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本章体系构建一、从实验学化学本章体系构建二、物质的量及其计算基础专题整合基础专题整合关于阿伏加德罗常数考题常见陷阱设置方式关于阿伏加德罗常数的考查是高考题中出现几率极大的题型,该类试题所涉及的知识面广,细节性要求较高。常见的设错方式具体分析如下:1.前提条件:前提条件是指问题设置的前提(外界因素),如标准状况、常温常压、温度为25℃(或20℃)、压强为1.01×105Pa等。若后面设置的量为物质的体积,则需考虑两个问题,一是所给物质是否为气体,二是物质所处环境是否为标准状况,二者缺一不可;若后面所给的是物质的质量或物质的量,则无需考虑物质所处环境是否为标准状况。2.物质的状态:只有气体才可用气体摩尔体积,要注意识别一些易混淆的液体或固体,如水在标准状况时为液体或固体,在100℃及以上才为气体;SO3在标准状况下为固体,常温常压下为液体,温度较高时才为气体;在标准状况下,碳原子数小于等于4的烃为气态,碳原子数大于4、小于等于16的烃为液态,碳原子数大于16的烃为固态;甲醛在通常情况下为气体等。基础专题整合3.基本概念:如物质变化、摩尔质量、胶体与胶粒、等电子体等概念,在应用分析时需加以注意。4.物质结构:包括原子、分子(含有机物和无机物)等各种粒子变换或转化关系、分子结构(所含质子数、电子数、中子数等)、晶体结构(所含化学键数、质点数等)。如Si、SiO2、CH4等物质结构中化学键数目,CO2、H2S等结构中共用电子对数目。5.氧化还原反应:包括电子得失情况分析或一些特殊的氧化还原反应分析、求算电子转移数等。例如:Na2O2+H2O、Cu+S、Al+NaOH+H2O等。6.电解质溶液:这方面知识是高考考查较多的一类问题,因其本身涉及概念较多,如电离、水解、电解、强弱电解质、非电解质等,有些还容易混淆,需注意。例如,1molNa2CO3晶体和溶液中CO32-的数目,前者为1mol,后者小于1mol(考虑水解)。基础专题整合7.化学平衡:主要是要注意将化学平衡知识(如不可能全部转化、断键方向与数目等)与NA知识结合起来处理问题。8.特殊问题:解题时,对有些特殊问题需注意,如稀有气体是单原子分子、臭氧是三原子分子、混合气体问题的分析等。又如某些物质的相对分子质量的计算,如D2O、18O2等。对于阿伏加德罗常数的正误判断,有以下问题需引起注意:一是认真审题,看清楚题干要求,是选正确的还是选不正确的;二是剖析陷阱,如物质状态、电离情况、组成结构等。若给出的是物质的体积,一看条件是否为标准状况,二看此物质是否为气体。若给出的是物质的质量或物质的量,则与外界条件无关;对于气体还须注意是稀有气体(单原子分子)还是其他气体等。基础专题整合【对点训练】NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是()A.在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2,充分反应后可得到NH3分子数为NAB.一定条件下,2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NAC.1.0L的0.1mol/LNa2S溶液中含有的S2-数为0.1NAD.标准状况下,22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA解析:因合成氨的反应为可逆反应,不能进行到底,故A项错误;2.3g钠(0.1mol)不论生成氧化钠还是过氧化钠,都生成+1价的Na+,都会失去0.1mol电子,故B项正确;因S2-在溶液中会发生水解,故其数目小于0.1NA,C项错误;标准状况下CCl4是液态,故D项错误。答案:B基础专题整合基础专题整合化学计算中的常用方法解题虽然没有一成不变的方法模式,但应建立解题的基本思维模式:题示信息+基础知识+逻辑思维。掌握正确的解题方法能简化解题过程,提高解题能力。常用的解题技巧有:一、差量法1.差量法的应用原理差量法是指根据化学反应前后物质的量发生变化,找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例,然后求解。如:2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ/molΔm(固)Δn(气)ΔV(气)2mol1mol2mol221kJ24g1mol22.4L(标况)基础专题整合2.使用差量法的注意事项①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用。3.差量法的类型及应用①质量差法【对点训练】取一定量的CuO粉末与0.5L稀硫酸充分反应后,将一根50g铁棒插入上述溶液中,至铁棒质量不再变化时,铁棒增重0.24g,并收集到224mL气体(标准状况)。求此CuO粉末的质量。基础专题整合解析:由题意可知,CuO粉末与稀硫酸充分反应后,硫酸过量。引起铁棒质量变化时涉及下列两个反应:①Fe+H2SO4FeSO4+H2↑②Fe+CuSO4FeSO4+Cu其中①反应使铁棒质量减少,②反应使铁棒质量增加,两者的代数和为0.24g。①Fe+H2SO4FeSO4+H2↑Δm156g1mol56g0.01mol0.56gΔm2-Δm1=0.24g,Δm2=Δm1+0.24g=0.56g+0.24g=0.8g。设CuO的物质的量为x,则CuSO4的物质的量也为x,②Fe+CuSO4FeSO4+CuΔm21mol8gx0.8g求得x=0.1mol,m(CuO)=0.1mol×80g/mol=8g。