第2讲 阿伏伽德罗常数及其应用(课件 讲义)(共51张PPT)

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第2讲 阿伏伽德罗常数及其应用(课件 讲义)(共51张PPT)

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(共51张PPT)
2025新高考化学二轮重点专题
第2讲-不忘初心:阿伏加德罗常数及其应用
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
考点统计
卷别 呈现形式 题目特点 考点分布
物质的组成与结构 物质的变化与性质
物质构成 分子结构 原子结构 晶体结构 物质用量或产量 转移电子数目 水溶液中的离子数目
全国 甲卷 融合出现 12.电化学(D) 35.(5)晶胞密度(1个空) √ √
新课标卷 融合出现 12.电化学(1个选项) √
北京 融合出现 10.机理图示(1个选项) √
广东 单独考查 融合出现 10.选择题(4个选项) 16.电化学(2个选项) √ √ √√ √ √
江苏 融合出现 8.电化学(1个选项) √
甘肃 融合出现 7.选择题(1个选项) 11.小流程B √ √
重庆卷 融合出现 10.晶体结构(晶胞密度C) √
福建 单独考查 6.选择题(4个选项) √√√ √
考点统计
卷别 呈现形式 题目特点 考点分布
物质的组成与结构 物质的变化与性质
物质构成 分子结构 原子结构 晶体结构 物质用量或产量 转移电子数目 水溶液中的离子数目
浙江 6月 融合出现 6.新方程式(1个选项) √
浙江 1月 融合出现 4.新方程式(1个选项) 13.电化学(1个选项) √ √
河北 单独考查 4.选择题(4个选项) 12.选择题(1个选项) 13.选择题(1个选项) √ √ √ √ √ √
安徽 单独考查 (情境创设) 6.选择题(4个选项) √ √ √ √
江西 单独考查 7.选择题(4个选项) √√ √ √
黑吉辽 单独考查 (情境创设) 4.选择题(4个选项) √ √ √ √
贵州 单独考查 7.选择题(4个选项) √ √ √ √
考查频次(共15/22套试题有直接考查) 4次 8次 3次 3次 8次 13次 5次
考向1.物质组成与结构;
(物质构成、原子结构、分子结构、晶体结构)
考向2.物质变化与性质;
(物质用量或产量,转移电子数、
溶液中离子数目)
考向分析
阿伏加德罗常数
及其应用
阿伏加德罗常数及其应用的考查,重点是应用阿伏加德罗常数解决化学计量问题。
知识重构
PART 02
02
基本公式
知识重构,梳理脉络
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-1 物质构成
物质由分子、原子或离子构成
必备知识:
①由分子构成的物质:单质除常见的双原子外,还有单原子分子(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构成的。
②由离子构成的物质(无分子):如Na2O2由Na+和O22-构成;NaHSO4由Na+和HSO4-构成等。
③由原子直接构成的物质(共价晶体、金属晶体:无分子):如金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅(金刚砂)、所有的金属单质等。
④特定组合的混合物:如等质量的O2和O3、乙烯和环丙烷、正戊烷和异戊烷、NO2和N2O4等。
⑤特殊混合物:胶体——胶粒(并非单个粒子)数目无法求算。
应用:准确判断物质的构成及相关微粒数目。
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-1 物质构成
物质由分子、原子或离子构成
例2.(2024辽宁卷,4AC)
A.标准状况下,中原子总数为
C.反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
A.标况下为气体,为,其含有原子,原子数为错误;
C.反应①方程式为,每生成消耗为,
故可以生成,生成的原子数目为错误;
例1.(2024广东卷,10C)C.和的混合气体含有的分子数目为
和均由分子构成,和的混合气体含有的分子数目为错误;
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-1 物质构成
物质由分子、原子或离子构成
例3.(2024河北卷,4B)
由和构成,晶体中离子的数目为,B错误;
4.超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
B. 晶体中离子的数目为
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-2 原子结构
必备知识:
①原子由原子核和核外电子构成:电子数=质子数=原子序数=核电荷数(阴离子+,阳离子-)。
