(共47张PPT)
专题二 化学计量及其应用
考点一 阿伏加德罗常数及其应用
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2.(2025·云南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L CH4中原子的数目为5NA
B.1 mol 18O所含中子的数目为10NA
C.28 g Fe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA
D.0.1 L 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA
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3.(2025·河北卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.18 g H2O晶体内氢键的数目为2NA
B.1 L 1 mol·L-1的NaF溶液中阳离子总数为NA
C.28 g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为2NA
D.铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为2NA
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1.突破NA的“五大陷阱”
(1)重“两看”,排“干扰”。
①看气体是否处于标准状况。常温常压(25 ℃,101 kPa)、室温(20 ℃)都不是标准状况。
②看标准状况下物质是否为气体,如H2O、SO3、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH、CH3COOH、Br2、HF、NO2等在标准状况下均为非气态。
③物质的量、物质的质量、摩尔质量不受温度、压强等外界条件的影响。
[特别提醒] 苯环中无碳碳双键。
⑤记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4的摩尔质量均为28 g·mol-1。
⑥含NA个Fe(OH)3的氢氧化铁胶体中,胶粒数小于NA。
(3)理解“反应”,抓准“价态”。
①同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。
如Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只作为氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既作为氧化剂,又作为还原剂。Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作为氧化剂,又作为还原剂;而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作为氧化剂。NO2与水反应,NO2既作为氧化剂,又作为还原剂。
②量不同,所表现的化合价不同。
如Fe和HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+,Fe过量,生成Fe2+。
③氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。
如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
④注意氧化还原的顺序。
如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
(4)细“审题”,明“原理”。
①是否指明了溶液的体积。
②是否有弱电解质或可水解的盐,如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L-1的乙酸钠溶液中含有CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA。
③所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;而0.05 mol·L-1的Ba(OH)2 溶液中,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
2.[模型构建]——“三步”突破NA的有关判断
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1.(2025·韶关模拟)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,11.2 L NH3与11.2 L HF均含有5NA个质子
B.常温下,1 L pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的OH-数目为10-9NA
C.5.8 g丁烷充分裂解,生成物中乙烷的分子数为0.1NA
D.4.4 g C2H4O中最多含0.7NA个σ键
解析:标准状况下,HF为液体,故不能根据Vm=22.4 L·mol-1计算其物质的量,A错误;醋酸钠为强碱弱酸盐,促进水的电离,故水电离出的OH-数目为10-5NA,B错误;5.8 g丁烷的物质的量为0.1 mol,但丁烷可能发生裂解生成乙烷和乙烯,也可能发生裂解生成甲烷和丙烯,所以充分裂解0.1 mol丁烷,生成乙烷的分子数小于0.1NA,C错误;C2H4O的同分异构体中含σ键最多的是环氧乙烷,4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol,故最多含0.7NA 个σ键,D正确。
2.(2025·湛江一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.25 ℃、101 kPa时,11.2 L CO中含有的原子数为NA
B.1 L 1 mol·L-1Fe(SCN)3溶液中含有Fe3+的数目为NA
C.1 mol HCOOH与足量CH3OH在一定条件下反应,生成酯基的数目为NA
D.1 mol C2H2中含π键的数目为2NA
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解析:25 ℃、101 kPa,11.2 L CO的物质的量不是0.5 mol,含有的原子数不是NA,A错误;Fe(SCN)3溶液中铁元素主要以Fe(SCN)3分子形式存在,Fe3+的数目小于NA,B错误;酯化反应为可逆反应,1 mol HCOOH与足量CH3OH在一定条件下反应,生成酯基的数目小于NA,C错误;C2H2的结构简式为HC≡CH,碳碳三键中有1个σ键和2个π键,故1 mol C2H2中含π键的数目为2NA,D正确。
