高考化学一轮总复习专题突破03阿伏加德罗常数 物质的量浓度命题揭秘.docx
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高考化学一轮总复习专题突破03阿伏加德罗常数物质的量浓度命题揭秘
高考化学一轮总复习专题突破03
---阿伏加德罗常数 物质的量浓度
【体系构建】
【命题揭秘】
1.难度:
中等偏上。
2.呈现方式:
选择题。
3.考查点:
气体摩尔体积的应用、物质微粒的构成、化学键数目、混合物中(含溶液)原子含量、反应中的微粒变化和能量变化等。
4.关注点:
(1)一定量的物质所含粒子(分子、原子、离子、质子、中子等)数目。
(2)化学键数目、氧化还原反应转移电子数目。
(3)常见物质结构、弱电解质的电离、盐类的水解、隐含的反应等微粒个数。
【核心透析】
核心一 阿伏加德罗常数的应用
1.涉及阿伏加德罗常数的试题,核心是求出物质的量后,再根据物质的组成、微粒的结构等判断微观粒子的数目。
2.阿伏加德罗定律:
在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。
同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。
即T1=T2,p1=p2,V1=V2⇒n1=n2。
3.阿伏加德罗定律的推论:
在同T、p下:
③气体状态方程:
pV=nRT,其他比例式可以由此公式推出。
【命题特点】
突破阿伏加德罗常数应用的“五个”陷阱
(1)气体摩尔体积,抓“两看”:
看“气体”是否在“标准状况”;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)。
(2)排“干扰”:
在任何条件下都适用,不存在条件限制,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
(3)记“组成”:
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。
(4)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。
(5)记“隐含变化”:
①隐含“可逆反应”
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“存在反应”
在混合气体NO和O2中会发生反应:
2NO+O2====2NO2。
④隐含“钝化”
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
⑤隐含反应物的“用量”
有些反应,反应物的用量不同,产物不同,如CO2与碱溶液的反应,少量CO2生成正盐,足量CO2生成酸式盐;Na2CO3与盐酸的反应;石灰水与NaHCO3溶液的反应等。
【题型突破】
题型1有关分子(或特定组合)中的微粒数计算
例1.NA是阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
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】选B。
16.25gFeCl3为0.1mol,但由于三氯化铁的水解是可逆的,且胶体粒子是多个Fe(OH)3的集合体,所以形成的Fe(OH)3胶体粒子数一定小于0.1NA,A错误;22.4L(标准状况)氩气为1mol,由于氩是18号元素,且为单原子分子,所以质子数为18NA,B正确;92.0g甘油(丙三醇)物质的量为1mol,一个丙三醇分子中含有3个羟基,所以92.0g甘油中含有的羟基数为3.0NA,C错误;CH4与Cl2在光照下反应生成的有机分子有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,D错误。
例2.NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.0.1molCl2与足量H2O或NaOH反应转移的电子数均为0.1NA
B.0.1molZn与含0.1molHCl的盐酸充分反应,转移的电子数目为0.2NA
C.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
D.在反应KIO3+6HI====KI+3I2+3H2O中,每生成3molI2转移的电子数为5NA
【解析】选D。
0.1molCl2与足量H2O反应是可逆反应,转移的电子数小于0.1NA,A错误;盐酸少量,B错误;向FeI2溶液中通入适量Cl2,I-先被氧化,当有1molF被氧化时,I-完全被氧化,共转移的电子的数目大于NA,C错误;因为反应KIO3+6HI====KI+3I2+3H2O转移5e-,则每生成3molI2转移的电子数为5NA,D正确。
【拓展思考】
