内容正文:
重难02 以物质的量为中心的计算
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速度提升 技巧掌握 手感养成
重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数:聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分: 聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
一、以物质的量为核心的各个化学计量之间的关系
①n====CV,
二、NA问题分析思维模型
三、突破陷阱
1.突破陷阱一:注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
(1)一看“气体”是否处在“标准状况”(0℃,101KPa)。
(2)二看“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、汽油、甲醇、HF、NO2、N2O4等在标准状况下均不为气体]。
(3)若给出非标准状况下气体的物质的量或质量,则会干扰考生正确判断,让考生误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
2.突破陷阱二:注意物质的组成和结构——计算微粒数及化学键
(1)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(单原子分子)、O3、D2O、18O2、H37Cl、—OH、OH-等;
(2)物质中所含化学键的数目,如巧用成键电子数突破共用电子对数的判断;
①1 mol白磷(P4)中含磷磷单键的数目为6NA,1 mol硅中含硅硅单键的数目为2NA,1 mol金刚石中含碳碳单键的数目为2NA,1 mol SiO2中含硅氧单键的数目为4NA,1 mol石墨中含碳碳单键的数目为1.5NA;
②1 mol CnH2n+2中含共价键数为(3n+1)NA[其中(2n+2)NA个极性键,(n-1)NA个非极性键],1 mol CnH2n中含共价键数为3nNA,1 mol CnH2n+2O中含共价键数为(3n+2)NA;
③苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键,不含有碳碳双键,含有6个C—H;
④1 mol Na2O2、CaC2中含O、C分别是1 mol;分别含有1 mol非极性共价键;
(3)最简式相同的物质中的微粒数目,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)、O2和O3等;
(4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目,如N2、CO、C2H4等。
(5)Na2O2、Na2O、KO2中的阴、阳离子个数比;
3.突破陷阱三:注意电解质溶液中粒子数目的判断
(1)是否存在弱电解质的电离或盐类的水解。
如1 L 0. 1 mol·L−1的氨水中有0.1NA个:一水合氨为弱电解质,不能全部电离,故氨水中所含的数目小于NA,错误。
如将0.1 mol AlCl3配成1 L溶液,所得溶液含有0.1NA个Al3+:Al3+部分水解导致所配溶液中的Al3+减少,从而使溶液中的Al3+数目小于0.1NA,错误。
(2)已知浓度,是否指明体积,用好公式n=cV。
如25 ℃ 时,pH=12的KOH溶液中所含OH−的数目为0.01NA:因为缺少溶液的体积无法计算OH−的数目,故此说法错误。
(3)在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水,不要忽略溶剂水中的氢、氧原子数目。
如100 g质量分数为46%的乙醇水溶液中,含氢原子数目为6NA:由于陷入思维定式,忽视溶剂水中也含有氢原子而出错。
(4)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4、HCl溶液c(H+)都等于0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的H2SO4溶液,c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
(5)是否注意了胶体的特征。
如“含1 mol Na2CO3的溶液中含有CO的数目小于NA”“1 mol FeCl3完全水解生成Fe(OH)3胶体胶粒的数目小于NA”“1.0 mol·L-1 NaCl溶液中Na+的数目无法计算”“1 L 1.0 mol·L-1蔗糖溶液中含有NA个分子(这个说法是错误的,没有考虑水分子)”。
4.突破陷阱四:注意氧化还原反应中电子转移数目的判断
(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断;如:
①Cl2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;
②Na2O2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;
③NO2和H2O的反应中,NO2既作氧化剂,又作还原剂。
(2)量不同,所表现的化合价不同。
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,所表现的化合价不同。如:
①Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
②Fe和Cl2、Br2反应分别生成FeCl3、FeBr3,而Fe和S、I2反应分别生成FeS、FeI2。
(4)注意氧化还原的顺序。
