甲>乙,A错误;若M(甲)>M(乙),则物质的量:
甲<乙,又气体体积相等,故气体摩尔体积:
甲>乙,B错误;同温同体积同质量的气体或混合气体,压强与摩尔质量成反比,C正确;由质量和密度相等可知气体体积相等,D错误。
4.等温等压下,有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,下列叙述中正确的是( )
A.体积之比为13∶13∶14
B.密度之比为14∶14∶13
C.质量之比为1∶1∶1
D.原子数之比为1∶1∶1
答案 B
解析 A项,三种气体分子的质子数分别为14、14、14,质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,物质的量相等,等温等压下,气体的体积与其物质的量成正比,所以三者体积之比为1∶1∶1,故A错误;B项,CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·mol-1、28g·mol-1、26g·mol-1,等温等压下,气体摩尔体积相同,根据ρ=
=
知,密度与摩尔质量成正比,则密度之比为28∶28∶26=14∶14∶13,故B正确;C项,三种气体分子的质子数分别为14、14、14,质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,物质的量相等,CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·mol-1、28g·mol-1、26g·mol-1,根据m=nM知:
质量之比与摩尔质量成正比为28∶28∶32=14∶14∶13,故C错误;D项,三种气体分子的质子数分别为14、14、14,质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,物质的量相等,1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4,所以三种气体原子数之比为1∶1∶2,故D错误。
题组三 气体的摩尔质量
5.按要求计算。
(1)由8gO2和28gN2组成的混合气体的平均摩尔质量是__________。
答案 28.8g·mol-1
解析
=28.8g·mol-1。
(2)若mg某气体中含分子数N个,已知阿伏加德罗常数为NA,则该气体的摩尔质量为________。
答案
=
·NAg·mol-1
(3)在一定条件下,mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
①若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。
NH4HCO3的摩尔质量为________。
(用含m、d的代数式表示)
②所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为_______。
答案 ①
mol 6dg·mol-1
②22.4ρg·mol-1
(4)在空气中N2、O2、Ar的体积分数分别约为78%、21%、1%,则空气的平均摩尔质量为________。
答案 28.96g·mol-1
解析 28g·mol-1×78%+32g·mol-1×21%+40g·mol-1×1%=28.96g·mol-1。
求气体的摩尔质量M的常用方法
1.根据物质的质量(m)和物质的量(n):
M=mn。
2.根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):
M=NA·mN。
3.根据标准状况下气体的密度ρ:
M=ρ×22.4(g·mol-1)。
4.根据气体的相对密度(D=ρ1ρ2):
M1M2=D。
5.对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:
=
×a%+
×b%+
×c%……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
考点三 突破阿伏加德罗常数应用的“六个”陷阱
题组一 气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA(×)
(2)常温下11.2L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA(×)
(3)标准状况下,2.24LHF含有的HF分子数为0.1NA(×)
(4)标准状况下,22.4LSO3中含有SO3分子数为1NA(×)
抓“两看”,突破气体与状况陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
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、HF、苯等在标准状况下均不为气体]。
题组二 物质的量或质量与状况
2.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)常温常压下,3.2gO2所含的原子数为0.2NA(√)
(2)标准状况下,18gH2O所含的氧原子数目为NA(√)
(3)室温下,1molCH4中含有5NA原子(√)
(4)常温常压下,1molCO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA(√)
排“干扰”,突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断,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。
题组三 物质的组成与结构
3.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)在常温常压下,18gH2O与18gD2O所含电子数均为10NA(×)
(2)相同质量的CO与N2,所含分子数、原子数均相同(√)
(3)17g—OH与17gOH-所含电子数均为10NA(×)
(4)31g白磷中所含共价键数目为1NA(×)
(5)30gSiO2中含有硅氧键个数为1NA(×)
(6)15gC2H6中含有共价键数目为3.5NA(√)
(7)32g甲醇中所含共价键数目为5NA(√)
(8)30g甲醛中含有共用电子对数目为4NA(√)
(9)56g乙烯中所含共用电子对数目为12NA(√)
(10)78g苯中含有3NA碳碳双键(×)
(11)14g乙烯与丙烯的混合气体中所含氢原子数目为2NA(√)
记“组成”,突破物质与结构陷阱
1.记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
2.巧用成键电子数,突破共用电子对数的判断(共用电子对数=
)
(1)1mol硅中含硅硅键2NA,1molSiO2中含硅氧键4NA,1mol石墨中含碳碳键1.5NA。
(2)1molCnH2n+2中含共用电子对数为(3n+1)NA[其中(2n+2)NA极性键,(n-1)NA非极性键],1molCnH2n中含共用电子对数为3nNA,1molCnH2n+2O中含共用电子对数为(3n+2)NA。
题组四 电解质溶液中粒子数目的判断
4.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)0.1L3.0mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH
的数目为0.3NA(×)
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA(×)
(3)0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA(×)
(4)25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA(×)
(5)1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA(×)
