阿佛加德罗常数
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高考化学--阿佛加德罗常数一、【知识提要】一)、物质的量及相关概念1、摩尔(mol):表示物质的量的单位,每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。
即:n=N/N A。
2、阿伏加德罗常数(N A):就是12g 12C所含有的碳原子数,计算时一般采用近似值×1023。
3、摩尔质量(M):1摩尔物质所具有的质量叫做物质的摩尔质量,摩尔质量的单位是g/mol。
物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量(M)之间的转换关系是m=M n。
4、气体摩尔体积(Vm):1摩尔气体所占有的体积叫做气体摩尔体积。
在标准状况下,1mol的任何气体所占的体积都约是,记作Vm=mol。
气体摩尔体积在标准状况下与气体实际体积的关系是V = .。
常温常压下及其它非标准状况下,1摩尔气体的体积会发生变化。
5、物质的量浓度(c):以1L溶液里所含溶质A的物质的量来表示的溶液组成的物理量,叫做溶质A的物质的量浓度,即:c(A)=n(A)/V。
物质的量浓度的单位是mol/L。
二)、氧化还原反应及相关概念1、氧化剂与还原剂:价态降低元素对应的化合物是氧化剂,价态升高元素对应的化合物是还原剂。
2、被氧化与被还原:氧化剂价态降低元素被还原,还原剂价态升高元素被氧化。
3、电子转移方向:从化合价升高元素转移到化合价降低元素。
4、电子转移数目:氧化还原反应中,元素化合价变化数目与元素变化原子个数乘积。
三)、相关定律1、阿伏加德罗定律:在相同温度和相同压强条件下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
即:同温同压条件下,同体积气体含有相同物质的量的分子。
也可以认为:同温同压条件下,体积比等于物质的量之比。
2、质量守恒定律:在化学反应中,参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。
3、定比定律:定比定律也叫定组成定律,名称不同但内容基本上一样。
定组成定律是说化合物有固定的组成,定比定律则是说组成某一化合物的时候,各成分元素常依一定的质量比互相化合。
换句话说,各成分元素常依一定的物质的量之比互相化合。
这是物料守恒的依据。
【解题指导】阿伏加德罗常数一直是高考的“热点”。
高考多年重现率几乎为100%。
试题以前20号元素组成的单质、氢化物、氧化物、分子、离子、有机物为载体,考查有关概念和考生思维品质,解题时一定要严格审题。
四)、正确辨析相关概念1、物质微粒:考查一定物质的量的物质中含有多少微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)。
稀有气体He、Ne为单原子构成,Cl2、N2、O2、H2为双原子分子,题目往往故意混淆微粒种类。
H2的质子数为2,质量数为2;He的质子数为2,中子数为2,质量数为4,题目经常给质子数和中子数制造错觉,把原子序数当成相对原子质量,把相对原子质量当相对分子质量。
氢氧根中电子数的计算、重水中中子数的计算和硝酸铵中氮原子的计算常常考查重点。
比如:“28克氮气所含的原子数为N A”,错,“标准状下,升氯气中所含的氯原子数为2N A”,对;“1摩尔D2O所含质子数为12N A”,错,“-所含电子数为N A个”,对。
2、概念嫁接:“8 g D2O所含电子数为10N A”将H2O的摩尔质量延用到D2O上,错。
“1L1mol/L的盐酸溶液中所含分子数为N A”盐酸中已不含有氯化氢分子,题目意指并不是水分子数,错。
五)、常见物质的状态1、常见的气态单质:H2、O2、Cl2、N2、F2。
2、常见的气态氢化物:NH3、PH3、H2S、HF、HCl、HBr、HI、碳原子数少于4的烃。
水在常温常压下是液态,标准状态下已为固态;CCl4、苯、已烷、庚烯、辛炔等均为液体。
3、常见的气态氧化物:CO、CO2、NO、NO2、SO2。
SO3熔点℃,沸点(℃,在标准状况下为固态。
六)、气体摩尔体积与物质状态1、只给体积不给状态不能用mol进行计算。
如:“产生氢气需要N A个钠钠原子与足量盐酸反应”,错。
2、非标准状况不能用mol进行计算。
如:“在25℃,压强为×105帕时,升氮气所含的分子数目为N A”,错。
3、在标准状况下给定的物质为液态或固态不能用mol进行计算。
“标准状况下,1升辛烷完全燃烧后,所生成气态产物的分子数为N A ”,“标准状况下,1升水所含分子数为1/ N A”,“在标准状况下,苯中含有个碳原子”,“标准状况下,N A 个SO3分子所占的体积约为”等说法均错。
4、“常温常压”总是干扰信息。
“在常温常压下,升氯气含有的分子数为”中,“常温常压”是非标准状况不能用mol进行计算。
“在常温常压下,1 mol Ne含有的原子数为N A”中,“常温常压”可以舍去。
5、“mol”对应的是气态物质的分子数目,其它微粒依分子数换算。
“在标准状况,升氢气所含的分子数目为N A”,错。
“标准状况下,升二氧化氮中含有氧原子数为N A”,对。
七)、电子转移方向和数目特例1、铜与硫反应:加热条件下,铜在硫蒸气中燃烧,2Cu +S ─→ Cu2S ,产物Cu2S 中铜为 +1价。
“铜与硫反应中1mol铜失去的电子数为2 N A”,错。
2、过氧化钠和氯气的歧化反应:过氧化钠在化学反应中一般作氧化剂,1摩尔过氧化钠转移2摩尔电子,但在与H2O、CO2及HCl等歧化反应中,1摩尔过氧化钠转移1摩尔电子。
