高三化学计算专题物质的量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式的计算

高三化学计算专题物质的量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式的计算 化学计算专题 ——物质的量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式的计算 [考点扫描] 1(有关物质的量的计算 2(有关气体摩尔体积的计算 3(利用化学方程式的计算 4(有关燃烧热的简单计算 [知识指津] 1(本章知识网络 2(摩尔质量的计算 (1)物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量(M)之间的关系为: (2)已知阿伏加德罗常数(N)和摩尔质量，则一个某粒子的质量(m)为: Aa 同理，若已知m、N，则M=m?N。 aAaA 3(状况下气体体积的计算 (1)体积(V)与物质的量(n)的关系 n(mol)= (2)体积(V)与气体质量(m)的关系 = (3)体积(V)与粒子数(N)的关系 = 总之: 4(阿伏加德罗定律的推论: 根据理想气体状态方程pV=nRT及n=、 可得出下列结论: ?同温同压下，气体的分子数与其体积成正比:T、p相同= ?温度、体积相同的气体，压强与其分子数成正比:T、V相同= ?分子数相等，压强相同的气体，体积与其温度成正比:n、p相同= ?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= ?同温同压下，气体的密度与其相对分子质量(实际是摩尔质量)成正比:T、p相同= ?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= ?同温同压下，等质量的气体相对分子质量与其体积成反比:T、P、m相同= 5(气体摩尔体积的计算 (标准状况下V=22.4L/mol) m 6(关于物质的量浓度的计算 (1)基本关系式的:c=，c物质的量浓度，n溶质的物质的量，V溶液的BBB 体积(L) (2)与溶液质量分数的换算:c= c表示物质的量浓度，表示溶液的密度，W表示溶液的质量分数，M表示溶质的摩尔质量。 (3)溶液稀释(浓缩)的计算:cV=cV(稀释定律) 1122 稀释前后溶质的物质的量不变，用于物质的量浓度溶液稀释。 (4)气体溶于水的物质的量浓度的计算: 气体溶于水，所得溶液的体积跟水的体积不相同，溶液的体积也不等于气体的体积和水的体积的加和，必须依据溶液质量和密度来计算水溶液的体积(V,m/)。例如在标准状况下，1体积水中溶解V体积气体X，所得溶液的密度为，溶质的摩尔质量为M，计算c(X)。计算时可令1L水中溶解VL气体X。计算步骤为: 先求溶液的质量: m(液)=1000mL×1g/mL+×M 再求溶液的体积: -3 V(液)= = ×10L/mL 最后求物质的量浓度: c(X)== [范例点击] [例1] N为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是( ) A A(80g硝酸铵含有氮原子数为2N A-1 B(1L1mol?L的盐酸溶液中，所含氯化氢分天数为N A C(标准状况下11.2L四氯化碳所含分子数为0.5N A D(在铜与硫的反应中，1mol铜失去的电子数为2N A [答案] A [解析] 80g硝酸铵即为1molNHNO，含2molN;B项中盐酸溶液不存氯化氢分子，C项中标43 准状况下四氯化碳是液体，而不是气体。D项中铜与硫的反应产生硫化亚铜，1mol钢只失 -去1mole。故B、C、D各项都是错误的叙述，仅是A项叙述正确。 [例2] 若某原子的摩尔质量是Mg/mol，则一个该原子的真实质量是( ) A(Mg B(g C(g D(g [答案] C [解析] 23 摩尔质量指的是1摩尔物质的质量，即6.02×10个粒子的质量，因此一个该原子的真 实质量可用表示。 [例3] 若50滴水正好是mmL，则1滴水所含的分子数是( ) 23 A(m×50×18×6.02×10 23 B(×6.02×10 23 C(×6.02×10 D( [答案] C、D [解析] 3mL，又因为H 由已知，1滴水的体积为O的密度为1g/cm，故1滴水的质量即为2 23g，相当于mol，所含的分子数为:×6.02×10。 [答案] B [例4] 如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下是(式中N为阿A 伏加德罗常数)( ) A( B( C( D( [答案] A [解析] 由题知为一个分子的质量，而×N，即为1mol该气体质量，c?为气体的物A )，所以体积为 L。 