2010高考二轮复习化学教案专题16《以物质的量为中心的计算》

专题十六以物质的量为中心的计算【专题要点】高考有关本部分内容的直接考察为选择题，通常以阿伏伽德罗常数为背景，涵盖知识点广泛，有微粒个数的考察，如氧化和还原反应中转移电子数目、溶液中离子的数目、共价键的数目；有物质的量浓度相关计算，有气体摩尔体积的换算等。由于物质的量作为高中化学的基础间接考察也很普遍，在实验题，流程图题，填空题，计算题都有涉猎。【考纲要求】了解物质的量的单位——摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积（标准状况下）、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。并能进行有关计算(混合气体的平均相对分子质量的相关计算不作要求)21世纪教育网【教法指引】该部分知识点贯穿整个中学化学，考查方向主要有以下2种类型，在教学时要重点把握。1．选择题：常考查物质的量、阿伏伽德罗常熟、物质的量浓度、阿伏伽德罗定律、气体摩尔体积的概念的理解；物质的量的计算在其它计算中的应用的简单计算；围绕物质的量为中心的简单计算的机械组合型选择题和利用物质的量在其它计算中的应用是两种常见类型。2．主观题：很少有单独考查计算的试题，主要是利用物质的量作为工具进行简单计算或综合计算部分工具21世纪教育网网络构建1.基本概念和重要定律式及进行计算的依据此定律是书写化学方程相同各种原子的种类及个数或反应前后的质量总和总和等于反应后生成物参加反应的各物质质量质量守恒定律气体摩尔体积特例同体积同压同温使用条件气体使用范围注意含有相同数目的分子相同体积的任何气体都在相同的温度和压强下阿伏加德罗定律律定要重或常用的单位为其符号为的物质的量浓度叫做溶质组成的物理量的物质的量来表示溶液溶质以单位体积溶液里所含物质的量浓度分子质量相等原子质量或相对在数值上与该粒子相对摩尔质量以克为单位时或单位为其符号为量具有的质量叫做摩尔质单位物质的量的物质所摩尔质量单位为其符号为积的体积叫做气体摩尔体单位物质的量气体所占气体摩尔体积这个近似值通常使用新测定数据为最其符号为阿伏加德罗常数任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数合中子以及它们的特定组质子电子离子原子这里的粒子指分子原子数相同中所含的碳任何粒子的粒子数与符号为简称摩其单位是摩尔物质的量的符号为有一定数目粒子的集体物质的量实际上表示含物质的量念概关有律定其及量计用常).(::)3(;,,:)2(;:)1(.,:),(,,:)5(,.,,:)4(,.,:)3(1002.6,100221367.6,,1:)2(,,,,,.012.01.,,,.:)1(311113112312312mmolLmolBcBBmolkgmolgMmolmmolLVmolmolNmolCkgmolmolnmA2.物质的量和其它物理量之间的关系：二．关于阿伏加德罗常数的理解与综合应用阿伏加德罗常数问题主要有：（1）一定质量的物质中所含原子数、电子数，其中考查较多的是H2O、N2、O2、H2、NH3、P4等。（2）一定体积的物质中所含原子数、分子数，曾考过的物质有Cl2、NH3、CH4、O2、N2、CCl4、C8H10等21世纪教育网（3）一定量的物质在化学反应中的电子转移数目，曾考过的有Na、Mg、Cu等。（4）一定体积和一定物质的量浓度溶液中所含电解质离子数、分子数，如稀硫酸、硝酸镁等。（5）某些典型物质中化学键数目，如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。（6）细微知识点（易出错）：状态问题，水、CCl4、C8H10等在标准状况下为液体或固体；D2O、T2O、18O2等物质的摩尔质量；Ne、O3、白磷等物质分子中原子个数等。三．物质的量在化学计算中的典型应用1．物质的量与其他化学常用计量间的相互求算，是重要的基本化学计算。其解题关键是熟练掌握下列恒等式：n=)100()(SMxSHQNNVgVMmAm=c·V（aq）式中n为物质的量，单位为mol;m为物质质量，单位为g;M为摩尔质量，单位为g·mol-1;V(g)为气体体积，单位为L；Vm为标准状况下气体摩尔体积，单位为L·mol-1;N为粒子个数；NA为阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1;Q为物质的反应热，单位为J或kJ;ΔH为摩尔反应热，单位为kJ·mol-1;c为物质的量浓度，单位为mol·L-1;V(aq)为溶液体积，单位为L；x为饱和溶液的质量，单位为g;S为溶解度，单位为g21世纪教育网2．c、%、ρ之间的计算关系（1）计算关系：Mc%1000（2）使用范围：同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算（3）推断方法：①根据物质的量浓度的定义表达式②溶质的物质的量用MVMmn计算③注意溶液体积的单位四．有关气体定律的计算（1）气体摩尔体积的计算对标准状况下的气体有n=14.22molLVL（2）确定气体的分子组成一般思路是：根据阿伏加德罗定律，由体积比推导出粒子、分子个数比，再根据质量守恒定律确定化学式。如2体积气体Ax与1体积气体By恰好完全反应生成2体积A2B，由阿伏加德罗定律可知：气体的分子数之比等于其体积比，即Ax∶By∶A2B=2∶1∶2，所以两气体反应物为双原子分子，即A2和B2。（3）气体的相对分子质量的计算方法①已知标准状况下气体密度ρ，M=ρ·22.4L·mol-1，Mr=Mg·mol-1。②根据阿伏加德罗定律计算：BABAmmMM（同T、p、V）。五．一定物质的量浓度溶液的配制(1)仪器：容量瓶，容量瓶有各种不同的规格，一般有100mL、250mL、500mL和1000mL等几种。(2)步骤：①计算：计算所需固体溶质质量或液体溶质的体积。②用托盘天平称量固体溶质或用量筒量取液体体积。③溶解：将溶质加入小烧杯中，加适量水溶解。④移液洗涤：将已溶解而且冷却的溶液转移到容量瓶中，并用玻璃棒引流，再洗涤烧杯和玻璃棒2—3次，将洗涤液倒入容量瓶中。⑤定容：缓缓向容量瓶中注入蒸馏水，直到容量瓶液面接近刻度线1cm-2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切，盖好，反复上下颠倒，摇匀。最后将容量瓶中溶液转移到试剂瓶中备用21世纪教育网新课标理念1.让每一个学生以轻松愉快的心情去认识多姿多彩、与人类息息相关的化学，积极探究化学变化的奥秘，形成持续的化学学习兴趣，增强学好化学的自信心。2.给每一个学生提供平等的学习机会，使他们都能具备适应现代生活及未来社会所必需的化学知识、技能、方法和态度，具备适应未来生存和发展所必备的科学素养，同时又注意使不同水平的学生都能在原有基础上得到良好的发展。