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章末小结 ▲章末知识回顾 结构图表 认识化学科学 走进化学科学 研究物质性质的方法和程序 化学研究中常用的物理量 化学科学的特点 化学科学的形成和发展 化学科学的探索空间 观察、实验、分类、比较等方法 研究物质的基本程序 案例：研究金属钠与氯气的性质 物质的量及其单位 摩尔质量和气体摩尔体积 物质的量浓度 知识归纳 1 基础知识 （1）化学的发展简史 1661年，英国化学家、物理学家波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生。 1771年，法国化学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。 1803年，英国化学家、物理学家道尔顿提出原子学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础。 1869年，俄国化学家门捷列夫发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。 （1）钠的性质
（2）氯气的性质
2 基本概念 （1）化学科学：化学科学就是在原子、分子水平上研究各种各样的物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。其特征是认识分子和制造分子。 （2）摩尔：摩尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。 （3）摩尔质量：1mol物质的质量叫摩尔质量，摩尔质量在数值上等于该物质的式量。 （4）标准状况下的气体摩尔体积：在标准状况(0℃、101.3kPa)下，1mol的任何气体的体积都大约是22.4L。 （5）物质的量浓度：以1L溶液中所含溶质物质的量来表示的溶液浓度叫物质的量浓度。 3 基本方法 （1）研究物质性质常用的方法为：观察、实验、分类、比较。 （2）研究物质性质一般的程序为：观察物质的外观性质→运用分类的方法，根据物质所属类别或利用有关反应规律预测物质的性质→实验和观察（验证预测并提出新的预测）→对实验现象进行分析、综合、推论，概括出结论。运用比较的方法，归纳出物质的通性及特性。 （3）配制一定物质的量浓度溶液：对于任何定量实验，操作细则以及实验仪器的选择主要是围绕减小实验误差来考虑。准确配制一定物质的量浓度溶液的关键在于：溶质的计量和转移、溶液体积的计量。其操作步骤为：计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶。 4 基本关系：以物质的量为核心的各物理量间的转化关系 ▲ 单元专题探究 平均相对分子质量的求法 （1）已知标准状况时气体密度ρ，M1＝22.4 ρ。 （2）已知非标准状况气体温度、压强、密度，M1 ＝ （3）已知两种气体的相对密度D，MA ＝ DMB。 气体的相对密度：D ＝ （4）混合气体的平均式量(n1,n2，…表示混合物中各组分的物质的量；V1，V2，…表示混合物中各组分的体积；M1，M2，…表示混合物中各组分的式量)：混合气体本来无式量，但对组成一定的混合气体来说，可以根据其各组的组成和式量来计算所谓的平均式量。它在数值上等于混合气体的平均摩尔质量，其表达式为： ＝M1·n1％+M2·n2％+…+Mi…ni％ ＝ ＝ M1·V1％ + M2·V2％ +… + MiVi％ 混合物的式量可以用平均值法确定。如空气的主要成分为O2和N2，空气的平均相对分子质量为29，介于两种气体相对分子质量之间。 十字交叉法 十字交叉法是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。凡可按M1n1 ＋ M2n2 ＝ M2 n2＝（ 式中， （1）混和气体计算中的十字交叉法 例1：在常温下，将1体积氮气和一定量的氧气混和，测得混和气体对氢气的相对密度为14.5，求氧气所占的体积。 研析：根据相对密度计算可得混和气体的平均相对分子质量为29，氮气的相对分子质量是28，而氧气的相对分子质量是32，利用十字交叉法可求得氧气是1/3体积。 （2）混和物反应计算中的十字交叉法 例2：现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物，它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。 研析：可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量，利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97∶26。 综合能力探究演练 （时间60分钟，满分100分） 第Ⅰ卷（选择题 共50分） 相对分子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64 一、选择题（每题只有一个选项符合题意，每题3分） 1．为中国近代化学发展做出突出贡献的科学家是 A．李四光 B．华罗更 C．候德榜 D．钱学森 1．答案：B。 研析：题述四个选项中的科学家均为我国科学事业的发展做出了突出的贡献。其中，李四光是我国当代著名的地质学家；华罗更是著名的数学家；钱学森是著名的物理学家；候德榜被称为中国近代化学史上的第一颗明星，为中国化学工业发展做出卓越贡献，是中国近代化工工业的奠基人，他发明的联合制碱法为中华民族争得了荣誉。 2．0.5mol Na2SO4中所含的Na+离子数为 A．3.01×1023 B．6.02× 2．答案：B。 研析：N（Na+）＝n（Na2SO4）×2×NA＝0.5mol×2×6.02×1023mol－1＝6.02×1023。B正确。 3．下列各种物理性质中，对氯气来说不正确的是 A．黄绿色的气体 B．密度比空气小 C．能溶于水 D．有刺激性气味 3．答案：B。 研析：氯气是一种黄绿色、有刺激性气味、能溶于水（1∶2）、易液化、密度比空气大的有毒气体。B选项不正确。 4．在配制物质的量浓度溶液的实验中，最后用胶头滴管定容后，液面正确的是 A． 4．答案：B。 研析：在配制物质的量浓度溶液的实验中，定容后，溶液凹液面最低点应该与刻度线平齐。B正确。 5．下列叙述正确的是 A．1molO2的质量为 B．1mol物质的质量等于该物质的相对分子质量或相对原子质量 C．SO42－的摩尔质量为 D．CO2的摩尔质量为 5．答案：C。 研析：质量的单位是“g”、摩尔质量的单位是“g·mol－1”、式量的单位是“1”，A、B、D选项单位使用不正确。正确的说法为：1molO2的质量为32g；1mol物质的质量如果以“g”为单位，则在数值上等于该物质的式量；CO2的摩尔质量为44 g·mol－1。C无论数值，还是单位均正确。 6．下列物质属于纯净物的是 A．液氯 B．氯水 C．盐酸 D．漂粉精 6．答案：A 研析：纯净物指只有一种成分组成的物质，液氯的成分为Cl2；氯水中含HCl、HClO、Cl2、H2O；盐酸为HCｌ的水溶液；漂粉精的成分为CaCl2和Ca(ClO)2。 7．下列物质的体积约为 A．标准状况下1mol H2O B． C．常温常压下 7．答案：D。 研析：A：标准状况下H2O不是气态，体积大约为18 mL，远远小于22.4 L；B、C：0℃、101 kPa时36.5g HCl的体积为22.4 L，20℃时其体积应大于22.4 L；同理常温常压下17gNH3的体积也大于22.4 L；标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4 L，不论它是纯净物还是混合气体，因此D正确。 8．下列关于钠的说法不正确的是 A．金属钠与O2反应，条件不同，产物不同 B．钠—钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂 C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在煤油中 D．将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出O2 8．答案：D。 研析：金属钠与O2反应，常温下生成氧化钠，加热或点燃条件下生成过氧化钠，A正确；钠和钾都是热的良导体，钠、钾的熔点都很低，其合金通常状况下呈液态，导热性进一步增强，可作原子反应堆的导热剂，B正确；钠的化学性质很活泼，可于空气中的水蒸气和氧气反应，少量的钠可保存在煤油中，以隔绝空气，C正确；将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出氢气，D错误。 