2019-2020年高三化学 24物质的量和溶解度培优教案.doc

2019-2020年高三化学 24物质的量和溶解度培优教案本讲内容按知识的内在联系及应用特点可分为二部分。一是以物质的量为中心的各量间的关系及其计算，二是掌握溶解度的计算和溶解度与溶液浓度的相互求算。而学好本章的关键是以正确理解有关的基本概念为前提，建立起以物质的量为核心的化学计算体系，并注重分析溶液的形成过程，准确地判断溶质的物质的量，溶液体积和溶液中其他量的关系，构建起相应的比例关系，从而掌握物质的量和溶解度的计算，达到提高解题和应用知识的能力。基础知识一.以物质的量为中心的各量间的关系。 二. 溶液溶解度的知识结构。学习指导 一物质的量: 1物质的量有关的概念: 物质的量在化学计算中处于核心的地位, 与它相关的概念有五个。 （1）物质的量（n） 以0.012kg所含的原子数目即阿伏加德罗常数NA(近似值6.02个mol-1)为计数标准, 用来表示物质(或一定量微粒集体中)所含粒子数目(N)多少的物理量。摩尔（mol）是它的单位。每摩尔物质含阿伏加德罗常数个微粒。使用摩尔为单位，必须指明粒子的种类，它们可以是分子、原子、离子、电子、质子和中子等微粒或这些粒子的特定组合。 物质的量与粒子数关系： （2）摩尔质量（M） 单位物质的量的物质所具有的质量，单位gmol-1或kgmol-1。1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时在数值上都与该粒子相对原子质量或相对分子质量相等。 物质的量与物质质量关系： （3）气体摩尔体积（Vm） 在标准状况下，单位物质的量的气体所占有的体积，单位Lmol-1或m3mol-1。大量实验证明，标况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4L，因此，我们可以认为22.4Lmol-1是特定条件下的气体摩尔体积。 气体物质的量与气体体积关系： （4）溶质物质的量浓度（CB）单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，单位molL-1或molm-3。 溶质的物质的量和溶液中溶质的物质的量浓度关系： 溶质物质的量和溶液中溶质的质量分数（W）溶液体积（V）密度（）的关系：。 计算时注意单位的换算。 （5）反应热（H）化学反应过程中放出或吸收的热量，单位一般采用KJmol-1。H0为吸热反应。 反应热可以分为多种，如燃烧热，指101kpa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1molH2O时的反应热叫做中和热。通常一定物质的量的某物质在燃烧过程中放出的热量（Q）的关系是 。 2阿伏加德罗定律及其推论。 阿伏加德罗定律是指：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。而我们在学习过程中，需在正确理解阿伏加德罗定律内容的基础上注意下列重要推论。 （1）两个等同条件下的正比关系。推论：同温同压下，任何气体的体积之比等于其物质的量之比。推论：同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比。推论：同温同体积下，任何气体的压强之比等于其物质的量之比。 （2）三个等同条件下的反比关系。 推论：同温同压同质量下，任何气体的体积之比与其摩尔质量成反比。 推论：同温同体积同质量下，任何气体的压强之比与其摩尔质量成反比。 这些结论均总结于理想气体的状态方程式，在方程式中，改变p、v、n等变量即可推得以上关系式。 