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所属成套资源:2020高考苏教版化学一轮复习讲义(部分缺失)
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2020版新一线高考化学(苏教版)一轮复习讲义:第1部分专题1第2单元物质的量物质的聚集状态
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第二单元 物质的量 物质的聚集状态
考纲定位
核心素养
1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
2.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
3.了解相对原子质量、相对分子质量的含义,并能进行有关计算。
1.微观探析——认识物质的量在宏观与微观的桥梁作用,并从微观粒子数认识物质的多少。
2.证据推理——在有关物质的量的计算时,通过分析、推理、数据处理等角度领悟计算的方法。
3.模型认知——建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积的模型认知。
考点一| 物质的量 摩尔质量
1.物质的量、阿伏加德罗常数
注意:(1)使用摩尔作单位时,必须指定化学式或指明微粒的种类,如1 mol H 不能描述为1 mol 氢等。(2)阿伏加德罗常数有单位,单位为mol-1,不能仅写数值6.02×1023。
2.摩尔质量
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M,单位为g/mol或g·mol-1。
(2)数值:当微粒的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。
(3)关系:物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n=或M=或m=n·M。
注意:(1)摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量,具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18 g·mol-1,H2O的相对分子质量为18,1 mol H2O的质量为18 g。(2)摩尔质量与温度、压强、物质的量多少无关。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1 mol OH-的质量是17 g·mol-1。( )
(2)NA代表阿伏加德罗常数,22 g CO2中含有的氧原子数为NA。( )
(3)n mol O2中分子数为N,则阿伏加德罗常数为。( )
(4)H2O的摩尔质量与1 mol H2O的质量在数值上相等。( )
(5)16 g O2与16 g O3的分子数相等。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.(1)硫酸钠(Na2SO4)的摩尔质量为________;71 g Na2SO4中含钠离子的物质的量为________,氧原子的物质的量为________。
(2)49 g H3PO4的物质的量为________,用NA表示阿伏加德罗常数的值,其中含有________个H,含________个O。
答案:(1)142 g·mol-1 1 mol 2 mol (2)0.5 mol 1.5NA或1.5×6.02×1023 2NA或2×6.02×1023
考法1 物质的量、摩尔质量的有关概念
1.下列说法不正确的是( )
A.物质的量是描述微观粒子集合体的物理量
B.阿伏加德罗常数就是6.02×1023
C.1 mol CO2与1 mol CO含有的分子数目相等
D.SO的摩尔质量为96 g·mol-1
B [阿伏加德罗常数为物理量,单位为mol-1。]
2.(2018·荆州模拟)草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150 ℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是( )
A.草酸的摩尔质量是90 g
B.1 mol草酸中含有6.02×1023个分子
C.45 g草酸中含有1.204×1024个氧原子
D.草酸分子中C与O原子的物质的量之比为1∶2
A [摩尔质量的单位为g·mol-1,注意与质量的区别。]
考法2 n、N、m的有关计算
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,计算下列粒子的数目
(1)0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
(2)12 g乙烷中所含共价键的物质的量是________。
(3)分子数为0.5NA的CO2分子的质量是________。
(4)9.5 g A分子的物质的量是0.25 mol,A的摩尔质量是________,N个B分子的质量是m g,则B的摩尔质量是________,24 g O3的分子数与________g 18O2的分子数相等。
解析:(2)乙烷的结构式为,1 mol乙烷分子中含有7 mol共价键。
(4)M(A)===38 g·mol-1;
n(B)= mol,M(B)= g·mol-1;
mol= mol,m(O2)=18 g。
答案:(1)0.2NA(或1.204×1023) (2)2.8 mol
(3)22 g (4)38 g·mol-1 g·mol-1 18
4.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2 g 该晶体中含氧原子数为________,氢原子的物质的量为________mol。
解析:晶体的摩尔质量约为122 g·mol-1,n==0.1 mol,故氧原子数目=0.1×(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1 mol×1.3×2=0.26 mol。
答案:0.33NA 0.26
考点二| 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
(1)影响物质体积大小的因素
(2)气体摩尔体积
①含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号Vm,常用单位是L·mol-1(或L·mol-1);基本表达式是Vm=。
②影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强。温度越高,压强越小,气体摩尔体积越大。
③特例:标准状况是指温度为0 ℃,压强为101 kPa,此时,Vm=22.4_L·mol-1。
注意:(1)“22.4 L·mol-1”不仅适用于单一气体,也适用于混合气体。(2)22.4 L气体,在标准状况下是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。(3)标准状况下为非气体的常见的物质有H2O、H2O2、HF、SO3、C6H6、CCl4、CS2、CHCl3、CH2Cl2、乙醇等。
