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文檔簡介

1、熱點專題一 質量守恒定律 阿伏加德羅常數及定律 【專題目標】1理解質量守恒定律的涵義。2理解阿伏加德羅常數的涵義。了解阿伏加德羅常數的測定。了解氣體摩爾體積的涵義。【經典題型】題型一:質量守恒定律的直接應用【例1】2.1克相對分子質量為7.2的CO和H2組成的混合氣體,在足量的O2中充分燃燒后,立即通入盛有足量的Na2O2固體中,求固體增加的質量。【點撥】根據常規的解法需要先求出CO和H2的質量,再求出CO和H2燃燒生成的CO2和H2O的質量,最后根據CO2和H2O分別與Na2O2的反應求出固體增加的質量。如果根據質量守恒求解則十分簡單。因為固體Na2O2Na2CO3,固體增加的質量可看作CO

2、的質量,固體Na2O22NaOH, 固體增加的質量可看作H2的質量,所以固體增加的質量相當于CO和H2的質量,即為2.1克。【規律總結】內容:參加化學反應的物質的質量總和等于反應后生成的物質的質量總和。 實質:化學反應前后元素的種類和原子的個數不發生改變。【例2】在一定條件下,16gA和22gB恰好反應生成C和4.5gD。在相同條件下,8gA和15gB反應可生成D和0.125molC。從上述事實可推知C的式量為_。【點撥】根據質量守恒定律,當16gA與22gB恰好反應生成4.5gD的同時,生成C的質量應為16+22-4.5=33.5g,當8gA和15gB反應時,根據判斷B是過量的,A與C的質量

3、關系應是16:33.5=8:x,x=16.75g,MC=16.75g/0.125mol=134g/mol,即C的式量為134。題型二:阿伏加德羅常數的直接應用【例3】下列說法正確的是(NA表示阿伏加德羅常數) ( )常溫常壓下,1mol氮氣含有NA個氮分子標準狀況下,以任意比例混合的甲烷和丙烷混合氣體22.4L,所含的氣體的分子數約為NA個標準狀況下,22.4LNO和11.2L氧氣混合,氣體的分子總數約為1.5NA個將NO2和N2O4分子共NA個降溫至標準狀況下,其體積為22.4L常溫下,18g重水所含中子數為10NA個常溫常壓下,1mol氦氣含有的核外電子數為4NA常溫常壓下,任何金屬和酸反

4、應,若生成2g 氫氣,則有2NA電子發生轉移標準狀況下,1L辛烷完全燃燒后,所生成氣態產物的分子數為31g白磷分子中,含有的共價單鍵數目是NA個1L1 molL-1的氯化鐵溶液中鐵離子的數目為NA【點撥】正確,1mol氮氣的分子數與是否標準狀況無關。正確,任意比例混合的甲烷和丙烷混合氣體 22.4L,氣體的總物質的量為1mol,因此含有NA個分子。不正確,因為NO和氧氣一接觸就會立即反應生成二氧化氮。不正確,因為存在以下平衡:2NO2 N2O4(放熱),降溫,平衡正向移動,分子數少于1mol,標準狀況下,其體積小于22.4L不正確,重水分子(D2O)中含有10個中子,相對分子質量為 20,18

5、g重水所含中子數為:10×18g/20g· mol-1=9mol。正確,1個氦原子核外有4個電子,氦氣是單原子分子,所以1mol氦氣含有4mol電子,這與外界溫度和壓強無關。正確,不論在任何條件下,2g氫氣都是1mol,無論什么金屬生成氫氣的反應均可表示為:2H+2e=H2,因此,生成1mol氫氣一定轉移 2mol電子。不正確,標準狀況下,辛烷是液體,不能使用標準狀況下氣體的摩爾體積22.4L/mol這一量,所以1L辛烷的物質的量不是1/22.4mol。不正確,白磷分子的分子式為P4,其摩爾質量為124g/mol,31g白磷相當于0.25mol,白磷的分子結構為正四面體,一

