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1、2022高考化學 專題01 物質的量(一)考點講解【考情報告】考查角度考查內容命題特點阿伏加德羅定律的綜合應用與簡單計算 阿伏加德羅定律阿伏加德羅常數是近幾年高考的“熱點”問題,主要以選擇題的形式呈現。命題者往往有意設置一些陷阱,增大試題的區(qū)分度。在命題過程中可以結合物質的微觀組成、晶體結構、化學平衡、電化學、氧化還原反應、溶解度、中和滴定、化學方程式書寫、化學式計算、化學方程式計算等知識進行學科內綜合考查。以物質的量為核心考查物質粒子數目、摩爾質量、氣體體積等之間的相互換算,以阿伏加德羅常數為載體的概念辨析。 阿伏加德羅常數【考向預測】化學計算過程,主要是一個化學問題的數學處理過程,即對物質
2、的組成、結構、性質和變化規(guī)律的量化過程。它以“物質的量”為中心,以元素化合物知識為載體,通過推理和計算,定量地理解和運用化學知識。近幾年來的高考計算題越來越淡化數學運算的色彩,更加注重化學原理的考查,更加貼近生產、生活和科研實際。阿伏加德羅常數滲透到整個高中化學知識,綜合性強,對思維的嚴密性和準確性要求比較高,是歷年高考的必考內容之一。在命題過程中可以結合物質的微觀組成、晶體結構、化學平衡、電化學、氧化還原反應、溶解度、中和滴定、化學方程式書寫、化學式計算、化學方程式計算等知識進行學科內綜合考查。從高考試題看,此類題目多為選擇題,且題量和題型保持穩(wěn)定。試題在注意有關計算關系考查的同時,又隱含對
3、某些概念的理解的考查,試題雖然計算難度不大,但概念性強、區(qū)分度好,今后會繼續(xù)保持。【經典在線】知識梳理一、氣體摩爾體積1、氣體摩爾體積是指單位物質的量氣體所占的體積,其表示符號為Vm,Vm=V/n,Vm常用單位有L/mol和m3/mol。2、在標準狀況下,Vm22.4L/mol??梢哉f22.4L/mol是在特定條件下的氣體摩爾體積。理解時要注意以下一些問題:它包含四點內容:第一,描述對象是氣體物質;第二,衡量標準是1mol物質;第三,氣體狀態(tài)一般為標準狀況,而非常溫常壓;第四,22.4L是一個近似值。氣體分子間的平均距離比分子的直徑大得多,因而氣體體積主要取決于分子間的平均距離。在標準狀況下,
4、不同氣體的分子間的平均距離幾乎是相等的,故任何氣體在標準狀況下的氣體摩爾體積都約是22.4L/mol。標準狀況是指0、1.01105Pa的狀態(tài)。根據氣體物質的特性:溫度越高,體積越大;壓強越大,體積越小,氣體在非標準狀況下,Vm就不一定為22.4L/mol。1mol氣體在非標準狀況下,其體積可能為22.4L,也可能不為22.4L。如273、2.02105Pa時,也有Vm=22.4L/mol。二、阿伏加德羅定律及其推論1、同溫同壓下,同體積的氣體具有同數的分子(阿伏加德羅定律)。2、有關氣體體積的計算中,質量、體積和物質的量的對應單位是“gLmol”。3、相同體積的兩種氣體,摩爾質量與質量成正比
5、。即摩爾質量大的,質量大。4、相同質量的兩種氣體,摩爾質量與物質的量成反比。即摩爾質量大的,物質的量小,分子數少。5、比較兩種氣體的輕重,可看密度,最好看相對分子質量。即相對分子質量大的,密度大。6、混合氣體可看成一種純氣體對待(氣體相互間不發(fā)生反應)。不過平均相對分子質量應按下式計算:M1n1%M2n2%M1V1%M2V2%7、化學方程式中,氣體物質的化學計量數之比,既是粒子數比,也是物質的量之比,還是相同條件下氣體的體積比。(氣體反應定律),有關量綱式: ;Vm。三、物質的量濃度 以單位體積溶液里所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量。表達式:單位:注意:(1)體積是溶液的體積,不是溶
