1、1第一章 化学计量第一节物质的量 气体摩尔体积1.了解物质的量( n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量( M)、气体摩尔体积( Vm)、阿伏加德罗常数( NA)的含义。2能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。考点(一) 物质的量、气体摩尔体积 【点多面广精细研】1物质的量( n)(1)含义：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，单位为 mol。(2)数值：1 mol粒子集合体所含的粒子数与 0.012_kg 12C中所含的碳原子个数相同，约为 6.021023。2阿伏加德罗常数( NA)(1)概念：1 mol 任何粒子所
2、含的粒子数，通常用 6.021023_mol1 表示。(2)关系：物质的量、粒子数( N)与阿伏加德罗常数的关系为 n 。NNA3摩尔质量( M)(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，单位：gmol 1 。(2)数值：当粒子的摩尔质量以 gmol1 为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(原子)质量。(3)关系：物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为 n 。mM注意 摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为 18 gmol1 ，H 2O的相对分子质量为 18,1 mol H2O的质量为 18 g。4气体摩尔体积( Vm)(1)影响物质体积的因素
3、(2)概念：在一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积，单位：L/mol(或Lmol1 )，标准状况下(0 ，101 kPa)， Vm22.4_Lmol 1 。2(3)相关计算基本表达式： Vm ；Vn与气体质量的关系： ；VVm mM与气体分子数的关系： 。VVm NNA(4)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。小题练微点判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)1 mol H2O中含有 2 mol氢和 1 mol氧( )(2)0.012 kg 12C中含有约 6.021023个碳原子( )(3)58.5 g NaCl晶体中所含的粒子数目
4、约为 6.021023( )(4)1 mol OH 的质量是 17 gmol1 ( )(5)标准状况下，22.4 L 氧气与 22.4 L苯中所含分子数均为 NA( )(6)11 g CO2的体积为 5.6 L( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6)学霸微提醒(1)阿伏加德罗常数有单位，应写为 6.021023 mol1 ，不能仅写数值 6.021023。(2)气体摩尔体积的使用“条件”一般指标准状况，即 0 、1.0110 5 Pa；使用对象必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。水、酒精、SO 3、CCl 4、苯等物质在标准状况下不是气体。(3)在标准状况下，气
5、体摩尔体积约为 22.4 Lmol1 ，但在非标准状况下，1 mol气体的体积也可能是 22.4 L。以物质的量为中心的简单计算1.(2018全国卷)下列叙述正确的是( )A24 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C1 mol 重水与 1 mol水中，中子数比为 21D1 mol 乙烷和 1 mol乙烯中，化学键数相同解析：选 B 24 g Mg、27 g Al的物质的量均为 1 mol,1个 Mg原子和 1个 Al原子所含的质子数分别为 12、13，故 24 g镁与 27 g铝中含有的质子分别为 12 mol和 13 3mol，A 项错误；等质量的氧
6、气和臭氧，所含氧原子数相等，故电子数相同，B 项正确；1个 D2O分子含有 10个中子，1 个 H2O分子含有 8个中子，1 mol重水与 1 mol水中含有的中子数之比为 108(54)，C 项错误；1 个乙烷分子中含有 7个共价键，而 1个乙烯分子中含有 6个共价键，故 1 mol乙烷与 1 mol 乙烯中，含有的化学键数之比为 76，D 项错误。2下列叙述正确的是( )A1.00 mol NaCl 中含有 6.0210 23个 NaCl 分子B1.00 mol NaCl 中，所有 Na 的最外层电子总数为 86.0210 23C欲配制 1.00 L 1.00 molL1 的 NaCl 溶
