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人教版新高考化学一轮复习课件-- 物质的量 气体摩尔体积
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这是一份人教版新高考化学一轮复习课件-- 物质的量 气体摩尔体积，共60页。PPT课件主要包含了课标要求，备考指导，内容索引，气体摩尔体积，整合建构，高考真题剖析，学科思想方法，典题训练，新情境模拟训练等内容，欢迎下载使用。
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
1.本部分知识在高考中一般以选择题形式进行考查,主要考查内容有阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等,同时又隐含对物质结构、氧化还原反应、弱电解质的电离、盐类水解等知识的考查。在第Ⅱ卷中主要在流程图题目、实验题目中设置以物质的量为中心的计算题,难度中等。2.高考的备考中,要重点掌握以物质的量为中心的化学计量关系网络,理解阿伏加德罗定律及其推论的应用。在有关物质的量计算过程中,通过分析、推理认识计算的方法,建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
知识筛查1.物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量(1)基本概念间的关系。
特别提醒(1)物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量。物质的量的描述对象是微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物体。(2)物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强无关。(3)勿忽视摩尔的使用对象:使用摩尔作单位时,必须用化学式指明粒子的种类,如1 ml Fe、1 ml O2等。
2.摩尔质量定义—单位物质的量的物质所具有的质量↓符号—M↓单位—g·ml-1↓
特别提醒(1)摩尔质量(g·ml-1)、相对分子质量、1 ml该物质的质量(g)在数值上是相同的,但含义不同,具有不同的单位。如Fe的摩尔质量为56 g·ml-1,Fe的相对原子质量为56,1 ml Fe的质量为56 g。(2)摩尔质量只有当以g·ml-1作单位时,在数值上才等于物质的相对分子(或原子)质量。
知识巩固1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量。( )(2)物质的量就是1 ml物质的质量。( )(3)0.012 kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子。( )(4)1 ml H2O中含有2 ml氢和1 ml氧。( )(5)NaOH的摩尔质量为40 g。( )(6)1 ml O2的质量与它的相对分子质量相等。( )(7)1 ml OH-的质量为17 g·ml-1。( )(8)2 ml H2O的摩尔质量是1 ml H2O的摩尔质量的2倍。( )
2.若氖原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )。
3.草酸(分子式为H2C2O4,沸点为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.H2C2O4的摩尔质量是90 g·ml-1B.1 ml H2C2O4中约含有6.02×1023个分子C.45 g H2C2O4中约含有1.204×1024个氧原子D.1 ml H2C2O4在标准状况下的体积约为22.4 L
知识筛查1.影响物质体积的因素
3.阿伏加德罗定律可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的 分子数。
知识巩固1. 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)标准状况下,80 g SO3中含3NA个氧原子,体积约为22.4 L。( )(2)1 ml金刚石晶体中有4 ml碳碳键。( )(3)在标准状况下,1 ml气体的体积约是22.4 L;在非标准状况下,1 ml气体的体积则一定不是22.4 L。( )(4)在相同条件下,相同物质量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。( )(5)在相同条件下,相同物质的量的C2H4和C3H6,所含分子个数相同,而相同质量时,它们所含的原子个数相同。( )
2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )。A.常温常压下,11.2 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.5NAB.标准状况下,7.1 g氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为0.2NAC.常温常压下,4.6 g乙醇中含有的极性共价键数目为0.8NAD.在1 L 1.0 ml·L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于NA
解析:常温常压下气体摩尔体积不等于22.4 L·ml-1,无法计算CO和CO2的物质的量,A项错误。标准状况下,7.1 g氯气的物质的量为0.1 ml,与足量的氢氧化钠溶液反应转移0.1 ml电子,即转移电子数为0.1NA,B项错误。4.6 g乙醇的物质的量n= =0.1 ml,而1个乙醇分子中含7个极性共价键,故0.1 ml乙醇中含极性共价键数目为0.7NA,C项错误。碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,1 L 1.0 ml·L-1碳酸钠溶液中含有的阴离子总数大于NA,D项正确。
