2010届高三化学一轮考点精讲精析（59）：化学中的常用计量

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2010届高三化学一轮考点精讲精析
考点59 化学中的常用计量
考点聚焦
1、掌握物质的量及其单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积的涵义。
2、掌握物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状态下）之间的相互关系。
3、通过基本计算问题的讨论，培养学生的计算思维能力。
知识梳理
1、
n
2、理解阿伏加德罗定律和以下的推论
①同T、P时，= =；②同T、P时， =；
③同T、V时，=； ④同T、P、V时，=；
⑤同T、P、m时，=。
试题枚举
【例1】（2004江苏）阿佛加德罗常数约为6.02×1023mol—1，下列叙述正确的是
A．标准状况下，2.24L苯中约含有3.612×1023 碳原子
B．常温常压下，氧气和臭氧的混和物16g中约含有6.02×1023 个原子
C． 25℃时，1LpH=13的氢氧化钠溶液中约含6.02×1023个氢氧根离子
D．0.5molCH4中约含有3.01×1024 个电子
解析：由于苯为液体，无法知道2.24L苯物质的量，所以A不正确。25℃时1LpH=13的氢氧化钠溶液中含氢气氧根的物质的量0.1mol即6.02×1022 即C不正确。B中16gO2与O3混和 物即含1mol氧原子。D中由于1molCH4含10mol电子，所以0.5mol中含电子数0.5×6.02×1023=3.01×1024个
答案：B、D
【例2】下列说法正确的是（ ）
A．1mol任何物质在标准状况下的体积都约是22.4L
B．0.5 mol氢气的体积为11.2L
C．在标准状况下，各为1mol的二氧化硫、三氧化硫的体积均约为22.4L
D．在20L恒容密闭容器中，充入1mol的氮气和3mol氢气，达平衡后有0.5mol的氮气反应，平衡后混合气体的体积仍为20L
解析：A．不正确，只有1mol气体在标准状况下的体积都约是22.4L，不能说任何物质。
B．不正确，因为没有指明标准状况。
C．不正确，因为三氧化硫在标准状况下不是气体。
D．正确，因为不论在任何条件下，气体都将充满整个容器。
答案：D
【例3】若以w1和w2分别表示浓度为amol·L—1和bmol·L—1氨水的质量分数，且知2a=b，则下列推断正确的是（氨水的密度比纯水的小）
A．2w1= w2 B．2 w2= w1 C．w2>2 w1 D．w1>w2>2 w1
解析：对于氨水来讲，浓度越大，密度反而越小。然后利用质量分数和物质的量浓度的转换关系，进行判断。
答案：C
【例4】假设12C相对原子质量为24，如果以0.024kg12C所含的原子数为阿伏加德罗常数，下列数值肯定不变的是
A．气体摩尔体积常数(标准状况)
B．标准状况下16g O2所占体积
C．O2的相对分子量
D．一定条件下，跟2gH2相化合的O2的物质的量
解析：以0.024kg12C所含的原子数为阿伏加德罗常数，则阿伏加德罗常数变为原来的2倍，即1mol气体的含的分子数为原来的2倍，A项变化了。B项明确了气体的温度、压强和质量，体积一定，不随原子量标准及阿伏加德罗常数的改变而改变。对于C项，由于12C相对原子质量变为原来的2倍，则任何元素的相对原子质量均变为原来的2倍，各种分子相对分子质量也将扩大为原来的2倍，即此时的O2相对分子质量变为64，对于D项，与2gH2相化合的O2的质量是不变的，因为O2的摩尔质量改变，故O2的物质的量也发生改变。
答案：B
【例5】设N表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是：
A．标准状况下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体22.4L，所含的气体的分子数约为N个
B．标准状况下，22.4LNO和11.2L氧气混合，气体的分子总数约为1.5N个
C．常温下，2.3g金属钠变成钠离子时，失去的电子数目为0.1N个
D．常温下，18g重水所含中子数为10N个
解析：A．正确，任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体 22.4L，气体的总物质的量为1mol，因此含有N个分子。
B．不正确，因为NO和氧气一接触就会立即反应生成二氧化氮。
C．正确，2.3g钠是0.1mol钠原子，钠原子变成离子的反应为：Na-e=Na+
0.1mol钠原子就失去0.1mol电子，也就是0.1NA个电子。
D．不正确，重水分子（D2O）中含有10个中子，分子量为 20，18g重水所含中子
数为：10×18g/20g· mol-1=9mol。
答案：AC
【例6】在25℃、100kPa条件下，将15L O2通往10LCO和H2的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。
（1） 若剩余气体的体积是15L，则原CO和H2的混合气中：V(CO)=______L,V(H2)____L.
（2） 若剩余气体的体积为aL，则原CO和H2的混合气中V(CO): V(H2)=_____________。
（3） 若剩余气体的体积为aL，则a的取值范围是____________________.
