
第二單元 物質(zhì)的量 物質(zhì)的聚集狀態(tài)
考綱定位
核心素養(yǎng)
1.了解物質(zhì)的量(n)及其單位摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量(M)、氣體摩爾體積(Vm)、阿伏加德羅常數(shù)(NA)的含義。
2.能根據(jù)微粒(原子、分子、離子等)物質(zhì)的量、數(shù)目、氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)之間的相互關(guān)系進行有關(guān)計算。
3.了解相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量的含義,并能進行有關(guān)計算。
1.微觀探析——認(rèn)識物質(zhì)的量在宏觀與微觀的橋梁作用,并從微觀粒子數(shù)認(rèn)識物質(zhì)的多少。
2.證據(jù)推理——在有關(guān)物質(zhì)的量的計算時,通過分析、推理、數(shù)據(jù)處理等角度領(lǐng)悟計算的方法。
3.模型認(rèn)知——建立阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾體積的模型認(rèn)知。
考點一| 物質(zhì)的量 摩爾質(zhì)量
1.物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)
注意:(1)使用摩爾作單位時,必須指定化學(xué)式或指明微粒的種類,如1 mol H 不能描述為1 mol 氫等。(2)阿伏加德羅常數(shù)有單位,單位為mol-1,不能僅寫數(shù)值6.02×1023。
2.摩爾質(zhì)量
(1)概念:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量,符號為M,單位為g/mol或g·mol-1。
(2)數(shù)值:當(dāng)微粒的摩爾質(zhì)量以g·mol-1為單位時,在數(shù)值上等于該微粒的相對分子(原子)質(zhì)量。
(3)關(guān)系:物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量與摩爾質(zhì)量關(guān)系為n=或M=或m=n·M。
注意:(1)摩爾質(zhì)量、相對分子質(zhì)量、質(zhì)量是三個不同的物理量,具有不同的單位。如H2O的摩爾質(zhì)量為18 g·mol-1,H2O的相對分子質(zhì)量為18,1 mol H2O的質(zhì)量為18 g。(2)摩爾質(zhì)量與溫度、壓強、物質(zhì)的量多少無關(guān)。
1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)1 mol OH-的質(zhì)量是17 g·mol-1。( )
(2)NA代表阿伏加德羅常數(shù),22 g CO2中含有的氧原子數(shù)為NA。( )
(3)n mol O2中分子數(shù)為N,則阿伏加德羅常數(shù)為。( )
(4)H2O的摩爾質(zhì)量與1 mol H2O的質(zhì)量在數(shù)值上相等。( )
(5)16 g O2與16 g O3的分子數(shù)相等。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.(1)硫酸鈉(Na2SO4)的摩爾質(zhì)量為________;71 g Na2SO4中含鈉離子的物質(zhì)的量為________,氧原子的物質(zhì)的量為________。
(2)49 g H3PO4的物質(zhì)的量為________,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,其中含有________個H,含________個O。
答案:(1)142 g·mol-1 1 mol 2 mol (2)0.5 mol 1.5NA或1.5×6.02×1023 2NA或2×6.02×1023
考法1 物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量的有關(guān)概念
1.下列說法不正確的是( )
A.物質(zhì)的量是描述微觀粒子集合體的物理量
B.阿伏加德羅常數(shù)就是6.02×1023
C.1 mol CO2與1 mol CO含有的分子數(shù)目相等
D.SO的摩爾質(zhì)量為96 g·mol-1
B [阿伏加德羅常數(shù)為物理量,單位為mol-1。]
2.(2018·荊州模擬)草酸(分子式為H2C2O4,沸點:150 ℃)是生物體的一種代謝產(chǎn)物,廣泛分布于植物、動物和真菌體中。下列有關(guān)判斷不正確的是( )
A.草酸的摩爾質(zhì)量是90 g
B.1 mol草酸中含有6.02×1023個分子
C.45 g草酸中含有1.204×1024個氧原子
D.草酸分子中C與O原子的物質(zhì)的量之比為1∶2
A [摩爾質(zhì)量的單位為g·mol-1,注意與質(zhì)量的區(qū)別。]
考法2 n、N、m的有關(guān)計算
3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,計算下列粒子的數(shù)目
(1)0.3 mol H2O分子中所含氫原子數(shù)與________個NH3分子中所含氫原子數(shù)相等。
(2)12 g乙烷中所含共價鍵的物質(zhì)的量是________。
