第1章認識化學科學本章重難點專題突破一比較法學習鈉的兩種氧化物“神舟六號”載人航天器中，宇航員所在的軌道和返回艙都是密封的，宇航員吸入氧氣，呼出二氧化碳，若二氧化碳濃度過大，會使宇航員困乏，呼吸頻率加快，嚴重的會窒息，你知道航天艙內放入的供氧劑是什么嗎？1．氧化鈉和過氧化鈉的比較氧化物氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)組成Na＋和O2－Na＋和Oeq\o\al(2－,2)類別堿性氧化物過氧化物顏色、狀態白色固體淡黃色固體與水反應Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑與CO2反應Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2與酸反應Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑漂白作用無有[特別提示](1)與酸反應只生成鹽和水的化合物稱作堿性氧化物。Na2O2與H＋除生成鹽和水外，還生成O2，故為非堿性氧化物。(2)Na2O2作漂白劑是因為具有強氧化性使有色物質漂白，故Na2O2加入含酚酞的水中，溶液先變紅、后退色。2．有關Na2O2與CO2、H2O反應的幾個重要關系(1)物質的量的關系無論是CO2或H2O的單一物質還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O與放出的O2的物質的量之比為2∶1，解決此類問題可以借助物質的量守恒關系。(2)氣體體積關系若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2，氣體體積的減少量或原混合氣體體積的eq\f(1,2)即為生成氧氣的量。(3)電子轉移關系當Na2O2與CO2、H2O反應時，每產生1molO2轉移2mole－。(4)固體質量關系當固體Na2O2與CO2、H2O反應時，相當于Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作發生相應的反應：Na2O2＋CO=Na2CO3、Na2O2＋H2=2NaOH(實際上兩反應不能發生)。(5)先后順序關系一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物反應，可視作Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完全后，Na2O2再與H2O發生反應。【典例1】為了探究“二氧化碳是否在水存在時才能和過氧化鈉反應”，某課題研究小組的同學們設計了下圖所示的實驗裝置，分別進行甲、乙兩個實驗：實驗甲：干燥的二氧化碳和過氧化鈉的反應：在干燥的試管Ⅱ中裝入過氧化鈉，在通入二氧化碳之前，關閉K1和K2。在試管Ⅰ內裝入試劑X后，打開K1和K2，通入二氧化碳，幾分鐘后，將帶火星的木條插入試管Ⅲ中至液面上，觀察到木條不復燃且Ⅱ中的淡黃色固體沒有變化。實驗乙：潮濕的二氧化碳和過氧化鈉的反應：在試管Ⅰ內裝入試劑Y，其他操作同實驗甲，觀察到木條復燃且Ⅱ中的淡黃色固體變為白色固體。試回答下列問題：(1)在裝入過氧化鈉后，通入二氧化碳前，關閉K1和K2的目的是____________________________________________。(2)在實驗甲中，試劑X是________，其作用是_________________________。在實驗乙中，試劑Y是____________。(3)根據上述兩個實驗現象，得到的結論是__________________________________。(4)試管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是________________________________________。(5)為了確保實驗現象的準確性，制備二氧化碳所用的反應物最好選用________(填字母)。A．大理石B．小蘇打C．燒堿D．鹽酸E．稀硫酸F．稀硝酸解析(1)在通入二氧化碳前，與過氧化鈉相連的導氣管分別與NaOH溶液及空氣相通，其中所含的水分會與過氧化鈉反應，因此為防止過氧化鈉受潮需關閉K1、K2。(2)實驗甲進行時，需制備干燥的二氧化碳，故試劑X應為干燥劑濃硫酸；而實驗乙進行時，二氧化碳氣體在通過裝置Ⅰ后含較多的水蒸氣，所以試劑Y應為水或二氧化碳的飽和水溶液。(3)對比甲、乙兩個實驗的實驗現象，可得到二氧化碳與過氧化鈉的反應，只有在水存在時才能進行的結論。(4)因二氧化碳不支持燃燒，要驗證是否有氧氣產生，需在檢驗前將未反應的二氧化碳用NaOH除去。