3.取五个相同的气球,同温同压下,分别充入CO和以下四种混合气体,使气球的体积相等,如图所示。A、B、C、D四个气球内,与CO所含原子数一定相等的是( )。
解析:同温、同压下,气体体积相等则物质的量相等,而CO是双原子分子,C项中N2、O2都是双原子分子,与CO原子数相等。
问题引领有关阿伏加德罗常数问题的常见考查角度有哪些?点拨有关阿伏加德罗常数问题的常见考查角度总结如下。(1)通过结构考查粒子数。
(2)通过反应程度确定粒子数目。
(3)电子转移数目判断。
(4)警惕两大设陷。
训练突破1.(2020安徽全国示范高中名校高三联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.标准状况下,22.4 L苯中含分子数为NAB.1 L 1 ml·L-1 NaHSO4溶液中含氧原子数为4NAC.1 ml Cl2与足量水反应,转移电子数小于NAD.在25 ℃时,1 ml的乙烯和丙烯的混合气体中含碳碳双键数目为2NA
解析:标准状况下,苯不是气体,无法计算苯的物质的量,A项错误。溶剂水中还含有氧原子,B项错误。氯气与水的反应为可逆反应:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,则1 ml Cl2与足量水反应,转移电子数小于NA,C项正确。乙烯和丙烯分子中都只含有1个双键,则1 ml的乙烯和丙烯的混合气体中含碳碳双键数目为NA,D项错误。
2.(2020黑龙江大庆高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是( )。A.用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,若加入29.4 g Cu(OH)2能使溶液复原,则电解过程中转移的电子数目为 g苯中含有碳碳双键的数目为0.6NAC.标准状况下,2.24 L CHCl3中含有C—Cl的数目大于 ℃时,pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
解析:用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,加入29.4 g Cu(OH)2能使溶液复原,氢氧化铜的物质的量是0.3 ml,这说明电解过程中开始电解硫酸铜溶液,后来电解水。可知阳极产物为0.3 ml氧气,则电解过程中转移的电子数目为1.2NA,A项错误。苯分子中不存在碳碳双键,B项错误。标准状况下CHCl3是液体,2.24 L CHCl3的物质的量大于0.1 ml,其中含有C—Cl的数目大于0.3NA,C项正确。溶液体积未知,无法计算25 ℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目,D项错误。
(1)总结一口诀——“三同”(T、p、V) “一同”(N)→(n)。可概括为“三同”定“一同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。
(3)适用一范围——气体。阿伏加德罗定律及推论适用于气体,既适用于单一气体,也适用于混合气体。
问题引领如何利用阿伏加德罗定律及其推论解题?点拨阿伏加德罗定律及其推论解题模板。第一步:找“相同”明“不同”。(1)找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的粒子结构,求出相应的粒子数;(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。第二步:用“规律”。利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。
训练突破1.同温同压下,相同体积的CO和CO2的下列比较中正确的是( )。①所含的分子数目之比为1∶1 ②所含的氧原子数目之比为1∶2 ③所含的原子总数目之比为2∶3 ④两者的密度之比为7∶11 ⑤所含的电子数目之比为7∶11A.①④B.②③C.④⑤D.①②③④⑤
解析:同温同压下等体积的CO和CO2的物质的量相同,则分子数相等,即所含的分子数目之比为1∶1、所含的氧原子数目之比为1∶2、所含的原子总数目之比为2∶3,故①②③正确。④同温同压下,两者的密度之比等于摩尔质量之比,为7∶11,故正确。⑤同温同压下等体积的CO和CO2的物质的量相同,每个分子含有的电子数分别为14、22,则所含的电子数目之比为7∶11,故正确。
2.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是( )。A.若M(甲)M(乙),则气体摩尔体积:甲<乙C.若M(甲)乙D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
解析:等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比,若M(甲)乙,A项错误。若M(甲)>M(乙),则物质的量甲<乙,又气体体积相等,故气体摩尔体积甲>乙,B项错误。同温同体积同质量的气体或混合气体,压强与摩尔质量成反比,C项正确。由质量和密度相等可知气体体积相等,D项错误。
问题引领运用物质的量进行有关计算时,特别需要注意什么问题?点拨运用物质的量进行有关计算时,特别需要注意如下几个问题。(1)“两个前提”:在应用Vm=22.4 L·ml-1时,一定要有“标准状况”和“气体状态”两个前提条件(混合气体也适用)。(2)“三个关系”:①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)间的关系;②摩尔质量与相对分子质量间的关系;③强电解质、弱电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。(3)“七个无关”:物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关;物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。