(3)分子數(shù)為0.5NA的CO2分子的質(zhì)量是________。
(4)9.5 g A分子的物質(zhì)的量是0.25 mol,A的摩爾質(zhì)量是________,N個B分子的質(zhì)量是m g,則B的摩爾質(zhì)量是________,24 g O3的分子數(shù)與________g 18O2的分子數(shù)相等。
解析:(2)乙烷的結(jié)構(gòu)式為,1 mol乙烷分子中含有7 mol共價鍵。
(4)M(A)===38 g·mol-1;
n(B)= mol,M(B)= g·mol-1;
mol= mol,m(O2)=18 g。
答案:(1)0.2NA(或1.204×1023) (2)2.8 mol
(3)22 g (4)38 g·mol-1 g·mol-1 18
4.最近材料科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了首例帶結(jié)晶水的晶體在5 K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報道,該晶體的化學(xué)式為Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,試計算12.2 g 該晶體中含氧原子數(shù)為________,氫原子的物質(zhì)的量為________mol。
解析:晶體的摩爾質(zhì)量約為122 g·mol-1,n==0.1 mol,故氧原子數(shù)目=0.1×(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1 mol×1.3×2=0.26 mol。
答案:0.33NA 0.26
考點二| 氣體摩爾體積 阿伏加德羅定律
1.氣體摩爾體積
(1)影響物質(zhì)體積大小的因素
(2)氣體摩爾體積
①含義:單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積,符號Vm,常用單位是L·mol-1(或L·mol-1);基本表達式是Vm=。
②影響因素:氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的,它取決于氣體所處的溫度和壓強。溫度越高,壓強越小,氣體摩爾體積越大。
③特例:標(biāo)準(zhǔn)狀況是指溫度為0 ℃,壓強為101 kPa,此時,Vm=22.4_L·mol-1。
注意:(1)“22.4 L·mol-1”不僅適用于單一氣體,也適用于混合氣體。(2)22.4 L氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是1 mol,在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下為非氣體的常見的物質(zhì)有H2O、H2O2、HF、SO3、C6H6、CCl4、CS2、CHCl3、CH2Cl2、乙醇等。
2.阿伏加德羅定律及其推論
(1)內(nèi)容
可總結(jié)為“三同”定“一同”,即同溫、同壓、同體積的氣體,具有相同的分子數(shù)。
(2)推論
條件
結(jié)論
推論一
同溫同壓
==
=
推論二
同溫同容
=
注意:(1)同溫同壓同體積的氣體的分子數(shù)相等,但原子數(shù)不一定相等。(2)阿伏加德羅定律既適用于單一氣體,也適用于混合氣體。(3)在同溫同壓條件下,可利用氣體的相對分子質(zhì)量大小判斷氣體密度的大小。
3.求氣體的摩爾質(zhì)量M的常用方法
(1)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(2)根據(jù)氣體的相對密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(3)根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量(m)和物質(zhì)的量(n):M=m/n。
(4)根據(jù)一定質(zhì)量(m)的物質(zhì)中微粒數(shù)目(N)和阿伏加德羅常數(shù)(NA):M=NA·m/N。
(5)對于混合氣體,求其平均摩爾質(zhì)量,上述計算式仍然成立;還可以用下式計算:=M1×a%+M2×b%+M3×c%+……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))。
1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol H2與1 mol N2、H2混合氣體體積均約為22.4 L。( )
(2)利用氣體摩爾體積可以計算一個氣體分子的大致體積。( )
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol CH4和1 mol SO3的體積均為22.4 L。( )
(4)同溫同壓下,44 g CO2與28 g CO的體積比為1∶1。( )
(5)在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol N2的體積可能為22.4 L。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.如圖所示三只氣球,其中A、B的體積均為1.12 L,則A、B中氣體的物質(zhì)的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”);標(biāo)準(zhǔn)狀況下,A、B氣球中的分子個數(shù)比是________;在相同溫度和壓強下,A、C氣球中氣體的質(zhì)量相同,則兩氣球的體積之比是________。