如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
(5)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
Cu+S
1 mol Cu
1 mol或NA
1 mol S
2 mol或2NA
+I−+(H+)
1 mol I2
mol或NA
NH4NO3→N2
1 mol N2
3.75 mol或3.75NA
+Cl−+(H+)
3 molCl2
5 mol或5NA
NH4NO2→N2
1 mol N2
3 mol或3NA
5.突破陷阱五:注意一些可逆反应、特殊反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响。
(1)反应为可逆反应,反应物不能完全转化,如:
①2SO2+O22SO3,
②N2+3H22NH3。
③Cl2+H2OHCl+HClO。
④NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-。
⑤2NO2N2O4。
⑥H2+I22HI。
⑦CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。
如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2,在一定条件下充分反应,转移的电子数目为0.6NA:该反应为可逆反应,进行程度不确定,无法准确求解转移的电子数目,故错误。
(2)有些物质常温常压下就以聚合分子形式存在。比如2NO2N2O4,2HFHF2。
如标准状况下,5.6 L NO和5.6 L O2混合后的分子总数为0.5NA:两种气体混合后生成NO2,若不考虑NO2部分转化为N2O4,气体的体积为8.4 L,物质的量为0.375 mol,事实上,混合气体中存在可逆反应2NO2N2O4,故无法准确求解分子数目,错误。
(3)有些反应浓度不一样,反应不一样。如铜与硝酸的反应、铜与浓硫酸的反应。
(4)有些反应反应物的用量不一样,反应不一样。如二氧化碳与碱的反应,碳酸钠与盐酸的反应,石灰水与碳酸氢钠的反应等。
(5)浓度降低,反应不再进行。
①在MnO2与浓盐酸的反应中,随着反应的进行,浓盐酸逐渐变为稀盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
如80 mL 12 mol·L−1的浓盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的分子数目为0.24NA:随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,无法准确求解生成的Cl2的分子数目,错误。
②在Cu与浓硫酸的反应中,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应。
(6)常温下,Fe、Al遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
(7)常温下,不能共存的气体间的反应。
①HCl+NH3===NH4Cl。
②2NO+O2===2NO2。
③2H2S+SO2===3S+2H2O。
6.特殊物质与隐含条件陷阱
(1)有机物与官能团计算
①1 mol -OH含9NA电子(—OH中O含8e-,H含1e-)。
②1 mol CH3+含8NA电子(CH3+失去1e-,原CH4含10e-)。
(2)同位素与摩尔质量混淆:18 g H2O与D2O混合物的质子数仍为10NA(H2O和D2O的摩尔质量不同,但总质子数相同)。
(建议用时:10分钟)
1.(2025·山东泰安·二模)NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1molHClO中所含H—Cl键的数目为NA
B.8.8g乙酸乙酯中所含碳原子数为0.4NA
C.1.2gC与0.1molCO2在高温下充分反应生成的CO分子数为0.1NA
D.标准状况下,1L0.1mol·L-1HCl溶液中滴加氨水至pH=7,溶液中的数目为0.1NA
【答案】B
【分析】HClO中连键方式:H-O-Cl,乙酸乙酯的分子式:C4H8O2,8.8g为0.1mol,C+CO22CO,1.2gC为0.1mol,0.1molCO2生成0.2molCO,常温时,pH=7为中性,标准状况下pH=7为酸性,即c(H+)>c(OH-),根据溶液呈电中性,则c(Cl-)> c(), n(Cl-)=0.1mol,的数目小于0.1NA。
【解析】A. HClO中连键方式:H-O-Cl,不存在H—Cl,A错误;B. 乙酸乙酯的分子式:C4H8O2,8.8g为0.1mol,一个分子中含4个碳原子,碳原子数为0.4NA,B正确;C. C+CO22CO,1.2gC为0.1mol,0.1molCO2生成0.2molCO,即0.2NA,C错误;D. 常温时,pH=7为中性,标准状况下pH=7为酸性,即c(H+)>c(OH-),根据溶液呈电中性,则c(Cl-)> c(), n(Cl-)=0.1mol,的数目小于0.1NA,D错误。答案为B。
【点睛】HClO中连键方式:H-O-Cl,不存在H—Cl,容易理解错误。
2.设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法错误的是
A.石墨含键数为
B.常温常压下,中含质子数为
C.和的混合物中含原子数为
D.的溶液中含和的总数为
【答案】D
【解析】A.12g石墨含1mol碳原子,石墨是平面六元环的层状结构,每一个碳原子连着三个共价键,而每个共价键为两个碳原子共用,所以平均每个碳原子有共价键1.5个,则1mol石墨含键数为,故A正确;
B.的物质的量为=0.2mol,含有10个质子,则0.2mol中含质子数为,故B正确;