训练突破1.(2020湖北高三调研)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.若1 ml FeCl3与水完全反应转化为氢氧化铁胶体后,其中胶体粒子的数目为NAB.将一定量的Cl2通入FeBr2溶液中,当有1 ml Br-转化为Br2时,转移的电子数为NAC.44 g环氧乙烷中含有6NA个极性共价键D.1 ml CaO2晶体中含离子总数为3NA
2.(2020辽宁辽阳高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.50 g 34% H2O2溶液中含H—O的数目为NAB.180 g淀粉完全水解生成葡萄糖的分子数为NAC.1 L 0.1 ml·L-1 K2SiO3溶液中含 的数目为0.1NAD.反应5NaClO2+4HCl══4ClO2↑+5NaCl+2H2O,每生成1 ml ClO2转移电子的数目为NA
【例1】 (2020全国Ⅲ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )。A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B.1 ml重水比1 ml水多NA个质子C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子D.1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液含有28NA个电子
【核心素养考查点剖析】本题是一个高考题的常规题,较好地考查了考生“宏观辨识与微观探析”素养,题目提供的均为宏观物质的宏观量,如本题的22.4 L(标准状况)氮气、12 g石墨烯和12 g金刚石等,而题目要求考生分析的均为微观粒子量,如本题的中子数、质子数、原子数、电子数。因此,顺利解答本题,要求考生在复习备考过程中,务必通过训练,学会并熟练掌握对物质进行宏观—微观—符号的三重表征。
解析:标准状况下,22.4 L氮气的物质的量为1 ml,1 ml 14N2中含有14NA个中子,A项错误。1个重水分子和1个普通水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数都是10,故1 ml重水和1 ml水中所含质子数相等,B项错误。石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12 g石墨烯和12 g金刚石中都含有1 ml碳原子,C项正确。1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液中含有1 ml NaCl和大量的水,1 ml NaCl中含有28 ml电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液中的电子数大于28NA,D项错误。
化学计算中的常用方法——关系式法、守恒法1.关系式法(1)应用原理。关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。
(2)解题步骤。第一步—写出各步反应的化学方程式↓第二步—根据化学方程式找出作为“中介”的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间量的关系↓第三步—确定最初反应物和最终生成物之间量的关系↓第四步—根据已知条件及关系式列出比例式计算求解
2.守恒法(1)应用原理。所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒,如元素质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。(2)解题步骤。第一步—明确题目要求解的量↓第二步—根据题目中要求解的量,分析反应过程中物质的变化,找出守恒类型及相关的量↓第三步—根据守恒原理,梳理出反应前后守恒的量,列式计算求解
【例2】 黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.020 00 ml·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应) 。 (2)煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为 L,制得98%的硫酸质量为 t。
【核心素养考查点剖析】本题主要考查了化学计算中的常用方法——关系式法。综合考查了考生的 “证据推理与模型认知”等化学核心素养。实际化工生产中往往涉及多步反应,但原料和产品中某种主要元素是相同的,据此可列出关系式。寻找关系式时,要特别注意原料中的主要元素是否全部转化为产物,中间反应是否有原料参与,不可盲目根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。
【答案及评分细则】(1)90.0%(写成0.9或0.90也得分) (2)3.36×106(写成3 360 000也得分) 15
n(SO2)=1.5×105 ml,V(SO2)=3.36×106 L。由SO2 ~ SO3 ~ H2SO4 1 ml 98 g1.5×105 mlm(H2SO4)×98%得m(H2SO4)=1.5×107 g=15 t。
1.(2019全国Ⅱ)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )。A.3 g 3He含有的中子数为NAB.1 L 0.1 ml·L-1磷酸钠溶液含有的 数目为0.1NAC.1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NAD.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