答案:不一定 1∶1 2∶1
考法1 氣體摩爾體積及相對分子質(zhì)量的有關(guān)計算
1.一定溫度和壓強下,30 L某種氣態(tài)純凈物中含有6.02×1023個分子,這些分子由1.204×1024個原子構(gòu)成,下列有關(guān)說法中不正確的是
( )
A.該溫度和壓強可能是標(biāo)準(zhǔn)狀況
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,該純凈物若為氣態(tài),其體積約是22.4 L
C.該氣體中每個分子含有2個原子
D.若O2在該條件下為氣態(tài),則1 mol O2在該條件下的體積也為30 L
A [若為標(biāo)準(zhǔn)狀況,6.02×1023個氣態(tài)分子的體積應(yīng)為22.4 L,不是30 L。]
2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,如果a g某氣態(tài)雙原子分子中原子數(shù)為p,則b g該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V是________L。
解析:n(分子)= mol,M(分子)= g·mol-1=
g·mol-1,故V= mol×22.4 L·mol-1= L。
答案:
3.CO和CO2的混合氣體18 g,完全燃燒后測得CO2體積為11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),
(1)混合氣體中CO的質(zhì)量是________g;
(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下混合氣體中CO2的體積是________L;
(3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下混合氣體的密度是________g·L-1(保留兩位有效數(shù)字);
(4)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是________g·mol-1。
解析:CO燃燒發(fā)生反應(yīng):2CO+O22CO2,CO的體積與生成CO2的體積相等,燃燒后CO2的總體積為11.2 L,故18 g CO和CO2的混合氣體的總體積為11.2 L,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,18 g CO和CO2的混合氣體的物質(zhì)的量為0.5 mol,設(shè)CO的物質(zhì)的量為x mol,CO2的物質(zhì)的量為y mol,
則,解得x=0.25,y=0.25。
(1)混合氣體中CO的質(zhì)量為28 g·mol-1×0.25 mol=7 g;
(2)故混合氣體中CO2的體積為0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L;
(3)混合氣體的密度為≈1.6 g·L-1;
(4)解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.6 g·L-1×22.4 L·mol-1≈
36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1;
故平均摩爾質(zhì)量為36 g·mol-1。
答案:(1)7 (2)5.6 (3)1.6 (4)36
4.在一定條件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
(1)若所得混合氣體對H2的相對密度為d,則混合氣體的物質(zhì)的量為________。NH4HCO3的摩爾質(zhì)量為______(用含m、d的代數(shù)式表示)。
(2)若所得混合氣體的密度折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況為ρ g·L-1,則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為________(用含ρ的代數(shù)式表示)。
(3)若在該條件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)分別為a%、b%、c%,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為________(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。
解析:因為NH4HCO3(s)NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)
(1)M(混)=2d g·mol-1?n(混)= mol,
?M(NH4HCO3)=(2d×3) g·mol-1=6d g·mol-1。
(2)(混)=22.4ρ g·mol-1。
(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,
(混)=(17a%+44b%+18c%) g·mol-1。
答案:(1) mol 6d g·mol-1
(2)22.4ρ g·mol-1
(3)17a%+44b%+18c%
Nnm
V(g)
考法2 阿伏加德羅定律及推論
5.同溫同壓下,甲容器中充滿35Cl2,乙容器中充滿37Cl2,完成下列填空。
(1)若兩種氣體體積相等,則甲、乙兩容器中氣體密度之比為________;
