受热脱水过程的热重曲线可知, 5H

200 ℃时和 113 ℃时的产物相同,可根据 113 ℃时样品质量确 定脱水产物,设 113 ℃时产物为 CuSO4· (5-n)H2O,则有 200 ℃ CuSO4· 2O=====CuSO4· 5H (5-n)H2O+nH2O 250 0.80 g 18n 0.80 g-0.57 g=0.23 g

250 18n 可列式: = , 求得 n≈4,200 ℃时产物为 CuSO4· 2O H 0.80 g 0.23 g 晶体。

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第3讲

(2)根据灼烧产物是黑色粉末可知分解生成CuO,则具有氧化 570 ℃ 性的另一产物为SO3,所以灼烧时反应方程式为CuSO4 ===== CuO+SO3↑,CuO溶于稀硫酸得CuSO4溶液,结晶时又生 成CuSO4· 2O,由脱水过程的热重曲线可知其存在的最高温 5H 度为102 ℃。

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第3讲

(3)SO3与水化合生成硫酸,浓硫酸加热时可氧化铜,反应方程 △ 式为Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O。
(4)pH=8时,c(OH-)=1×10-6mol· -1,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)· L c2(OH-)=2.2×10-20,求得c(Cu2+)=2.2×10-8mol· -1;假设硫酸 L 铜溶液的体积为V L,由方程式CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4知 0.1 V×2 + 生成硫酸的物质的量为0.1 V mol,则溶液中H 的浓度为 V mol· -1=0.2 mol· -1。 L L

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第3讲

答案

(1)CuSO4· 2O H 200 ℃ CuSO4· 2O=====CuSO4· 5H (5-n)H2O+nH2O 250 0.80 g 18n 0.80 g-0.57 g=0.23 g

250 18n 可列式: = , 求得 n≈4,200 ℃时产物为 CuSO4· 2O H 0.80 g 0.23 g 晶体。 570 ℃ (2)CuSO4===== CuO+SO3↑ CuSO4· 2O 102 ℃ 5H △ (3)Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O (4)2.2×10-8 0.2

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第3讲

评分细则 细研评分细则 掌握得分技巧 评分细则 推导过程详 细准确得2 (1)CuSO4· 2O H 分,化学方 200 ℃ CuSO4· 2O=====CuSO4· 5H (5-n)H2O+nH2O 程式正确得1 250 0.80 g 18n 分,计算关 0.80 g-0.57 g=0.23 g 系正确得1 参考答案(2011· 新课标全国卷,26)

250 18n 可列式: = ,求得n≈4,200 ℃时 分。 0.80 g 0.23 g 结论 产物为CuSO · O晶体。 H
4 2

CuSO4· 2O H 正确得1分。 83

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第3讲

化学方程式正确得 1 分, 条件正确得 1 分(气体符 570 ℃ (2)CuSO4=====CuO+SO3↑ CuSO4· 2O 5H 102 ℃ 号“↑”不写不扣分), 温度 570 ℃必须写上, 写 “△”符号不给分, 102 ℃ 中 的 “℃” 丢 掉 不得分。 △ 无“△”符号 (3)Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+ 无“浓”、 SO2↑+2H2O (4)2.2×10-8 0.2 扣 1 分。 数字对得分。
84


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