6、個白磷分子中含有6個P-P共價鍵,所以,0.25mol白磷中含有1.5NA個P-P共價鍵。不正確,Fe3+在溶液中水解。本題答案為【練習1】(2007高考題)氯的原子序數為17,35Cl是氯的一種同位素,下列說法正確的是 ( )A35Cl原子所含質子數為18B1/18 mol的1H35Cl分子所含中子數約為C3.5g的35Cl2氣體的體積為2.24LD35Cl2氣體的摩爾質量為70 g/mol【點撥】該題以35Cl為背景,考查了35Cl原子所含質子數、1H35Cl分子所含中子數以及35Cl2氣體的摩爾質量及摩爾體積等,其中1H是所有原子中唯一無中子的原子,“3.5g的35Cl2氣體的體積為2.

7、24L”中設置了狀態未確定的陷阱。答案為B、D【規律總結】、為了加強對考生思維品質、適應性、科學性、深刻性的考查,命題者往往有意設置一些陷阱,增大試題的區分度,陷阱的設置主要有以下幾個方面:狀況條件:考查氣體時經常給非標準狀況如常溫常壓下,1.01×105Pa、25時等。物質狀態:考查氣體摩爾體積時,常用在標準狀況下非氣態的物質來迷惑考生,如H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3等。物質結構和晶體結構:考查一定物質的量的物質中含有多少微粒(分子、原子、電子、質子、中子等)時常涉及希有氣體He、Ne等為單原子組成,Cl2、N2、O2、H2為雙原子分子等。晶體結構:P4、金剛石、石墨、二

8、氧化硅等結構。氧化還原反應:考查指定物質參加氧化還原反應時,常設置氧化還原反應中氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物被氧化、被還原、電子轉移(得失)數目方面的陷阱。電離、水解:考查電解質溶液中微粒數目或濃度時常涉及弱電解質的電離,鹽類水解方面的陷阱。、解題策略:要正確解答本類題目,首先要認真審題。審題是“審”而不是“看”,審題目的過程中要注意分析題目中概念的層次,要特別注意試題中一些關鍵性的字、詞,要邊閱讀邊思索。其次要留心“陷阱”,對常見的一些陷阱要千萬警惕。考生要在認真審題的基礎上利用自己掌握的概念仔細分析、比較、作出正確解答。【強調】溫度和壓強條件只影響氣體的體積,而不影響氣體的質量和物質

9、的量,因此,如果討論物質的量、質量和微粒數目的關系,則與是否標準狀況無關。題型三:阿伏加德羅定律與化學方程式計算的綜合應用【例4】在一定體積的密閉容器中放入3升氣體R和5升氣體Q,在一定條件下發生反應:2R(氣)+5Q(氣)= 4X(氣)+nY(氣)反應完全后,容器溫度不變,混和氣體的壓強是原來的87.5%,則化學方程式中的n值是 A、2B、3C、4D、5【點撥】方法1:常規法。即由反應前后壓強之比列方程求解。密閉容器中充入3升氣體R和5升氣體Q可認為充入3mol氣體R和5mol氣體Q,由反應方程式可知,R與Q完全反應后,R過量,余1mol,同時生成4molX氣體和nmolY氣體,根據題意:p

10、2/p1n2/n1有:(4+n+1)/(3+5)87.5/100,n2。方法2:差量法。由有關物質的反應量及其反應前后的相關差量結合方程式求解。反應后氣體的物質的量為(3+5)mol×87.57mol2R(氣)+5Q(氣)= 4X(氣)+nY(氣) n5mol (7-4-m)mol5mol (8-7)mol n2。方法3:特殊解法(巧解)。因為反應完成后,壓強變小,故該反應是氣體分子數減小的反應,即:2+5 4+n,n 3,在選項中只有n2滿足不等式。【練習2】(2006全國)在120時分別進行如下四個反應: A2H2S+O2 2H2O+2S B2H2S+3O2 2H2O+2SO2C

11、C2H4+3O2 2H2O+2CO2 DC4H8+6O2 4H2O+4CO2(1)若反應容積固定的容器內進行,反應前后氣體密度(d)和氣體總壓強(p)分別符合關系式d前=d后和p前p后的是 ;符合關系式d前=d后和V前=V后的是 (請填寫反應的代號)。(2)若反應在壓強恒定容積可變的容器內進行,反應前后氣體密度(d)和氣體體積(V)分別符合關系式d前d后和V前V后的是 ;符合d前d后和V前V后的是 (請填寫反應的代號)。【點撥】本題把兩種不同條件下易混的d、p、V進行比較, 設計新穎,構思精巧,能很好地反映學生的知識基礎和明辨能力,提供的四個反應也各有千秋。四個反應特征: A氣體質量減小,氣體

12、物質的量減少(S為非氣體);B氣體質量不變,氣體物質的量減少;C氣體質量不變,氣體物質的量不變;D氣體質量不變,氣體物質的量增大。本題答案為(1)C,B;(2)D,A題型四:阿伏加德羅定律與質量守恒定律的綜合應用【例5】在某溫度時,一定量的元素A的氫化物AH3在一定體積密閉容器中可完全分解成兩種氣態單質,此時壓強增加了75%。則A單質的一個分子中有_個A原子,AH3分解反應的化學方程式為_。【點撥】由阿伏加德羅定律的推論:相同溫度和壓強時,p1/p2=N1/N2得反應前后氣體的分子數之比為1:1.75=4:7,可理解為反應式左邊氣體和反應式右邊氣體系數之和的比為4:7,再按氫原子守恒不妨先將反

13、應式寫為4AH3=A(x)+6H2,再由A原子守恒得A右下角的數字為4。本題答案為:4,4AH3=A4+6H2。題型五:阿伏加德羅定律與化學平衡的綜合應用【例6】1體積SO2和3體積空氣混合后,在450以上通過V2O5催化劑發生如下反應:2SO2(氣)+O2(氣)2SO3(氣),若在同溫同壓下測得反應前后混合氣體的密度比為0.9:1。則反應掉的SO2是原有SO2的_%。【點撥】由阿伏加德羅定律的推論可知:,V2=0.9×(3+1)=3.6體積。設參加反應的SO2為x體積,由差量法 2SO2 + O22SO3 V 2 3-2=1 x 4-3.6=0.4 2:1=x:0.4 解得x=0.

14、8體積,所以反應掉的體積是原有SO2的。題型五:阿伏加德羅定律與熱化學方程式的綜合應用【例7】 將4g甲烷和適量氧氣混合后通入一密閉容器中,點燃使之恰好完全反應,待恢復到原溫度后,測得反應前后壓強分別為3.03×105Pa和1.01×105Pa,同時又測得反應共放出222.5kJ熱量。試根據上述實驗數據,寫出該反應的熱化學方程式。【點撥】書寫熱化學方程式有兩個注意事項:一是必須標明各物質的聚集狀態,二是注明反應過程中的熱效應(放熱用“+”,吸熱用“-”)。要寫本題的熱化學方程式,需要解決兩個問題,一是水的狀態,二是反應過程中對應的熱效應。由阿伏加德羅定律的推論可知:,根據甲

15、烷燃燒反應的化學方程式可知,水在該狀態下是液體(想一想,如為氣體則反應前后的壓強比應為多少?),因4g甲烷燃燒時放出222.5kJ熱量,則1mol甲烷燃燒時放出的熱量為。本題答案為:CH4(氣)+2O2(氣)=CO2(氣)+2H2O(液)+890kJ題型六:阿伏加德羅常數的測定【例7】現有一種簡單可行的測定阿伏加德羅常數的方法,具體步驟為:將固體NaCl細粒干燥后,準確稱取m克NaCl固體并轉移到定容儀器A中;用滴定管向儀器A中加苯,不斷振蕩,繼續加苯至A儀器的刻度處計算出NaCl固體的體積為V ml,請回答下列問題:步驟中A儀器最好用 A、量筒 B、燒杯 C、容量瓶 D、試管步驟中用酸式滴定

16、管還是堿式滴定管 ,理由是 ;能否用水代替苯 ,理由是 。已知NaCl晶體中,靠得最近的鈉離子與氯離子間的平均距離為a cm,用上述方法測得的阿伏加德羅常數的表達式為 【點撥】本題以晶體結構知識為背景,考查阿伏加德羅常數的計算。設問步步深入,欲準確測定氯化鈉的體積,就必須準確測定苯的體積,從而選擇所用的儀器,求阿伏加德羅常數,需要建立數學模型,體現出數學知識與化學知識的融合,達到應用數學工具解決化學問題的目的。阿伏加德羅常數(NA)是建立宏觀和微觀的橋梁關系。質量 體積宏觀: m (g) V (mL)NA MV2ma3 微觀:4×58.5÷NA (g) (2a)3 (cm3

17、)列式求得:NA MV2ma3 答案如下:酸式,因為苯容易腐蝕堿式滴定管下端的橡皮管;不能,因為氯化鈉溶于水,使測得的氯化鈉固體的體積不準確;NA Vm SMmAVd (d-1) 【規律總結】阿伏加德羅常數的測定:單分子膜法:計算公式:注:在水面上擴散的硬脂酸是(d-1)滴。I×tm×n×1.6×10-19×NAM 其中:NA:阿伏加德羅常數(mol-1),S:水槽中水的表面積(cm2),Vm:硬脂酸苯溶液的體積(cm3),m:稱取硬脂酸的質量(g),A:每個硬脂酸分子的橫截面積(2.2×10-15cm2), Vd:每滴硬脂酸苯溶液的

18、體積(cm3),M:硬脂酸的摩爾質量(g·mol-1),d:滴入硬脂酸苯溶液的滴數;電解法:根據電量相等的計算公式: 其中:NA:阿伏加德羅常數(mol-1),m:陰極上析出金屬的質量(g),n:陰極上析出金屬所帶電荷,M:陰極上析出金屬的摩爾質量(g·mol-1),I:電流強度(A),t:電解的時間(s);晶體結構法:選取研究對象: 一個“晶胞”,求出其和質量,根據m/V列式。以氯化鈉為例:一個“晶胞”的質量:58.5 g·mol-1×4÷NA mol-1一個“晶胞”的體積:x3(cm3)x:晶胞的邊長(cm)計算公式:m/V(58.5 g&

19、#183;mol-1×4÷NA mol-1)÷x3(cm3)或者利用:阿伏加德羅常數(NA)是建立宏觀和微觀的橋梁關系。質量 體積宏觀: m (g) V (mL)NA 4MVmx3 微觀:4×58.5÷NA (g) x3 (cm3)列式求得:其中:m:取出氯化鈉的質量(g);V:取出氯化鈉的質量(mL) ;x:晶胞的邊長(cm)。【隨堂練習】1、依照阿伏加德羅定律,下列敘述正確的是 ( ) A.同溫同壓下兩種氣體的體積之比等于摩爾質量之比。B.同溫同壓下兩種氣體的物質的量之比等于密度之比。 C.同溫同壓下兩種氣體的摩爾質量之比等于密度之比。D.

20、同溫同體積下兩種氣體的物質的量之比等于壓強之比。、設NA表示阿伏加德羅常數,下列說法不正確的是 ( )A. 醋酸的摩爾質量與NA個醋酸分子的質量在數值上相等。B.標準狀況下,以任意比混和的氫氣和一氧化碳氣體共8.96L,在足量氧氣中充分燃燒時消耗氧氣的分子數為0.2 NA。C.1L1mol/LCuCl2溶液中含有的Cu2+的個數為NA。D.25,1.01×105Pa時,16g臭氧所含的原子數為NA。、設NA表示阿伏加德羅常數的數值,下列說法正確的是 ( )A.用惰性電極電解500mL飽和食鹽水時,若溶液的pH值變為14時,則電極上轉移的電子數目為NA。B.在標準狀況下,各為1mol的

21、二氧化硫、三氧化硫的體積均約為22.4L。C. 在常溫常壓下,6g石英晶體中,含有0.4NA個硅氧共價鍵。D.120g由NaHSO4和KHSO3組成的混合物中含有硫原子NA個。4、標準狀況下,下列混合氣體的平均式量可能是50的是( )A硫化氫和二氧化硫 B一氧化氮和氧氣C二氧化硫和溴化氫 D碘化氫和氯氣5、在一個恒容密閉容器中充入11gX氣體(摩爾質量為 44g·mol-1),壓強為1×105pa。如果保持溫度不變,繼續充入X氣體,使容器內壓強達到5×105pa。則此時容器內的氣體X的分子數約為 ( )A3.3×1025 B3.3×1024 C

22、7.5×1023 D7.5×10226、由二氧化碳、氫氣、一氧化碳組成的混合氣體在同溫、同壓下與氮氣的密度相同。則該混合氣體中二氧化碳、氫氣、一氧化碳的體積比為 ( ) A29813 B22114 C13829 D2616577、同溫、同壓下,CO2 和NO的混合氣體 20mL,通過足量過氧化鈉后氣體體積減少到10mL,則原混合氣體的體積比可能是 ( )A11 B23 C32 D148、乙炔和乙烯的混合氣體完全燃燒時,所需氧氣的體積是原混合氣體的2.7倍,則該混合氣體與足量的H2發生加成反應時,消耗H2的體積是原混合氣體體積的 ( ) A.1.6倍 B.1.8倍 C.1.4

23、倍 D.1.2倍 9、在一定條件下,將5體積NO、5體積NO2、6體積O2混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應后,剩余氣體的體積是 ( ) A.1體積 B.2體積 C.3體積 4.4體積10、19世紀,化學家對氧化鋯的化學式有爭議.經測定鋯的相對原子質量為91,其氯化物蒸氣的密度是同溶、同壓下H2密度的116-117倍,試判斷與氯化物價態相同的氧化鋯的化學式 ( )A.ZrO B.Zr2O C.Zr2O3 D.ZrO211、常溫下,向20L真空容器中通入A mol硫化氫和 Bmol氯氣(A,B均為不超過5的正整數),反應完全后,容器內氣體可能達到的最大密度是 ( )A8.5 g&

24、#183;L-1 B1825g·L-1 C18.5 g·L-1 D35.5 g· L-112、假如把質量數為12的碳原子(12C)的相對原子質量定為24,并用以確定相對原子質量,以0.024Kg 12C所含的碳原子數為阿伏加德羅常數。下列數值:濃H2SO4的物質的量濃度;氧氣的溶解度;氣體摩爾體積;阿伏加德羅常數;氧元素的相對原子質量,肯定不變的是 ( )A B C D13、碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸,轉化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解28.4g上述混合物,消耗1mol/L鹽酸500mL。灼燒等質量的上述混合物,得到氧化銅的質量是 ( )

25、A35g B30 g C20 g D15 g 14、有一塊鋁鐵合金,將其溶解于足量鹽酸中,再加入過量NaOH溶液,在空氣中靜置至紅褐色沉淀不再增加時,將沉淀濾出再灼燒至恒重,得到殘留物的質量與原合金質量相同,則合金中鋁的質量分數是 ( )A22.2% B30% C75.5% D80.6% 15、分子中含有n個碳碳雙鍵的某烯烴的相對分子質量為M,mg該烯烴在標準狀況下可與VL的氫氣恰好完全反應。每摩爾烯烴的分子中含有碳碳雙鍵的數目為(NA表示阿佛加德羅常數) 。16、設阿佛加德羅常數為NA,在標準狀況下某種O2和N2的混合氣體mg含有b個分子,則ng該混合在相同狀況下所占的體積應是 。17、在一密閉氣缸中,用一不漏氣的滑動活塞隔開,常溫時,左邊充入1/4體積的N2,右邊充入3/4體積的H2和O2的混合氣.若右邊氣體點燃,反應后恢復到原溫度,活塞停留在氣缸正中,則原來混合氣中H2和O2的體積比為 ; .18、若在一定條件下把硫化氫與120mL氧氣混合反應后,相同狀態下測得二氧化硫的體積為75mL,則原硫化氫氣體的體積最少為_mL,最多為_mL。19、把直流電源的正負極與銅片的引線相連。當以I0.21A的電流電解CuSO460

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