(5)由實驗目的可知，在制得的二氧化碳中不能含有其他揮發性物質，故不可選用稀鹽酸或稀硝酸，只能選用稀硫酸；而硫酸與碳酸鈣作用產生的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在固體表面，阻礙反應進行，應選BE。答案(1)防止過氧化鈉受潮(2)濃硫酸除去二氧化碳中的水二氧化碳的飽和溶液(或水)(3)二氧化碳只有在水存在時才能和過氧化鈉反應(4)除去混在氧氣中的過量二氧化碳(5)BE【典例2】一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)的混合氣體反應可看成Na2O2先與CO2反應，完成后再與H2O發生反應。將一定物質的量的CH4、O2、Na2O2放入一密閉容器中，用電火花不斷引燃混合氣體，使其充分反應。反應結束后，容器內壓強趨于0(在120℃測定)，其殘余固體溶于水，無氣體放出。(1)CH4、O2、Na2O2的物質的量之比是_______________________________________。(2)若取molCH4發生上述反應，向殘余固體中加入足量的鹽酸，能放出________mol氣體，共可消耗________mol的HCl。解析反應后壓強為0，是指反應產物無氣體，據此可寫出化學方程式：CH4＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O①2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2②2H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑③要使反應后無氣體，需讓Na2O2把CO2、H2O全部消耗完，消耗的O2抵消產生的O2，故讓化學方程式①×2＋②＋③×2得總化學方程式：2CH4＋O2＋6Na2O2=2Na2CO3＋8NaOH。故CH4、O2、Na2O2的物質的量之比是2∶1∶6。加酸后氣體只有CO2，由C原子守恒可得，生成氣體的物質的量為mol。足量的鹽酸與固體Na2CO3和NaOH反應，需要的物質的量為mol。答案(1)2∶1∶6(2)

二阿伏加德羅定律及其推論1．阿伏加德羅定律阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子(即“四同”)。可簡記為“三同定一同”，即對氣體來說，溫度、壓強、體積、分子數(物質的量)四個量中，每有三個量相同，則第四個量必相同。【典例3】下列說法不正確的是()A．NA個氧分子與NA個氫分子的質量比等于16∶1B．標準狀況下，以任意比混合的氫氣和一氧化碳混合物L所含原子數為2NAC．標準狀況下，個H2O分子所占體積約為LD．16gO2和O3的混合物中共含有NA個氧原子解析分子數相同時，質量比等于相對分子質量比，Mr(O2)∶Mr(H2)＝32∶2＝16∶1，A項對；阿伏加德羅定律也適用于混合氣體，B項中共含1mol分子，H2與CO都含2mol原子，對；C項中H2O標準狀況下不是氣體，錯；D項，O2、O3都是由氧原子組成的，質量相同時，必含相同的原子數，16gO是1mol氧原子，所以D項對。答案C理解感悟阿伏加德羅定律本身就是高考的一個重要考點。在分析時，要抓住阿伏加德羅定律中的“四個相同”，即同溫、同壓、同體積，任何氣體含有相同的分子數(或相同的物質的量)。在思考時，要把各種情況都轉化為物質的量——即有“幾摩爾”，用“摩爾”這個單位容易比較。2．阿伏加德羅定律的推論推論可歸納為“一等式”、“二正比”、“二反比”。(1)一等式：相同T、p，混合氣體：體積分數φ(A)＝物質的量分數x(A)解釋：由阿伏加德羅定律知，T、p相同時，體積增大一倍，n也增大一倍。同理，在混合氣體中，如100L空氣，其中N2占78L；若100mol空氣，其中N2占78mol。(2)二正比：①相同T、V，壓強比等于物質的量比：eq\f(p1,p2)＝eq\f(n1,n2)②相同T、p、V，質量比等于摩爾質量比，等于密度比(稱為相對密度，記為D)：eq\f(m1,m2)＝eq\f(M1,M2)＝eq\f(ρ1,ρ2)＝D解釋：由阿伏加德羅定律知，T、p、V相同時，分子數相同，所以質量比等于摩爾質量比：eq\f(M1,M2)＝eq\f(m1,m2)＝eq\f(m1/V,m2/V)＝eq\f(ρ1,ρ2)(3)二反比：①相同T、p、m，體積比與摩爾質量成反比：eq\f(V1,V2)＝eq\f(M2,M1)解釋：相同T、p、m，由阿伏加德羅定律知，eq\f(V1,V2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(m/M1,m/M2)＝eq\f(M2,M1)②相同T、V、m，壓強比與摩爾質量成反比：eq\f(p1,p2)＝eq\f(M2,M1)解釋：相同T、V、m，由阿伏加德羅定律知：eq\f(p1,p2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(m/M1,m/M2)＝eq\f(M2,M1)【典例4】下列條件下，兩瓶氣體所含原子數一定相等的是()①同質量、不同密度的N2和CO②同溫度、同體積的H2和N2③同體積、同密度的C2H4和C3H6兩種氣體④同壓強、同體積的N2O和CO2兩種氣體A．