新课程高考化学高中化学重难点复习教案物质的量气体摩尔体积之阿伏加德罗常数的综合应用.docx

新课程高考化学高中化学重难点复习教案物质的量气体摩尔体积之阿伏加德罗常数的综合应用.docx

《新课程高考化学高中化学重难点复习教案物质的量气体摩尔体积之阿伏加德罗常数的综合应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课程高考化学高中化学重难点复习教案物质的量气体摩尔体积之阿伏加德罗常数的综合应用.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

新课程高考化学高中化学重难点复习教案物质的量气体摩尔体积之阿伏加德罗常数的综合应用

物质的量气体摩尔体积之阿伏加德罗常数的综合应用

识破“阿伏加德罗常数”常见陷阱

1．气体摩尔体积的适用条件：

考查气体时经常给定非标准状况下，如25℃、1.01×105Pa气体体积，让考生用22.4L·mol－1进行换算，误入陷阱。

2．物质的聚集状态：

22.4L·mol－1适用对象是气体（包括混合气体）。

命题者常用在标准状况下呈非气态的物质来迷惑考生，如H2O、CCl4、SO3、苯、己烷、CS2、乙醇、单质硫、石墨等。

3．物质的组成、结构：

气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如He、Ne等）、三原子分子（如O3）等。

NO2和N2O4，的最简式相同，根据质量计算它们的混合物中元素的原子个数时，可将最简式看作是混合物的分子式来计算。

Na2O2由Na＋和O构成，而不是Na＋和O2－，苯中不含碳碳单键和碳碳双键等。

4．物质中的化学键数目：

如白磷（31g白磷含1.5molP—P键）、金刚石（12g金刚石含2molC—C键）、晶体硅及晶体SiO2（60g二氧化硅晶体含4molSi—O键）等。

5．混淆某些氧化还原反应中电子转移的数目：

命题者常用一些反应中转移电子的数目来迷惑考生，如Na2O2与H2O、CO2的反应（1molNa2O2反应转移1mol电子）；Cl2与H2O、NaOH的反应（1molCl2反应转移1mol电子）；Cu与硫的反应（1molCu反应转移1mol电子或1molS反应转移2mol电子）等。

6．特殊物质的摩尔质量及微粒数目：

如D2O、18O2、H37Cl等。

7．电解质溶液中因微粒的电离或水解造成微粒数目的变化：

如强电解质HCl、HNO3等完全电离，不存在电解质分子；弱电解质CH3COOH、HClO等部分电离，而使溶液中CH3COOH、HClO浓度减小；Fe3＋、Al3＋、CO、CH3OO－等因发生水解使该种粒子数目减少；Fe3＋、Al3＋、CO等因发生水解而使溶液中阳离子或阴离子总数增多等。

8．胶体粒子的组成：

如1molFe3＋形成Fe（OH）3胶体时，由于Fe（OH）3胶粒是小分子聚集体，胶粒数目小于NA。

9．忽视可逆反应不能进行到底：

如2NO2N2O4、2SO2＋O22SO3、合成氨反应等。

10．不仔细审题：

如只给出物质的量浓度即要求计算微粒数目，考生往往按1L溶液进行计算，从而落入圈套。

1．（2019·新题预选）每年10月23日上午6︰02到晚上6︰02被定为“摩尔日”（MoleDay），这个时间的美式写法为6︰0210/23，外观与阿伏加德罗常数6.02×1023相似。

NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　D　）

A．标准状况下22.4LNO与11.2LO2充分反应，产物的分子数为NA

B．0.1mol·L－1的Na2SO4溶液中，SO数目是0.1NA

C．标准状况下22.4L氯气与足量铁粉充分反应，转移的电子数为3NA

D．0.1molCH4的核外电子数为NA

[解析]　标准状况下22.4LNO与11.2LO2充分反应生成1molNO2，但存在平衡2NO2N2O4，故产物的分子数小于NA，A错误；B中没有给定溶液的体积，无法计算SO数目，B错误；标准状况下，22.4L氯气与足量铁粉充分反应，转移的电子数为2NA，C错误；0.1molCH4的核外电子数为0.1mol×10×NAmol－1＝NA，D正确。

2．（2019·贵州遵义湄江中学高三）现有mg某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为Mg·mol－1。

若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：

（1）该气体在标准状况下的体积为_____L。

（2）该气体溶于1L水中（不考虑反应），形成的溶液中溶质质量分数为__%___。

（3）该气体溶于水形成VL溶液，其溶液的物质的量浓度为_____mol·L－1。

[解析]　

