内容正文:
高考总复习 化学
大单元一 化学语言与
概念
热考微点3 分类突破阿伏加德罗
常数问题
第二章 物质的量
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学科素养 进阶发展
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1.NA与“Vm=22.4 L/mol”的使用
[注意]物质的质量、摩尔质量、粒子个数不受“温度、压强”等外界条件的影响。
[辨析明理1]设NA为阿伏加德罗常数的值,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2024·浙江6月选考卷,改编)反应H++CH3OH+NO―→CO2+X+H2O(未配平),生成11.2 L CO2转移2NA电子( )
(2)(2022·福建卷)常温常压下,电化学还原制氨气:2N2+6H2O
4NH3+3O2,消耗11.2 L N2(已折算为标准状况)时,产生的O2分子数为0.75NA( )
(3)(经典高考题)11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
( )
(4)(经典高考题)22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA( )
2.NA与物质的组成
(1)特殊物质中所含粒子(分子、原子、质子、中子、电子)的数目
单原子分子
稀有气体(如He、Ne、Ar等)
双原子分子
如Cl2、N2、O2、H2、Br2等
多原子分子
如D2O、O3、P4(白磷)、CH4、CO2等
(2)最简式相同的物质
如O2和O3、NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯 (C3H6)等,等质量时所含原子总数相等,可按其中一种组分进行简单计算。
(3)酸式盐的构成离子
酸式盐由酸根阴离子和金属阳离子(或NH)构成,如NaHCO3固体由Na+和HCO构成,NaHSO4固体由Na+和HSO构成。
(4)胶体粒子的数目
如0.1 mol FeCl3水解得到Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA。
[辨析明理2]设NA为阿伏加德罗常数的值,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2022·浙江6月选考卷)12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
( )
(2)(经典高考题)180 g葡萄糖中,C原子的数目为6NA( )
(3)(经典高考题)23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
( )
3.NA与物质的结构
(1)常考物质中的共价键数目
物质
CnH2n+2
P4(P—P)
Si(Si—Si)
SiO2(Si—O)
石墨
金刚石
每摩尔含共
价键数目
(3n+1)NA
6NA
2NA
4NA
1.5NA
2NA
(2)依据键线式确定有机物中的共价键数目时,要避免遗漏C—H。
(3)价层电子对数=σ键+孤电子对数,孤电子对数=(a-xb)。
(4)单键都是σ键,双键含1个σ键和1个π键,三键含1个σ键和2个π键,配位键属于σ键,故物质中σ键总数=单键数+双键数+三键数+配位键数。
(5)依据价层电子对数或分子中原子成键数目判断中心原子的杂化方式(sp、sp2或sp3)。
成键特点
碳的杂化方式
碳原子
碳碳三键
sp
苯环、碳碳双键
sp2
单键碳原子
sp3
(6)结合有机物中碳原子连接原子(或原子团)判断手性碳原子的数目。连有4个不同原子(或原子团)的碳原子称为手性碳原子(如图中标注“*”),其中a≠b≠c≠d。
[辨析明理3]设NA为阿伏加德罗常数的值,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2023·广东卷)1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA( )
(2)(2023·全国甲卷)0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
( )
(3)(2023·福建卷)0.5 mol硝酸羟胺[NH3OH]+[NO3]-含有的N—O σ键数为2NA ( )
(4)(2023·浙江6月选考卷)4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
( )
4.NA与电子的转移
(1)常见类型
(2)熟记特殊反应中电子转移总数
反应
物质变化量
转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2(或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol或NA
1 mol O2
2 mol或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol或2NA
1 mol Fe
3 mol或3NA
[辨析明理4]设NA为阿伏加德罗常数的值,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2024·浙江1月选考卷)反应2NO+2CO2CO2+N2中,生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA( )
(2)(2023·海南卷)2.4 g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2NA( )
(3)(2023·辽宁卷)黑火药的爆炸反应为S+3C+2KNO3===K2S+N2↑ +3CO2↑,生成2.8 g N2转移电子数目为NA( )
(4)(2022·河北卷)3.9 g Na2O2与足量水反应,转移电子个数为0.1NA
( )
5.NA与可逆反应
(1)可逆反应的特点:不能正向进行到底,反应物不能全部转化为生成物。
(2)高考常考的可逆反应
①2SO2+O22SO3;
②2NO2N2O4;
③N2+3H22NH3;
④Cl2+H2OH++Cl-+HClO;
⑤H2+I22HI;
⑥NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-;
⑦CH3COOH+CH3CH2OHH2O+CH3COOCH2CH3。
(3)判断生成分子的数目、反应中转移电子的数目等,要考虑可逆反应不能进行到底。