C.和,其物质的量均为1 mol,故含有的氧原子数均为4NA,故C正确;
D.未说明的溶液体积,无法计算含和的总数,故D错误;
故选
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1mol硝基与所含电子数不相同
B. 标准状况下,11.2LHF含有个HF分子
C. 溶液中数目为
D. 总质量为3g的和HCHO混合物中含有碳原子数目为
【答案】D
【解析】A.硝基的电子数为,1mol硝基含电子数为;的电子数为,1mol含电子数为,二者所含电子数相同,A错误;
B.标准状况下,HF是液态,不能用气体摩尔体积22.4L/mol来计算其物质的量和分子数,B错误;
C.溶液中会发生水解:,所以溶液中数目小于,C错误;
D.的最简式为,HCHO的最简式也为,最简式的摩尔质量为30g/mol,总质量为3g的混合物中含 “” 的物质的量为,1个 “” 中含1个碳原子,所以含有碳原子数目为,D正确;
故选D。
D。
4.设为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A. 所含极性共价键的数目为
B. 晶体中阴、阳离子总数为
C. 与足量反应生成的分子数为
D. 电解熔融制,电路中通过的电子数为
【答案】B
【解析】A.没有标明气体的存在状态,的物质的量不一定为0.5mol,故A错误;
B.硫酸氢钠晶体中存在钠离子和硫酸氢根离子,硫酸氢钠的摩尔质量为120g/mol,所以12g硫酸氢钠晶体的物质的量为0.1mol,阴、阳离子总数为,故B正确;
C.甲烷与足量氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,因此与足量反应生成的分子数小于,故C错误;
D.电解熔融的氯化镁生成金属镁,镁由+2价降低到0价,因此1mol氯化镁完全电解生成金属镁,转移2mol电子,电解熔融制(物质的量为0.1mol),电路中通过的电子数为,故D错误;
故选B。
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.32gO2和O3的混合气体所含原子数为2NA
B.标准状况下,11.2 LH2O含有的分子数为0.5NA
C.含有NA个氧原子的氧气体积为22.4 L
D.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
【答案】A
【解析】A项,O2和O3都是由O原子构成,32 g O2和O3的混合气体所含O原子的物质的量n(O)==2 mol,则含有的O原子的数目N(O)=2NA,B正确;B项,在标准状况下H2O为液态,不能使用气体摩尔体积计算微粒数目,C错误;C项,含有NA个氧原子的氧气的物质的量n(O2)=0.5 mol,由于不清楚气体所处的外界条件,因此不能确定气体的体积,D错误;D项,标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体为0.1 mol,其分子数为0.1NA,D项错误;故选B。
6.设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.0.1mol羟胺(NH2OH)中氧的价层电子对数为0.4NA
B.NaCl和NH4Cl的固体混合物中含1molCl-,则混合物中质子数为28NA
C.0.1molCaH2中含阴离子个数为0.1NA
D.由甘氨酸形成的18.9g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的肽键数目为0.2NA
【答案】C
【解析】A项,在羟胺(NH2OH)中,氧通过共用后,价层电子数为8个电子(4电子对)的稳定状态,则0.1mol NH2OH中氧的价层电子对数为0.4NA,A正确;B项,含1molCl-的NaCl中,质子数为:11mol+17mol=28mol;而含1molCl-的NH4Cl中,质子数为:;则1mol混合物的质子数为28NA,B正确;C项,CaH2的电离为:CaH2= Ca2++2H-,则0.1molCaH2中含阴离子个数为0.2NA,C错误;D项,18.9g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)的物质的量为:0.1mol,三分子甘氨酸通过2次脱水缩合形成三肽,则三肽中只含有两个肽键,故18.9g三肽C6H11N3O4中的肽键数目为0.2NA,D正确;故选C。
7.利用可将废水中的转化为对环境无害的物质。反应原理为:。为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A.分子含σ键的数目为
B.18g冰中存在的氢键数目最多为
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为
D.若生成标准状况下的,则反应转移的电子数为
【答案】B
【解析】A.CO2分子结构为O=C=O,每个双键含1个σ键和1个π键,故1mol CO2含2mol σ键,数目为2NA,A错误;
B.冰中每个水分子形成4个氢键,但每个氢键被2个分子共享,因此1mol H2O中存在2mol氢键,18g冰(1mol)氢键数目为2NA,B正确;
C.反应中6 mol 被还原为N2,为氧化剂,5 mol CH3OH被氧化为CO2,CH3OH为还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5,C错误;
D.生成3 mol N2转移30 mol电子,则生成0.5 mol N2(标准状况下体积为11.2 L)转移5 mol电子,电子数为5NA,D错误;
故答案为B。
8.(25-26高三上·山东枣庄·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为2NA
