2018届二轮复习化学计量学案（全国通用） 14页

2018 届二轮复习 化学计量 考向一：以物质的量为核心的基本概念、基本计算 考纲要求 ①理解相对原子质量、相对分子质量的含义，并能进行有关计算。 ②理解摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积（标准状况下）、物质的量浓度、 并能进行有关计算。 ③能运用化学方程式和离子方程式进行有关计算。 （2）命题规律 化学常用计量是化学计算的基础，贯穿于高中化学始终，是每年高考的 必考内容。高考考查物质的量、物质的量浓度、阿伏加德罗定律、气体摩尔 体积等概念的理解或利用物质的量在元素化合物、理论方面计算中的 应用， 近年来高考中考查化学计算的试题主要分成两类：一类是以选择题形式出现 的小计算题，一类是以填空题出现的小综合计算题，一般意在考查元素化合 物与化学实验、有机化合物基础知识相联系的综合问题。高考试题将以化工 生产、科学实验为背景，强调计算与化学基本理论、化学变化过程、工业流 程、化学实验等结合，突出思维能力的考查和数学工具的应用，体现计算为 化学应用服务，强化对化学方程式的量化理解。 讲基础 1、物质的量 （1）物质的量是七个基本物理量之一，其意义是表示含有一定量数目的粒子的 集体。符号为：n ，单位为：摩尔（mol）。 〖说明〗物质的量是用来描述微观粒子，如分子、原子、离子、电子、质子、 中子等。在描述的时候应该标明微观粒子的特定组合。如 1molH，或 1mol 氢原子。 （2）物质的量的基准（NA）：以 0.012kg12C 所含的碳原子数即阿伏加德罗常数 作为物质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为 NA ，其近似值为 6.02×1023 mol-1。即 1mol 任何物质含有阿伏伽德罗常数各粒子（NA），约 为 6.02×1023 个。 2、摩尔质量 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，符号：M，单位是 g/mol 。 如果 g/mol 作为单位，其数字上等于相对原子（分子）质量或式量。物质的 量、物质的质量和摩尔质量间的关系为：M=mn 3、气体摩尔体积 （1）定义：单位物质的量的气体所占的体积，叫做气体摩尔体积。 表示符号：Vm 单位：L/mol（或 L·mol-1） 标准状况下，气体摩尔体积约为 22.4L/mol 数学表达式：气体的摩尔体积＝ 气体所占的体积气体的物质的量， 即 Vm=Vn （2）气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积(V0)。在标准状 况下，1mol 任何气体的体积都约等于 22.4 L。在理解标准状况下的气体摩尔体 积时，不能简单地认为“22.4 L 就是气体摩尔体积”，因为这个 22.4 L 是有特 定条件的。这些条件就是： ①物质的聚集状态必须是气态 ，不适用于固体、液体 。 ②标准状况，即 0℃和 101.325 kPa，气体的物质的量为 1 mol，只有符合这些 条件的气体的体积才约是 22.4 L。因此，22.4 L 是 1 mol 任何气体在标准状况 下的体积。 ③1mol 任何气体的体积若为 22.4 L，它所处的状况不一定就是标准状况。根据 温度、压强对气体分子间平均距离的影响规律知，温度升高一倍或压强降低一半， 分子间距将增大一倍；温度降低一半或压强增大一倍，分子间距将减小一半。由 此可知，1 mol 任何气体在 0℃ 、101 kPa 条件下的体积与 273℃ 、202kPa 条 件下的体积应相等，都约为 22.4L。 4、阿伏伽德罗定律 在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。同温、同压、同体积、同 分子数，这“四同”相互制约，只要其中“三同”成立，第“四同”也成立，即 “三同”定“一同”。即： T1=T2；P1=P2 ；V1=V2 n1 = n2 5、物质的量浓度 （1）定义：以 1L 溶液里所含溶质 B 的物质的量来表示溶液的浓度叫做物质的量 浓度。符号为：cB；单位为： mol﹒L-1 （2）表达式：cB=V(n) (n 为溶质 B 的物质的量，单位为 mol；V 为溶液的体积， 单位为 L) 物质的量浓度是表示溶液组成的物理量，衡量标准是单位体积溶液里所含溶质的 物质的量的多少。这里的溶质可以是单质、化合物，也可以是离子或其他的特定 组合，单位是 mol；体积指溶液的体积而不是溶剂的体积，单位是 L；因此，物 质的量浓度的单位是 mol•L-1。6、一定物质的量浓度溶液的配制 （1）物质的量浓度溶液的配制步骤： ①计算：如溶质为固体时，计算所需固体的质量；如溶液是液体时，则计算 所需液体的体积。 ②称量：用天平称出所需固体的质量或用量筒量出所需液体的体积。 ③溶解：把称量出的溶质放在烧杯中加少量的水溶解，边加水边震荡。 ④转移：把所得的溶解液用玻璃棒引流注入容量瓶中。 ⑤洗涤：用少量的蒸馏水洗涤烧杯和玻棒 2-3 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 1-2cm 处，再用胶头 滴管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试剂瓶并贴好标签。 （2）配制一定物质的量浓度溶液的误差分析 能引起误差的一些操作 因变量 c m V 托盘 天平 （1）天平的砝码沾有其他物质或已 生锈 增大 —— 偏大 （2）调整天平零点时，游码放在刻 度线的右端 减小 —— 偏小 （3）称量易潮解的物质(如 NaOH 固 体)时间过长 减小 —— 偏小 （4）用滤纸称易潮解的物质(如NaOH 减小 —— 偏小 固体) 量筒 （5）用量筒量取液体时，仰视读数 增大 —— 偏大 （6）用量筒量取液体时，俯视读数 减小 —— 偏小 烧 杯 及 玻 璃棒 （7）搅拌时部分液体溅出 减小 —— 偏小 （8）未洗烧杯和玻璃棒 减小 —— 偏小 容 量 瓶 (9)未冷却到室温就注入容量瓶定容 —— 减小 偏大 (10)向容量瓶转移溶液时有少量液 体流出 减小 —— 偏小 (11)定容时，水加多了，用滴管吸出 减小 —— 偏小 (12)定容后，轻振荡、摇匀、静置， 液面下降再加水 —— 增大 偏大 (13)定容时，俯视读刻度数 —— 减小 偏小 减小 增大 偏小 (14)定容时，仰视读刻度数 —— 增大 偏大 (15)配好的溶液转入干净的试剂瓶 时，不慎溅出部分溶液 —— 减小 偏小 —— —— 无影响 讲方法 以物质的量为中心的计算应注意以下几点： （1） “一个中心”：必须以物质的量为中心。 （2） “两个前提”：在应用 Vm＝22.4L/mol 时，一定要有“标准状况”和“气 体状态”两个前提条件(混合气体也适用)。 （3） “三个关系”： ① 直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)间的关系。 ② 摩尔质量与相对分子质量间的关系。 ③ “强、弱、非”电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。 （4）“七个无关”：物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无 关；物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多 少与溶液体积有关)。 真题精讲 【例 1】称取(NH4)2SO4 和 NH4HSO4 混合物样品 7.24g，加入含 0.1molNaOH 的溶液， 完全反应，生成 NH31792ml（标准状况），则(NH4)2SO4 和 NH4HSO4 的物质的量 比为 （ ） A．1:1 B．1:2 C．1.87:1 D．3.65:1 【答案】C 【解析】 【考点定位】考查有关化学反应计算的技巧和方法。 【名师点睛】根据化学方程式的计算，多以物质的量为核心，考查物质的量、阿 伏伽德罗常数、物质的量浓度、物质的质量、摩尔质量、气体的体积、气体 摩尔体积等相关物理量的转化关系，以及反应物的转化率或产物的产率的计 算，同时还可以融入多种化学解题思想，比如极值法、差量法、守恒法、讨 论法、特殊值法等，是历来高考的重点内容。 日常学习中要注意相关知识 的积累，以便快速准确作答，题目难度中等。 【例 2】过氧化钙（CaO2·8H2O）是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。 （3）水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量 MnSO4 和碱性 KI 溶液，生成 MnO(OH)2 沉淀，密封静置；加入适量稀 H2SO4，待 MnO(OH)2 与 I−完全反应生成 Mn2+和 I2 后，以淀粉作指示剂，用 Na2S2O3 标准溶液滴 定至终点，测定过程中物质的转化关系如下： ①写出 O2 将 Mn2+氧化成 MnO(OH)2 的离子方程式；_____________。 ②取加过一定量 CaO2·8H2O 的池塘水样 100.00 mL，按上述方法测定水 中溶解氧量，消耗 0.01000 mol·L−1 Na2S2O3 标准溶液 13.50 mL。计算该 水样中的溶解氧（用 mg·L−1 表示），写出计算过程。 【答案】（3）①O2＋2Mn2＋＋4OH－=MnO(OH)2↓ ②在 100.00mL 水样中 I2＋2S2O3 2－=2I－＋S4O6 2－ n(I2)= ＝ =6.750×10－5mol n[MnO(OH)2]= n(I2)= 6.750×10－5mol n(O2)= n[MnO(OH)2]= ×6.750×10－5mol＝3.375×10－5mol 水中溶解氧＝ =10.80mg/L 【解析】 试题分析： （3）①O2 将 Mn2+氧化成 MnO(OH)2 中氧气是氧化剂，得到 4 个电子，Mn 元素 的化合价从＋2 价升高到＋4 价，失去 2 个电子，所以根据电子得失守恒以 及原子守恒可知反应的离子方程式为 O2＋2Mn2＋＋4OH－＝MnO(OH)2↓。 ②根据流程图并依据电子得失守恒可知氧气得到的电子就是硫代硫酸钠失 去的电子，在反应中 S 元素化合价从＋2 价升高到＋2.5 价，1mol 硫代硫酸 钠失去 1mol 电子，一分子氧气得到 4 个电子，所以根据电子得失守恒可知 该水样中的溶解氧为 ＝10.80mg/L。 【考点定位】本题主要是考查氧化还原反应方程式书写以及溶解氧含量测定等 【名师点晴】灵活应用电子得失守恒是解答的关键，电子守恒是氧化还原反 应计算的核心思想：得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到 的电子数一定等于还原剂失去的电子数。得失电子守恒法常用于氧化还原反 应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产 物的有关计算等。电子守恒法解题的步骤是：首先找出氧化剂、还原剂及其 物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量，然后根据电子守恒列出 等式。计算公式如下：n(氧化剂)×得电子原子数×原子降价数＝n(还原 剂)×失电子原子数×原子升价数。利用这一等式，解氧化还原反应计算题， 可化难为易，化繁为简。 考向训练 1 如图，在一个容积固定的恒温容器中，有两个可左右滑动的密封隔板，在 A、B、 C 内分别充入等质量的 X、CO2、Y 三种气体，当隔板静止时，A、C 内的气体 密度相等。下列说法不正确的是 （ ） A．物质的量：n(X)