专题二 关于物质的量的简单化学计算的解答方法
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必考星级 2015年 2014年 2013年
全国Ⅰ卷 全国Ⅱ卷 全国Ⅰ卷 全国Ⅱ卷 全国Ⅰ卷 全国Ⅱ卷
★★★★★ 8 10 9、27
高考研究和预测 1.以“NA”为中心的简单计算(物质含有微粒、化学键数目、气体摩尔体积、物质的量浓度、含有微粒数目的判断)
2.以“物质的量”为核心的多角度计算(元素及其化合物发生反应转移电子数的判断;与氧化还原反应、盐类水解等有关的微粒个数的判断)
考点一 以“NA”为中心的简单计算
[高考命题分析] 有关阿伏加德罗常数综合判断类试题,命题角度灵活、涵盖知识面广,可与气体摩尔体积、物质微观结构、氧化还原反应中电子的转移、弱电解质的电离、盐类的水解、可逆反应、同位素等知识联系在一起,涉及的题型主要为选择题,难度不大,解决此类问题的关键是认真审题,规避命题陷阱,熟知各种物理量的相互转化的关系和条件。
(2015•高考新课标全国卷Ⅰ)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
B.2 L 0.5 mol•L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
[解析] A.D2O的摩尔质量为20 g•mol-1,18 g D2O的物质的量为18 g/20 g•mol-1=0.9 mol,则含有的质子数为0.9 mol×10NA=9NA,H2O的摩尔质量为18 g•mol-1,18 g H2O的物质的量为18 g/18 g•mol-1=1 mol,则含有的质子数为1 mol×10NA=10NA,故A不正确。B.亚硫酸是弱电解质,不能发生完全电离,电离方程式为H2SO3 H++HSO-3,HSO-3 H++SO2-3,所含H+离子数小于2 L×0.5 mol•L-1×2=2NA,故B不正确。C.过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,根据电子转移情况得关系式O2~2e-,生成0.1 mol氧气转移电子数为0.2NA,故C正确。D.2 mol NO与1 mol O2发生反应2NO+O2===2NO2,生成2 mol NO2,因为存在2NO2 N2O4,则产物的分子数小于2NA,故D不正确。
[答案] C
(1)阿伏加德罗常数、NA、6.02×1023这三个概念有何不同?
提示:阿伏加德罗常数是指0.012 kg 12C含有的碳原子数,是经过实验已测得比较精确的数值,常用NA来表示。6.02×1023是阿伏加德罗常数常用的近似数值。
(2)物质的量(n)与粒子数(N)之间的关系
提示:二者通过阿伏加德罗常数(NA)联系起来。
物质的量(mol)=物质所含粒子数/NA=物质所含粒子数/6.02×1023。
1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.20 g D2O和20 g H182O中含有的质子数均为10NA
B.2 L 0.5 mol/L亚硫酸溶液中含有的O原子数为3NA
C.0.1 mol过氧化钠与足量水完全反应时,转移的电子数为0.1NA
D.密闭容器中1 mol NO与2 mol O2充分反应后所得物质的分子总数小于2.5NA
解析:选B。A项中,20 g D2O和20 g H182O的物质的量相同,所以含有的质子数也相同,正确;B项中,2 L 0.5 mol/L亚硫酸含有的溶质的物质的量为1 mol,由溶质提供的O原子数为3NA,但忽略了溶液中的溶剂水含有的氧原子,错误;C项中,0.1 mol过氧化钠与足量水完全反应时,转移的电子数的物质的量为0.1 mol,正确;D项中,1 mol NO与2 mol O2充分反应,生成1 mol NO2,剩余1.5 mol O2,但常温下,NO2与N2O4之间存在平衡,所以反应后所得的混合物的分子数小于2.5 NA,正确。
2.阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol-1,下列说法一定正确的是( )
A.22.4 L N2中所含的分子数约为6.02×1023
B.标准状况下,22.4 L Cl2和HCl的混合气体中含分子总数约为2×6.02×1023
C.4 ℃时,22.4 L水含水分子数约为6.02×1023
D.20 g Ne含原子个数约为6.02×1023
解析:选D。A项,由气体体积计算分子个数,首先换算成物质的量,但不知何种状况,不能用22.4 L•mol-1计算,错误;B项,Cl2和HCl的混合气体总物质的量只与体积有关,与气体种类无关,错误;C项,水为液态,气体摩尔体积在此不适用,即22.4 L液态水的物质的量不是1 mol,则微粒数不是6.02×1023,错误;D项,Ne为单原子分子,n=20 g20 g•mol-1=1 mol,N=1 mol×6.02×1023 mol-1=6.02×1023,正确。
3.工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧化反应,若有标准状况下V L氨气完全反应,并转移n个电子,则阿伏加德罗常数(NA)可表示为
A.11.2n5V B.5V11.2n
C.22.4V5n D.22.4n5V
解析:选D。由NH3的催化氧化方程式可知1 mol NH3转化为NO时转移5 mol电子,可得如下关系式:
NH3 ~ 5e-
1 5
V22.4×NA n
即n=5V22.4×NA
解得NA=22.4n5V。
洞悉有关NA判断的七大“陷阱”
考查方向 注意问题