高考化学备考全方案12题揭秘专题02阿伏伽德罗常数题型揭秘.docx
《高考化学备考全方案12题揭秘专题02阿伏伽德罗常数题型揭秘.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学备考全方案12题揭秘专题02阿伏伽德罗常数题型揭秘.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考化学备考全方案12题揭秘专题02阿伏伽德罗常数题型揭秘
专题02阿伏加德罗常数
本题型在五年高考中考查9次(共13份试卷),试题综合性较强。
高考中对阿伏加德罗常数的考查往往以选择题的形式,渗透于高中各个知识点中进行考查,试题的知识覆盖面较大,主要考查Vm的应用、物质微粒的构成、化学键数目、混合物中(含溶液)原子含量、反应中的微粒变化和能量变化等。
该类试题的特点就是“容易忽视”,即容易落入命题者设置的“陷阱”中,因此明确命题者的考查方向和设错方式有利于我们快速、准确地作出选择,同时注意微粒种类、物质的变化,注意可逆反应,切记常见物质的状态。
2018年全国Ⅲ卷中没有出现阿伏伽德罗常数但是涉及考查的内容相近,范围可能更广,在复习备考中应该引起重视。
年份
题号
分值
考查的主要内容及知识点
能力要求
知识要求
难度
要求
接受、吸收、整合化学信息的能力
分析问题和解决化学问题的能力
化学实验与探究能力
了解
理解
掌握
综合
应用
2013(Ⅱ)
9
6
概理\NA(原子数、石墨结构、离子数、所含电子数)]
√
√
中
2015(Ⅰ)
8
6
NA[涉及同位素D和H、H2SO3电离、Na2O2+H2O、NO+O2及N2O4]
√
√
易
2015(Ⅱ)
9
6
阿伏伽德罗常数(化学键、物料守恒、电子转移数目、中子数)
√
√
易
2016(Ⅰ)
8
6
NA[设计烯烃、可逆反应、铁与硝酸、气体摩尔体积]
√
√
易
2017(Ⅱ)
8
6
阿伏伽德罗常数[阿伏伽德罗常数的应用]
√
√
中难
2017(Ⅲ)
10
6
阿伏伽德罗常数[中子数的计算、pH与NA的关系、标况下22.4的对象、可逆反应]
√
√
易
2018(Ⅰ)
10
6
NA的相关计算
√
√
中难
2018(Ⅱ)
11
6
NA的相关计算
√
√
中难
2018(Ⅲ)
8
6
质子数,中子数,化学键,原子个数的计算
√
√
中
1.【2018新课标1卷】NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
【答案】B
【解析】A、16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol=0.1mol,由于氢氧化铁胶体是分子的集合
2.【2018新课标2卷】NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A.常温常压下,124gP4中所含P—P键数目为4NA
B.100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D.密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
【答案】C
【解析】A.常温常压下,124gP4的物质的量是1mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6NA,A错误;B.铁离子在溶液中水解,所以100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;C.甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2NA,C正确;D.反应2SO2+O2
2SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数大于2NA,D错误。
答案选C。
3.【2018新课标3卷】下列叙述正确的是
A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同
C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1
D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同
【答案】B
【解析】A.1个Mg原子中有12个质子,1个Al原子中有13个质子。
24g镁和27g铝各自的物质的量都
4.【2017年高考新课标Ⅱ卷】阿伏加德罗常数的值为。
下列说法正确的是
A.1L0.1mol·NH4Cl溶液中,
的数量为0.1
B.2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1
C.标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2
D.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2
【答案】D
【解析】A、