3有关气体摩尔质量的计算. （1）（gL-1是标准状况与气体的密度） （2） （3）混合气体的摩尔质量（）= = =Mi为各气体的摩尔质量，Vi%为体积分数V1%+V2%+Vi%=14溶液中微粒的浓度以Al2(SO4)2为例，设Al2(SO4)3的物质的量浓度为amolL-1则（1）C(Al3+)=2amolL-1，C(SO42-)=3amolL-1（2）设Al2(SO4)3溶液中C(Al3+)=bmolL-1则C(SO42-)=bmolL-1 CAl2(SO4)3=bmolL-1CAl2(SO4)3:C(Al3+):C(SO42-)=1:2:3（3）溶液中电荷守恒：3C(Al3+)=2C(SO42-) 二有关溶解度的计算: 1溶解度计算题的特点。一是关于对溶解度概念的基本运算或根据物质溶解度曲线的有关计算。二是温度不变时，蒸发溶剂或加入溶剂时，饱和溶液析出或溶解溶质的质量；溶剂不变，改变温度，饱和溶液析出或溶解溶质的质量的计算，这类计算常伴有分析、推理、判断的过程，题目有一定的综合性，能力要求较高，有益于思维的训练与培养。 2溶解平衡与溶解度. （1）溶解平衡：一定条件下，固态物质在液态溶剂里当扩散到溶液里去的溶质微粒数目和回到固体表面的溶质微粒数目相等时，即V（溶解）=V（结晶），也即达到溶解平衡。达到溶解平衡状态的溶液，称为该条件下的饱和溶液。饱和溶液意指一定温度下，一定量的溶剂中，已不能再溶解某种溶质。饱和溶液不一定是浓溶液。 （2）溶解度。固体溶解度（S）= 气体溶解度：在101kpa与一定温度下，1体积水所溶解气体的体积(已换算成标况下的体积)。气体溶解度随温度升高而降低，随压强升高而增大。 大多数固体溶解度随温度升高而增大，如KNO3, NH4Cl等。NaCl随温度升高，溶解度变化不大，Ca(OH)2随温度升高，溶解度降低。 （3）饱和溶液中的溶质在一定条件下能从溶液中析出，称为结晶。当蒸发饱和溶液的溶剂或冷却降温后（溶质的溶解度随温度降低而变小）就会有晶体析出，其晶体析出量可根据溶解度曲线找出该物质在不同温度下的溶解度进行的计算。 （4）不饱和溶液中V（溶解）V（结晶），由于在一定温度下，在一定量的溶剂中，还能溶解某种溶质，则此时溶液为不饱和溶液。不饱和溶液不一定是稀溶液。 3溶解度和溶液浓度相互换算，它们的计算可根据概念直接换算，也可依据溶液中溶质的质量守恒来求解。例题精析 例1设为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ） A2硫酸分子和19.6g磷酸含有相同的氧原子。 B个氧气分子所占的体积和0.5个氢气分子所占的体积比一定为2:1 C同温同体积的氮气和氢气, 若它们的密度相同, 则压强比为14:1 D同温同压等质量的二氧化碳和二氧化硫相比较,其密度比为16:11 E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的体积为 F标准状况时,1L水所含分子数 G在标准状况下, aLHCl(g)溶于1000g水中，得到盐酸的密度为bgcm-3,则该盐酸的物质的量浓度为 分析A项中2H2SO4分子为2mol, 含8mol氧原子，19.6g磷酸为0.2mol含0.8mol氧原子。 B项只有在同温同压条件下V（O2）:V（H2）=n(O2):n(H2), 所以它们的体积比不一定为2:1. C项在同温同体积下, 由于密度相等, 则p(N2):p(H2)=M(H2):M(N2)=1:14. D项等质量的CO2和SO2在同温同压下，V(CO2):V(SO2)=M(SO2):M(CO2)=64:44=16:11, 两者密度比应为体积比的反比, 所以(CO2): (SO2)=V(SO2):V(CO2)=11:16 F项气体摩尔体积适用于气体物质,所以在标况时, 不能由液态水的体积来求其物质的量。 E项：该气体的物质的量=V=L E正确。 G项求1L溶液中所含溶质的物质的量。溶质溶液 = =VHCl(aq)= =C(HCl)= = G正确。 解题后点拨本题考查对阿伏加德罗定律的理解，并以此为基点，向摩尔质量、密度、气体摩尔体积等概念延伸，体现了基本概念间的相互转化。又考查了对物质的量浓度概念的正确理解和应用，在列表达式时，应注意单位换算。 