2019届一轮复习浙江专版物质的量学案 24页

课时2　物质的量 ‎[考纲导航]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ ‎9月 ‎10月 ‎4月 ‎10月 ‎4月 ‎(1)物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积概念 b b ‎22‎ ‎22‎ ‎22‎ ‎22‎ ‎22‎ ‎(2)阿伏加德罗定律及其推论 b ‎(3)物质的量、微粒数、质量、气体体积之间的简单计算 b c ‎(4)物质的量应用于化学方程式的简单计算 b b ‎29‎ ‎29‎ ‎29‎ ‎29、31(5)‎ ‎29‎ ‎(5)固、液、气态物质的一些特性 a a 考点一　物质的量与气体摩尔体积 ‎[主干精讲]‎ ‎1．物质的量 ‎(1)基本概念间的关系 ‎(2)物质的量的表示方法 ‎(3)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系为：n＝。‎ ‎2．摩尔质量 ‎(1)摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量，其符号为M，单位为 g·mol－1。‎ ‎(2)数值：以g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。‎ ‎(3)摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系为：n＝。‎ ‎3．气体摩尔体积 ‎(1)影响物质体积大小的因素 ‎①微粒的大小(物质的本性)。‎ ‎②微粒之间的距离(由温度与压强共同决定)。‎ ‎③微粒的数目(物质的量的大小)。‎ ‎(2)气体摩尔体积 ‎①含义：一定状况下，单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm，标准状况下，Vm≈22.4__L·mol－1。‎ ‎②相关计算 基本表达式：Vm＝。‎ ‎4．阿伏加德罗定律 ‎(1)决定气体体积的外界条件：一定物质的量的气体，其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。‎ ‎(2)阿伏加德罗定律：‎ 可总结为：“三同”定“一同”，即同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数。‎ ‎(3)阿伏加德罗定律推论(部分)‎ 条件 结论 推论一 同温同压 ＝ ＝ 推论二 同温同容 ＝ 注：以上用到的符号：ρ为密度、p为压强，n为物质的量、M为摩尔质量、V为气体体积 ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(1)20 g A和14 g B完全反应，生成8.8 g C、3.6 g D和0.2 mol E，则物质E的摩尔质量为____________。‎ ‎(2)12.4 g Na2X含有0.4 mol Na＋，Na2X的摩尔质量为____________，其相对分子质量为________，X的相对原子质量为________，该物质的化学式为________。‎ ‎(3)某氯原子的质量是a g，C12原子的质量是b g，用NA表示阿伏加德罗常数的值，该氯原子的摩尔质量是________；a g该氯原子所含的电子数为________。‎ 答案　(1)108 g·mol－1　(2)62 g·mol－1　62　16　Na2O　(3) g/mol或aNA g/mol　17‎ ‎【例2】　(2017·杭州西湖高级中学期末)下列说法正确的是(　　)‎ ‎①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L ‎②0.5 mol H2所占体积为11.2 L　③标准状况下，1 mol CCl4的体积为22.4 L　‎ ‎④标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L　⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1　⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同 A．①③⑤ B．④⑥ C．③④⑥ D．①④⑥‎ 解析　①分子不一定为气体，不能计算6.02×1023个分子所占的体积，故错误；②不一定在标准状况下，则Vm未知，不能利用V＝nVm计算，故错误；③标准状况下，CCl4为液体，则不能计算，故错误；④CO与N2的摩尔质量均为28 g/mol，标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为×22.4‎ ‎ L/mol＝22.4 L，故正确；⑤气体摩尔体积与温度、压强有关，则状态未知，不能确定气体的摩尔体积，标准状况下各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1，故错误；⑥标准状况下，体积相同的气体，物质的量相同，可知分子数相同，故正确。‎ 答案　B ‎【例3】　在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断，下列说法中正确的是(　　)‎ A．若M(甲)＜M(乙)，则分子数：甲＜乙 B．若M(甲)＞M(乙)，则气体摩尔体积：甲＜乙 C．若M(甲)＜M(乙)，则气体的压强：甲＞乙 D．若M(甲)＞M(乙)，则气体的体积：甲＜乙 解析　等质量的气体，其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比，若M(甲)＜M(乙)，则分子数：甲＞乙，A错误；若M(甲)＞M(乙)，则物质的量：甲＜乙，又因气体质量与密度相等即气体体积相等，故气体摩尔体积：甲＞乙，B错误；同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，C正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，D错误。