是弱碱根离子,发生水解:
+H2O
NH3·H2O+H+,因此
数量小于0.1NA,故A错误;B、2.4gMg为0.1mol,与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.4×2÷24mol=0.2mol,因此转移电子数为为0.2NA,故B错误;C、N2和O2都是分子组成,标准状况下,2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,故C错误;D、H2+I2
2HI,反应前后系数之和相等,即反应后分子总物质的量仍为0.2mol,分子数为0.2NA,故D正确。
【名师点睛】本题考查阿伏加德罗常数的应用,是高考的一个热点,主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查,本题相对比较容易,只要认真、细心就能做对,平时多注意这方面的积累。
5.【2017年高考新课标Ⅲ卷】NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A.0.1mol的中,含有0.6NA个中子
B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个
C.2.24L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
D.密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P-Cl键
【答案】A
【解析】A.B的原子序数为5,即质子数为5,在质量数为11的B原子中含有6个中子,0.1mol11B含有
【名师点睛】考查与阿伏加德罗常数有关计算时,要正确运用物质的量的有关计算,同时要注意气体摩尔体积的使用条件;另外还要谨防题中陷阱,如讨论溶液里的离子微粒的数目时,要考虑:
①溶液的体积,②离子是否水解,③对应的电解质是否完全电离;涉及化学反应时要考虑是否是可逆反应,如选项D涉及可逆反应,反应的限度达不到100%;其它如微粒的结构、反应原理等,总之要认真审题,切忌凭感觉答题。
6.【2016年高考新课标Ⅰ卷】设NA为阿伏加德罗常数值。
下列有关叙述正确的是()
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
【答案】A
【解析】A.乙烯和丙烯的最简式都是是CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中含有的最简式的物质的量是
7.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是()
A.18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA
B.2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA
【答案】C
【解析】A、核素D和H的质量数不同,质子数相同。
则18gD2O和18gH2O的物质的量不同,所以含有的质子数不同,错误;B、亚硫酸为弱酸,水溶液中不完全电离,所以溶液中氢离子数目小于2NA,错误;C、过氧化钠与水反应生成氧气,则氧气的来源于-1价的O元素,所以生成0.1mol氧气时转移电子0.2NA,正确;D、NO与氧气反应生成二氧化氮,但常温下,二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡,所以产物的分子数小于2NA,错误,答案选C。
8.【2015新课标Ⅱ卷理综化学】NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是()
A.60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B.1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO3-和CO32-离子数之和为0.1NA
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。
23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D.235g核互U发生裂变反应:
U+n
Sr+U+10n,净产生的中子(n)数为10NA
【答案】C
【解析】A.60g丙醇的物质的量是
1mol,丙醇的结构简式为CH3CH2CH2OH,所以分子中存
9.【2013年高考全国新课标Ⅱ卷第9题】NA为阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.1.0L1.0mo1·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
B.12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA
C.25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
D.1mol的羟基与1moL的氢氧根离子所含电子数均为9NA
【答案】B
【解析】NaAlO2水溶液中不仅有NaAlO2,还有H2O,1.0L1.0mo1·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数大于2NA,A错误;根据石墨的分子结构可知,每个六元环真正含2个碳原子,12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA,B正确;25℃时,没有溶液的体积,不能确定pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目,C错误;1mol的羟基所含电子数为9NA,1moL的氢氧根离子所含电子数为10NA,D错误。
10.【2016年高考海南卷】利用太阳能分解制氢,若光解0.02mol水,下列说法正确的是()
A.可生成H2的质量为0.02g
B.可生成氢的原子数为2.408×1023个
C.可生成H2的体积为0.224L(标准情况)
D.生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量
【答案】D
【解析】根据方程式2H2O=2H2↑+O2↑,光解0.02mol水,可产生0.02molH2和0.01molO2。
则可得:
A.可生成H2的质量为0.04g,错误;B.可生成氢的原子数为2.408×1022个,错误;C.可生成标准状况下H2的体积为0.448L,错误;D.0.04molNa与水反应产生0.02molH2。
故选D。
一、物质中所含微粒数目的计算
1、量的换算第一步,选用公式看条件
解此类题目时,要以“物质的量”为中心,如果题目给出质量、体积和物质的量浓度,首先要正确选用公式,将这些量转化为物质的量。
注意:
(1)涉及气体一定需要注意“标准状况”和“气体”这两个基本条件,气体情况不适用22.4L/mol。
(2)涉及溶液,一定要明确溶液体积,否则不能计算出物质的量。
2、宏观与微观过渡很关键,所求微粒要明确
求出物质的量后,再根据物质的组成、微粒的结构等判断微观粒子的数目。
在解题过程中需要以下几种关系:
(1)直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子)数目间的关系,如分子和分子中的其他微粒。
(2)强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系,主要涉及是否完全电离和水解的情况。
(3)物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关。
(4)物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。
3、混合组成找共性,最简式法较常用
如果研究对象是混合气体,要注意分子的组成。
通常有以下两种情况:
(1)分子含有相同的原子个数,如CO2、SO2、NO2等每个分子中均含有2个氧原子。
这种情况下一般给出的条件是相同物质的量、相同分子数或通过数值能够换算为相同物质的量。
(2)具有相同最简式,如C2H4和C3Hs,NO2和N2O4等。
这种情况下一般给出的条件是质量,此时可以用最简式法判断。
4、相似之处找不同,微观分析看本质
(1)“基”与“根”。
根、基两者外观相似但实质不同,不能想当然认为相同。
(2)胶体的微粒。
胶粒数不等于离子数,不能想当然认为相同。
胶体微粒是多个分子的聚合体。
(3))同位素原子。
注意相同和不同,不能想当然认为相同。
同位素原子虽然质子数、电子数分别相同,但由于中子数不同,导致质量数、相对原子质量不同,所以在判断时要注意。
(4)分子中的化
D.将足量的Cu与50mL18mo/L的浓硫酸充分反应,转移的电子数为0.9NA
【答案】C
【典例2】【2018届吉林市实验中学第十次模拟】设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列有关叙述正确的是()
A.用浓盐酸分别和MnO2、KClO3反应制备1mol氯气,转移的电子数均为2NA
B.1molH2O最多可形成4NA个氢键
C.常温下,1LpH=2的H2SO4溶液中,硫酸和水电离的H+总数为0.01NA
D.常温常压下,NO2与N2O4的混合气体46g,原子总数为NA
【答案】C
【解析】用浓盐酸和MnO2反应制备1mol氯气转移电子2mol,用浓盐酸和KClO3反应制备1mol氯气转移
点睛:
根据图示
,每个水与周围4个水分子形成氢键,每个氢键被2个水分子共用,所以1个水分子相当于完全占用2个氢键,1mol水形成的氢键数是2NA个。
二、氧化还原反应中的电子数目的计算
主要是判断指定物质参加氧化还原反应时电子转移的数目。
'解此类问题的方法主要可以分为以下三步:
第一步,确定所求物质在氧化还原反应中所起的作用;第二步,确定化合价变化情况;第三步,根据参加反应物质的物质的量求出电子的转移数目。
解题时注意以下两个方面:
一是注意变价金属与氧化剂反应时被氧化的价态,如铁和氯气、硫反应,铜和氯气、硫反应等;二是注意同一物质在不同反应中的作用可能不同,如氯气和钠反应时,只作氧化剂,1mol氯气得到2mol电子,而氯气和氢氧化钠溶液反应时,既作氧化剂又作还原剂,1mol氯气得到1mol电子。
类似的还有过氧化钠和过氧化氢。
【典例3】【2019届湖南永州二模】设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.11gDO所含的电子数为5NA
B.常温下,5.6g铁与浓硝酸反应转移的电子数为0.3NA
C.甲烷燃料电池正极消耗标况下11.2LO2时,电路中通过的电子数为2NA
D.3H2(g)+N2(g)
2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,当放出热量为92kJ时,转移电子数为6NA
【答案】B
【解析】A.DO的摩尔质量为22g/mol,故11gDO的物质的量为0.5mol,而DO中含10个电子,故0.5molDO所含的电子数为5NA,故A正确;B.常温下,铁与浓硝酸发生钝化,反应停止,所以5.6g铁与足量浓硝酸反应转移的电子数不是0.3NA,故B错误;C.标况下11.2LO2的物质的量为0.5mol,电池工作时,1molO2得4mol电子,则电路中通过的电子数为0.5×4NA=2NA,故C正确;D.放出92kJ的热量,说明有1molN2反应,转移电子数为6NA,故D正确。
答案选B。
【典例4】【衡水中学2018届二模】设NA为阿伏伽德罗常数值。
下列有关叙述不正确的是
A.1molCnH2n-2(n≥2)中所含的共用电子对数为(3n+l)NA
B.在K37ClO3+6H35Cl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O反应中,若有212克氯气生成,则反应中电子转移的数目为5NA
C.60克的乙酸和葡萄糖混合物充分燃烧消耗2NA个O2
D.5.8g熟石膏(2CaSO4·H2O)含有的结晶水分子数为0.02NA
【答案】A
【解析】A.1分子CnH2n-2(n≥2)所含有的共用电子对数(是2n-2+4n)/2=3n-1,因此1molCnH2n-2(n≥2)中
三、阿伏伽德罗定律及应用
在同温同压下,相同体积的任何气体其分子数相同。
注意分子数相同,但微粒数不一定相同,因此组成分子的原子数、电子数、中子数、质子数等往往也不同。
1、阿伏加德罗定律:
在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。
同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。
即:
T1=T2;P1=P2;V1=V2 n1=n2
2、阿伏加德罗定律的推论:
原理:
同T、P下,
=
=
①
n=
=
=
②
气体状态方程PV=nRT③
(1)三正比:
同温同压下,气体的体积比等于它们的物质的量之比
=
同温同体积下,气体的压强比等于它们的物质的量之比
=
同温同压下,气体的密度比等于它们的相对分子质量之比
=
(2)二反比:
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反比
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量的反比
=
。
(3)一连比:
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比,也等于它们的密度之比。
=
=
(注:
以上用到的符号:
ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为温度;上述定律及其推论仅适用于气体,不适用于固体或液体。
)
【典例5】【2019届广西名校12月调研】下列叙述正确的是
A.同等质量的乙炔(C2H2)和苯中,原子数比为1︰3
B.16gO2与16gO3中,含有相同的质子数
C.1mol重水(D2O)与1mol水(H2O)中,中子数相同
D.1mol二氧化碳和1mol甲烷中,共用电子对数目之比为1︰2
【答案】B
【解析】A.乙炔和苯的最简式相同都为CH,所以同等质量的乙炔和苯中C、H原子数目相等,所以同等质量的乙炔(C2H2)和苯中原子数比为1︰1,A项错误;B.16gO2与16gO3中,所含的氧原子数相同,因此有相同的质子数,B项正确;C.1mol重水中氘原子含1个中子,而水中H原子不含中子,重水与水中氧原子的中子数相同,所以物质的量相同的重水和水中中子数不同,故C项错误;D.1个二氧化碳分子中含有4对共用电子对,1个甲烷分子中含有4对共用电子对,所以1mol二氧化碳和1mol甲烷中,共用电子对数目之比为1︰1,故D项错误。
答案选B。
【典例6】如图所示,两个连通容器用活塞分开,左右两室(体积相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使两容器内气体密度相同。
