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第2講 阿伏伽德羅常數及其應用(課件 講義)(共51張PPT)

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第2講 阿伏伽德羅常數及其應用(課件 講義)(共51張PPT)

資源簡介

(共51張PPT)
2025新高考化學二輪重點專題
第2講-不忘初心:阿伏加德羅常數及其應用
contents
目錄
01
考向分析
01
02
03
知識重構
重溫經典
04
模型建構
考向分析
PART 01
01
考點統計
卷別 呈現形式 題目特點 考點分布
物質的組成與結構 物質的變化與性質
物質構成 分子結構 原子結構 晶體結構 物質用量或產量 轉移電子數目 水溶液中的離子數目
全國 甲卷 融合出現 12.電化學(D) 35.(5)晶胞密度(1個空) √ √
新課標卷 融合出現 12.電化學(1個選項) √
北京 融合出現 10.機理圖示(1個選項) √
廣東 單獨考查 融合出現 10.選擇題(4個選項) 16.電化學(2個選項) √ √ √√ √ √
江蘇 融合出現 8.電化學(1個選項) √
甘肅 融合出現 7.選擇題(1個選項) 11.小流程B √ √
重慶卷 融合出現 10.晶體結構(晶胞密度C) √
福建 單獨考查 6.選擇題(4個選項) √√√ √
考點統計
卷別 呈現形式 題目特點 考點分布
物質的組成與結構 物質的變化與性質
物質構成 分子結構 原子結構 晶體結構 物質用量或產量 轉移電子數目 水溶液中的離子數目
浙江 6月 融合出現 6.新方程式(1個選項) √
浙江 1月 融合出現 4.新方程式(1個選項) 13.電化學(1個選項) √ √
河北 單獨考查 4.選擇題(4個選項) 12.選擇題(1個選項) 13.選擇題(1個選項) √ √ √ √ √ √
安徽 單獨考查 (情境創設) 6.選擇題(4個選項) √ √ √ √
江西 單獨考查 7.選擇題(4個選項) √√ √ √
黑吉遼 單獨考查 (情境創設) 4.選擇題(4個選項) √ √ √ √
貴州 單獨考查 7.選擇題(4個選項) √ √ √ √
考查頻次(共15/22套試題有直接考查) 4次 8次 3次 3次 8次 13次 5次
考向1.物質組成與結構;
(物質構成、原子結構、分子結構、晶體結構)
考向2.物質變化與性質;
(物質用量或產量,轉移電子數、
溶液中離子數目)
考向分析
阿伏加德羅常數
及其應用
阿伏加德羅常數及其應用的考查,重點是應用阿伏加德羅常數解決化學計量問題。
知識重構
PART 02
02
基本公式
知識重構,梳理脈絡
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-1 物質構成
物質由分子、原子或離子構成
必備知識:
①由分子構成的物質:單質除常見的雙原子外,還有單原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如P4、S8、C60、O3等);化合物中注意酸是由分子構成的。
②由離子構成的物質(無分子):如Na2O2由Na+和O22-構成;NaHSO4由Na+和HSO4-構成等。
③由原子直接構成的物質(共價晶體、金屬晶體:無分子):如金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅(金剛砂)、所有的金屬單質等。
④特定組合的混合物:如等質量的O2和O3、乙烯和環丙烷、正戊烷和異戊烷、NO2和N2O4等。
⑤特殊混合物:膠體——膠粒(并非單個粒子)數目無法求算。
應用:準確判斷物質的構成及相關微粒數目。
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-1 物質構成
物質由分子、原子或離子構成
例2.(2024遼寧卷,4AC)
A.標準狀況下,中原子總數為
C.反應①每消耗,生成物中硫原子數目為
A.標況下為氣體,為,其含有原子,原子數為錯誤;
C.反應①方程式為,每生成消耗為,
故可以生成,生成的原子數目為錯誤;
例1.(2024廣東卷,10C)C.和的混合氣體含有的分子數目為
和均由分子構成,和的混合氣體含有的分子數目為錯誤;
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-1 物質構成
物質由分子、原子或離子構成
例3.(2024河北卷,4B)
由和構成,晶體中離子的數目為,B錯誤;
4.超氧化鉀可用作潛水或宇航裝置的吸收劑和供氧劑,反應為,
為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是 ( )
B. 晶體中離子的數目為
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-2 原子結構
必備知識:
①原子由原子核和核外電子構成:電子數=質子數=原子序數=核電荷數(陰離子+,陽離子-)。
②中子數=質量數-質子數 。
③原子核外電子分層排布(同一能層的電子排布在不同能級);
④價電子是指元素原子的最外層電子(主族)或最外層加部分次外層電子(過渡元素)。
應用:準確判斷物質的所含質子、中子、電子、價電子、某一能層或能級上的電子等微粒數目。
例1(2023全國甲卷,10B)
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-2 原子結構
例2(2024江西卷,7A)
例3(2024安徽卷,6D)
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-3 “分子”結構
必備知識:
①常見物質所含化學鍵數目:如
②σ鍵和π鍵的數目判斷:
共價單鍵——σ鍵;共價雙鍵——1個σ鍵、1個π鍵;共價三鍵——1個σ鍵、2個π鍵。
③雜化軌道中含有的電子數:雜化軌道用于容納孤電子對和σ鍵電子對,
因此雜化軌道含有的電子數為:(σ鍵+孤電子對數)×2
應用:準確判斷“分子”結構及相關化學鍵、共用電子等數目。
物質 CnH2n+2 P4(P-P) Si(Si-Si) SiO2(Si-O) 石墨 金剛石 S8(S-S)
每摩爾含共價鍵數目 (3n+1) NA 6NA 2NA 4NA 1.5NA 2NA 8NA
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-3 “分子”結構
例2.(2024河北卷,4A)
例1.(2023全國甲卷,10A)
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-3 “分子”結構
例3.(2024江西卷,7BC)
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-4 晶體結構
必備知識:①晶胞中各原子的數目分析——均攤法:
②晶胞密度的計算方法:
應用:確定“晶胞”對應的化學式,結合阿伏伽德羅常數計算其密度。
ρ的單位是g·cm-3 ,1 nm=10-7 cm,1 pm=10-10 cm
微粒位置 頂角 面上 棱上 內部
側棱 上下棱
共用該微粒的晶胞數 8 2 4 4 1
每個晶胞分攤的微粒數 1
1/8 1/2 1/4 1/4
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-4 晶體結構
例1.(2024江西卷,12C)
1 物質組成與結構
知識重構,梳理脈絡
1-4 晶體結構
例2.(2024上海卷,8-5)已知的晶胞如圖所示(已知結構為平行六面體,各棱長不相等,在棱心),已知,一個晶胞的體積,求的晶胞密度。____________
根據均攤法,每個溴化鋁晶胞中含的個數為。令為,其質量為
,體積為 的晶胞密度為
2 物質變化與性質
知識重構,梳理脈絡
2-1 物質用量或產量
必備知識:①物質的量在化學方程式計算中的應用:上下一致,左右相當
②關系式法:利用守恒法或方程式找到正確的關系式
應用:確定所給方程式的系數或利用守恒法進行相關計算。
例1(2024遼寧卷,4C)
C.反應①每消耗,生成物中硫原子數目為
C.反應①方程式為,每生成消耗為, 故可以生成
,生成的原子數目為錯誤;
例2.(2024廣東卷,16CD)
2 物質變化與性質
知識重構,梳理脈絡
2-1 物質用量或產量
例4.(2024北京卷,10)
例3.(2024全國卷,12)
體現綜合性與應用性,難度增大
2 物質變化與性質
知識重構,梳理脈絡
2-2 轉移電子數目
必備知識:
①陌生方程式分析——升降/得失守恒;
②電化學分析——電路中電流相等,外電路電子數目與內電路離子遷移所轉移的電荷數目相等;
③常見物質轉移電子數:
應用:物質變化過程中轉移電子數目/遷移離子數目的計算。
反應 物質變化量 轉移電子的物質的量或數目
Na2O2+CO2(或H2O) 1 mol Na2O2 1 mol或NA
1 mol O2 2 mol或2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA
Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 mol或2NA
1 mol Fe 3 mol或3NA
例2.(2024浙江6月卷,6D)
2 物質變化與性質
知識重構,梳理脈絡
2-2 轉移電子數目
例1.(2024廣東卷,10D)
例3.(2024江蘇卷,8D)
2 物質變化與性質
知識重構,梳理脈絡
2-2 轉移電子數目
例4.(2024浙江6月卷,19-4)該電池以恒定電流工作14分鐘,消耗
體積為,故可測得該電池將化學能轉化為電能的轉化率為_______。
[已知:該條件下 的摩爾體積為;電荷量電流時間;

根據題干信息,該燃料電池中為負極,為正極,熔融碳酸鹽為電解質溶液,故正極的電極反應式為:
該條件下,的物質的量為,工作時,失電子:
,對應電荷量為:,
工作電荷量為:,則該電池將化學能轉化為電能的轉化率為:;
2 物質變化與性質
知識重構,梳理脈絡
2-3 溶液中的離子數目
必備知識:
①物質的量濃度計算公式:c=n/V
②電解質在水溶液中的行為:電離、水解.
