专题11 化学计量的应用-【题高分】2022-2023学年高一化学同步教学专题讲义（人教版2019必修第一册）.docx

1、 v 阿伏伽德罗定律及其应用v 物质质量、物质的量和气体体积之间的换算v 物质的组成、变化和阿伏伽德罗常数v 气体的相对密度和平均摩尔质量的计算知识点一 阿伏伽德罗定律及其应用1阿伏加德罗定律：同温同压下相同体积的任何气体都具有相同的分子数 阿伏加德罗定律依然是忽略了气体分子本身的大小； 阿伏加德罗定律比气体摩尔体积的关系：气体摩尔体积是阿佛加德罗定律的一种特殊情况；A主要是应用于不同气体之间的比较，也可以同一种气体的比较；B被比较的气体既可以是纯净气体又可以是混合气体。 阿伏加德罗定律的重要的四个推论（1）压强之比A算式推导：B语言表达：同温同体积时，任何气体的压强之比都等于其物质的量之比，

2、也等于其分子数之比。（2）体积之比A算式推导：B语言表达：同温同压时，任何气体的体积之比都等于其物质的量之比，也等于其分子数之比。（3）质量之比A算式推导：B语言表达：同温同压同体积时，任何气体的质量之比都等于其摩尔质量之比，也就是其式量之比。（4）密度之比A算式推导：；B语言表达：A. 相同质量的任何气体的密度之比都等于其体积的反比；B.同温同压下等质量的任何气体的密度之比都等于其物质的量的反比，也就是其分子个数之比。A同体积的任何气体的密度之比都等于其质量之比；B同温同压同体积时，任何气体的密度之比都等于其摩尔质量之比，也就是其式量之比。2. 克拉珀珑方程克拉珀珑方程又称为理想气体的状态方

3、程，它同样忽略了气体分子本身的大小。克拉珀珑方程：克拉珀珑方程的变形：克拉珀珑方程比阿伏加得罗定律更准确的描述了气体的压强、体积、物质的量和温度之间的关系，其应用范围更广：A.可以做单一气体的计算；B.可以做不同气体的比较计算；C.计算以及比较计算的条件还可以不同。【典例1】在臭氧发生装置中装入氧气100 mL，经反应：3O22O3，最后气体体积变为95 mL(体积均在标准状况下测定)，则混合气体的密度是( )A1.3 g/L B1.5 g/L C1.7 g/L D2.0 g/L【答案】B【解析】(O2)32 g/mol22.4 L/mol1.429 g/L，根据同温同压下同质量的气体，密度之

4、比等于体积的反比，可得：(混)1.50 g/L。【典例2】设阿伏加德罗常数为NA，标准状况下O2和N2的混合气体m g，含有b个分子，则n g 该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是 ( ) A B C D【答案】A【解析】m g 气体的物质的量为： mol，则n g 气体的物质的量为： mol，则n g 气体的体积为： L。【训练1】在一个密闭容器中盛有11gX气体（X的摩尔质量为44gmol）时，压强为1104Pa。如果在相同温度下，把更多的气体X充人容器，使容器内压强增至5104Pa，这时容器内气体X的分子数约为 ()A3.31025 B3.31024 C7.51023 D7.5l0

5、22【答案】C【解析】气体X的物质量为：11g44gmol10.25mol，根据阿伏加德罗定律推论：同T同V：，n21.25mol。即N1.25mol6.021023mol17.51023）。【训练2】有N2. CO、CO2三种气体，它们的质量比为l22，在同温同压下它们的体积比为 ( )A122 B221 C111414 D112214【答案】D【解析】同温同压下气体体积比等于物质的量之比，n（N2）n（CO）n（CO2） 112214知识点二 物质质量、物质的量和气体体积之间的换算转换关系：n 【典例1】在反应中X2Y =R2M，已知R和M的摩尔质量之比为22：9，当1.6gX与Y完成反应

6、后，生成4.4gR则此反应中Y和M的质量之比为 ( )A.16：9 B.23：9 C.32：9 D.46：9【答案】A【解析】X 2Y = R 2M22a 29a4.4g mm/4.4g=29a/22a m=3.6g由反应前后质量守恒知参加反应的Y质量为:4.4g+3.6g1.6g=6.4g所以反应中与的质量比为6.4g:3.6g=16:9【典例2】取4.09g钾的某种含氧酸盐，加热使之释放出全部氧后，剩余固体物质的质量为2.49g。另由实验知:1mol该种钾盐受热释放出1.5molO2，此为何种钾盐？（要有推理过程）【答案】KClO3【解析】1mol钾盐全部释出氧后得1.5molO2，知1m

