内容正文:
优化探究
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
微专题六 阿伏加德罗常数
1.以物质的量为中心各个化学计量之间的关系
2.解答阿伏加德罗常数正误判断题的思维模型
(1)状况条件
22.4 L·mol-1是指标准状况(0 ℃,101 kPa)下的气体摩尔体积。若给出在非标准状况,如已知常温常压下气体的体积,不能用22.4 L·mol-1进行计算,而n=的使用不受状况条件限制。
例如,常温常压下,11.2 L二氧化碳气体含有的分子数为0.5NA(×);
常温常压下,8 g O2所含氧原子数为0.5NA(√)。
(2)物质状态
22.4 L·mol-1适用的对象是标准状况下的气体(包括单一气体和混合气体)。
在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫等),不能用22.4 L·mol-1进行计算。
例如,标准状况下,22.4 L H2O中所含分子数为NA(×)。
(3)粒子种类
粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。解答时要看准题目要求,防止误入陷阱。
例如,17 g NH3含有的原子数为4NA(√)。
(4)物质的组成
①气体单质的组成除常见的双原子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。
②一些物质中的离子数目。如Na2O2由Na+和构成;熔融状态下NaHSO4由Na+和HS构成等。
③Fe(OH)3胶体中,因为胶体微粒是集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3+的数目。
例如,标准状况下,11.2 L臭氧所含氧原子数为NA(×)。
常温常压下,7.8 g Na2O2固体中所含阴、阳离子总数为0.3NA(√)。
(5)氧化还原反应中电子转移的数目
如Na2O2与H2O、Cl2与NaOH、Fe与稀HCl等反应。要注意反应物的量及化合价的变化。
例如,5.6 g铁与过量稀HCl反应,转移电子数为0.3NA(×)。
(6)缺少溶液体积
由物质的量浓度求算溶液中所含微粒数时,未给出溶液体积,无法求算物质的量。
例如,0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有Na+的数目为NA(×)。
(7)忽略溶剂的组成
求溶液中的氧原子、氢原子数目时不要忽略溶剂(如水)中的氧原子或氢原子。
例如,1 L 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中所含氧原子数为2NA(×)。
1.判断正误
(1)标准状况下,22.4 L SO3中含有SO3的分子数为NA。 ( )
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA。 ( )
(3)1 mol Fe3+完全水解生成氢氧化铁胶体粒子的数目为NA。 ( )
(4)标准状况下,22.4 L盐酸含有NA个HCl分子。 ( )
(5) 0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,Na+数目为0.1NA。 ( )
(6)1 mol Na被完全氧化生成Na2O2,失去2NA个电子。 ( )
(7)100 g 46%的乙醇溶液中含有氧原子数为NA。 ( )
×
×
×
×
×
×
×
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列各项叙述中正确的有( )
①0.2 mol H2O2完全分解转移的电子数为0.4NA
②25 ℃、101 kPa下,16 g O3和O2混合气体中含有的氧原子数为NA
③23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
④100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数大于0.01NA
A.①②③ B.①②④
C.①②③④ D.②④
D
①转移电子数为0.2NA;③钠与足量的水反应生成氢气的关系式为2Na~H2,故1 mol Na与水反应生成0.5 mol H2,H2分子数目应为0.5NA;
④100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有溶质氢氧化钠和溶剂水,氧原子数目为二者氧原子数目的总和,大于0.01NA。
3.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.36 g H2O的物质的量为1 mol
B.常温常压下,1 mol Cl2的体积是22.4 L
C.92 g NO2和92 g N2O4都含4NA个氧原子
D.0.1 mol氯气通入足量FeBr2溶液中,被氧化的Br-数为0.2NA
C
36 g水的物质的量为n(H2O)==2 mol,故A错误;常温常压下,不能使用Vm=22.4 L·mol-1计算1 mol氯气的体积,故B错误;NO2和N2O4的最简式均为“NO2”,92 g NO2和92 g N2O4中含有的“NO2”物质的量均为n==2 mol,均含有4NA个氧原子,故C正确;还原性:Fe2+>Br-,0.1 mol氯气通入足量FeBr2溶液中,氯气只氧化亚铁离子,Br-未被氧化,故D错误。
4.(双选)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.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
B.3.2 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA
C.标准状况下,22.4 L Cl2溶于水配成500 mL新制氯水,氯水中Cl-数为2NA
D.0.12 mol MnO2与足量0.1 mol·L-1的稀盐酸反应生成Cl2的分子数为0.12NA
AB
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Na2O2中氧元素有一半化合价从-1价升高到0价,另一半从-1价降低到-2价,当生成0.1 mol氧气时转移的电子数为0.2NA,故A正确;O2和O3均由O原子构成,n===0.2 mol,O原子的物质的量为0.2 mol,则混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA,故B正确;标准状况下22.4 L氯气的物质的量为1 mol,Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO,Cl2不能完全反应,则新制氯水中含Cl元素的微粒有Cl-、Cl2、HClO、ClO-,Cl-数小于2NA,故C错误;稀盐酸与MnO2不能发生反应,故D错误。
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是( )
A.0.1 mol MgCl2含有的离子总数为0.2NA
B.20 ℃、101 kPa下,2.24 L氯气所含的原子数为0.2NA
C.2.3 g钠完全反应生成NaCl,转移电子的数目为0.1NA
D.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液里含钠离子的数目为0.2NA
C
0.1 mol MgCl2含有的离子总数为0.3NA,故A错误;20 ℃、101 kPa下的Vm未知,不能计算氯气的物质的量,故B错误;2.3 g钠的物质的量为=0.1 mol,完全反应生成NaCl转移的电子数目为0.1NA,故C正确;溶液体积不明确,故溶液中的钠离子的个数无法计算,故D错误。
$$