①③ B．②③C．③④ D．②④解析①質量與外界條件無關，同質量、同摩爾質量(N2和CO的Mr都是28)時分子數必相同，所含原子數也相同，正確。②中，不知壓強是否相同，不能確定。③中C2H4和C3H6的最簡比都是CH2，碳氫個數比相同，當密度、體積相同時，總質量相同，則必含有相同的原子種類和數目，正確。④與②相似，“三同”中缺少一項——溫度，無法判斷分子數，當然也不能判斷原子數。答案A3．由氣體的密度(ρ)和相對密度(D)求氣體的相對分子質量(Mr)(1)已知氣體在標準狀況下的密度(ρ0)求Mr：Mr＝ρ0×Vm＝ρ0(2)已知氣體的相對密度(D)求Mr：D(A對B)＝ρA/ρB＝MA/MBMA＝D(A對B)×MB【典例5】在標準狀況下，CO和CO2的混合氣體共L，質量為61g。則兩種氣體的物質的量之和為____________mol，其中CO2為________mol，CO占總體積的________________，該混合氣體的平均相對分子質量為________________。解析①任何氣體在標準狀況下的摩爾體積都是L·mol－1，所以，題中兩氣體的物質的量之和為eq\fL,L·mol－1)＝mol。②設混合氣體中CO為xmol，CO2為ymol，則有：x＋y＝,28x＋44y＝61，解得：x＝1，y＝。③CO的體積分數即為物質的量分數，即：eq\f(1,×100%≈%。④eq\x\to(M)r＝eq\f(61,≈。答案%三以物質的量為中心的化學計算的解題方法化學計算的實質是借助化學知識尋找已知量與未知量之間的數量關系，然后運算求解。在解題的過程中，若根據條件找出已知量與未知量之間的物質的量關系，就可使復雜的問題簡單化、技巧化。其解題方法是依據變化前后某一粒子物質的量保持不變，列出守恒關系求解。1．物質的量是聯系宏觀量(如質量、體積)與微觀量(如粒子數目)的橋梁和紐帶，是計算的核心。解答時，要理清它們之間的關系：2．要緊緊抓住“物質的量”這個計算的核心。牢固建立把“其他物理量轉化為物質的量”的這一思維模式，充分利用下列“萬能恒等式”及其變形，進行各量的相互求算。n＝eq\f(m,M)＝eq\f(Vg,Vm)＝eq\f(N,NA)＝eq\f(xS,M100＋S)＝c·V(aq)式中n為物質的量，單位為mol；m為物質的質量，單位為g；M為摩爾質量，單位為g·mol－1；V(g)為氣體體積，單位為L；Vm為標準狀況下氣體摩爾體積，單位為L·mol－1；N為粒子個數；NA為阿伏加德羅常數；x為飽和溶液的質量，單位為g；S為溶解度，單位為g；c為物質的量濃度，單位為mol·L－1；V(aq)為溶液體積，單位為L。【典例6】(1)某雙原子分子構成的氣體，其摩爾質量為Mg·mol－1，該氣體的質量為mg，阿伏加德羅常數為NA，則：①該氣體在標準狀況下的體積為________L；②該氣體在標準狀況下的密度為________g·L－1；③該氣體所含的原子總數為________個；④該氣體一個分子的質量為________g。(2)標準狀況下，g某氣態氧化物RO2的體積為L。該氣體的摩爾質量是____________。解析(1)根據n＝eq\f(m,M)＝eq\f(Vg,Vm)＝eq\f(N,NA)及ρ＝eq\f(m,V)等公式進行計算。①V＝eq\f(mg,Mg·mol－1)×L·mol－1＝eq\f,M)L；②ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vm)＝eq\f(Mg·mol－1,L·mol－1)＝eq\f(M,g·L－1；③所含分子數N＝eq\f(m,M)·NA，則所含原子總數為eq\f(mg,Mg·mol－1)×NAmol－1×2＝eq\f(2mNA,M)；④一個分子的質量為eq\f(Mg·mol－1,NAmol－1)＝eq\f(M,NA)g。(2)由eq\f(m,M)＝eq\f(Vg,Vm)可知M＝eq\fg×L·mol－1,L)＝64g·mol－1。