2012年高考化学 备考冲刺之易错点点睛系列 专题四 化学计量在实验中的应用（学生版）2012年高考化学 备考冲刺之易错点点睛系列 专题四 化学计量在实验中的应用（学生版）【高考预测】化学常用计量是化学计算的基础，贯穿于高中化学始终，是高考的必考内容。主要通过阿伏加德罗常数的应用来考查物质的量、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、化学原理等计算中的应用。2012年会继续考查阿伏加德罗常数，主要从概念的内涵、物质在标准状况下的状态、溶液的体积及在溶液中存在状态等角度设问。借助阿伏加德罗定律考查气体温度、压强、体积、分子数、密度等量之间的关系将成为另一热点。一定物质的量浓度溶液的配制实验在社会生活、生产、科技等背景下与其他知识的综合考查也是命题趋势。【知识导学】一、以物质的量为中心的各化学量的相互关系 二、物质的量浓度 1在运用气体摩尔体积时应把握22.4 L/mol的使用条件是标准状况下的气体。如SO3、CHCl3、苯、辛烷等，在标准状况下为非气体，命题者常把这些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让考生落入陷阱。而有些物质虽是气体，但给出的气体数值没有指明是否在标准状况下，也不能直接利用22.4 L/mol(换算其物质的量)。2一些物质变化具有一定的隐蔽性，有时需要借助方程式分析才能挖掘出其隐含的变化情况。如NO2存在与N2O4的化学平衡，NH、Al3、CO等存在水解平衡。考生若不注意挖掘隐含变化，往往会误入歧途。3在计算溶液的物质的量浓度时，溶液的体积要用溶液的质量除以溶液的密度求得，并且要把溶液的体积单位换算为“L”而不是“mL”。在计算溶质的质量分数时，氨水的溶质以NH3计算，而不是NH3H2O；硫酸铜溶液的溶质是CuSO4，而不是CuSO45H2O等。4由于容量瓶只有一个刻度(标线)，所以配制80 mL溶液应选100 mL的容量瓶，应以配制100 mL溶液的标准计算溶质的量，并且指明所需仪器为100 mL的容量瓶。三、气体摩尔体积1条件：考查气体时经常给定非标准状况，如常温常压下(1.01105 Pa、25时)等。2物质状态：考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如H2O、SO3、己烷、辛烷、CHCl3等。3物质结构：考查一定物质的量的物质中含有多少微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)时常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2等双原子分子，以及O3、P4等。4氧化还原反应：考查指定物质参加氧化还原反应时，常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、电子转移(得失)数目方面的陷阱。如：Na2O2H2O；Cl2NaOH；电解AgNO3溶液；Cu与S反应等。5电离、水解：考查电解质溶液中粒子数目或浓度时常设置弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。6一些物质中的化学键数目，如SiO2、Si、CH4、P4、S8、CO2、烃(如烷烃中单键数)等。7常见的可逆反应如2NO2N2O4，弱电解质的电离平衡等。8摩尔质量：特殊物质如D2O、18O2等。四、关于阿伏加德罗定律及其推论1阿伏加德罗定律在相同温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。2推论(1)同温同压下，气体的物质的量与其体积成正比：T、p相同；(2)温度、体积相同的气体，压强与其物质的量成正比：T、V相同；(3)分子数相等，温度相同的气体，压强与其体积成反比：n、T相同；(4)同温同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比：T、p相同；(5)同温同压下，体积相同的气体，相对分子质量与其质量成正比：T、p、V相同。五、以物质的量为核心的计算1“一个中心”：必须以物质的量为中心。2“两个前提”：在应用Vm22.4 Lmol1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”：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；摩尔质量与相对分子质量间的关系；“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)。【易错点点睛】【例1】设NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）A.在标准状况下，以任意比例混合的CH4与CO2 的混合物22.4L，所含有的分子数为NA B.在标准状况下，NA 个H2O 分子所占体积为22.4LC.常温常压下，活泼金属从盐酸中置换出1molH2，发生转移的电子数为2NAD.常温常压下，28g氮气含有的核外电子数为10 NA 【错误分析】本题易错选D项。主要原因是部分同学考虑了氮原子的核外电子排布时，只注意到最外层电子数为5而忽略了内层电子数为2，从而得出错误结论。【答案】本题的正确选项为A、C【解析】在标准状况下，1mol任何气体所占体积都约为22.4L。因为决定它们体积大小的因素是气体分子间的距离，而不是分子本身体积的大小。因此对于混合气体，此结论也一定成立（混合气体在标准状况下能自发反应，而导致反应前后气体分子数不等除外如：NO和O2 ）。所以在标准状况下1mol混合气体所占体积也是22.4L。反过来在标准状况下每22.4L气体所含分子数就一定是NA 。A项正确。在标准状况下H2O 并不是气态。