3.注意从学生已有的经验出发，让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。4.让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在做科学的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。5.使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献，认识化学在实现人与自然和谐共处、促进人类和社会可持续发展中的地位和作用，相信化学为实现人类更美好的未来将继续发挥它的重大作用。离子大量共存问题(一)、由于发生复分解反应，离子不能大量共存。１、有气体产生。如CO32-、S2-、HS-、HSO3-、等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存，主要是由于CO32-＋2H+＝CO2↑＋H2O、HS-＋H+＝H2S↑。２、有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO42-、CO32-等大量共存主要是由于Ba2+＋CO32-＝CaCO3↓、Ca2+＋SO42-＝CaSO4（微溶）；Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存也是因为Cu2+＋2OH-＝Cu(OH)2↓，Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3↓等。３、有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO-等与H+不能大量共存，主要是由于OH-＋H+＝H2O、CH3COO-＋H+＝CH3COOH；一些酸式弱酸根不能与OH-大量共存是因为HCO3-＋OH-=CO32-＋H2O、HPO42-＋OH-＝PO43-＋H2O、NH4+＋OH-=NH3·H2O等。４、一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。如3AlO2-＋3Al3+＋6H2O=4Al(OH)3↓等。(二)、由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存１、具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如I-和Fe3+不能大量共存是由于2I-＋2Fe3+=I2＋2Fe2+。２、在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。如NO3-和I-在中性或碱性溶液中可以共存，但在有大量H+存在情况下则不能共存；SO32-和S2-在碱性条件下也可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S2-＋SO32-＋6H+＝3S↓＋3H2O反应不能存在。(三)、由于形成络合离子，离子不能大量共存中学化学中还应注意有少数离子可形成络合离子而不能大量共存的情况。如Fe3+和SCN-、C6H5O-，由于Fe3+＋SCN-[Fe(SCN)]2+等络合反应而不能大量共存。(四)、能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存。例：Al3＋和HCO3-，Al3＋和S２－等。解题指导1．首先必须从化学基本理论和概念出发，搞清楚离子反应的规律和“离子共存”的条件。在中学化学中要求掌握的离子反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化反应，以及在一定条件下一些微粒（离子、分子）可形成络合离子等。“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出。因此解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手，逐条梳理。2.审题时应注意题中给出的附加条件①酸性溶液（H＋）、碱性溶液（OH－）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H+或OH-=1×10-10mol/L的溶液等。②有色离子MnO4－，Fe3＋，Fe2+，Cu２＋，Fe（SCN）２＋。③MnO4－，NO3－等在酸性条件下具有强氧化性。④S2O3２－在酸性条件下发生氧化还原反应：S2O3２－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O⑤注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。3．审题时还应特别注意以下几点：（1）注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。如：Fe2＋与NO3－能共存，但在强酸性条件下(即Fe2＋、NO3－、H＋相遇)不能共存；MnO4－与Cl－在强酸性条件也不能共存；S2－与SO32－在钠、钾盐时可共存,但在酸性条件下则不能共存。(2)酸式盐的含氢弱酸根离子不能与强碱(OH－)、强酸(H＋)共存。如：HCO3－＋OH－＝CO32－＋H2O(HCO3－遇碱时进一步电离)HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O例题分析:[例1]下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是：A．K＋、Ag＋、NO3－、Cl－B．Ba2＋、Na＋、CO32－、OH－C．Mg2＋、Ba2＋、OH－、NO3－D．H＋、K＋、CO32－、SO42－E．Al3＋、Fe3＋、SO42－、Cl－F．K＋、H＋、NH4＋、OH－解析：A组中：Ag＋＋Cl－＝AgCl↓B组中，Ba2＋＋CO32－＝BaCO3↓C组中，Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓D组中，2H＋＋CO32－＝CO2↑＋H2OE组中，各种离子能在溶液中大量共存。F组中，NH4＋与OH－能生成难电离的弱电解质NH3·H2O，甚至有气体逸出。NH4＋＋OH－NH3·H2O或NH4＋＋OH－＝NH3↑＋H2O答案：E[例2]在pH＝1的无色透明溶液中，不能大量共存的离子组是：A．Al3＋、Ag＋、NO3－、Cl－B．Mg2＋、NH4＋、NO3－、Cl－C．Ba2＋、K＋、S2－、Cl－D．