“78克过氧化钠与二氧化碳反应产生升气体,电子转移2N A”,错。
氯气在化学反应中一般作氧化剂,1摩尔氯气转移2摩尔电子,但在 Cl2 + 2NaOH ─→ NaCl + NaClO + H2O 的歧化反应中,1摩尔氯气转移N A个子。
而在 3Cl2 + 6KOH ─→ 5KCl +KClO3 + 3H2O 的歧化反应中,3摩尔氯气中,5mol 氯原子得到电子,1mol氯原子失去电子,转移5 N A电子。
3、氯酸钾与盐酸反应:KClO3+ 6HCl ─→ KCl + 3Cl2 + 3H2O,反应中6摩尔盐酸只有5摩尔价态发生变化,有1摩尔盐酸氯元素的价态没有发生变化,生成了氯化钾,所以电子转移方向和数目是:由盐酸中氯元素到氯酸钾中氯元素,电子转移5 N A。
4、硝酸铵分解:5NH4NO3─→ 4N2 + 2HNO3 + 9H2O,5mol NH4NO3中,5mol NH4+氮元素价态升高,3mol NO3―价态降低,电子转移15 N A。
“80g硝酸铵加热分解生成氮气、硝酸和水,电子转移3N A”,对。
八)、物质结构相关知识1、过氧化钠与阴离子数目:Na2O2中过氧根“ ”为一个整体,过氧化钠晶体中阳离子与阴离子数目之比应为2∶1。
2、白磷与化学键数目:P4是正四面体结构,每摩尔P4分子中含有6摩尔P―P键。
3、石英晶体与共价键:在石英晶体中,N A个硅原子与2 N A个氧原子形成共价键。
4、乙醇分子与共价键:在1 mol C2H5OH分子中,含有C―C 共价键N A个,O―H 共价键N A个,C―H共价键5 N A个。
对于C5H12等烃类,不论原子如何排列,可快速确定在1 mol C5H12分子中,含有C―C 共价键 4 N A个,C―H 共价键12N A个,5 N A C―H共价键。
九)、化学平衡相关知识1、化学反应:“标准状况下, NO和 O2混合后,分子总数为N A”,没有考虑生成NO2的反应,错。
2、化学平衡:“46g二氧化氮和46g四氧化二氮含有的分子数分别为为N A和N A/2”,没有考虑NO2和N2O4之间的化学平衡,错。
3、电离与水解:弱电解质不能完全电离,“1L 1mol/L醋酸溶液中离子总数为2N A”,“L的100mL H2SO3溶液中,含有的离子数约为”,错。
由于盐的水解,“含106g碳酸钠的碳酸钠溶液中含N A个CO32―”错。
“在0℃、×105帕时,纯水中[H+]=[OH―]=1×l0―7mol/L”中温度应改为24℃。
二、常见陷阱类型:陷阱一:温度和压强mol是在标准状况(0 ℃,×105Pa)下的气体摩尔体积。
命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积,让考生与mol进行转换,从而误入陷阱。
1.常温常压下,氧气所含的原子数为N A2.在25℃,压强为×105 Pa时,氮气所含的原子数目为N A分析:1.标准状况下,氧气为,其所含原子数为N A。
而常温常压(25℃,×105 Pa)下,氧气物质的量小于,其所含原子数必小于N A,故叙述错误。
2.本题叙述错误,分析方法同上。
陷阱二:物质状态mol使用的对象是气体(包括混合气体)。
命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题,让考生落入陷阱。
1.标准状况下的辛烷完全燃烧,生成CO2分子数为8N A2.标准状况下,四氯化碳所含分子数为3.标准状况下,1L水所含分子数为(1/N A4.标准状况下, SO3中含个氧原子分析:1、2、3题中的辛烷、四氯化碳、水在标准状况下均为液体,第4题中SO3在标准状况下为固体。
故以上4道题说法都不正确。
陷阱三:物质变化一些物质间的变化具有一定的隐蔽性,有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。
考生若不注意挖掘隐含变化往往会误入陷阱。
1.金属镁变为镁离子时失去的电子数为2.常温常压下,1molNO2气体与水反应生成N A个NO3-3.62gNa2O溶于水后所得溶液中含有O2-离子数为N A4.在铜与硫的反应中,1mol铜失去的电子数为2N A分析:1.其物质的量为,据Mg-2e→Mg2+,可知变为Mg2+时失去的电子数为,故叙述错误。
2.据化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO可知,1mol NO2气体与水反应生成(2/3)mol NO3-离子,即为(2/3)N A个NO3-离子,故叙述错误。
3.Na2O溶于水后发生反应Na2O+H2O=2NaOH,所得溶液中不含有O2-离子,故叙述错误。
4.Cu与S反应的方程式为2Cu+S=Cu2S,Cu的化合价由零价升为+1价,2mol Cu失去2N A个电子转变为Cu+离子,则1molCu失去的电子数为N A,故叙述错误。
陷阱四:单质组成气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如Ne)、三原子分子(如O3)、四原子分子(如P4)等。
考生如不注意这点,极容易误入陷阱。
1.标准状况下,臭氧中含N A个氧原子2.10g氖气所含原子数为N A3.在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同分析:1.臭氧(O3)为三原子分子,n(O)= 3n(O3)=,即中含有个氧原子,故叙述错误。
2.氖气(Ne)为单原子分子,10g Ne为,所含原子数为 N A,故叙述错误。
3.因为组成气体单质的原子数目不同,故叙述错误。
若说成“在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同”则正确。