②中子数=质量数-质子数 。
③原子核外电子分层排布(同一能层的电子排布在不同能级);
④价电子是指元素原子的最外层电子(主族)或最外层加部分次外层电子(过渡元素)。
应用:准确判断物质的所含质子、中子、电子、价电子、某一能层或能级上的电子等微粒数目。
例1(2023全国甲卷,10B)
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-2 原子结构
例2(2024江西卷,7A)
例3(2024安徽卷,6D)
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-3 “分子”结构
必备知识:
①常见物质所含化学键数目:如
②σ键和π键的数目判断:
共价单键——σ键;共价双键——1个σ键、1个π键;共价三键——1个σ键、2个π键。
③杂化轨道中含有的电子数:杂化轨道用于容纳孤电子对和σ键电子对,
因此杂化轨道含有的电子数为:(σ键+孤电子对数)×2
应用:准确判断“分子”结构及相关化学键、共用电子等数目。
物质 CnH2n+2 P4(P-P) Si(Si-Si) SiO2(Si-O) 石墨 金刚石 S8(S-S)
每摩尔含共价键数目 (3n+1) NA 6NA 2NA 4NA 1.5NA 2NA 8NA
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-3 “分子”结构
例2.(2024河北卷,4A)
例1.(2023全国甲卷,10A)
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-3 “分子”结构
例3.(2024江西卷,7BC)
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-4 晶体结构
必备知识:①晶胞中各原子的数目分析——均摊法:
②晶胞密度的计算方法:
应用:确定“晶胞”对应的化学式,结合阿伏伽德罗常数计算其密度。
ρ的单位是g·cm-3 ,1 nm=10-7 cm,1 pm=10-10 cm
微粒位置 顶角 面上 棱上 内部
侧棱 上下棱
共用该微粒的晶胞数 8 2 4 4 1
每个晶胞分摊的微粒数 1
1/8 1/2 1/4 1/4
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-4 晶体结构
例1.(2024江西卷,12C)
1 物质组成与结构
知识重构,梳理脉络
1-4 晶体结构
例2.(2024上海卷,8-5)已知的晶胞如图所示(已知结构为平行六面体,各棱长不相等,在棱心),已知,一个晶胞的体积,求的晶胞密度。____________
根据均摊法,每个溴化铝晶胞中含的个数为。令为,其质量为
,体积为 的晶胞密度为
2 物质变化与性质
知识重构,梳理脉络
2-1 物质用量或产量
必备知识:①物质的量在化学方程式计算中的应用:上下一致,左右相当
②关系式法:利用守恒法或方程式找到正确的关系式
应用:确定所给方程式的系数或利用守恒法进行相关计算。
例1(2024辽宁卷,4C)
C.反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
C.反应①方程式为,每生成消耗为, 故可以生成
,生成的原子数目为错误;
例2.(2024广东卷,16CD)
2 物质变化与性质
知识重构,梳理脉络
2-1 物质用量或产量
例4.(2024北京卷,10)
例3.(2024全国卷,12)
体现综合性与应用性,难度增大
2 物质变化与性质
知识重构,梳理脉络
2-2 转移电子数目
必备知识:
①陌生方程式分析——升降/得失守恒;
②电化学分析——电路中电流相等,外电路电子数目与内电路离子迁移所转移的电荷数目相等;
③常见物质转移电子数:
应用:物质变化过程中转移电子数目/迁移离子数目的计算。
反应 物质变化量 转移电子的物质的量或数目
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 物质变化与性质
知识重构,梳理脉络
2-2 转移电子数目
例1.(2024广东卷,10D)
例3.(2024江苏卷,8D)
2 物质变化与性质
知识重构,梳理脉络
2-2 转移电子数目
例4.(2024浙江6月卷,19-4)该电池以恒定电流工作14分钟,消耗
体积为,故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_______。
[已知:该条件下 的摩尔体积为;电荷量电流时间;

根据题干信息,该燃料电池中为负极,为正极,熔融碳酸盐为电解质溶液,故正极的电极反应式为:
该条件下,的物质的量为,工作时,失电子:
,对应电荷量为:,
工作电荷量为:,则该电池将化学能转化为电能的转化率为:;
2 物质变化与性质
知识重构,梳理脉络
2-3 溶液中的离子数目
必备知识:
①物质的量浓度计算公式:c=n/V
②电解质在水溶液中的行为:电离、水解.