B.电解精炼铜时,若阴极质量增加64 g,外电路中通过的电子数不一定为2NA
C.1 mol CrO5(Cr的化合价为+6)含过氧键的数目为2NA
D.常温下,1 L pH=7的CH3COONH4溶液中,水电离出的数目为10-7 NA
【答案】BD
【解析】A.铅酸蓄电池的负极反应式为:Pb-2e-+ SO=PbSO4,则负极增重96g时,转移电子数为:×2×NAmol-1=2NA,A正确;
B.电解精炼铜时,阴极反应式为:Cu2++2e-=Cu,则阴极质量增加64 g,外电路中通过的电子数为:×2×NAmol-1=2NA,B错误;
C.由题意可知,CrO5的结构式为:,则1mol CrO5含有的过氧键数目为:1mol×2×NAmol-1=2NA,C正确;
D.醋酸铵是弱酸弱碱盐,醋酸根离子和铵根离子在溶液中均水解促进水的电离,则常温下,1 L pH=7的醋酸铵溶液中水电离出的氢氧根离子数目大于:10-7 mol/L×1L×NAmol-1=10-7NA,D错误;
故选BD。
(建议用时:10分钟)
1.(2025·山东泰安·一模)下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4L HF所含的分子数目为
B.向溶液中通入适量,当有1mol 生成时,共转移的电子数可能为
C.0.1mol Fe与足量盐酸反应,转移个电子
D.0.1mol环氧乙烷()中含有的σ键数目为
【答案】B
【解析】A.HF标准状况下为非气体,无法计算,A错误;
B.亚铁离子还原性大于溴离子,通入氯气,亚铁离子首先被氧化为铁离子、然后溴离子被氧化为溴单质,FeBr2溶液中通入适量Cl2,当有1molBr2生成,则生成溴单质转移2mol电子,若溶液中含有2mol FeBr2,则溴离子部分反应而亚铁离子反应2mol,则会共转移4mol电子,电子数为4NA,B正确;
C.Fe与足量盐酸反应生成亚铁离子,0.1mol Fe与足量盐酸反应,转移个电子,C错误;
D.环氧乙烷中的C—O键、C—C键、C—H键均为σ键,0.1mol环氧乙烷()中含有的0.7molσ键,数目为0.7NA,D错误;
故选B。
2.(2025·山东青岛·二模)定影剂使用原理为,使用时应控制体系,否则易发生副反应。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.溶液中,数目小于
B.正常使用时,每溶解,生成配位键数目为
C.体系过小时,每生成,转移电子数目为
D.发生副反应时,溶液减重,逸出数目为
【答案】D
【解析】A.溶液中会发生水解,导致其浓度降低,因此溶液中,数目小于,A正确;
B.定影剂使用时,AgBr与形成配离子,Ag+的配位键个数为2,的物质的量为=0.5mol,生成配位键数目为,B正确;
C.体系pH过小时,可能发生歧化反应:,反应中S元素从+2价分别变为0价和+4价,每生成(1mol),生成1molS,转移电子数目为,C正确;
D.发生副反应时,溶液减重时,说明生成的S和SO2的总质量为32g,结合S和SO2物质的量相等,则生成SO2物质的量为mol,D错误;
故选D。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.1L0.100 mol·L-1 Na2S溶液中数目为0.100NA
B.25℃时,pH=1的硫酸溶液中,氢离子的数目是0.1NA
C.1L0.1mol·L-1 HA溶液中,的数目可能小于0.1NA
D.0.1molFeCl3固体溶于水,可以水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
【答案】C
【解析】A项,S2-离子是弱酸根离子,会发生水解,因此1L 0.100 mol·L-1Na2S溶液中S2-数目小于0.100NA ,A错误;B项,溶液体积未知,无法求氢离子数目,B错误;C项,若HA为弱酸,水溶液中部分电离,则1L 0.1 mol·L-1 HA溶液中,A-的数目小于0.1NA,C正确;D项,胶体是许多分子或离子的集合体,因此.1mol FeCl3固体溶于水,水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,D错误;故选C。
4.(25-26高三上·山东聊城·阶段练习)锌与金属铝的化学性质相似,它还能溶于氨水中形成配离子,反应的离子方程式为,设表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,中含有的中子数为
B.与过量溶液反应的离子方程式为
C.等物质的量的和含有相同的电子数
D.上述反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】B
【解析】A.每个分子含8个中子(的中子数为15-7=8,H指,无中子),22.4 L该气体在标准状况下为1mol,含中子,A正确;
B.Zn与过量NaOH反应会生成而非,正确的离子方程式应为,B错误;
C.和的单个分子均含10个电子,二者等物质的量时所含电子总数相同,C正确;
D.上述反应中,Zn元素的化合价升高,Zn作还原剂;水中氢元素化合价降低,为氧化剂,故氧化剂和还原剂的物质的量比为1:2(“2 个”相当于提供2个被还原的),D正确;
故选B。
5.(2024·山东泰安一模)和均属于混盐(由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐)。已知向中加入足量稀硫酸时发生反应。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.和足量稀硫酸反应时,每产生时,转移个电子
B.固体中共含有个离子
C.与的水溶液均显碱性
D.向中加入足量稀硫酸会有产生,被氧化与被还原的原子数相等