③pH的相關計算:pH=-lgc(H+)
應用:電解質在水溶液中的電離、水解等變化過程中離子數目的計算。
例1.(2024廣東卷,10B)
例2.(2024河北卷,4C)
2 物質變化與性質
知識重構,梳理脈絡
2-3 溶液中的離子數目
例3.(2023全國甲卷,10CD)
重溫經典
PART 03
03
重溫經典,感悟高考
基本公式理解與計算能力
【例1】(2022年遼寧卷,5)設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是
A.1.8g18O中含有的中子數為NA
B.28gC2H4分子中含有的σ鍵數目為4NA
C.標準狀況下,22.4LHCl氣體中H+數目為NA
D.pH=12的Na2CO3溶液中OH-數目為0.01NA
▲中子數=質量數-質子數
▲確定分子中的共價鍵、σ鍵數目
▲理解物質的構成,氣體分子中是否含有離子
▲給出pH求數目時,尤其注意是否給出溶液的體積
物質組成與結構
物質性質與變化
主題式命題
A
重溫經典,感悟高考
【例2】(2024海南卷,6)
A
基本公式理解與計算能力
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
重溫經典,感悟高考
【例3】(2024廣東卷,10)10.設為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )
A.中含有鍵的數目為
B.溶液中含的數目為
C.和的混合氣體含有的分子數目為
D.Na與反應生成,轉移電子數目為
A項,2的物質的量為,一個分子中含有3個鍵,故 中含有鍵的數目為;
B項,在水溶液中發生水解,溶液中含的數目小于;
C項,均由分子構成,的混合氣體含有的分子數目為錯誤;
D項,
基本公式理解與計算能力
主題式命題
A
物質組成與結構、
物質性質與變化
重溫經典,感悟高考
【例4】(2024遼寧卷,4)4.硫及其化合物部分轉化關系如圖。設為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是( )
A.標準狀況下,中原子總數為
B.溶液中,數目為
C.反應①每消耗,生成物中硫原子數目為
D.反應②每生成1mol還原產物,轉移電子數目為
A項,標況下為氣體,為,其含有原子,原子數為;
B項,為弱酸陰離子,其在水中易發生水解,因此,溶液中數目小于;C項,反應①的方程式為,反應中每生成消耗為,故可以生成,生成的原子數目為錯誤;
D項,反應②的離子方程式為,反應的還原產物為,每生成共轉移電子,因此每生成,轉移電子,數目為。
基本公式理解與計算能力
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
D
重溫經典,感悟高考
【例5】(2023全國甲卷,10)
A
基本公式理解與計算能力
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
重溫經典,感悟高考
【例6】(2023浙江1月卷,7)
A
基本公式理解與計算能力
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
重溫經典,感悟高考
基本公式理解與計算能力
【例7】(2022年全國甲卷)NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的
A.25℃,101kPa下,28L氫氣中質子的數目2.5NA
B.2.0L1.0mol/LAlCl3溶液中,Al3+的數目為2.0NA
C.0.20mol苯甲酸完全燃燒,生成CO2的數目為1.4NA
D.電解熔融CuCl2,陰極增重6.4g,外電路中通過電子的數目為0.10NA
▲質子數=核電荷數=核外電子數=元素的原子序數 無標況
▲鹽溶液中應考慮是否存在可水解的離子
▲根據方程式或者元素守恒計算生成物的物質的量
▲明確電解池中電極反應式,計算轉移的電子的物質的量
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
C
重溫經典,感悟高考
基本公式理解與計算能力
【例8】(2022年廣東卷)我國科學家進行了如圖所示的碳循環研究。下列說法正確的是
A.淀粉是多糖,在一定條件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖與果糖互為同分異構體,都屬于烴類
C.1mol CO中含有6.02×1024個電子
D.22.4LCO2被還原生成1mol CO
▲糖類的定義及性質
▲糖類的定義及同分異構體
▲核外電子數=質子數=核電荷數=元素的原子序數
▲給出體積求數目,注意適用條件
物質組成與結構、
物質性質與變化
融合式命題
A
重溫經典,感悟高考
基本公式理解與計算能力
【例9】(2022年海南卷,7)在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A.反應轉移電子為0.1mol
B.HCl溶液中Cl-數為3NA
C.2.8g56Fe含有的中子數為1.3NA
D.反應生成標準狀況下氣體3.36L
▲分析題意,確定過量物質 0.1mol
▲溶液濃度、溶液體積缺一不可 0.3NA
▲中子數=質量數-質子數 1.5NA
▲給出具體反應求生成氣體體積,注意適用條件 1.12L
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
A
重溫經典,感悟高考
基本公式理解與計算能力
【例10】(2022年1月浙江)設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A.在25℃時,1LpH為12的Ba(OH)2溶液中含有OH-數目為0.01NA
B.1.8g重水(D2O)中所含質子數為NA
C.足量的濃鹽酸與8.7gMnO2反應,轉移電子的數目為0.4NA
D.32g甲醇的分子中含有C-H鍵的數目為4NA
▲給了溶液pH,即給定了溶液中離子的濃度
▲同位素的質子數、中子數等的確定 0.9NA
▲與濃度有關的反應 0.2NA
▲準確找出有機物分子中某種特定的化學鍵數目 3NA
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
A
重溫經典,感悟高考
基本公式理解與計算能力
【例11】(2022年6月浙江卷)NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A.12gNaHSO4中含有0.2NA個陽離子
B.11.2L乙烷和丙烯的混合氣體中所含碳氫鍵數為3NA
C.8gCH4含有中子數為3NA
D.0.1molH2和0.1molI2于密閉容器中充分反應后,HI分子總數為0.2NA
▲準確確定離子晶體中陽離子數目
▲給出具體反應求生成氣體體積,注意適用條件 無法計算
▲中子數=質量數-質子數
▲可逆反應的特點:不能完全轉化
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
知識要求 能力要求
理解基本公式、能應用基本公式結合“物質組成與結構”、“物質變化與性質”的必備知識進行計算。 基本的信息獲取與加工能力,基于物質組成與結構對相關微粒進行計算,基于物質性質與變化對變化過程中的相關微粒種類進行定性分析并定量計算。