③pH的相关计算:pH=-lgc(H+)
应用:电解质在水溶液中的电离、水解等变化过程中离子数目的计算。
例1.(2024广东卷,10B)
例2.(2024河北卷,4C)
2 物质变化与性质
知识重构,梳理脉络
2-3 溶液中的离子数目
例3.(2023全国甲卷,10CD)
重温经典
PART 03
03
重温经典,感悟高考
基本公式理解与计算能力
【例1】(2022年辽宁卷,5)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1.8g18O中含有的中子数为NA
B.28gC2H4分子中含有的σ键数目为4NA
C.标准状况下,22.4LHCl气体中H+数目为NA
D.pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NA
▲中子数=质量数-质子数
▲确定分子中的共价键、σ键数目
▲理解物质的构成,气体分子中是否含有离子
▲给出pH求数目时,尤其注意是否给出溶液的体积
物质组成与结构
物质性质与变化
主题式命题
A
重温经典,感悟高考
【例2】(2024海南卷,6)
A
基本公式理解与计算能力
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
重温经典,感悟高考
【例3】(2024广东卷,10)10.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.中含有键的数目为
B.溶液中含的数目为
C.和的混合气体含有的分子数目为
D.Na与反应生成,转移电子数目为
A项,2的物质的量为,一个分子中含有3个键,故 中含有键的数目为;
B项,在水溶液中发生水解,溶液中含的数目小于;
C项,均由分子构成,的混合气体含有的分子数目为错误;
D项,
基本公式理解与计算能力
主题式命题
A
物质组成与结构、
物质性质与变化
重温经典,感悟高考
【例4】(2024辽宁卷,4)4.硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,中原子总数为
B.溶液中,数目为
C.反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为
A项,标况下为气体,为,其含有原子,原子数为;
B项,为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,溶液中数目小于;C项,反应①的方程式为,反应中每生成消耗为,故可以生成,生成的原子数目为错误;
D项,反应②的离子方程式为,反应的还原产物为,每生成共转移电子,因此每生成,转移电子,数目为。
基本公式理解与计算能力
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
D
重温经典,感悟高考
【例5】(2023全国甲卷,10)
A
基本公式理解与计算能力
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
重温经典,感悟高考
【例6】(2023浙江1月卷,7)
A
基本公式理解与计算能力
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
重温经典,感悟高考
基本公式理解与计算能力
【例7】(2022年全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的
A.25℃,101kPa下,28L氢气中质子的数目2.5NA
B.2.0L1.0mol/LAlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA
C.0.20mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA
D.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4g,外电路中通过电子的数目为0.10NA
▲质子数=核电荷数=核外电子数=元素的原子序数 无标况
▲盐溶液中应考虑是否存在可水解的离子
▲根据方程式或者元素守恒计算生成物的物质的量
▲明确电解池中电极反应式,计算转移的电子的物质的量
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
C
重温经典,感悟高考
基本公式理解与计算能力
【例8】(2022年广东卷)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是
A.淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
C.1mol CO中含有6.02×1024个电子
D.22.4LCO2被还原生成1mol CO
▲糖类的定义及性质
▲糖类的定义及同分异构体
▲核外电子数=质子数=核电荷数=元素的原子序数
▲给出体积求数目,注意适用条件
物质组成与结构、
物质性质与变化
融合式命题
A
重温经典,感悟高考
基本公式理解与计算能力
【例9】(2022年海南卷,7)在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应转移电子为0.1mol
B.HCl溶液中Cl-数为3NA
C.2.8g56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成标准状况下气体3.36L
▲分析题意,确定过量物质 0.1mol
▲溶液浓度、溶液体积缺一不可 0.3NA
▲中子数=质量数-质子数 1.5NA
▲给出具体反应求生成气体体积,注意适用条件 1.12L
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
A
重温经典,感悟高考
基本公式理解与计算能力
【例10】(2022年1月浙江)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.在25℃时,1LpH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.01NA
B.1.8g重水(D2O)中所含质子数为NA
C.足量的浓盐酸与8.7gMnO2反应,转移电子的数目为0.4NA
D.32g甲醇的分子中含有C-H键的数目为4NA
▲给了溶液pH,即给定了溶液中离子的浓度
▲同位素的质子数、中子数等的确定 0.9NA
▲与浓度有关的反应 0.2NA
▲准确找出有机物分子中某种特定的化学键数目 3NA
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
A
重温经典,感悟高考
基本公式理解与计算能力
【例11】(2022年6月浙江卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.12gNaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C.8gCH4含有中子数为3NA
D.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
▲准确确定离子晶体中阳离子数目
▲给出具体反应求生成气体体积,注意适用条件 无法计算
▲中子数=质量数-质子数
▲可逆反应的特点:不能完全转化
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
知识要求 能力要求
理解基本公式、能应用基本公式结合“物质组成与结构”、“物质变化与性质”的必备知识进行计算。 基本的信息获取与加工能力,基于物质组成与结构对相关微粒进行计算,基于物质性质与变化对变化过程中的相关微粒种类进行定性分析并定量计算。
