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专题二物质的量化学计算第1课时物质的量物质的量浓度命题调研(2016～2019四年大数据)2016～2019四年考向分布核心素养与考情预测核心素养：证据推理、宏观辨识与微观探析和变化守恒考情解码：本部分内容为化学基础知识，化学计算的必需工具，历年考查以NA为阿伏加德罗常数考查、物质的量和浓度计算，一定物质的量浓度配制数据处理等方向，预测在2020年选考中该知识点作为基础知识仍是必考内容，必须让学生掌握“见量化摩、遇问设摩”的方法，理解物质变化的守恒思想，分析物质微观和宏观的联系。真题重现A.1molCH2===CH2分子中含有的共价键数为6NAB.500mL0.5mol·L－1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NAC.30gHCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NAD.2.3gNa与O2完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间1.(2019·浙江4月选考，19)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是()解析1个CH2===CH2分子中包含4个单键和1个双键，而1个双键中有2个共价键，故1molCH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA，A项正确；500mL0.5mol·L－1的NaCl溶液中含有的微粒包括Na＋、Cl－、H2O、H＋、OH－，故微粒数大于0.5NA，B项正确；HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O，故30gHCHO和CH3COOH混合物中含“CH2O”的物质的量为1mol，含C原子数为NA，C项正确；2.3gNa与O2完全反应，不论生成Na2O还是Na2O2，转移的电子数均为0.1NA，D项不正确，故选D。答案D2.(2018·课标全国Ⅲ，8)下列叙述正确的是()A.24g镁与27g铝中，含有相同的质子数B.同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同C.1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1D.1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同答案B解析24g镁与27g铝的物质的量均为1mol，但Mg、Al的质子数分别为12、13，A项错误；1molO2含有16mol电子，1molO3含有24mol电子，质量相同(设为mg)的O2、O3含有的电子的物质的量分别为m32×16mol＝m2mol、m48×24mol＝m2mol，B项正确；1molD2O含有10mol中子，1molH2O含有8mol中子，C项错误；1molCH3—CH3含有7mol共价键，1molCH2===CH2含有4molC—H键，1molC===C键，D项错误。3.(2019·浙江1月学考)配制500mL0.100mol·L－1的NaCl溶液，部分实验操作示意图如下：下列说法正确的是()A.实验中需用的仪器有：天平、250mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等B.上述实验操作步骤的正确顺序为①②④③C.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤，干燥后才可用D.定容时，仰视容量瓶的刻度线，使配得的NaCl溶液浓度偏低解析A项、配制500mL0.100mol·L－1NaCl溶液用到的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，故A错误；B项、配制一定物质的量浓度的溶液的步骤有计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等，操作步骤正确的顺序为②①④③，故B错误；C项、容量瓶用蒸馏水洗净后，由于后面还需要加入蒸馏水定容，所以不必干燥，故C错误；D项、定容时仰视容量瓶的刻度线，则所加蒸馏水偏多，溶液的体积V偏大，溶液的浓度偏低，故D正确。答案D4.(2019·浙江1月学考)为探究某铜的硫化物的组成，取一定量的硫化物在氧气中充分灼烧，将生成的气体全部通入盛有足量的H2O2和BaCl2的混合液中，得到白色沉淀11.65g；将灼烧后的固体(仅含铜与氧2种元素)溶于过量的H2SO4中，过滤，得到1.60g红色固体，将滤液稀释至150mL，测得c(Cu2＋)＝0.50mol·L－1。已知：Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O请计算：(1)白色沉淀的物质的量为________mol。(2)该铜的硫化物中铜与硫的原子个数比n(Cu)∶n(S)＝________。解析(1)二氧化硫通入盛有足量的H2O2和BaCl2的混合液中，得到11.65g硫酸钡白色沉淀，n(BaSO4)＝11.65g÷233g/mol＝0.05mol；(2)由S原子个数守恒可知硫化物中n(S)＝0.05mol，由Cu原子个数守恒可知n(Cu)＝1.60g÷64g/mol＋0.50mol·L－1×0.15L＝0.025mol＋0.075mol＝0.1mol，则n(Cu)∶n(S)＝n(Cu)∶n(S)＝2∶1。答案(1)0.05(2)2∶15.(2018·北京理综，26)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)CaSO4·0.5H2O取ag所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用bmol·L－1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知：H3PO4摩尔质量为98g·mol－1)解析H3PO4＋2NaOH===Na2HPO4＋2H2O98g2molm(H3PO4)10－3bcmolm(H3PO4)＝4.9×10－2bcg，则精制磷酸中H3PO4的质量分数为4.9×10－2bcgag×100%＝4.9bca%。答案4.9bca%6.(2016·上海卷)CO2是重要的化工原料，也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。完成下列计算：(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3，NH4HCO3很容易分解。