9．将一小块钠投入盛50mL澄清饱和石灰水的烧杯里，不可能观察到的现象是 A．钠熔成小球并在液面上游动 B．有气体生成 C．溶液底部有银白色物质生成 D．溶液变浑浊 9．答案：C。 研析：金属钠与水反应放出大量的热，将其熔成生成小球，与水接触的部位产生的气体不均匀推动小球在液面上游动；随着反应的进行，水量不断减少，且氢氧化钙溶解度随温度升高而降低，因此有部分氢氧化钙析出，使溶液变浑浊，但它不是银白色物质，因此，C错误。 10．能使干燥有色布条褪色的物质是 A．氯气 B．氯化氢 C．氯水 D．氢氧化钠 10．答案：C。 研析：氯气、氯化氢、氢氧化钠本身都没有漂白性，只有氯水中的次氯酸具有漂白性，可使干燥有色布条褪色，C正确。 二、选择题（每题有1~2个选项符合题意，每题4分） 11．在标况下，下列各组气体混合其平均相对分子量可达到40的是 A．N2和O2 B．CO2和O2 C．SO2和CO2 D．HI和HCl 11．答案：B、D。 研析：因为：Mr(CO2)＞40 Mr(N2)＜40 Mr(O2)＜40 Mr(SO2)＞40 Mr(HI)＞40 Mr(HCl)＜40；只有一个比40大一个比40小才满足要求。 12．下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值） A．在常温常压下， B．在常温常压下，1mol Ne含有的原子数为NA C．71gCl2所含原子数为2NA 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 12．答案：B、C。 研析：本题着重考查气体摩尔体积的概念和适用条件，阿伏加德罗定律以及希有气体的组成。题目在(A)选项中设置了气体的状况条件这个陷阱，在(D)选项中设置了气体单质所含原子数这个陷阱。常温常压下，11.2LN2并不是0.5mol，含有的分子数也就不为0.5NA；希有气体Ne是由原子构成的，1molNe含有的原子数为NA，与状况无关；71gCl2恰好是1molCl2，含原子数为2NA；在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的分子数相同，由于气体单质分子中所含原子数不同，如CH4由5个原子构成，H2由2个原子构成，而Ne由一个原子构成。相同状况下，相同体积的上述气体所含原子数就不相同。 13．体积相同的某营养液两份，其配方如下：
两份营养液中各离子的浓度 A．完全相同 B．完全不同 C．仅c（K+）相同 D．仅c（Cl－）相同 13．答案：A。 研析：两份营养液，配方不同。但仔细一算，各离子的物质的量都相同：n（K+）= 0.7 mol；n（Cl－）= 0.3 mol；n（Zn2+）= 0.1 mol；n（SO42－）= 0.3 mol；溶于水后所得营养液中各离子的浓度自然完全相同。选A。 14．在标准状况下，相同质量的下列气体，占有体积由大到小的顺序是① Cl2 ② H2 ③ N2 ④ CO2 ⑤ O2 A．③ ② ④ ⑤ ① B．③ ② ④ ③ ① C．① ④ ⑤ ② ③ D．② ③ ⑤ ④ ① 14．答案：D。 研析：根据阿伏加德罗定律，在标准状况下，气体的体积比等于其物质的量之比，而质量相同的前提下，物质的量与其摩尔质量成反比。由此看来，上述气体占有体积由大到小的顺序实际上是摩尔质量由小到大的顺序。显然，D正确。 15．在一定温度、压强下，1体积X2（气）和3体积Y2（气）化合生成2体积的气体化合物，则该气体化合物的化学式为 A．XY3 B．XY C．X3Y D．X2Y3 15．答案：A。 研析：根据阿伏加德罗定律，在一定温度、压强下，气体的体积比等于其分子数之比，也就是等于化学方程式中的计量数之比。现设此反应的方程式为：X2 + 3Y2 = 2 XaYb，再根据质量守定律得：a = 1，b = 3。A正确。 第Ⅱ卷（非选择题 共50分） 三、填空题（本题包括4小题，共34 分） 16．（6分）我国研制的长征捆绑式火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲肼”和四氧化二氮作为液体燃料。 （1）已知偏二甲肼的相对分子质量为60，其中含碳40%，含氢13.33%，其余为氮。