C
重溫經典,感悟高考
【例12】(2024甘肅卷,7)7. 某固體電解池工作原理如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A. 電極1的多孔結構能增大與水蒸氣的接觸面積
B. 電極2是陰極,發生還原反應:
C. 工作時從多孔電極1遷移到多孔電極2
D. 理論上電源提供能分解
多孔電極1為陰極發生得電子的還原反應轉化成 ,電極反應為;
多孔電極2為陽極,發生失電子的氧化反應轉化成,電極反應為。
A項.電極1的多孔結構能增大電極的表面積,增大與水蒸氣的接觸面積,A正確;
B項.電極2為陽極,發生氧化反應:錯誤;
C項.工作時,陰離子向陽極移動,即從多孔電極1遷移到多孔電極2,C正確;
D項.電解總反應為,e-,則理論上電源提供電子能分解。
相關知識綜合與應用能力
B
物質性質與變化
融合式命題
重溫經典,感悟高考
【例13】(2024浙江1月卷,4)汽車尾氣中的NO和CO在催化劑作用下發生反應:
下列說法不正確的是(NA為阿伏加德羅常數的值)( )
A.生成1 mol CO2轉移電子的數目為2NA
B.催化劑降低NO與CO反應的活化能
C.NO是氧化劑,CO是還原劑
D.N2既是氧化產物又是還原產物
D
+2
+4
0
+2
A項,CO2和轉移電子的關系為:CO2~2e-。
B項,催化劑通過降低反應的活化能,加快反應速率。
C項, NO→N2~氮元素化合價降低,NO是氧化劑;CO→CO2~碳元素元素化合價升高,CO是還原劑。
D項, N2是還原產物,CO2是氧化產物。
相關知識綜合與應用能力
物質性質與變化
融合式命題
能力要求:較強的信息獲取與加工能力,對必備知識能夠進行遷移應用。
【例14】(2024安徽卷,6)6. 地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質,
轉化關系之一如下圖所示、Y均為氮氧化物),羥胺以中間產物的
形式參與循環。常溫常壓下,羥胺易潮解,水溶液呈堿性,與鹽酸反應的產
物鹽酸羥胺廣泛用于藥品、香料等的合成。已知時,

是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )
A.標準狀況下,和Y混合氣體中氧原子數為
B.溶液中和數均為
C.完全轉化為時,轉移的電子數為
D.中含有的價電子總數為

重溫經典,感悟高考
陌生信息提取與分析能力
在亞硝酸鹽還原酶的作用下轉化為X,X在X還原酶的作用下轉化為Y,X、Y均為氮氧化物,即X為NO,Y為。
A項,標準狀況下,和混合氣體物質的量為,氧原子數為,A正確;
B項,為弱酸,因此能水解為
溶液中數目小于,B錯誤;
反應歷程機理圖信息
物質性質與變化
主題式命題
【例14】(2024安徽卷,6)6. 地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質,
轉化關系之一如下圖所示、Y均為氮氧化物),羥胺以中間產物的
形式參與循環。常溫常壓下,羥胺易潮解,水溶液呈堿性,與鹽酸反應的產
物鹽酸羥胺廣泛用子藥品、香料等的合成。已知時,

是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )
A.標準狀況下,和Y混合氣體中氧原子數為
B.溶液中和數均為
C.完全轉化為時,轉移的電子數為
D.中含有的價電子總數為

重溫經典,感悟高考
陌生信息提取與分析能力
在亞硝酸鹽還原酶的作用下轉化為X,X在X還原酶的作用下轉化為Y,X、Y均為氮氧化物,即X為NO,Y為。
C項,完全轉化為時,N的化合價由-1上升到物質的量為,轉移的電子數為,C錯誤;
D項,物質的量為的價電子數等于最外層電子數為5,含有的價電子總數為,D錯誤;
反應歷程機理圖信息
物質組成與結構、
物質性質與變化
主題式命題
情境新穎,獲取與加工信息能力要求較高。
重溫經典,感悟高考
【例15】(2024北京卷,10)
B
物質性質與變化
陌生信息提取與分析能力
反應歷程機理圖信息
融合式命題
重溫經典,感悟高考
【例16】(2024甘肅卷,11)興趣小組設計了從AgCl中提取Ag的實驗方案,下列說法正確的是( )
A.還原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反應①的離子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4NH4+
D.溶液①中的金屬離子是Fe2+
C
A項,金屬活動性越強,金屬的還原性越強,可知還原性:Fe>Cu>Ag。
B項,電子得失守恒可知,Fe~Cu~2e-,Cu~ 2Ag~2e- , 1 mol Fe可回收2 mol Ag 。
C項,反應①中氯化四氨合銅溶液與濃鹽酸反應生成CuCl2和NH4Cl 。
D項,Fe置換出Cu后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的O2氧化為Fe3+ 。
陌生信息提取與分析能力
流程圖信息
融合式命題
重溫經典,感悟高考
【例17】(2024全國卷,12)
C
物質性質與變化
陌生信息提取與分析能力
電化學裝置圖信息
融合式命題
重溫經典,感悟高考
【例18】(2024河北卷,13)閱讀以下材料,完成13~14題
我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg CO2電池,以Mg(TFSI)2為電解質,電解液中加入1,3 丙二胺(PDA)以捕獲CO2,使放電時CO2還原產物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙,同時改善了Mg2+的溶劑化環境,提高了電池充放電循環性能。
13.下列說法錯誤的是( )
A.放電時,電池總反應為2CO2 + Mg = MgC2O4
B.充電時,多孔碳納米管電極與電源正極連接
C.充電時,電子由Mg電極流向陽極,Mg2+向陰極遷移
D.放電時,每轉移1 mol電子,理論上可轉化1 mol CO2
Mg-負極:Mg - 2e- = Mg2+
電子流向
陽極
陰極
C
納米管-正極:
2CO2 + 2e- + Mg2+ = MgC2O4
Mg2+
電化學裝置圖信息
陌生信息提取與分析能力
能力要求:很強的信息獲取與加工能力,能夠從真實的復雜問題中提取出經典的化學模型,對必備知識能夠進行遷移應用。
融合式命題
物質性質與變化
模型建構
PART 04
04
一個中心,四個計量方向
模型建構
1 基本公式
體現高考試題的基礎性和綜合性,應用性的體現也逐漸凸顯,答題策略是掌握相關的必備知識并積累常見的命題陷阱。
模型建構
2 解題步驟
首先根據題中所給信息,確定已知物理量及相關微粒,找出問題要求的物理量及對應微粒。
定已知,找所求
找聯系,定關系
快速算,準確答
方法模型
思維模型
按找出已知物理量與所求物理量的相關轉化關系(通過方程式、電化學、反應歷程圖示或流程圖關聯),利用方程式或守恒法(原子或化合價升降相等)確定已知量與所求量的數量關系式。
根據所列關系式進行計算對所給選項進行判斷,并根據題干要求進行選擇。
1.反應是否與濃度有關?2.反應是否與用量有關?3.變化過程是可逆?4.是否有后續反應?