2.阿伏加德罗定律及其推论
(1)内容
可总结为“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
(2)推论
条件
结论
推论一
同温同压
==
=
推论二
同温同容
=
注意:(1)同温同压同体积的气体的分子数相等,但原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体。(3)在同温同压条件下,可利用气体的相对分子质量大小判断气体密度的大小。
3.求气体的摩尔质量M的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:=M1×a%+M2×b%+M3×c%+……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)标准状况下,1 mol H2与1 mol N2、H2混合气体体积均约为22.4 L。( )
(2)利用气体摩尔体积可以计算一个气体分子的大致体积。( )
(3)标准状况下,1 mol CH4和1 mol SO3的体积均为22.4 L。( )
(4)同温同压下,44 g CO2与28 g CO的体积比为1∶1。( )
(5)在非标准状况下,1 mol N2的体积可能为22.4 L。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.如图所示三只气球,其中A、B的体积均为1.12 L,则A、B中气体的物质的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”);标准状况下,A、B气球中的分子个数比是________;在相同温度和压强下,A、C气球中气体的质量相同,则两气球的体积之比是________。
答案:不一定 1∶1 2∶1
考法1 气体摩尔体积及相对分子质量的有关计算
1.一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子构成,下列有关说法中不正确的是
( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下,该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
C.该气体中每个分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
A [若为标准状况,6.02×1023个气态分子的体积应为22.4 L,不是30 L。]
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子中原子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V是________L。
解析:n(分子)= mol,M(分子)= g·mol-1=
g·mol-1,故V= mol×22.4 L·mol-1= L。
答案:
3.CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),
(1)混合气体中CO的质量是________g;
(2)在标准状况下混合气体中CO2的体积是________L;
(3)在标准状况下混合气体的密度是________g·L-1(保留两位有效数字);
(4)混合气体的平均摩尔质量是________g·mol-1。
解析:CO燃烧发生反应:2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,
则,解得x=0.25,y=0.25。
(1)混合气体中CO的质量为28 g·mol-1×0.25 mol=7 g;
(2)故混合气体中CO2的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L;
(3)混合气体的密度为≈1.6 g·L-1;
(4)解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.6 g·L-1×22.4 L·mol-1≈
36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1;
故平均摩尔质量为36 g·mol-1。
答案:(1)7 (2)5.6 (3)1.6 (4)36
4.在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。NH4HCO3的摩尔质量为______(用含m、d的代数式表示)。
(2)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________(用含ρ的代数式表示)。
(3)若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________(用含a、b、c的代数式表示)。
解析:因为NH4HCO3(s)NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)
(1)M(混)=2d g·mol-1⇒n(混)= mol,
⇒M(NH4HCO3)=(2d×3) g·mol-1=6d g·mol-1。
(2)(混)=22.4ρ g·mol-1。
(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,
(混)=(17a%+44b%+18c%) g·mol-1。
答案:(1) mol 6d g·mol-1
(2)22.4ρ g·mol-1
(3)17a%+44b%+18c%
Nnm
V(g)
考法2 阿伏加德罗定律及推论
5.同温同压下,甲容器中充满35Cl2,乙容器中充满37Cl2,完成下列填空。
(1)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体密度之比为________;
(2)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体分子数之比为________;
(3)若两种气体质量相等,则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为________;
(4)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体所含中子数之比为________。
答案:(1)35∶37 (2)1∶1 (3)37∶35 (4)9∶10
6.(2019·哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相等的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )
A.充入的CO分子数比CO2分子数少
B.甲容器的体积比乙容器的体积小
C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D.若将压强相同改为体积相同,则甲容器中的压强比乙容器的压强大
D [A项,n(CO)= mol,n(CO2)= mol,故N(CO)>N(CO2),错误;B项,n(CO)>n(CO2),故V(甲)>V(乙),错误;C项,同温同压下,摩尔体积相同,错误;D项,n(CO)>n(CO2),在V相同时,p(甲)>p(乙),正确。]