(2)若兩種氣體體積相等,則甲、乙兩容器中氣體分子數(shù)之比為________;
(3)若兩種氣體質(zhì)量相等,則甲、乙兩容器中氣體所含質(zhì)子數(shù)之比為________;
(4)若兩種氣體體積相等,則甲、乙兩容器中氣體所含中子數(shù)之比為________。
答案:(1)35∶37 (2)1∶1 (3)37∶35 (4)9∶10
6.(2019·哈爾濱模擬)在甲、乙兩個體積不同的密閉容器中,分別充入質(zhì)量相等的CO、CO2氣體時,兩容器的溫度和壓強均相同,則下列說法正確的是( )
A.充入的CO分子數(shù)比CO2分子數(shù)少
B.甲容器的體積比乙容器的體積小
C.CO的摩爾體積比CO2的摩爾體積小
D.若將壓強相同改為體積相同,則甲容器中的壓強比乙容器的壓強大
D [A項,n(CO)= mol,n(CO2)= mol,故N(CO)>N(CO2),錯誤;B項,n(CO)>n(CO2),故V(甲)>V(乙),錯誤;C項,同溫同壓下,摩爾體積相同,錯誤;D項,n(CO)>n(CO2),在V相同時,p(甲)>p(乙),正確。]
專項突破(二) “七角度”突破NA的判斷陷阱
角度1 22.4 L·mol-1的適用條件分析
(1)陷阱:從Vm=22.4 L·mol-1的適用條件和物質(zhì)的狀態(tài)設(shè)置陷阱。
(2)突破:一要看是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況,不為標(biāo)準(zhǔn)狀況無法直接用22.4 L·mol-1(標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的摩爾體積)求n;二要看物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是否為氣態(tài),若不為氣態(tài)也無法用標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的摩爾體積求得n,如水、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、己烷、苯、CxHy(x>4)、乙醇、乙酸等。
[突破訓(xùn)練1]
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是______(填序號)。
①2.24 L NH3中含有0.1NA個NH3分子
②標(biāo)準(zhǔn)狀況下,3.36 L苯分子中含有原子數(shù)目為1.8NA
③標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L C8H18分子中氫原子數(shù)為1.8NA
④標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L HCl和HF的混合物中含有氫原子數(shù)為0.1NA
⑤標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L CO2和SO2的混合氣體中含有的氧原子數(shù)為0.5NA
解析:苯、C8H18、HF在標(biāo)準(zhǔn)狀況下均為非氣態(tài),故②③④均錯誤;2.24 L NH3未指明所處的狀況,無法確定分子個數(shù),①錯誤。
答案:⑤
角度2 某些物理量與物質(zhì)所處的狀況無關(guān)的分析
(1)陷阱:設(shè)置與某些物理量無關(guān)的一些干擾條件,給出非標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的物質(zhì)的量或質(zhì)量或摩爾質(zhì)量或粒子數(shù),干擾正確判斷。
(2)突破:排“干擾”,明確物質(zhì)的量或質(zhì)量或摩爾質(zhì)量或粒子數(shù)與物質(zhì)所處狀況無關(guān),物質(zhì)的量或質(zhì)量確定時,物質(zhì)所含的微粒數(shù)與溫度、壓強等外界條件無關(guān)。
[突破訓(xùn)練2]
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是______(填序號)。
①常溫常壓下,3.2 g O2所含的原子數(shù)為0.2NA
②標(biāo)準(zhǔn)狀況下,18 g H2O所含的氧原子數(shù)為NA
③室溫下,1 mol CH4中含有原子數(shù)為5NA
④100 ℃、1.01×105 Pa條件下,18 g H2O中含有氫原子數(shù)為2NA
解析:質(zhì)量、物質(zhì)的量、粒子數(shù)均與物質(zhì)所處的狀況無關(guān),均正確。
答案:①②③④
角度3 一定量的混合物中粒子數(shù)目的分析
(1)陷阱:從物質(zhì)的組成特點、摩爾質(zhì)量特點等設(shè)置陷阱。
(2)突破:①特殊物質(zhì)中所含微粒(分子、原子、電子、質(zhì)子、中子等)的數(shù)目,如DO(Mr=20,中子數(shù)為10),HO(Mr=20,中子數(shù)為10)。稀有氣體分子為單原子分子?!狾H與OH-中含有的電子數(shù)不同。
②等質(zhì)量的最簡式相同的物質(zhì)含有的原子數(shù)相同,如NO2與N2O4,C2H4與C3H6,O2與O3。
③等質(zhì)量的摩爾質(zhì)量相同的物質(zhì)含有的分子數(shù)相同,如N2與CO,CO2與N2O,H2SO4與H3PO4。
④等物質(zhì)的量的CO2與SO2中氧原子數(shù)相同。
[突破訓(xùn)練3]