模型建構
3 易錯點積累與突破
1.歧化反應、歸中反應、與量有關及與濃度有關的反應要分析清楚再進行計算。
2.“一對多的氧化還原反應“(一種氧化劑多種還原劑或一種還原劑多種氧化劑)要找準轉移電子總數。
易錯點四、電子轉移須守恒
1.體系條件——“氣體”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF等在標準狀況下均非氣態]。
2.環境條件——“標準狀況”
易錯點一、“摩爾體積”有條件
1.熟記特殊物質中所含微粒(分子、原子、電子、質子、中子等)的數目,如Ne、D2O、18O2等。
2.熟記特殊物質所含化學鍵數目
易錯點二:特殊結構要熟記
1.已知濃度或pH無體積時無法計算粒子數目。
2.計算氫原子、氧原子、氫離子、氫氧根離子數目時不能忽略溶劑——水的貢獻;
3.難電離、易水解的粒子可以用守恒法求總量,但是無法確定各粒子的數目。
易錯點三、濃度體積二缺一、溶劑水中有微粒
易錯點五、變化過程“準“且”全“
備考建議
阿伏加德羅常數及其應用作為高中化學學習的一個重要物理量是基于“物質的量”這一物理量出現的,其相關計算公式是必備的基礎知識。在近幾年的高考化學試卷中,主要通過和其它化學核心知識的綜合以選擇題形式進行考查,非選題也有所涉及。主要包括物質組成與結構(物質構成、原子結構、分子結構、晶體結構)、物質變化與性質(物質用量或產量,轉移電子數、溶液中離子水)兩大考向,重點考查學生對宏觀物質與變化對應的微觀組成與結構的認識。對“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”兩大素養要求較高。在備考中應注意以下幾點:
[1]熟記四個基本公式,明確氣體摩爾體積的使用條件,掌握宏觀量與微觀量相互轉化的計算方法;
[2]熟悉“物質組成與結構”相關考點的必備知識,會判斷相關微粒的數目,并用關系式法進行計算;
[3]熟悉“物質變化與性質”相關考點的必備知識,能分析物質變化過程中相關微粒的數量關系,并用關
系式法進行計算;
[4]對于電化學裝置圖、反應原理微觀圖示、流程圖和陌生方程式信息,要注意信息的獲取、加工與處
理,并結合必備知識確定相關微粒的數量關系。第2講 阿伏伽德羅常數及其應用
一、考向分析
卷別 呈現形式 題目特點 考點分布
物質的組成與結構 物質的變化與性質
物質構成 分子結構 原子結構 晶體結構 物質用量或產量 轉移電子數目 水溶液中的離子數目
考查頻次(共15/22套試題有直接考查) 4次 8次 3次 3次 8次 13次 5次
全國 甲卷 融合出現 12.電化學(1個選項) 35.(5)晶胞密度(1個空) √ √
新課標卷 融合出現 12.電化學(1個選項) √
北京 融合出現 10.機理圖示(1個選項) √
廣東 單獨 融合 10.選擇題(4個選項) 16.電化學(2個選項) √ √ √√ √ √
江蘇 融合出現 8.電化學(1個選項) 9.有機化學(1個選項) √ √
甘肅 融合出現 7.選擇題(1個選項) √ √
重慶 融合出現 10C.晶胞密度 √
福建 單獨考查 6.選擇題(4個選項) √√√ √
浙江 6月 融合出現 6.新方程式(1個選項) √
浙江 1月 融合出現 4.新方程式(1個選項) 13.電化學(1個選項) √ √
河北 單獨考查 4.選擇題(4個選項) 12.選擇題(1個選項) 13.選擇題(1個選項) √ √ √ √ √ √
安徽 單獨考查 6.選擇題(4個選項) (情境創設) √ √ √ √
江西 單獨考查 7.選擇題(4個選項) √√ √ √
黑吉遼 單獨考查 4.選擇題(4個選項) (情境創設) √ √ √ √
貴州 單獨考查 7.選擇題(4個選項) √ √ √ √
二、知識重構
1.基本公式
2.考向對應必備知識梳理
考向一、物質結構與組成
物質構成:物質由分子、原子或離子構成
必備知識:
①由分子構成的物質:單質除常見的雙原子外,還有單原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如P4、S8、C60、O3等);化合物中注意酸是由分子構成的。
②由離子構成的物質(無分子):如Na2O2由Na+和O2-構成;NaHSO4由Na+和HSO4-構成等。
③由原子直接構成的物質(無分子):如金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅(金剛砂)、所有的金屬單質等。
④特定組合的混合物:如等質量的O2和O3、乙烯和環丙烷、正戊烷和異戊烷、NO2和N2O4等。
⑤特殊混合物:膠體(由分散質直徑在1-100nm之間的膠粒和分散系組成)中膠粒數目無法求算。
應用:準確判斷物質的構成及相關微粒數目。
例1.(2024廣東卷,10C)C.1molCO和H2的混合氣體含有的分子數目為3NA ( )
例2(2024遼寧卷,4AC)
A.標準狀況下,11.2LSO2中原子總數為0.5NA ( )
C.反應①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子數目為0.1NA ( )
例3.(2024河北卷,4B)B. 1molKO2晶體中離子的數目為3NA ( )
答案:× × × ×
原子結構
必備知識:
①原子由原子核和核外電子構成:電子數=質子數=原子序數=核電荷數(陰離子+,陽離子-)。
②原子核外電子分層排布(同一能層的電子排布在不同能級):如氧原子的原子結構示意圖、電子排布式、電子排布圖分別為: 。
③價電子是指元素原子的最外層電子(主族)或最外層加部分次外層電子(過渡區域)。
應用:準確判斷物質的所含質子、中子、電子、價電子等微粒數目。
例1.(2023全國甲卷,10B)B.標準狀況下,2.24L SO3 中電子的數目為 4.00NA ( )
例2.(2024江西卷,7A)A. 22.4L15N2含有的中子數為16NA ( )
例3.(2024安徽卷,6D)D. 2.8gN2中含有的價電子總數為0.6NA ( )
答案:× × × ×
分子結構
必備知識:
①常見分子的結構式及其中所含化學鍵數目:如
物質 CnH2n+2 P4(P—P) Si(Si—Si) SiO2(Si—O) 石墨 金剛石
每摩爾含共價鍵數目 (3n+1) NA 6NA 2NA 4NA 1.5NA 2NA
②σ鍵和π鍵的數目判斷:
共價單鍵——σ鍵;共價雙鍵——1個σ鍵、1個π鍵;共價三鍵——1個σ鍵、2個π鍵。
③雜化軌道中含有的電子數:雜化軌道用于容納孤電子對和σ鍵電子對,因此雜化軌道含有的電子數為:(σ鍵+孤電子對數)×2
應用:準確判斷“分子”的結構及相關化學鍵、共用電子等的數目。
例1.(2023全國甲卷,10A)A.0.50 mol 異丁烷分子中共價鍵的數目為 6.5NA ( )
例2.(2024河北卷,4A)A. 中鍵的數目為 ( )
例3.(2024江西卷,7BC)B. 12gC(石墨)中sp2雜化軌道含有的電子數為6NA ( )
C. 1mol[N=C=N]2﹣中含有的π鍵數為4NA ( )
答案:× √ × ×
(4)晶體結構:
必備知識:
①晶胞中各原子的數目分析——均攤法:
微粒位置 頂角 面上 棱上 內部
側棱 上下棱
共用該微粒的晶胞數 8 2 4 4 1
每個晶胞分攤的微粒數 1/8 1/2 1/4 1/4 1
②晶胞密度的計算方法:(ρ的單位是g·cm-3,1 nm=10-7 cm,1 pm=10-10 cm)
例1.12. NbO的立方晶胞如圖,晶胞參數為anm,P的分數坐標為(0,0,0),阿伏加德羅常數的值M為NA,下列說法正確的是
A. Nb的配位數是6 B. Nb和O最短距離為anm
C. 晶體密度 D. M的分數坐標為
【答案】D
【解析】A.由圖可知,NbO的立方晶胞中距離Nb原子最近且距離相等的O原子有4個,Nb的配位數是4,故A錯誤;