C
重温经典,感悟高考
【例12】(2024甘肃卷,7)7. 某固体电解池工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B. 电极2是阴极,发生还原反应:
C. 工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2
D. 理论上电源提供能分解
多孔电极1为阴极发生得电子的还原反应转化成 ,电极反应为;
多孔电极2为阳极,发生失电子的氧化反应转化成,电极反应为。
A项.电极1的多孔结构能增大电极的表面积,增大与水蒸气的接触面积,A正确;
B项.电极2为阳极,发生氧化反应:错误;
C项.工作时,阴离子向阳极移动,即从多孔电极1迁移到多孔电极2,C正确;
D项.电解总反应为,e-,则理论上电源提供电子能分解。
相关知识综合与应用能力
B
物质性质与变化
融合式命题
重温经典,感悟高考
【例13】(2024浙江1月卷,4)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:
下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
B.催化剂降低NO与CO反应的活化能
C.NO是氧化剂,CO是还原剂
D.N2既是氧化产物又是还原产物
D
+2
+4
0
+2
A项,CO2和转移电子的关系为:CO2~2e-。
B项,催化剂通过降低反应的活化能,加快反应速率。
C项, NO→N2~氮元素化合价降低,NO是氧化剂;CO→CO2~碳元素元素化合价升高,CO是还原剂。
D项, N2是还原产物,CO2是氧化产物。
相关知识综合与应用能力
物质性质与变化
融合式命题
能力要求:较强的信息获取与加工能力,对必备知识能够进行迁移应用。
【例14】(2024安徽卷,6)6. 地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,
转化关系之一如下图所示、Y均为氮氧化物),羟胺以中间产物的
形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产
物盐酸羟胺广泛用于药品、香料等的合成。已知时,

是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,和Y混合气体中氧原子数为
B.溶液中和数均为
C.完全转化为时,转移的电子数为
D.中含有的价电子总数为

重温经典,感悟高考
陌生信息提取与分析能力
在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X,X在X还原酶的作用下转化为Y,X、Y均为氮氧化物,即X为NO,Y为。
A项,标准状况下,和混合气体物质的量为,氧原子数为,A正确;
B项,为弱酸,因此能水解为
溶液中数目小于,B错误;
反应历程机理图信息
物质性质与变化
主题式命题
【例14】(2024安徽卷,6)6. 地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,
转化关系之一如下图所示、Y均为氮氧化物),羟胺以中间产物的
形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产
物盐酸羟胺广泛用子药品、香料等的合成。已知时,

是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,和Y混合气体中氧原子数为
B.溶液中和数均为
C.完全转化为时,转移的电子数为
D.中含有的价电子总数为

重温经典,感悟高考
陌生信息提取与分析能力
在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X,X在X还原酶的作用下转化为Y,X、Y均为氮氧化物,即X为NO,Y为。
C项,完全转化为时,N的化合价由-1上升到物质的量为,转移的电子数为,C错误;
D项,物质的量为的价电子数等于最外层电子数为5,含有的价电子总数为,D错误;
反应历程机理图信息
物质组成与结构、
物质性质与变化
主题式命题
情境新颖,获取与加工信息能力要求较高。
重温经典,感悟高考
【例15】(2024北京卷,10)
B
物质性质与变化
陌生信息提取与分析能力
反应历程机理图信息
融合式命题
重温经典,感悟高考
【例16】(2024甘肃卷,11)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是( )
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4NH4+
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
C
A项,金属活动性越强,金属的还原性越强,可知还原性:Fe>Cu>Ag。
B项,电子得失守恒可知,Fe~Cu~2e-,Cu~ 2Ag~2e- , 1 mol Fe可回收2 mol Ag 。
C项,反应①中氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成CuCl2和NH4Cl 。
D项,Fe置换出Cu后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的O2氧化为Fe3+ 。
陌生信息提取与分析能力
流程图信息
融合式命题
重温经典,感悟高考
【例17】(2024全国卷,12)
C
物质性质与变化
陌生信息提取与分析能力
电化学装置图信息
融合式命题
重温经典,感悟高考
【例18】(2024河北卷,13)阅读以下材料,完成13~14题
我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg CO2电池,以Mg(TFSI)2为电解质,电解液中加入1,3 丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍,同时改善了Mg2+的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。
13.下列说法错误的是( )
A.放电时,电池总反应为2CO2 + Mg = MgC2O4
B.充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时,电子由Mg电极流向阳极,Mg2+向阴极迁移
D.放电时,每转移1 mol电子,理论上可转化1 mol CO2
Mg-负极:Mg - 2e- = Mg2+
电子流向
阳极
阴极
C
纳米管-正极:
2CO2 + 2e- + Mg2+ = MgC2O4
Mg2+
电化学装置图信息
陌生信息提取与分析能力
能力要求:很强的信息获取与加工能力,能够从真实的复杂问题中提取出经典的化学模型,对必备知识能够进行迁移应用。
融合式命题
物质性质与变化
模型建构
PART 04
04
一个中心,四个计量方向
模型建构
1 基本公式
体现高考试题的基础性和综合性,应用性的体现也逐渐凸显,答题策略是掌握相关的必备知识并积累常见的命题陷阱。
模型建构
2 解题步骤
首先根据题中所给信息,确定已知物理量及相关微粒,找出问题要求的物理量及对应微粒。
定已知,找所求
找联系,定关系
快速算,准确答
方法模型
思维模型
按找出已知物理量与所求物理量的相关转化关系(通过方程式、电化学、反应历程图示或流程图关联),利用方程式或守恒法(原子或化合价升降相等)确定已知量与所求量的数量关系式。
根据所列关系式进行计算对所给选项进行判断,并根据题干要求进行选择。
1.反应是否与浓度有关?2.反应是否与用量有关?3.变化过程是可逆?4.是否有后续反应?