答案:8g基础专题整合②体积差法【对点训练】一定条件下,合成氨气反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%,与反应前的体积相比,反应后体积缩小的百分率是()A.16.7%B.20.0%C.80.0%D.83.3%解析:N2+3H22NH3ΔV1L3L2L2L取平衡时混合气体100L,其中含20LNH3。生成2LNH3,原气体总体积减少2L;则生成20LNH3,原气体总体积减少20L。所以,原始氮气和氢气总体积为120L,反应后体积缩小的百分率为20L/120L×100%=16.7%。答案:A基础专题整合二、关系式法物质间的一种简化的式子,解决多步反应,计算最简捷。多步反应中建立关系式的方法:1.叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)⇒⇒由木炭、水蒸气制取NH3的关系为3C~4NH3。2.元素守恒法4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO经多次氧化和吸收,由N元素守恒知:NH3~HNO3。基础专题整合3.电子转移守恒法NH3HNO3,O22O2-由得失电子总数相等知,NH3经氧化等一系列过程生成HNO3,NH3和O2的关系为NH3~2O2。基础专题整合【对点训练】取KI溶液25mL,向其中滴加0.4mol/L的FeCl3溶液135mL,I-完全反应生成I2:2I-+2Fe3+I2+2Fe2+。将反应后的溶液用CCl4萃取后分液,各分出的水溶液中通入Cl2至0.025mol时,Fe2+恰好完全反应。求KI溶液的物质的量浓度。基础专题整合解析:依题意,有:,本题可用关系式法求解。由上述两个反应及电子转移守恒理论,得I-与Cl2之间的关系式:2I-~Cl2。设KI的物质的量是x。2I-~Cl221x0.025mol21=𝑥0.025mol,x=0.05mol。c(KI)=0.05mol0.025L=2mol/L。答案:2mol/L基础专题整合三、极值法1.极值法的含义极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值,进行判断分析,求得结果。2.极值法解题的基本思路极值法解题有三个基本思路:(1)把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。(2)把混合物假设成纯净物。(3)把平行反应分别假设成单一反应。基础专题整合3.极值法解题的关键紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落点。4.极值法解题的优点极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题,使解题过程简化,解题思路清晰,把问题化繁为简,由难变易,从而提高解题速度。基础专题整合【对点训练】已知25℃下,0.1mol/L某二元酸(H2A)溶液的pH大于1,其酸式盐NaHA溶液的pH小于7。取等体积的H2A溶液和NaOH溶液混合后,所得溶液的pH等于7,则酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比是()A.小于0.5B.等于0.5C.大于0.5且小于1D.大于1且小于2基础专题整合解析:因为0.1mol/LH2A的pH大于1,所以H2A是弱酸,则H2A与NaOH生成正盐(Na2A)时,由于Na2A水解,溶液显碱性,pH大于7,此时酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比是1∶2=0.5。现已知混合液的pH等于7,故H2A必须过量,NaOH溶液的浓度只能小于0.2mol/L,所以二者的物质的量浓度之比一定要大于0.5,即最小值大于0.5。又因为H2A与NaOH反应生成酸式盐(NaHA)时,溶液的pH小于7,所以NaHA溶液显酸性,此时酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比是1∶1,要使溶液的pH等于7,二者的物质的量浓度之比的最大值要小于1。由此可知,酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比在0.5与1之间。答案:C基础专题整合四、平均值规律及应用1.依据:若XAXB,则XA𝑋XB,𝑋代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。2.应用:已知𝑋可以确定XA、XB的范围;或已知XA、XB可以确定𝑋的范围。解题的关键是要通过平均值确定范围,很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作出判断。基础专题整合【对点训练】铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4480mLNO2气体和336mL的N2O4气体(气体的体积已折算到标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为()A.9.02gB.8.51gC.8.26gD.7.04g基础专题整合解析:被还原的硝酸共有0.23mol,则4.6g铜和镁的合金为0.115mol,故合金的平均摩尔质量为4.6g0.115mol=40g/mol,氢氧化物的平均相对分子质量为:40+17×2=74。故形成的氢氧化物沉淀为:(4.6g÷40g/mol)×74g/mol=8.51g或0.115mol×74g/mol=8.51g。本题也可以用整体思维方法,采用守恒法来解。沉淀的质量等于合金的质量与其沉淀的OH-的质量之和,而Cu、Mg沉淀的OH-的物质的量等于其失去电子的物质的量,根据得失电子守恒规律,Cu、Mg失去电子的物质的量等于被还原的硝酸的物质的量,则沉淀的质量=4.6g+0.23mol×17g/mol=8.51g。答案:B