而对于液体或固体物质来说，决定它们体积的因素是粒子本身的大小。不同粒子，其本身大小不同，体积也就不同。在标准状况下，1mol的H2O的体积不是22.4L.B项不正确。物质的量和质量都是与温度、压强无关的基本物理量。也就是说，1mol物质在任何温度下，所含粒子数都仍为阿伏伽德罗常数（条件是该物质在此温度下能存在且不发生反应）因此当+1价的氢被活泼金属还原成0价的氢时，只要有1molH2生成，就必然转移2mol电子，即转移电子总数为2NA（不管是标况还是常压）。C正确。氢原子核外有7个电子，氮气分子核外有14个电子。则1molN2含有的核外电子数就是14NA.D项不正确。【易错点点睛】解阿伏伽德罗常数为背景的选择题应注意的问题1.物质的状态 水在标准状况下不是气态；SO3 在标准状况下是固态，常温常压下是液态；在标准状况下，含碳原子数大于四而小于16的烃是液态。2.某些物质分子中的原子个数。例如稀有气体为单原子分子，臭氧为三原子分子，白磷为四原子分子。3.一些物质结构中化学键的数目。例如SiO2、Si、CH4 、P4等。4.特殊物质的摩尔质量。例如D2O、T2O、18O2、D2等。5.较复杂的氧化还原反应中，求算电子转移数目。如Na2O2和水，Cl2和NaOH溶液反应等。6.用到22.4L.mol-1时，必须注意气体是否处于标准状况。7.某些离子或原子团是否水解，引起离子数目变化等。【例2】把aL硫酸铵和硝酸铵的混合液分成两等份，一份加入bmol 烧碱并加热，刚好把NH3 全部赶出。另一份需消耗cmolBaCl2,沉淀反应刚好完全，原溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为( )A. mol.l-1 B. mol.l-1C. mol.l-1 D. mol.l-1 【错误分析】解题过程中容易忽略离子反应是在混合溶液分成两等份以后进行的，用关系式求出NH4+、SO42-的物质的量误认为就是原溶液中NH4+和SO42-的物质的量，造成错选A。【答案】本题的正确选项为D【解析】对于混合溶液，首先分析溶液中有哪些离子，再分别求出各种离子的物质的量，利用电荷守恒法求解。离子反应有：NH4+OH-=NH3+H2O, Ba2+SO42-=BaSO4由题意可知，aL混合液分成两等份：其中一份有:NH4+ OH-, 另一份有：Ba2+ SO42- bmol bmol cmol cmol则aL混合液中，有2bmolNH4+,有2cmolSO42-,在溶液中，根据电荷守恒有：2bmol1=2cmol2+c(NO3-)aL1,得c(NO3-)= mol.l-1【易错点点睛】对于物质的量浓度的计算问题应准确掌握概念、公式，在应用时，还要注意溶质的质量守恒、物质的量守恒及溶液的电荷守恒、质量守恒等。一、关于物质的量浓度的计算主要包括：1. 溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算。可运用公式:n=m/M,c=n/V或运用倍数关系算出1L溶液中所含溶质的物质的量。2. 已知气体溶质的体积（标准状况下）、水的体积和溶液的密度，计算溶液的物质的量浓度。应先运用n=V(气体)/22.4L.mol-1,求出溶质的物质的量，运用V（溶液）=m/求出溶液的体积。3. 计算溶液中的离子浓度，需根据溶质的电离方程式，算出离子的物质的量。二、溶液中的溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算C=1000w/M按此公式换算即可三、溶液稀释或混合的计算根据稀释前后，溶液中溶质的物质的量不变的公式或溶质的质量不变的公式计算有关问题。四、HCl、NH3 等气体经喷泉实验所得溶液浓度的无数据巧算方法: 令气体体积（标准状况）为1L（不论溶液是否充满烧瓶）喷泉后溶液体积亦为1L，故c=1/22.4mol.L-1为恒值；但w不为恒值，可根据气体摩尔质量、溶液密度来进行计算。【例3】实验室里需用480mL0.1mol/L的硫酸铜溶液，现选取500mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是() A. 称取7.68g硫酸铜，加入500mL水B. 称取12.0g胆矾配成500mL溶液C. 称取8.0g硫酸铜，加入500mL水D. 称取12.5g胆矾配成500mL溶液【错误分析】由于要配置480mL0.1mol/L的硫酸铜溶液，因此需要溶质的质量为：（1）若溶质为硫酸铜，则0.481600.1=7.68g，因此选择A选项；（2）若溶质为CuSO4.5H2O，0.482500.1=12.0g；因此选择B选项。错误原因：（1）没有注意容量瓶的规格和特点。由于容量瓶为容量500mL,且容量瓶只有一个刻度（标线），因此只能用该仪器配制500mL的溶液；（2）配制溶液时，所得的体积应该是溶液的体积，而不是加入的水的体积。 【答案】本题的正确选项为D。【易错点点睛】要配制500mL0.1mol/L的CuSO4溶液需CuSO4 0.05mol即胆矾：0.05mol250g/mol1=12.5g，CuSO4为8g，所需溶液为500mL，而不是加水的体积为500mL，故A、B、C都不对。【4】 在相同温度时，下列两个反应放出的热量分别为Q1和Q2：2H2（气）+O2（气）= 2H2O（气）+Q12H2（气）+O2（气）= 2H2O（液）+O2则下列判断正确的是（）AQ1Q2 BQ1=Q2 CQ1Q2 DQ2=2Q1【答案】 C【解析】 由于物质呈现哪一种聚集状态是跟它们含有的能量有关的，所以为了精确起见，要注明反应物和生成物的状态，才能确定放出或吸收的热量的多少。根据物质由气态变成其液态会放出热量，可推知在压强为1.01105Pa、温度为25条件下所测得的数据是Q2Q1，应选C为答案。【易错点点睛】误选A为答案，是由于把Q2与Q1的大小搞颠倒了，造成了失误。 【