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.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________________。
(3)在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为__________________。
答案
(1)
mol 6dg·mol-1
(2)22.4ρg·mol-1
(3)17a%+44b%+18c%
求气体的摩尔质量M的常用方法
1.根据标准状况下气体的密度ρ:
M=ρ×22.4(g·mol-1);
2.根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):
M1/M2=D;
3.根据物质的质量(m)和物质的量(n):
M=m/n;
4.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·m/N;
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,22.4L己烷中含共价键数目为19NA(×)
(4)常温常压下,22.4L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2NA(×)
(2012·新课标全国卷,9D)
(5)标准状况下,2.24LHF含有的HF分子数为0.1NA(×)
抓“两看”,突破陷阱
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、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)。
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)常温常压下,92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA(√)
(2012·新课标全国卷,9C)
排“干扰”,突破陷阱
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。
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,32g18O2中含有2NA氧原子(×)
(2)17g—OH与17gOH-所含电子数均为10NA(×)
(3)相同质量的N2O4与NO2中所含原子数目相同(√)
(4)mgCO与N2的混合气体中所含分子数目为
NA(√)
(5)4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA(√)
(6)30g甲醛中含共用电子对总数为4NA(√)
记“组成”,突破陷阱
1.记特殊物质中所含微粒的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
2.记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
3.记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
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(×)
审准“题目”,突破陷阱
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。
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)标准状况下,22.4LNO2气体中所含分子数目为NA(×)
(3)100g17%的氨水,溶液中含有的NH3分子数为NA(×)
(4)标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA(×)
记“隐含反应”,突破陷阱
1.2SO2+O2
2SO3
2NO2N2O4
N2+3H2
2NH3
2.Cl2+H2OHCl+HClO
3.NH3+H2ONH3·H2ONH
+OH-
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(×)
“分类”比较,突破陷阱
1.同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。
如
(1)Cl2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。
(2)Na2O2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。
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Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
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+,所以上述题(5)中转移的电子数目大于NA。
探究高考 明确考向
全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研
1.(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;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。
2.(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反应,转移的电子数为2NA
答案 D
解析 一定要注意气体摩尔体积为22.4L·mol-1的条件是在标准状况下。
A项中1个NO2和1个CO2分子中都含有2个氧原子,故分子总数为NA的混合气体中含有的氧原子数为2NA;B项中乙烯(C2H4)和环丁烷(C4H8)的最简式均为CH2,28g混合气体中含CH2的物质的量为2mol,故含有的碳原子数为2NA;C项中NO2和N2O4的最简式均为NO2,92g混合气体中含NO2的物质的量为2mol,故含有原子的总数为2×3NA=6NA;D项中提到气体的体积,只有在标准状况下,才能用22.4L·mol-1进行计算,故常温常压下,不能代入22.4L·mol-1计算Cl2的物质的量。
各省市高考题调研
1.(2014·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.1mol甲苯含有6nA个C—H键
B.18gH2O含有10nA个质子
C.标准状况下,22.4L氨水含有nA个NH3分子
D.56g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子
答案 B
解析 解有关阿伏加德罗常数的题一般分为三步,第一步为宏观量之间的转换,即将质量和体积转化为物质的量;第二步为微观量之间的转换,即判断1分子该物质所含的微粒数;第三步为宏观量和微观量的对应,即一定物质的量的该物质含有的微粒数。
A项,第一步,题目中直接给出物质的量,所以不用转换;第二步,甲苯的分子式为C7H8,因此1分子甲苯中含有8个C—H键;第三步,1mol甲苯中含有8nA个C—H键,错误。
B项,第一步,18g水的物质的量为1mol;第二步,1个水分子中含有10个质子;第三步,1mol水分子中含有10nA个质子,正确。
C项,由于氨水为液态,因此无法确定其物质的量,错误。
D项,常温下铁片投入浓H2SO4中发生钝化,56g铁片即1mol铁不可能生成nA个SO2分子,错误。
2.(2014·江苏,6)设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B.0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L苯中含有分子的数目为0.5NA
D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.4NA
答案 A
解析 A项,O2和O3都是由O元素组成的,1.6g混合气体含有O原子的物质的量为
=0.1mol,即0.1NA;B项,丙烯酸的结构简式为
,分子中含有C===C键和C===O键,因此0.1mol丙烯酸中含有0.2NA个双键;C项,标准状况下苯为液体,11.2L苯中的物质的量远大于0.5mol,所含分子数远大于0.5NA;D项,过氧化钠与水的反应为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,其中O元素发生自身的“歧化反应”,由-1价变为0价和-2价,生成1molO2时,转移2mol电子,因此生成0.1molO2时,转移0.2NA个电子。
3.(2014·四川理综,5)设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.高温下,0.2molFe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3NA
B.室温下,1LpH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
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.5NH4NO3
2HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28gN2时,转移的电子数目为3.75NA
答案 D
解析 A项,铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2,0.2molFe生成H2的分子数约为0.27NA,该项错误;B项,该NaOH溶液中OH-总共有0.1NA,但OH-主要来自于NaOH电离,水电离出很少的OH-,该项错误;C项,氢氧燃料电池正极上反应的物质为O2,当消耗标准状况下22.4LO2时,转移的电子数为4NA,该项错误;D项,根据反应方程式可知,反应中只有N元素化合价发生改变,生成8mol氮原子(4molN2)中有5mol来自NH
,有3mol来自NO
,故反应中转移电子数为15mol,则生成28g(1mol)N2时,转移电子数为3.75NA,该项正确。
4.(2014·大纲全国卷,7)NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
B.2L0.5mol·L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1molNa2O2固体中含离子总数为4NA
D.丙烯和环丙烷组成的42g混合气体中氢原子的个数为6NA
答案 D
解析 A项,1molFeI2与足量的Cl2反应时转移电子数为3mol,错误;B项,2L0.5mol·L-1K2SO4溶液中SO
带的负电荷数为2NA,溶液中的阴离子还有OH-,故阴离子所带电荷数大于2NA,错误;C项,1molNa2O2固体中含有离子总数为3NA,错误;D项,丙烯(C3H6)和环丙烷(C3H6)互为同分异构体,故42g即1mol该混合物含有H原子数为6NA,正确。
5.(2013·上海,15)NA代表阿伏加德罗常数。
已知C2H4和C3H6的混合物的质量为ag,则该混合物( )
A.所含共用电子对数目为(a/7+1)NA
B.所含碳氢键数目为aNA/7
C.燃烧时消耗的O2一定是33.6a/14L
D.所含