B.由圖可知,Nb和O最短距離為邊長的,晶胞參數為anm,Nb和O最短距離為anm,故B錯誤;
C.根據均攤法計算可知,Nb的個數為6×=3,O的個數為12×=3,即晶胞中含有3個NbO,晶胞密度為ρ=,故C錯誤;
D.P的分數坐標為(0,0,0),M位于正方體的面心,M的分數坐標為(,,),故D正確;
故選:D。
例1.(2024河北卷,12C)金屬鉍及其化合物廣泛應用于電子設備、醫藥等領域。如圖是鉍的一種氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ點的截面圖,晶胞的邊長為為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是
A. 該鉍氟化物的化學式為 B. 粒子S、T之間的距離為
C. 該晶體的密度為 D. 晶體中與鉍離子最近且等距的氟離子有6個
【答案】D
【解析】A.根據題給晶胞結構,由均攤法可知,每個晶胞中含有個,含有個F-,故該鉍氟化物的化學式為,故A正確;
B.將晶胞均分為8個小立方體,由晶胞中MNPQ點的截面圖可知,晶胞體內的8個F-位于8個小立方體的體心,以M為原點建立坐標系,令N的原子分數坐標為,與Q、M均在同一條棱上的F-的原子分數坐標為,則T的原子分數坐標為, S的原子分數坐標為,所以粒子S、T之間的距離為,故B正確;
C.由A項分析可知,每個晶胞中有4個Bi3+、12個F-,晶胞體積為,則晶體密度為=,故C正確;
D.以晶胞體心處鉍離子為分析對象,距離其最近且等距的氟離子位于晶胞體內,為將晶胞均分為8個小立方體后,每個小立方體的體心的F-,即有8個,故D錯誤;
故答案為:D。
例3.(2024上海卷,8-5)已如的晶胞如圖所示(已知結構為平行六面體,各棱長不相等,在棱心)(5)已知,一個晶胞的體積。求的晶胞密度_______。
【答案】(5)3.24g·cm-3 由Al2Br6的晶胞圖可知,根據均攤法,一個晶胞中Al2Br6的個數為,則一個晶胞的質量為,一個晶胞的體積,則Al2Br6的晶胞密度為晶胞密度為1068g/329.3cm3= 3.24g cm 3
考向二、物質變化與性質;
物質用量或產量:
必備知識:
①物質的量在化學方程式計算中的應用:上下一致,左右相當
②關系式法:利用守恒法或方程式找到正確的關系式
應用:確定所給方程式的系數或利用守恒法進行相關計算。
例1(2024遼寧卷,4AC)C.反應①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子數目為0.1NA ( )
【答案】×
例2.(2024廣東卷,16CD) 一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖),可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中,下列說法不正確的是
A. 陽極反應: B. 陰極區溶液中濃度逐漸升高
C. 理論上每消耗,陽極室溶液減少 D. 理論上每消耗,陰極室物質最多增加
例3.(2024全國卷,12)科學家使用研制了一種可充電電池(如圖所示)。電池工作一段時間后,電極上檢測到和少量。下列敘述正確的是
A. 充電時,向陽極方向遷移
B. 充電時,會發生反應
C. 放電時,正極反應有
D. 放電時,電極質量減少,電極生成了
【答案】C
【解析】Zn具有比較強的還原性,具有比較強的氧化性,自發的氧化還原反應發生在Zn與MnO2之間,所以電極為正極,Zn電極為負極,則充電時電極為陽極、Zn電極為陰極。
A.充電時該裝置為電解池,電解池中陽離子向陰極遷移,即向陰極方向遷移,A不正確;
B.放電時,負極的電極反應為,則充電時陰極反應為Zn2++2e-=Zn,即充電時Zn元素化合價應降低,而選項中Zn元素化合價升高,B不正確;
C.放電時電極為正極,正極上檢測到和少量,則正極上主要發生的電極反應是,C正確;
D.放電時,Zn電極質量減少0.65g(物質的量為0.010mol),電路中轉移0.020mol電子,由正極的主要反應可知,若正極上只有生成,則生成的物質的量為0.020mol,但是正極上還有生成,因此,的物質的量小于0.020mol,D不正確;
綜上所述,本題選C。
例4.(2024北京卷,10)可采用催化氧化法將工業副產物制成,實現氯資源的再利用。反應的熱化學方程式:。下圖所示為該法的一種催化機理。
下列說法不正確的是
A. Y為反應物,W為生成物
B. 反應制得,須投入
C. 升高反應溫度,被氧化制的反應平衡常數減小
D. 圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應
【答案】B
【解析】由該反應的熱化學方程式可知,該反應涉及的主要物質有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO與Y反應生成Cu(OH)Cl,則Y為HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,則W為H2O;CuCl2分解為X和CuCl,則X為Cl2;CuCl和Z反應生成Cu2OCl2,則Z為O2;綜上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
A.由分析可知,Y為反應物,W為生成物,A正確;
B.在反應中作催化劑,會不斷循環,適量即可,B錯誤;
C.總反應為放熱反應,其他條件一定,升溫平衡逆向移動,平衡常數減小,C正確;
D.圖中涉及的兩個氧化還原反應是和,D正確;
故選B。
轉移電子數:
必備知識:
①陌生方程式分析——升降/得失守恒;
②電化學分析——電路中電流相等,外電路電子數目與內電路離子遷移所轉移的電荷數目相等;
③常見物質轉移電子數:
反應 物質變化量 轉移電子的物質的量或數目
Na2O2+CO2(或H2O) 1 mol Na2O2 1 mol或NA
1 mol O2 2 mol或2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA
Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 mol或2NA
1 mol Fe 3 mol或3NA
例1.(2024廣東卷,10D)D. 與反應生成,轉移電子數目為 ( )
例2.(2024浙江6月卷,6D)D. 若生成標準狀況下的氣體,則反應轉移的電子數為(表示阿伏加德羅常數的值) ( )
例3.(2024江蘇卷,8D)堿性鋅錳電池的總反應為
D. 反應中每生成,轉移電子數為 ( )
答案:× × ×
例4.(2024浙江6月卷,19-4)氫是清潔能源,硼氫化鈉()是一種環境友好的固體儲氫材料,其水解生氫反應方程式如下:(除非特別說明,本題中反應條件均為,)
請回答:(4)氫能的高效利用途徑之一是在燃料電池中產生電能。某研究小組的自制熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖2所示,正極上的電極反應式是_______。該電池以恒定電流工作14分鐘,消耗體積為,故可測得該電池將化學能轉化為電能的轉化率為_______。[已知:該條件下的摩爾體積為;電荷量電流時間;;。]
【答案】(4)①. O2+4e-+2CO2=2 ②. 70%
【解析】根據題干信息,該燃料電池中H2為負極,O2為正極,熔融碳酸鹽為電解質溶液,故正極的電極反應式為:O2+4e-+2CO2=2, 該條件下,0.49L H2的物質的量為,工作時,H2失去電子:H2-2e-=2H+,所帶電荷量為:2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19= 3840C,工作電荷量為:3.2×14×60=2688C,則該電池將化學能轉化為電能的轉化率為:;