‎ 答案　C ‎[考点精练]‎ ‎1．(2017·杭州西湖高级中学期末)已知1.505×1023个X气体分子的质量为8 g，则X气体的摩尔质量是(　　)‎ A．16 g B．32 g C．64 g/mol D．32 g/mol 解析　气体的物质的量为n＝ ＝0.25 mol，气体的摩尔质量M＝＝32 g/mol。‎ 答案　D ‎2．(2017·杭州学军中学高三月考)下列说法正确的是(　　)‎ A．1 mol任何气体的体积都约为22.4 L B．标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L C．温度为273 K，压强高于101 kPa时，1 mol气体的体积小于22.4 L D．若1 mol某气体的体积为22.4 L，则该气体一定处于标准状况 解析　A．未指明是标准状况，不能使用气体摩尔体积22.4 L/mol，故A错误；B.标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol，故B错误；C.根据pV＝nRT可知，T、n相同，压强与体积成反比，所以压强高于101 kPa时，1 mol气体的体积小于22.4 L，故C正确；D.1 mol气体的体积为22.4 L，根据pV＝nRT可知，满足条件的T、p很多，不一定是标准状况，故D错误。‎ 答案　C ‎3．(2017·杭州七县联考)常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是(　　)‎ 解析　相同条件下，气体摩尔体积相等，根据V＝nVm＝Vm知，相同质量时，气体体积与气体摩尔质量成反比，摩尔质量是16 g/mol、44 g/mol、32 g/mol、64 g/mol，根据摩尔质量知，甲烷的体积最大。‎ 答案　D ‎4．(2016·杭州清河高三月考)下列说法正确的是(　　)‎ A．等物质的量的甲基(—CH3)与羟基(—OH)所含电子数相等 B．等物质的量浓度的NaOH溶液与氨水中的c(OH－)相等 C．含有相同氧原子数的SO2和CO的质量相等 D．25 ℃和101 kPa，1 mol CO的体积小于22.4 L 解析　A．甲基(—CH3)与羟基(—OH)的电子数均为9，则等物质的量的甲基(—CH3)与羟基(—OH)所含电子数相等，故A正确；B.NaOH完全电离，而一水合氨为弱电解质，不能完全电离，则等物质的量浓度的NaOH溶液与氨水中相比，NaOH中的c(OH－)大，故B错误；C.含有相同氧原子数的SO2和CO，二者物质的量之比为1∶2，其质量比为64∶28×2＝8∶7，质量不等，故C错误；D.25 ℃和101 kPa，相比标准状况，Vm＞22.4 L/mol，故D错误。‎ 答案　A ‎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．体积相等时密度相等 B．原子数相等时具有的中子数相等 C．体积相等时具有的电子数相等 D．质量相等时具有的质子数相等 解析　A选项，同温、同压、同体积条件下，密度之比等于其摩尔质量之比，12C18O的摩尔质量为30 g/mol，14N2的摩尔质量为28 g/mol，所以错误。B选项，1个12C18O分子中所含中子数为16，1个14N2分子中所含中子数为14，原子数相等时，中子数不相等，所以错误。C选项，依据阿伏加德罗定律：在同温、同压下，体积相同的两种气体，分子数相同，CO和N2分子中所含电子数相同，所以正确。D选项，CO和N2分子中所含质子数相同，n＝，m相同，M不同，n不同，故等质量的两种气体所具有的质子数不同，所以错误。‎ 答案　C ‎【规律方法】‎ ‎1．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·。‎ ‎(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：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。‎ ‎【易错防范】‎ 气体摩尔体积应用中的注意事项 ‎(1)不要把气体摩尔体积与22.4 L·mol－1等同起来，在一定条件下，气体摩尔体积才有具体的数值。如标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1。‎ ‎(2)22.4 L·mol－1并非只是标准状况下的气体摩尔体积，在其他条件下的气体摩尔体积也有可能是22.4 L·mol－1，如温度升高的同时增大压强。‎ ‎(3)在运用22.4 L·mol－1进行计算和判断时，应时刻牢记其使用的三个条件“气体、0 ℃、101 kPa”。‎ 考点二　阿伏加德罗常数的综合应用 ‎[主干精讲]‎ 阿伏加德罗常数NA有广泛的应用，NA常常从以下方向进行考查：‎ 考查方向 涉及问题 物质状态 在标准状况下非气态物质。如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 mol·L－1 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2NO2N2O4)、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、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P4‎ 胶体微粒 胶体粒子是分子集合体 晶体结构 及微粒 晶体中微粒种类、共价键数目等，如1 mol金刚石中含2 mol C—C共价键 ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(2017·4月浙江)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)‎ A．标准状况下，2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA B．1 L 0.1 mol·L－1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA C．