例2向30饱和硫酸铜溶液125g中加入10g无水硫酸铜,可析出晶体多少克,若将上述溶液250g蒸发掉50g水降至10,可析出晶体的质量又是多少克。（S(10)=17.4g, S(30)=25g） 分析溶液中析出的晶体为CuSO45H2O,根据溶解度计算方法的算式： 进行求算；当蒸发溶剂与降温后，用守恒法：原溶液中溶质质量=析出结晶水合物中溶质质量+剩余饱和溶液中溶质质量。 解题设析出晶体质量为x,用上述公式计算。30时CuSO4的溶解度为25g. 又设析出晶体质量为y,用溶质的质量守恒求算，30时CuSO4溶解度25g,10时CuSO4溶解度17.4g.250 解题后点拨本题要求正确分析溶液的形成过程，理解溶解度的概念，利用公式及守恒的方法，解决具有一定综合性的题目，以提高学习能力。本题还可改变计算式如（ 。 例3氢氧化钙在20时每100g水中仅溶解0.17g。 （1）在20时，向100g水中加入7.4gCa(OH)2固体，求溶液中OH-的物质的量浓度（密度为1gcm-3） （2）在上述的混合物液体中需加入几ml 0.10 molL-1的K2CO3溶液，才能使Ca2+的浓度降至0.010 molL-1? （3）已知20时，CaCO3在水里达到溶解平衡（CaCO3 Ca2+CO32-）时，其离子浓度之积为一常数，Ca2+CO32-=8,在Ca2+1时可视为Ca2+沉淀完全，在前述（1）溶液中要使Ca2+沉淀完全，求应加入0.10molL-1K2CO3溶液的最小体积。 分析由Ca(OH)2溶解过程知，在100g水中仅溶解0.17g Ca(OH)2,所以计算溶液中OH-的物质的量浓度与其溶解度有关;又利用守恒法原100g水中7.4gCa(OH)2应为与K2CO3反应所消耗Ca(OH)2的质量及溶液中可溶解的Ca(OH)2质量之和求解。 解题nCa(OH)2= VCa(OH)2(aq)= C(= 设加入K2CO3溶液的体积为x， 由关系式 K2CO3Ca(OH)2知nCa(OH)2=n(K2CO3)=0.10molL-1x 原混合液中加入7.4g Ca(OH)2相当于0.1mol，溶液中剩余Ca2+的物质的量 是n（Ca2+）=0.010molL-1 由Ca2+守恒列式为 0.1mol=0.10molL-1 又设加入0.1 molL-1 K2CO3溶液的最小体积为y 同理, 0.1 解题后点拨本题为综合性难题,能力要求较高。在认真读题及审题中理清溶液浓度变化的原因及它们间量的关系,就能悟出温度不变时,以Ca(OH)2饱和溶液中溶质的质量是个定值为突破口, 再反复比较、辨析，以守恒的思想引路，将后二个小题归纳为相同的类型，此题即迎刃而解。这类题的特点是：巩固提高 一、选择题:（每题有1个或2个选项符合题意） 1下列说法正确的是（表示阿伏加德罗常数）（ ）A 在常温常压下，11.2L N2含有的分子数为0.5 B在常温常压下,1mol Ne含有的原子数为 C71g Cl2所含原子数为2 D在同温同压下, 相同体积的任何气体单质所含的原子数相同2有五瓶溶液分别是 10ml 0.6molL-1NaOH水溶液 20ml 0.50molL-1H2SO4水溶液 30ml 0.4molL-1HCl水溶液 40ml 0.3molL-1HAC水溶液50ml 0.2molL-1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 3将质量分数分别为5x%的A物质的溶液与x%的A物质的溶液等体积混和后，其质量分数小于3x%,则A可能是（ ） AH2SO4B.NaClC.C2H5OHD.NH3 4.物质A2SO4的饱和溶液Vml,密度为gcm-3,C(A+)=n molL-1,溶液的质量分数为a%溶质的式量为M,溶解度为Sg,下列表达式正确的是( ) A.n=B. C.D.S= 5.某氨水质量分数是W%,物质的量浓度是CmolL-1,密度dgcm-3,1kg这种氨水中含有的氨为( ) A.1000dwgB.CmolC.D. 6.