高考化学题型专讲之
物质的量与阿伏加德罗常数( 1)
考纲要求
1、了解物质的量的单位——摩尔 (mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。
2、了解分子、原子、离子等概念的含义。了解原子团的定义。
3、熟记并正确书写常见元素的名称、符号、离子符号。
4、熟悉常见元素的化合价。能根据化合价正确书写化学式(分子式),或根据化学式判断化合价。
5、了解原子结构示意图、分子式、结构式和结构简式的表示方法。
6、了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。
7、了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。
8、了解元素、核素和同位素的含义。
9、了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
10、了解原子核外电子排布。
11、了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。
题型特点
这类题型是高考热点,几乎每年必考。解题时不仅要求基本概念明确,而且知识覆盖面大,要求学生思维严密,审题细心。
解题策略
解答时,要注意相似概念的区分,对物质的微观结构要认识清楚。本题型常见的陷阱设置有:
( 1)物质状态。考查气体摩尔体积时,常与在标况下非气态物质结合,如乙醇、碳原子数大于 5的烷烃、水等。而对于气体则常给出非标准状况,如常温常压等。
( 2)物质结构。考查一定量物质中所含微粒(分子、原子、质子、中子、电子、共价键等)数,常涉及稀有气体等单原子分子、氯气、氧气等双原子分子及 D 2 O等特殊物质,化学键的数目则常有 P 4、 Si、 CH 4等物质。
( 3)氧化还原反应。考查制定氧化还原反应时,常涉及氧化剂、还原剂、被氧化、被还原、转移电子数等问题,常见的一些特殊反应是重点,如 Na 2 O 2与水的反应等。
( 4)弱电解质的电离和盐的水解。考查电解质溶液中粒子数目及浓度大小时,常涉及弱电解质的电离和盐的水解,如 FeCl 3溶液中 Fe 3+的数目等。
( 5)其他情况。如不定体系, NO 2与 N 2 O 4的混合气体,可逆反应的电子转移及反应热等。
题型示例
[ 2012·课标全国卷] 9.用 N A表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是
A.分子总数为 N A的 NO 2和 CO 2混合气体中含有的氧原子数为 2 N A
B. 28 g乙烯和环丁烷( C 4 H 8)的混合气体中含有的碳原子数为 2 N A
C.常温常压下, 92 g的 NO 2和 N 2 O 4混合气体含有的原子数为 6 N A
D.常温常压下, 22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为 2 N A
答案: D
【解析】 NO 2、 CO 2分子中均含有 2个氧原子,故 N A个 CO 2和 NO 2分子混合气体中含有的氧原子数为 2 N A, A正确;乙烯和环丁烷的最简式相同,为 CH 2, 28 g混合气体中含有的碳原子数: 28/14× N A= 2 N A, B正确; NO 2和 N 2 O 4的最简式也相同, 92 g混合气体中含有的原子数:× 3 N A= 6 N A, C正确;常温常压下, 22.4 L氯气不是 1 mol,故转移的电子数不是 2 N A, D错。
知识要点
(一)物质的量及相关概念
1、概念、定律
2、基本计算公式及关系
物质的量与其它量之间的换算恒等式:
知识网络:
3、使用时应注意的问题
( 1)物质的量只规定了所含粒子数目的多少,但并没规定粒子种类,所以,使用摩尔时应注明所指粒子是哪种。
( 2)标准状况下, 1 mol任何气体的体积都约是 22.4 L(或气体在标准状况下的摩尔体积约是 22.4 L· mol -1)。同温同压下,气体的体积只与气体物质的量有关,而与气体分子的种类无关。同温同压下 1 mol任何气体的体积都相等,但未必等于 22.4 L。
( 3)从溶液中取出一部分,物质的量浓度不变。
溶液稀释前后,溶质的物质的量不变。计算公式: c浓• V浓= c稀• V稀
4、气体摩尔体积的常见应用
( 1)由标准状况下气体密度求相对分子质量: ;
( 2)由相对密度求气体的相对分子质量:若为对 H 2的相对密度则为: ,若为对空气的相对密度则为: ;
( 3)求混合气体的平均相对分子质量( ):即混合气体 1 mol时的质量数值。在已知各组成气体的体积分数时见①,若为质量分数见②:
① ;
② ;
( 4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式。
( 5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。
( 6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。
5、混合气体的平均摩尔质量的计算
( 1)已知混合物质的总质量 m(混)和总物质的量 n(混): M(混)=;
( 2)已知标准状况下混合气体的密度: M(混)= 22.4ρ(混);
( 3)已知同温同压下混合气体的密度是一种简单气体 A的密度的倍数:=;
( 4)已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数:
M(混)= Ma× A%+ Mb× B%+ Mc× C%+……。
(二)一定物质的量浓度溶液的配制
1、主要仪器:量筒、托盘天平(砝码)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。
2、容量瓶
构造、特点:只有一个刻度;瓶身标有使用时的温度及容量瓶的容积。
注意事项:①使用前要检查是否漏水,并用蒸馏水洗净。②不能用作物质反应或溶解或稀释的容器,热溶液需要冷却后才能转移到容量瓶中。③不能长期存放溶液。
3、溶液的配制方法和步骤:
计算→称量→溶解→转移→洗涤→振荡→定容→摇匀→装瓶。
例:配制 500 mL、 0.1 mol/ L碳酸钠溶液。
第一步:计算:所需碳酸钠的质量为 克。
第二步:称量:在天平上称量碳酸钠固体,并将它倒入小烧杯中。
第三步:溶解:在盛有碳酸钠固体的小烧杯中加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使其溶解。
第四步:移液:将溶液沿玻璃棒注入 500 mL容量瓶中。
第五步:洗涤:用蒸馏水洗烧杯 2— 3次,并沿玻棒注入容量瓶中。
第六步:定容:倒水至刻度线 1— 2 cm处改用胶头滴管滴到与凹液面平直。
第七步:摇匀:盖好瓶塞,上下颠倒、摇匀。
第八步:装瓶、贴签。
注意事项:
①配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质按所配溶液的体积在选定的容量瓶中定容,因而不需要计算水的用量。
②不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。这是因为在配制的过程中是用容量瓶来定容的,而容量瓶的规格又是有限的,常用的有 50 mL、 100 mL、 250 mL、 500 mL和 1000 mL等。所以只能配制体积与容量瓶容积相同的一定物质的量浓度的溶液。
③在配制一定物质的量浓度的溶液时,不能直接将溶质放入容量瓶中进行溶解,而要在烧杯中溶解,待烧杯中溶液的温度恢复到室温时,才能将溶液转移到容量瓶中。这是因为容量瓶的容积是在 20℃时标定的,而绝大多数物质溶解时都会伴随吸热或放热过程的发生,引起温度的升降,从而影响到溶液的体积,使所配制的溶液的物质的量浓度不准确。
④将容量瓶反复颠倒、振荡后,出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况,主要是部分溶液的润湿容量瓶磨口时有所损失,以及粒子间隔减小造成的,这时不能再向容量瓶中加入蒸馏水。
4、误差分析:
关键看溶质或溶液体积的量的变化。依据来判断。
常出现误差的方面有:
固体药品的称量与液体药品的量取是否准确;
把溶液向容量瓶中转移,有溶液洒落;
未洗涤烧杯和玻璃棒;
用待配液润洗了容量瓶;
定容时水加多了或加少了;
定容时未平视刻度线。