0.1 mol KI与0.1 mol FeCl3在溶液中反应转移的电子数为0.1NA D．0.1 mol 乙烯与乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA 解析　标况下，乙醇为非气体，A错误；B忽略水中的氧原子；C忽略Fe3＋与I－反应是一个可逆反应；1 mol乙醇或乙烯消耗的氧气都为3 mol，1 mol混合物(任意比例混合)消耗氧气都为3 mol。‎ 答案　D ‎【例2】　(2016·10月浙江选考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)‎ A．2.8 g铁粉与50 mL 4 mol·L－1盐酸反应转移电子的数目为0.15NA B．常温下1 L pH＝13的氢氧化钠溶液中由水电离出的H＋的数目为0.1NA C．标准状况下，8.96 L氢气、一氧化碳的混合气体完全燃烧，消耗氧分子的数目为0.2NA D．1.2 g金刚石与石墨的混合物中含有碳碳单键的数目为0.4NA 解析　A．2.8 g Fe的物质的量是0.05 mol，50 mL 4 mol·L－1盐酸的物质的量是 ‎0.2 mol，发生反应时盐酸过量，所以应该以Fe为标准计算，反应转移的电子数为0.1NA，A错误；B.pH＝13，c(H＋)＝10－13 mol·L－1，此时的氢离子都来自于水的电离，所以常温下1 L pH＝13的氢氧化钠溶液中，由水电离出的H＋的数目为10－13NA，故B错误；C.由于氢气与一氧化碳相互间不发生反应，它们都与氧气反应分别生成水和二氧化碳，根据两者与氧气反应的化学方程式，可判断每2 mol CO分子反应消耗1 mol氧气分子、每2 mol H2分子反应也消耗1 mol氧气分子，相同体积的氢气与一氧化碳反应消耗氧气的体积相同，因此，混合气体中H2和CO的体积可以是任意比。标准状况下，8.96 L气体是0.4 mol，消耗O2为0.2 mol，消耗氧分子的数目为0.2NA，C正确；D.金刚石中每一个碳原子与周围的四个碳原子形成一个正四面体，即每个碳原子都是和周围的4个碳原子形成4个C—C单键，该碳原子对一个C—C单键的“贡献”都是1/2，所以计算折合是相当于每个碳原子参与形成的C—C单键数目4×1/2＝2，故金刚石中，1 mol C(金刚石)可以形成2 mol C—C单键。而石墨为层状结构，在石墨中，每个碳原子只能和周围的3个碳原子等价结合，形成3个C—C单键，所以计算折合是相当于每个碳原子可以单独形成1.5个C—C单键，故1 mol碳原子形成1.5 mol C—C单键。所以，金刚石中：碳碳单键数目＝碳原子数×‎ ‎2；石墨中，碳碳单键数目＝碳原子数×1.5；由于1.2 g金刚石与石墨混合物中没有告知各物质的含量，则无法计算，故D错误。‎ 答案　C ‎[考点精练]‎ ‎1．(2017·金华武义一中月考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)‎ A．25 ℃，pH＝12的Na2CO3溶液中含有OH－的数目为0.01NA B．1 mol苯乙烯()中含有的碳碳双键数为4NA ‎ C．加热条件下，4.6 g金属Na与足量O2反应的产物中阳离子和阴离子总数为0.3NA D．常温时，1 L 0.1 mol·L－1的硝酸铵溶液中，NH和H＋总数为0.1NA 解析　A．25 ℃，pH＝12的Na2CO3溶液中含有OH－的浓度是0.01 mol/L，但不能确定溶液的体积，则不能计算其数目，A错误；B.苯环不含有碳碳双键，则1 mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为NA，B错误；C.不论是氧化钠还是过氧化钠，阴阳离子的个数之比均是1∶2，所以加热条件下，4.6 g金属Na即0.2 mol Na与足量O2反应的产物中阳离子和阴离子总数为0.3NA，C正确；D.根据电荷守恒可知常温时，1 L 0.1 mol·L－1的硝酸铵溶液中，NH和H＋总数大于0.1NA，D错误，答案选C。‎ 答案　C ‎2．[2017·义乌市群星外国语高三(上)期中]设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)‎ A．17 g NH3所含的电子数是17NA B．32 g O3中含有氧原子的个数为2NA C．5.6 g Fe与足量盐酸完全反应，Fe失去的电子数为0.3NA D．标准状况下，11.2 L H2O中含有O—H键的数目为NA 解析　A．17 g NH3的物质的量为：＝1 mol，1 mol氨气分子中含有10‎ ‎ mol电子，含有的电子数是10NA，故A错误；B.32 g O3中含有氧原子的物质的量为：＝2 mol，含有氧原子个数为2NA，故B正确；C.5.6 g Fe的物质的量为：＝0.1 mol，0.1 mol Fe与足量盐酸完全反应生成0.1 mol氯化亚铁，Fe失去0.2 mol电子，铁失去的电子数为0.2NA，故C错误；D.标准状况下水不是气体，不能使用标况下的气体摩尔体积计算，故D错误。‎ 答案　B ‎3．(2017·杭州重点中学联考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)‎ A．1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为2NA B．在反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2＋3H2O中，每生成3 mol Cl2转移的电子数为6NA C．含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子数为2NA D．某密闭容器中盛有0.2 mol SO2和0.1 mol O2，在一定条件下充分反应，生成SO3分子数为0.2NA 解析　A．1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA，A错误；B.在反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2＋3H2O中，每生成3 mol Cl2转移的电子数为5NA，B错误；C.