7、液，可将 58.5 g NaCl 溶于 1.00 L水中D电解 58.5 g 熔融的 NaCl，能产生 22.4 L 氯气(标准状况)、23.0 g 金属钠解析：选 B NaCl 是离子化合物，故 A错误；Na 最外层有 8个电子，所以 1.00 mol Na 的最外层电子总数为 86.021023，故 B正确；欲配制 1.00 L NaCl溶液，所需水的体积应小于 1.00 L，故 C错误；电解 58.5 g熔融的 NaCl，根据电解方程式：2NaCl(熔融)2NaCl 2，得出生成标准状况下 11.2 L氯气，故 D错误。= = = = =电 解 方 法 规 律 以物质的量为中心的换算关系
8、NA的正误判断考法感悟1(2018全国卷) NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A16.25 g FeCl 3水解形成的 Fe(OH)3胶体粒子数为 0.1NAB22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为 18NAC92.0 g 甘油(丙三醇)中含有羟基数为 1.0NAD1.0 mol CH 4与 Cl2在光照下反应生成的 CH3Cl分子数为 1.0NA解析：选 B Fe(OH) 3胶体粒子是若干个 Fe(OH)3的集合体，A 项错误；氩气是单原子分子，标准状况下，22.4 L氩气的物质的量为 1 mol，含有的质子数为 18NA，B 项正确；92.0 g 甘油的物质的量为 1 m
9、ol，每个甘油分子含有 3个羟基，所以 1 mol甘油含有的羟基数为 3.0NA，C 项错误；CH 4与 Cl2发生取代反应生成的有机物除了 CH3Cl以外，还有4CH2Cl2、CHCl 3和 CCl4，生成的 CH3Cl分子数小于 1.0NA，D 项错误。2(2018全国卷) 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 P 4中所含 PP键数目为 4NAB100 mL 1 molL 1 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 SO 2和 1 mol O2催化
10、反应后分子总数为 2NA解析：选 C 124 g P4的物质的量为 1 mol，每个 P4分子中含有 6个 PP键，所以含有 PP键数目为 6NA，A 项错误；Fe 3 在水溶液中能发生水解，100 mL 1 molL1 FeCl3溶液中所含 Fe3 的数目小于 0.1NA，B 项错误；标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为 0.5 mol，每个甲烷和乙烯分子都含有 4个氢原子，所以含有氢原子数目为2NA，C 项正确；SO 2和 O2的化合反应为可逆反应，2 mol SO2和 1 mol O2催化反应后，混合气体的物质的量大于 2 mol，即分子总数大于 2NA，D 项错误。题点
11、精析解答阿伏加德罗常数应用题的“六大关注点”关注点 1.看气体摩尔体积的使用条件及物质所处的状态对点练1判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)常温常压下，22.4 L Cl 2中含有的分子数为 6.021023个( )(2)标准状况下，80 g SO 3的体积约为 22.4 L( )(3)2.24 L CO2中含有的原子数为 0.3NA( )(4)标准状况下，22.4 L N 2和 O2的混合气体中含有的分子数为 NA( )(5)用惰性电极电解食盐水，若线路中通过 NA电子的电量，则阳极产生气体 11.2 L( )答案：(1) (2) (3) (4) (5)关注点 2.注意
12、某些物理量与物质所处的状况无关设置一些与计算无关的干扰条件，如给出非标准状况下的气体的物质的量或质量，干扰正确判断。具体为物质的量或质量与物质所处状况无关。物质的量或质量确定时，物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。对点练2判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。5(1)常温常压下，3.2 g O 2所含的原子数为 0.2NA( )(2)标准状况下，18 g H 2O所含的氧原子数目为 NA( )(3)常温常压下，40 g SO 3中含 2NA个原子( )(4)常温常压下，92 g NO 2和 N2O4的混合气体中含有的原子总数为 6NA( )(5)常温常压下，14 g 由
13、N2与 CO组成的混合气体含有的原子数目为 NA( )答案：(1) (2) (3) (4) (5)关注点 3.记住特殊物质的组成与结构记住最简式相同的物质，如 NO2和 N2O4，乙烯和丙烯(C 3H6)等，如质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等。记住特殊物质的结构，如 Na2O2是由 Na 和 O 构成，而不是 Na 和 O2 ；NaCl 为22离子化合物，只有离子，没有分子等。熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，常考查的特殊微粒如 Ne、D 2O、 18O2、O 3、P 4、H 37Cl、OH、OH 等。记住物质中所含化学键的数目，如 1 mol硅中含