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是________(填序號)。
①18 g D2O和18 g H2O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA
②28 g乙烯和丁烯(C4H8)的混合氣體中氫原子數(shù)為4NA
③常溫常壓下,32 g O2與O3的混合氣體中分子數(shù)為NA
④14 g N2和CO的混合氣體中含有的原子數(shù)為0.5NA
⑤常溫常壓下,92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子數(shù)為6NA
⑥12 g金剛石和石墨混合物中含有的碳原子數(shù)為NA
解析:①18 g D2O和18 g H2O的物質(zhì)的量不相同,則含有的質(zhì)子數(shù)不相同;②二者最簡式均為CH2,故28 g混合氣體中含H原子數(shù)為4NA;③二者的相對分子質(zhì)量不同,無法求分子的物質(zhì)的量;④二者的相對分子質(zhì)量均為28,且均為雙原子分子,故14 g混合氣體中含有的原子數(shù)為0.5×2NA;⑤NO2與N2O4的最簡式均為NO2;⑥金剛石和石墨均由碳原子構(gòu)成,等質(zhì)量時含有的碳原子數(shù)相同。
答案:①③④
角度4 一定量的物質(zhì)中共價鍵(或共用電子對)數(shù)目分析
(1)陷阱:從物質(zhì)結(jié)構(gòu)中含有的共價鍵設(shè)置陷阱。
(2)突破:熟記常見物質(zhì)中的共價鍵數(shù)目
①H2O—2、NH3—3、CH4—4、CCl4—4、P4—6。
②CnH2n+2:C—C(n-1),C—H:(2n+2)。
③金剛石中1 mol C形成2 mol C—C。
④石墨中1 mol C形成1.5 mol C—C。
⑤SiO2中1 mol SiO2中含4 mol Si—O。
⑥苯分子中不含有C—C或C===C。
⑦CO2中C===O為2個,共用電子對數(shù)為4對。
⑧乙醇分子:C—H(5個),C—C(1個),C—O(1個),O—H(1個)。
[突破訓(xùn)練4]
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是______(填序號)。
①常溫常壓下,1.7 g NH3分子中含有的共價鍵數(shù)目為0.3NA
②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,46 g乙醇分子中共價鍵數(shù)目為8NA
③在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,44 g CO2分子中共用電子對數(shù)為4NA
④12 g金剛石和石墨的混合物中C—C數(shù)目為2NA
⑤39 g苯分子中含有C===C數(shù)目為1.5NA
解析:④1 mol金剛石中含C—C鍵2NA,1 mol石墨中含C—C鍵1.5NA;
⑤苯分子中不含C===C。
答案:①②③
角度5 電解質(zhì)溶液中微粒數(shù)目的分析
(1)陷阱:從難電離、易水解的微粒的數(shù)目計算以及電解質(zhì)組成、溶液體積等因素上設(shè)置陷阱。
(2)突破:細(xì)審題、抓“四看”:一看是否指明溶液的體積;二看是否有弱電解質(zhì)或可水解的弱酸根離子(或弱堿陽離子);三看所給條件是否與電解質(zhì)的組成有關(guān),四看是否忽略溶劑水中的H、O原子數(shù)目。
[突破訓(xùn)練5]
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是______(填序號)。
①2 L 0.5 mol·L-1亞硫酸溶液中含有的H+數(shù)目為2NA
②1.0 L 1.0 mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2NA
③1 L 0.5 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO數(shù)目小于0.5NA
④1 L 0.2 mol·L-1的NaHSO3溶液中,H2SO3、HSO和SO的粒子數(shù)之和為0.2NA
⑤25 ℃,pH=1的H2SO4溶液中H+數(shù)目為0.1NA
⑥1 mol FeCl3與水反應(yīng),完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵膠體后,其中膠體粒子的數(shù)目為NA
⑦500 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2溶液中,Mg2+所帶正電荷總數(shù)為0.1NA
解析:①H2SO3為弱酸,不能完全電離;②H2O中也含有氧原子;⑤未指明溶液體積,無法判斷;⑥Fe(OH)3膠體粒子是Fe(OH)3形成多分子集合體,無法判斷;⑦Mg2+部分水解,Mg2+帶的電荷總數(shù)小于0.1NA。
答案:③④
角度6 反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)的分析
(1)陷阱:易在特殊氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移(得失)數(shù)目上設(shè)置陷阱。
(2)突破:
①關(guān)注特殊反應(yīng)
a.Na2O2與水或CO2反應(yīng),產(chǎn)生1 mol O2均轉(zhuǎn)移2 mol電子。