二氧化硅中一个硅原子形成4个Si—O，则含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子数为2NA，C正确；D.某密闭容器中盛有0.2 mol SO2和0.1 mol O2，在一定条件下充分反应，因为是可逆反应，生成SO3分子数小于0.2NA，D错误，答案选C。‎ 答案　C ‎4．(2016·4月浙江选考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)‎ A．1 mol FeI2与1 mol Cl2反应时转移的电子数为3NA B．2 g HO与DO的混合物中所含中子、电子数目均为NA C．273 K，101 kPa下，28 g乙烯与丙烯混合物中含有C－H键的数目为5NA D．pH＝1的H2SO4溶液10 L，含H＋的数目为2NA 解析　A项，1 mol FeI2与1 mol Cl2反应时转移的电子数为2NA，A项不正确；B项，HO与DO的相对分子质量均为20，且所含中子、电子数目均分别为10，故2‎ ‎ g HO与DO的混合物中所含中子、电子数目均为NA，B项正确；C项，乙烯与丙烯的最简式为CH2，28 g混合物中含有C—H键的数目为×2NA＝4NA，C项不正确；D项，pH＝1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，当溶液的体积为10 L，含H＋的物质的量为1 mol，数目为NA，D项不正确。‎ 答案　B ‎【易错防范】‎ 阿伏加德罗常数常见的命题陷阱 ‎(1)抓“两看”。一看“气体”是否处在“标准状况”，二看“标准状况”下，物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)。‎ ‎(2)排“干扰”。给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实质上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。‎ ‎(3)记“组成”。记特殊物质中所含微粒的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等；记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等；记摩尔质量相同的物质，如N2、CO、C2H4等。‎ ‎(4)重“水解”。注意题中是否有弱酸根或弱碱阳离子的水解，是否指明了溶液的体积等。‎ ‎(5)想“平衡”。注意可逆反应不能进行到底。‎ ‎(6)注“变化”。一些物质间的变化具有一定的隐蔽性，特别是氧化还原反应，一定要注意电子转移情况的变化问题。‎ 考点三　物质的量在化学方程式计算中的应用 ‎[主干精讲]‎ ‎1．化学方程式中各物质的化学计量数与其它量的关系 化学方程式 ‎2CO＋O22CO2‎ 化学计量数之比 ‎　　2 ∶ 1　∶　2‎ 物质的量之比 ‎2 mol∶1 mol∶2 mol 气体的体积比(相同条件下)‎ ‎44.8 L∶22.4 L∶44.8 L ‎2.化学反应前后某些量的“变化”和“不变化”‎ ‎(1)‎ 化学方程式 ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ 量的变化 固体质量 ‎156 g　 　　　 　　212 g　‎ Δm＝56 g 气体物质的量 ‎　　　　2 mol　　　　　　1 mol Δn＝1 mol 气体体积(标 准状况下)‎ ‎　　　　44.8 L　　　　　22.4 L ΔV＝‎ ‎22．4 L ‎(2)‎ 化学方 程式 XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)‎ 气体量 的守恒 气体的物 质的量 ‎　　　　3 mol　　 1 mol　 　2 mol Δn＝0‎ 气体的体 积(相同 状况下)‎ ‎　　 　　3 L　　　1 L　　 　2 L ΔV＝0‎ ‎3.列比例计算时应注意上下单位一致，左右单位相当 ‎ ＝＝＝ ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(2017·4月浙江选考)分别称取2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。‎ ‎(1)将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图。混合物中n[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)为________。‎ ‎(2)另一份固体混合物中NH与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl－)＝________(溶液体积变化忽略不计)。‎ 解析　n[(NH4)2SO4]＝n(BaSO4)＝0.01 mol，n(NH4Cl)＝(2.39－0.01×132) g/53.5 g·mol－1＝0.02 mol，所以n[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)＝1∶2；c[Ba(OH)2]＝0.1 mol/L，2NH～Ba(OH)2，因为NH总共0.04 mol，所以n[Ba(OH)2]＝0.02 mol，所以加入V[Ba(OH)2]＝0.02 mol/0.1 mol·L－1＝0.2 L，所以c(Cl－)＝0.100 mol/L。‎ 答案　(1)1∶2　(2)0.100 mol·L－1‎ ‎【例2】　(2016·10月浙江选考)为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL，充分反应，产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)如下表：‎ 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 盐酸体积(mL)‎ ‎30.0‎ ‎30.0‎ ‎30.0‎ ‎30.0‎ 样品质量(g)‎ ‎2.96‎ ‎3.70‎ ‎5.18‎ ‎6.66‎ CO2体积(mL)‎ ‎672‎ ‎840‎ ‎896‎ ‎672‎ ‎(1)样品中物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝________。