热点专题一 质量守恒定律 阿伏加德罗常数及定律
【专题目标
1.理解质量守恒定律的涵义。
2.理解阿伏加德罗常数的涵义。了解阿伏加德罗常数的测定。了解气体摩尔体积的涵义。 【经典题型】
题型一:质量守恒定律的直接应用
【例1】2.1克相对分子质量为7.2的CO和H2组成的混合气体,在足量的O2中充分燃烧
后,立即通入盛有足量的Na2O2固体中,求固体增加的质量。
【点拨】根据常规的解法需要先求出CO和H2的质量,再求出CO和H2燃烧生成的CO2
和H2O的质量,最后根据CO2和H2O分别与Na2O2的反应求出固体增加的质量。
如果根据质量守恒求解则十分简单。因为固体Na2O2→Na2CO3,固体增加的质量可看作CO的质量,固体Na2O2→2NaOH, 固体增加的质量可看作H2的质量,所以固体增加的质量相当于CO和H2的质量,即为2.1克。
【规律总结】内容:参加化学反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量总和。 实质:化学反应前后元素的种类和原子的个数不发生改变。
【例2】在一定条件下,16gA和22gB恰好反应生成C和4.5gD。在相同条件下,8gA和
15gB反应可生成D和0.125molC。从上述事实可推知C的式量为____________。 【点拨】根据质量守恒定律,当16gA与22gB恰好反应生成4.5gD的同时,生成C的质
量应为16+22-4.5=33.5g,当8gA和15gB反应时,根据判断B是过量的,A与C的质量关系应是16:33.5=8:x,x=16.75g,MC=16.75g/0.125mol=134g/mol,即C的式量为134。
题型二:阿伏加德罗常数的直接应用
【例3】下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数) ( )
⑴常温常压下,1mol氮气含有NA个氮分子
⑵标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体22.4L,所含的气体的分子数约为NA个
⑶标准状况下,22.4LNO和11.2L氧气混合,气体的分子总数约为1.5NA个 ⑷将NO2和N2O4分子共NA个降温至标准状况下,其体积为22.4L ⑸常温下,18g重水所含中子数为10NA个
⑹常温常压下,1mol氦气含有的核外电子数为4NA
⑺常温常压下,任何金属和酸反应,若生成2g 氢气,则有2NA电子发生转移
8⑻标准状况下,1L辛烷完全燃烧后,所生成气态产物的分子数为NA
22.4⑼31g白磷分子中,含有的共价单键数目是NA个
-1
⑽1L1 mol?L的氯化铁溶液中铁离子的数目为NA
【点拨】⑴正确,1mol氮气的分子数与是否标准状况无关。
⑵正确,任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体 22.4L,气体的总物质的量为1mol,因此含有NA个分子。
⑶不正确,因为NO和氧气一接触就会立即反应生成二氧化氮。
⑷不正确,因为存在以下平衡:2NO2 N2O4(放热),降温,平衡正向移动,分子数 少于1mol,标准状况下,其体积小于22.4L
⑸不正确,重水分子(D2O)中含有10个中子,相对分子质量为 20,18g重水所含中子数为:10×18g/20g· mol-1=9mol。
⑹正确,1个氦原子核外有4个电子,氦气是单原子分子,所以1mol氦气含有4mol 电子,这与外界温度和压强无关。
⑺正确,不论在任何条件下,2g氢气都是1mol,无论什么金属生成氢气的反应均可
+
表示为:2H+2e=H2↑,因此,生成1mol氢气一定转移 2mol电子。
⑻不正确,标准状况下,辛烷是液体,不能使用标准状况下气体的摩尔体积22.4L/mol这一量,所以1L辛烷的物质的量不是1/22.4mol。
⑼不正确,白磷分子的分子式为P4,其摩尔质量为124g/mol,31g白磷相当于0.25mol, 白磷的分子结构为正四面体,一个白磷分子中含有6个P-P共价键,所以,0.25mol白磷中含有1.5NA个P-P共价键。
3+
⑽不正确,Fe在溶液中水解。 本题答案为⑴⑵⑹⑺ 【练习1】(2007高考题)氯的原子序数为17,35Cl是氯的一种同位素,下列说法正确的是 ( )
A.35Cl原子所含质子数为18
B.1/18 mol的1H35Cl分子所含中子数约为6.02?1023 C.3.5g的35Cl2气体的体积为2.24L D.35Cl2气体的摩尔质量为70 g/mol
135
【点拨】该题以35Cl为背景,考查了35Cl原子所含质子数、HCl分子所含中子数以及35Cl2气体的摩尔质量及摩尔体积等,其中1H是所有原子中唯一无中子的原子,“3.5g的35Cl2气体的体积为2.24L”中设置了状态未确定的陷阱。答案为B、D 【规律总结】
