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2019-2020年高一化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)精析精練 物質(zhì)的量小結(jié) 1．“摩爾”是怎樣定義的? 摩爾來源于拉丁文(moles)，原意是大量和堆量。1971年，有14個(gè)國家參加的第十四屆國際計(jì)量大會(huì)做出決定：確定“物質(zhì)的量”為國際單位制的基本物理量，摩爾是“物質(zhì)的量”的單位，“物質(zhì)的量”含有物質(zhì)粒子數(shù)批量的含義；“物質(zhì)的量”四個(gè)字集合在一起有特定的含義，四個(gè)字不能去掉任何兩個(gè)字，也不能加進(jìn)任何一個(gè)字，否則，其意義將完全改變。 國際計(jì)量委員會(huì)于1969年提出，1971年第十四屆國際計(jì)量大會(huì)通過關(guān)于摩爾的定義是： (1)摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0．012kg12C的原子數(shù)目相同。 (2)在使用摩爾時(shí)，基本單元應(yīng)予指明，它們可以是分子、原子、離子、電子及其他粒子，或者是這些粒子的特定組合。 根據(jù)摩爾定義，0．012 kg12C中所含碳原子的物質(zhì)的量就是1摩爾，即摩爾這個(gè)單位是以12g 12C中所含原子的個(gè)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，來衡量其他物質(zhì)中所含基本單元數(shù)目的多少。而阿伏加德羅常數(shù)的定義值是12 g12C中所含原子數(shù)。因?yàn)?．021023是阿伏加德羅常數(shù)的近似值，所以不用它來定義摩爾。 我們在使用摩爾這個(gè)單位時(shí)，要指出粒子的名稱。通常將粒子的符號或化學(xué)式寫在摩爾名稱或符號的后面，如：l摩氧原子、1摩H2、1摩Na+、1摩NaCl等。 2．為什么選用12g碳12所含原子個(gè)數(shù)作為物質(zhì)的量的單位? 這是因?yàn)樘?2中含有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子，且碳12同位素在自然界分布比較多，同時(shí)碳可生成許多碳?xì)浠衔?，便于測定和進(jìn)行比較。 選用12g碳12所含原子數(shù)(阿伏加德羅常數(shù))為1摩爾，那么1摩爾碳12的質(zhì)量就是12g。又由于相對原子質(zhì)量是元素原子的質(zhì)量與碳12原子質(zhì)量的1/12相比較所得的數(shù)值，這樣就使得其他l摩爾任何原子的質(zhì)量有一個(gè)簡單關(guān)系，即1摩爾任何原子的質(zhì)量以克為單位，數(shù)值上等于該種原子的相對原子質(zhì)量。 3．阿伏加德羅常數(shù)有無單位?它的精確數(shù)值為多少? 阿伏加德羅常數(shù)的符號為NA，它不是純數(shù)，其單位為mol-1。 阿伏加德羅常數(shù)最新的測定數(shù)據(jù)是：NA＝6．022 136 71023mol-1(不確定度為110-6)，6．021023為阿伏加德羅常數(shù)的近似值(3位有效數(shù)字)。 1mol水分子中約含6．021023個(gè)水分子，10億人晝夜不停地?cái)?shù)，每人每分鐘數(shù)100個(gè)，需要數(shù) 108萬多年才能數(shù)完! 4．本章考向分析：物質(zhì)的量是教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，又是高考的熱點(diǎn)，它貫穿于整個(gè)中學(xué)化學(xué)教材中。其考查重點(diǎn)主要有： (1)有關(guān)物質(zhì)的量及其濃度的計(jì)算；(2)有關(guān)物質(zhì)的量及其氣體體積的計(jì)算；(3)物質(zhì)組成與反應(yīng)中與NA有關(guān)的判斷；(4)物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算；(5)溶液配制與稀釋的計(jì)算；(6)有關(guān)化學(xué)方程式的綜合計(jì)算等。 研究性學(xué)習(xí) 1．實(shí)驗(yàn)探究 如探索物質(zhì)的量濃度的配制技能以及容量瓶、滴定管等精確儀器的使用；探究阿伏加德羅常數(shù)的測定方法，學(xué)會(huì)分析定量實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因和數(shù)據(jù)處理的一般方法。 2．文獻(xiàn)研究 在學(xué)習(xí)本章課本知識(shí)的同時(shí)，到圖書館或上網(wǎng)查詢查閱有關(guān)資料，就有關(guān)涉及物質(zhì)的量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等知識(shí)計(jì)算及有關(guān)應(yīng)用進(jìn)行收集、整理，并寫出小論文或自己編擬研究性、開放性試題。如怎樣利用實(shí)驗(yàn)室里的常用儀器與藥品設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來測定某氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量的濃度?并選擇最佳實(shí)驗(yàn)方案。試題要求用研究性學(xué)習(xí)的思路考慮問題，提出更優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方案，用整體的思維去考慮問題，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的綜合能力。