2020年高中化学新教材同步必修第一册 第2章 本章核心素养聚焦

本章核心素养聚焦

一、宏观辨识与微观探析

化学是人类在认识物质、改造物质、应用物质的长期实践中逐步探索发现而形成的一门科学，其研究重点是在原子分子水平上认识物质的结构、组成、性质和变化规律，并据此改变或创造物质。如从钠原子的结构认识金属钠具有强还原性，从氯原子的结构认识氯气具有强氧化性，从氯水中含有的微粒种类认识氯水的性质；在研究物质性质的实验中，常通过观察宏观实验现象进行验证，并分析推理书写反应化学方程式，从微观的角度揭示物质变化的本质。以物质的量为核心，把宏观的物质(气、固、溶液)的相关量经过计算转换成物质的量，然后通过分析物质微观的构成，计算出某种微粒数目。即通过物质的量这一物理量，借助阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积和物质的量浓度，可以把物质的宏观量与构成物质的微观粒子的数量联系起来。

例

1(高考组合)设N A为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()

A．22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18N A(2018·全国卷Ⅰ，10B)

B．标准状况下，2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2 N A(2017·全国卷Ⅱ，8C)

C．标准状况下，2.24 L CCl4含有的氯原子数为0.4N A(2016·全国卷Ⅰ，8D改编)

D．1 L 0.1 mol·L－1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4N A(2017·浙江选考，22B)

答案 A

解析氩气是单原子分子，1 mol Ar含18 mol质子，A项正确；标准状况下，2.24 L该混合气体中含有的分子数为0.1N A，B项错误；标准状况下，CCl4为液态，C项错误；溶剂水中也含有氧原子，D项错误。

分析“物质状态”→气体所处条件是否为标准状况→计算物质的量→分析物质的微观构成→计算微粒数目。

例

2利用太阳能分解水制氢，若光解0.02 mol 水，下列说法正确的是()

A．可生成H2的质量为0.02 g

B．可生成氢的原子数为2.408×1023

C．可生成H2的体积为0.224 L(标准状况)

D．生成H2的量理论上等于0.04 mol钠与水反应产生H2的量

答案 D

解析光解0.02 mol H2O可产生0.02 mol H2，则生成H2的质量为0.04 g，在标准状况下的体积为0.448 L，含有的氢原子数为2.408×1022，故A、B、C错误。

例

3现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下所占的体积约为8.96 L。

回答下列问题：

(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。

(2)混合气体中碳原子的个数：________。(用N A表示阿伏加德罗常数的值)

(3)将混合气体依次通过如图装置(浓硫酸作干燥剂)，最后收集在气球中。

①气球中收集到气体的相对分子质量为________； ②标准状况下，气球中收集到的气体的体积为________；

③气球中收集到的气体的电子总数为________。(用N A 表示阿伏加德罗常数的值) 答案 (1)36 g·mol －

1 (2)0.4N A (3)①28 ②4.48 L ③2.8N A

解析 (1)n (混合气体)＝8.96 L 22.4 L·mol

－1＝0.4 mol ，则混合气体的平均摩尔质量为14.4 g 0.4 mol ＝36 g·mol －

1。

(2)1个CO 分子和1个CO 2分子中都含有1个碳原子，则混合气体中碳原子的物质的量为0.4 mol ，碳原子数为0.4N A 。

(3)气体通过NaOH 溶液时CO 2被吸收，通过浓硫酸时H 2O 被吸收，最后收集在气球中的气体为CO 。①收集在气球中的气体为CO ，CO 的相对分子质量为28。②根据题意可得

⎩⎪⎨

⎪⎧

n (CO )＋n (CO 2)＝0.4 mol

28 g·

mol －1×n (CO )＋44 g·mol －1×n (CO 2)＝14.4 g ， 联立两式解得n (CO)＝n (CO 2)＝0.2 mol ，则标准状况下气球中收集到的CO 的体积为0.2 mol ×22.4 L·mol －1＝4.48 L 。③1个CO 分子中含14个电子，则气球中收集到的CO 所含电子的物质的量为0.2 mol ×14＝2.8 mol ，电子数为2.8N A 。 二、科学探究与创新意识

化学是一门以实验为基础的学科。实验探究是学习和研究元素化合物性质的基本方法。如实验探究钠与氧气的反应，钠与水的反应，过氧化钠与水的反应，碳酸钠、碳酸氢钠的性质；

实验探究氯气的制取与性质，氯水的成分与性质，氯离子的检验等。要学会根据物质的类别和核心元素的化合价预测物质的性质，设计实验方案并完成实验，分析处理实验信息给出结论，展示交流实验探究成果，提出进一步探究或改进实验的设想。在实验探究物质性质的过程中，培养科学探究的思维品质和创新意识。

例

4下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是()

答案 D

解析碳酸钠溶液具有较强的碱性，不可用于治疗胃酸过多，A项错误；Na2O2与水反应生成NaOH，酚酞变红，但又迅速被Na2O2氧化漂白而褪色，B项错误；常温下钠在空气中生成的氧化物为氧化钠，C项错误；过氧化钠可以消耗CO2、H2O，产生O2，因此可用作航天员的供氧剂，D项正确。

例

5某实验小组用如图装置制备家用消毒液，并探究其性质。反应停止后，取洗气瓶中无色溶液5 mL分别进行了如下实验：

(1)写出利用上述装置制备消毒液涉及反应的化学方程式：_____________________________、 _______________________________________________________________________________。 (2)查阅资料：酚酞的变色范围为8.2～10，且酚酞在强碱性溶液中红色会褪去，为探究操作a 中溶液褪色的原因，又补充了如下实验：

获得结论：此实验小组制备的消毒液具有____性。

(3)该小组由操作b 获得结论：随着溶液酸性的增强，此消毒液的稳定性下降。

①操作b 中溶液变成黄绿色的原因：_______________________________________________ _____________________________________________________________(用离子方程式表示)。 ②有人认为由操作b 获得上述结论并不严谨。需要进一步确认此结论的实验方案是________。 答案 (1)MnO 2＋4HCl(浓)=====△

MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O (2)5 mL 、pH ＝13 漂白

(3)①ClO －

＋Cl －

＋2H ＋

===Cl 2↑＋H 2O

②取洗气瓶中溶液5 mL ，向其中逐滴加入稀H 2SO 4，观察溶液是否逐渐变为黄绿色 解析 (2)酚酞在强碱性溶液中红色会褪去，但同样体积、同pH 值的氢氧化钠溶液，滴加2滴酚酞溶液变红，30 min 后褪色，而消毒液，pH ＝13，溶液变红，5 min 后褪色，褪色时