专项突破(二) “七角度”突破NA的判断陷阱
角度1 22.4 L·mol-1的适用条件分析
(1)陷阱:从Vm=22.4 L·mol-1的适用条件和物质的状态设置陷阱。
(2)突破:一要看是否为标准状况,不为标准状况无法直接用22.4 L·mol-1(标准状况下气体的摩尔体积)求n;二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求得n,如水、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、己烷、苯、CxHy(x>4)、乙醇、乙酸等。
[突破训练1]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①2.24 L NH3中含有0.1NA个NH3分子
②标准状况下,3.36 L苯分子中含有原子数目为1.8NA
③标准状况下,2.24 L C8H18分子中氢原子数为1.8NA
④标准状况下,2.24 L HCl和HF的混合物中含有氢原子数为0.1NA
⑤标准状况下,5.6 L CO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为0.5NA
解析:苯、C8H18、HF在标准状况下均为非气态,故②③④均错误;2.24 L NH3未指明所处的状况,无法确定分子个数,①错误。
答案:⑤
角度2 某些物理量与物质所处的状况无关的分析
(1)陷阱:设置与某些物理量无关的一些干扰条件,给出非标准状况下气体的物质的量或质量或摩尔质量或粒子数,干扰正确判断。
(2)突破:排“干扰”,明确物质的量或质量或摩尔质量或粒子数与物质所处状况无关,物质的量或质量确定时,物质所含的微粒数与温度、压强等外界条件无关。
[突破训练2]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①常温常压下,3.2 g O2所含的原子数为0.2NA
②标准状况下,18 g H2O所含的氧原子数为NA
③室温下,1 mol CH4中含有原子数为5NA
④100 ℃、1.01×105 Pa条件下,18 g H2O中含有氢原子数为2NA
解析:质量、物质的量、粒子数均与物质所处的状况无关,均正确。
答案:①②③④
角度3 一定量的混合物中粒子数目的分析
(1)陷阱:从物质的组成特点、摩尔质量特点等设置陷阱。
(2)突破:①特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如DO(Mr=20,中子数为10),HO(Mr=20,中子数为10)。稀有气体分子为单原子分子。—OH与OH-中含有的电子数不同。
②等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同,如NO2与N2O4,C2H4与C3H6,O2与O3。
③等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同,如N2与CO,CO2与N2O,H2SO4与H3PO4。
④等物质的量的CO2与SO2中氧原子数相同。
[突破训练3]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是________(填序号)。
①18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
②28 g乙烯和丁烯(C4H8)的混合气体中氢原子数为4NA
③常温常压下,32 g O2与O3的混合气体中分子数为NA
④14 g N2和CO的混合气体中含有的原子数为0.5NA
⑤常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
⑥12 g金刚石和石墨混合物中含有的碳原子数为NA
解析:①18 g D2O和18 g H2O的物质的量不相同,则含有的质子数不相同;②二者最简式均为CH2,故28 g混合气体中含H原子数为4NA;③二者的相对分子质量不同,无法求分子的物质的量;④二者的相对分子质量均为28,且均为双原子分子,故14 g混合气体中含有的原子数为0.5×2NA;⑤NO2与N2O4的最简式均为NO2;⑥金刚石和石墨均由碳原子构成,等质量时含有的碳原子数相同。
答案:①③④
角度4 一定量的物质中共价键(或共用电子对)数目分析
(1)陷阱:从物质结构中含有的共价键设置陷阱。
(2)突破:熟记常见物质中的共价键数目
①H2O—2、NH3—3、CH4—4、CCl4—4、P4—6。
②CnH2n+2:C—C(n-1),C—H:(2n+2)。
③金刚石中1 mol C形成2 mol C—C。
④石墨中1 mol C形成1.5 mol C—C。
⑤SiO2中1 mol SiO2中含4 mol Si—O。
⑥苯分子中不含有C—C或C===C。
⑦CO2中C===O为2个,共用电子对数为4对。
⑧乙醇分子:C—H(5个),C—C(1个),C—O(1个),O—H(1个)。
[突破训练4]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①常温常压下,1.7 g NH3分子中含有的共价键数目为0.3NA
②在标准状况下,46 g乙醇分子中共价键数目为8NA
③在标准状况下,44 g CO2分子中共用电子对数为4NA
④12 g金刚石和石墨的混合物中C—C数目为2NA
⑤39 g苯分子中含有C===C数目为1.5NA
解析:④1 mol金刚石中含C—C键2NA,1 mol石墨中含C—C键1.5NA;
⑤苯分子中不含C===C。
答案:①②③
角度5 电解质溶液中微粒数目的分析
(1)陷阱:从难电离、易水解的微粒的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上设置陷阱。
(2)突破:细审题、抓“四看”:一看是否指明溶液的体积;二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子(或弱碱阳离子);三看所给条件是否与电解质的组成有关,四看是否忽略溶剂水中的H、O原子数目。
[突破训练5]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+数目为2NA
②1.0 L 1.0 mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
③1 L 0.5 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO数目小于0.5NA
④1 L 0.2 mol·L-1的NaHSO3溶液中,H2SO3、HSO和SO的粒子数之和为0.2NA
⑤25 ℃,pH=1的H2SO4溶液中H+数目为0.1NA
⑥1 mol FeCl3与水反应,完全转化为氢氧化铁胶体后,其中胶体粒子的数目为NA
⑦500 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2溶液中,Mg2+所带正电荷总数为0.1NA
解析:①H2SO3为弱酸,不能完全电离;②H2O中也含有氧原子;⑤未指明溶液体积,无法判断;⑥Fe(OH)3胶体粒子是Fe(OH)3形成多分子集合体,无法判断;⑦Mg2+部分水解,Mg2+带的电荷总数小于0.1NA。