模型建构
3 易错点积累与突破
1.歧化反应、归中反应、与量有关及与浓度有关的反应要分析清楚再进行计算。
2.“一对多的氧化还原反应“(一种氧化剂多种还原剂或一种还原剂多种氧化剂)要找准转移电子总数。
易错点四、电子转移须守恒
1.体系条件——“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF等在标准状况下均非气态]。
2.环境条件——“标准状况”
易错点一、“摩尔体积”有条件
1.熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2等。
2.熟记特殊物质所含化学键数目
易错点二:特殊结构要熟记
1.已知浓度或pH无体积时无法计算粒子数目。
2.计算氢原子、氧原子、氢离子、氢氧根离子数目时不能忽略溶剂——水的贡献;
3.难电离、易水解的粒子可以用守恒法求总量,但是无法确定各粒子的数目。
易错点三、浓度体积二缺一、溶剂水中有微粒
易错点五、变化过程“准“且”全“
备考建议
阿伏加德罗常数及其应用作为高中化学学习的一个重要物理量是基于“物质的量”这一物理量出现的,其相关计算公式是必备的基础知识。在近几年的高考化学试卷中,主要通过和其它化学核心知识的综合以选择题形式进行考查,非选题也有所涉及。主要包括物质组成与结构(物质构成、原子结构、分子结构、晶体结构)、物质变化与性质(物质用量或产量,转移电子数、溶液中离子水)两大考向,重点考查学生对宏观物质与变化对应的微观组成与结构的认识。对“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”两大素养要求较高。在备考中应注意以下几点:
[1]熟记四个基本公式,明确气体摩尔体积的使用条件,掌握宏观量与微观量相互转化的计算方法;
[2]熟悉“物质组成与结构”相关考点的必备知识,会判断相关微粒的数目,并用关系式法进行计算;
[3]熟悉“物质变化与性质”相关考点的必备知识,能分析物质变化过程中相关微粒的数量关系,并用关
系式法进行计算;
[4]对于电化学装置图、反应原理微观图示、流程图和陌生方程式信息,要注意信息的获取、加工与处
理,并结合必备知识确定相关微粒的数量关系。第2讲 阿伏伽德罗常数及其应用
一、考向分析
卷别 呈现形式 题目特点 考点分布
物质的组成与结构 物质的变化与性质
物质构成 分子结构 原子结构 晶体结构 物质用量或产量 转移电子数目 水溶液中的离子数目
考查频次(共15/22套试题有直接考查) 4次 8次 3次 3次 8次 13次 5次
全国 甲卷 融合出现 12.电化学(1个选项) 35.(5)晶胞密度(1个空) √ √
新课标卷 融合出现 12.电化学(1个选项) √
北京 融合出现 10.机理图示(1个选项) √
广东 单独 融合 10.选择题(4个选项) 16.电化学(2个选项) √ √ √√ √ √
江苏 融合出现 8.电化学(1个选项) 9.有机化学(1个选项) √ √
甘肃 融合出现 7.选择题(1个选项) √ √
重庆 融合出现 10C.晶胞密度 √
福建 单独考查 6.选择题(4个选项) √√√ √
浙江 6月 融合出现 6.新方程式(1个选项) √
浙江 1月 融合出现 4.新方程式(1个选项) 13.电化学(1个选项) √ √
河北 单独考查 4.选择题(4个选项) 12.选择题(1个选项) 13.选择题(1个选项) √ √ √ √ √ √
安徽 单独考查 6.选择题(4个选项) (情境创设) √ √ √ √
江西 单独考查 7.选择题(4个选项) √√ √ √
黑吉辽 单独考查 4.选择题(4个选项) (情境创设) √ √ √ √
贵州 单独考查 7.选择题(4个选项) √ √ √ √
二、知识重构
1.基本公式
2.考向对应必备知识梳理
考向一、物质结构与组成
物质构成:物质由分子、原子或离子构成
必备知识:
①由分子构成的物质:单质除常见的双原子外,还有单原子分子(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构成的。
②由离子构成的物质(无分子):如Na2O2由Na+和O2-构成;NaHSO4由Na+和HSO4-构成等。
③由原子直接构成的物质(无分子):如金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅(金刚砂)、所有的金属单质等。
④特定组合的混合物:如等质量的O2和O3、乙烯和环丙烷、正戊烷和异戊烷、NO2和N2O4等。
⑤特殊混合物:胶体(由分散质直径在1-100nm之间的胶粒和分散系组成)中胶粒数目无法求算。
应用:准确判断物质的构成及相关微粒数目。
例1.(2024广东卷,10C)C.1molCO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA ( )
例2(2024辽宁卷,4AC)
A.标准状况下,11.2LSO2中原子总数为0.5NA ( )
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA ( )
例3.(2024河北卷,4B)B. 1molKO2晶体中离子的数目为3NA ( )
答案:× × × ×
原子结构
必备知识:
①原子由原子核和核外电子构成:电子数=质子数=原子序数=核电荷数(阴离子+,阳离子-)。
②原子核外电子分层排布(同一能层的电子排布在不同能级):如氧原子的原子结构示意图、电子排布式、电子排布图分别为: 。
③价电子是指元素原子的最外层电子(主族)或最外层加部分次外层电子(过渡区域)。
应用:准确判断物质的所含质子、中子、电子、价电子等微粒数目。
例1.(2023全国甲卷,10B)B.标准状况下,2.24L SO3 中电子的数目为 4.00NA ( )
例2.(2024江西卷,7A)A. 22.4L15N2含有的中子数为16NA ( )