(1)若C项溶液中FeI2的物质的量为1mol,其他条件不变,则转移的电子的数目为____________。
提示:
3NA。
溶液中有1molFe2+、2molI-,还原性
Fe2+ (2)若D项其他条件不变,则反应消耗的还原剂为______________mol。 提示: 5。 还原剂是HI,6molHI参加反应,其中有5mol被氧化。 题型2求共价键数 例1.阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( ) A.1mol白磷中含有的P—P键的数目为4NA B.100g46%的乙醇溶液中,含H—O键的数目为NA C.标准状况下,22.4L丙烷含有的共价键数目为10NA D.水分解生成1molO2需要断开2NA个H—O共价键 【解析】选C。 1mol白磷(P4)中含有的P—P键的数目为6NA,A错误;100g46%的乙醇溶液中,由于水分子中也含有H—O键,则该溶液中含H—O键的数目大于NA,B错误;1mol丙烷含有的共价键数目为10NA,C正确;高温下水分解生成1molO2需要断开4NA个H—O共价键,D错误。 例2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.常温常压下,22gCO2中含有的氧原子的物质的量为1mol B.0.1mol·L-1的Na2S溶液中,S2-、HS-、H2S微粒总数为0.1NA C.向含有0.2molNH4Al(SO4)2的溶液中滴加NaOH溶液至沉淀恰好完全溶解,消耗OH-的数目为0.8NA D.标准状况下,22.4L乙醇完全燃烧后生成CO2的分子数为2NA 【解析】选A。 n(CO2)= =0.5mol,n(O)=0.5mol×2=1mol,A正确;未注明溶液的体积,无法计算微粒总数,B错误;氢氧化钠先与Al3+反应生成氢氧化铝沉淀,0.2molAl3+消耗0.6molOH-,然后与反应,0.2molNH4+消耗0.2molOH-;最后OH-与0.2mol氢氧化铝反应转化为偏铝酸钠溶液,此过程消耗OH-0.2mol,整个过程共消耗的OH-为1mol,C错误;标准状况下乙醇为液体,无法计算,D错误。 例3.设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.标准状况下,22.4LHF中含有NA个分子 B.标准状况下,11.2LNO和11.2LO2混合后,原子总数小于2NA C.5.6gFe与一定量的稀硝酸反应,转移电子数可能为0.26NA D.将1L2mol·L-1的FeCl3溶液加入沸水中,加热使之完全反应,所得氢氧化铁胶体胶粒数为2NA 【解析】选C。 标准状况下,HF是液体,无法计算,A错误;在标准状况下,0.5molNO所含原子物质的量是0.5mol×2=1mol,0.5molO2所含原子物质的量是0.5mol×2=1mol,根据原子守恒规律,反应后原子的总物质的量还是2mol,即原子总数是2NA,B错误;0.1molFe投入稀硝酸中全部生成Fe3+时,转移电子总数为0.3NA,全部生成Fe2+时,转移电子总数是0.2NA,则生成的既有Fe3+又有Fe2+时,转移的电子总数大于0.2NA小于0.3NA,故转移电子数可能是0.26NA,C正确;将1L2mol·L-1的FeCl3溶液加入沸水中,氢氧化铁胶体是氢氧化铁的聚集体,无法计算含有的胶体粒子数,D错误。 例4.阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是( ) A.12g金刚石中含有的共价键数为2NA B.12g石墨中含有的共价键数为1.5NA C.S2和S8的混合物共6.4g,其中所含硫原子数一定为0.2NA D.0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA 【解析】选D。 金刚石是以C为中心的正四面体结构,每个碳周围有4个共价键,每个键被两个碳共有,每个碳占有2个共价键,A正确;石墨为平面正六边形结构,每个碳周围有3个共价键,每个键被两个碳共有,每个碳占有1.5个共价键,B正确;S2和S8的混合物6.4g中含有硫原子的物质的量为0.2mol,其中所含硫原子数一定为0.2NA,C正确;丙烯酸的结构简式为CH2 CHCOOH,0.1mol丙烯酸中含有双键(包括碳碳双键、碳氧双键)的数目为0.2NA,D错误。 【方法小结】 (1)苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键,不含有碳碳双键。 (2)1mol白磷(P4)中含有的P—P键的数目为6NA;1molS8含8molS—S键;1mol金刚石(硅)中含有2molC—C(Si—Si)键;1molSiO2含有4molSi—O键。 【核心透析】 核心二 溶液的配制及误差分析 1.