【答案】A
【解析】A.根据混盐定义判断,Na4S2O3由Na+、、S2-构成,反应中,2个S化合价由-2升高为0,1个S化合价由+4降低为0,生成3molS转移4mol电子,每产生9.6g S时转移电子数=×NAmol-1=0.4NA,故A错误;
B.由Na+、、S2-构成,1mol固体中共含有个离子,故B正确;
C.由Na+、SO、S2-构成,SO、S2-水解使溶液呈碱性;由Ca2+、 Cl-、ClO-构成,ClO-水解使溶液显碱性,故C正确;
D.由Ca2+、 Cl-、ClO-构成,向中加入足量稀硫酸,Cl-、ClO-发生归中反应生成氯气,反应方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2+H2O,被氧化与被还原的原子数相等,故D正确;
故选A。
6.(25-26高三上·山东泰安·期中)向和的混合物中加入某浓度的稀硝酸,固体物质完全反应,在所得溶液中加入的溶液至中性,产生沉淀。下列有关说法错误的是
A.标准状况下产生的NO体积为2.24 L
B.与的物质的量之比为
C.硝酸的物质的量浓度为
D.、与硝酸反应后剩余为
【答案】AD
【分析】Cu和与称硝酸反应,生成硝酸铜,一氧化氮和水,反应方程式为,反应后加入NaOH至中性,生成的与NaOH反应生成沉淀,,已知生成的沉淀质量为49.0 g,其摩尔质量为98 g/mol,所以,因此的物质的量也为0.5 mol。设Cu的物质的量为x mol,的物质的量为y mol。根据反应关系,每1 molCu生成1 mol,每1 mol生成2 mol,因此x+2y=0.5;又因为混合物总质量为35.2 g,Cu的摩尔质量为64 g/mol,的摩尔质量为144 g/mol,所以64x+144y=35.2,联立可得x=0.1,y=0.2。
【解析】A.根据反应方程式,3 molCu生成2 molNO,即0.1 molCu生成 molNO,0.2 mol会生成 molNO,所以,标准状况下,A错误;
B.由分析可知,Cu为0.1 mol,为0.2 mol,比例为1:2,B正确;
C.根据电子守恒可知:,所以,解得。根据氮元素守恒可知,=,则硝酸的物质的量浓度为,C正确;
D.反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硝酸铜反应,剩余的氢氧化钠与硝酸反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒可知反应后的溶液中,所以=1 mol-2×0.5 mol=0 mol,故不会剩余硝酸,D错误;
故答案选AD。
(建议用时:10分钟)
1.金在自然界性质稳定,冶金过程中会产生含有的废水,在碱性条件下可用将其转化。涉及的反应(未配平)为:
反应Ⅰ.;
反应Ⅱ.;下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ中作络合剂,促进的氧化
B. 中含键数目为
C. 反应Ⅱ中每转移10mol电子,生成(标准状况)
D. 反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为1:4
【答案】B
【解析】A.金是不活泼金属,不能与氧气反应,由方程式可知,反应Ⅰ中金能转化为二氰合金离子说明氰化钠是反应的络合剂,能促进金的氧化,故A正确;
B.二氰合金酸钠中二氰合金离子的配位键为σ键,氰酸根离子中碳氮三键中含有1个σ键,则1mol二氰合金酸钠中σ键数目为1mol×4×NAmol-1=4NA,故B错误;
C.由得失电子数目守恒可知,反应Ⅱ为2CN-+5H2O2+2OH-=2CO+N2↑+6H2O,由方程式可知,生成1mol氮气时,反应转移10mol电子,则反应Ⅱ中转移10mol电子时,生成氮气的体积为10mol××22.4L/mol=22.4L,故C正确;
D.由方程式可知,反应Ⅰ中金元素化合价升高被氧化,金是反应的还原剂,氧元素的化合价降低被还原,氧气是还原剂,由得失电子数目守恒可知,氧化剂与还原剂的化学计量数之比为1:4,故D正确;
故选B。
2.(2023·山东卷)一定条件下,乙酸酐醇解反应可进行完全,利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:。
③加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题中信息可知,量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,发生醇解反应,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解,加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液;在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解,用-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸,消耗标准溶液;两次实验消耗标准溶液的差值为,由反应原理可知,该差值产生的原因是因为醇解产物不消耗,则R守恒可知,n(ROH)=n()=,因此,样品中羟基质量分数=, A正确,故选A。
3.(2021·山东卷)X、Y均为短周期金属元素,同温同压下,0.1molX的单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY的单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法错误的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为
D.由一定能确定产物中X、Y的化合价