2.00molNH4HCO3完全分解，分解产物经干燥后的体积为________L(标准状况)。(2)某H2中含有2.40molCO2，该混合气体通入2.00LNaOH溶液中，CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应，该NaOH溶液的浓度为_______________________。(3)CO2和KO2有下列反应：4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O24KO2＋4CO2＋2H2O===4KHCO3＋3O2若9molCO2在密封舱内和KO2反应后生成9molO2，则反应前密封舱内H2O的量应该是多少？列式计算。(4)甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料：CH4＋H2O(g)――→催化剂△CO＋3H2已知：CO＋2H2――→催化剂△CH3OHCO2＋3H2――→催化剂△CH3OH＋H2O300molCH4完全反应后的产物中，加入100molCO2后合成甲醇。若获得甲醇350mol，残留氢气120mol，计算CO2的转化率。解析(1)碳酸氢铵分解的化学方程式为：NH4HCO3=====△H2O＋NH3↑＋CO2↑，从反应的化学方程式可以看出，分解产物经干燥后，所得气体为NH3和CO2，且n(NH3)＋n(CO2)＝2n(NH4HCO3)＝2×2.00mol＝4.00mol，则V(混合气体)＝4.00mol×22.4L/mol＝89.6L，即分解产物经干燥后的体积为89.6L。(2)根据题意要求，2.40molCO2被完全吸收，NaOH也完全反应，则反应的产物可能是Na2CO3(此时NaOH溶液的浓度最大)或NaHCO3(此时NaOH溶液的浓度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物。用极值思想分析两个特殊情况：①CO2＋NaOH===NaHCO3，n(NaOH)＝n(CO2)＝2.40mol，则c(NaOH)＝2.40mol2.00L＝1.20mol/L；②CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，n(NaOH)＝2n(CO2)＝4.80mol，则c(NaOH)＝4.80mol2.00L＝2.40mol/L；综合①、②可知，NaOH溶液的浓度应该1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L。(3)方法一依题意，9molCO2在密封舱内和KO2反应后生成9molO2，即n(CO2)∶n(O2)＝1∶1，通过观察题给两个化学反应方程式可知，当把两个化学反应方程式相加时正好符合题目要求：8KO2＋6CO2＋2H2O===2K2CO3＋4KHCO3＋6O2所以有n(H2O)＝13n(CO2)＝13×9mol＝3mol，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。方法二设反应前密封舱内H2O的物质的量为n4KO2＋4CO2＋2H2O===4KHCO3＋3O22nn1.5n4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O29－2n1.5×(9－2n)根据题意生成氧气9mol，所以有1.5n＋1.5×(9－2n)＝9mol，解得n＝3mol，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。(4)方法一CH4＋H2O――→催化剂△CO＋3H2300mol300mol900mol设CO2的转化率为α，CO的转化率为βCO＋2H2――→催化剂△CH3OH300βmol600βmol300βmolCO2＋3H2――→催化剂△CH3OH＋H2O100αmol300αmol100αmol根据题意，共生成350mol甲醇，所以有300βmol＋100αmol＝350mol①式根据题意，反应后残留氢气120mol，则实际参加反应的氢气为900mol－120mol，所以有600βmol＋300αmol＝900mol－120mol②式由①②式可得α＝0.8，即设CO2的转化率为80%。方法二在合成甲醇的反应中，氢元素在生成物中有两种存在形式，一是存在于甲醇中，二是存在于水中，设CO2的转化率为αCH4＋H2O――→催化剂△CO＋3H2300mol900molCO2＋3H2――→催化剂△CH3OH＋H2O100αmol100αmol根据题意，反应后残留氢气120mol，则实际参加反应的氢气为900mol－120mol，根据反应中氢元素原子的守恒可有：900mol－120mol＝350mol×2＋100αmol，解得α＝0.8，即设CO2的转化率为80%。答案(1)89.6(2)2.4mol/L≥c(NaOH)≥1.2mol/L(3)8KO2＋6CO2＋2H2O===2K2CO3＋4KHCO3＋6O2n(CO2)∶n(H2O)＝6∶2n(H2O)＝(9mol/6)×2＝3mol(4)300molCH4完全反应产生H2900mol设CO2转化率为α，CO转化率为β300β＋100α＝350600β＋300α＝900－120α＝80%或设CO2转化率为α900－350×2－100α＝120α＝80/100＝80%1.(2018·课标全国Ⅱ，11)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.常温常压下，124gP4中所含P—P键数目为4NAB.100mL1mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NAC.标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD.密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA考向一阿伏加德罗常数解析每个P4分子中含6个P—P键，124gP4的物质的量为1mol，含6molP—P键，A项错误；该溶液中虽然含0.1molFeCl3，但由于Fe3＋部分水解，即溶液中Fe3＋数目小于0.1NA，B项错误；标准状况下，11.2L甲烷和乙烯的混合气体为0.5mol，根据1molCH4和1molC2H4均含4molH原子可知，0.5mol混合气体中含2molH原子，C项正确；SO2和O2的反应为可逆反应，即反应后容器中同时含有SO2、O2和SO3，分子总数大于2NA，D项错误。答案C1.高考常涉及到的关于NA的命题角度总结备考策略考查方向涉及问题物质状态在标准状况下非气态物质。如H2O、HF、苯、己烷、CHCl3、CCl4、酒精、SO3、辛烷等物质结构一定物质的量的物质中含有的微粒(分子、原子、电子、质子等)数，如Na2O2；或一些物质中的化学键数目，如CH4、P4等氧化还原反应电子