b.鐵與硝酸反應(yīng)時,常溫時在濃硝酸中鈍化,溶于足量稀硝酸生成Fe(NO3)3,硝酸不足時也可生成Fe(NO3)2。
c.NO2與H2O反應(yīng),當(dāng)1 mol NO2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子 mol。
d.氯氣與足量NaOH溶液反應(yīng),1 mol Cl2轉(zhuǎn)移1 mol電子;氯氣與足量金屬反應(yīng),1 mol Cl2轉(zhuǎn)移2 mol電子。
②明確反應(yīng)實質(zhì)
Na、Mg、Al在化合物中的化合價分別為+1、+2、+3,因此1 mol Na與O2反應(yīng),無論生成Na2O還是Na2O2,均轉(zhuǎn)移1 mol電子;1 mol Mg與O2、N2、鹽酸等物質(zhì)反應(yīng),均轉(zhuǎn)移2 mol電子;1 mol Al無論溶于鹽酸還是NaOH溶液,均轉(zhuǎn)移3 mol電子。
③注意過量問題
如含1 mol FeBr2的溶液中通少量Cl2和通足量Cl2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不一樣。
[突破訓(xùn)練6]
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是______(填序號)。
①過氧化鈉與水反應(yīng)時,生成0.1 mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA
②氫氧燃料電池正極消耗22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時,電路中通過的電子數(shù)目為2NA
③鎂在空氣中燃燒生成MgO和Mg3N2的混合物,24 g鎂在空氣中完全燃燒轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA
④惰性電極電解飽和食鹽水時,陰極上生成2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時,電路中通過的電子數(shù)為0.2NA
⑤向1 L 0.1 mol·L-1的FeBr2溶液中通入足量Cl2充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA
⑥H2O2的水溶液中加入MnO2,當(dāng)生成0.5 mol O2時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
解析:②正極消耗O2(22.4 L)轉(zhuǎn)移電子數(shù)4NA;
⑤0.1 mol FeBr2完全被氧化為Fe3+和Br2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.3NA;
⑥H2O2分解為O2時生成0.5 mol O2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5×2NA。
答案:①③④
角度7 一些特殊反應(yīng)或隱含反應(yīng)的分析
(1)陷阱:從特殊反應(yīng)(鈍化反應(yīng)、可逆反應(yīng)、與濃度有關(guān)的反應(yīng))以及隱含反應(yīng)(2NO2N2O4)設(shè)置陷阱。
(2)突破:熟記常見的特殊反應(yīng)或隱含反應(yīng)。
①NO與O2反應(yīng)生成NO2,NO2又部分轉(zhuǎn)化成N2O4。
②一些可逆反應(yīng)不能反應(yīng)完全:如N2與H2化合生成NH3,SO2與O2反應(yīng)生成SO3,Cl2與H2O反應(yīng),Cl2與PCl3反應(yīng),H2與I2反應(yīng)等。
③濃硫酸與足量Cu反應(yīng)時濃硫酸反應(yīng)不完全,濃HCl與足量MnO2反應(yīng)時濃HCl反應(yīng)不完全,濃硝酸與足量Cu反應(yīng),還原產(chǎn)物有NO2和NO,常溫下Fe、Al遇濃硫酸或濃硝酸鈍化等。
④Cl2與CH4反應(yīng),酯化反應(yīng)與酯的水解反應(yīng)均為可逆反應(yīng)。
[突破訓(xùn)練7]
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是______(填序號)。
①密閉容器中2 mol NO與1 mol O2充分反應(yīng),產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA
②60 g乙酸與足量乙醇發(fā)生酯化反應(yīng),充分反應(yīng)后斷裂的C—O鍵數(shù)目為NA
③室溫下,56 g鐵片投入足量濃硫酸中生成NA個SO2
④電解精煉銅,當(dāng)電路中通過0.2NA個電子時,陽極溶解減輕6.4 g
⑤標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將22.4 L Cl2通入足量水中充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA
⑥1 mol CH3COOC2H5在足量稀硫酸溶液中水解得到乙醇分子數(shù)為NA
⑦1 mol PCl3與足量Cl2充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA
⑧含4 mol HCl的濃鹽酸與足量MnO2共熱充分反應(yīng),生成Cl2的分子數(shù)為NA