例3.(2024安徽卷,6D)D. 2.8gN2中含有的价电子总数为0.6NA ( )
答案:× × × ×
分子结构
必备知识:
①常见分子的结构式及其中所含化学键数目:如
物质 CnH2n+2 P4(P—P) Si(Si—Si) SiO2(Si—O) 石墨 金刚石
每摩尔含共价键数目 (3n+1) NA 6NA 2NA 4NA 1.5NA 2NA
②σ键和π键的数目判断:
共价单键——σ键;共价双键——1个σ键、1个π键;共价三键——1个σ键、2个π键。
③杂化轨道中含有的电子数:杂化轨道用于容纳孤电子对和σ键电子对,因此杂化轨道含有的电子数为:(σ键+孤电子对数)×2
应用:准确判断“分子”的结构及相关化学键、共用电子等的数目。
例1.(2023全国甲卷,10A)A.0.50 mol 异丁烷分子中共价键的数目为 6.5NA ( )
例2.(2024河北卷,4A)A. 中键的数目为 ( )
例3.(2024江西卷,7BC)B. 12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA ( )
C. 1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NA ( )
答案:× √ × ×
(4)晶体结构:
必备知识:
①晶胞中各原子的数目分析——均摊法:
微粒位置 顶角 面上 棱上 内部
侧棱 上下棱
共用该微粒的晶胞数 8 2 4 4 1
每个晶胞分摊的微粒数 1/8 1/2 1/4 1/4 1
②晶胞密度的计算方法:(ρ的单位是g·cm-3,1 nm=10-7 cm,1 pm=10-10 cm)
例1.12. NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为anm,P的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值M为NA,下列说法正确的是
A. Nb的配位数是6 B. Nb和O最短距离为anm
C. 晶体密度 D. M的分数坐标为
【答案】D
【解析】A.由图可知,NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个,Nb的配位数是4,故A错误;
B.由图可知,Nb和O最短距离为边长的,晶胞参数为anm,Nb和O最短距离为anm,故B错误;
C.根据均摊法计算可知,Nb的个数为6×=3,O的个数为12×=3,即晶胞中含有3个NbO,晶胞密度为ρ=,故C错误;
D.P的分数坐标为(0,0,0),M位于正方体的面心,M的分数坐标为(,,),故D正确;
故选:D。
例1.(2024河北卷,12C)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该铋氟化物的化学式为 B. 粒子S、T之间的距离为
C. 该晶体的密度为 D. 晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
【答案】D
【解析】A.根据题给晶胞结构,由均摊法可知,每个晶胞中含有个,含有个F-,故该铋氟化物的化学式为,故A正确;
B.将晶胞均分为8个小立方体,由晶胞中MNPQ点的截面图可知,晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心,以M为原点建立坐标系,令N的原子分数坐标为,与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为,则T的原子分数坐标为, S的原子分数坐标为,所以粒子S、T之间的距离为,故B正确;
C.由A项分析可知,每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-,晶胞体积为,则晶体密度为=,故C正确;
D.以晶胞体心处铋离子为分析对象,距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内,为将晶胞均分为8个小立方体后,每个小立方体的体心的F-,即有8个,故D错误;
故答案为:D。
例3.(2024上海卷,8-5)已如的晶胞如图所示(已知结构为平行六面体,各棱长不相等,在棱心)(5)已知,一个晶胞的体积。求的晶胞密度_______。
【答案】(5)3.24g·cm-3 由Al2Br6的晶胞图可知,根据均摊法,一个晶胞中Al2Br6的个数为,则一个晶胞的质量为,一个晶胞的体积,则Al2Br6的晶胞密度为晶胞密度为1068g/329.3cm3= 3.24g cm 3
考向二、物质变化与性质;
物质用量或产量:
必备知识:
①物质的量在化学方程式计算中的应用:上下一致,左右相当
②关系式法:利用守恒法或方程式找到正确的关系式
应用:确定所给方程式的系数或利用守恒法进行相关计算。
例1(2024辽宁卷,4AC)C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA ( )
【答案】×
例2.(2024广东卷,16CD) 一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图),可用于湿法冶铁的研究。电解过程中,下列说法不正确的是
A. 阳极反应: B. 阴极区溶液中浓度逐渐升高
C. 理论上每消耗,阳极室溶液减少 D. 理论上每消耗,阴极室物质最多增加
例3.(2024全国卷,12)科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,电极上检测到和少量。下列叙述正确的是
A. 充电时,向阳极方向迁移
B. 充电时,会发生反应
C. 放电时,正极反应有
D. 放电时,电极质量减少,电极生成了
【答案】C