质的量(即为 [例5] 下列有关气体体积的叙述中，正确的是( ) A(一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定 B(一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定 C(不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同 D(气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L E(一定温度和压强下，各种气体的物质的量决定了它们的体积 [答案] B、E [解析] A(气态物质体积与构成气体的分子大小无关，C(比较气体的体积一定要在相同状况下，D(气体摩尔体积是指在标准状况下，1mol任何气体所占的体积约为22.4L。 5 [例6] 在0?和1.01x10Pa下;下列各组气体混合后得到的混合气体，其平均相对分子质量可能为40的是( ) A(N和O 22 B(CO和O 22 C(SO 2 D(HI和Cl 2 [答案] B、D [解析] HI与Cl混合，两者发生反应:2HI+Cl,2HCl+I(固)，因为HCl相对分子质量为36.5，222只要Cl或HI任一种气体过量(二者相对分子质量均大于40)，其相对分子质量可能为40。 2 [例7] 在烧瓶中充满干燥标况下HCl与N的混合气体，已知其相对分子质量是34.8，2进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度为( ) A(0.022mol/L B(0.045mol/L C(0.8mol/L D(0.1mol/L [答案] B [解析] 无论HCl与N以怎样的体积混合，当进行喷泉实验时，只有HCl所占那部分体积能被2 溶液所占据(N不溶于水)，故可看成是1体积HCl溶于水中形成1体积溶液。 2 则:C(HCl)==0.045mol/L -1 [例8] 300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。现欲配制1mol?L的NaOH溶液， 应取原溶液与蒸馏水的体积比约为( ) A(1:4 B(1:5 C(2:1 D(2:3 [答案] A [解析] -1 依题意，原NaOH溶液的浓度是C,=5mol?L，设原溶液与(NaOH)水混合时体积不变，则以体积比1:4稀释即为试题所的溶液。 [答案] A [配套练习] 一、选择题(本题共10个小题，每题3分共30分，每题只有一个选项正确) 1(下列物质中，含原子个数最多的是( ) A(0.45mol氧气 B(4?时10mL水 C(标准状况下5.6L甲烷 D(10g氖气 [答案] C 2(同温同压下，某气体对空气的密度为2，该气体是( ) A(CH 4 B(CH 24 C(CH 22 D(CH 410 [答案] D [解析] P、T相同=或M=M?D(D为相对密度)=29×2=58。 22 -1 3(300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。现欲配制1mol?LNaOH溶液，应取 原溶液与蒸馏水的体积比约为( ) A(1:4 B(1:5 C(2:1 D(2:3 [答案] A [解析] 本题要求体积比，可设原溶液与蒸馏水的体积分别为x、y，由题意知:未告诉密度， 即混合时的体积变化可忽略不计。 -1 因此据物质的量浓度的计算式可有:=1mol?L，整理得x:y=1:4。 4(下列说法(N表示阿伏加德罗常数)正确的是( ) A A(在常温常压下，11.21LCl含有的分子数为0.5N 2A B(在常温常压下，1mol氦气含有的原子数为N A C(32g氧气含有的原子数目为N A D(在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同 [答案] B [解析] 0.5N个Cl分子0.5molCl标准状况下11.2LCl，A不对;1molHeNA222A个He，与温度压强无关，B正确，32gO1molO分子2molO原子2N个O22A原子。C不正确。D据阿伏加德罗定律及注意到气体单质有叁、双、单原子分子之分，可知应是“分子数目相同”D不对。 2+- 5(20g密度为dg/mL的硝酸钙溶液里含有1gCa，则NO离子的浓度是( ) 3 A(d/400mol/L B(mol/L 2.5dmol/L C( D(1.25mol/L [答案] C [解析] --20g硝酸钙溶液含NO的物质的量为(×2)mol，其体积为L，故[NO]=,332.5dmol/L。 6(在体积为VL的密闭窖器中通入amolNO和bmolO，反应后氮原子数和氧原子数之2 比为(已知2NO+O=2NO)( ) 22 A( B( C( D( [答案] C [解析] 此题看起来应属于过量计算，而a和b又不是确定的数值，所以应讨论计算。实质上， 此题考查点在于，化学反应是原子的重新组合，反应前后原子数不会发生改变即原子守恒。 所以反应前后的N、O原子个数比一样。 n(N),mol n(O),(a+2b)mol 即:, 7(用100g溶剂中所含溶质的物质的量来表示的溶液浓度叫做质量摩尔浓度，其单位是 3mol/kg，5mol/kg的硫酸的密度是1.2894g/cm，则其物质的量浓度是( ) A(3.56mol/L B(5.23mol/L B(4.33mol/L D(5.00mol/L [答案] 依题意:=4.33(mol/L) 8(若N为阿伏加德罗常数，则下列叙述正确的是( ) A A(0.1mol乙醇中含有C,H键的数目为0.6N A B(标准状况下，VL戊烷所含分子数为(V/22.4)N A C(常温、常压下，0.2mol的SiO所含分子数为0.2N 2A D(31g白磷(P)中含有(3/2)NA个P,P键 4 [答案] D [解析] A项中考查了乙醇的结构H,,O,H，虽然每lmol乙醇中含有6molH，但其中有1molH为羟基H，故0.1mol中只含C—H键0.5N;B项中要求分子个数，必须先求VLA 的物质的量，但由于戊烷标况下为液态，因此不可与22.4L/mol换算成V升体积的物质的量，因此不对;C项中，由于SiO是原子晶体，不存在分子，故不能求分子个数;D项中首先2 明确白磷的结构为正四面体结构，每摩尔分子中含有6molP,P键，故=molP 4?6×= molP,P键，故D项正确。 (在标准状况下，如果2.8L氧气含n个氧分子，则阿伏加德罗常数为( ) 9 A( B( C(16n D(8n [答案] D [解析] 应用数学表达式:物质的量= ?阿伏加德罗常数= = =8nmol ?应选D。 -1-1 10(有五瓶溶液分别是:?10mL0.60mol?LNaOH水溶液，?20mL0.50mol?LHSO24-1-1-1水溶液，?30mL0.40mol?LHCl水溶液，?40mL0.30mol?LHAc水溶液，?50mL0.20mol?L 蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是( ) A(?>?>?>?>? B(?>?>?>?>? C(?>?>?>?>? D(?>?>?>?>? [答案] D [解析] 对于NaOH溶液来说，由于NaOH完全电离，其中溶质离子的物质的量是 -10.60mol?L×2×0.01L=0.012mol;溶剂HO的物质的量为=0.55mol;相比之下，溶2 剂分子占了绝大部分。其他4瓶溶液中，溶剂的物质的量更大，而且依次增大。因此，只要比较溶剂的量的大小，即可得出离子、分子总数的排列顺序。 二、选择题(本题共8个小题，每小题3分共24分，每题中有1,2个选项正确。) 11(常温常压下，分别将等物质的量的HS、SO充入密闭容器，最后容器内压强为混22 合反应前压强的( ) A(1/4 B(3/4 C(1/2 D(1/3 [答案] A [解析] T、V相同，P/P=n/n，设反应前压强为1大气压，两种气体各为1mol。1212 2HS+SO=3S?+2HO，则余SO0.5摩，1/P=2/0.5，?P=0.25，故答案为A。 222222 12(下列有关使用托盘天平的叙述，不正确的是(填写标号)( ) A(称量前先调节托盘天平的零点 B(称量时左盘放被称量物，右盘放砝码 C(潮湿的或具有腐蚀性的药品，必须放在玻璃器皿里称量，其他固体药品可直接放在天平托盘上称量 D(用托盘天平可以准确称量至0.01g [答案] C、D [解析] 本题考查了托盘天平的使用方法及使用注意事项。使用天平时，无论称量何种性质的物 品，都不能直接放在托盘称量，故C错。同时，天平为粗略称量物品质量的仪器其准确度为0.1g，读数时，不带估读数字，故D也错误。选C、D。 -14 13(在一个密闭容器中盛有11gX气体(X的摩尔质量为44g?mol时，压强为1×10Pa) 4如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×10Pa，这时容器内气体X的分子数约变为( ) 25 A(3.3×10 24 B(3.3×10 23 C(7.5×l0 22 D(7.5×10 [答案] C [解析] 本题考查学生对阿伏加德罗定律及其推论的理解和应用，属中等难度题目。推论指出:在一定温度和体积下，气体的压强比等于物质的量比，也等于其分子数比。在起始条件下气 -1体的物质的量容易求出，即11g/44g?mol=0.45mol，则终态的物质的量为: 23-123×0.25mol=1.25mol，个数为1.25mol×6.02×10mol=7.5×10，答案为C。 1212 14(假如C相对原子质量为24，以0.024千克12C所含的C原子数为阿伏加德罗常数。下列数值肯定不变的是( ) A(氧气的溶解度 B(气体摩尔体积 C(一定质量气体的体积 D(市售浓HSO的物质的量24浓度 E(阿伏加德罗常数 F(O相对分子质量 2 G(氧元素的相对原子质量 H(跟mLH相化合的O质222量、物质的量 I(一定温度下NaCl在1mL水中溶解的质量、物质的量 [答案] A、C [解析] 此题作为“客观因素”的氧气的溶解度、一定质量的气体积、跟2mLH相化合的O的质22量、溶解在1mL水中的NaCl的质量、一定T和P下气体的密度不会改变;而相对原子质量变为原标准的2倍，即摩尔质量变为原来的2倍，质量一定(客观因素)，则物质的量将会变小了1，引起气体摩尔体积变为原来的2倍，物质的量浓度变为原来的，故选A、C。 -1 15(将0.2molMnO和50mL12mol?L盐酸混合后缓缓加热(HCl无损失)，反应完全后向2 余下的溶液中加入足量的AgNO溶液，下列判断生成AgCl沉淀的物质的量正确的是( ) 3 A(等于0.3mol B(大于0.3mol C(大于0.3mol，小于0.6mol D(以上结论都不正确 [答案] C [解析] -3-1 n(HCl)=50×10L×12mol?L=0.6mol MnO + 4HCl(浓) MnCl + Cl? + 2HO 2222 1mol 4mol 1mol 0.2mol 0.6mol 0.15mol - n(Cl)最大值为0.6mol，而HCl与MnO完全反应要生成0.15molCl且随着反应的进行，22盐酸浓度下降，反应自行停止，故生成Cl的量要小于0.15mol，故选C。 2 16(在常温常压下，某容器真空时质量为201.0克，当它盛满CH时质量为203.4克，4而盛满某气体Y时质量为205.5g，则Y气体可能是( ) A(O 2 B(N 2 C(CH 26 D(NO [答案] C、D [解析] 根据阿伏加德罗定律可知:同温同压下，同体积的气体中所占的分子数相同。所以同体 积的不同气体的摩尔质量之比等于其质量之比。 M(CH):M(Y)W(CH):W(Y) 44 =(203.4,201.0):(205.5,201.0)=2.4:4.5 M(Y)== ,30g/mol CH、NO的摩尔质量均为30g/mol，故选C、D。 26 17(把aL硫酸铵和硝酸铵混合液分为两等份，一份需用bmol烧碱刚好把氨气全部赶 -出，另一份与BaCl溶液反应恰好消耗cmolBaCl。则原溶液中NO的物质的量浓度是( ) 223 -1 A( mol?L -1 B( mol?L -1 C( mol?L -1 D( mol?L [答案] D [解析] +2- 每一份中n(NH)=bmol n(SO)=cmol 44 根据溶液呈电中性则有: - bmol=2cmol+n(NO) 3- ?n(NO)=(b,2c)mol 3 - ?原溶液中:C(NO)= mol，选D。 3 18(空气和二氧化碳按体积比5:1混合，将混合气体与足量的红热焦炭充分反应。设空 气中氮气和氧气的体积比为4:1，不计其他成分，且体积都是在伺温、同压下测定的，则反 应后的气体中一氧化碳的体积分数是( ) A(29, B(43, C(50, D(100, [答案] C [解析] 根据气体定律可知，在同温、同压下气体的体积之比等于气体的物质的量之比。例如: 2C+O=2CO(C过量时，最终生成CO) 2 化学计量数之比2:1:2 物质的量之比2:1:2 气体体积之比1:2 从题设中可知，1体积空气中O占1/5体积，N占4/5体积，因而可设共有5L空气，22 其中的1LO参加反应。由2C+O=2CO，生成2LCO，余4LN。按题意CO为1L，它与红2222热焦炭反应，CO+C=2CO，得到2LCO。所以反应后气体中有4LCO和4LN，CO的体积22分数是50,。 三、填空题(15分) 19((1)在标准状况下，1体积水大约溶解500体积的HCl气体，所得溶液的密度为 -3g?cm，所得盐酸的质量分数为______________________，物质的量浓度为______________________。 -3 (2)若用盛满HCl气体的烧瓶(标况下)做喷泉实验，所得溶液的密度为dg?cm，此时所得盐酸的质量分数为______________________，物质的量浓度为 ______________________。 [答案] -1 (1)44.9, 12.3 mol?L -1 (2), 0.045mol?L 20(将一定体积的CO通入VLNaOH溶液中，已知NaOH完全反应。在反应后向溶液2 中加入足量石灰水，得到mg沉淀。 (1)能否用上述数据确定参加反应的CO的体积(标准状况),2 ______________________(“能”或“不能”)，若能，列式表示为______________________;若不能，理由是______________________。 (2)能否用以上数据确定NaOH溶液的物质的量浓度,______________________(“能”或“不能”)。若在上述CO与NaOH反应后的溶液中不加入石灰水而是加入足量CaCl溶液，22结果得到了ng沉淀。设原NaOH溶液的物质的量浓度为C，则?当n=m时，C=______________________;?当n=0时，C=______________________;?当n规格

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