解析:3He的相对原子质量是3,每个3He原子含有1个中子,所以3 g 3He含有的中子数为NA,A项正确。磷酸钠溶液中磷酸根离子发生水解,导致溶液中磷酸根离子数目减小,1 L 0.1 ml·L-1磷酸钠溶液中的磷酸根离子数目小于0.1NA,B项错误。K2Cr2O7中Cr的化合价为+6价,变为+3价Cr3+,降了3价,故1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA,C项正确。正丁烷和异丁烷互为同分异构体,1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中所含共价键数相同,即1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中均含有13个共价键,58 g正丁烷和异丁烷的混合物的总物质的量为1 ml,所以含有的共价键数为13NA,D项正确。
2.(2018全国Ⅰ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )。 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
解析:FeCl3的摩尔质量为162.5 g·ml-1,16.25 g FeCl3的物质的量为0.1 ml,FeCl3的水解为可逆反应,且Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3“分子”的集合体,所以形成的Fe(OH)3胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误。氩气为单原子分子,标准状况下,22.4 L氩气含有1 ml 氩原子,而1个氩原子中含有18个质子,B项正确。92.0 g甘油的物质的量为1 ml,而1个甘油分子中含有3个—OH,则92.0 g甘油中含有羟基数为3.0NA,C项错误。甲烷与氯气反应时,会同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl,所以1 ml甲烷与氯气在光照下反应生成的CH3Cl分子数一定小于1.0NA,D项错误。
3.测定水中的溶解氧:将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定,将固氧后的水酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,再用Na2S2O3溶液滴定生成的I2。现取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L-1。
答案:蓝色刚好褪去 80ab
(2020广东茂名高三二模)我国科学家发现,以泡沫镍[3NiO/Ni(3表示NiO在泡沫镍中的质量分数)]作为基材上的催化剂可实现将烷烃直接电催化转化为醇(转化示意图如图所示)。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.22.4 L a中质子数为 10NAB.1 ml c中共价键数目为4NAC.生成1 ml Ni可还原出1 ml bD.11.8 g泡沫镍含Ni单质0.194 ml
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
1.本部分知识在高考中一般以选择题形式进行考查,主要考查内容有阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等,同时又隐含对物质结构、氧化还原反应、弱电解质的电离、盐类水解等知识的考查。在第Ⅱ卷中主要在流程图题目、实验题目中设置以物质的量为中心的计算题,难度中等。2.高考的备考中,要重点掌握以物质的量为中心的化学计量关系网络,理解阿伏加德罗定律及其推论的应用。在有关物质的量计算过程中,通过分析、推理认识计算的方法,建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
知识筛查1.物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量(1)基本概念间的关系。
特别提醒(1)物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量。物质的量的描述对象是微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物体。(2)物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强无关。(3)勿忽视摩尔的使用对象:使用摩尔作单位时,必须用化学式指明粒子的种类,如1 ml Fe、1 ml O2等。
2.摩尔质量定义—单位物质的量的物质所具有的质量↓符号—M↓单位—g·ml-1↓
特别提醒(1)摩尔质量(g·ml-1)、相对分子质量、1 ml该物质的质量(g)在数值上是相同的,但含义不同,具有不同的单位。如Fe的摩尔质量为56 g·ml-1,Fe的相对原子质量为56,1 ml Fe的质量为56 g。(2)摩尔质量只有当以g·ml-1作单位时,在数值上才等于物质的相对分子(或原子)质量。
知识巩固1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量。( )(2)物质的量就是1 ml物质的质量。( )(3)0.012 kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子。( )(4)1 ml H2O中含有2 ml氢和1 ml氧。( )(5)NaOH的摩尔质量为40 g。( )(6)1 ml O2的质量与它的相对分子质量相等。( )(7)1 ml OH-的质量为17 g·ml-1。( )(8)2 ml H2O的摩尔质量是1 ml H2O的摩尔质量的2倍。( )