打开活塞,使NO与O2充分反应.下列判断正确的是(不考虑NO2转化为N2O4)
A.开始时左右两室分子数相同
B.反应前后NO室压强相同
C.最终容器内密度与原来相同
D.最终容器内无O2存在
【答案】C
【解析】A、两边容器的体积相同,密度相同,则气体的质量相同,因为二者的摩尔质量不同,所以气体的
四、化学方程式中相关计算
化学方程式中相关的计算包括弱电解质的电离、盐类的水解、可逆反应、原电池和电解池的反应等。
1、电解质溶液
(1)是强酸、强碱在水溶液中的微粒数亩的计箅。
强酸、强碱完全电离,故根据对应计算公式即可计算出相应的微粒数目。
但要注意求微粒数目时,是否还要考虑水以及水电离出的阴、阳离子。
(2)弱酸、弱碱在水溶液中的微粒数目的计算。
弱酸、弱碱在水溶液中是部分电离的。
(3)强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐在水溶液中的微粒数目的计算。
因弱碱阳离子、弱酸根阴离子在水溶液中均会发生水解,作为弱酸的酸式酸根阴离子如HCO3-、HSO3-、HS-,既要考虑电离又要考虑水解。
对于氨水中微粒数目的计算,既要考虑三分子(NH3、NH3•H2O、H2O),又要考虑三离子(NH4+、H+、OH-)的存在,甚至还要用好原子守恒、电荷守恒等关系式,才能作出正确的判断。
2、可逆反应
涉及可逆反应,无论如何反应,反应物都不可能全部转化为生成物,故不能根据反应物的已知量直接进行计算。
3、原电池(或电解池)反应
可根据原电池(或电解池)的相关知识,书写出对应的电极反应式或总反应式,将相关的已知量和未知量与电极反应式进行联系,即可进行计算。
如氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,计算电路中通过的电子数目;电解食盐水若产生2g氢气,计算转移的电子数目等。
4、其他特殊反应
(1)NO2具有特殊性,常温下会自发转化为N2O4,故无论是题干给出的NO2,还是NO与O2反位生成的NO2,或是Cu与浓硝酸反应产生的NO2,都会有该可逆反应的发生:
2NO2⇋N2O4。
因此,在计算相关物理量时,一定要考虑此反应的存在。
(2)浓硫酸和浓硝酸:
Cu与浓硫酸的加热反应,随着反应的进行,浓硫酸会变成稀硫酸,即使Cu过量,剩余的C'u也不会继续与稀硫酸反应。
而Cu与浓硝酸的反应,一旦浓硝酸变成稀硝酸,剩余的Cu还会继续与稀硝酸反应。
Fe与浓硫酸的加热反应,开始时生成SO2。
浓硫酸变成稀硫酸后,若Fe过量,还会继续与稀硫酸反应生成H2。
而常温条件下,Fe、Al遇浓硝酸或浓硫酸,因产生钝化作用不会生成NO2或SO2。
(3)浓盐酸:
浓盐酸与二氧化锰的加热反应,刚开始时生成氯气。
随着反应的进行,浓盐酸变成稀盐酸,即使二氧化锰过量,也不会继续与稀盐酸反应。
故无论是计算氯气的体积,还是计算电子转移的数目,都不能用题干给出的盐酸的量直接进行计算。
【典例7】【2019届广东七校第二次联考】用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.电解精炼铜,当外电路通过NA个电子时,阳极质量减小32g
B.反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1,当放出9.2kJ热量时,反应的N2为2.24L
C.常温常压下27克Al与33.6L氯气完全反应,电子转移数小于3NA
D.1mol·L-1氯化铜溶液中,若Cl-的数目为2NA,则Cu2+的数目为NA
【答案】D
【解析】A.电解精炼铜时,阳极上放电的除了铜,还有比铜活泼的金属杂质,故当转移NA个电子时,阳极减少的质量小于32g,故A错误;B.反应3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1,转移6mol电子,放出热量9.2kJ时,转移电子0.6NA,反应的N2标况下为2.24L,故B错误;C.常温常压下与33.6L氯气的物质的量小于1.5mol,所以与27克Al不能完全反应,故C错误;D.氯正确化铜的化学式为CuCl2,n(Cu2+):
n(Cl-)=2:
1,所以在1mol·L-1氯化铜溶液中,若Cl-的数目为2NA,则Cu2+的数目为NA,故D正确;答案:
D。
【典例8】将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放人100mL4.40mol·L-1盐酸中,充分反应后产生896mLH2(标准状况),残留固体1.28g。
过滤,滤液中无Cu2+。
将滤液加水稀释到200mL,测得其中c(H+)为0.400mol·L-1。
则原混合物中单质铁的质量是
A.2.24gB.3.36gC.5.60gD.10.08g
【答案】C
【解析】完全反应后滤液中没有Cu2+,说明溶液中也没有Fe3+,则溶液中阳离子有Fe2+和H+,溶质为FeCl2
已知质量
①相对分子质量相同的混合物
②最简式相同的混合物
③带核素的物质相对分子质量
已知体积
①是否在标准状况下
②是否是气体
已知物质的量浓度
是否有溶液的体积
物质的量
①对象是否准确: