内容正文:
选择突破二 阿伏伽德罗常数及其应用
解答有关阿伏加德罗常数类题目的基本公式
解题的一般思路为
物质的量
NA
已知数据
计算
计算
一、记“组成”,明“结构”,突破微观陷阱
(1)熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子、孤电子对数、未成对电子数等)的数目,常考查的特殊微粒,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 构成,NaCl为离子化合物,没有分子,盐酸溶液中没有HCl分子等。
(3)记最简式相同的物质,如NO2和N2O4,乙烯和丙烯(C3H6)等,如质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等。
(4)明确物质中所含化学键(共价键、σ键、π键、配位键)的数目,如H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,对于有机物要注意σ键、π键(σ键注意键线式中省略的C-H键;π键注意缩写的C=Oπ键)的计算。
(5)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
二、 明“反应”,抓“价态”,突破得失电子数目陷阱
(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。
Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只作氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既作氧化剂又作还原剂。
Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂,SO2作还原剂。
(2)反应量不同,生成物的化合价不同,如Fe和稀硝酸反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。
(3)氧化剂或还原剂不同,生成物的化合价不同,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溶液中通入足量Cl2,先氧化I-,再氧化Fe2+(还原性:I->Fe2+)。
熟记特殊反应中电子转移总数
反应 物质变化量 转移电子的数目
或 与足量
与足量 2N
与足量NaOH
与足量 2N
与足量Cl2 3N
三、 细“审题”,明“原理”,突破溶液中粒子数目陷阱
(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 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,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
(4)原子守恒、电荷守恒的应用,如1 mol·L-1 Na2CO3溶液,c(C )+c(HC )+c(H2CO3)=1 mol·L-1(碳原子守恒)、c(H+)+c(Na+)=2c(C )+c(HC )+c(OH-)(电荷守恒)。
四、记“隐含”,析“变化”,突破化学反应陷阱
原子数目、质量守恒定律与“可逆”无关
(1)隐含“可逆反应”
2SO2+O2 2SO3,N2+3H2 2NH3,
2NO2 N2O4,Cl2+H2O HCl+HClO_。
制备水煤气 铬酸钾转化成重铬酸钾
所有的酯化反应 在酸性条件下酯的水解反应
(2)隐含“浓度的变化”
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”
在混合气体NO和O2中会发生反应:2NO+O2 2NO2,2NO2 N2O4。
(4)隐含“钝化”
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
五、重“两看”,排“干扰”,突破气体体积陷阱
(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。非标准状况气体摩尔体积未必为 。
(2)看“标准状况”下物质是否为“气体”(标准状况下为非气态的物质:水、乙醇、硫酸、HF、三氧化硫、四氯化碳、苯、碳原子数大于4的烃类化合物、甲醇等)
(3)物质的量、物质的质量、摩尔质量等不受温度和压强的影响。
1.(2024·安徽卷)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
√
真题演练
2.(2024·吉林卷)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 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S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
√
3.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO22K2CO3+3O2,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
√
4. (新科技物质结构与NA融合)(2024·江西高考)我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下),制得的[N C N]2-离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( D )
Li2[15NC15N]+H2
A. 22.4 L 15N2含有的中子数为16NA
B. 12 g C(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C. 1 mol[N C N]2-中含有的π键数为4NA
D. 生成1 mol H2时,总反应转移的电子数为6NA
D
5. (新型消毒剂与NA融合)(2024·贵州高考)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4+2KClO3+H2SO4 2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( D )
A. 0.1 mol O中含有的中子数为1.2NA
B. 每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
C. 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D. 标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
D
D
6.【2022年1月浙江】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在25℃时,1LpH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.01NA
B.1.8g重水(D2O)中所含质子数为NA
C.足量的浓盐酸与8.7gMnO2反应,转移电子的数目为0.4NA
D.32g甲醇的分子中含有C-H键的数目为4NA
A
【补充】以配制溶液为例:
1
2
3
4
5
6
定容、裝液
1.做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就一定不会漏写某种仪器。
2.容量瓶的规格,常见的有50𝑚𝐿、100𝑚𝐿、250𝑚𝐿、500𝑚𝐿、1000𝑚𝐿。
3.所用定量仪器:量筒(0.1mL)、托盘天平(0.1g)的精确度。
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