6、劑的體積;(2)溶質可以是單質、化合物,也可以是離子或某種特定組合。(3)在一定濃度的溶液里取出任意體積的溶液,其濃度大小不變,所含溶質的質量改變。配制一定物質的量濃度的溶液是將一定質量或體積的溶質按所配溶液的體積在選定的容量瓶中定容,因而不需要計算水的用量。不能配制任意體積的一定物質的量濃度的溶液。這是因為在配制的過程中是用容量瓶來定容的,而容量瓶的規(guī)格又是有限的,常用的有50mL、100mL、250mL、500mL、和1000mL等。所以只能配制體積與容量瓶容積相同的一定物質的量濃度的溶液。在配制一定物質的量濃度的溶液時,不能直接將溶質放入容量瓶中進行溶解,而要在燒杯中溶解,待燒杯中溶液的
7、溫度恢復到室溫時,才能將溶液轉移到容量瓶中。這是因為容量瓶的容積是在20時標定的,而絕大多數物質溶解時都會伴隨吸熱或放熱過程的發(fā)生,引起溫度的升降,從而影響到溶液的體積,使所配制的溶液的物質的量濃度不準確。將容量瓶反復顛倒、振蕩后,出現容量瓶中的液面低于容量瓶刻度線的情況,主要是部分溶液的潤濕容量瓶磨口時有所損失,以及粒子間隔減小造成的,這時不能再向容量瓶中加入蒸餾水。經典精講例1.(2018新課標3卷)下列敘述正確的是( )A24 g 鎂與27 g鋁中,含有相同的質子數B同等質量的氧氣和臭氧中,電子數相同C1 mol重水與1 mol水中,中子數比為21D1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化學
8、鍵數相同【答案】B多的,而每個氧原子都含有8個電子,所以同等質量的氧氣和臭氧中一定含有相同的電子數,選項B正確。C重水為,其中含有1個中子,含有8個中子,所以1個重水分子含有10個中子,1mol重水含有10mol中子。水為,其中沒有中子,含有8個中子,所以1個水分子含有8個中子,1mol水含有8mol中子。兩者的中子數之比為10:8=5:4,選項C錯誤。D乙烷(C2H6)分子中有6個CH鍵和1個CC鍵,所以1mol乙烷有7mol共價鍵。乙烯(C2H4)分子中有4個CH鍵和1個CC,所以1mol乙烯有6mol共價鍵,選項D錯誤。例2.用NA表示阿伏加德羅常數的值。下列敘述中不正確的是 A分子總數
9、為NA的NO2和CO2混合氣體中含有的氧原子數為2NA B28 g乙烯和環(huán)丁烷(C4H8)的混合氣體中含有的碳原子數為2 NA C常溫常壓下,92 g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數為6 NA D常溫常壓下,22.4L氯氣與足量鎂粉充分反應,轉移的電子數為2 NA【答案】:D【經典考題3】下列敘述正確的是A. 1.00mol NaCl中含有6.021023個NaCl分子B. 1.00mol NaCl中,所有Na+的最外層電子總數為86.021023C. 欲配置1.00L,1.00mol.L-1的NaCl溶液,可將58.5g NaCl溶于1.00L水中D. 電解58.5g 熔融的NaCl,
10、能產生22.4L氯氣(標準狀況)、23.0g金屬鈉【答案】B【解析】NaCl屬于離子化合物,不存在NaCl分子,A不正確;Na+的最外層已經達到8電子穩(wěn)定結構,所以B正確;1.00L ,1.00molL1的NaCl溶液是指1.00mol NaCl即58.5g NaCl溶于水配成1L溶液,而不是指溶劑為1L,C不正確;有原子守恒可知58.5g NaCl只能生成0.5mol氯氣,在標準狀況下是11.2L,D不正確?!窘浀淇碱}4】25和101kPa時,乙烷、乙炔和丙烯組成的混合烴32mL,與過量氧氣混合并完全燃燒,除去水蒸氣,恢復到原來的溫度和壓強,氣體總體積縮小了72mL,原混合徑中乙炔的體積分數
11、為A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 75%【答案】B【解析】 4CnHm(4n+m)O2 4nCO22mH2O V 4 4n+m 4n 4+m 32 72265所以m5,即氫原子的平均值是5,由于乙烷和丙烯均含有6個氫原子,所以利用十字交叉法可計算出乙炔的體積分數:【解題技巧】在解答與阿伏加德羅常數相關的類題目,首先要認真審題,審題的過程中要注意分析題目中概念的層次及內涵和外延。要特別注意試題中一些關鍵性的字、詞,要邊閱讀邊思索。其次要留心“陷阱”,對常見的一些“陷阱”要千萬警惕。同學們要在認真審題的基礎上利用自己掌握的概念仔細分析、比較,作出正確的解答。特別需要考慮下列問題