該題要求既有基本知識(shí)，又要有扎實(shí)的研究性學(xué)習(xí)的意識(shí)。本題還有一點(diǎn)也很重要，反映在評價(jià)上：本題解答若操作簡單、現(xiàn)象明顯、不是化學(xué)教材中講過的常規(guī)方法應(yīng)屆創(chuàng)新，經(jīng)認(rèn)可后可給予獎(jiǎng)勵(lì)?？梢姡芯啃詫W(xué)習(xí)應(yīng)該體現(xiàn)在學(xué)科學(xué)習(xí)的各個(gè)方面，不僅是為了考試，更重要的是在研究性學(xué)習(xí)中提高各種能力和綜合素質(zhì)。 研究性問題： [例]某研究牲學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的定量測定裝置，其中B是底面積為100cm2、高20cm的圓筒狀玻璃容器(帶密封蓋)，上面標(biāo)有以厘米為單位的刻度，其他夾持裝置已略去。 I甲同學(xué)用這套裝置測定出了空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，他的操作過程是：①檢查裝置的氣密性；②加入液體C，調(diào)整 A的高度，使B中液面至刻度15．0cm處；③將過量的鐵粉平鋪在電熱板上，蓋緊容器；④通電加熱鐵粉，待充分反應(yīng)后，冷卻到原來的狀況，調(diào)整A的高度使容器A、B中的液面保持水平，記錄液面刻度。 請回答下列問題： (1)在操作①中檢查裝置氣密性的方法是______________________________。 (2)在該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，下列物質(zhì)不能用于代替鐵粉的有__________。 A.紅磷 B.木炭 C.銅粉 (3)在操作④結(jié)束時(shí)，與裝置B中的液面最接近的刻度是_______________cm(填整數(shù))。 Ⅱ乙同學(xué)欲用此裝置測定鐵在氯氣中燃燒產(chǎn)物的化學(xué)式。他的操作與甲不同之處有：將操作③中鐵粉的質(zhì)量改為1．0g，并使容器B充滿氯氣后，再蓋緊容器。 請回答下列問題： (1)在乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，下列試劑中適合于作液體C的有__________。 A.水 B.氫氧化鈉溶液 C.飽和食鹽水 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，液面在刻度8．8cm處。若將當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件近似看作標(biāo)準(zhǔn)狀況，請據(jù)此計(jì)算生成物FeClx中x的值是____________________(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。 (3)上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比理論值_______________(選填“偏大”或“偏小”)，誤差產(chǎn)生的原因可能是 ________________。 [答案]I (1)蓋緊B的蓋子，向A中加水，使A中的水面高于容器B中的水面，放置一段時(shí)間，若A中的液面不下降，則證明其氣密性良好。 (2)B (3)12 Ⅱ(1)A (2)3．1 (3)偏大；少量氯氣溶解在食鹽水中、氯氣有泄漏、讀數(shù)時(shí)A的液面比B高 能力測試 時(shí)間：150分鐘 總分：120分 顯能測試 一、選擇題(每小題1～2個(gè)選項(xiàng)符合題意，每小題3分，共計(jì)42分) 1．將3．48gFe3O4完全溶解在100mLlmol/L硫酸中，然后加入K2Cr2O7,溶液25mL,恰好使溶液中的Fe2+全部氧化為Fe+3,Cr2O2-7全部轉(zhuǎn)化為Cr3+，則K2Cr2O7溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為 ( ) A.0．05 mol/L B.0．1 mol/L C．0．2 mol/L D.0．3mol/L 答案:B 2．某元素單質(zhì)在室溫下為固體，其密度是5．0 g/cm3，用X光衍射研究該固體表明在邊長為10 nm (1nm=10-9m)的立方體中含2萬個(gè)原子，此元素的相對原子質(zhì)量約為 ( ) A.32 B. 65 C. 120 D. 150 答案:D 3．向10體積水中加入2體積98％濃硫酸(密度1．84g/cm3)，稀釋后硫酸中H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 ( ) A．14．3％ B. 26．4％ C．25．5％ D. 26．8％ 答案:B 4．在等物質(zhì)的量的金屬元素單質(zhì)A和B中，分別加入足量的酸，在A中加入鹽酸，B中加入稀硫酸。反應(yīng)完全后，生成氫氣的體積分別為VA和VB，而且VA≠VB。若要確定反應(yīng)生成物中A和B的化合價(jià)，至少還需知道的數(shù)據(jù)是 ( ) A.VA:VB的值 B.VA(或VB)的值 C.A(或B)的物質(zhì)的量 D.鹽酸和硫酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度 答案:A 5．設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法不正確的是 ( ) A.lmol醋酸的質(zhì)量與NA個(gè)醋酸分子的質(zhì)量相等 B.NA個(gè)氧氣分子和NA個(gè)氫氣分子的質(zhì)量比等于16：1 C．