7、ol该钾盐中含3mol氧原子，故可设该种钾盐的含氧酸的组成为KaXO3，热分解反应方程式为：2KaXO3=2 KaX+3O2（设X的相对原子质量为M），有4.09/39a+M+48=2.49/39a+M=1.60/321.5,化简得62.5a+1.60M=119.5 若a=1,则M=35.6 若a=2,则M0(舍去)所以,X为Cl,该钾盐为KClO3.【训练1】在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的 ( )A原子数 B密度 C质量 D质子数【解析】本题关键是理解阿伏加德罗定律的基本内容：同温、同压、同体积的气体具

8、有相同的物质的量。根据题意，则Cl2和H2的物质的量之和应与混合的总物质的量相等。无论是Cl2.H2还是HCl均为双原子分子，所以在该条件下，两容器中的气体有了相同的原子数。由于H2与Cl2的比例不确定，故不能确定密度、质量、质子数是否相同。【答案】A【训练2】依照阿伏加德罗定律，下列叙述正确的是( )A同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比B同温同压下两种气体的质量之比等于密度之比C同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比D同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比【解析】气体的摩尔质量与其温度、压强及体积均无关，因而选项A可以首先被否定。根据阿伏加德罗定律，在同温同压下，两种

9、气体的物质的量与它们的体积成正比。但由于体积并不与密度成正比，因此选项B不对。从阿伏加德罗定律可直接判断出选项D也是正确的。对于两种气体，在同温同压下Vcn=Vm，即得摩尔质量之比等于密度之比。【答案】C.D知识点三 物质的组成、变化和阿伏伽德罗常数此类型的题目，重点在于掌握，化学反应中的电子转移量，以及一些守恒量以此为切入点解题。【典例1】在体积相同的两个密闭容器中分别充入O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是()A两种气体的压强相等B两种气体的氧原子数目相等C两种气体的分子数目相等DO2比O3的质量小【答案】B【解析】相同体积相同密度时，两容器气体的质量相等，

10、且都由氧元素组成，则氧原子的质量、个数以及物质的量相等，B正确、D错误；氧原子个数相等时，气体的物质的量之比为n(O2)n(O3)32，两种气体的压强之比为32，A错误；物质的量与分子数成正比，则两种气体的分子数目之比是32，C错误。【典例2】已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为ClSSCl，它易与水反应：2S2Cl22H2O=4HClSO23S，对该反应的说法正确的是()AS2Cl2既作氧化剂又作还原剂BH2O作还原剂C每生成1 mol SO2转移4NA电子D氧化产物与还原产物的物质的量之比为31【答案】A【解析】根据二氯化二硫的结构式，推出S显1价，Cl显1价，根据反应方程式，S化合价由

11、1价4价和0价，化合价既升高又降低，因此S2Cl2既是氧化剂又是还原荆，A项正确；反应中，氢、氧元素的化合价没有发生变化，H2O既不是氧化剂又不是还原剂，B项错误；生成1 mol SO2转移电子的物质的量为3 mol，C项错误；SO2是氧化产物，S是还原产物，两者的物质的量之比为13，D项错误。【训练1】有关纯碱和小苏打的叙述正确的是()A等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应，NaHCO3产生的CO2少B等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同浓度盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸多C向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀，Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2

12、溶液出现白色沉淀DNa2CO3和NaHCO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钡反应【答案】D【解析】Na2CO3、NaHCO3分别与HCl反应，有关物质的质量关系是Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2106 g 73 g 44 gNaHCO3HCl=NaClH2OCO284 g 36.5 g 44 g显然，等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应，NaHCO3产生的二氧化碳多，Na2CO3消耗盐酸多，A项、B项错误；向NaHCO3溶液中滴加Ba(OH)2溶液有如下反应：HCOOH=COH2O，COBa2=BaCO3，C项错误；Na2CO3、NaHCO3均既能与酸(如盐酸、硫酸等