则n(C)：n(H)：n(N)＝ _____________偏二甲肼的分子式为____ __ _________； （2）在发动机中偏二甲肼在四氧化二氮中充分燃烧，生成CO2、H2O、N2，写出该燃烧反应的化学方程式__________________________________________。 16．答案：（1）1∶4∶1；C2H8N2 （2）C2H8N2 + 2N2O4＝2CO2↑ + 4H2O↑ + 3N2↑ 研析：（1）据题意：偏二甲肼含氮1 - 40% - 13.33% = 46.67%，1mol偏二甲肼的质量为60 g 则1mol偏二甲肼中：n（C）＝60g×40%÷12 g／mol ＝2 mol n（N）＝ n（H）＝ 因此，其分子式为C2H8N2；n(C)：n(H)：n(N)＝2 mol∶8 mol∶2 mol，即1∶4∶1。 （2）可根据质量守恒定律，用设1法配平。设C2H8N2前的系数为1，根据C原子守恒，推知CO2前系数为2，根据H原子守恒，推知H2O前系数为4，再根据O原子守恒，逆推知N2O4前系数为2，最后根据N原子守恒，配平氮气前系数。 17．（6分）100mlA2气体跟50mlB2气体恰好完全反应，生成的气体体积为100ml（同温同压条件下），试推断气体生成物的化学式__________，推断的依据是__________________________。 17．研答：题目给出的已知条件有两个：一是根据反应物分子式可知它们都是双原子分子；二是在相同条件下各反应物和生成物气体的体积比A2∶B2∶AxBy ＝ 100∶50∶100＝2∶1∶2。根据阿伏加德罗定律，这个体积比就是该反应的化学方程式中各反应物和生成物的系数比，即 18．（10分）现有XYZ三种元素。 （1）X的单质可以在Z的单质中燃烧生成XZ，火焰为苍白色。 （2）XZ极易溶于水，其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红。 （3）X、Y、Z的单质在常温下为气体。 （4）两分子X的单质可以和Y单质化合生成两分子X2Y(常温下为液体)。 （5）Z的单质溶于X2Y中得到溶液具有漂白性，推断 ①XYZ各为何元素（写元素符号）?X__________ Y__________ Z__________ ②XZ和X2Y各是什么物质（写化学式）？ XZ__________ X2Y__________ 18．答案：①X：H Y：O Z：Cl ②HCl H2O 研析：氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，火焰为苍白色。氯化氢易溶于水，其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红。氯气溶于水形成氯水，其中的次氯酸具有漂白性。 19．（12分）下图为配制0.2mol·L-1Na2CO3溶液250mL示意图。 回答下列问题： （1）①中称得Na2CO3_____________g。 （2）玻璃棒在②、③两步中的作用分别是_____________、_____________。 （3）若出现如下情况，对所配溶液浓度有何影响?（填“偏高”、“偏低”或“无影响”） A．某同学在第⑧步观察液面时俯视_____________； B．没有进行操作步骤④和⑤_____________； C．在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外_____________。 19．答案：（1）5.3 （2）搅拌；引流 （3）A 偏高 B 偏低 C 偏低 研析：（1）n（Na2CO3）= c（Na2CO3）×V（Na2CO3）= 0.2mol·L-1×0.25L = 0.05 mol m（Na2CO3）= n（Na2CO3）×M（Na2CO3）= 0.05 mol× （2）玻璃棒是中学化学实验中常用的仪器，在第②步中，用玻璃棒搅拌，可加速Na2CO3固体的溶解；在第③步中，用玻璃棒引流，可防止Na2CO3溶液流到容量瓶外。 （3）所有的的定量实验都存在一个“误差”的问题，在本实验的误差分析中，一定要紧扣物质的量浓度的定义式，即c = n / V。如果在第⑧步观察液面时俯视，V偏小，结果偏高；如果没有进行操作步骤④和⑤，n偏小，结果偏低；如果在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外，n偏小，结果偏低。 