2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專(zhuān)題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界章知識(shí)整合學(xué)案蘇教版必修1

PAGE8-章學(xué)問(wèn)整合一、以物質(zhì)的量為中心的計(jì)算1．以物質(zhì)的量為中心的計(jì)算2．詳細(xì)計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)留意的問(wèn)題二、有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)的常見(jiàn)陷阱陷阱一物質(zhì)的狀態(tài)22．4L/mol運(yùn)用的對(duì)象是氣體(包括混合氣體)。命題者常把一些簡(jiǎn)單忽視的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)作為氣體來(lái)命題，讓同學(xué)們落入陷阱。例如，“標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L四氯化碳所含的分子數(shù)為0.5NA”是錯(cuò)誤的。錯(cuò)因分析：標(biāo)準(zhǔn)狀況下四氯化碳是液體。陷阱二溫度和壓強(qiáng)一般狀況下，22.4L/mol是指標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃，101kPa)下的氣體摩爾體積。命題者有意在題目中設(shè)置非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積，若用22.4L/mol進(jìn)行換算，則誤入陷阱。如下列說(shuō)法都是錯(cuò)誤的：①常溫常壓下，11.2LO2所含的原子數(shù)為NA；②25℃，101kPa時(shí)，11.2LN2所含的原子數(shù)為NA。錯(cuò)因分析：①、②中的氣體體積都是非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積，不行用標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃，101kPa)下的氣體摩爾體積(22.4L/mol)來(lái)?yè)Q算。陷阱三粒子的數(shù)目粒子種類(lèi)有分子、原子、離子、質(zhì)子、中子、電子等，原子由原子核與核外電子組成。解題時(shí)要留意審題，明確題目要求的是何種粒子。如“1.8gH2O中含NA個(gè)分子、NA個(gè)電子”是錯(cuò)誤的。錯(cuò)因分析：1.8gH2O的物質(zhì)的量為0.1mol，所含分子數(shù)為0.1NA；1個(gè)H2O分子中有10個(gè)電子，則1.8gH2O中含NA個(gè)電子。陷阱四單質(zhì)的組成氣體單質(zhì)的組成除常見(jiàn)的雙原子分子外，還有單原子分子(如Ne)、三原子分子(如O3)等。假如不留意這一點(diǎn)，易誤入陷阱。如下列說(shuō)法都是錯(cuò)誤的：①標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L臭氧中含NA個(gè)氧原子；②10g氖所含原子數(shù)為NA；③在同溫同壓下，相同體積的任何氣體單質(zhì)所含的原子數(shù)目相同。錯(cuò)因分析：臭氧(O3)為三原子分子，n(O)＝3n(O3)＝1.5mol，即11.2LO3中含有1.5NA個(gè)氧原子，故①敘述錯(cuò)誤。氖(Ne)為單原子分子，10gNe為0.5mol，所含原子數(shù)為0.5NA，故②敘述錯(cuò)誤。因?yàn)榻M成氣體單質(zhì)的原子數(shù)目不同，故③敘述錯(cuò)誤。若改成“在同溫同壓下，相同體積的任何氣體單質(zhì)所含的分子數(shù)目相同”則正確。三、等體積或等質(zhì)量溶液混合時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變更規(guī)律1．濃度與密度的變更關(guān)系若溶液的密度大于1g·cm－3，則溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，其密度就越大。若溶液的密度小于1g·cm－3，則溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，其密度就越小。