‎ ‎(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝________。‎ 解析　(1)由表中数据分析，相同浓度盐酸30.0 mL，分别与四份Na2CO3和NaHCO3混合物样品充分反应，产生CO2的最大体积是896 mL，即0.04 mol，由此可知Ⅰ组实验中盐酸是过量的。Na2CO3和盐酸的反应分下列两步进行：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，所以当生成的CO2的体积为0时，样品中的碳元素全部转化为NaHCO3。当2.96 g混合物样品与足量盐酸充分反应产生672 mL CO2(即0.03 mol CO2)时，折合参加反应的NaHCO3质量为0.03 mol×84 g/mol＝2.52 g，质量差2.96 g－2.52 g＝0.44 g，由此可计算出2.96 g样品中Na2CO3的质量为：‎ 解得m＝2.12 g(即0.02 mol)，所以，2.96 g样品中NaHCO3的质量＝2.96 g－2.12 g＝0.84 g(即0.01 mol)，故样品中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝0.02 mol∶0.01 mol＝2∶1。(2)要推导盐酸的物质的量浓度，应知道30 mL盐酸中所含HCl的物质的量。根据图表中的数据知道，Ⅳ组实验中，6.66 g样品与盐酸充分反应，生成672 mL CO2，显然盐酸不足，由此可通过Ⅳ组实验中样品质量和产生的CO2量计算出30 mL盐酸中所含HCl的物质的量。根据上述Ⅰ组实验的计算可知，2.96 g样品中含0.02 mol Na2CO3，则6.66 g样品中含Na2CO3的物质的量为：2.96 g∶0.02 mol＝6.66 g∶n(Na2CO3)，解得n(Na2CO3)＝0.045 mol。0.045 mol Na2CO3转化为NaHCO3，消耗盐酸(HCl)0.045 mol，依据数据，反应产生了672 mL(即0.03 mol)CO2，这说明剩余的盐酸只能与0.03 mol NaHCO3反应生成CO2，所以，剩余的盐酸(HCl)的物质的量为0.03 mol，故30 mL盐酸中共含有HCl的物质的量是0.045 mol＋0.03 mol＝0.075 mol。则盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝0.075 mol/0.03 L＝2.50 mol·L－1。‎ 答案　(1)2∶1或2　(2)2.5 mol·L－1‎ ‎【例3】　(2016·4月浙江选考)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3，c(Cl－)和c(ClO－)的比值与反应的温度有关。用24 g NaOH配成的250 mL溶液，与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积的变化)：‎ ‎(1)NaOH溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ ‎(2)某温度下，反应后溶液中c(Cl－)＝6c(ClO－)，则溶液中c(ClO－)＝_________ mol·L－1。‎ 解析　(1)24 g NaOH为0.6 mol，溶液体积为250 mL，故c(NaOH)＝2.4 mol·L－1。(2)根据题意，设反应后溶液中c(Cl－)＝a，c(ClO－)＝b，c(ClO)＝c，则有如下3个关系式：a＝6b(题中关系)、a＋b＋c＝2.4 mol·L－1(Na＋守恒)、a＝b＋5c(电子守恒)，解得b＝0.3，即c(ClO－)＝0.30 mol·L－1。‎ 答案　(1)2.4　(2)0.30‎ ‎[考点精练]‎ ‎1．(2015·10月浙江选考)量取8.0 mL 5.0 mol·L－1 H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的 Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已换算成标准状况下的体积)。请计算：‎ ‎(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ ‎(2)加入Fe的质量至少有________ g。‎ 解析　本题考查化学基本计算知识。(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为：c(H2SO4)＝＝0.40 mol·L－1；(2)依据图像可知，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积一样多，均为224 mL(标准状况)，即0.01 mol，根据 可以判断出当加入等质量的Zn和Fe，产生氢气的体积一样多时，其中Fe有剩余，由此判断出加入Fe的质量至少应有0.65 g。‎ 答案　(1)0.40　(2)0.65‎ ‎2．(2016·台州市三门县高二期末)在浓度均为3 mol/L的盐酸和硫酸各100 mL溶液中，分别加入等质量的铁粉，充分反应后生成气体质量之比为3∶4。则加入铁粉的质量是(　　)‎ A．11.2 g B．8.4 g C．5.6 g D．1.8 g 解析　发生反应为：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑①、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑②，加入铁粉质量相等，如果对于这两个反应都是铁不足，则Fe完全反应，生成气体体积之比为1∶1，若酸都不足，则酸完全反应，根据方程式可知，生成的气体体积之比为1∶2，而实际气体质量(体积)之比为3∶4，所以肯定是铁对一个反应来说是不足，对于另一个反应是过量。