2.若氖原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )。
3.草酸(分子式为H2C2O4,沸点为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.H2C2O4的摩尔质量是90 g·ml-1B.1 ml H2C2O4中约含有6.02×1023个分子C.45 g H2C2O4中约含有1.204×1024个氧原子D.1 ml H2C2O4在标准状况下的体积约为22.4 L
知识筛查1.影响物质体积的因素
3.阿伏加德罗定律可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的 分子数。
知识巩固1. 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)标准状况下,80 g SO3中含3NA个氧原子,体积约为22.4 L。( )(2)1 ml金刚石晶体中有4 ml碳碳键。( )(3)在标准状况下,1 ml气体的体积约是22.4 L;在非标准状况下,1 ml气体的体积则一定不是22.4 L。( )(4)在相同条件下,相同物质量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。( )(5)在相同条件下,相同物质的量的C2H4和C3H6,所含分子个数相同,而相同质量时,它们所含的原子个数相同。( )
2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )。A.常温常压下,11.2 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.5NAB.标准状况下,7.1 g氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为0.2NAC.常温常压下,4.6 g乙醇中含有的极性共价键数目为0.8NAD.在1 L 1.0 ml·L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于NA
解析:常温常压下气体摩尔体积不等于22.4 L·ml-1,无法计算CO和CO2的物质的量,A项错误。标准状况下,7.1 g氯气的物质的量为0.1 ml,与足量的氢氧化钠溶液反应转移0.1 ml电子,即转移电子数为0.1NA,B项错误。4.6 g乙醇的物质的量n= =0.1 ml,而1个乙醇分子中含7个极性共价键,故0.1 ml乙醇中含极性共价键数目为0.7NA,C项错误。碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,1 L 1.0 ml·L-1碳酸钠溶液中含有的阴离子总数大于NA,D项正确。
3.取五个相同的气球,同温同压下,分别充入CO和以下四种混合气体,使气球的体积相等,如图所示。A、B、C、D四个气球内,与CO所含原子数一定相等的是( )。
解析:同温、同压下,气体体积相等则物质的量相等,而CO是双原子分子,C项中N2、O2都是双原子分子,与CO原子数相等。
问题引领有关阿伏加德罗常数问题的常见考查角度有哪些?点拨有关阿伏加德罗常数问题的常见考查角度总结如下。(1)通过结构考查粒子数。
(2)通过反应程度确定粒子数目。
(3)电子转移数目判断。
(4)警惕两大设陷。
训练突破1.(2020安徽全国示范高中名校高三联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.标准状况下,22.4 L苯中含分子数为NAB.1 L 1 ml·L-1 NaHSO4溶液中含氧原子数为4NAC.1 ml Cl2与足量水反应,转移电子数小于NAD.在25 ℃时,1 ml的乙烯和丙烯的混合气体中含碳碳双键数目为2NA
解析:标准状况下,苯不是气体,无法计算苯的物质的量,A项错误。溶剂水中还含有氧原子,B项错误。氯气与水的反应为可逆反应:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,则1 ml Cl2与足量水反应,转移电子数小于NA,C项正确。乙烯和丙烯分子中都只含有1个双键,则1 ml的乙烯和丙烯的混合气体中含碳碳双键数目为NA,D项错误。
2.(2020黑龙江大庆高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是( )。A.用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,若加入29.4 g Cu(OH)2能使溶液复原,则电解过程中转移的电子数目为 g苯中含有碳碳双键的数目为0.6NAC.标准状况下,2.24 L CHCl3中含有C—Cl的数目大于 ℃时,pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
解析:用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,加入29.4 g Cu(OH)2能使溶液复原,氢氧化铜的物质的量是0.3 ml,这说明电解过程中开始电解硫酸铜溶液,后来电解水。可知阳极产物为0.3 ml氧气,则电解过程中转移的电子数目为1.2NA,A项错误。苯分子中不存在碳碳双键,B项错误。标准状况下CHCl3是液体,2.24 L CHCl3的物质的量大于0.1 ml,其中含有C—Cl的数目大于0.3NA,C项正确。溶液体积未知,无法计算25 ℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目,D项错误。
(1)总结一口诀——“三同”(T、p、V) “一同”(N)→(n)。可概括为“三同”定“一同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。