答案:③④
角度6 反应中转移电子数的分析
(1)陷阱:易在特殊氧化还原反应中电子转移(得失)数目上设置陷阱。
(2)突破:
①关注特殊反应
a.Na2O2与水或CO2反应,产生1 mol O2均转移2 mol电子。
b.铁与硝酸反应时,常温时在浓硝酸中钝化,溶于足量稀硝酸生成Fe(NO3)3,硝酸不足时也可生成Fe(NO3)2。
c.NO2与H2O反应,当1 mol NO2参加反应,转移电子 mol。
d.氯气与足量NaOH溶液反应,1 mol Cl2转移1 mol电子;氯气与足量金属反应,1 mol Cl2转移2 mol电子。
②明确反应实质
Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1、+2、+3,因此1 mol Na与O2反应,无论生成Na2O还是Na2O2,均转移1 mol电子;1 mol Mg与O2、N2、盐酸等物质反应,均转移2 mol电子;1 mol Al无论溶于盐酸还是NaOH溶液,均转移3 mol电子。
③注意过量问题
如含1 mol FeBr2的溶液中通少量Cl2和通足量Cl2,转移的电子数不一样。
[突破训练6]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
②氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
③镁在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2的混合物,24 g镁在空气中完全燃烧转移电子数为2NA
④惰性电极电解饱和食盐水时,阴极上生成2.24 L(标准状况下)气体时,电路中通过的电子数为0.2NA
⑤向1 L 0.1 mol·L-1的FeBr2溶液中通入足量Cl2充分反应转移电子数为0.1NA
⑥H2O2的水溶液中加入MnO2,当生成0.5 mol O2时转移的电子数为2NA
解析:②正极消耗O2(22.4 L)转移电子数4NA;
⑤0.1 mol FeBr2完全被氧化为Fe3+和Br2,转移电子数为0.3NA;
⑥H2O2分解为O2时生成0.5 mol O2转移的电子数为0.5×2NA。
答案:①③④
角度7 一些特殊反应或隐含反应的分析
(1)陷阱:从特殊反应(钝化反应、可逆反应、与浓度有关的反应)以及隐含反应(2NO2N2O4)设置陷阱。
(2)突破:熟记常见的特殊反应或隐含反应。
①NO与O2反应生成NO2,NO2又部分转化成N2O4。
②一些可逆反应不能反应完全:如N2与H2化合生成NH3,SO2与O2反应生成SO3,Cl2与H2O反应,Cl2与PCl3反应,H2与I2反应等。
③浓硫酸与足量Cu反应时浓硫酸反应不完全,浓HCl与足量MnO2反应时浓HCl反应不完全,浓硝酸与足量Cu反应,还原产物有NO2和NO,常温下Fe、Al遇浓硫酸或浓硝酸钝化等。
④Cl2与CH4反应,酯化反应与酯的水解反应均为可逆反应。
[突破训练7]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
②60 g乙酸与足量乙醇发生酯化反应,充分反应后断裂的C—O键数目为NA
③室温下,56 g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2
④电解精炼铜,当电路中通过0.2NA个电子时,阳极溶解减轻6.4 g
⑤标准状况下,将22.4 L Cl2通入足量水中充分反应转移电子数小于NA
⑥1 mol CH3COOC2H5在足量稀硫酸溶液中水解得到乙醇分子数为NA
⑦1 mol PCl3与足量Cl2充分反应转移电子数为2NA
⑧含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热充分反应,生成Cl2的分子数为NA
解析:①NO与O2反应生成NO2,NO2又部分生成N2O4,故生成的分子数小于2NA;②酯化反应为可逆反应,60 g乙酸不能完全反应;③常温下铁片投入浓硫酸中发生钝化;④精炼Cu时阳极溶解的不完全是Cu,可能有Fe、Zn等;⑤Cl2与H2O反应为可逆反应;⑥酯的酸性水解为可逆反应;⑦PCl3与Cl2反应为可逆反应;⑧浓HCl反应过程中变稀盐酸,反应就停止了。
答案:⑤
课堂反馈 真题体验
1.(2018·全国卷Ⅰ,T10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
B [16.25 g FeCl3的物质的量n(FeCl3)=0.1 mol,如果氯化铁完全水解,则生成0.1 mol Fe(OH)3,而氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁聚集而成,故氢氧化铁胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误;氩气是单原子分子,1 mol Ar含18 mol质子,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,相对分子质量为92,1 mol(92.0 g)甘油含3 mol羟基,C项错误;甲烷与氯气在光照下反应会生成四种有机产物,即1.0 mol甲烷反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共为1 mol,D项错误。]
2.(2017·全国卷Ⅱ,T8)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A.1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH的数量为0.1NA
B.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
D [A项,NH4Cl溶液中,NH易水解生成NH3·H2O,1 L
0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH的数量小于0.1NA。B项,2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol,与H2SO4完全反应转移的电子数为0.2NA。C项,标准状况下,气体的摩尔体积为22.4 L·mol-1,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.1NA。D项,H2+I22HI,反应前后气体的物质的量不
变,0.1 mol H2和0.1 mol I2反应后,其分子总数为0.2NA。]
3.(2016·全国卷Ⅰ,T8)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
A [A项乙烯和丙烯的分子式分别为C2H4、C3H6,二者的最简式均为CH2,14 g乙烯和丙烯混合气体中含有“CH2”的物质的量为=1 mol,故所含氢原子数为2NA。B项N2和H2合成氨的反应为N2+
3H22NH3,该反应为可逆反应,1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3小于2 mol,故生成的NH3分子数小于2NA。C项Fe与过量的硝酸反应生成Fe(NO3)3,故1 mol Fe参加反应时转移电子数为3NA。D项标准状况下,CCl4为液体,2.24 L CCl4的物质的量远大于0.1 mol,故含有的共价键数远大于0.4NA。]