通过方程式可以看出来，铁消耗HCl多，对于①反应来说是盐酸不足，对于②反应是Fe不足，反应①生成气体的物质的量为＝0.15 mol，反应完毕后生成气体的体积之比为3‎ ‎∶4，所以Fe与硫酸生成的气体为0.15 mol×＝0.2 mol，设铁的质量为x，则：‎ 所以，56 g∶x＝1 mol∶0.2 mol，解得x＝11.2 g，故选A。‎ 答案　A ‎3．(2016·浙江省丽水中学月考)已知实验室在加热条件下制取Cl2的化学方程式为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。现将8.7 g MnO2投入到200 g质量分数为36.5%(过量)的浓盐酸中加热，充分反应后，求：‎ ‎(1)标准状况下生成Cl2的体积为________。‎ ‎(2)反应生成的MnCl2的物质的量为________。‎ 解析　n(MnO2)＝＝0.1 mol，根据化学方程式：‎ MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎1 mol 1 mol 22.4 L ‎0．1 mol n V 故n＝0.1 mol，V＝2.24 L 答案　(1)2.24 L　(2)0.1 mol ‎4．(2015·浙江省艾青中学高一期中)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________g/mol(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________ L。‎ ‎(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应容器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为________。‎ 解析　(1)设有1 mol O2。‎ ‎3O22O3　　　Δn ‎3 mol 2 mol 1 mol ‎0．3 mol 0.1 mol 根据：M＝＝＝35.6 g/mol。‎ ‎(2)3O2　　　　2O3　　　　　ΔV ‎　3体积 　 2体积 　 1体积 ‎ 1.5×2＝3 L 8－6.5＝1.5 L ‎(3)加热条件下，O3、O2都能和铜粉反应，故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。‎ 设混合气体中含有O2 x mol，含有O3 y mol，‎ 则有 解得所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。‎ 答案　(1)35.6　(2)3　(3)50%‎ ‎【规律小结】‎ 化学计算中的守恒思想 化学反应都存在着三大守恒，即物料守恒(质量守恒、粒子个数守恒)、氧化还原反应中得失电子数目守恒(电子得失守恒、电量守恒)、化合物及电解质溶液中阴阳离子电荷数守恒(电荷守恒)。‎ 课后限时训练 ‎(时间：45分钟)‎ 一、选择题 ‎1．(2017·杭州西湖高级中学高一期末)下列说法中不正确的是(　　)‎ A．1 mol 氧气中含有12.04×1023个氧原子，在标准状况下占有体积22.4 L B．1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有相同的氧原子数 C．浓度均为1 mol/L的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为3∶1‎ D．等物质的量的干冰和葡萄糖(C6H12O6)中所含碳原子数之比为1∶6，氧原子数之比为1∶3‎ 解析　A．氧原子物质的量为氧气的2倍，1 mol ‎ 氧气中含有氧原子数目＝1mol×2×6.02×1023mol－1＝12.04×1023，在标准状况下占有体积为1 mol×22.4 L/mol＝22.4 L，故A正确；B.1 mol臭氧含有3 mol氧原子，1.5 mol氧气含有3 mol氧原子，二者含有相同的氧原子数，故B正确；C.磷酸属于弱电解质，不能完全电离，1 mol/L的磷酸溶液中，氢离子浓度小于3 mol/L，故与同浓度盐酸，电离出的氢离子数之比小于3∶1，故C错误；D.二氧化碳、葡萄糖的物质的量相等，则含有C原子数目之比＝1∶6、含有O原子数目之比＝2∶6＝1∶3，故D正确。‎ 答案　C ‎2．(2015·10月浙江选考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)‎ A．NA个氧分子与NA个氢分子的质量之比为8∶1‎ B．100 mL 1.0 mol·L－1 FeCl3溶液与足量Cu反应，转移的电子数为0.2NA C．标准状况下，11.2 L CCl4中含有C—Cl键的数目为2NA D．NA个D2O分子中，含有10NA个电子 解析　本题考查有关阿伏加德罗常数的知识。A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比是16∶1，A错误；B.100 mL 1.0 mol·L－1 FeCl3溶液与足量Cu反应，转移的电子数为0.1NA，B错误；C.标准状况下，CCl4是液态不是气态，所以11.2 L CCl4物质的量不是0.5 mol，C错误；D.D是H的同位素氘，含一个质子，一个中子，核外有一个电子，故一个D2O分子中含有10个电子，NA个D2O分子中，含有10NA个电子，D正确。故选D。‎ 答案　D ‎3．(2016·绍兴一中高一期中)根据我国统一实行法定计量单位的规定，下列说法比较规范的是(　　)‎ A．98 g硫酸的摩尔数为1 mol B．氧的摩尔质量为32 g·mol－1‎ C．1 mol水分子的质量为18 g D．阿伏加德罗常数约为6.02×1023个 解析　98 g硫酸的物质的量为1 mol，A不正确；O2的摩尔质量为32 g·mol－1，B不正确；阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol－1，D不正确。‎ 答案　C ‎4．