一、与“阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律”相关知识点归纳(一)阿伏加德罗常数相关知识归纳1.阿伏加德罗常数的概念及理解⑴概念:1 mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数,通常用“N A”表示,而6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值。
⑵概念的理解:①阿伏加德罗常数的实质是1mol任何粒子的粒子数,即12g12C所含的碳原子数。
②不能说“含6.02×1023个粒子的物质的量为1mol”,只能说“含阿伏加德罗常数个粒子的物质的量为1mol”。
③阿伏加德罗常数与6.02×1023不能等同,阿伏加德罗常数不是一个纯数,它有单位,其单位为“mol-1”,而6.02×1023只是一个近似值,它无单位。
2.与阿伏加德罗常数相关的概念及其关系①物质的量物质的量(n)、阿伏加德罗常数(N A)与粒子数(N)之间的关系:n=N/N A。
②摩尔质量摩尔质量(Mr)、阿伏加德罗常数(N A)与一个分子(或原子)真实质量(m r)之间的关系:m r=Mr/ N A。
③物质的质量物质的质量(m)、阿伏加德罗常数(N A)与粒子数(N)之间的关系:m/Mr=N/ N A。
④气体体积气体体积(V)、阿伏加德罗常数(N A)与粒子数(N)之间的关系:V/Vm=N/N A,当气体在标准状况时,则有:V/22.4=N/ N A。
⑤物质的量浓度物质的量浓度(c B)、溶液的体积(V)与物质的量(n B)之间的关系:c B= n B/V,根据溶液中溶质的组成及电离程度来判断溶液中的粒子数。
3.有关阿伏加德罗常数试题的设陷方式命题者为了加强对考生的思维能力的考查,往往有意设置一些陷阱,增大试题的区分度。
陷阱的设置主要有以下几个方面:⑴状态条件考查气体时经常给出非标准状况(如常温常压)下的气体体积,这就不能直接用“22.4L/mol”进行计算。
⑵物质的状态考查气体摩尔体积时,命题者常用在标准状况下一些易混淆的液体或固体作“气体”来设问,迷惑学生。
如标准状况下,水(液态)、SO3(固态)、CCl4(液态)、甲苯(液态)、戊烷(液态)等。
这样也不能应用“22.4L/mol”进行计算。
⑶物质的组成和结构考查包括原子、分子(含有机物和无机物)等各种粒子变换或转化关系、分子结构(所含质子数、电子数、中子数等)、晶体结构(所含化学键数、质点数等)。
如SiO、Si、P4、C n H2n+2等的化学键数目,CO2、H2S等分子中2的共用电子对数目。
⑷氧化还原反应考查指定物质参加氧化还原反应时,常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移数目方面的陷阱。
特别要注意一些常见歧化反应电子转移的情况,如Na2O2+CO2(或H2O)、Cl2+N aOH(或H2O)、NO2+H2O等。
⑸电解质溶液考查电解质溶液中微粒数目或浓度时,常涉及弱电解质的电离、盐类水解、化学平衡等方面的陷阱。
解题时要认真审题,充分挖掘这一隐含条件。
⑹同位素的影响考查同位素原子质子数、电子数分别相同,但中子数不同,引起其质量数、相对原子质量不同,也经常以此为出题点来迷惑学生。
如果不注意H、D的区别,按H2O的摩尔质量计算,其结果显然是错误的。
(二)阿伏加德罗定律相关知识归纳1.阿伏加德罗定律的概念及理解⑴概念:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子数,这就是阿伏加德罗定律。
⑵概念的理解:可以把阿佛加德罗定律简化为“三同一同一不同”这七个字来概括。
前面的“三同”是同温、同压、同体积的不同容器中的气体,说的是条件;中间的“一同”是相同的分子数,说的是结论;后面的“一不同”是不同容器中的气体,说的是比较的对象。
把它们连结起来,就是同温、同压、同体积的不同气体含有相同的分子数。
气体摩尔体积V m实际上是阿伏加德罗定律的一个特例。
2.阿伏加德罗定律的推论由理想气体状态方程PV=nRT(R为常数),可通过变形改为如下两种表达形式:①PV=mRT/M,②ρ=PM/RT。
由理想气体状态方程PV=nRT及其导出公式不难推出阿伏加德罗定律及推论。
可概括为“一连比、三正比、三反比”的规律。
⑴“一连比”即同温同压下,同体积的任何气体的质量之比等于式量(分子量)之比,等于密度之比,即m1/m2=M1/M2=ρ1/ρ2。
⑵“三正比”①同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,即V1/V2=n1/ n2。
②同温同容下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,即P1/P2= n1/ n2。
③同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比,即ρ1/ρ2=M1/ M2。
⑶“三反比”①同温同压下,同质量的任何气体的体积与其摩尔质量成反比,即V1/V2=M2/M1。
②同温同容下,同质量的任何气体的压强与其摩尔质量成反比,即P1/P2=M2/M1。
③在相同温度下,同密度的任何气体的压强与其摩尔质量成反比,即P1/P2= M2/M1。
3.混合气体平均式量的几种计算方法⑴标准状态密度法:M=22.4(L·mol-1)×p(g·L-1);⑵相对密度法:D=ρ1/ρ2= M1/M2;⑶摩尔质量定义法:M=m(总)/n(总)⑷物质的量或体积含量法M=M A·a%+M b·b%+……(a%、b%等为各组分气体的体积分数或物质的量分数)。
二、2007年高考试题评析【例1】(07年广东化学卷,第3题)下列叙述正确的是()A.48 g O3气体含有6.02×1023个O3分子B.常温常压下,4.6g NO2气体含有1.81×1023个NO分子2C.0.5mol/LCuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+D.标准状况下,33.6L 水含有9.03×1023个H2O分子【解析】48 g O3的物质的量为1 mol,含O3分子6.0 2×1023个,A正确;由于存在2NO2N2O4这一隐含条件,故4.6g NO2气体中含有的NO2分子数应界于0.1N A和0.05N A之间,B错误;由于不知道CuCl2溶液的体积,故无法确定Cu2+离子的数目,C错误;标准状况下,水为固态,不能用22.4L/mol进行计算。
故本题应选A。
【例2】(07年四川理综卷,第7题)用N A代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是A.标准状况下,22.4LCHCl3中含有的氯原子数目为3 N AB.7gC n H2n中含有的氢原子数目为N AC.18gD2O中含有的质子数目为10N AD.1L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的CO32-数目为0.5N A【解析】标准状况下,CHCl3为液态,不能用22.4L/m ol进行计算,A项错误;B项中C n H2n的最简式为CH2,其最简式的物质的量为7g/14g·mol-1=0.5mol,故其氢原子数为N A,B正确;由于D2O的摩尔质量为20g/mol,则18 gD2O的物质的量小于1 mol,C错误;由于在水溶液中C O32-要水解,故CO32-数目应小于0.5N A,D错误。
故本题应选B。
【例3】(07年上海化学卷,第20题)设N A为阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是A.常温下,11.2L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5N AB.14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3N AC.0.1mol/L的氢氧化钠溶液含钠离子数为0.1N A个D.5.6g 铁与足量稀硫酸失去电子数为0.3N A【解析】A项中所给的条件并不是标准状况下,故甲烷的物质的量不是0.5 mol,故A项错误;B项中乙烯和丙烯的最简式为CH2,其最简式的物质的量为14g/14g·mol-1 =1mol,故其总原子数为3N A,B项正确;由于不知道氢氧化钠溶液的体积,故无法确定钠离子的数目,C项错误;F e与稀硫酸反应生成的是Fe2+,D项错误。
故本题应选B。
【例4】(07年江苏化学卷,第8题)阿伏加德罗常数约为6.02×1023,下列叙述正确的是()A.2.24LCO2中含有的原子数为0.3×6.02×1023B.0.1L 3 mol/L NH4NO3溶液中含有的NH4+数目为0.3×6.02×1023C.5.6g 铁粉与硝酸反应失去电子数一定为0.3×6.02×1023D.4.5 g二氧化硅晶体中含有的硅氧键数目为0.3×6. 02×1023【解析】A项中未指明温度、压强,无法确定N2的物质的量,A错误;由于在水溶液中NH4+离子要水解,故N H4+离子数应小于0.3N A,B错误;铁粉与硝酸反应到底生成Fe3+还是Fe2+还是Fe3+和Fe2+的混合物,不能确定,故失去的电子数不能确定,C错误;由于1 molSiO2晶体中含4 molSi—O键,故4.5 g二氧化硅晶体中含有的硅氧键数目为(4.5g /60 g·mol-1)×4×6.02×1023=0.3×6.02×1023,D正确。
故本题应选D。
【例5】(07年宁夏理综卷,第10题)若N A表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是A.1molCl2作为氧化剂得到电子数为N AB.在0℃,101KPa时,22.4L氢气中含有N A个氢原子C.14g氮气含有7N A个电子D.N A个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的质量比为7:4【解析】1molCl2作为氧化剂变为2molCl-离子,因得到2mol电子,A说法错误;在0℃,101KPa时,即标准状况下,22.4LH2为1mol,应含有2mol氢原子,B说法错误;1molN2含有14mol电子,故14g(0.5mol)N2应含有7mol电子,C说法正确;N A个CO为1mol,其质量为28g ,0.5mol甲烷质量为8g,故其质量比为7:2,D说法错误。
故本题应选C。
【例6】(07年重庆理综卷,第7题)下列叙述正确的是()A.相同条件下,N2和O3的混合气体与等体积的N2所含原子数相等B.等物质的量的甲基(-CH3)与羟基(-OH)所含电子数相等C.常温常压下28 g CO与22.4 L O2所含分子数相等D.16 g CH4与18 g NH4+所含质子数相等【解析】根据阿伏加德罗定律知,相同条件下N2和O的混合气体与等体积的N2所含分子数相等,但由于N2是3双原子分子,O3是三原子分子,因此它们所含的原子总数不相等,A错误;由于-CH3与-OH都呈电中性,故其电子数与其质子数相等,都是9个,B正确;常温常压下28 g CO的物质的量为1mol,而22.4 L O2的物质的量要小于1mol,C错误;16 g CH4与18 g NH4+的物质的量都为1m ol,CH4分子中质子数为10 mol,而NH4+的质子数为11 mol,D错误。