【解析】Zn具有比较强的还原性,具有比较强的氧化性,自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间,所以电极为正极,Zn电极为负极,则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。
A.充电时该装置为电解池,电解池中阳离子向阴极迁移,即向阴极方向迁移,A不正确;
B.放电时,负极的电极反应为,则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn,即充电时Zn元素化合价应降低,而选项中Zn元素化合价升高,B不正确;
C.放电时电极为正极,正极上检测到和少量,则正极上主要发生的电极反应是,C正确;
D.放电时,Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol),电路中转移0.020mol电子,由正极的主要反应可知,若正极上只有生成,则生成的物质的量为0.020mol,但是正极上还有生成,因此,的物质的量小于0.020mol,D不正确;
综上所述,本题选C。
例4.(2024北京卷,10)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
转移电子数:
必备知识:
①陌生方程式分析——升降/得失守恒;
②电化学分析——电路中电流相等,外电路电子数目与内电路离子迁移所转移的电荷数目相等;
③常见物质转移电子数:
反应 物质变化量 转移电子的物质的量或数目
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广东卷,10D)D. 与反应生成,转移电子数目为 ( )
例2.(2024浙江6月卷,6D)D. 若生成标准状况下的气体,则反应转移的电子数为(表示阿伏加德罗常数的值) ( )
例3.(2024江苏卷,8D)碱性锌锰电池的总反应为
D. 反应中每生成,转移电子数为 ( )
答案:× × ×
例4.(2024浙江6月卷,19-4)氢是清洁能源,硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料,其水解生氢反应方程式如下:(除非特别说明,本题中反应条件均为,)
请回答:(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示,正极上的电极反应式是_______。该电池以恒定电流工作14分钟,消耗体积为,故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_______。[已知:该条件下的摩尔体积为;电荷量电流时间;;。]
【答案】(4)①. O2+4e-+2CO2=2 ②. 70%
【解析】根据题干信息,该燃料电池中H2为负极,O2为正极,熔融碳酸盐为电解质溶液,故正极的电极反应式为:O2+4e-+2CO2=2, 该条件下,0.49L H2的物质的量为,工作时,H2失去电子:H2-2e-=2H+,所带电荷量为:2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19= 3840C,工作电荷量为:3.2×14×60=2688C,则该电池将化学能转化为电能的转化率为:;
溶液中的离子数目:
必备知识:
①物质的量浓度计算公式:
②电解质在水溶液中的行为:电离、水解。
③pH的相关计算:pH=-lgc(H+)
应用:电解质在水溶液中的电离、水解等变化过程中离子数目的计算。
例1.(2024广东卷,10D)B. 溶液中含的数目为 ( )
例2.(2024河北卷,4C)C. 溶液中的数目为 ( )
例3.(2023全国甲卷,10CD)C.1.0 L pH=2 的 H2SO4 溶液中 H+的数目为 0.02NA ( )
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的 Na2CO3 溶液中的数目为1.0( )
答案:× × × ×
三、重温经典
例1.(2022年辽宁卷)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有的中子数为
B.分子中含有的键数目为
C.标准状况下,气体中数目为
D.的溶液中数目为
【答案】A
【解析】A.1个原子中含有10个中子,的物质的量为,故中含有中子的物质的量为,中子数为,故A正确;B.乙烯分子的结构式为,1个乙烯分子中含有5个键, 的物质的量为,所以分子中含有的键数目为,B错误;C.是共价化合物,分子中不存在,故C错误;D.没有给出溶液的体积,无法计算的溶液中的数目,故D错误;选A。
例2.(2024海南卷,6)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 超重水()所含的电子数目为
B. 溶液中的数目为
C. 过量C与充分反应转移电子数目为
D. 与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
【答案】A
【解析】A.超重水(为)所含的电子为0.1mol×10=1mol,电子数目为,A正确;
B.次氯酸根离子为弱酸根离子,部分水解生成次氯酸和氢氧根离子,故溶液中的数目小于,B错误;
C.过量C与充分生成硅单质和CO,硅化合价由+4变为0,则反应转移电子数目为4,C错误;
D.甲烷与氯气发生取代反应为连锁反应,同时得到四种氯代产物和HCl,结合氯守恒,与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为,D错误;
例3.(2024广东卷,10)10. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有键的数目为
B. 溶液中含的数目为