四、计算题（本题包括2小题 共16分） 20．（8分）现用Zn与实验室中的盐酸反应制取 （1）如果选用所贴标签为2.0mol·L－1的盐酸，至少需该盐酸多少毫升？ （2）如果选用所贴标签为7%（密度为1.043g·mL－1）的盐酸，至少需该盐酸多少毫升？ 20．答案：（1）200mL （2）200mL 研析：（1） Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ 2 mol n（HCl） n（HCl）= V（HCl）= n（HCl）÷c（HCl）= 0.4 mol÷2.0mol·L－1 = （2） Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ m（HCl） m（HCl）= V（HCl）= m（HCl）÷W（HCl）÷ρ（HCl）= 提示：（1）、（2）小题结果相同，请体会哪种浓度表示方法更方便？ 21．（8分）标准状况下，用一定量的水吸收氨气后制得浓度为12.0 mol·L－1、密度为 （本题中氨的式量以 17.0计，氨水的溶质以溶解的NH3为准，水的密度以1.00g·cm－3计） 21．答案：378体积 研析：1.00 L该氨水中含氨的质量为： 12.0mol×17.0g·mol-1 其体积在标准状况下为：12.0mol×22.4L·mol-1 其体积为（1.00L×915g·L－1－12.0mol×17.0g·mol－1）／1000g·L－1 VＮＨ3／VＨ2Ｏ＝（12.0 mol× 1体积水吸收378体积NH3气（标准状况）。 若直接列出总式也可： VＮＨ3／VＨ2Ｏ＝（12.0 mol× 1体积水吸收378体积NH3气（标准状况）。 本章答案解析与研读 教材章末习题（P27） 1．4Na＋O2＝2Na2O；Na2O＋H2O＝2NaOH；2NaOH＋CO2＝ Na2CO3＋H2O 2．（1）新制的饱和氯水中含有氯气、水、盐酸、次氯酸等物质。 （2）①盐酸中和了氢氧化钠的缘故；②次氯酸具有漂白性的原因；③滴入几滴氢氧化钠溶液，如果溶液变红色，证明红色褪去是①的原因；如果溶液仍为无色，证明红色褪去是②的原因。 3．解法1是先求出m g SO2（或SO3）中S的质量，再分别求出S原子的个数，从而解得其比值。 解法2是求出m g SO2中S原子的个数和m g SO3中S原子的个数，直接求得其比值。 解法3是分别求出SO2和SO3的物质的量而得硫原子个数比。 解法3是合理的，因为三种解法中解法3是最简洁的。 4．答案：C10H12N2O 研析：血清素分子中： n（C）＝176×68.2%÷12＝10， n（H）＝176×6.82%÷1＝12， n（N）＝176×15.9%÷14＝2， n（O）＝176×9.08%÷1＝1。 因此，血清素的分子式为：C10H12N2O 5．答案：O2：1体积；CO2：1体积。 研析：CH4完全反应，O2有剩余 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 1体积 V(O2) V(CO2) 由于1 L/1体积＝2 L/ V(O2)＝ 1 L/ V(CO2) 所以V(O2)＝2体积，V(CO2)＝1体积。 则剩余的氧气体积为1体积。 6．答案：（1） （2）知道某溶液的物质的量浓度，取用一定体积的溶液，就知道了其所含溶质的物质的量，进行化学计算十分方便。 研析：由题意： Cl2————————————2NaOH V1(NaOH)＝2mol× Cl2————————————2NaOH V2(NaOH)＝ 研析：1.00 L该氨水中含氨的质量为： 12.0mol×17.0g·mol-1 其体积在标准状况下为：12.0mol×22.4L·mol-1 其体积为（1.00L×915g·L－1－12.0mol×17.0g·mol－1）／1000g·L－1 VＮＨ3／VＨ2Ｏ＝（12.0 mol× 1体积水吸收378体积NH3气（标准状况）。 若直接列出总式也可： VＮＨ3／VＨ2Ｏ＝（12.0 mol× 1体积水吸收378体积NH3气（标准状况）。 |
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