13、)反应，又能与氢氧化钡反应，。【训练2】设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述不正确的是()A通常状况下，1 mol SO3含有的分子数为NAB1 mol H2O参与电解，转移的电子数目为2NAC标准状况下，含NA个氩原子的氩气体积约为22.4 LD标准状况下，V L水含有的氧原子数约为NA【答案】D【解析】任何条件下，1 mol SO3含有的分子数都为NA，A正确；由2H2O4e=2H2O2知，1 mol H2O参与电解转移1 mol 电子，B正确；氩气是单原子分子，C正确；水在标准状况下不是气态，D不正确。【训练3】用 NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A常温常压下，2.24 L

14、 H2O中分子的数目为0.1 NA B0.1 mol NH4Cl中含有 NH3分子的数目为0.1 NA C常温下，1.7 g NH3中含有氢原子数目为0.3 NA D5.6 g铁粉在足量的氯气中充分燃烧，转移电子数为0.2 NA 【答案】C【解析】A水在常温常压下为液态，A错误。B 氯化铵中没有NH3分子的存在，B错误。C，1.7g NH3为0.1mol 所以氢原子数为0.3mol符合题意。D 铁与氯气反应生成+3价，D错误。知识点四 气体的相对密度和平均摩尔质量的计算1同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比。2.平均摩尔质量 = 总质量 / 总物质的量【典例1】氧气与甲烷混合气体在标准

15、状况下的密度为1.25g/L，求两种气体的质量比。【解析】设标况下，1mol该混合气体含有氧气为x g，则氧气的物质的量为x/32mol，含有设甲烷的质量为y g则甲烷的物质的量为y/16 mol，所以混合气体的总的物质的量为n总=（x+2y ）/ 32 mol =1 mol ，则m总=（x+y）g 则可得M平均 = m总 / n总=（x+y）g，且M平均 =g.L-1 * 22.4L =28g.mol-1 解得x=26，y=4。【典例2】 二氧化碳、氢气、氯气按体积比1：2：3混合，求混合气体的平均摩尔质量。【解析】比例系数定位1mol，则得到混合后的总质量为 （44x1+2x2+71x3）

16、=261g总的物质的量为：6mol，则M平均=261/6 = 43.5g.mol-1【训练1】在标准状况下，18gCO和CO2的混合气体的物质的量为0.5mol，则此混合气体中CO和CO2的物质的量之比是( ) A.1:1B.1:7C.1:11D.7:11【答案】 A 【解析】设CO为xmol，CO2为ymol，则x+y=0.5，28x+44y=18，解之得：x=0.25，y=0.25。 则混合气体中CO和CO2的物质的量之比是0.25：0.25=1:1，故答案为：A。 【训练2】由氨气和氢气组成的混合气体的平均相对分子质量为12，则氨气和氢气的物质的量之比为( ) A11B12C21D31【

17、答案】 C 【解析】设氨气与氢气的物质的量分别为xmol、ymol，由氨气和氢气组成的混合气体的平均相对分子质量为12可知(17x+2y)/(x+y)=12，整理得x：y=2：1， 故答案为：C。【训练3】 等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过一定量Na2O2后，体积变为原体积的8/9(同温同压)，这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为 ( ) A6： 7： 3B3： 3： 2C3： 4： 1D 6： 9： 0【答案】 C 【解析】设三者的物质的量分别为3 mol，发生的反应为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ， 现气体体积变为原来的 89 ，即剩余气体的物质的量为

18、8 mol。若二氧化碳完全与过氧化钠反应，则气体的物质的量减少数1.5 mol，即剩余气体为7.5 mol，说明二氧化碳有剩余；设有xmol二氧化碳参加反应， 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O221xmol0.5xmol则反应后，气体的物质的量为3+3+0.5x+（3-x）=8，解得x=2，所以反应后N2的物质的量为3mol，O2的物质的量为3+0.5x=4mol，CO2的物质的量为1mol，混合气体中N2、O2、CO2的物质的量之比为3：4：1，C符合题意；故答案为：C1某物质A在一定条件下加热分解，产物都是气体。分解方程式为2A=B+2C+2D。测得生成物的混合气体对氢气的相对密

19、度为d，则A的式量为 ( ) A7dB5dC2.5dD2d【答案】 B 【解析】【解答】在相同条件下，气体的密度之比是相对分子质量之比，所以混合气的平均相对分子质量是2d。设A的式量是M，参加反应的A是2mol，则2M（122）2d，解得M5d。故答案为：B2在一密闭容器中盛有a L Cl2和H2的混合气体，用电火花引燃后，恢复到原来状态，发现气体仍为a L。用足量的NaOH溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余。由以上条件，推知原混合气体中Cl2和H2物质的量之比一定是( ) A.Cl2H21B.Cl2H21C.Cl2H21D.Cl2H21【答案】 C 【解析】【解答】氢气与氢氧化钠溶液不反应

