内容正文:
第2讲 阿伏加德罗常数及应用
复习目标
1.熟悉阿伏加德罗常数问题的考查角度,明确从各种角度设置的常见陷阱,规避陷阱。
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、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
1.NA问题中“Vm=22.4 L/mol”的使用
(1)利用“Vm=22.4 L/mol”进行计算时要明确的两个要点:①必须是气体,不能用于液体或固体的相关计算;②必须处于标准状况下,可以是单一气体或混合气体。
(2)标准状况下为非气体的常考物质,如水、苯、SO3、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HF、乙醇等。
2.NA问题中物质的组成和结构
(1)物质的结构
熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH(羟基)、OH-等。
(2)物质中的共价键
常考物质所含共价键的数目如下表:
物质及共价键
1 mol物质含共价键数目
CH4(C—H)
4NA
P4(P—P)
6NA
Si(Si—Si)
2NA
SiO2(Si—O)
4NA
石墨(C—C)
1.5NA
金刚石(C—C)
2NA
3.NA问题中电子的转移
常考反应及转移电子数目如下表:
反应
物质
转移电子的数目
Na2O2+CO2(或H2O)
1 mol Na2O2
NA
1 mol O2
2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2NA
1 mol Fe
3NA
4.NA问题中电解质溶液中微粒的变化
(1)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=3的H2SO3溶液中c(H+)=10-3 mol/L,与电解质组成无关。
(2)多元弱酸酸根离子发生水解,溶液中阴离子的数目增加;多元弱碱阳离子发生水解,溶液中阳离子数目增加。
(3)求溶液中所含H、O原子数时,不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。
(4)若题目给出电解质溶液的浓度,要重点关注是否有具体的体积。
5.NA问题中物质的特殊反应
(1)特殊反应——可逆反应
不能正向进行到底,反应物不能全部转化为产物。常考的可逆反应有2NO2N2O4、Cl2+H2OHCl+HClO、H2+I2(g)2HI、N2+3H22NH3、2SO2+O22SO3、羧酸+醇酯+水等。
(2)特殊条件——浓度变化
①加热时,足量MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变稀盐酸,反应停止;
②足量Cu与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变稀硫酸,反应停止;
③足量Cu与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变稀硝酸,得到NO2和NO的混合气体;
④足量Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体。
考向1 NA与 “Vm=22.4 L/mol”的使用条件
【例1】(高考题组合)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 HCl气体中H+数目为NA(2022·辽宁卷)
B.25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA(2022·全国甲卷)
C.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA(2021·广东卷)
D.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA(2021·湖南卷)
[思路剖析]
A项
HCl是共价化合物HCl气体不发生电离不含H+
B项
“25 ℃、101 kPa”不是标准状况不能计算28 L H2的物质的量
C项
“11.2 L NO与11.2 L O2”,未指明温度和压强不能计算
D项
11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)n(CH4)=0.5 mol,n(Cl2)=1 mol;结合取代反应特点反应后分子总数
D 解析:标准状况下22.4 L HCl为1 mol,由于未发生电离,故不含H+,A 错误;25 ℃,101 kPa下气体摩尔体积Vm>22.4 L/mol,28 L H2小于1.25 mol,则含有质子的数目小于2.5NA,B错误;题目未指明11.2 L NO与11.2 L O2是否处于标准状况下,不能判断其物质的量,C错误;CH4与Cl2光照下发生取代反应,分子总数不变,11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)的总物质的量为1.5 mol,故充分反应后的分子数为1.5NA,D正确。
考向2 NA与物质的组成及结构
【例2】(高考题组合)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA(2022·辽宁卷)
B.18 g HO含有的中子数为10NA(20