内容正文:
≡核心素养养成篇≡
考向❶ 阿伏加德罗常数及应用(宏观辨识与微观探析)
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;从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念,从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
高效率和高选择性地将CO2转化为CH4是CO2资源化利用的途径之一,我国科研工作者开发了一种空腔串联反应器,为电催化还原CO2提供了一种可行的转化方案,其原理如图所示。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.22 g CO2中所含共用电子对数目为4NA
B.1 mol CH4中所含质子数和中子数均为10NA
C.途径2生成标准状况下22.4 L CH4,反应转移电子数为8NA
D.途径1所得产物物质的量之比为1∶1,形成共价键数目为6NA
C 解析:CO2的结构式为O===C===O,含有4个共用电子对,22 g CO2为0.5 mol,则所含共用电子对数目为2NA,A错误;1个CH4中含有10个质子和6个中子,则1 mol CH4中含有10NA个质子和6NA个中子,B错误;标准状况下22.4 L CH4为1 mol,途径2生成CH4的过程中C元素化合价由+4下降到-4,反应转移电子数为8NA,C正确;未说明所得产物物质的量,无法计算形成共价键数目,D错误。
阿伏加德罗常数及应用仍是高考命题的热点,解答此类问题的思路:
(1)注意分析题目中概念的层次,抓住题目中的关键词,研究对象是分子、原子、离子、质子、中子、电子、转移电子还是化学键数目等。
(2)分析各选项中的附加条件求出n(较大粒子),再结合物质的组成、结构及反应确定n(较小粒子),最后结合关系式“N=n×NA”计算出较小粒子的数目。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L一氯甲烷中含有的氯原子数为0.5NA
B.标准状况下,11.2 L O2参与反应转移的电子数一定为2NA
C.100 g质量分数为17%的H2O2溶液中极性键数目为NA
D.常温下,1 L 0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中含C2O数目为0.1NA
A 解析:一氯甲烷在标准状况下为气体,标准状况下11.2 L的一氯甲烷含有氯原子的物质的量为=0.5 mol,A正确;若氧气参与反应,0价降低到-2价,标准状况下,11.2 L氧气参与反应转移电子物质的量为2 mol;若0价降低到-1价,则标准状况下11.2 L氧气参与反应转移电子的物质的量为1 mol,如加热条件下金属钠与氧气的反应,B错误;过氧化氢溶液中含有的极性键除H2O2外,还有H2O,H2O2溶液中极性键的物质的量大于1 mol,极性键数目大于NA,C错误;C2O能发生水解,故1 L 0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中含C2O数目小于0.1NA,D错误。
考向❷ 有关物质的量浓度的计算(宏观辨识与微观探析)
建构以物质的量为中心的转化关系,感受宏观与微观相结合的思想,基于物质的量浓度认识溶液的组成及其变化,能进行相关的简单计算,知道从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系是研究化学问题的科学方法之一。
某营养液中含有KCl、K2SO4、NaCl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL该营养液加水稀释,测得Na+的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙曲线所示。下列判断错误的是( )
A.图甲中X是SO
B.图乙中c1=8.0
C.营养液中NaCl与K2SO4的物质的量之比为2∶1
D.营养液中KCl的浓度为2.0 mol·L-1
D 解析:取200 mL该营养液加水稀释,由图乙可得:c1×0.2 L=1.6 mol·L-1×1 L,则有c1=8.0 mol·L-1,即该营养液中c(Na+)=8.0 mol·L-1,B正确;图甲中X的浓度为4.0 mol·L-1,则X是SO,A正确;营养液中,n(NaCl)=8.0 mol·L-1×V L=8.0V mol(V为营养液的体积),n(K2SO4)=4.0 mol·L-1×V L=4.0V mol,则其物质的量之比为2∶1,C正确;营养液中c(K2SO4)=c(SO)=4.0 mol·L-1,则由K2SO4提供的c(K+)=8.0 mol·L-1,图甲中c(K+)=9.0 mol·L-1,推知c(KCl)=9.0 mol·L-1-8.0 mol·L-1=1.0 mol·L-1,D错误。
有关物质的量浓度的计算是定量化学计算的基础,解答此类问题要注意:
(1)分析题中提供的数据,选择相关计算的依据,看依据定义式、换算关系还是稀释定律。
(2)计算溶液中某种离子浓度时,要注意电荷守恒