物质的量浓度: 2.溶质的质量分数: 【答题技法】 1.溶液稀释定律(守恒观点): (1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。 (2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。 (3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。 2.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算: (1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。 (2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混= 3.误差分析: (1)理论依据 (2)仰视、俯视的分析 结果: 仰视时,容器内液面高于刻度线;俯视时,容器内液面低于刻度线。 【题型突破】 题型1有关物质的量浓度的计算 例1.下列关于物质的量浓度表述正确的是( ) A.0.3mol·L-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和SO42-的总物质的量为0.9mol B.当1L水吸收22.4L氨气时所得氨水的浓度不是1mol·L-1,只有当22.4L氨气溶于水制得1L氨水时,其浓度才是1mol·L-1 C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和SO42-的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同 D.10℃时,0.35mol·L-1的KCl饱和溶液100mL蒸发掉5g水,冷却到10℃时,其体积小于100mL,它的物质的量浓度仍为0.35mol·L-1 【解析】选D。 不知道溶液体积,无法计算物质的量,A错误;22.4L氨气的温度、压强不知,物质的量不一定为1mol,B错误;K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,c(H+)=c(OH-),则c(K+)+c(Na+)=c(Cl-)+2c(SO42-),若Na+和SO42-的物质的量相等,则K+的浓度必定大于Cl-的浓度,C错误;同一物质在同一温度下的溶解度一定,饱和溶液物质的量浓度恒定,D正确。 例2.100mL0.3mol·L-1Na2SO4溶液和50mL0.2mol·L-1Al2(SO4)3溶液混合后(溶液体积保持不变),溶液中SO42-的物质的量浓度( ) A.0.2mol·L-1B.0.25mol·L-1 C.0.4mol·L-1D.0.5mol·L-1 【解析】选C。 由c1·V1+c2·V2=c混·(V1+V2)可知,100mL×0.3mol·L-1+50mL×0.2mol·L-1×3=c混(SO42-)×(100mL+50mL),解得c混(SO42-)=0.4mol·L-1。 【方法小结】 标准状况下,气体溶于水形成溶液的浓度计算 溶质的物质的量 溶液的体积 题型2配制一定物质的量浓度的溶液 例1.下列说法正确的是( ) A.现需480mL0.1mol·L-1硫酸铜溶液,则需要称量7.68g硫酸铜固体 B.100g硫酸溶液的物质的量浓度为18.4mol·L-1,用水稀释到物质的量浓度为9.2mol·L-1,需要水100g C.将10gCuSO4溶解在90g水中,配制质量分数为10%的CuSO4溶液 D.使用量筒量取一定体积的浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸,将浓硫酸转移至烧杯后须用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液一并转移至烧杯 【解析】选C。 应选择500mL的容量瓶来配制,需硫酸铜的质量为0.5L×0.1mol·L-1×160g·mol-1=8.0g,A错误; 由c1×=c2×且ρ1≠ρ2可知,m2≠2m1,B错误;将10gCuSO4溶解在90g水中,溶液的质量是100g,得到质量分数为10%的CuSO4溶液,C正确;量取的液体倒出的量就是所读的量,不能洗涤,D错误。 【方法小结】 (1)托盘天平称固体质量时,若用到游码,物体与砝码放颠倒,所称质量偏小。 (2)托盘天平和一般量筒的精确度为0.1g和0.1mL,记录读数时保留一位小数。 (3)溶液转移至容量瓶时,要用玻璃棒引流,玻璃棒下端应放到刻度线以下。 (4)定容、摇匀后液面下降,不能继续滴加蒸馏水,否则结果会偏低。 (5)物质溶解或稀释不能在量筒或容量瓶中进行,应在烧杯中进行。 题型3溶解度及溶解度曲线与应用 例1.有关物质的溶解度如图所示。 