14、 SiSi键的数目为 2NA,1 mol SiO2中含 SiO键的数目为 4NA，再如 H2O2、C nH2n2 中化学键的数目分别为 3、3 n1 等。记住摩尔质量相同的物质，如 N2、CO、C 2H4等。对点练3判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)7.8 g Na2O2中含有的阴离子数为 0.1NA( )(2)12 g NaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为 0.3NA( )(3)78 g苯中含有碳碳双键的数目为 3NA( )(4)将 0.1 mol FeCl3溶于水中形成胶体后含有胶体粒子的数目为 0.1NA( )(5)1.8 g重水(D 2O)中含 NA个中子(
15、 )(6)丙烯和环丙烷组成的 42 g混合气体中氢原子的个数为 6NA( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6)关注点 4.注意溶液中电解质的行为题目常在难电离、易水解粒子的数目计算，电解质组成，溶液体积等因素上设置陷阱。解题时注意以下陷阱。是否指明了溶液的体积。是否有弱电解质或可水解的盐，如 1 L 0.1 molL1 的乙酸溶液和 1 L 0.1 molL1 的乙酸钠溶液中，含有 CH3COO 的数目不相等且都小于 0.1NA。所给条件是否与电解质的组成有关，如 pH1 的 H2SO4溶液， c(H )0.1 molL1 ，与电解质的组成无关；而 0.05 molL1 的
16、Ba(OH)2溶液， c(OH )0.1 molL1 ，与电解质的组成有关。6对点练4判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)1 L 1 molL1 的 Na2CO3溶液中含有 NA个 CO ( )23(2)1 L 0.5 molL1 CH3COOH溶液中，CH 3COO 的个数为 0.5NA( )(3)0.1 molL1 的 NaHSO4溶液中，阴、阳离子的数目之和为 0.2NA( )(4)等体积、等物质的量浓度的 NaCl和 KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为 2NA( )(5)25 时，pH13 的 1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的 OH 数目为 0.2NA(
17、)(6)1.0 L 1.0 molL1 的 NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为 2NA( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) 关注点 5.记住特殊氧化还原反应中电子转移的数目反应 物质 转移电子的物质的量或电子数目1 mol Na2O2 1 mol或 NANa2O2CO 2(或 H2O)1 mol O2 2 mol或 2NACl2NaOH 1 mol Cl2 1 mol或 NA1 mol Cl2 2 mol或 2NACl2Fe1 mol Fe 3 mol或 3NA说明：在 Cl2和 Fe的反应中，无论 Cl2的量多少，反应产物均是 FeCl3，故 1 mol Fe参加反应
18、失去 3 mol e ；1 mol Cl 2和 H2O反应时，由于该反应为可逆反应，Cl 2转移电子小于 1 mol 或 NA对点练5判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为 0.3NA( )(2)1 mol Na与 O2反应，生成 Na2O和 Na2O2的混合物，转移的电子数为 NA( )(3)1 mol Na2O2与足量 CO2充分反应转移的电子数为 2NA( )(4)向 FeI2溶液中通入适量 Cl2，当有 1 mol Fe2 被氧化时，共转移的电子数目为 NA( )(5)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为 2NA( )
19、(6)H2O2分解制得标准状况下 1.12 L O2，转移电子数目为 0.2NA( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) 关注点 6.记住物质转化中存在的一些特殊反应或隐含反应隐含“可逆反应”2SO2O 2 2SO3,2NO2N 2O4， 催 化 剂 N23H 2 2NH3，Cl 2H 2OHCl HClO。 高 温 、 高 压 催 化 剂7隐含“浓度的变化”MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O，= = = = = Cu2H 2SO4(浓) CuSO4SO 22H 2O，= = = = = Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O。隐含