在t时取物质A的W%溶液100g,蒸发掉Pg水,冷却到t,析出A的不含结晶水的晶体qg,则A在t时的溶解度为（ ）A.B.C. D. 7.15时某二价金属的硫酸盐的饱和溶液的质量分数为25%,取足量此溶液,加入上述硫酸盐的无水物1g,析出5g十水合硫酸盐晶体,则此二价金属的相对原子质量为( ) A.24B.40C.56D.65 8. 有20 20%的NaCl溶液通过蒸发溶剂或加入NaCl固体可以配成200gNaCl饱和溶液,(溶解度为36g),需20 20%的NaCl溶液质量( ) A.264.7gB.64.7gC.183.8gD.16.2g 9. CuSO4的溶解度60时为40g,0时为14g,100g 60时CuSO4饱和溶液冷却至0，蒸发20g水，析出胆矾晶体（ ） A.36.25gB.5.2gC.20gD.7.8g 10.25时在50g 2%的Ba(OH)2溶液中加入5g BaO，保持温度不变，充分搅拌后，仍有4.65g物质沉淀（设不含结晶水）此时Ba(OH)2的溶解度为（ ） A3.5gB.4.0gC.5.3gD.6.7g 二.填空题: 11.质量分数为2.72%的双氧水50g完全分解后得到O2分子数是 ,这些氧气并与0.02mol O3所占体积 等（同温同压），所含分子 ，原子数 （填相等或不等）。 12铁和氧化铁的混合物2.72g,加入50ml 1.6molL-1的盐酸中恰好完全反应,经检验溶液中不含Fe3+,若不考虑溶液体积的变化,则所得溶液中Fe2+的物质的量浓度是 。 13.标况下,一个装满Cl2的容器质量为74.6g,若装满N2质量为66g,那么容器的容积为 。 14. 4ml氧气与3ml NxHy(yx)混合气体在120 1.01下点燃完全反应,恢复到原温度和压强,测得反应后N2、O2、H2O(g)混合气体密度减小 反应的方程式 推算NxHy的化学式 。 15根据下列三个热化学方程式 H2（g）+=H2O(g) C(s)+O2(g)=CO2(g) C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 则碳燃烧生成CO的热化学方程式是 ， CO燃烧的热化学方程式是 。 16用0.01molL-1 NaOH溶液滴走0.02 molL-1的稀硫酸，若滴定时终点判断有误差：多加一滴NaOH溶液 少加一滴NaOH溶液（设1滴溶液为0.05ml），两次中和后溶液体积均为50.00 ml，则和两次滴定后溶液中C（OH-）之比为 。 17在密闭容器中充入CO2与CO混合气体，其密度是相同条件下氦气密度的8倍，这时测得容器内压强为P1，若控制容器内体积不变，加入足量的Na2O2 ，充分振荡并不断用电火花点燃至反应完全，恢复开始的温度，再次测得容器内压强为P2，推断P1与P2的关系 。 18用浓H2SO4吸收SO3可以得到H2SO4SO3，若用1 kg98%的H2SO4充分吸收SO3后再进行稀释可得到98%的H2SO4质量为 kg。 三计算题： 1925时NaOH,NaHCO3 ,Na2CO3的溶解度分别为110g,9g和30g,用NaOH(固)水，CaCO3(固)和盐酸为原料制取33g NaHCO3(NaHCO3受热易分解)，若用水100g则制取时需NaOH多少克，若用NaOH固体17.86g,则需要水多少克？20现1 molL-1 H2SO4和0.5 molL-1 Na2SO4混合液200ml，要使H2SO4和Na2SO4的物质的量浓度分别改为2 molL-1和0.2 molL-1，应加入55.8%的H2SO4溶液（为1.35gcm-3）多少毫升后,再加水配制?21实验室要配制含0.17mlK2SO4，0.16mlKCl，0.5molNaCl的溶液1000ml，现因无K2SO4，只有Na2SO4、KCl、NaCl问如何配制所需溶液？简述操作步骤？自我反馈下面是同步提高练习题的解答与点拨,解题的方法可有多种。