【答案】D
【分析】设与1mol X反应消耗HCl的物质的量为amol,与1mol Y反应消耗H2SO4的物质的量为bmol,根据转移电子守恒以及H原子守恒可知、。
【解析】A.同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,故A正确;
B. X、Y反应过程中消耗酸的物质的量之比为,因,因此,故B正确;
C.产物中X、Y化合价之比为,由B项可知,故C正确;
D.因短周期金属单质与盐酸或稀硫酸反应时,生成的盐中金属元素化合价有+1、+2、+3三种情况,因此存在a=1,2,3,b=0.5,1的多种情况,由可知,当a=1,b=0.5时,=1,当a=2,b=1时,=1,两种情况下X、Y的化合价不同,因此根据可能无法确定X、Y的化合价,故D错误;
综上所述,错误的D项,故答案为D。
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重难02 以物质的量为中心的计算
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一、以物质的量为核心的各个化学计量之间的关系
①n====CV,
二、NA问题分析思维模型
三、突破陷阱
1.突破陷阱一:注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
(1)一看“气体”是否处在“标准状况”(0℃,101KPa)。
(2)二看“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、汽油、甲醇、HF、NO2、N2O4等在标准状况下均不为气体]。
(3)若给出非标准状况下气体的物质的量或质量,则会干扰考生正确判断,让考生误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
2.突破陷阱二:注意物质的组成和结构——计算微粒数及化学键
(1)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(单原子分子)、O3、D2O、18O2、H37Cl、—OH、OH-等;
(2)物质中所含化学键的数目,如巧用成键电子数突破共用电子对数的判断;
①1 mol白磷(P4)中含磷磷单键的数目为6NA,1 mol硅中含硅硅单键的数目为2NA,1 mol金刚石中含碳碳单键的数目为2NA,1 mol SiO2中含硅氧单键的数目为4NA,1 mol石墨中含碳碳单键的数目为1.5NA;
②1 mol CnH2n+2中含共价键数为(3n+1)NA[其中(2n+2)NA个极性键,(n-1)NA个非极性键],1 mol CnH2n中含共价键数为3nNA,1 mol CnH2n+2O中含共价键数为(3n+2)NA;
③苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键,不含有碳碳双键,含有6个C—H;
④1 mol Na2O2、CaC2中含O、C分别是1 mol;分别含有1 mol非极性共价键;
(3)最简式相同的物质中的微粒数目,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)、O2和O3等;
(4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目,如N2、CO、C2H4等。
(5)Na2O2、Na2O、KO2中的阴、阳离子个数比;
3.突破陷阱三:注意电解质溶液中粒子数目的判断
(1)是否存在弱电解质的电离或盐类的水解。
如1 L 0. 1 mol·L−1的氨水中有0.1NA个:一水合氨为弱电解质,不能全部电离,故氨水中所含的数目小于NA,错误。
如将0.1 mol AlCl3配成1 L溶液,所得溶液含有0.1NA个Al3+:Al3+部分水解导致所配溶液中的Al3+减少,从而使溶液中的Al3+数目小于0.1NA,错误。
(2)已知浓度,是否指明体积,用好公式n=cV。
如25 ℃ 时,pH=12的KOH溶液中所含OH−的数目为0.01NA:因为缺少溶液的体积无法计算OH−的数目,故此说法错误。
(3)在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水,不要忽略溶剂水中的氢、氧原子数目。
如100 g质量分数为46%的乙醇水溶液中,含氢原子数目为6NA:由于陷入思维定式,忽视溶剂水中也含有氢原子而出错。
(4)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4、HCl溶液c(H+)都等于0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的H2SO4溶液,c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
(5)是否注意了胶体的特征。
如“含1 mol Na2CO3的溶液中含有CO的数目小于NA”“1 mol FeCl3完全水解生成Fe(OH)3胶体胶粒的数目小于NA”“1.0 mol·L-1 NaCl溶液中Na+的数目无法计算”“1 L 1.0 mol·L-1蔗糖溶液中含有NA个分子(这个说法是错误的,没有考虑水分子)”。
4.突破陷阱四:注意氧化还原反应中电子转移数目的判断
(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断;如:
①Cl2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;
②Na2O2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;