溶液中的離子數目:
必備知識:
①物質的量濃度計算公式:
②電解質在水溶液中的行為:電離、水解。
③pH的相關計算:pH=-lgc(H+)
應用:電解質在水溶液中的電離、水解等變化過程中離子數目的計算。
例1.(2024廣東卷,10D)B. 溶液中含的數目為 ( )
例2.(2024河北卷,4C)C. 溶液中的數目為 ( )
例3.(2023全國甲卷,10CD)C.1.0 L pH=2 的 H2SO4 溶液中 H+的數目為 0.02NA ( )
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的 Na2CO3 溶液中的數目為1.0( )
答案:× × × ×
三、重溫經典
例1.(2022年遼寧卷)設為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是
A.中含有的中子數為
B.分子中含有的鍵數目為
C.標準狀況下,氣體中數目為
D.的溶液中數目為
【答案】A
【解析】A.1個原子中含有10個中子,的物質的量為,故中含有中子的物質的量為,中子數為,故A正確;B.乙烯分子的結構式為,1個乙烯分子中含有5個鍵, 的物質的量為,所以分子中含有的鍵數目為,B錯誤;C.是共價化合物,分子中不存在,故C錯誤;D.沒有給出溶液的體積,無法計算的溶液中的數目,故D錯誤;選A。
例2.(2024海南卷,6)代表阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是
A. 超重水()所含的電子數目為
B. 溶液中的數目為
C. 過量C與充分反應轉移電子數目為
D. 與足量發生取代反應生成HCl分子的數目為
【答案】A
【解析】A.超重水(為)所含的電子為0.1mol×10=1mol,電子數目為,A正確;
B.次氯酸根離子為弱酸根離子,部分水解生成次氯酸和氫氧根離子,故溶液中的數目小于,B錯誤;
C.過量C與充分生成硅單質和CO,硅化合價由+4變為0,則反應轉移電子數目為4,C錯誤;
D.甲烷與氯氣發生取代反應為連鎖反應,同時得到四種氯代產物和HCl,結合氯守恒,與足量發生取代反應生成HCl分子的數目為,D錯誤;
例3.(2024廣東卷,10)10. 設為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是
A. 中含有鍵的數目為
B. 溶液中含的數目為
C. 和的混合氣體含有的分子數目為
D. 與反應生成,轉移電子數目為
【答案】A
【解析】A.26gC2H2的物質的量為1mol,一個C2H2分子中含有3個鍵,故26gC2H2中含有鍵的數目為3NA,A正確;
B.在水溶液中發生水解,1L1mol L-1NH4NO3溶液中含的數目小于NA,B錯誤;
C.CO和H2均由分子構成,1molCO和H2的混合氣體含有的分子數目為NA,C錯誤;
D.Na與H2O反應生成11.2LH2,由于未給出氣體所處的狀態,無法求出生成氣體的物質的量,也無法得出轉移電子數目,D錯誤;
故選A。
例4.(2024遼寧卷,4)硫及其化合物部分轉化關系如圖。設為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A. 標準狀況下,中原子總數為
B. 溶液中,數目
C. 反應①每消耗,生成物中硫原子數目為
D. 反應②每生成還原產物,轉移電子數目為
【答案】D
【解析】A.標況下SO2為氣體,11.2L SO2為0.5mol,其含有1.5mol原子,原子數為1.5NA,A錯誤;
B.SO為弱酸陰離子,其在水中易發生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO數目小于0.01NA,B錯誤;
C.反應①的方程式為SO2+2H2S=3S+2H2O,反應中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S為0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子數目為0.15NA,C錯誤;
D.反應②的離子方程式為3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,反應的還原產物為S2-,每生成2mol S2-共轉移4mol電子,因此,每生成1mol S2-,轉移2mol電子,數目為2NA,D正確;
故答案選D
例5.(2023全國甲卷,10)NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是( )
A.0.50 mol 異丁烷分子中共價鍵的數目為 6.5NA
B.標準狀況下,2.24L SO3 中電子的數目為 4.00NA
C.1.0 L pH=2 的 H2SO4 溶液中 H+的數目為 0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的 Na2CO3 溶液中 的數目為 1.0NA
【答案】A
【解析】A.異丁烷的結構式為 ,1mol異丁烷分子含有13NA共價鍵,所以0.50mol異丁烷分子中共價鍵的數目為6.5NA,A正確;
B.在標準狀況下,SO3狀態為固態,不能計算出2.24L SO3物質的量,故無法求出其電子數目,B錯誤;
C.pH=2的硫酸溶液中氫離子濃度為c(H+)=0.01mol/L,則1.0L pH=2的硫酸溶液中氫離子數目為0.01NA,C錯誤;
D.屬于強堿弱酸鹽,在水溶液中CO會發生水解,所以1.0L 1.0 mol/L的Na2CO3溶液中CO的數目小于1.0NA,D錯誤;
故選A。
例6.(2023浙江1月卷,7)NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是( )
A.4.4g C2H4O中含有 σ 鍵數目最多為 0.7NA
B.1.7g H2O2中含有氧原子數為 0.2NA
C.向 1L 0.1mol/L CH3COOH溶液通氨氣至中性,銨根離子數為 0.1NA
D.標準狀況下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯離子數為 0.5NA
【答案】A
【解析】 A.1個C2H4O中含有6個σ鍵和1個π鍵(乙醛)或7個σ鍵(環氧乙烷),4.4gC2H4O的物質的量為0.1mol,則含有σ鍵數目最多為0.7NA,A正確;
B.1.7gH2O2的物質的量為=0.05mol,則含有氧原子數為0.1NA,B不正確;
C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨氣至中性,溶液中存在電荷守恒關系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液c(OH-)=c(H+),則c(CH3COO-)=c(NH),再根據物料守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1mol,得出銨根離子數小于0.1NA,C不正確;
D.標準狀況下,11.2LCl2的物質的量為0.5mol,通入水中后只有一部分Cl2與水反應生成H+、Cl-和HClO,所以溶液中氯離子數小于0.5NA,D不正確;
故選A。
例7.(2022年全國甲卷)NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是( )
A.25 ℃.101 kPa 下,28 L 氫氣中質子的數目為 2.5NA