20、，氢气有剩余，所以氢气的量不足。 故答案为：C 3将4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将混合气体通电后恰好完全反应，则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为( ) A432B121C112D111【答案】 A 【解析】【解答】Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应得到的气体是氢气和氧气的混合物，将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，氢气来源于钠和水的反应，氧气来源于过氧化钠与水的反应，通过钠与水、过氧化钠与水、氢气和氧气反应的方程式，找出钠与过氧化钠的物

21、质的量之比，直接核对选项即可得答案（针对选择题） 钠与水、过氧化钠与水、氢气与氧气的反应方程式如下： 2Na+2H2O=2NaOH+H2钠与氢气的关系式为2Na-H2 ， 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2过氧化钠与氧气的关系式为 2Na2O2-O2 ， 2H2+O2 放电_ 2H2O，氢气和氧气的关系式为2H2-O2 ， 将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2：1，通过钠与氢气、过氧化钠与氧气、氢气与氧气的关系式可得钠与过氧化钠的关系式为：4Na-2H2-O2-2Na2O2 ， 所以钠与过氧化钠的

22、物质的量之比为4：2。 4将 4.34g Na、Na2O 和 Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到 672mL 混合气体，该混合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，则混合物中 Na、Na2O 和 Na2O2 的物质的量之比为( ) A1：1：1B1：1：2C1：2：2D4：3：2【答案】 D 【解析】【解答】钠与水、过氧化钠与水、氢气与氧气的反应方程式如下：2Na+2H2O=2NaOH+H2，钠与氢气的关系式为2Na-H2；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 ，过氧化钠与氧气的关系式为 2Na2O2-O2；2H2+O2 放电_ 2H2O，氢气和氧气的关系式为2H2-O2；将该

23、混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2：1，通过钠与氢气、过氧化钠与氧气、氢气与氧气的关系式可得钠与过氧化钠的关系式为：4Na-2H2-O2-2Na2O2所以钠与过氧化钠的物质的量之比为4：2，A、钠与过氧化钠的物质的量之比为1：1，不符合题意； B、钠与过氧化钠的物质的量之比为1：2，不符合题意；C、钠与过氧化钠的物质的量之比为1：2，不符合题意；D、钠与过氧化钠的物质的量之比为4：2，符合题意；故答案为：D。 5在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体13.44L，其质量为24g，此混合气体中C和O两种

24、原子的物质的量之比是( ) A3：7B3：4C4：7D1：3【答案】 C 【解析】【解答】解：标况下CO和CO2组成的混合气体13.44L，它们总物质的量为 13.44L22.4L/mol =0.6mol，则混合物中n（C）=n（CO）+n（CO2）=0.6mol，则混合物中氧元素质量为24g0.6mol12g/mol=16.8，则n（O）= 16.8g16g/mol =1.05mol，故混合物中C和O两种原子的物质的量之比为0.6mol：1.05mol=4：7，故选：C6标准状况下，10gCO和CO2混合气体的体积是6.72L，则此混合气体中，CO和CO2的物质的量之比是( ) A1：1B2

25、：1C4：3D2：3【答案】 B 【解析】【解答】解：混合气体总物质的量为 6.72L22.4L/mol =0.3mol，设CO和CO2的物质的量分别为xmol、ymol，则： x+y=0.328x+44y=10 解得x=0.2，y=0.1故CO和CO2的物质的量之比是0.2mol：0.1mol=2：1，故选：B70.3molCO和CO2混合气体，质量为10.8克，CO和CO2的物质的量之比_【答案】 1：1 【解析】【解答】解：设混合气体中CO2的物质的量为x mol，CO的物质的量为y mol，根据二者质量及总物质的量，则： x+y=0.344x+28y=10.8 解得x=0.15，y=0