第二单元 物质的量 物质的聚集状态
考纲定位
核心素养
1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
2.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
3.了解相对原子质量、相对分子质量的含义,并能进行有关计算。
1.微观探析——认识物质的量在宏观与微观的桥梁作用,并从微观粒子数认识物质的多少。
2.证据推理——在有关物质的量的计算时,通过分析、推理、数据处理等角度领悟计算的方法。
3.模型认知——建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积的模型认知。
考点一| 物质的量 摩尔质量
1.物质的量、阿伏加德罗常数
注意:(1)使用摩尔作单位时,必须指定化学式或指明微粒的种类,如1 mol H 不能描述为1 mol 氢等。(2)阿伏加德罗常数有单位,单位为mol-1,不能仅写数值6.02×1023。
2.摩尔质量
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M,单位为g/mol或g·mol-1。
(2)数值:当微粒的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。
(3)关系:物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n=或M=或m=n·M。
注意:(1)摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量,具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18 g·mol-1,H2O的相对分子质量为18,1 mol H2O的质量为18 g。(2)摩尔质量与温度、压强、物质的量多少无关。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1 mol OH-的质量是17 g·mol-1。( )
(2)NA代表阿伏加德罗常数,22 g CO2中含有的氧原子数为NA。( )
(3)n mol O2中分子数为N,则阿伏加德罗常数为。( )
(4)H2O的摩尔质量与1 mol H2O的质量在数值上相等。( )
(5)16 g O2与16 g O3的分子数相等。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.(1)硫酸钠(Na2SO4)的摩尔质量为________;71 g Na2SO4中含钠离子的物质的量为________,氧原子的物质的量为________。
(2)49 g H3PO4的物质的量为________,用NA表示阿伏加德罗常数的值,其中含有________个H,含________个O。
答案:(1)142 g·mol-1 1 mol 2 mol (2)0.5 mol 1.5NA或1.5×6.02×1023 2NA或2×6.02×1023
考法1 物质的量、摩尔质量的有关概念
1.下列说法不正确的是( )
A.物质的量是描述微观粒子集合体的物理量
B.阿伏加德罗常数就是6.02×1023
C.1 mol CO2与1 mol CO含有的分子数目相等
D.SO的摩尔质量为96 g·mol-1
B [阿伏加德罗常数为物理量,单位为mol-1。]
2.(2018·荆州模拟)草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150 ℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是( )
A.草酸的摩尔质量是90 g
B.1 mol草酸中含有6.02×1023个分子
C.45 g草酸中含有1.204×1024个氧原子
D.草酸分子中C与O原子的物质的量之比为1∶2
A [摩尔质量的单位为g·mol-1,注意与质量的区别。]
考法2 n、N、m的有关计算
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,计算下列粒子的数目
(1)0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
(2)12 g乙烷中所含共价键的物质的量是________。
(3)分子数为0.5NA的CO2分子的质量是________。
(4)9.5 g A分子的物质的量是0.25 mol,A的摩尔质量是________,N个B分子的质量是m g,则B的摩尔质量是________,24 g O3的分子数与________g 18O2的分子数相等。
解析:(2)乙烷的结构式为,1 mol乙烷分子中含有7 mol共价键。
(4)M(A)===38 g·mol-1;
n(B)= mol,M(B)= g·mol-1;
mol= mol,m(O2)=18 g。
答案:(1)0.2NA(或1.204×1023) (2)2.8 mol
(3)22 g (4)38 g·mol-1 g·mol-1 18
4.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2 g 该晶体中含氧原子数为________,氢原子的物质的量为________mol。
解析:晶体的摩尔质量约为122 g·mol-1,n==0.1 mol,故氧原子数目=0.1×(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1 mol×1.3×2=0.26 mol。
答案:0.33NA 0.26
考点二| 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
(1)影响物质体积大小的因素
(2)气体摩尔体积
①含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号Vm,常用单位是L·mol-1(或L·mol-1);基本表达式是Vm=。
②影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强。温度越高,压强越小,气体摩尔体积越大。
③特例:标准状况是指温度为0 ℃,压强为101 kPa,此时,Vm=22.4_L·mol-1。
注意:(1)“22.4 L·mol-1”不仅适用于单一气体,也适用于混合气体。(2)22.4 L气体,在标准状况下是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。(3)标准状况下为非气体的常见的物质有H2O、H2O2、HF、SO3、C6H6、CCl4、CS2、CHCl3、CH2Cl2、乙醇等。
2.阿伏加德罗定律及其推论
(1)内容
可总结为“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
(2)推论
条件
结论
推论一
同温同压
==
=
推论二
同温同容
=