B.2.0 L 1.0 mol·L-1 AlCl3 溶液中,Al3+的數目為 2.0NA
C.0.20 mol 苯甲酸完全燃燒,生成 CO2 的數目為 1.4NA
D.電解熔融 CuCl2,陰極增重 6.4 g,外電路中通過電子的數目為 0.10NA
【答案】C
【解析】A.25℃、101kPa不是標準狀況,不能用標況下的氣體摩爾體積計算氫氣的物質的量,故A錯誤;
B.Al3+在溶液中會發生水解生成Al(OH)3,因此2.0L 1.0 mol/L的AlCl3溶液中Al3+數目小于2.0NA,故B錯誤;
C.苯甲酸燃燒的化學方程式為,1mol苯甲酸燃燒生成7molCO2,則0.2mol苯甲酸完全燃燒生成1.4molCO2,數目為1.4NA,故C正確;
D.電解熔融CuCl2時,陽極反應為,陰極反應為,陰極增加的重量為Cu的質量,6.4gCu的物質的量為0.1mol,根據陰極反應可知,外電路中通過電子的物質的量為0.2mol,數目為0.2NA,故D錯誤;
答案選C。
例8.(2022年廣東卷)我國科學家進行了如圖所示的碳循環研究。下列說法正確的是( )
A.淀粉是多糖,在一定條件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖與果糖互為同分異構體,都屬于烴類
C.中含有個電子
D.被還原生成
【答案】A
【解析】A.淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖,在一定條件下水解可得到葡萄糖,故A正確;
B.葡萄糖與果糖的分子式均為C6H12O6,結構不同,二者互為同分異構體,但含有O元素,不是烴類,屬于烴的衍生物,故B錯誤;
C.一個CO分子含有14個電子,則1molCO中含有14×6.02×1023=8.428×1024個電子,故C錯誤;
D.未指明氣體處于標況下,不能用標況下的氣體摩爾體積計算其物質的量,故D錯誤。
例9.(2022年海南卷)在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是( )
A.反應轉移電子為0.1mol B.HCl溶液中數為3NA
C.含有的中子數為1.3NA D.反應生成標準狀況下氣體3.36L
【答案】A
【解析】2.8gFe的物質的量為0.05mol;100mL 3mol·L-1HCl中H+和Cl-的物質的量均為0.3mol,兩者發生反應后,Fe完全溶解,而鹽酸過量。
A.Fe完全溶解生成Fe2+,該反應轉移電子0.1mol,A正確;
B.HCl溶液中Cl-的物質的量為0.3mol,因此,Cl-數為0.3NA,B不正確;
C.56Fe 的質子數為26、中子數為30,2.8g56Fe的物質的量為0.05mol,因此,2.8g56Fe含有的中子數為1.5NA,C不正確;
D.反應生成H2的物質的量為0.05mol,在標準狀況下的體積為1.12L ,D不正確。
例10.(2022年1月浙江,15)設 NA 為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是( )
A.在 25℃時,1L pH為 12 的 Ba(OH)2 溶液中含有 OH- 數目為 0.01NA
B.1.8g 重水(D2O)中所含質子數為 NA
C.足量的濃鹽酸與 8.7gMnO2 反應,轉移電子的數目為 0.4NA
D.32g 甲醇的分子中含有 C—H 鍵的數目為 4NA
【答案】A
【詳解】A.1LpH為12的Ba(OH)2溶液中含有OH-的濃度為0.01mol/L,物質的量0.01mol/L 1L=0.01mol,OH-的數目為0.01NA,A正確;
B.1.8g重水(D2O)的物質的量為:0.09mol,所含質子數為0.9NA,B錯誤;
C.足量的濃鹽酸與8.7gMnO2(0.1mol)反應,+4價Mn轉化生成Mn2+,轉移電子的數目為0.2NA,C錯誤;
D.甲醇的結構簡式為:CH3OH,32g (1mol)的分子中含有C—H鍵的數目為3NA,D錯誤;
答案選A。
例11.(2022年6月浙江卷,14)NA 為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是 ( )
A.12 g NaHSO4 中含有 0.2NA 個陽離子
B.11.2 L 乙烷和丙烯的混合氣體中所含碳氫鍵數為 3NA
C.8 g CH4 含有中子數為 3NA
D.0.1 mol H2 和 0.1 mol I2 于密閉容器中充分反應后,HI 分子總數為 0.2NA
【答案】C
【解析】A. 由鈉離子和硫酸氫根離子構成,其中的陽離子只有鈉離子,的物質的量為0.1mol,因此,其中只含有個陽離子,A說法不正確;
B.沒有指明氣體的溫度和壓強,無法確定乙烷和丙烯的混合氣體的物質的量是多少,因此,無法確定其中所含碳氫鍵的數目,B說法不正確;
C.分子中有6個中子,的物質的量為0.5mol,因此,含有的中子數為,C說法正確;
D.和發生反應生成,該反應是可逆反應,反應物不能完全轉化為生成物,因此,和于密閉容器中充分反應后,分子總數小于,D說法不正確。
綜上所述,本題選C。
例12.(2024甘肅卷,7)7某固體電解池工作原理如圖所示,下列說法錯誤的是
A. 電極1的多孔結構能增大與水蒸氣的接觸面積
B. 電極2是陰極,發生還原反應:
C. 工作時從多孔電極1遷移到多孔電極2
D. 理論上電源提供能分解
【答案】B
【解析】多孔電極1上H2O(g)發生得電子的還原反應轉化成H2(g),多孔電極1為陰極,電極反應為2H2O+4e-=2H2+2O2-;多孔電極2上O2-發生失電子的氧化反應轉化成O2(g),多孔電極2為陽極,電極反應為2O2--4e-=O2。
A.電極1的多孔結構能增大電極的表面積,增大與水蒸氣的接觸面積,A項正確;
B.根據分析,電極2陽極,發生氧化反應:2O2--4e-=O2,B項錯誤;
C.工作時,陰離子O2-向陽極移動,即O2-從多孔電極1遷移到多孔電極2,C項正確;
D.根據分析,電解總反應為2H2O(g)2H2+O2,分解2molH2O轉移4mol電子,則理論上電源提供2mol電子能分解1molH2O,D項正確;
答案選B。
例13.(2024浙江1月卷,4) 汽車尾氣中的NO和CO在催化劑作用下發生反應:,列說法不正確的是(NA為阿伏加德羅常數的值)
A. 生成1molCO2轉移電子的數目為2NA B. 催化劑降低NO與CO反應的活化能
C. NO是氧化劑,CO是還原劑 D. N2既是氧化產物又是還原產物
【答案】D
【解析】NO中N的化合價為+2價,降低為0價的N2,1個NO得2個電子,作氧化劑,發生還原反應,CO中C為+2價,化合價升高為+4價的CO2,失去2個電子,作還原劑發生氧化反應;
A.根據分析,1molCO2轉移2NA的電子,A正確;
B.催化劑通過降低活化能,提高反應速率,B正確;
C.根據分析,NO是氧化劑,CO是還原劑,C正確;
D.根據分析,N2為還原產物,CO2為氧化產物,D錯誤;
故答案為:D。
例14.(2024安徽卷,6)地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質,轉化關系之一如下圖所示(X、Y均為氮氧化物),羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下,羥胺易潮解,水溶液呈堿性,與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺([NH3OH]Cl)廣泛用子藥品、香料等的合成。
已知25℃時,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3 H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是