26、.15 CO和CO2的物质的量之比1：1；故答案为：1：18在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体为6.72 L，质量为12 g，此混合物中CO和CO2物质的量之比是_ ，CO的体积分数是_%，CO2的质量分数是_%，混合气体的平均相对分子质量是_，对氢气的相对密度是_。【答案】 1：3；25；82.5；40；20 【解析】【解答】设CO和CO2的物质的量分别为xmol和ymol，则有：22.4(x+y)6.72、28x+44y12，解得：x0.075，Y=0.225，所以两者的物质的量的比为1:3。同温同压下，气体的体积比等于其物质的量的比，所以CO体积分数等于其物质的量的分数，为1/(

27、1+3)100%25%。CO2的质量为0.225mol44g/mol9.9g，所以质量分数为9.9/12100%82.5%。混合气体的物质的量为6.72L22.4L/mol0.3mol，根据Mm/n可知混合气体的平均相对分子质量是120.340，根据阿伏加德罗定律可知相同条件下气体的密度之比是相对分子质量之比，即为40220。9将4.34g由Na、Na2O、Na2O2组成的混合物加入到足量的水中充分反应，在标准状况下得到672mL混合气体，将该混合气体放电引燃，恰好完全反应。求混合物中三种物质的物质的量(写出计算过程)。 【答案】 n(Na)=0.04mol(2分)，n(Na2O)=0.03m

28、ol(2分)，n(Na2O2)=0.02mol 【解析】【解答】Na、Na2O、Na2O2加入水中发生反应：2Na2H2O=2NaOHH2、Na2OH2O=2NaOH、2Na2O22H2O=4NaOHO2， 反应生成的H2和O2的物质的量n=VVm=0.672L22.4L/mol=0.03mol； 反应生成的H2和O2引燃后，恰好完全反应，反应的化学方程式为：2H2O22H2O；因此反应生成V(H2):V(O2)=2:1；同温同压下，物质的量之比等于气体体积之比，因此可得n(H2):n(O2)=2:1，因此反应生成n(H2)=0.02mol、n(O2)=0.01mol； 由反应的化学方程式“2

29、Na2H2O=2NaOHH2”可得，混合物中n(Na)=0.04mol，其质量为0.04mol23g/mol=0.92g； 由反应的化学方程式“2Na2O22H2O=4NaOHO2”可得，混合物中n(Na2O2)=0.02mol，其质量为：0.02mol78g/mol=1.56g； 因此混合物中Na2O的质量为：4.34g-0.92g-1.56g=1.86g，其物质的量n=mM=1.86g62g/mol=0.03mol； 综上，混合物中Na的物质的量为0.04mol、Na2O2的物质的量为0.02mol、Na2O的物质的量为0.03mol。 10标准状况下，CO2和CO的混合气体7.2g，体积

30、为4.48L，则此混合气体中CO2和CO的物质的量各是多少？ 【答案】 解：标准状况下，混合气体的物质的量为： 4.48L22.4L/mol =0.2mol， 设CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则： x28g/mol+y44g/mol=7.2gx+y=0.2mol 解得：x=0.1mol，y=0.1mol，答：CO2的物质的量为0.1mol，CO的物质的量为0.1mol11. 标准状况下CO2和CO的混合气体共17.2g，总体积为11.2L，试求该混合气体中CO2和CO的物质的量各为多少 【答案】 解：标准状况下，混合气体的物质的量为： 11.2L22.4L/mol =0.5mol，

31、设CO2的物质的量为a，CO的物质的量为b，则： 由二者质量之和，可得：a44g/mol+b28g/mol=17.2g由二者物质的量之和，可得：a+b=0.5mol联立方程，解得：a=0.2mol，b=0.3mol故答案为：CO2的物质的量为0.2mol，CO的物质的量为0.3mol1（浙江改编）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（ ） A.1 molC2H4分子中含有质子数为16NAB.1mol NaCl固体在空气中受潮中微粒数大于2NAC.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NAD.2.3 g Na与O2完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间【答案】 D 【解析】【解答】A.2个C原子，含有12个质子，4个H原子含有4个质子，共计1 6NA ， A不符合题意； B.，1mol 氯化钠固体含有2mol微粒，再受潮之后增加了水分子，所以会更多 B不符合题意；C.HCHO与CH3COOH的最简式为CH2O，原混合物相当于30gCH2O，n(CH2O)=1mol，因而C原子数为NA ， C不符合题意；D.不管钠和氧气生成氧化钠还是过氧化钠，钠元素的化合价由0变为+1，因而2.3gNa（2.3gNa为0.1mol）转移电子数为0.1mol1NA=0.1NA ， D符合题意；故答案：D