上述關(guān)系可以借用平均值與極限思維來(lái)理解，當(dāng)溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小為0時(shí)，即為水，可以很明顯地呈現(xiàn)出這一變更關(guān)系。常見(jiàn)溶液中，氨水、酒精等溶液比水輕，氯化鈉、硝酸、硫酸等溶液比水重。2．等體積或等質(zhì)量溶液混合后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變更規(guī)律(1)等質(zhì)量混合型以30%的H2SO4與50%的H2SO4等質(zhì)量相混為例，混合后H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：w(H2SO4)＝eq\f(30%M＋50%M,M＋M)×100%＝40%即混合后H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于兩者的算術(shù)平均值。(2)等體積混合型仍以30%的H2SO4(ρ1)與50%的H2SO4(ρ2)等體積相混為例，混合后H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：w(H2SO4)＝eq\f(30%ρ1V＋50%ρ2V,ρ1V＋ρ2V)×100%＝eq\f(30%ρ1＋50%ρ2,ρ1＋ρ2)＝eq\f(40%ρ1＋40%ρ2＋10%ρ2－10%ρ1,ρ1＋ρ2)＝40%＋eq\f(ρ2－ρ1,ρ1＋ρ2)×10%因?yàn)榱蛩崛芤旱拿芏缺人兀蛩嵩綕?，密度越大，即?>ρ1，故w(H2SO4)＝40%＋eq\f(ρ2－ρ1,ρ1＋ρ2)×10%>40%，即混合后H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于兩者的算術(shù)平均值。同理，可以推知：若30%的氨水與50%氨水等體積相混，混合后氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將小于40%。若加等體積水稀釋?zhuān)笏阆♂尯蟮馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)，可把水視作0%的溶液，按上述規(guī)律處理。綜上所述：兩種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的同種溶液等體積相混合，若溶液的密度大于1g·cm－3，則混合溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于它們和的一半；若溶液的密度小于1g·cm－3，則混合溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于它們和的一半。無(wú)論溶液的密度大于1g·cm－3，還是小于1g·cm－3，等質(zhì)量混合時(shí)，所得混合溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都等于它們和的一半。四、氣體的相對(duì)分子質(zhì)量相關(guān)計(jì)算氣體的相對(duì)分子質(zhì)量(或平均相對(duì)分子質(zhì)量)有以下幾種計(jì)算方法。(1)已知標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體密度ρ，則M＝22.4ρ。(2)已知兩種氣體的相對(duì)密度D。則D＝eq\f(ρA,ρB)＝eq\f(MA,MB)。(3)混合氣體的平均式量在數(shù)值上等于混合氣體的平均摩爾質(zhì)量：①eq\x\to(M)＝eq\f(m總,n總)②eq\x\to(M)＝M1·n1%＋M2·n2%＋…＋Mi·ni%＝M1·V1%＋M2·V2%＋…＋Mi·Vi%。注：m總表示混合氣體的總質(zhì)量，n總表示混合氣體的總物質(zhì)的量；n1%，n2%，…表示混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；V1%，V2%，…表示混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)；M1，M2，…表示混合物中各組分的式量。(4)混合物的式量可以用平均值法確定范圍。如空氣的主要成分為O2和N2，空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29，介于兩種氣體相對(duì)分子質(zhì)量之間。五、混合物分別和提純的方法1．