审“组成、体积”因素,突破电解质溶液中粒子数目陷阱
1.是否有弱离子的水解。
2.是否指明了溶液的体积。
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.不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。
题组五 阿伏加德罗常数的应用与“隐含反应”
5.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后,混合物的分子数为2NA(×)
(2)100g17%的氨水,溶液中含有的NH3分子数为NA(×)
(3)密闭容器中2amolNO与amolO2充分反应,产物的分子数为2aNA(×)
题组六 氧化还原反应中电子转移数目的判断
6.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA(×)
(2)0.1molZn与含0.1molHCl的盐酸充分反应,转移的电子数目为0.2NA(×)
(3)1molNa与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数为NA(√)
(4)1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA(×)
(5)向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有1molFe2+被氧化时,共转移的电子的数目为NA(×)
(6)1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA(×)
1.(2015·全国卷Ⅰ,8)NA为阿伏加德罗常数的值。
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-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为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项,D2O和H2O的质子数相同(均为10),但D2O、H2O的摩尔质量不同,分别为20g·mol-1和18g·mol-1,所以18gD2O和H2O的物质的量不同,质子数不同,错误;B项,n(H2SO3)=2L×0.5mol·L-1=1mol,但H2SO3是弱酸,部分电离,所以H+数目小于2NA,错误;C项,发生的反应是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,转移电子数为2e-,所以生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA,正确;D项,发生反应:
2NO+O2===2NO2,生成2molNO2,常温下NO2和N2O4之间存在平衡2NO2N2O4,所以分子数小于2NA,错误。
2.(2015·全国卷Ⅱ,10)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HCO
和CO
的离子数之和为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核素
U发生裂变反应:
U+
n
Sr+
Xe+10
n,净产生的中子(
n)数为10NA
答案 C
解析 A项,60g丙醇的物质的量是1mol,根据其结构式可知,1mol丙醇分子中存在的共价键总数为11NA,错误;B项,根据电解质溶液中物料守恒可知,1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO
、CO
和H2CO3粒子数之和为0.1NA,错误;C项,在氧化物中,钠元素的化合价只有+1价,因此23gNa(即1molNa)充分燃烧时转移电子数为1NA,正确;D项,235g核素
U即1mol
U,发生裂变反应时净产生的中子数为9NA,错误。
3.(2015·四川理综,5)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.0gH
O与D2O的混合物中所含中子数为NA
B.常温常压下,4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NA
C.标准状况下,5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D.50mL12mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
答案 A
解析 A项,H
O和D2O的摩尔质量都为20g·mol-1,且每个分子中的中子数都是10个,故2.0gH
O与D2O的混合物中所含中子数为NA,正确;B项,一个乙醛分子中含有6个σ键,4.4g乙醛的物质的量为0.1mol,故4.4g乙醛所含σ键数目为0.6NA,错误;C项,标准状况下,5.6LCO2的物质的量为0.25mol,根据CO2和Na2O2反应的化学方程式及元素化合价的变化可知,反应转移的电子数为0.25NA,错误;D项,随着反应的进行浓盐酸变成稀盐酸,不再和MnO2反应,故50mL12mol·L-1的盐酸与足量的MnO2共热转移的电子数小于0.3NA,错误。
4.(2015·广东理综,10)设nA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.23gNa与足量H2O反应完全后可生成nA个H2分子
B.1molCu和足量热浓硫酸反应可生成nA个SO3分子
C.标准状况下,22.4LN2和H2混合气中含nA个原子
D.3mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8nA个电子
答案 D
解析 A项,23gNa即1molNa可失去1mole-,与足量的H2O反应生成0.5nA个H2分子,错误;B项,1molCu与足量热浓硫酸反应应生成nA个SO2分子,错误;C项,N2和H2都是双原子分子,标准状况下22.4LN2和H2混合气的物质的量为1mol,含有2nA个原子,错误;D项,3molFe生成1molFe3O4,根据Fe3O4中3个Fe原子的化合价共为+8价,可知反应中3mol单质铁失去8nA个e-,正确。
5.(2013·新课标全国卷Ⅱ,9)N0为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是( )
A.1.0L1.0mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N0
B.12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5N0
C.25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1N0
D.1mol的羟基与1mol的氢氧根离子所含电子数均为9N0
答案 B
解析 A项忽视了NaAlO2溶液中的水,错误;B项中每个碳原子被3个六元环共用,则每个六元环占有的碳原子数=1×
×6=2(个),12g石墨烯含六元环的物质的量=
=0.5mol,正确;C项没有告诉溶液的体积,无法计算,错;D项中OH-是10电子微粒,所含电子数为10N0,错误。
6.(2012·新课标全国卷,9)用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列叙述中不正确的是( )
A.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
B.28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA
C.常温常压下,92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA
D.常温常压下,22.4L氯气与足量镁粉充分