1、为了加强对考生思维品质、适应性、科学性、深刻性的考查,命题者往往有意设置一些陷阱,增大试题的区分度,陷阱的设置主要有以下几个方面: ①状况条件:考查气体时经常给非标准状况如常温常压下,1.01×105Pa、25℃时等。 ②物质状态:考查气体摩尔体积时,常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3等。
③物质结构和晶体结构: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)时常涉及希有气体He、Ne等为单原子组成,Cl2、N2、O2、H2为双原子分子等。晶体结构:P4、金刚石、石墨、二氧化硅等结构。
④氧化—还原反应:考查指定物质参加氧化—还原反应时,常设置氧化—还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物被氧化、被还原、电子转移(得失)数目方面的陷阱。 ⑤电离、水解:考查电解质溶液中微粒数目或浓度时常涉及弱电解质的电离,盐类水解方面的陷阱。
2、解题策略:要正确解答本类题目,首先要认真审题。审题是“审”而不是“看”,审题目的过程中要注意分析题目中概念的层次,要特别注意试题中一些关键性的字、词,要边
阅读边思索。其次要留心“陷阱”,对常见的一些陷阱要千万警惕。考生要在认真审题的基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较、作出正确解答。
【强调】温度和压强条件只影响气体的体积,而不影响气体的质量和物质的量,因此,如果讨论物质的量、质量和微粒数目的关系,则与是否标准状况无关。
题型三:阿伏加德罗定律与化学方程式计算的综合应用
【例4】在一定体积的密闭容器中放入3升气体R和5升气体Q,在一定条件下发生反应:2R(气)+5Q(气)== 4X(气)+nY(气)反应完全后,容器温度不变,混和气体的压强是原来的87.5%,则化学方程式中的n值是
A、2 B、3 C、4 D、5
【点拨】方法1:常规法。即由反应前后压强之比列方程求解。密闭容器中充入3升气体R和5升气体Q可认为充入3mol气体R和5mol气体Q,由反应方程式可知,R与Q完全反应后,R过量,余1mol,同时生成4molX气体和nmolY气体,根据题意:p2/p1=n2/n1有: (4+n+1)/(3+5)=87.5/100,n=2。
方法2:差量法。由有关物质的反应量及其反应前后的相关差量结合方程式求解。反应后气体的物质的量为(3+5)mol×87.5%=7mol
2R(气)+5Q(气)== 4X(气)+nY(气) △n
5mol (7-4-m)mol 5mol (8-7)mol ∴ n=2。
方法3:特殊解法(巧解)。因为反应完成后,压强变小,故该反应是气体分子数减小的反应,即:2+5 〉4+n,n〈 3,在选项中只有n=2满足不等式。
【练习2】(2006全国)在120℃时分别进行如下四个反应:
A.2H2S+O2 2H2O+2S B.2H2S+3O2 2H2O+2SO2 C.C2H4+3O2 2H2O+2CO2 D.C4H8+6O2 4H2O+4CO2
(1)若反应容积固定的容器内进行,反应前后气体密度(d)和气体总压强(p)分别符合关系式d前=d后和p前>p后的是 ;符合关系式d前=d后和V前=V后的是 (请填写反应的代号)。
(2)若反应在压强恒定容积可变的容器内进行,反应前后气体密度(d)和气体体积(V)
分别符合关系式d前>d后和V前<V后的是 ;符合d前>d后和V前>V后的是 (请填写反应的代号)。
【点拨】本题把两种不同条件下易混的d、p、V进行比较, 设计新颖,构思精巧,能很好地反映学生的知识基础和明辨能力,提供的四个反应也各有千秋。四个反应特征: A.气体质量减小,气体物质的量减少(S为非气体);B.气体质量不变,气体物质的量减少;C.气体质量不变,气体物质的量不变;D.气体质量不变,气体物质的量增大。 本题答案为(1)C,B;(2)D,A
题型四:阿伏加德罗定律与质量守恒定律的综合应用
【例5】在某温度时,一定量的元素A的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质,此时压强增加了75%。则A单质的一个分子中有_______个A原子,AH3分解反应的化学方程式为__________________________________________。
【点拨】由阿伏加德罗定律的推论:相同温度和压强时,p1/p2=N1/N2得反应前后气体的分