同学们可发挥自己的潜能做到一题多解。 一.选择题： 1.BC 2.D 本题考虑溶液中溶质和溶剂两个因素,对NaOH溶液来说,由于NaOH完全电离,其中溶质离子的物质的量为0.6 molL-120.010L=0.012 mol,溶剂H2O的物质的量为,相比之下,溶剂占了绝大部分;所以五种溶液只要比较溶剂的量的大小,就可排出顺序. 3CD 混合物的质量分数 = C2H5OH与NH3组成的溶液的密度随浓度的增大而变小,所以 代入上式 4.CD 5.C 6.B 7.A 分析溶液的形成过程,设二价金属盐的摩尔质量为x 列式 二价金属相对原子质量为 120-96=24 8.AC 由溶液、溶剂、溶质三者关系求解。9.A 设冷却析晶为x1 蒸发溶剂析晶为 共析晶 10B二填空题： 111.241022,相等,相等,不等。 12. 由氯元素守恒知 C(Cl-)=1.6 molL-1 推断C（Fe2+）= 13. 由阿伏加德罗定律推导出，在相同条件下，气体质量之差与气体的相对分子质量之差成正比，列式为 V=4.48L.144NxHy+yO22xN2+2yH2O 设反应前密度为反应后密度为 : 所以V1:V2 4NxHy+yO22xN2+2yH2O 4 2x+y-43 当 舍去. 化学式为N2H4 15.(1) C(s)+ (2) 16.104 17. 十字交叉法 CO 28 12 32 CO2 44 4 设混合气反应前n(CO)=3mol n(CO2)=1mol反应后CO全部被Na2O2吸收，仅剩余CO2反应后产生的O2 0.5mol P1:P2=n1:n2=4:0.5=8P1=8P2. 18. 2.22kg. 三.计算题: 19. 20g,50g 20. Na2SO4在加入硫酸和水后，质量不变。设混合液体积为V 0.50.2=0.2V 又设加入H2SO4体积为a 则 21m(KCl)=37.3g，m(Na2SO4)=24.1g m(NaCl)=9.4g.走向高考 1.取一根镁条置于坩埚内点燃,得到氧化镁与氮化镁混合物的总质量为0.470g,冷却后加入足量水,将反应产物加热蒸干并灼烧,得到氧化镁为0.486g (1)写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式 (2)计算燃烧后所得混合物中氮化镁的质量分数 (99年高考题) 2.下面是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100gH2O) NaNO3 KNO3 NaCl KCl 10 80.5 20.9 35.7 31.0 100 175 246 39.1 56.6(计算时假定盐类共存时不影响各自的溶解度过滤晶体时溶剂损耗忽略不计) (1)取23.4g NaCl和40.4g KNO3,加70.0g H2O,加热溶解,在100 时蒸发掉50.0g H2O,维持该温度,过滤析出晶体,计算所得晶体质量(m高温)将滤液冷却至10,待充分结晶后,过滤,计算所得晶体的质量(m低温)(2)另取34.0g NaNO3和29.8g KCl,同样进行如上实验, 10时析出的晶体是(化学式)？100和10得到的晶体质量(和)分别是多少?(98年高考题) 解答: 1.(1)Mg3N2+6H2O=2NH3+3Mg(OH)2(2) 设混合物中Mg3N2的质量为x，由Mg3N2生成MgO的质量为y, Mg3N23MgO100 120 x y (0. 470g-x)+ x 2.(1)100时蒸发掉50.0g水后溶液中NaCl质量为: 冷却到10析出NaCl晶体质量: (39.1g-35.7g) 溶液中KNO3的质量: 析出KNO3晶体质量: 10时析出晶体总质量 (2)23.4gNaCl,40.4gKNO3,34.0gNaNO3和29.8gKCl四盐的物质的量均相等为0.40mol,因此溶解后两种溶液中四种离子浓度完全相同,根据溶解度曲线,它们蒸发溶剂与降温析晶的实质相同,所以