内容正文:
第1章 物质的量
热点强化1 阿伏加德罗常数
及其应用
优化探究
大单元一 化学基本概念与计量化学实验基础
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【讲·热点归纳】
【练·热点突破】
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【讲·热点归纳】
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一、识破概念、原理的蒙蔽陷阱
【讲·热点归纳】
1.重“两看”,排“干扰”,突破陷阱
(1)看“气体”是否处于“标准状况(0 ℃,101 kPa)”。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、HF、NO2、苯、CCl4、乙醇、己烷等在标准状况下为非气态)。
(3)物质的量、物质的质量、摩尔质量不受温度、压强等外界条件的影响。
2.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。
3.记“特殊”,析“变化”,突破陷阱
(1)常见可逆反应
2SO2+O2 2SO3;N2+3H2 2NH3;Cl2+H2O⥫⥬ HCl+HClO;H2+I2⥫⥬ 2HI。
(2)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)隐含反应
2NO+O2===2NO2,2NO2⥫⥬ N2O4。
(4)钝化:常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。
(1)11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA。( )
(2)标准状况下,11.2 L CH3CH2OH中含有的分子数为0.5NA。( )
(3)25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA。( )
(4)25 ℃时,1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA。( )
(5)0.1 mol·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA。( )
(6)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA。
( )
(7)27 g铝片投入足量冷的浓硝酸中生成3NA个NO2分子。( )
(8)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。( )
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×
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二、明确特殊物质的组成和结构特点
【讲·热点归纳】
1.厘清整体与部分的数量关系
确定粒子个数:弄清楚微粒中相关粒子(质子、中子、电子)、离子、化学键之间的数量关系。如单原子分子有稀有气体He、Ne等;双原子分子有Cl2、N2、O2、H2等。
2.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。常考查的特殊微粒有Ne、D2O、18O2、O3、—OH、OH-等。
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3.明确特殊物质的结构。如Na2O2是由Na+和构成的;NaCl为离子化合物,只有离子,没有分子;苯分子中存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键等。
4.熟记最简式相同的物质。如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等;如质量相同的乙烯和丙烯所含原子数、电子数均相等。
5.明确物质中所含化学键的数目。如1 mol白磷(P4)中含有P—P键的数目为6NA,1 mol硅中含有Si—Si键的数目为2NA,1 mol SiO2中含有Si—O键的数目为4NA;再如1 mol H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3NA、(3n+1)NA,CxHyOz中含有化学键的数目为2x+0.5y+z等。
(1)18 g O含有的中子数为10NA。( )
(2)78 g苯中含有的碳碳双键数目为3NA。( )
(3)12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子。( )
(4)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA。( )
(5)92 g NO2与N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA。( )
(6)1 mol CH4分子或P4分子中含有的共价键数均为4NA。( )
(7)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA。( )
(8)46 g乙醇中含有的共价键总数为8NA。( )
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√
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√
√
三、把握特殊物质氧化还原反应中的电子转移数目
【讲·热点归纳】
1.判断电子转移总数做到“五注意”
(1)注意是否发生歧化反应,如Na2O2与H2O、CO2的反应;Cl2、NO2与H2O或NaOH的反应。
(2)注意变价元素,如Fe与足量硝酸反应生成Fe3+,与少量硝酸反应生成Fe2+。
(3)注意氧化还原反应的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同;向FeI2溶液中通入Cl2,首先氧化I-,再氧化Fe2+。
(4)注意同一种物质在不同反应中是氧化剂还是还原剂的判断。如Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只是氧化剂;而Cl2和NaOH反应,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂;而Na2O2与SO2反应,Na2O2只是氧化剂。
(5)注意氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
2.熟记特殊反应中转移电子的物质的量或数目
特殊反应 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
特殊反应 物质变化量 转移电子的物质的
量或数目
Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 mol或2NA
1 mol Fe 3 mol或3NA
Cu+S 1 mol Cu 1 mol或NA
1 mol S 2 mol或2NA
(1)NO2与H2O反应生成1 mol HNO3时,转移NA个电子。( )
(2)过氧化钠与水反应生成0.1 mol氧气时,转移的电子数为0.2NA。( )
(3)标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA。
( )
(4)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子。( )
(5)5.6 g Fe和6.4 g Cu分别与0.1 mol Cl2充分反应,转移的电子数均为0.2NA。( )
√
√
×
√
√
(6)电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.1NA。
( )
(7)6.4 g Cu与S完全反应,转移的电子数为0.2NA。( )
(8)向FeBr2溶液中通入适量Cl2,有1 mol Fe2+被氧化时,转移的电子总数一定等于3NA。( )
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【练·热点突破】
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1.(2024·贵州卷)二氧化氯可用于自来水消毒。实验室用草酸和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( )
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
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解析:O中H原子无中子,18O原子的中子数为10,则0.1 mol O中含有的中子数为NA,故A错误;由反应方程式H2C2O4+2KClO3+H2SO4
===2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O可知,每生成2 mol ClO2转移电子数为
2 mol,则每生成67.5 g ClO2,即1 mol ClO2转移电子数为NA,故B错误;未给出草酸溶液的体积,无法计算氢离子的物质的量,故C错误;1个二氧化碳分子中含有2个σ键和2个π键,则标准状况下22.4 L CO2,即1 mol CO2中含σ键数目为2.0NA,故D正确。
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2.(2024·辽宁卷)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
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解析: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;S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S数目小于0.01NA,B错误;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,生成物中硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-S+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。
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3.(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。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4 mol·L-1,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 mol·L-1,Kb(NH2OH)=8.7×10-9 mol·L-1。
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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
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解析:根据流程中物质的转化关系可知,X为NO,Y为N2O,标准状况下,2.24 L NO和N2O混合气体的物质的量为0.1 mol,氧原子数为0.1NA,A正确;HNO2为弱酸,因此N能够水解为HNO2,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中N数目小于0.1NA,B错误;NH2OH完全转化为N时,N的化合价由-1价上升到+3价,3.3 g(0.1 mol)NH2OH完全转化为N时转移的电子数为0.4NA,C错误;N的价电子数等于最外层电子数(为5),2.8 g(0.1 mol)N2中含有的价电子总数为NA,D错误。
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4.(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C的数目为NA
A
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解析:异丁烷的结构简式为 ,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;在标准状况下,SO3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;pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01 mol·L-1,则1.0 L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中C会发生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的数目小于NA,D错误。
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5.(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-1K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
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解析:CO2分子含有2个π键,题中没有说是标准状况条件下,气体摩尔体积未知,无法计算π键个数,A项错误;2.8 g N2的物质的量n== mol=
0.1 mol,每生成1 mol N2转移的电子数目为12NA,则每生成0.1 mol N2转移的电子数目为1.2NA,B项错误;0.1 mol KNO3晶体含有的离子为K+、,含有离子数目为0.2NA,C项正确;因为S2-水解使1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中S2-的数目小于0.1NA,D项错误。
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6.(2025·八省联考云南卷)Cl2制备Cl2O的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3
+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L Cl2O中原子总数为3NA
B.1 mol C中σ键的数目为3NA
C.每消耗2 mol Cl2,转移电子数为4NA
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中的数目等于0.1NA
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解析:没有注明标准状况,无法计算气体的物质的量,A错误;1个中有3个σ键,1 mol C中σ键的数目为3NA,B正确;根据方程式2Cl2+2Na2CO3
+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O可知,2 mol Cl2参加反应,转移电子的物质的量为2 mol,转移电子数为2NA,C错误;没有给出溶液的体积,无法计算0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中HC的数目,D错误。
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