(3)适用一范围——气体。阿伏加德罗定律及推论适用于气体,既适用于单一气体,也适用于混合气体。
问题引领如何利用阿伏加德罗定律及其推论解题?点拨阿伏加德罗定律及其推论解题模板。第一步:找“相同”明“不同”。(1)找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的粒子结构,求出相应的粒子数;(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。第二步:用“规律”。利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。
训练突破1.同温同压下,相同体积的CO和CO2的下列比较中正确的是( )。①所含的分子数目之比为1∶1 ②所含的氧原子数目之比为1∶2 ③所含的原子总数目之比为2∶3 ④两者的密度之比为7∶11 ⑤所含的电子数目之比为7∶11A.①④B.②③C.④⑤D.①②③④⑤
解析:同温同压下等体积的CO和CO2的物质的量相同,则分子数相等,即所含的分子数目之比为1∶1、所含的氧原子数目之比为1∶2、所含的原子总数目之比为2∶3,故①②③正确。④同温同压下,两者的密度之比等于摩尔质量之比,为7∶11,故正确。⑤同温同压下等体积的CO和CO2的物质的量相同,每个分子含有的电子数分别为14、22,则所含的电子数目之比为7∶11,故正确。
2.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是( )。A.若M(甲)
解析:等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比,若M(甲)
问题引领运用物质的量进行有关计算时,特别需要注意什么问题?点拨运用物质的量进行有关计算时,特别需要注意如下几个问题。(1)“两个前提”:在应用Vm=22.4 L·ml-1时,一定要有“标准状况”和“气体状态”两个前提条件(混合气体也适用)。(2)“三个关系”:①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)间的关系;②摩尔质量与相对分子质量间的关系;③强电解质、弱电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。(3)“七个无关”:物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关;物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。
训练突破1.(2020湖北高三调研)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.若1 ml FeCl3与水完全反应转化为氢氧化铁胶体后,其中胶体粒子的数目为NAB.将一定量的Cl2通入FeBr2溶液中,当有1 ml Br-转化为Br2时,转移的电子数为NAC.44 g环氧乙烷中含有6NA个极性共价键D.1 ml CaO2晶体中含离子总数为3NA
2.(2020辽宁辽阳高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.50 g 34% H2O2溶液中含H—O的数目为NAB.180 g淀粉完全水解生成葡萄糖的分子数为NAC.1 L 0.1 ml·L-1 K2SiO3溶液中含 的数目为0.1NAD.反应5NaClO2+4HCl══4ClO2↑+5NaCl+2H2O,每生成1 ml ClO2转移电子的数目为NA
【例1】 (2020全国Ⅲ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )。A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B.1 ml重水比1 ml水多NA个质子C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子D.1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液含有28NA个电子
【核心素养考查点剖析】本题是一个高考题的常规题,较好地考查了考生“宏观辨识与微观探析”素养,题目提供的均为宏观物质的宏观量,如本题的22.4 L(标准状况)氮气、12 g石墨烯和12 g金刚石等,而题目要求考生分析的均为微观粒子量,如本题的中子数、质子数、原子数、电子数。因此,顺利解答本题,要求考生在复习备考过程中,务必通过训练,学会并熟练掌握对物质进行宏观—微观—符号的三重表征。
解析:标准状况下,22.4 L氮气的物质的量为1 ml,1 ml 14N2中含有14NA个中子,A项错误。1个重水分子和1个普通水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数都是10,故1 ml重水和1 ml水中所含质子数相等,B项错误。石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12 g石墨烯和12 g金刚石中都含有1 ml碳原子,C项正确。1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液中含有1 ml NaCl和大量的水,1 ml NaCl中含有28 ml电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液中的电子数大于28NA,D项错误。
化学计算中的常用方法——关系式法、守恒法1.关系式法(1)应用原理。关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。
(2)解题步骤。第一步—写出各步反应的化学方程式↓第二步—根据化学方程式找出作为“中介”的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间量的关系↓第三步—确定最初反应物和最终生成物之间量的关系↓第四步—根据已知条件及关系式列出比例式计算求解
2.守恒法(1)应用原理。所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒,如元素质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。(2)解题步骤。第一步—明确题目要求解的量↓第二步—根据题目中要求解的量,分析反应过程中物质的变化,找出守恒类型及相关的量↓第三步—根据守恒原理,梳理出反应前后守恒的量,列式计算求解
【例2】 黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.020 00 ml·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应) 。 (2)煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为 L,制得98%的硫酸质量为 t。
【核心素养考查点剖析】本题主要考查了化学计算中的常用方法——关系式法。综合考查了考生的 “证据推理与模型认知”等化学核心素养。实际化工生产中往往涉及多步反应,但原料和产品中某种主要元素是相同的,据此可列出关系式。寻找关系式时,要特别注意原料中的主要元素是否全部转化为产物,中间反应是否有原料参与,不可盲目根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。
【答案及评分细则】(1)90.0%(写成0.9或0.90也得分) (2)3.36×106(写成3 360 000也得分) 15
n(SO2)=1.5×105 ml,V(SO2)=3.36×106 L。由SO2 ~ SO3 ~ H2SO4 1 ml 98 g1.5×105 mlm(H2SO4)×98%得m(H2SO4)=1.5×107 g=15 t。
1.(2019全国Ⅱ)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )。A.3 g 3He含有的中子数为NAB.1 L 0.1 ml·L-1磷酸钠溶液含有的 数目为0.1NAC.1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NAD.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
解析:3He的相对原子质量是3,每个3He原子含有1个中子,所以3 g 3He含有的中子数为NA,A项正确。磷酸钠溶液中磷酸根离子发生水解,导致溶液中磷酸根离子数目减小,1 L 0.1 ml·L-1磷酸钠溶液中的磷酸根离子数目小于0.1NA,B项错误。K2Cr2O7中Cr的化合价为+6价,变为+3价Cr3+,降了3价,故1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA,C项正确。正丁烷和异丁烷互为同分异构体,1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中所含共价键数相同,即1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中均含有13个共价键,58 g正丁烷和异丁烷的混合物的总物质的量为1 ml,所以含有的共价键数为13NA,D项正确。
2.(2018全国Ⅰ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )。 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
解析:FeCl3的摩尔质量为162.5 g·ml-1,16.25 g FeCl3的物质的量为0.1 ml,FeCl3的水解为可逆反应,且Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3“分子”的集合体,所以形成的Fe(OH)3胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误。氩气为单原子分子,标准状况下,22.4 L氩气含有1 ml 氩原子,而1个氩原子中含有18个质子,B项正确。92.0 g甘油的物质的量为1 ml,而1个甘油分子中含有3个—OH,则92.0 g甘油中含有羟基数为3.0NA,C项错误。甲烷与氯气反应时,会同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl,所以1 ml甲烷与氯气在光照下反应生成的CH3Cl分子数一定小于1.0NA,D项错误。
3.测定水中的溶解氧:将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定,将固氧后的水酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,再用Na2S2O3溶液滴定生成的I2。现取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L-1。
答案:蓝色刚好褪去 80ab
(2020广东茂名高三二模)我国科学家发现,以泡沫镍[3NiO/Ni(3表示NiO在泡沫镍中的质量分数)]作为基材上的催化剂可实现将烷烃直接电催化转化为醇(转化示意图如图所示)。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。A.22.4 L a中质子数为 10NAB.1 ml c中共价键数目为4NAC.生成1 ml Ni可还原出1 ml bD.11.8 g泡沫镍含Ni单质0.194 ml
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