内容正文:
5.阿伏加德罗常数及应用
突破阿伏加德罗常数的五大陷阱
●[陷阱一] 考查气体摩尔体积的适用条件及物质的状态
重“两看”,排“干扰”,突破陷阱
(1)看“气体”是否处于“标准状况”。常温常压(25℃、101 kPa) 、室温(20℃)都不是标准状况。
(2)看“标准状况”下物质是否为“气体”,如H2O、SO3、苯、CCl4、戊烷等在标准状况下为非气态。
注:物质的量、物质的质量、摩尔质量等不受外界条件(如温度、压强等)的影响。
●[陷阱二] 考查物质的组成或结构
记“组成”,明“结构”,突破陷阱
(1)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、O3、P4、H37Cl、—OH、OH-等。
(2)明确特殊物质的结构,如Na2O2是由Na+和O构成的,而不是Na+和O2-;NaCl为离子化合物,NaCl中没有分子等。
(3)记住最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯(质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等)等。
(4)明确物质中所含化学键的数目,如1 mol SiO2中含Si—O键的数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值),1个H2O2、1个CnH2n+2 中化学键的数目分别为3、3n+1。
(5)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
●[陷阱三] 考查氧化还原反应中电子转移的数目
理解“反应”,抓准“价态”,突破陷阱
(1)同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断。
如Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只做氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既做氧化剂,又做还原剂;Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既做氧化剂,又做还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只做氧化剂。
(2)量不同,在生成物中的化合价可能不同。
如Fe和HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。
(3)氧化剂或还原剂不同,在生成物中的化合价可能不同。
如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
(4)注意氧化还原的顺序。
如向FeI2溶液中通入Cl2,先氧化I-,再氧化Fe2+。
●[陷阱四] 考查电解质溶液中微粒的数目
细“审题”,明“原理”,突破陷阱
(1)是否指明了溶液的体积。
(2)是否有弱电解质或可水解的盐,如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L-1的乙酸钠溶液中含有的CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;而0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
●[陷阱五] 考查物质转化中的“隐含反应”
记“隐含”,析“变化”,突破陷阱
(1)隐含“可逆反应”
如2SO2+O22SO3,2NO2N2O4,
N2+3H22NH3,Cl2+H2OHCl+HClO。
(2)隐含“浓度的变化”
如MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(3)隐含“存在反应”
如在混合气体NO和O2中会发生反应:2NO+O2===2NO2等。
(4)隐含“钝化”
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸钝化。
1.(氧化还原、物质结构与NA融合|2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。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,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mo1·L-1Na2SO3溶液中,SO数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
解析:D [A.标准状况下SO2为气体,11.2 L SO2为0.5 mol,其含有1.5 mol原子,原子数为1.5NA,A错误;B.SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;C.反应①的化学方程式为SO2+2H2S===3S↓+2H2O,反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S,3.4 g H2S 为0.1 mol,故可以生成0.15 mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;D.反应②的离子方程式为3S+6OH-SO+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2 mol S2-共转移4 mol电子,因此,每生成 1 mol S2-,转移2 mol电子,数目为2NA,D正确。]
2.(火药、物质结构与NA融合|2023·辽宁卷)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为:S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.11.2 L CO2含π键数目为NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
解析:C [分析化合价变化;确定电子转移数目,。
未指明在标准状况下,故无法进行计算,A错误;根据题给化学方程式可知,每生成1 mol N2,转移12 mol电子,故生成2.8 g氮气(即0.1 mol)转移电子数目为1.2NA,B错误;1 mol KNO3晶体中含有1 mol K+和1 mol NO,故0.1 mol KNO3晶体中(微粒与物质关系:离子晶体(阴、阳离子)、分子晶体(分子)、共价晶体(原子)、金属晶体(阳离子、自由电子))含有的离子数目为0.1 mol×2×NAmol-1=0.2NA,C正确;因为S2-在水溶液中会发生水解反应(易水解离子:S2-、CO、HCO、F-、PO、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、NH等,同时还可能结合三大守恒即原子守恒、电荷守恒、元素守恒考查),故1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含有的S2-数目小于0.1NA,D错误。]
解答阿伏加德罗常数类题目的三步骤
1.(物质结构与NA融合|2023·浙江6月卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
解析:A [A.1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷),4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol,则含有σ键数目最多为0.7NA,A正确;B.1.7 g H2O2的物质的量为=0.05 mol,则含有氧原子数为0.1NA,B不正确;C.向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液中c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH),再根据元素守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C不正确;D.标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H+、Cl-和HClO,所以溶液中氯离子数小于0.5NA,D不正确。]
2.(NA与化学键|2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目为1.0NA
解析:A [A.异丁烷的结构式为,1 mol 异丁烷分子含有13NA个共价键,所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;B.在标准状况下,SO3的状态为固态,不能计算出2.24 L SO3的物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;C.pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01 mol/L,则1.0 L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;D.Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO会发生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA,D错误。]
3.(环境保护、物质结构与NA|2024·重庆模拟)氨对水体的污染情况越来越受人们的重视。用次氯酸钠可以脱除水中的NH3,其反应的化学方程式为2NH3+3NaClO===N2+3NaCl+3H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.33.6 L NH3中所含的σ键数目为4.5NA
B.2 L 0.5 mol/L NaClO溶液中含有的ClO-数目为NA
C.若该反应生成27 g H2O时,转移的电子数为3NA
D.1 mol N2与3 mol H2在密闭容器中反应生成的NH3分子数为2NA
解析:C [未说明状况,无法计算氨气的物质的量,A错误;ClO-为弱酸根离子,会发生水解生成HClO,ClO-数目小于NA,B错误;由化学方程式可知,反应中氮元素化合价由-3价变为0价,电子转移关系为6e-~3H2O,生成3 mol H2O,转移6 mol电子,27 g H2O为1.5 mol,则转移3 mol电子,C正确;N2与H2的反应是可逆反应,即N2+3H22NH3,生成的NH3分子数小于2NA,D错误。]
学科网(北京)股份有限公司
$$