③NO2和H2O的反应中,NO2既作氧化剂,又作还原剂。
(2)量不同,所表现的化合价不同。
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,所表现的化合价不同。如:
①Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
②Fe和Cl2、Br2反应分别生成FeCl3、FeBr3,而Fe和S、I2反应分别生成FeS、FeI2。
(4)注意氧化还原的顺序。
如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
(5)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
Cu+S
1 mol Cu
1 mol或NA
1 mol S
2 mol或2NA
+I−+(H+)
1 mol I2
mol或NA
NH4NO3→N2
1 mol N2
3.75 mol或3.75NA
+Cl−+(H+)
3 molCl2
5 mol或5NA
NH4NO2→N2
1 mol N2
3 mol或3NA
5.突破陷阱五:注意一些可逆反应、特殊反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响。
(1)反应为可逆反应,反应物不能完全转化,如:
①2SO2+O22SO3,
②N2+3H22NH3。
③Cl2+H2OHCl+HClO。
④NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-。
⑤2NO2N2O4。
⑥H2+I22HI。
⑦CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。
如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2,在一定条件下充分反应,转移的电子数目为0.6NA:该反应为可逆反应,进行程度不确定,无法准确求解转移的电子数目,故错误。
(2)有些物质常温常压下就以聚合分子形式存在。比如2NO2N2O4,2HFHF2。
如标准状况下,5.6 L NO和5.6 L O2混合后的分子总数为0.5NA:两种气体混合后生成NO2,若不考虑NO2部分转化为N2O4,气体的体积为8.4 L,物质的量为0.375 mol,事实上,混合气体中存在可逆反应2NO2N2O4,故无法准确求解分子数目,错误。
(3)有些反应浓度不一样,反应不一样。如铜与硝酸的反应、铜与浓硫酸的反应。
(4)有些反应反应物的用量不一样,反应不一样。如二氧化碳与碱的反应,碳酸钠与盐酸的反应,石灰水与碳酸氢钠的反应等。
(5)浓度降低,反应不再进行。
①在MnO2与浓盐酸的反应中,随着反应的进行,浓盐酸逐渐变为稀盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
如80 mL 12 mol·L−1的浓盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的分子数目为0.24NA:随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,无法准确求解生成的Cl2的分子数目,错误。
②在Cu与浓硫酸的反应中,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应。
(6)常温下,Fe、Al遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
(7)常温下,不能共存的气体间的反应。
①HCl+NH3===NH4Cl。
②2NO+O2===2NO2。
③2H2S+SO2===3S+2H2O。
6.特殊物质与隐含条件陷阱
(1)有机物与官能团计算
①1 mol -OH含9NA电子(—OH中O含8e-,H含1e-)。
②1 mol CH3+含8NA电子(CH3+失去1e-,原CH4含10e-)。
(2)同位素与摩尔质量混淆:18 g H2O与D2O混合物的质子数仍为10NA(H2O和D2O的摩尔质量不同,但总质子数相同)。
(建议用时:10分钟)
1.(2025·山东泰安·二模)NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1molHClO中所含H—Cl键的数目为NA
B.8.8g乙酸乙酯中所含碳原子数为0.4NA
C.1.2gC与0.1molCO2在高温下充分反应生成的CO分子数为0.1NA
D.标准状况下,1L0.1mol·L-1HCl溶液中滴加氨水至pH=7,溶液中的数目为0.1NA
2.设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法错误的是
A.石墨含键数为
B.常温常压下,中含质子数为
C.和的混合物中含原子数为
D.的溶液中含和的总数为
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1mol硝基与所含电子数不相同
B. 标准状况下,11.2LHF含有个HF分子
C. 溶液中数目为
D. 总质量为3g的和HCHO混合物中含有碳原子数目为
4.设为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A. 所含极性共价键的数目为
B. 晶体中阴、阳离子总数为
C. 与足量反应生成的分子数为
D. 电解熔融制,电路中通过的电子数为
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.32gO2和O3的混合气体所含原子数为2NA
B.标准状况下,11.2 LH2O含有的分子数为0.5NA
C.含有NA个氧原子的氧气体积为22.4 L