20、“存在反应”在混合气体 NO和 O2中会发生反应：2NOO 2=2NO2,2NO2 N2O4。隐含“钝化”常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化” 。隐含反应物的“用量”有些反应，反应物的用量不同，产物不同，如 CO2与碱溶液的反应，少量 CO2生成正盐，足量 CO2生成酸式盐；Na 2CO3与盐酸的反应；石灰水与 NaHCO3溶液的反应等。对点练6判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)密闭容器中 2 mol NO与 1 mol O2充分反应，产物的分子数为 2NA( )(2)50 mL 12 molL1 盐酸与足量 MnO2共热，转移的电子数为 0.3NA( )(3)常
21、温下，56 g 铁片投入足量硫酸中生成 NA个 SO2分子( )(4)在密闭容器中加入 1.5 mol H2和 0.5 mol N2，充分反应后可得到 NH3的分子数为NA( )(5)标准状况下，22.4 L NO 2气体中所含分子数为 NA( )答案：(1) (2) (3) (4) (5)1 NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )A0.1 mol Fe 在 0.1 mol氯气中充分燃烧时转移的电子数为 0.3NAB0.1 mol 乙烷和丙烯的混合物所含氢原子数目为 0.6NAC64 g 的 后可得到 NA个 SO3分子SO2与 足 量 的 O2充 分 反 应D标准状况下，2.2
22、4 L 含有的分子数目为 0.1NA四 氯 化 碳做 一 当 十 C项：注意该反应为可逆反应，常见的可逆反应有：H2I 22HI 、2SO 2O 22SO 3、2NO 2N 2O4。D项：注意标准状况下，CCl 4为液体。 解析：选 B 0.1 mol Fe在 0.1 mol氯气中充分燃烧，Fe 剩余，则转移电子数为0.2NA，A 项错误；乙烷和丙烯的分子式分别为 C2H6、C 3H6，故 0.1 mol该混合物含有 0.6NA8个 H原子，B 项正确；SO 2与 O2的反应为可逆反应，SO 2不可能完全反应生成 SO3，故得到SO3的分子数小于 NA，C 项错误；标准状况下，CCl 4为液体
23、，2.24 L CCl4的物质的量远大于 0.1 mol，故所含分子数目远大于 0.1NA，D 项错误。2 NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )A1 L 0.1 molL 1 NaF溶液中含有 0.1NA个 FB32 g 转移电子数为 2NA硫 跟 足 量 金 属 铜 反 应C48 g O 2和 O3的混合气体中含有 3NA个氧原子D1 mol H 2O中含有 2NA个共价键做 一 当 十 A项：注意 F 在水溶液中水解，常涉及的离子有CO 、SO 、HCO 、HS 、S 2 、CH 3COO 等。23 23 3B项：注意变价元素发生反应时电子的转移，如CuS、Cl 2NaOH、
24、NaO 2、FeCl 2。 解析：选 A A 项，1 L 0.1 molL1 NaF溶液中 F 由于发生水解，其数目小于0.1NA，错误；B 项，根据反应 2CuS Cu2S可知，32 g硫跟足量铜反应转= = = = = 移电子数为 2NA，正确；C 项，48 g O2和 O3的混合气体中氧原子数为 NA3 NA，正确；4816D项，1 个 H2O分子中含有 2个 HO键，故 1 mol H2O中含有 2NA个共价键，正确。3计算下列粒子的数目。(1)0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与_个 NH3分子中所含氢原子数相等。(2)0.3 mol CH4分子中所含质子数与_个 H2O分子中
25、所含质子数相等。2.4 g TO中所含中子数为_，1.5 g CH 中的电子数为 _，15.6 g Na2O2中的阴182 3离子数为_。(3)分子数为 0.5NA的 CO2分子的质量是_。(4)9.5 g A分子的物质的量是 0.25 mol，A 的摩尔质量是_， N个 B分子的质量是 m g，则 B的摩尔质量是_，24 g O3的分子数与_g 18O2的分子数相等。答案：(1)0.2 NA (2)0.3 NA 1.4 NA 0.8 NA 0.2 NA (3)22 g (4)38 gmol1 gmol1 18NAmN4在一定条件下， m g NH4HCO3完全分解生成 NH3、CO 2、H
26、2O(g)，按要求填空。(1)若所得混合气体对 H2的相对密度为 d，则混合气体的物质的量为_，NH 4HCO3的 为_(用含 m、 d的代数式表示)。摩 尔 质 量9(2)所得混合气体的密度折合成标准状况为 gL1 ，则混合气体的平均摩尔质量为_。(3)在该条件下，所得 NH3、CO 2、H 2O(g)的体积分数分别为 a%、 b%、 c%，则混合气体的平均相对分子质量为_。做 一 当 十 掌握求算气体摩尔质量的五种常用方法根据标准状况下气体的密度( )： M 22.4 Lmol1 。根据气体的相对密度 ： D。(D 1 2) M1M2根据物质的质量( m)和物质的量( n)： M 。mn根