[辨析明理5]设NA为阿伏加德罗常数的值,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2023·海南卷)标准状况下,2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应,生成的SO3分子数目为0.1NA( )
(2)(2023·浙江6月选考卷)标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA ( )
(3)(2022·浙江6月选考卷)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA( )
(4)(经典高考题)2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA ( )
6.NA与电解质溶液
(1)溶液的体积:已知溶液的物质的量浓度时,特别关注是否缺少溶液的体积。
(2)氢原子、氧原子数目:NA涉及氧原子、氢原子数目,考虑是否忽视溶剂水中氢原子和氧原子的数目。
(3)弱电解质的电离:弱电解质部分发生电离,溶液存在弱电解质分子及电离产生的离子,不能确定其数目和浓度,如1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液中CH3COO-的数目,不能具体确定。
(4)盐类的水解
①若盐中含有弱酸根离子或弱碱阳离子,要考虑其发生水解反应,不能判断水解程度,故不能确定相关离子的数目。如1 L 0.1 mol/L Na2CO3溶液中CO的数目,不能具体确定。
②若金属阳离子(R2+、R3+)发生水解反应,溶液中阳离子数目增多。
③若多元酸根离子(R2-、R3-)发生水解反应,溶液中阴离子数目增多。
[辨析明理6]设NA为阿伏加德罗常数的值,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2023·辽宁卷)1 L 0.1 mol/L K2S溶液中含S2-数目为0.1NA( )
(2)(2023·海南卷)1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液,NH3·H2O微粒数目为0.1NA ( )
(3)(2023·全国甲卷)1.0 L 1.0 mol/L的Na2CO3溶液中CO的数目为1.0NA( )
(4)(2022·福建卷)1 mol/L氨水中,含有的NH3·H2O分子数少于NA
( )
[例1] (2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
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 NaNO2溶液中Na+和NO数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为NO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
解析:NO在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X,X在X还原酶的作用下转化为Y,X、Y均为氮氧化物,即X为NO,Y为N2O。标准状况下,2.24 L NO和N2O混合气体物质的量为0.1 mol,氧原子数为0.1NA,A正确;HNO2为弱酸,因此NO能够水解为HNO2,1 L 0.1 mol/L NaNO2溶液中NO数目小于0.1NA,B错误;NH2OH完全转化为NO时,N的化合价由-1上升到+3,3.3 g NH2OH物质的量为0.1 mol,转移的电子数为0.4NA,C错误;2.8 g N2物质的量为0.1 mol,N的价电子数等于最外层电子数为5,2.8 g N2含有的价电子总数为NA,D错误。
[例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 Na2SO3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:标准状况下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;SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100 mL 0.1 mol/L Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;反应①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;反应②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。
1.(2024·湖北武汉汉阳区一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.0 L 1.0 mol/L K2S溶液中,S2-的数目为2NA
B.标准状况下,2.8 L HF含有的质子数为1.25NA
C.6 g甲酸甲酯中,采取sp3杂化的原子数目为0.2NA
D.39 g Na2O2与足量水充分反应,转移的电子数为NA
解析:硫化钠为强碱弱酸盐,S2-会发生水解,而消耗一部分硫离子,所以S2-的数目小于2NA,A错误;标准状况下,HF为液体,无法根据气体摩尔体积计算其物质的量,B错误;甲酸甲酯(HCOOCH3)的摩尔质量为60 g/mol,6 g甲酸甲酯(HCOOCH3)的物质的量为0.1 mol,其中甲基碳原子及与甲基相连的氧原子均为sp3杂化,故6 g甲酸甲酯中采取sp3杂化的原子数目为0.2NA,C正确;39 g(0.5 mol)Na2O2与足量水充分反应:2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑,2 mol过氧化钠参与反应时转移2 mol电子,则39 g Na2O2与足量水充分反应,转移的电子数为0.5NA,D错误。
2.(2024·广东惠州一模)CO与H2S反应可以制得COS,其化学方程式为CO(g)+H2S(g) ===COS(g)+H2(g)。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.8 g CO中含有的中子数为1.4NA
B.pH=3的H2S溶液中H+的数目为0.001NA
C.0.1 mol COS中π键数目为0.4NA
D.生成2.24 L H2(标准状况),转移电子数目为0.4NA
解析:1分子CO中含有14个中子,故2.8 g中含有的中子数为1.4NA,A正确;由于题干未告知溶液的体积,故无法计算pH=3的H2S溶液中H+的数目,B错误;COS的结构式为S==C==O,故0.1 mol COS中π键数目为0.1 mol ×2×NA mol-1=0.2NA,C错误;根据反应的化学方程式可知,生成2.24 L即=0.1 mol H2(标准状况),转移电子数目为0.1 mol ×2×NA mol-1=0.2NA,D错误。