（1）mg该气体在标准状况下的体积为V＝n×22.4L·mol－1＝22.4L·mol－1×mol＝L。

（2）该气体溶于1L水中（不考虑反应），1L水的质量约为1000g，则该溶液中溶质质量分数w＝×100%＝%。

（3）该气体溶于水后形成VL溶液，其溶液中溶质的物质的量浓度为c＝＝mol·L－1＝mol·L－1。

1．（2018·课标Ⅰ，10）NA是阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是（　B　）

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

[解析]　B对：

氩气是单原子分子，标准状况下，22.4L氩气的物质的量为1mol，含有的质子数为18NA。

A错：

16.25gFeCl3的物质的量是0.1mol，Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体粒子是若干个Fe（OH）3分子的集合体，故胶体粒子数目远小于0.1NA。

C错：

92.0g甘油的物质的量为1mol，每个甘油分子含有3个羟基，所以1mol甘油含有的羟基数为3.0NA。

D错：

CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还有CH2Cl2、CHCl3和CCl4，生成的CH3Cl分子数小于1.0NA。

[点拨]　胶体粒子的组成分类

胶体粒子的组成有两类：

一类如Fe（OH）3胶体的粒子，是由若干Fe（OH）3聚集在一起形成的；另一类如淀粉、蛋白质等大分子，单个分子即胶体粒子。

2．（2018·课标Ⅱ，11）NA代表阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是（　C　）

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

[解析]　C对：

标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5mol，每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子，所以含有氢原子数目为2NA。

A错：

124gP4的物质的量为1mol，每个P4分子中含有6个P—P键，所以含有P—P键数目为6NA。

B错：

Fe3＋在水溶液中能发生水解，100mL1mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA。

D错：

SO2和O2的化合反应为可逆反应，2molSO2和1molO2催化反应后，混合气体的物质的量大于2mol，即分子总数大于2NA。

[点拨]　阿伏加德罗常数的正误判断是高考试题中的经典题型之一，命题主要以阿伏加德罗常数为中心，涉及质量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度与物质的量之间的换算，此类试题综合考查考生对物质的组成与结构、氧化还原反应、共价键、电离和水解等知识的掌握及应用能力。

3．（2019·经典习题选萃）设NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是（　D　）

A．1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

B．标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA

C．氢氧燃料电池正极消耗22.4L（标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为2NA

D．镁在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2的混合物，24g镁在空气中完全燃烧转移电子数为2NA

[解析]　1molFe与过量硝酸反应，生成硝酸铁，电子转移数为3NA，A错误。

CO2与Na2O2发生如下反应：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，标准状况下5.6L即0.25molCO2应转移0.25mol电子，即转移电子数为0.25NA，B错误。