向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。 冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃ 【解析】由题干图示可知,在10℃时,得到K2Cr2O7的固体最多。 答案: d 【专题提升】 1.用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是( ) A.18g重甲基(—CD3)中含有的电子数为9NA B.22.4L(标准状况)CH2Cl2中含C—H键数为2NA C.10g34%的H2O2溶液与足量的酸性KMnO4溶液充分反应,转移的电子数为0.2NA D.常温常压下,3gHCHO和CH3COOH的混合物中含有0.4NA个原子 【解析】选B。 18g重甲基(—CD3)为1mol,1mol重甲基(—CD3)中含有9mol电子,含有电子数为9NA,A正确;标准状况下,CH2Cl2为液态,B错误;高锰酸钾是氧化剂,0.1molH2O2生成O2,转移的电子数为0.2mol,C正确;HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O,故3gHCHO和CH3COOH的混合物含有的原子为4× =0.4mol,D正确。 2.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( ) A.常温常压下,8gO2含有4NA个电子 B.1L0.1mol·L-1的氨水中有0.1NA个N C.标准状况下,22.4L盐酸含有NA个HCl分子 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 【解析】选A。 8gO2的物质的量是0.25mol,1molO2含有16mol电子,8gO2含有的电子的物质的量是0.25mol×16=4mol,A正确;氨水中存在: NH3·H2O NH4++OH-,NH4+的数目小于0.1NA,B错误;标准状况下盐酸是HCl的水溶液,且盐酸是强酸,完全电离,无HCl分子存在,C错误;不是标准状况下,D错误。 3.下列实验操作正确的是( ) A.含NA个Na+的Na2O溶解于1L水中,Na+的物质的量浓度为1mol·L-1 B.1molNa2O2与SO2完全反应时转移电子数为NA C.配制一定物质的量浓度的氯化钾溶液: 准确称取一定质量的氯化钾固体,放入1000mL的容量瓶中,加水1000mL溶解,振荡摇匀 D.用100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和pH=1的盐酸配制100mLpH=2的盐酸 【解析】选D。 A项最后溶液的体积不为1L,错误;Na2O2+SO2 Na2SO4,1molNa2O2完全反应时转移2mol电子,B错误;不能在容量瓶中溶解物质,C错误;pH=1的盐酸是0.1mol·L-1,可配100mLpH=2的盐酸,D正确。 4.配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是( ) A.洗净的锥形瓶和容量瓶放进烘箱中烘干 B.用量筒、烧杯、玻璃棒即可配制100mL溶液 C.在配制溶液的过程中,玻璃棒的作用按使用的先后顺序分别是搅拌、引流 D.移液用玻璃棒引流时,玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线上方,使所配溶液浓度偏高 【解析】选C。 容量瓶不能放在烘箱中烘干,洗净的容量瓶不需要干燥,A错误;配制100mL溶液需要100mL容量瓶,B错误;玻璃棒的作用是搅拌、引流,C正确;玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线上方,导致配制的溶液的体积偏大,使所配溶液浓度偏低,D错误。 5.用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( ) A.3molFe在过量的纯氧中完全燃烧,转移的电子数为9NA B.52g苯乙烯中含有的碳碳双键数目为0.5NA C.标准状况下,22.4LCO和N2的混合气体的分子数目为2NA D.1L0.1mol·L-1Na2CO3溶液中C 和HC 的总数为0.1NA 【解析】选B。 Fe在过量的纯氧中完全燃烧生成四氧化三铁,3molFe在过量的纯氧中完全燃烧,转移的电子数为8NA,A错误;1分子的苯乙烯中含有1个碳碳双键,52g苯乙烯即0.5mol,含有的碳碳双键数目为0.5NA,B正确;标准状况下,22.4LCO和N2的混合气体的分子数目为NA,C错误;碳酸根能发生水解生成HCO3-和H2CO3,根据物料守恒可知,1L0.1mol·L-1Na2CO3溶液中CO32-和HCO3-的总数小于0.1NA,D错误。 