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考点二 一定物质的量浓度
溶液的配制
1.(1)(2025·安徽卷)配制饱和食盐水,下列仪器中需要使用的有________________(填名称)。
烧杯、玻璃棒
(2)(2025·甘肃卷)下图所示玻璃仪器中,配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器名称为________________。
容量瓶、烧杯
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2.(高考组合题)下列实验操作对应的装置正确的是( )
A.(2025·江苏卷)配制草酸溶液 B.(2024·甘肃卷)配制一定浓度的NaCl溶液
C.(2024·北京卷)配制一定物质的量浓度的KCl溶液 D.(2025·重庆卷)定容
解析:向容量瓶中加水时,应使用玻璃棒引流,A不正确;配制一定浓度的NaCl溶液时,需要将烧杯中溶解得到的NaCl溶液通过玻璃棒引流转移到选定规格的容量瓶中,B正确;配制一定物质的量浓度的KCl溶液时,定容阶段用玻璃棒引流,玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上,当液面离刻度线约1~2 cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,C不正确;定容时,视线应与凹液面的最低处相平,D不正确。
3.(2022·广东卷)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液,需 5 mol·L-1HAc溶液的体积为________mL。
解析:根据配制前后溶质的物质的量不变,列式:0.1 mol·L-1×0.250 L=5 mol·L-1×V,解得V=0.005 0 L=5.0 mL。
5.0
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是________。
C
解析:移液后摇匀时应用瓶塞塞住容量瓶口,不可用手指压住容量瓶口,且应手持瓶颈轻轻摇动容量瓶,不能上下颠倒,A项错误;定容时眼睛应该平视容量瓶刻度线,且胶头滴管的尖嘴不能伸入容量瓶内,B项错误;转移溶液时用玻璃棒引流,且玻璃棒下端紧靠在容量瓶刻度线以下的内壁上,C项正确;定容后摇匀时应用另一只手托住瓶底,D项错误。
1.一定物质的量浓度溶液的配制流程(以配制100 mL 1.0 mol·L-1NaCl溶液为例)
5.85g
托盘天平(或分析天平)
烧杯
100
2~3
溶液的凹液面与刻度线相切
[误区警示] (1)容量瓶的规格是固定的,不能配制任意体积的溶液;容量瓶是精确配制溶液的仪器,不能用于溶解、稀释和长期贮存液体。
(2)配制Na2CO3 等呈碱性的溶液时,应选用配带塑料塞的容量瓶。
(3)溶液配制过程中,若有任何引起误差的操作都应重新配制。
2.误差分析的方法
(1)理论依据。
(2)误差分析实例。
导致溶液
浓度偏低
的操作 易潮解的药品(如NaOH)在称量纸上称量
左码右物(用托盘天平称量,且使用游码)
洗涤或转移时溶液溅出
未洗涤烧杯内壁及玻璃棒
定容时超过容量瓶刻度线后立即用胶头滴管吸出多余液体
定容时仰视容量瓶刻度线
定容摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线再加水
导致溶液
浓度偏高
的操作 砝码生锈
定容时俯视容量瓶刻度线
未等溶液冷却至室温就定容
[特别提醒] 定容时仰视、俯视容量瓶刻度线对结果的影响
仰视容量瓶刻度线使所配溶液体积偏大,浓度偏低;俯视容量瓶刻度线使所配溶液体积偏小,浓度偏高。
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1.用密度为1.84 g·mL-1、溶质质量分数为98%的浓硫酸配制180 mL 2 mol·L-1稀硫酸。下列操作正确的是( )
A.计算、量取:用20 mL量筒量取19.6 mL浓硫酸
B.溶解、稀释:将浓硫酸倒入烧杯,再加入80 mL 左右的蒸馏水,搅拌
C.转移、洗涤:将冷却至室温的溶液转移到容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒,洗涤液转入容量瓶,重复2~3次
D.定容、摇匀:加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切,摇匀,最后在容量瓶上贴上标签
解析:A.用密度为1.84 g·mL-1、溶质质量分数为98%的浓硫酸配制180 mL 2 mol·L-1稀硫酸,由于实验室没有180 mL 的容量瓶,因此应配制250 mL的溶液,V mL×1.84 g·mL-1×98%=0.250 L× 2 mol·L-1×98 g·mol-1,解得V≈27.2。用50 mL量筒量取27.2 mL浓硫酸,故A错误;B.稀释浓硫酸时应将浓硫酸缓慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,将水倒入浓硫酸中容易导致液体飞溅,造成实验室安全事故,故B错误;C.将稀释并冷却后的溶液用玻璃棒引流至容量瓶中,并用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒,洗涤液也转入容量瓶,重复2~3次,故C正确;D.容量瓶不能长期贮存溶液,定容、摇匀后,应将溶液倒入试剂瓶,并贴上标签,注明溶液成分及浓度,故D错误。
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2.某学生配制了100 mL 1 mol·L-1的硫酸溶液,然后对溶液浓度做精确测定,且测定过程中一切操作都正确,但测得溶质的物质的量浓度大于1 mol·L-1。在配制过程中,下列操作可能导致溶液浓度偏高的是( )
A.用量筒量取浓硫酸后,再用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
B.将浓硫酸在烧杯中稀释,转移到100 mL的容量瓶中后,没有洗涤烧杯
C.在转移过程中用玻璃棒引流,因操作不慎有少量溶液流到了容量瓶外面
D.最后定容时,加水超过了刻度线,马上用胶头滴管吸去多余的水,使溶液凹液面最低处刚好与刻度线相切
解析:用量筒量取浓硫酸,不需要用蒸馏水洗涤量筒,若洗涤且将洗涤液转移到容量瓶中,则会导致溶液浓度偏高,A符合题意;未洗涤烧杯,使溶质H2SO4损失,导致溶液浓度偏低,B不符合题意;少量溶液流到容量瓶外面,使溶质H2SO4损失,导致溶液浓度偏低,C不符合题意;定容时加水超过了刻度线,并马上用胶头滴管吸去多余的水,使溶质H2SO4损失,导致溶液浓度偏低,D不符合题意。