氢氧燃料电池工作时，正极消耗1mol氧气，转移4mol电子，C错误。

Mg在化合物中的化合价只有＋2，因此24gMg燃烧转移电子数为2NA，D正确。

4．（2019·新题选萃）设NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是（　D　）

A．1.0L1.0mol·L－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA

B．25℃时，pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的数目为0.1NA

C．0.1L0.5mol·L－1CH3COOH溶液中含有的H＋数为0.05NA

D．0.1mol·L－1的Na2CO3溶液1L含有Na＋数为0.2NA，含有阴离子数大于0.1NA

[解析]　溶质NaAlO2和溶剂H2O中都含有O，因此氧原子数大于2NA，A错误。

B中缺乏NaOH溶液体积，不能计算溶液中OH－数目，B错误。

0.1L0.5mol·L－1CH3COOH溶液中因为醋酸是弱酸，不能完全电离，所以溶液中含有的H＋数小于0.05NA，C错误。

Na2CO3在溶液中发生水解：

CO＋H2OHCO＋OH－，HCO＋H2OH2CO3＋OH－，因此溶液中CO减少，但阴离子数增多，D正确。

5．（2019·江西重点中学协作体联考）用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是（　B　）

①31g白磷中含有1.5NA个P—P键

②1L0.1mo1·L－1的Na2CO3溶液中含阴离子总数为0.1NA

③标准状况下，22.4LHF含NA个分子

④电解精炼铜时转移了NA个电子，阳极溶解32g铜

⑤标准状况下，2.24LCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA

⑥加热条件下，含0.2mo1H2SO4的浓硫酸与足量铜反应，生成SO2的分子数小于0.1NA

⑦142gNa2SO4和Na2HPO4固体混合物中，阴、阳离子总数为3NA

⑧NA个Fe（OH）3胶体粒子的质量为107g

A．①③④⑧B．①⑥⑦

C．③⑤⑦D．①⑥⑧

[解析]　①白磷（P4）分子为正四面体结构，1mol白磷分子中含有6molP—P键，31g白磷分子（0.25mol）中含有1.5NA个P—P键，正确；②CO＋H2OHCO＋OH－，1个CO水解产生2个阴离子，溶液中阴离子总数增大，所以1L0.1mol·L－1的Na2CO3溶液中含阴离子总数大于0.1NA，错误；③标准状况下，HF为液体，22.4LHF所含分子数大于NA，错误；④粗铜中含有锌、铁、银等杂质，且锌、铁先失电子，反应完后，铜再失电子，则转移NA个电子时阳极溶解铜的质量小于32g，错误；⑤氯气和水的反应为可逆反应，0.1mol氯气反应转移的电子数小于0.1NA，错误；⑥浓硫酸与足量铜在加热条件下反应，随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸与铜不反应，所以生成SO2的分子数小于0.1NA，正确；⑦若142g固体全为Na2SO4，含有阴、阳离子总数为3NA，若142g固体全为Na2HPO4，含有阴、阳离子总数为3NA，则142gNa2SO4和Na2HPO4固体混合物中，阴、阳离子总数为3NA，正确；⑧胶体粒子为很多微粒的集合体，NA个Fe（OH）3胶体粒子的质量大于107g，错误。

6．（高考题组合）判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）Vm适用的条件：

①（2017·全国Ⅰ）标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA（　×　）

②（2017·江苏化学）常温常压下，锌与稀硫酸反应生成11.2LH2，反应中转移的电子数为6.02×1023（　×　）

③（2015·广东理综）标准状况下，22.4LN2和H2混合气中含有NA个原子（　×　）

④（2017·全国Ⅲ）2.24L（标准状况）苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子（　×　）

（2）物质的组成与结构：

①（2016·全国Ⅰ）14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA（　√　）

②（2015·全国Ⅰ）18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA（　×　）

③（2017·全国Ⅲ）0.1mol的11B中，含有0.6NA个中子（　√　）

（3）溶液中粒子数目的判断：

①（2015·全国Ⅰ）2L0.5mol·L－1亚硫酸溶液中含有的H＋数为2NA（　×　）

②（2017·全国Ⅲ）pH＝1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋（　×　）

（4）物质转化过程中隐含浓度、进程、可逆的影响：

①（2016·全国Ⅰ）1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA（　×　）

②（2015·全国Ⅰ）密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA（　×　）

③（2015·四川理综）50mL12mol·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA（　×　）

④（2017·全国Ⅲ）密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5（g），增加2NA个P—Cl键（　×　）

（5）氧化还原反应中电子转移数目的判断：

①常温下，2.7g金属铝与足量浓度为18.4mol/L的浓H2SO4反应时转移的电子数为0.3NA（　×　）

②（2015·全国Ⅰ）过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA（　√　）

[解析]　

（1）①标准状况下CCl4呈液态，无法用标准状况下的气体摩尔体积来确定其物质的量和所含共价键数目，错误；②常温常压下，11.2LH2的物质的量不是0.5mol，错误；③N2和H2均为双原子分子，标准状况下22.4LN2和H2混合气体的物质的量是1mol，含原子数为2NA，错误；④标准状况下，苯不是气体，2.24L苯的物质的量不是1mol，错误。

（2）①乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14g混合气体中含1molCH2，故氢原子数目为2NA，正确；②D2O的摩尔质量为20g·mol－1,18gD2O的物质的量为＝0.9mol，含有的质子数为0.9×10NA＝9NA；H2O的摩尔质量为18g·mol－1,18gH2O的物质的量为＝1mol，含有的质子数为1×10NA＝10NA错误；③一个11B原子中含有6个中子，则0.1mol11B中含有0.6NA个中子，正确。

（3）①亚硫酸是弱电解质，在溶液中不能完全电离，所含H＋的物质的量小于2L×0.5mol·L－1×2＝2mol，错误；②pH＝1的H3PO4溶液中c（H＋）＝0.1mol·L－1，不知道溶液体积，无法计算H＋的个数，错误。

（4）①N2与H2的反应为可逆反应，1molN2不会完全反应，错误；②2molNO与1molO2发生反应2NO＋O22NO2生成2molNO2，因为存在反应2NO2N2O4，故产物的分子数小于2NA，错误；③MnO2与浓盐酸的反应，当盐酸浓度降低到一定程度后，反应会终止，错误；④由于反应可逆，1molPCl3与1molCl2不能全部转化为1molPCl5，所以增加的P—Cl键数目小于2NA个，错误。

（5）①常温下，Al在浓H2SO4中钝化，错误。

②过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，根据电子转移情况得关系式O2～2e－，生成0.1mol氧气转移电子数为0.2NA，正确。

7．（2019·衡水检测）现有14.4gCO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96L。

回答下列问题：

（1）该混合气体的平均摩尔质量为__36g·mol－1___。

（2）混合气体中碳原子的个数为__0.4NA___（用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

（3）将混合气体依次通过下列如图所示装置，最后收集在气球中（实验在标准状况下测定，装置中溶液足量）。

①气球中收集到的气体的摩尔质量为__28g·mol－1___。

②气球中收集到的气体中，电子总数为__2.8NA___（用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

③标准状况下该气体的体积为__4.48___L。

[解析]　