6.如图是MgSO4、NaCl的溶解度曲线。 下列说法正确的是( ) A.MgSO4的溶解度随温度升高而升高 B.NaCl的溶解度比MgSO4的溶解度大 C.在t2℃时,MgSO4饱和溶液的溶质质量分数最大 D.把MgSO4饱和溶液的温度从t3℃降至t2℃时,有晶体析出 【解析】选C。 t2℃之后,MgSO4的溶解度随温度的升高而降低,A错误;t1℃、 t3℃时,NaCl、MgSO4的溶解度相等,B错误;w= ×100%,S越大,w越大,C正确;把MgSO4饱和溶液的温度从t3℃降至t2℃时,由饱和溶液变成不饱和溶液,无晶体析出,D错误。 7.实验室用质量分数为98%、ρ=1.84g·mL-1的浓硫酸配制190mL1.0mol·L-1的稀硫酸,下列说法正确的是( ) A.所用浓硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L-1 B.所用容量瓶的规格为190mL C.需用15mL量筒量取10.3mL浓硫酸 D.定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线 【解析】选D。 所用浓硫酸的物质的量浓度为c= = mol·L-1 =18.4mol·L-1,A错误;所用容量瓶的规格为250mL,B错误;量筒标准规格里没有15mL,需用25mL量筒量取13.6mL浓硫酸,C错误;接近刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线,D正确。 8.VLFe2(SO4)3溶液中含有agS 取此溶液0.5VL,用水稀释至2VL,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度为( ) A. mol·L-1 B. mol·L-1 C. mol·L-1 D. mol·L-1 【解析】选A。 依题意知,c(S )= mol·L-1,c(Fe3+)= × = mol·L-1,故有 ×0.5V=2V×cB,cB= mol·L-1。 9.向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250mL2mol·L-1的HNO3溶液,反应完成后生成1.12L(标准状况下)NO气体,再向反应后溶液中加入1mol·L-1NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入NaOH溶液体积最少是( ) A.450mL B.500mL C.400mL D.不能确定 【解析】选A。 要使铁元素完全沉淀,最后的溶液必为NaNO3溶液。 由物料守恒有 n(NaOH)=n(N )=n(HNO3)-n(NO),即250×10-3L×2mol·L-1- = 1mol·L-1×V(NaOH溶液),V(NaOH溶液)=0.45L=450mL。 10.人体血液里Ca2+的浓度一般采用mg·cm-3来表示。 抽取一定体积的血样,加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度。 某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度。 配制KMnO4标准溶液: 如图所示是配制50mLKMnO4标准溶液的过程示意图。 (1)请你观察图示判断,其中不正确的操作有________(填序号)。 (2)其中确定50mL溶液体积的容器是________(填名称)。 (3)如果定容时不小心加水超过刻度线,正确的操作是____________。 测定血液样品中Ca2+的浓度: 抽取血样20.00mL,经过上述处理后得到草酸,再用0.020mol·L-1KMnO4溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出,这时共消耗12.00mL KMnO4溶液。 (4)已知草酸跟KMnO4反应的离子方程式为2Mn +5H2C2O4+6H+ 2Mnx++10CO2↑+ 8H2O,则方程式中的x=________。 (5)经过计算,血液样品中Ca2+的浓度为________________mg·cm-3。 【解析】 (1)由图示可知②⑤操作错误,②不能在量筒中溶解固体,⑤定容时应平视刻度线。 (2)应该用容量瓶准确确定50mL溶液的体积。 (3)如果定容时不小心加水超过刻度线,应重新配制。 (4)根据电荷守恒,(-1)×2+(+1)×6=(+x)×2,解得x=2,草酸跟KMnO4反应的离子方程式为2Mn +5H2C2O4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
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