12、:(1)物質的狀態(tài)。水在標準狀況下為液態(tài)或固態(tài);SO3在標準狀況下為固態(tài),常溫常壓下為液態(tài);在標準狀況下,碳原子數大于4而小于16的烴為液態(tài)(新戊烷除外),大于或等于16的烴為固態(tài);在標準狀況下,乙醇、四氯化碳、氯仿、苯、二硫化碳等許多有機物都不是氣態(tài)。(2)某些物質分子中的原子個數。如稀有氣體(單原子)、臭氧(O3)、白磷(P4)等。(3)一些物質結構中化學鍵的數目。常見的有:金剛石、石墨、晶體硅、二氧化硅、甲烷、白磷、二氧化碳等。這些物質所含化學鍵的物質的量如下:1 mol 金剛石中含2 mol CC共價鍵,1 mol石墨中含1.5 mol CC共價鍵,1 mol 晶體硅中含2 mol S
13、iSi共價鍵,1 mol SiO2中含4 mol SiO共價鍵,1 mol CH4中含4 mol CH共價鍵,1 mol 白磷中含6 mol PP共價鍵,1 mol CO2中含2 mol C=O雙鍵。 (4)特別物質的摩爾質量。如:D2O、T2O、18O2、14CO2等。 (5)較復雜的氧化還原反應中,求算轉移的電子數。如:Na2O2+H2O,Cl2+NaOH,NO2+H2O,電解Cu(NO3)2溶液等。 (6)在使用氣體摩爾體積“22.4L/mol”時,必須注意氣體是否處于標準狀況下。 (7)某些離子或原子團在水中能發(fā)生水解反應,離子數目要改變。如1L 0.1mol/L Na2CO3溶液中含
14、CO32-數小于0.1NA。(8)“不定體系”,如“NO和O2的混合氣”、“NO2氣體有時應考慮2 NO2 (g)N2O4 (g)”等?!疽?guī)律總結】誤點警示:(1)1mol甲基含有7NA個電子。(錯,關鍵是碳原子有幾個電子,應理解成核外電子,而不是價電子)。(2)31g白磷分子中含NA個PP鍵。(錯,注意P4、金剛石、石墨、二氧化硅等物質的晶體結構,如1molSiO2、Si,CH4、P4中,共價鍵分別應為4N A、2N A、4N A、6N A) 。(3)一定條件下,1molN2與足量H2反應,可生成2N個NH3分子。(錯,該反應屬于可逆反應)。(4)在密閉容器中建立了N2+3H22NH3的平衡
15、,每有17gNH3生成,必有0.5N ANH3分子分解。(錯,平衡時NH3的消耗速率等于NH3的生成速率)。(5)100mL0.2molL-1乙酸溶液中,乙酸分子數目為0.02NA。(錯,乙酸是弱電解質)。(6)0.1L0.1mol/LNa2S溶液中,S2-數目為0.01N A。(錯,S2-發(fā)生水解反應,數目要減少)。(7)amolCl2與足量燒堿溶液完全反應轉移的電子數為2aN A。(錯,注意氧化還原反應中轉移電子數,如1molNa2O2與水反應、Cl2與燒堿反應時轉移電子數為N A、N A)。(8)100mLpH=1的HCl溶液中,水合氫離子數為0.01N A。(錯,沒有考慮水的電離)。(
16、9)12g碳所含的原子數就是NA。(錯,這里的碳必須是質量數為12的碳原子)。(10)1molKCl分子中含有的離子總數是2NA。(錯,描敘不切實際,因為KCl固體是由離子構成的,不存在“KCl”分子)。(11)標準狀況下,22.4L甲苯所含有的分子數約為6.021023。(錯,考查氣體摩爾體積時,常用在標準狀況下非氣態(tài)的物質來迷惑考生,如H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3、乙醇等)?!靖呖佳菥殹?(山東省臨沂市2018年高三教學質量檢測)NA表示阿伏加德羅常數,下列敘述不正確的是( )A01 mol含中子數為08NAB25時,10L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH數目為02N