(2016·浙江省温州中学高二下期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A．8.7 g MnO2与40 mL 10 mol/L的浓盐酸充分反应，生成的氯气分子数为0.1NA B．0.1 mol Mg在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2，转移的电子数为0.2NA C．由2H和18O所组成的水11 g，其中所含的中子数为5NA D．1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中含有的阴离子数为0.1NA 解析　A项，二氧化锰只能与浓盐酸反应生成Cl2，和稀盐酸不能生成Cl2，故浓盐酸不能反应完全，则生成的氯气分子小于0.1NA个，故A错误；B项，MgO和Mg3N2中镁元素的化合价都是＋2价，0.1 mol镁完全反应失去0.2 mol电子，转移的电子数为0.2NA，故B正确；C项，11 g由2H和18O所组成的水的物质的量为＝0.5 mol，含中子数为：0.5×(10＋2×1)×NA＝6NA，故C错误；D项，常温下，1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中含有溶质碳酸钠0.1 mol，由于碳酸根离子部分水解，导致溶液中阴离子大于0.1 mol，溶液中阴离子数目之和大于0.1NA，故D错误。‎ 答案　B ‎5．设nA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是(　　)‎ A．23 g Na 与足量H2O反应完全后可生成nA个H2分子 B．1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成nA个SO3分子 C．标准状况下，22.4 LN2和H2混合气中含nA个原子 D．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8nA个电子 解析　A项，23 g Na即1 mol Na可失去1 mol e－，与足量的H2O反应生成0.5nA个H2分子，错误；B项，1 mol Cu与足量热浓硫酸反应应生成nA个SO2分子，错误；C项，N2和H2都是双原子分子，标准状况下22.4 L N2和H2混合气的物质的量为1 mol，含有2nA个原子，错误；D项，3 mol Fe生成1 mol Fe3O4，根据Fe3O4中3个Fe原子的化合价共为＋8价，可知反应中3 mol单质铁失去8nA个 e－，正确。‎ 答案　D ‎6．(2016·浙江师大附中高一期末)下列结论中，正确的是(　　)‎ A．摩尔是七个基本物理量之一 B．每摩尔物质都含有NA个指定粒子 C．1 mol H就是指1 mol氢 D．18 g H2O中含有6.02×1023个原子 解析　物质的量是七个基本物理量之一，摩尔是其单位。使用摩尔时必须指明物质微粒的名称或符号或化学式的特定组合。1 mol H表示1摩尔氢原子，但如果说“1摩尔氢”就违反了使用准则，因为“氢”是元素名称，不是微粒名称，也不是微粒的符号或化学式，不符合上述要求。18 g H2O就是1 mol H2O，一个分子中含有2个氢原子和1个氧原子，故18 g H2O中应含有3 mol原子。‎ 答案　B ‎7．(2017·杭州七县联考)下列叙述中，不正确的是(　　)‎ A．Cl2的摩尔质量为71‎ B．12C、13C、14C是碳元素的三种核素，互称为同位素 C．0.012 kg12C中所含的原子数称为阿伏加德罗常数 D．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了带核的原子结构模型 解析　A．摩尔质量的单位为g/mol，故氯气的摩尔质量为71 g/mol，故A错误；B.同种元素的不同种原子间互称为同位素，而12C、13C、14C是碳元素的三种核素，互称为同位素，故B正确；C.将12 g12C中含有的碳原子数称为阿伏加德罗常数，符号为NA，故C正确；D.1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型，故D正确。‎ 答案　A ‎8．(2017·杭州西湖高级中学高一期末)某非金属单质A和氧气发生化合反应生成B，B为气体，其体积是反应掉的氧气体积的两倍(同温同压)。以下对B分子组成的推测一定正确的是(　　)‎ A．有1个氧原子 B．有2个氧原子 C．有1个A原子 D．有2个A原子 解析　同温同压下，气体摩尔体积相等，则气体的体积之比等于其物质的量之比，根据N＝nNA知，物质的量之比等于分子个数之比，所以B分子和参加反应的氧气分子个数之比为2∶‎ ‎1，根据原子守恒知，B分子中含有1个O原子，非金属A和生成物B的关系式未知，无法确定B分子中A原子个数。‎ 答案　A ‎9．(2017·杭州西湖高级中学高一期末)N2与O2的混合气体的密度对氢气的相对密度为14.5，则N2在混合气体中的质量分数为(　　)‎ A．72.4% B．75% C．50% D．80.5%‎ 解析　常温下由N2和O2组成的混合气体，测得该混合气体对氢气的相对密度为14.5，可知混合气体的平均相对分子质量为：2×14.5＝29，设混合气体中N2和O2的物质的量分别为x、y，则＝29，解得：x∶y＝3∶1，如果混合气体4 mol，则氮气为3 mol，所以N2在混合气体中的质量分数为×100%＝72.4%。‎ 答案　A ‎10．(2016·绍兴一中高二上期末)设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是(　　)‎ A．常温常压下，100 g 17% H2O2水溶液中含氧原子总数为NA B．常温常压下，2.8 g N2气体分子中所含的共用电子对数目为0.3NA C．0.2 mol/L的NaCl溶液中含有的Cl－数是0.2NA D．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA 解析　A项，常温常压下，100 g 17% H2O2水溶液中含氧原子总数大于NA，因为溶剂水中还含有氧原子，A错误；B项，常温常压下，2.8 g N2气体的物质的量是0.1 mol，分子中所含的共用电子对数目为0.3 NA，B正确；C项，不能确定0.2 mol/L的NaCl溶液的体积，则不能计算含有的Cl－数，C错误；D项，在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.2NA，D错误。