3.(2025·广东高州联考)如图所示为硫元素在自然界中的循环示意图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol/L硫酸溶液含有的H+数目约为0.2NA
B.2.24 L H2S中含有的S—H数目为0.2NA
C.2 mol SO2与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数目为2NA
D.1 mol NaHSO4晶体中含有的离子总数目为2NA
解析:溶液只有浓度没有体积,不能求H+的数目,A错误;没有给出气体所处的状况,无法计算H2S的物质的量,B错误;2 mol SO2与1 mol O2不能完全反应,反应后的分子数目大于2NA,C错误;1 mol NaHSO4晶体中含有1 mol钠离子和1 mol硫酸氢根离子,则晶体中含有的离子总数为2NA,D正确。
1.(2024·陕西咸阳期末)下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.将58.5 g NaCl晶体溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol/L
B.50 mL 1 mol/L的NaCl溶液和100 mL 0.25 mol/L的MgCl2溶液中,Cl-物质的量浓度相等
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和SO的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.将0.1 mol/L MgCl2溶液和0.1 mol/L AlCl3溶液等体积混合(假设混合后溶液的体积为两液体体积之和),所得溶液中Cl-的物质的量浓度为0.25 mol/L
解析:将58.5 g NaCl晶体溶于1 L水中,所得溶液体积非1 L,故无法计算溶液的物质的量浓度,A错误;50 mL 1 mol/L的NaCl溶液中Cl-物质的量浓度为1 mol/L,100 mL 0.25 mol/L的MgCl2溶液中Cl-物质的量浓度为0.5 mol/L,故Cl-物质的量浓度不等,B错误;在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,c(Na+)+c(K+)=2c(SO)+c(Cl-),若Na+和SO的物质的量相等,则c(Na+)=c(SO),故c(K+)不等于c(Cl-),C错误;将0.1 mol/L MgCl2溶液和0.1 mol/L AlCl3溶液等体积混合(假设混合后溶液的体积为两液体体积之和),设两溶液体积均为V L,故所得溶液中Cl-的物质的量浓度为 mol/L=0.25 mol/L,D正确。
2.(2025·河南中原名校联盟联考)下图是配制一定物质的量浓度溶液的过程示意图。下列说法错误的是( )
A.配制100 mL 2.0 mol/L NaOH溶液,操作1需要称量8.0 g NaOH固体
B.操作2是将恢复至室温的NaOH溶液转移到容量瓶中
C.操作4是用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切
D.操作5中,将容量瓶颠倒、摇匀后,发现液面低于刻度线,要继续滴加蒸馏水
解析:配制100 mL 2.0 mol/L NaOH溶液,操作1需要称量NaOH固体的质量为0.1 L×2.0 mol/L×40 g/mol=8.0 g,A正确;用容量瓶配制溶液要在室温下进行,操作2是将恢复至室温的NaOH溶液转移到容量瓶中,B正确;操作4是定容,用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切,C正确;操作5中,将容量瓶颠倒、摇匀后,发现液面低于刻度线,属于正常现象,若继续滴加蒸馏水,会使溶液浓度偏低,D错误。
3.(2024·浙江宁波十校联考)现有硫酸钠溶液V mL,其密度为ρ g/mL,其中钠离子的质量分数是a%,下列有关该溶液的说法错误的是( )
A.溶质的质量分数为%
B.溶液的物质的量浓度为 mol/L
C.溶质和溶剂的物质的量之比为9a∶(2 300-71a)
D.硫酸根离子的质量分数为
解析:现有硫酸钠溶液V mL,它的密度是ρ g/mL,溶液质量是ρV g,其中钠离子的质量分数是a%,则钠离子的质量是ρVa% g,物质的量是 mol,则硫酸钠的物质的量是 mol,质量是 mol× 142 g/mol= g,则溶质的质量分数为×100%=%,A正确;溶液的物质的量浓度为= mol/L,B正确;
溶质和溶剂的物质的量之比为 mol∶=9a∶(2 300 -71a),C正确;硫酸根离子的质量分数为×100%=%,D错误。
4.(2025·河北邢台五校联考)CaCl2溶液常用于治疗急性血钙过低症,已知质量分数为20%的CaCl2溶液密度为1.11 g/cm3,取此溶液10 mL加水稀释至2 L(已知:质量浓度=)。下列说法不正确的是( )
A.稀释前CaCl2溶液的物质的量浓度为2 mol/L
B.稀释前10 mL CaCl2溶液中Cl-的物质的量为0.04 mol
C.稀释后Ca2+的质量浓度为40 mg/L
D.1 L稀释后的溶液中CaCl2的质量为1.11 g
解析:质量分数为20%的CaCl2溶液密度为1.11 g/mL,则其物质的量浓度为c== mol/L=2 mol/L,A正确;稀释前10 mL CaCl2溶液中Cl-的物质的量n=c·V=2 mol/L×0.01 L×2=0.04 mol,B正确;稀释前10 mL CaCl2溶液中Ca2+为0.02 mol,其质量为0.02 mol×40 g/mol=0.8 g,故质量浓度为400 mg/L,C错误;稀释前10 mL CaCl2溶液中CaCl2为0.02 mol,加水稀释至2 L,1 L稀释后的溶液中CaCl2为0.01 mol,其质量为0.01 mol×111 g/mol=1.11 g,D正确。
5.(2023·广东卷,节选)盐酸浓度的测定:移取20.00 mL待测液,加入指示剂,用0.500 0 mol/L NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00 mL。
(1)上述滴定操作用到的仪器有________。
(2)该盐酸浓度为________ mol/L。
答案:(1)AD (2)0.550 0
解析:(1)滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台等,故选AD。
(2)滴定时发生的反应为HCl+NaOH===NaCl+H2O,
则有c(HCl)===0.550 0 mol/L。
$$