物質(zhì)的分別是把混合物中的各種物質(zhì)分開(kāi)的過(guò)程，分開(kāi)以后的各物質(zhì)應(yīng)當(dāng)盡量削減損失，而且是比較純凈的。常常采納的分別方法有：過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、分餾、萃取、分液、滲析、洗氣等。2．物質(zhì)的提純是指將某物質(zhì)中的雜質(zhì)采納物理或化學(xué)方法除掉的過(guò)程。它和分別的主要區(qū)分在于除掉后的雜質(zhì)可以不進(jìn)行復(fù)原。(1)物質(zhì)提純的原則：不增、不變、易分、復(fù)原。“不增”是指在提純過(guò)程中不增加新雜質(zhì)；“不變”是指被提純物質(zhì)的性質(zhì)不能變更；“易分”是指使雜質(zhì)與被提純物質(zhì)簡(jiǎn)單分開(kāi)；“復(fù)原”是指被提純物簡(jiǎn)單復(fù)原。(2)提純的方法可歸納為“雜轉(zhuǎn)純，雜變沉，化為氣，溶劑分”。雜轉(zhuǎn)純：將要除去的雜質(zhì)變?yōu)樘峒兾铮@是提純物質(zhì)的最佳方案，如除去Na2CO3中混有的NaHCO3，即可將混合物加熱，使NaHCO3全部轉(zhuǎn)化為Na2CO3。雜變沉：加入一種試劑，將要除去的雜質(zhì)變成沉淀，最終用過(guò)濾的方法除去沉淀。化為氣：加熱或加入一種試劑，使雜質(zhì)變?yōu)闅怏w逸出。如食鹽水中混有Na2CO3，則可加鹽酸，使COeq\o\al(2－,3)變成CO2氣體逸出。溶劑分：加入一種試劑，將雜質(zhì)或被提純物質(zhì)萃取出來(lái)。如用CCl4可將碘從水中萃取出來(lái)。3．常見(jiàn)分別方法與混合物的類(lèi)型六、膠體學(xué)問(wèn)拓展1．生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)的膠體人們?cè)谏a(chǎn)、生活中見(jiàn)到或用到的膠體許多，例如：云、霧、煙塵、河、湖、池塘中的水，人及其他動(dòng)物的血液，還有牛奶、豆?jié){、果凍、米粥湯、蛋清、膠水、墨水、液狀涂料、肥皂水、有色玻璃、變色玻璃等。2．膠體聚沉的方法(1)加入可溶性電解質(zhì)加入的電解質(zhì)在分散劑中電離，產(chǎn)生的與膠體粒子帶相反電荷的離子中和了膠體粒子所帶的電荷，使膠體粒子聚集成較大的顆粒，從而形成沉淀從分散劑里析出。(2)加入與原膠體粒子帶相反電荷的膠體膠體粒子吸附離子而帶有電荷是膠體具有介穩(wěn)性的主要緣由。由于同種膠體粒子帶同種電荷，一般狀況下，它們之間相互排斥而不易聚集成質(zhì)量較大的顆粒而沉降下來(lái)。加入與原膠體粒子帶相反電荷的膠體，中和了原膠體粒子所帶的電荷，使得膠體粒子之間的斥力減小，相互聚集成較大的顆粒，從而形成沉淀從分散劑里析出。(3)加熱加熱可以加快膠體粒子的運(yùn)動(dòng)速率，增大膠體粒子的碰撞機(jī)會(huì)，并且使膠體粒子吸附電荷的實(shí)力減弱，使膠體粒子聚集成較大的顆粒，從而形成沉淀從分散劑里析出。3．制備膠體的其他方法制備膠體的必要條件是使分散質(zhì)粒子大小在1～100nm之間。制備方法通常有以下幾種。(1)研磨法：將分散質(zhì)用機(jī)械研磨的方法使其顆粒直徑達(dá)到膠體的要求，如制黑墨汁。(2)轉(zhuǎn)換溶劑聚沉法：使分子或離子聚集成膠體的方法。如將硫粉置于酒精中充分?jǐn)嚢枋怪芙夂螅瑢⑺玫娜芤褐鸬蔚稳胝麴s水中，同時(shí)振蕩，即可得到一種膠體。在這種膠體中，分散質(zhì)是硫，分散劑是水。(3)化學(xué)反應(yīng)法：即限制反應(yīng)的條件，使反應(yīng)中生成的難溶物質(zhì)的量削減，粒子大小也減小，不沉降下來(lái)，而是以膠體顆粒大小分散在溶劑中。①AgI膠體：將8～10滴0.01mol·L－1AgNO3溶液逐滴滴入10mL0.01mol·L－1KI溶液中，邊滴邊用力振蕩即可得到AgI膠體。KI＋AgNO3=AgI(膠體)＋KNO3留意：此處必需用極稀的溶液(0.01mol·L－1)，否則易形成懸濁液。②H4SiO4膠體：將1mLNa2SiO3滴入5～10mL1mol·L－1鹽酸中，用力振蕩，即可得到H4SiO4膠體。Na2SiO3＋2HCl＋H2O=H4SiO4(膠體)＋2NaCl③肥皂水膠體：肥皂的主要成分是硬脂酸鈉，這是一種強(qiáng)堿弱酸鹽，簡(jiǎn)單水解，水解形成的硬脂酸不易溶于水，而凝聚成膠體。C17H35COONa＋H2OC17H35COOH(膠體)＋NaOH4．膠體普遍存在于自然界中，膠體的性質(zhì)在日常生活中得到廣泛應(yīng)用，你能說(shuō)出下列做法利用了膠體的什么性質(zhì)嗎？