27、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 。NAmN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： Ma% b% c%，其中 a%、 b%、 c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体M1 M2 M3积分数)。 解析：(1)混合气体对 H2的相对密度为 d，则混合气体平均相对分子质量等于 2d，混合气体总质量为 m g，则混合气体的物质的量为 mol。m2dNH4HCO3 NH3CO 2H 2O= = = = = 1 1 1 1NH4HCO3与生成气体的物质的量之比为 13，则 n(NH4HCO3) mol， M(NH4HCO3) m6d
28、 mm6dgmol1 6 d gmol1 。(2)混合气体的平均摩尔质量 (混合气体) V m22.4 gMmol1 。(3)混合气体的平均相对分子质量等于各气体的摩尔质量乘以各成分的体积分数之和， (混合气体) M(NH3)a% M(CO2)b% M(H2O)c%17 a%44 b%18 c%。M答案：(1) mol 6 d gmol1 (2)22.4 gmol1m2d(3)17a%44 b%18 c%考点(二) 阿伏加德罗定律及推论 【精讲精练快冲关】知能学通1阿伏加德罗定律(1)概念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。10(2)注意事项阿伏加德罗定律的适用范围是
29、气体，其适用条件是三个“同” ，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相同这一结论，但所含原子数不一定相同。2阿伏加德罗定律的推论描述 关系同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比 V1V2 n1n2同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比 p1p2 n1n2三正比同温同压下，气体的密度比等于它们的摩尔质量(或相对分子质量)之比 1 2 M1M2同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量(或相对分子质量)成反比 V1V2 M2M1二反比 同温同体积下，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量(或相对分子质量)成反比 p1p2 M2M1一连比同温同压下，同体积的任何气
30、体的质量比等于它们的密度之比，也等于它们的摩尔质量(或相对分子质量)之比 m1m2 1 2 M1M2题点练通1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：选 C 由于 12C18O和 14N2的相对分子质量不相等，故体积相等的两种气体的质量不相等，因此密度不相等，A 项错误；1 个 12C18O分子中有 16个中子，1 个 14N2分子中有14个中子，二者均为双原子分子，原子数相等，即分子数相等，但中子数不等，B 项错误；12C18O和 14N2均为 1
31、4电子分子，同温同压下，体积相等则分子数相等，所具有的电子数相等，C 项正确；每个 12C18O和 14N2分子内均有 14个质子，由于二者的相对分子质量不相等，故等质量的两种分子所具有的质子数不相等，D 项错误。2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11C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：选 C 等质量的气体，其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比
32、，若 M(甲) M(乙)，则分子数：甲乙，A 项错误；若 M(甲) M(乙)，则物质的量：甲乙，B 项错误；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 项正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，D 项错误。3等温等压下，有质子数相等的 CO、N 2、C 2H2三种气体，下列叙述中正确的是( )A体积之比为 131314B密度之比为 141413C质量之比为 111D原子数之比为 111解析：选 B CO、N 2、C 2H2三种气体中每个分子的质子数均为 14，摩尔质量分别为 28 gmol1 、28 gmol 1 、26 gmol 1 。质子数相等的三种气体物质的量相等，体积之
33、比为 111，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为 282826141413，质量与摩尔质量成正比，则质量之比为 141413，每分子 CO、N 2、C 2H2分别含原子数为2、2、4，则原子数之比为 112。4(2019哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO 2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是( )A充入的 CO分子数比 CO2分子数少B甲容器的体积比乙容器的体积小CCO 的摩尔体积比 CO2的摩尔体积小D甲中 CO的密度比乙中 CO2的密度小解析：选 D 质量相等的 CO和 CO2的物质的量之比为 117，在温度和压强相同时体积比为 1