注意:(1)同温同压同体积的气体的分子数相等,但原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体。(3)在同温同压条件下,可利用气体的相对分子质量大小判断气体密度的大小。
3.求气体的摩尔质量M的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:=M1×a%+M2×b%+M3×c%+……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)标准状况下,1 mol H2与1 mol N2、H2混合气体体积均约为22.4 L。( )
(2)利用气体摩尔体积可以计算一个气体分子的大致体积。( )
(3)标准状况下,1 mol CH4和1 mol SO3的体积均为22.4 L。( )
(4)同温同压下,44 g CO2与28 g CO的体积比为1∶1。( )
(5)在非标准状况下,1 mol N2的体积可能为22.4 L。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.如图所示三只气球,其中A、B的体积均为1.12 L,则A、B中气体的物质的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”);标准状况下,A、B气球中的分子个数比是________;在相同温度和压强下,A、C气球中气体的质量相同,则两气球的体积之比是________。
答案:不一定 1∶1 2∶1
考法1 气体摩尔体积及相对分子质量的有关计算
1.一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子构成,下列有关说法中不正确的是
( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下,该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
C.该气体中每个分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
A [若为标准状况,6.02×1023个气态分子的体积应为22.4 L,不是30 L。]
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子中原子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V是________L。
解析:n(分子)= mol,M(分子)= g·mol-1=
g·mol-1,故V= mol×22.4 L·mol-1= L。
答案:
3.CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),
(1)混合气体中CO的质量是________g;
(2)在标准状况下混合气体中CO2的体积是________L;
(3)在标准状况下混合气体的密度是________g·L-1(保留两位有效数字);
(4)混合气体的平均摩尔质量是________g·mol-1。
解析:CO燃烧发生反应:2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,
则,解得x=0.25,y=0.25。
(1)混合气体中CO的质量为28 g·mol-1×0.25 mol=7 g;
(2)故混合气体中CO2的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L;
(3)混合气体的密度为≈1.6 g·L-1;
(4)解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.6 g·L-1×22.4 L·mol-1≈
36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1;
故平均摩尔质量为36 g·mol-1。
答案:(1)7 (2)5.6 (3)1.6 (4)36
4.在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。NH4HCO3的摩尔质量为______(用含m、d的代数式表示)。
(2)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________(用含ρ的代数式表示)。
(3)若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________(用含a、b、c的代数式表示)。
解析:因为NH4HCO3(s)NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)
(1)M(混)=2d g·mol-1⇒n(混)= mol,
⇒M(NH4HCO3)=(2d×3) g·mol-1=6d g·mol-1。
(2)(混)=22.4ρ g·mol-1。
(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,
(混)=(17a%+44b%+18c%) g·mol-1。
答案:(1) mol 6d g·mol-1
(2)22.4ρ g·mol-1
(3)17a%+44b%+18c%
Nnm
V(g)
考法2 阿伏加德罗定律及推论
5.同温同压下,甲容器中充满35Cl2,乙容器中充满37Cl2,完成下列填空。
(1)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体密度之比为________;
(2)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体分子数之比为________;
(3)若两种气体质量相等,则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为________;
(4)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体所含中子数之比为________。
答案:(1)35∶37 (2)1∶1 (3)37∶35 (4)9∶10
6.(2019·哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相等的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )
A.充入的CO分子数比CO2分子数少
B.甲容器的体积比乙容器的体积小
C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D.若将压强相同改为体积相同,则甲容器中的压强比乙容器的压强大
D [A项,n(CO)= mol,n(CO2)= mol,故N(CO)>N(CO2),错误;B项,n(CO)>n(CO2),故V(甲)>V(乙),错误;C项,同温同压下,摩尔体积相同,错误;D项,n(CO)>n(CO2),在V相同时,p(甲)>p(乙),正确。]
专项突破(二) “七角度”突破NA的判断陷阱
角度1 22.4 L·mol-1的适用条件分析
(1)陷阱:从Vm=22.4 L·mol-1的适用条件和物质的状态设置陷阱。