解析:①NO與O2反應(yīng)生成NO2,NO2又部分生成N2O4,故生成的分子數(shù)小于2NA;②酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng),60 g乙酸不能完全反應(yīng);③常溫下鐵片投入濃硫酸中發(fā)生鈍化;④精煉Cu時陽極溶解的不完全是Cu,可能有Fe、Zn等;⑤Cl2與H2O反應(yīng)為可逆反應(yīng);⑥酯的酸性水解為可逆反應(yīng);⑦PCl3與Cl2反應(yīng)為可逆反應(yīng);⑧濃HCl反應(yīng)過程中變稀鹽酸,反應(yīng)就停止了。
答案:⑤
課堂反饋 真題體驗
1.(2018·全國卷Ⅰ,T10)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1NA
B.22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氬氣含有的質(zhì)子數(shù)為18NA
C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羥基數(shù)為1.0NA
D.1.0 mol CH4與Cl2在光照下反應(yīng)生成的CH3Cl分子數(shù)為1.0NA
B [16.25 g FeCl3的物質(zhì)的量n(FeCl3)=0.1 mol,如果氯化鐵完全水解,則生成0.1 mol Fe(OH)3,而氫氧化鐵膠體粒子由許多氫氧化鐵聚集而成,故氫氧化鐵膠體粒子數(shù)遠(yuǎn)小于0.1NA,A項錯誤;氬氣是單原子分子,1 mol Ar含18 mol質(zhì)子,B項正確;甘油(丙三醇)的分子式為C3H8O3,相對分子質(zhì)量為92,1 mol(92.0 g)甘油含3 mol羥基,C項錯誤;甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)會生成四種有機產(chǎn)物,即1.0 mol甲烷反應(yīng)后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共為1 mol,D項錯誤。]
2.(2017·全國卷Ⅱ,T8)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是( )
A.1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH的數(shù)量為0.1NA
B.2.4 g Mg與H2SO4完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L N2和O2的混合氣體中分子數(shù)為0.2NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密閉容器中充分反應(yīng)后,其分子總數(shù)為0.2NA
D [A項,NH4Cl溶液中,NH易水解生成NH3·H2O,1 L
0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH的數(shù)量小于0.1NA。B項,2.4 g Mg的物質(zhì)的量為0.1 mol,與H2SO4完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA。C項,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體的摩爾體積為22.4 L·mol-1,2.24 L N2和O2的混合氣體中分子數(shù)為0.1NA。D項,H2+I22HI,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不
變,0.1 mol H2和0.1 mol I2反應(yīng)后,其分子總數(shù)為0.2NA。]
3.(2016·全國卷Ⅰ,T8)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA
B.1 mol N2與4 mol H2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA
C.1 mol Fe溶于過量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L CCl4含有的共價鍵數(shù)為0.4NA
A [A項乙烯和丙烯的分子式分別為C2H4、C3H6,二者的最簡式均為CH2,14 g乙烯和丙烯混合氣體中含有“CH2”的物質(zhì)的量為=1 mol,故所含氫原子數(shù)為2NA。B項N2和H2合成氨的反應(yīng)為N2+
3H22NH3,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),1 mol N2與4 mol H2反應(yīng)生成的NH3小于2 mol,故生成的NH3分子數(shù)小于2NA。C項Fe與過量的硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)3,故1 mol Fe參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA。D項標(biāo)準(zhǔn)狀況下,CCl4為液體,2.24 L CCl4的物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于0.1 mol,故含有的共價鍵數(shù)遠(yuǎn)大于0.4NA。]
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