(1)試驗(yàn)操作中，不慎將手指劃破，可取FeCl3溶液緊急止血。血液是一種蛋白質(zhì)溶液，其膠體帶負(fù)電荷，加入電解質(zhì)溶液FeCl3溶液，F(xiàn)e3＋中和膠體粒子所帶的負(fù)電荷，促使膠體聚沉，從而達(dá)到止血效果。(2)俗話說(shuō)“一物降一物，鹵水(主要成分為MgCl2)點(diǎn)豆腐”，說(shuō)明其原理。豆?jié){是一種膠體，向其中加入電解質(zhì)溶液，可使蛋白質(zhì)等聚沉，便可制成可口的豆腐。(3)在水泥廠常用高壓電作用于氣溶膠，以除去大量煙塵，削減煙塵對(duì)空氣的污染。膠體粒子帶有電荷，在電場(chǎng)的作用下，膠體粒子在分散劑里做定向移動(dòng)，即電泳。高壓電除塵就是利用了膠體的這一性質(zhì)。在除雜過(guò)程中只留意原來(lái)雜質(zhì)的除去，忽視了新的雜質(zhì)的引入【例1】下列除雜方法中，正確的是()A．除去含有少量Ba(NO3)2雜質(zhì)的KNO3溶液時(shí)，先加入過(guò)量的Na2CO3溶液，過(guò)濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸B．除去CO2氣體中的CO：在O2中點(diǎn)燃C．除去CO氣體中CO2：通過(guò)NaOH溶液洗氣D．除去NH3中的水蒸氣：通過(guò)濃H2SO4洗氣【誤區(qū)警示】本題易錯(cuò)選A、B。選A的緣由忽視了加入Na2CO3時(shí)引入了新的雜質(zhì)離子——Na＋；選B的緣由只考慮了CO可與O2反應(yīng)生成CO2，但忽視了O2若過(guò)量，又引入了雜質(zhì)O2，O2若不足，則CO未除盡?！菊狻緼選項(xiàng)中，加入過(guò)量Na2CO3溶液后，最終KNO3溶液中有NaNO3雜質(zhì)，故A項(xiàng)錯(cuò)；B選項(xiàng)中，O2若過(guò)量，則CO2中含有雜質(zhì)O2，另外，假如CO2含量高，CO無(wú)法被點(diǎn)燃。故B項(xiàng)錯(cuò)；C選項(xiàng)，NaOH將CO2汲取，并不引入新雜質(zhì)，故C項(xiàng)對(duì)；D選項(xiàng)，NH3與濃H2SO4反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)。【答案】C對(duì)Vm＝22.4L/mol運(yùn)用范圍駕馭不精確【例2】下列說(shuō)法正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)()A．在常溫常壓下，11.2L氧氣中含有的分子數(shù)為0.5NAB．在常溫常壓下，1mol氦氣含有的原子數(shù)為NAC．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1molCCl4體積為22.4LD．只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氫氣的體積才等于22.4L【誤區(qū)警示】對(duì)解答本題時(shí)易犯的錯(cuò)誤詳細(xì)分析如下：常見(jiàn)錯(cuò)誤錯(cuò)誤緣由選A忽視了常溫常壓下，Vm大于22.4L/mol選C沒(méi)駕馭CCl4在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液體選D非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，調(diào)整溫度和壓強(qiáng)至合適比例，Vm也可能為22.4L/mol【正解】A：因?yàn)槌爻?，Vm不等于22.4L/mol，故A錯(cuò)；B：雖然是常溫常壓，但氦氣物質(zhì)的量已確定，且氦氣為單原子分子，故1mol氦氣含NA個(gè)原子，故B對(duì)；C：CCl4在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液體，故C錯(cuò)；D：調(diào)整溫度和壓強(qiáng)，不只是標(biāo)準(zhǔn)狀況下Vm＝22.4L/mol?！敬鸢浮緽忽視溶液中粒子之間的比例關(guān)系【例3】在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2，恰好使溶液中的SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀；如加入足量強(qiáng)堿并加熱可得到cmolNH3氣體，則原溶液中的Al3＋濃度(mol/L)為()