17、AC電解精煉鋼時,外電路中轉移電子數為2NA,個時,陰極銅質量增加64gD46gNa在氧氣中完全反應生成Na2O和Na2O2,生成物中陰離子個數為0lNA【答案】B2(2018屆山師附中第十一次模擬)設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法中正確的是A1.8g H218O與D2O的混合物中含有的質子數和電子數均為NAB精煉銅,若陽極失去0.1NA個電子,則陰極增重3.2gC取50 mL 14.0 molL1濃硝酸與足量的銅片反應,生成氣體分子的數目為0.35NAD標準狀況下,22.4L CCl4所含有的分子數目小于NA【答案】B【解析】分析:A1.8g H218O的量與 1.8g D2O的量均為0
18、.09 mol,所含質子數和電子數均為0.9NA;B精煉銅過程,陰極極反應為:Cu2+2e-=Cu,根據電子得失守恒規(guī)律,陽極失電子數目等于陰極的電子數目,可以計算出陰極增重質量; C取50 mL 14.0 molL1濃硝酸與足量的銅片反應,生成0.35mol二氧化氮,隨著反應的進行,銅與稀硝酸反應,生成生成0.175mol一氧化氮,因此生成氣體的量在0.35mol與 0.175mol之間; D標準狀況下,CCl4為液態(tài),不能用氣體摩爾體積進行計算。3.(重慶市西南大學附屬中學2018屆月考)設NA為阿伏加德羅常數,下列敘述正確的是 A27g鋁的原子最外層電子總數為NA B2.8 g N2和2
19、.8 g CO所含電子數均為1.4NAC1L0.1molL-1乙酸溶液中H數為0.1NA D標準狀況下,22.4L乙醇的分子數為NA【答案】B【解析】A錯,鋁的原子最外層電子總數為3,27g鋁的原子最外層電子總數為NA ;2.8 g N2和2.8 g CO分別為0.1mol, 所含電子數均為1.4NA,B正確;乙酸為弱電解質,1L0.1molL-1乙酸溶液中H數小于0.1NA,C錯;乙醇在標準狀況下為液態(tài),不能使用氣體摩爾體積公式計算,D錯。4(浙江省杭州市學軍中學2018屆月考)設NA為阿伏加德羅常數的值,下列敘述不正確的是( )A36g鎂在足量的氮氣中完全燃燒共轉移的電子數為3NAB室溫下
20、,21.0g乙烯和丁烯的混合氣體中含有的共價鍵數目為3NAC標準狀況下,44.8 L NO與22.4 LO2混合后氣體中分子總數為3NAD1 molNa2O和Na2O2混合物中含有的陰、陽離子總數是3NA【答案】D【解析】A錯,36g鎂完全反應,生成二價的鎂離子,共轉移2NA電子;B室溫下,21.0g乙烯和丁烯的混合氣體中含有的共價鍵數目為63.0/14 NA;標準狀況下,44.8 L NO與22.4 LO2混合后生成2NANO2,但是NO2又會部分轉化為N2O4,所以分子總數大于NA小于2NA,C錯;D是對的,Na2O和Na2O2中陰陽離子比都是2:1,1 molNa2O和Na2O2混合物中
21、含有的陰、陽離子總數是3NA5(2018屆成都市一模)用NA表示阿伏伽德羅常數的值,下列說法正確的是A常溫常壓下,16gO2作氧化劑時轉移電子數-定為2NAB0.2molNH3與03molO2在催化劑的作用下加熱充分反應,所得NO的分子數為0.2NAClmolCH3COOH與1molCH3CH2OH在濃硫酸共熱下生成的乙酸乙酯分子數為NAD0.1molC2H6O分子中含C-H鍵數目為可能為05NA【答案】D【解析】A0.5molO2與金屬鈉加熱反應生成Na2O2,轉移1mol電子,轉移電子數目為NA,故A錯誤; B根據4NH3+5O2=4NO+6H2O,0.2molNH3與0.3molO2反應,氧氣剩余,則生成的NO部分與氧氣反應生成NO2,所以最終生成的NO的分子數小于0.2NA,故B錯誤;C酯化反應是可逆反應,lmolCH3COOH與1molCH3CH2OH在濃硫酸共熱下生成的乙酸乙酯分子數小于NA,故C錯誤;DC2H6O可能為乙醇C2H5OH,也可能為乙醚CH3OCH3,0.1molC2H5OH分子中含C-H鍵數目為為0.5NA,故D正確;綜合以上分析,本題答案為D。