‎ 答案　B ‎11．(2017·杭州西湖高级中学高一期末)在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的(　　)‎ A．原子数 B．密度 C．质量 D．质子数 解析　A．在同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，物质的量相等，HCl、H2和Cl2‎ 都是双原子分子，当二者分子数相等时，原子数一定相等，故A正确；B.由于氢气和氯气的物质的量关系不确定，二者的质量之和与另一容器中的HCl的质量不一定相等，则密度不一定相等，故B错误；C.由于氢气和氯气的物质的量关系不确定，二者的质量之和与另一容器中的HCl的质量不一定相等，故C错误；D.H原子中含有1个质子，Cl原子中含有17个质子，由于氢气和氯气的物质的量关系不确定，等物质的量时两个容器中气体的质子数不一定相等，故D错误。‎ 答案　A ‎12．(2017·杭州西湖高级中学高一期末)a L CO和O2的混合气体，点燃后得到b L气体(前后条件相同)，则混合气体中CO的体积可能是下列组合中的(　　)‎ ‎①b　②a　③a－b　④a＋b　⑤2(a－b)‎ A．①②③ B．②④⑤ C．①②④ D．①②⑤‎ 解析　(1)若CO与氧气恰好反应，则：‎ 故n(CO)＝2(a－b) L＝b L，或n(CO)＝a L×＝ L n(O2)＝(a－b) L＝b L ‎(2)若CO剩余，则V(CO)＝a L－(a－b) L＝(2a－b)L，(3)若氧气剩余，则V(CO)＝2(a－b)L。‎ 答案　D 二、非选择题 ‎13．(2017·浙江湖州长兴中学高三月考)0.40 L某浓度的NaOH溶液恰好与标准状况下5.8 L Cl2完全反应，计算：‎ ‎(1)生成的NaClO的物质的量；‎ ‎(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度。‎ 解析　标况下5.8 L氯气的物质的量为≈0.26 mol，‎ 所以x＝＝0.52 mol y＝＝0.26 mol　c(NaOH)＝＝1.3 mol/L。‎ 答案　(1)生成的NaClO的物质的量为0.26 mol ‎(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度为1.3 mol/L ‎14．[2017·嘉兴市高一(上)期末]现有200 mL盐酸与硫酸的混合溶液，其中H＋浓度为2.5mol·L－1，向溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液200mL时，恰好沉淀完全，得到沉淀4.66 g。‎ ‎(1)原溶液中H＋的物质的量为________ mol。‎ ‎(2)加入的Ba(OH)2的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ ‎(3)原溶液中HCl的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ 解析　(1)n(H＋)＝cV＝2.5 mol·L－1×0.2 L＝0.5 mol ‎(2)n(BaSO4)＝＝＝0.02 mol，根据Ba原子守恒即n[Ba(OH)2]＝n(BaSO4)＝0.02 mol c(Ba(OH)2)＝＝＝0.1 mol·L－1‎ ‎(3)根据硫元素守恒即n(H2SO4)＝n(BaSO4)＝0.02 mol 根据氢元素守恒n(HCl)＋2n(H2SO4)＝n(H＋)，即n(HCl)＋2×0.02＝0.5，解得n(HCl)＝0.46 mol　c(HCl)＝＝2.3mol·L－1‎ 答案　(1)0.5　(2)0.1　(3)2.3‎ ‎15．[2017·嘉兴桐乡高中高三(上)月考]某金属元素X原子的核外电子数等于核内中子数，取该元素的单质0.6 g与足量的氧气充分反应，可得到1.0 g氧化物XO。试通过计算推导出该元素在元素周期表中的位置。‎ 解析　设X的相对原子质量为Mr，则由题意知：‎ ‎2X＋O2===2XO ‎2Mr　　2(Mr＋16)‎ ‎0．6 g　　1.0 g 故2Mr∶2(Mr＋16)＝0.6 g∶1.0 g 解得Mr＝24‎ 故质子数为24÷2＝12，为Mg元素，处于周期表第三周期第ⅡA族。‎ 答案　该元素处于周期表中第三周期第ⅡA族 ‎16．[2017·嘉兴一中高二(下)期末]量取16.0 mL 10.0 mol·L－1HCl溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的HCl溶液各25 mL，分别加入等质量的Mg和Al，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)，请计算：‎ ‎(1)稀释后HCl溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ ‎(2)加入Al的质量至少有________。‎ 解析　(1)HCl溶液各25 mL，分别加入等质量的Mg和 Al，生成的氢气的体积相同，由于Al的电子摩尔质量比Mg的小，所以Al与盐酸反应时Al过量，其反应方程式为：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，由图像可知生成的氢气为n(H2)＝＝＝0.02 mol，则n(HCl)＝2n(H2)＝0.04 mol，c(HCl)＝＝＝1.60 mol/L，(2)Mg与盐酸反应时镁完全反应，反应方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，则n(Mg)＝0.02 mol，m(Mg)＝nM＝0.02 mol×24 g/mol＝0.48 g，Mg和Al的质量相同，所以Al的质量为0.48 g。‎ 答案　(1)1.60　(2)0.48 g