解析：本题以H2 、CO燃烧反应为载体考查化学计算能力及由具体到一般的科研能力，审题关键：①2CO+ O=2CO2，2 H2+ O2=2 H2 O，反应物之间化学计量数比相同，推知完全燃烧，耗O2体积是H2 、CO混气体积1/2。②H2 、CO之间比值与O2剩余无关，一定剩余10L。③剩余气体混合物经干燥，一定不含H2 O，混合气成分为CO2、O2。
（用守恒法和极限法求解）：由化学方程式2CO+ O=2CO2，2 H2+ O2=2 H2 O（液）知，10LH2 、CO混合气（无论其体积比如何）消耗的O2体积恒为5L。剩余的气体为O2（10L）和CO2的混合气，且由碳原子数目守恒知V（CO2）=V（CO）
（1）剩余气体15L，其中O2为10L，则V（CO2）=5L，V（H2）=10L-V（CO2）=5L，V（CO2）=V（CO）=5L。
（2）剩余气体为aL，则其中CO2为V（CO2）=aL—10L，V（CO）= V（CO2）=（a—10）L，V（H2）=10L—V（CO）=10L—（a—10）L=20L—Al，V（CO）/V（H2）=
（3）因剩余气体中一定有10L O2，故a>10。设10L原气体全是CO，则最多有10L CO2，故a <20。A的取值范围是10答案：（1）5L 5L （2） （3）10【例7】Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到224mLNO气体（标准状况）。求：
（1） 写出Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式。
（2） 产物中硝酸铜的物质的量。
（3） 如混合物中含0.01moLCu，则其中Cu2O、CuO的物质的量分别为多少？
（4） 如混合物中Cu的物质的量为X，求其中Cu2O、CuO的物质的量及X的取值范围。
解析：本题为混合物的计算，若建立方程组求解，则解题过程较为繁琐。若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解，则可达到化繁为简的目的。
（1） 利用电子守恒进行配平。3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2 + 2NO↑+7H2O
（2） 利用N原子守恒。n（HNO3）== 0.06mol，n（NO）== 0.01mol，
则n（Cu(NO3)2）==（0.06-0.01）/2=0.025mol
（3） 本题混合物中虽含有Cu、Cu2O和CuO三种物质，但参加氧化还原反应的只有 Cu、Cu2O，所以：
转移电子总数：n（e-）= n（NO）×3==0.03mol
Cu提供电子数：0.01×2=0.02mol
Cu2O提供电子数：0.03-0.02=0.01mol n（Cu2O）=0.01/2=0.005mol
n（CuO）=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol
（4） 根据（3）解法可得n（Cu2O）=0.015-Xmol n（CuO）=X-0.005mol。根据电子守恒进行极端假设：若电子全由Cu提供则n（Cu）=0.015mol；若电子全由Cu2O提供则n（Cu2O）=0.015mol，则n（Cu2+）==0.03mol大于了0.025mol，说明n（Cu）不等于0，另根据n（CuO）=X-0.005mol要大于0可得n（Cu）>0.005mol。所以0.005mol < n（Cu）<0.015mol。
【例8】向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：
（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。
（2）若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少
解析：（1）由于CO2和KOH反应时物质的量之比不同则产物不同，故可根据CO2和KOH反应时物质的量之比对产物进行讨论。由：①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3可知n（CO2）/n（KOH）=1/2时产物为K2CO3，n（CO2）/n（KOH）=1时产物为KＨCO3，所以n（CO2）/n（KOH）<1/2时，KOH 过量则产物为K2CO3＋KOH ； 1/2< n（CO2）/n（KOH）<１时，对于①反应来说二氧化碳过量而对于②反应来说二氧化碳量不足，所以产物为K2CO3＋KHCO3 ；n（CO2）/n（KOH）>１时，二氧化碳过量，则固体产物为KHCO3。 答案为：①K2CO3＋KOH ②K2CO3 ③K2CO3＋KHCO3 ④KHCO3
（2）由：①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3
22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g
2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g
∵ 13.8g＞11.9g＞10.0g
∴ 得到的白色固体是 K2CO3和KHCO3的混合物。
设白色固体中 K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即
①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3
x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol
x mol＋y mol＝2.24L/22.4mol L—1＝0.100 mol （CO2）
138g mol—1 × x mol 100 g mol—1 × y mol＝11.9g （白色固体）
解此方程组，得
x＝0.0500mol （K2CO3）
y＝0.0500mol （KHCO3）
∴ 白色固体中 ，K2CO3 质量为 138g mol—1 × 0.0500mol＝6.90g
KHCO3质量为 100 g mol—1 ×0.0500mol＝5.00g
消耗 KOH 物质的量为
2x mol＋y mol＝2×0.0500mol＋0.0500mol＝0.150mol
∴所用 KOH 溶液物质的量浓度为
0.150mol/0.300L ＝ 0.500 mol L—1
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V
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N
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×NA
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÷Vm
×Vm
×M
×V(aq)
÷V(aq)
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