(2)突破:一要看是否为标准状况,不为标准状况无法直接用22.4 L·mol-1(标准状况下气体的摩尔体积)求n;二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求得n,如水、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、己烷、苯、CxHy(x>4)、乙醇、乙酸等。
[突破训练1]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①2.24 L NH3中含有0.1NA个NH3分子
②标准状况下,3.36 L苯分子中含有原子数目为1.8NA
③标准状况下,2.24 L C8H18分子中氢原子数为1.8NA
④标准状况下,2.24 L HCl和HF的混合物中含有氢原子数为0.1NA
⑤标准状况下,5.6 L CO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为0.5NA
解析:苯、C8H18、HF在标准状况下均为非气态,故②③④均错误;2.24 L NH3未指明所处的状况,无法确定分子个数,①错误。
答案:⑤
角度2 某些物理量与物质所处的状况无关的分析
(1)陷阱:设置与某些物理量无关的一些干扰条件,给出非标准状况下气体的物质的量或质量或摩尔质量或粒子数,干扰正确判断。
(2)突破:排“干扰”,明确物质的量或质量或摩尔质量或粒子数与物质所处状况无关,物质的量或质量确定时,物质所含的微粒数与温度、压强等外界条件无关。
[突破训练2]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①常温常压下,3.2 g O2所含的原子数为0.2NA
②标准状况下,18 g H2O所含的氧原子数为NA
③室温下,1 mol CH4中含有原子数为5NA
④100 ℃、1.01×105 Pa条件下,18 g H2O中含有氢原子数为2NA
解析:质量、物质的量、粒子数均与物质所处的状况无关,均正确。
答案:①②③④
角度3 一定量的混合物中粒子数目的分析
(1)陷阱:从物质的组成特点、摩尔质量特点等设置陷阱。
(2)突破:①特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如DO(Mr=20,中子数为10),HO(Mr=20,中子数为10)。稀有气体分子为单原子分子。—OH与OH-中含有的电子数不同。
②等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同,如NO2与N2O4,C2H4与C3H6,O2与O3。
③等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同,如N2与CO,CO2与N2O,H2SO4与H3PO4。
④等物质的量的CO2与SO2中氧原子数相同。
[突破训练3]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是________(填序号)。
①18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
②28 g乙烯和丁烯(C4H8)的混合气体中氢原子数为4NA
③常温常压下,32 g O2与O3的混合气体中分子数为NA
④14 g N2和CO的混合气体中含有的原子数为0.5NA
⑤常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
⑥12 g金刚石和石墨混合物中含有的碳原子数为NA
解析:①18 g D2O和18 g H2O的物质的量不相同,则含有的质子数不相同;②二者最简式均为CH2,故28 g混合气体中含H原子数为4NA;③二者的相对分子质量不同,无法求分子的物质的量;④二者的相对分子质量均为28,且均为双原子分子,故14 g混合气体中含有的原子数为0.5×2NA;⑤NO2与N2O4的最简式均为NO2;⑥金刚石和石墨均由碳原子构成,等质量时含有的碳原子数相同。
答案:①③④
角度4 一定量的物质中共价键(或共用电子对)数目分析
(1)陷阱:从物质结构中含有的共价键设置陷阱。
(2)突破:熟记常见物质中的共价键数目
①H2O—2、NH3—3、CH4—4、CCl4—4、P4—6。
②CnH2n+2:C—C(n-1),C—H:(2n+2)。
③金刚石中1 mol C形成2 mol C—C。
④石墨中1 mol C形成1.5 mol C—C。
⑤SiO2中1 mol SiO2中含4 mol Si—O。
⑥苯分子中不含有C—C或C===C。
⑦CO2中C===O为2个,共用电子对数为4对。
⑧乙醇分子:C—H(5个),C—C(1个),C—O(1个),O—H(1个)。
[突破训练4]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①常温常压下,1.7 g NH3分子中含有的共价键数目为0.3NA
②在标准状况下,46 g乙醇分子中共价键数目为8NA
③在标准状况下,44 g CO2分子中共用电子对数为4NA
④12 g金刚石和石墨的混合物中C—C数目为2NA
⑤39 g苯分子中含有C===C数目为1.5NA
解析:④1 mol金刚石中含C—C键2NA,1 mol石墨中含C—C键1.5NA;
⑤苯分子中不含C===C。
答案:①②③
角度5 电解质溶液中微粒数目的分析
(1)陷阱:从难电离、易水解的微粒的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上设置陷阱。
(2)突破:细审题、抓“四看”:一看是否指明溶液的体积;二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子(或弱碱阳离子);三看所给条件是否与电解质的组成有关,四看是否忽略溶剂水中的H、O原子数目。
[突破训练5]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+数目为2NA
②1.0 L 1.0 mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
③1 L 0.5 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO数目小于0.5NA
④1 L 0.2 mol·L-1的NaHSO3溶液中,H2SO3、HSO和SO的粒子数之和为0.2NA
⑤25 ℃,pH=1的H2SO4溶液中H+数目为0.1NA
⑥1 mol FeCl3与水反应,完全转化为氢氧化铁胶体后,其中胶体粒子的数目为NA
⑦500 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2溶液中,Mg2+所带正电荷总数为0.1NA
解析:①H2SO3为弱酸,不能完全电离;②H2O中也含有氧原子;⑤未指明溶液体积,无法判断;⑥Fe(OH)3胶体粒子是Fe(OH)3形成多分子集合体,无法判断;⑦Mg2+部分水解,Mg2+带的电荷总数小于0.1NA。
答案:③④
角度6 反应中转移电子数的分析
(1)陷阱:易在特殊氧化还原反应中电子转移(得失)数目上设置陷阱。
(2)突破:
①关注特殊反应
a.Na2O2与水或CO2反应,产生1 mol O2均转移2 mol电子。
b.铁与硝酸反应时,常温时在浓硝酸中钝化,溶于足量稀硝酸生成Fe(NO3)3,硝酸不足时也可生成Fe(NO3)2。