答案(1)①eq\f,M)②eq\f(M,③eq\f(2mNA,M)④eq\f(M,NA)(2)64g·mol－1【典例7】標準狀況下，將aLH2和Cl2的混合氣體點燃，充分反應后，將混合氣體通入含bmolNaOH的熱溶液中，氣體恰好被完全吸收，NaOH無剩余，測得反應后溶液中含Cl－、ClO－和ClOeq\o\al(－,3)，且三者物質的量之比為8∶1∶1，則原混合氣體中H2的物質的量為()\f(a,2)molB．(eq\f(a,－b)molC．(eq\f(a,－eq\f(b,2))mol\f(b,2)mol解析反應后溶液中的Na＋的物質的量等于Cl－、ClO－和ClOeq\o\al(－,3)三者的物質的量之和，也等于混合氣體中氯原子的物質的量，所以原混合氣體中氯氣的物質的量為eq\f(b,2)mol。則氫氣的物質的量為(eq\f(a,－eq\f(b,2))mol。答案C

四化學計算中的常用方法1．根據化學方程式進行有關物質的量的計算方法(1)寫出有關反應的化學反應方程式；(2)找出相關物質的化學計量數之比；(3)對應化學計量數，找出相關物質的物質的量；(4)根據原理進行計算。2．關系法化學計算的依據是物質之間量的比例關系，這種比例關系通常可從化學方程式或化學式中得到。但對復雜的問題，如已知物與待求物之間是靠很多個反應來聯系的，這時就需直接確定已知量與未知量之間的比例關系，即“關系式”。對于多步反應的計算，其“關系式”更是重要與實用。“關系式”有多種，常見的有：質量或質量分數關系式、物質的量或粒子數關系式、氣體體積的關系式等。確定已知量與未知量之間的關系式的一般方法：(1)根據化學方程式確定關系式：先寫出化學方程式，然后再根據需要從方程式中提煉出某些關系。如：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，可得如下關系：4HCl～Cl2。(2)根據守恒原理確定關系式。如：2Na～H2。【典例8】含molAl3＋的Al2(SO4)3中所含的SOeq\o\al(2－,4)的物質的量是________。解析據化學式可得關系式：Al2(SO4)3～2Al3＋～3SOeq\o\al(2－,4)23moln(SOeq\o\al(2－,4))故：eq\f(2,mol)＝eq\f(3,nSO\o\al(2－,4))解得：n(SOeq\o\al(2－,4))＝mol答案mol3．守恒法在化學反應中的守恒關系有：質量守恒、得失電子守恒、電荷守恒。(1)質量守恒①宏觀特征：反應前后元素的質量守恒；②微觀特征：反應前后元素的原子個數守恒。(2)得失電子守恒氧化還原反應中，氧化劑得電子數等于還原劑失電子數。(3)電荷守恒①電解質溶液中，陰離子所帶負電荷總數等于陽離子所帶正電荷總數；②離子方程式中，反應物所帶電荷總數與生成物所帶電荷總數相等且電性相同。4．差量法差量法是根據化學反應前后物質的有關物理量發生的變化，找出所謂的“理論差量”。如反應前后的質量、氣體體積、物質的量、氣體壓強、反應過程中的熱量變化等。該差量的大小與反應物質的有關量成正比。差量法就是借助這種比例關系，解決一定量變的計算題。解此類題的關鍵是根據題意確定“理論差量”，再根據題目提供的“實際差量”，列出比例式，求出答案。【典例9】為了檢驗某NaHCO3、Na2CO3混合物中NaHCO3的質量分數，現將m1g樣品加熱，其質量變為m2g。已知加熱時發生的反應為2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，則NaHCO3的質量分數是________。解析由題意得2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm2×841062×84－106m1·w(NaHCO3)m1－m2故：eq\f(m1·wNaHCO3,2×84)＝eq\f(m1－m2,2×84－106)得：w(NaHCO3)＝eq\f(84m1－m2,31m1)。答案eq\f(84m1－m2,31m1)5．過量問題的計算物質發生的化學反應按一定量的關系進行，但題中若給出兩個或兩個以上反應物的量，解此類題應當先判斷誰過量，然后根據不足量的物質去求解。(1)寫出反應的化學方程式；(2)判斷哪一個反應物過量；(3)根據不足量的物質求解。【典例10】已知單質銅與稀硝酸的反應為3Cu＋8HNO3=2NO↑＋4H2O＋3Cu(NO3)2(Cu的相對原子質量為64)。現把gCu放入200mL5mol·L－1硝酸中，充分反應，問：(1)哪種物質過量？(2)參加反應的硝酸的物質的量為多少？(3)在標準狀況下產生的氣體的體積為多少？(4)生成水的分子數為多少？(5)若反應前后溶液的體積不變，則生成Cu(NO3)2的物質的量濃度為多少？解析存在過量問題時，以不足量的物質為準進行計算。計算時，要注意“單位縱相同；數據橫相應”，用已知數據，可直接求出未知量。(1)方法一：假設法3Cu＋8HN