D.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
6.设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.0.1mol羟胺(NH2OH)中氧的价层电子对数为0.4NA
B.NaCl和NH4Cl的固体混合物中含1molCl-,则混合物中质子数为28NA
C.0.1molCaH2中含阴离子个数为0.1NA
D.由甘氨酸形成的18.9g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的肽键数目为0.2NA
7.利用可将废水中的转化为对环境无害的物质。反应原理为:。为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A.分子含σ键的数目为
B.18g冰中存在的氢键数目最多为
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为
D.若生成标准状况下的,则反应转移的电子数为
8.(25-26高三上·山东枣庄·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为2NA
B.电解精炼铜时,若阴极质量增加64 g,外电路中通过的电子数不一定为2NA
C.1 mol CrO5(Cr的化合价为+6)含过氧键的数目为2NA
D.常温下,1 L pH=7的CH3COONH4溶液中,水电离出的数目为10-7 NA
(建议用时:10分钟)
1.(2025·山东泰安·一模)下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4L HF所含的分子数目为
B.向溶液中通入适量,当有1mol 生成时,共转移的电子数可能为
C.0.1mol Fe与足量盐酸反应,转移个电子
D.0.1mol环氧乙烷()中含有的σ键数目为
2.(2025·山东青岛·二模)定影剂使用原理为,使用时应控制体系,否则易发生副反应。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.溶液中,数目小于
B.正常使用时,每溶解,生成配位键数目为
C.体系过小时,每生成,转移电子数目为
D.发生副反应时,溶液减重,逸出数目为
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.1L0.100 mol·L-1 Na2S溶液中数目为0.100NA
B.25℃时,pH=1的硫酸溶液中,氢离子的数目是0.1NA
C.1L0.1mol·L-1 HA溶液中,的数目可能小于0.1NA
D.0.1molFeCl3固体溶于水,可以水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
4.(25-26高三上·山东聊城·阶段练习)锌与金属铝的化学性质相似,它还能溶于氨水中形成配离子,反应的离子方程式为,设表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,中含有的中子数为
B.与过量溶液反应的离子方程式为
C.等物质的量的和含有相同的电子数
D.上述反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
5.(2024·山东泰安一模)和均属于混盐(由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐)。已知向中加入足量稀硫酸时发生反应。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.和足量稀硫酸反应时,每产生时,转移个电子
B.固体中共含有个离子
C.与的水溶液均显碱性
D.向中加入足量稀硫酸会有产生,被氧化与被还原的原子数相等
6.(25-26高三上·山东泰安·期中)向和的混合物中加入某浓度的稀硝酸,固体物质完全反应,在所得溶液中加入的溶液至中性,产生沉淀。下列有关说法错误的是
A.标准状况下产生的NO体积为2.24 L
B.与的物质的量之比为
C.硝酸的物质的量浓度为
D.、与硝酸反应后剩余为
(建议用时:10分钟)
1.金在自然界性质稳定,冶金过程中会产生含有的废水,在碱性条件下可用将其转化。涉及的反应(未配平)为:
反应Ⅰ.;
反应Ⅱ.;下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ中作络合剂,促进的氧化
B. 中含键数目为
C. 反应Ⅱ中每转移10mol电子,生成(标准状况)
D. 反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为1:4
2.(2023·山东卷)一定条件下,乙酸酐醇解反应可进行完全,利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:。
③加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是
A. B.
C. D.
3.(2021·山东卷)X、Y均为短周期金属元素,同温同压下,0.1molX的单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY的单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法错误的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为
D.由一定能确定产物中X、Y的化合价
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