c.NO2与H2O反应,当1 mol NO2参加反应,转移电子 mol。
d.氯气与足量NaOH溶液反应,1 mol Cl2转移1 mol电子;氯气与足量金属反应,1 mol Cl2转移2 mol电子。
②明确反应实质
Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1、+2、+3,因此1 mol Na与O2反应,无论生成Na2O还是Na2O2,均转移1 mol电子;1 mol Mg与O2、N2、盐酸等物质反应,均转移2 mol电子;1 mol Al无论溶于盐酸还是NaOH溶液,均转移3 mol电子。
③注意过量问题
如含1 mol FeBr2的溶液中通少量Cl2和通足量Cl2,转移的电子数不一样。
[突破训练6]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
②氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
③镁在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2的混合物,24 g镁在空气中完全燃烧转移电子数为2NA
④惰性电极电解饱和食盐水时,阴极上生成2.24 L(标准状况下)气体时,电路中通过的电子数为0.2NA
⑤向1 L 0.1 mol·L-1的FeBr2溶液中通入足量Cl2充分反应转移电子数为0.1NA
⑥H2O2的水溶液中加入MnO2,当生成0.5 mol O2时转移的电子数为2NA
解析:②正极消耗O2(22.4 L)转移电子数4NA;
⑤0.1 mol FeBr2完全被氧化为Fe3+和Br2,转移电子数为0.3NA;
⑥H2O2分解为O2时生成0.5 mol O2转移的电子数为0.5×2NA。
答案:①③④
角度7 一些特殊反应或隐含反应的分析
(1)陷阱:从特殊反应(钝化反应、可逆反应、与浓度有关的反应)以及隐含反应(2NO2N2O4)设置陷阱。
(2)突破:熟记常见的特殊反应或隐含反应。
①NO与O2反应生成NO2,NO2又部分转化成N2O4。
②一些可逆反应不能反应完全:如N2与H2化合生成NH3,SO2与O2反应生成SO3,Cl2与H2O反应,Cl2与PCl3反应,H2与I2反应等。
③浓硫酸与足量Cu反应时浓硫酸反应不完全,浓HCl与足量MnO2反应时浓HCl反应不完全,浓硝酸与足量Cu反应,还原产物有NO2和NO,常温下Fe、Al遇浓硫酸或浓硝酸钝化等。
④Cl2与CH4反应,酯化反应与酯的水解反应均为可逆反应。
[突破训练7]
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
②60 g乙酸与足量乙醇发生酯化反应,充分反应后断裂的C—O键数目为NA
③室温下,56 g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2
④电解精炼铜,当电路中通过0.2NA个电子时,阳极溶解减轻6.4 g
⑤标准状况下,将22.4 L Cl2通入足量水中充分反应转移电子数小于NA
⑥1 mol CH3COOC2H5在足量稀硫酸溶液中水解得到乙醇分子数为NA
⑦1 mol PCl3与足量Cl2充分反应转移电子数为2NA
⑧含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热充分反应,生成Cl2的分子数为NA
解析:①NO与O2反应生成NO2,NO2又部分生成N2O4,故生成的分子数小于2NA;②酯化反应为可逆反应,60 g乙酸不能完全反应;③常温下铁片投入浓硫酸中发生钝化;④精炼Cu时阳极溶解的不完全是Cu,可能有Fe、Zn等;⑤Cl2与H2O反应为可逆反应;⑥酯的酸性水解为可逆反应;⑦PCl3与Cl2反应为可逆反应;⑧浓HCl反应过程中变稀盐酸,反应就停止了。
答案:⑤
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1.(2018·全国卷Ⅰ,T10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
B [16.25 g FeCl3的物质的量n(FeCl3)=0.1 mol,如果氯化铁完全水解,则生成0.1 mol Fe(OH)3,而氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁聚集而成,故氢氧化铁胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误;氩气是单原子分子,1 mol Ar含18 mol质子,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,相对分子质量为92,1 mol(92.0 g)甘油含3 mol羟基,C项错误;甲烷与氯气在光照下反应会生成四种有机产物,即1.0 mol甲烷反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共为1 mol,D项错误。]
2.(2017·全国卷Ⅱ,T8)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A.1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH的数量为0.1NA
B.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
D [A项,NH4Cl溶液中,NH易水解生成NH3·H2O,1 L
0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH的数量小于0.1NA。B项,2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol,与H2SO4完全反应转移的电子数为0.2NA。C项,标准状况下,气体的摩尔体积为22.4 L·mol-1,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.1NA。D项,H2+I22HI,反应前后气体的物质的量不
变,0.1 mol H2和0.1 mol I2反应后,其分子总数为0.2NA。]
3.(2016·全国卷Ⅰ,T8)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
A [A项乙烯和丙烯的分子式分别为C2H4、C3H6,二者的最简式均为CH2,14 g乙烯和丙烯混合气体中含有“CH2”的物质的量为=1 mol,故所含氢原子数为2NA。B项N2和H2合成氨的反应为N2+
3H22NH3,该反应为可逆反应,1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3小于2 mol,故生成的NH3分子数小于2NA。C项Fe与过量的硝酸反应生成Fe(NO3)3,故1 mol Fe参加反应时转移电子数为3NA。D项标准状况下,CCl4为液体,2.24 L CCl4的物质的量远大于0.1 mol,故含有的共价键数远大于0.4NA。]
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