A. 標準狀況下,2.24L X和Y混合氣體中氧原子數為0.1NA
B. 1L0.1mol·L-1NaNO2溶液中Na+和NO2-數均為0.1NA
C. 3.3gNH2OH完全轉化為NO2-時,轉移的電子數為0.6NA
D. 2.8gN2中含有的價電子總數為0.6NA
【答案】A
【解析】在亞硝酸鹽還原酶的作用下轉化為X,X在X還原酶的作用下轉化為Y,X、Y均為氮氧化物,即X為NO,Y為N2O。
A.標準狀況下,和N2O混合氣體物質的量為0.1mol,氧原子數為,故A正確;
B.HNO2為弱酸,因此能夠水解為HNO2,溶液中數目小于,故B錯誤;
C. 完全轉化為時,N的化合價由-1上升到+3,物質的量為0.1mol,轉移的電子數為,故C錯誤;
D.物質的量為0.1mol,N的價電子數等于最外層電子數為5,含有的價電子總數為,故D錯誤;
故選A。
例15.(2024北京卷,10)可采用催化氧化法將工業副產物制成,實現氯資源的再利用。反應的熱化學方程式:。下圖所示為該法的一種催化機理。
下列說法不正確的是
A. Y為反應物,W為生成物
B. 反應制得,須投入
C. 升高反應溫度,被氧化制的反應平衡常數減小
D. 圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應
【答案】B
【解析】由該反應的熱化學方程式可知,該反應涉及的主要物質有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO與Y反應生成Cu(OH)Cl,則Y為HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,則W為H2O;CuCl2分解為X和CuCl,則X為Cl2;CuCl和Z反應生成Cu2OCl2,則Z為O2;綜上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
A.由分析可知,Y為反應物,W為生成物,A正確;
B.在反應中作催化劑,會不斷循環,適量即可,B錯誤;
C.總反應為放熱反應,其他條件一定,升溫平衡逆向移動,平衡常數減小,C正確;
D.圖中涉及的兩個氧化還原反應是和,D正確;
故選B。
例16.(2024甘肅卷,11)興趣小組設計了從中提取的實驗方案,下列說法正確的是
A. 還原性:
B. 按上述方案消耗可回收
C. 反應①的離子方程式是
D. 溶液①中的金屬離子是
【答案】C
【解析】從實驗方案可知,氨水溶解了氯化銀,然后用銅置換出銀,濾液中加入濃鹽酸后得到氯化銅和氯化銨的混合液,向其中加入鐵、鐵置換出銅,過濾分銅可以循環利用,并通入氧氣可將亞鐵離子氧化為鐵離子。
【詳解】A.金屬活動性越強,金屬的還原性越強,而且由題中的實驗方案能得到證明,還原性從強到弱的順序為 Fe > Cu > Ag,A不正確;
B.由電子轉移守恒可知,1 mol Fe可以置換1 mol Cu,而1 mol Cu可以置換2 mol Ag,因此,根據按上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B不正確;
C.反應①中,氯化四氨合銅溶液與濃鹽酸反應生成氯化銅和氯化銨,該反應的離子方程式是,C正確;
D.向氯化銅和氯化銨的混合液中加入鐵,鐵換置換出銅后生成,然后被通入的氧氣氧化為,氯化鐵和氯化銨水解均使溶液呈酸性二者可共存,因此,溶液①中的金屬離子是,D不正確;
綜上所述,本題選C。
例17.(2024全國卷,12)6. 科學家使用研制了一種可充電電池(如圖所示)。電池工作一段時間后,電極上檢測到和少量。下列敘述正確的是
A. 充電時,向陽極方向遷移
B. 充電時,會發生反應
C. 放電時,正極反應有
D. 放電時,電極質量減少,電極生成了
【答案】C
【解析】Zn具有比較強的還原性,具有比較強的氧化性,自發的氧化還原反應發生在Zn與MnO2之間,所以電極為正極,Zn電極為負極,則充電時電極為陽極、Zn電極為陰極。
A.充電時該裝置為電解池,電解池中陽離子向陰極遷移,即向陰極方向遷移,A不正確;
B.放電時,負極的電極反應為,則充電時陰極反應為Zn2++2e-=Zn,即充電時Zn元素化合價應降低,而選項中Zn元素化合價升高,B不正確;
C.放電時電極為正極,正極上檢測到和少量,則正極上主要發生的電極反應是,C正確;
D.放電時,Zn電極質量減少0.65g(物質的量為0.010mol),電路中轉移0.020mol電子,由正極的主要反應可知,若正極上只有生成,則生成的物質的量為0.020mol,但是正極上還有生成,因此,的物質的量小于0.020mol,D不正確;
綜上所述,本題選C。
例18.(2024河北卷,13)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電電池,以為電解質,電解液中加入1,3-丙二胺()以捕獲,使放電時還原產物為。該設計克服了導電性差和釋放能力差的障礙,同時改善了的溶劑化環境,提高了電池充放電循環性能。
回答下列問題。
下列說法錯誤的是
A. 放電時,電池總反應為
B. 充電時,多孔碳納米管電極與電源正極連接
C. 充電時,電子由電極流向陽極,向陰極遷移
D. 放電時,每轉移電子,理論上可轉化
【答案】 C
【解析】放電時CO2轉化為MgC2O4,碳元素化合價由+4價降低為+3價,發生還原反應,所以放電時,多孔碳納米管電極為正極、電極為負極,則充電時多孔碳納米管電極為陽極、電極為陰極:
定位:二次電池,放電時陽離子向正極移動,充電時陽離子向陰極移動。
電極 過程 電極反應式
電極 放電
充電
多孔碳納米管電極 放電
充電
【解析】A.根據以上分析,放電時正極反應式為、負極反應式為,將放電時正、負電極反應式相加,可得放電時電池總反應:,A正確;
B.充電時,多孔碳納米管電極上發生失電子的氧化反應,則多孔碳納米管在充電時是陽極,與電源正極連接,B正確;
C.充電時,電極為陰極,電子從電源負極經外電路流向電極,同時向陰極遷移,C錯誤;
D.根據放電時的電極反應式可知,每轉移電子,有參與反應,因此每轉移電子,理論上可轉化,D正確;
故選C。
四、模型建構
1 基本公式:一個中心,四個計量方向
體現高考試題的基礎性和綜合性,應用性的體現也逐漸凸顯,答題策略是掌握相關的必備知識并積累常見的命題陷阱。
2 解題步驟
3 易錯點積累與突破
備考建議
阿伏加德羅常數及其應用作為高中化學學習的一個重要物理量是基于“物質的量”這一物理量出現的,其相關計算公式是必備的基礎知識。在近幾年的高考化學試卷中,主要通過和其它化學核心知識的綜合以選擇題形式進行考查,非選題也有所涉及。主要包括物質組成與結構(物質構成、原子結構、分子結構、晶體結構)、物質變化與性質(物質用量或產量,轉移電子數、溶液中離子水)兩大考向,重點考查學生對宏觀物質與變化的微觀組成與結構的認識。對“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”兩大素養要求較高。在備考中應注意以下幾點:
[1]熟記四個基本公式,明確氣體摩爾體積的使用條件,掌握宏觀量與微觀量相互轉化的計算方法;
[2]熟悉“物質組成與結構”相關考點的必備知識,會判斷相關微粒的數目,并用關系式法進行計算;
[3]熟悉“物質變化與性質”相關考點的必備知識,能分析物質變化過程中相關微粒的數量關系,并用關
系式法進行計算;
[4]對于電化學裝置圖、反應原理微觀圖示、流程圖和陌生方程式信息,要注意信息的獲取、加工與處
理,并結合必備知識確定相關微粒的數量關系。

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