28g氮?dú)馑脑訑?shù)目為NA D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0．5NA個(gè)氯氣分子所占的體積是11．2L 答案:C 6．由CO2、H2和CO組成的混合氣體，在同溫、同壓下與氮?dú)獾拿芏认嗤瑒t該混合氣體中CO2、H2和CO的體積比為 ( ) A．29：8：13 B.22:1：14 C．13：8:20 D．26：16：57 答案:CD 7．將5．12gKOH和KHCO3混合物在260℃煅燒后冷卻至原溫度，發(fā)現(xiàn)混合固體的質(zhì)量減少0．98g，則原混合物中KOH和KHCO3的組成情況是 ( ) A．KOH物質(zhì)的量〉KHCO3物質(zhì)的量 B.KOH物質(zhì)的量＝KHCO3物質(zhì)的量 C．KOH物質(zhì)的量24m時(shí)______________________； 答案:54=b-2m； a=b-2m； (3)當(dāng)a<56m，b<24m時(shí)______________________。 答案:54=22；8la=77b 18．(16分)現(xiàn)有氧化銅和炭粉的混合物共mol，將它在隔絕空氣的條件下加熱。反應(yīng)完全后冷卻，得到殘留固體。 (1)寫出可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________； 答案: 2CuO+C2Cu+CO2↑ CO2+C2CO (2)若氧化銅在混合物中的物質(zhì)的量的比值為x(0b>，先生成沉淀，多余的CO2又把CaCO3溶解一部分，先由Ca(OH)2求沉淀量 Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O 1 mol 1 mol 1 mol b mol bmol b mol 剩余的CO2為(a-b)mol又使CaCO3溶解。 CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 1 mol 1 mol (a-b)mol (a-b)mol 殘留的沉淀共為：6mol-(a-b)mol＝(2b-a)mol 其質(zhì)量：100(2b-a)g ④若a＝2b，CO2與Ca(OH)2恰好反應(yīng)生成Ca(HCO3)2 2CO2+Ca(OH)2＝Ca(HCO3)2 2 1 a＝2b b 最后沒有沉淀生成 ⑤若a>2b，沒有沉淀生成，還余下CO2物質(zhì)的量為(a-2b)mol 說明：由于CO2、Ca(OH)2的量未定，又因多余的CO2還與反應(yīng)的生成物反應(yīng)，這就使計(jì)算復(fù)雜化，今后遇到此類問題也要如此討論求解。 24．(8分)將一定物質(zhì)的量的KClO3加熱使之部分分解，然后再向反應(yīng)后的混合物中加入足量的H2SO4，發(fā)生如下的反應(yīng)：KClO3+5KCl+3H2SO43C12↑+3K2SO4+3H2O。假設(shè)KClO3，為m mol，第一步反應(yīng)KClO3分解率為a，兩步反應(yīng)生成的O2與Cl2總的物質(zhì)的量為n mol。 分析：KClO3只分解一部分，分解的KClO3物質(zhì)的量＝原KClO2物質(zhì)的量m molKClO3分解率a。 根據(jù)KClO3分解反應(yīng)方程式可求生成的O2和KCl物質(zhì)的量。剩余KClO3物質(zhì)的量＝m mol-m mola＝m(1-a)mol。列反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算。 (1)計(jì)算當(dāng)氯元素全部轉(zhuǎn)化為Cl2時(shí)的a值及n與m的函數(shù)關(guān)系式。 答案: 解答：(1)2KClO32KCl + 3O2↑ 2 2 3 ma mol ma mol mol 根據(jù)題意和反應(yīng)方程式可知：剩余KClO3的物質(zhì)的量：生成KCl的物質(zhì)的量＝1：5時(shí)，KClO3和KCl兩者恰好完全反應(yīng)，氯(原KClO3中的“Cl”)元素全部轉(zhuǎn)化為Cl2。原KClO3加熱后剩余的KClO3的物質(zhì)的量=m(1-a)mol，生成KCl物質(zhì)的量為ma mol，得：，解得a＝，此時(shí)，根據(jù)氯元素物質(zhì)的量守恒，求得Cl2為mol。 所以，n=n(O2)+n(Cl2)=mol+mol=mol+mol=1．75m mol。 (2)討論在a取不同值時(shí)，n與a、m的函數(shù)關(guān)系式及n的最大值。 答案: 因KClO3與KCl按1：5時(shí)才恰好反應(yīng)，即分解率a＝時(shí)生成Cl2最多(無KClO3和KCI剩余)。當(dāng)d<時(shí)，KClO3與KCl反應(yīng)產(chǎn)生C12時(shí)KClO3過量，生成Cl2的量由KCI決定。根據(jù)關(guān)系式： 5KCl ～ 3Cl2 5 3 ma mol z1=mol 所以，此時(shí)O2和Cl2總的物質(zhì)的量n＝mol+mol＝m mol〈1．75m mol。 當(dāng)a>時(shí)，KCl過量，生成Cl2的量根據(jù)加熱后剩余的KClO3的量計(jì)算： KClO3 ～ 3Cl2 1 3 m(1-a)mol z2=3m(1-a)mol 所以，n＝mol+3m(1-a)mol＝3m(1-)mol〈1.75mmol。故當(dāng)a＝時(shí)，n有最大值，即 n＝1．75m mol。 說明：本題解法應(yīng)用了求極值的方法。極值法是將題設(shè)構(gòu)造成為問題的兩個(gè)極端，然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識(shí)確定所需反應(yīng)物的最小量或生成物的最大量，進(jìn)行分析判斷求得結(jié)果。