（1）标准状况下混合气体物质的量n＝＝0.4mol，则混合气体的平均摩尔质量＝＝36g·mol－1。

（2）CO2和CO分子中都含有1个C原子，混合气体的物质的量为0.4mol，则C原子的物质的量为0.4mol，所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。

（3）①混合气体通过NaOH溶液时CO2气体被吸收，再通过浓硫酸干燥，气球中收集到的气体为纯净的CO气体，其摩尔质量为28g·mol－1。

②设混合气体中CO的物质的量为n，则CO2物质的量为0.4mol－n，根据混合气体的质量可得28g·mol－1×n＋44g·mol－1（0.4mol－n）＝14.4g，解得n＝0.2mol，CO分子中含有14个电子，所以0.2molCO含有2.8NA个电子。

③气球收集的CO物质的量为0.2mol，标准状况下的体积为0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L。

萃取精华：

1．重“两看”，排“干扰”，突破陷阱

一看：

看“气体”是否处于“标准状况”。

二看：

看“标准状况”下，物质是否为“气体”（如CCl4、Br2、SO3、己烷、HF、苯、乙醇等在标准状况下均不是气体）。

但若给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实质上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关，可直接计算。

2．记“组成”突破陷阱

（1）记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、D2O、18O2、—OH、OH－等。

（2）记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。

等质量的乙烯和丙烯（或环丙烷）原子数、氢原子数、碳原子数、碳氢键数、共用电子对数分别相等，但分子数不同，气体的物质的量不同，相同状况下体积不同。

（3）记摩尔质量相同的物质，如N2、C2H4和CO等。

等质量的N2和CO原子数相等。

（4）记下表几种常见物质中所含化学键的数目：

1mol物质

金刚石

石墨

Si

SiO2

化学键的物质的量（mol）

碳碳键：

2

碳碳键：

1.5

硅硅键：

2

硅氧键：

4

1mol物质

白磷

H2O2

烷烃CnH2n＋2

化学键的物

质的量（mol）

磷磷键：

6

氧氢键（极性键）：

2

氧氧键（非极性键）：

1

总数：

3n＋1

碳氢键：

2n＋2

碳碳键：

n－1

3．审“题目”，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1L0.1mol·L－1的乙酸溶液和1L0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中含有CH3COO－的数目不相等且都小于0.1NA。

但1LpH＝3的醋酸中含氢离子数为0.001NA。

根据物料守恒，1L0.1mol·L－1的Na2CO3溶液中含CO、HCO和H2CO3总数为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＋）＝0.1mol·L－1，与电解质的组成无关；0.05mol·L－1的Ba（OH）2溶液，c（OH－）＝0.1mol·L－1，与电解质的组成有关。

（4）勿忘“水中原子”：

计算溶液中氢原子或氧原子数时，不要忽略了溶剂水中含有的氢原子和氧原子。

理解“计算公式”：

计算一定浓度的溶液中离子数目时，常使用公式n＝cV，若没有溶液体积，则无法计算。

计算时分清溶质的浓度和离子的浓度，正确计算。

如25℃时，1LpH＝2的稀硫酸中含氢离子数为0.02NA，说法错误。

4．记“隐含”，突破陷阱

（1）隐含“可逆反应”：

2SO2＋O22SO3,2NO2N2O4，

N2＋3H22NH3，Cl2＋H2OHCl＋HClO。

（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“钝化”：

常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。

5．抓“反应”，突破陷阱

（1）明确三步确定电子转移数目

第一步：

依据题给信息，写出反应的化学方程式

第二步：

标出变价元素的化合价，确定化学方程式中氧化剂（或还原剂）得（或失）电子数

第三步：

根据题目提供的数值确定反应中转移电子的数目

（2）熟记常考氧化还原反应转移的电子数

反应

物质

转移电子的物质

的量或电子数目

Na2O2＋CO2

（或H2O）

1molNa2O2

1mol或NA

1molO2

2mol或2NA

Cl2＋NaOH

1molCl2

1mol或NA

Cl2＋Fe

1molCl2

2mol或2NA

1molFe

3mol或3NA

（3）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＋。

（4）注意氧化还原的顺序。

如向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。

要点速记：

1．摩尔质量的1个数量关系：

摩尔质量以g·mol－1为单位时，数值上都等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。

2．熟知1个“状况”和2个数值：

标准状况是指温度是0℃、压强为101kPa。

NA＝6.02×1023mol－1，Vm＝22.4L·mol－1（标准状况）。

3．熟练应用的2组公式：

n＝＝＝，＝＝（同温、同压）。

4．判断阿伏加德常数应用正误的3个步骤：

（1）看物质的状态及所处条件。

（2）根据题干中的物理量计算物质的量。

（3）把握物质的微观结构和物质变化过程中的微粒数目变化。