34、17，但摩尔体积相同，其密度之比为 711。5.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 HI NH3 H2 NO气体 Y Cl2 HCl Cl2 O2A. BC D解析：选 C 同温同体积下，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。中 Cl22HI= =2HClI 2，常温下，碘呈固态，充分12反应后，气体的物质的量为 1.5a mol；中 NH3HCl= =NH4Cl，反应后无气体；中不反应(光照或点燃条件下才反应)；中发生反应
35、 2NOO 2=2NO2,2NO2N 2O4，反应后气体的物质的量介于 a mol与 1.5a mol之间，故 C项正确。考点(三) 以物质的量为中心的计算 【多角探明无盲点】以物质的量为中心的综合运算，常与化学方程式结合起来进行解答，涉及的运算方法主要有比例式法和关系式法，而解题常用的守恒法是化学学科中的一种基本思想和方法，包括质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒。比例式法(1)应用原理2Na 2H 2O=2NaOHH 2化学计量数之比： 2 2 2 1扩大 NA倍： 2 NA 2 NA 2 NA NA物质的量之比： 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol结论：化学方程式中各物
36、质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比。(2)解题步骤典例 1 (2016上海高考)CO 2是重要的化工原料，也是应用广泛的化工产品。CO 2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，NH 4HCO3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)CO2和 KO2有下列反应：4KO22CO 2 2K 2CO33O 24KO24CO 22H 2O 4KHCO 33O 2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 H
37、2O的量应该是多少？列式计算。解析 (1)碳酸氢铵分解的化学方程式为13NH4HCO3 H2ONH 3CO 2，从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)2 n(NH4HCO3)22.00 mol4.00 mol，则V(混合气体)4.00 mol 22.4 Lmol1 89.6 L，即分解产物经干燥后的体积为 89.6 L。答案 (1)89.6(2)设反应前密封舱内 H2O的物质的量为 n。4KO2 4CO 2 2H 2O 4KHCO 3 3O 22 n n 1.5 n4KO2 2CO 2 2K 2CO3 3O 29
38、2 n 1.5(92 n)根据题意生成氧气 9 mol，所以有 1.5n1.5(92 n)9 mol，解得 n3 mol，即反应前密封舱内 H2O的物质的量为 3 mol。对点练1某种矿石中铁元素以氧化物 FemOn形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取 25.0 g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入 10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体 3.6 g。剩下滤液用浓度为 2 molL1 的酸性 KMnO4溶液滴定，至终点时消耗 KMnO4溶液体积为 25.0 mL。(提示：2Fe 3 Cu= =2Fe2 Cu 2 ，8H
39、 MnO 5Fe 2 =Mn2 5Fe 3 4H 2O)4(1)计算该铁矿石中铁元素的质量分数_。(2)计算氧化物 FemOn的化学式_( m、 n为正整数)。解析：(1)样品中的铁元素在加入铜粉后全部转变为 Fe2 ，Fe 2 再被酸性 KMnO4溶液滴定。8H MnO 5Fe 2 =Mn2 5Fe 3 4H 2O41 50025 L2 molL 1 n(Fe2 )则 ，15 0.025 L2 molL 1n Fe2 可得 n(Fe2 )50.025 L2 molL 1 0.25 mol，故样品中铁元素的质量分数为100%56%。0.25 mol56 gmol 125.0 g(2)反应消耗铜
40、的物质的量 n(Cu) 0.1 mol， 10 3.6 g64 gmol 1142Fe3 Cu= =2Fe2 Cu 22 1n(Fe3 ) 0.1 mol则 ，可得 n(Fe3 )20.1 mol 0.2 mol，根据铁原子守恒得 n(Fe2 )21 n Fe3 0.1 mol0.25 mol0.2 mol0.05 mol， n(Fe2 ) n(Fe3 ) 14，所以该氧化物的化学式可表示为 Fe5O7(或 FeO2Fe2O3)。答案：(1)56% (2)Fe 5O7(或 FeO2Fe2O3)关系式法(1)应用原理关系式是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可
41、以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。(2)解题步骤典例 2 (2018全国卷节选)测定三草酸合铁酸钾K 3Fe(C2O4)33H2O中铁的含量。(1)称量 m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀 H2SO4酸化，用 c molL1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_。(2)向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀 H2SO4酸化，用 c molL1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗 KMnO4溶液 V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为_。解析 (1)滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不
42、变色。(2)三草酸合铁酸钾中的铁元素为3 价，样品溶解后在溶液中电离出 Fe3 ，加入锌粉后将 Fe3 还原为Fe2 ：Zn2Fe 3 =2Fe2 Zn2 ，再用 KMnO4溶液滴定，将 Fe2 氧化为 Fe3 ，MnO 转化4为 Mn2 ：MnO 5Fe 2 8H =Mn2 5Fe 3 4H 2O，可得关系式：45Fe3 5Fe 2 MnO 。4已知 n(MnO )( cV103 )mol，4则 n(Fe3 )(5 cV103 )mol，15则 m(Fe3 )(5 cV103 56)g，该晶体中铁的质量分数 w(Fe) 100% 100%。 5cV10 356 gm g 5cV56m1 00
43、0答案 (1)粉红色出现 (2) 100%5cV56m1 000对点练2黄铁矿主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取 0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的 SO2气体与足量 Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为 0.020 00 molL1 的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗 K2Cr2O7标准溶液 25.00 mL。已知：SO 22Fe 3 2H 2O=SO 2Fe 2 4H 24Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27(1)样品中 FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)_(保留 1位小数)。(2)煅烧 10 t上述
44、黄铁矿，理论上产生 SO2的体积(标准状况)为_L，制得 98%的硫酸质量为_t。解析：(1)据方程式：4FeS 211O 2 2Fe2O38SO 2= = = = =高 温 SO22Fe 3 2H 2O=SO 2Fe 2 4H 24Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27得关系式：Cr2O 6Fe 2 3SO 2 FeS227321 320020 00 molL 1 0.025 00 L m FeS2120 gmol 1m(FeS2)0.090 00 g，样品中 FeS2的质量分数为 90.0%。(2)4FeS211O 2 2Fe2O38SO 2= = = = =
45、高 温 4 mol 8 moln(SO2)10106 g0.9120 gmol 1n(SO2)1.510 5 mol， V(SO2)3.3610 6 L。由 SO2 SO 3H 2SO41 mol 98 g1.5105 mol m(H2SO4)98%得 m(H2SO4)1.510 7 g15 t。16答案：(1)90.0% (2)3.3610 6 15守恒法(一)守恒法的应用原理及解题步骤(1)应用原理所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变” 。一切化学反应都遵循守恒规律，在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。(2)解题步骤(二)高考中常考的三种守恒关系1原子(质量)守恒解题的一般步骤为找出要关注的原子 或原子团 ，利用反应前后原子数目、种类不变列出等式，如含有 1 mol FeS2硫铁矿中，完全反应 不考虑过程损耗 制得 H2SO4的物质的量，可根据反应过程中 S原子守恒，得到 nH 2SO4 2 nFeS 2 2 mol。注意 在利用质量守恒定律时，常要根据题意找出反应时相关物质的质量比，再用此比例进行推导、计算。典例 3 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解 28.4