C. 和的混合气体含有的分子数目为
D. 与反应生成,转移电子数目为
【答案】A
【解析】A.26gC2H2的物质的量为1mol,一个C2H2分子中含有3个键,故26gC2H2中含有键的数目为3NA,A正确;
B.在水溶液中发生水解,1L1mol L-1NH4NO3溶液中含的数目小于NA,B错误;
C.CO和H2均由分子构成,1molCO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;
D.Na与H2O反应生成11.2LH2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法得出转移电子数目,D错误;
故选A。
例4.(2024辽宁卷,4)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】A.标况下SO2为气体,11.2L SO2为0.5mol,其含有1.5mol原子,原子数为1.5NA,A错误;
B.SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;
C.反应①的方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;
D.反应②的离子方程式为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,因此,每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;
故答案选D
例5.(2023全国甲卷,10)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.50 mol 异丁烷分子中共价键的数目为 6.5NA
B.标准状况下,2.24L SO3 中电子的数目为 4.00NA
C.1.0 L pH=2 的 H2SO4 溶液中 H+的数目为 0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的 Na2CO3 溶液中 的数目为 1.0NA
【答案】A
【解析】A.异丁烷的结构式为 ,1mol异丁烷分子含有13NA共价键,所以0.50mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;
B.在标准状况下,SO3状态为固态,不能计算出2.24L SO3物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;
C.pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01mol/L,则1.0L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;
D.属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO会发生水解,所以1.0L 1.0 mol/L的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA,D错误;
故选A。
例6.(2023浙江1月卷,7)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.4.4g C2H4O中含有 σ 键数目最多为 0.7NA
B.1.7g H2O2中含有氧原子数为 0.2NA
C.向 1L 0.1mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为 0.1NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为 0.5NA
【答案】A
【解析】 A.1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷),4.4gC2H4O的物质的量为0.1mol,则含有σ键数目最多为0.7NA,A正确;
B.1.7gH2O2的物质的量为=0.05mol,则含有氧原子数为0.1NA,B不正确;
C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒关系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH),再根据物料守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C不正确;
D.标准状况下,11.2LCl2的物质的量为0.5mol,通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H+、Cl-和HClO,所以溶液中氯离子数小于0.5NA,D不正确;
故选A。
例7.(2022年全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.25 ℃.101 kPa 下,28 L 氢气中质子的数目为 2.5NA
B.2.0 L 1.0 mol·L-1 AlCl3 溶液中,Al3+的数目为 2.0NA
C.0.20 mol 苯甲酸完全燃烧,生成 CO2 的数目为 1.4NA
D.电解熔融 CuCl2,阴极增重 6.4 g,外电路中通过电子的数目为 0.10NA
【答案】C
【解析】A.25℃、101kPa不是标准状况,不能用标况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量,故A错误;
B.Al3+在溶液中会发生水解生成Al(OH)3,因此2.0L 1.0 mol/L的AlCl3溶液中Al3+数目小于2.0NA,故B错误;
C.苯甲酸燃烧的化学方程式为,1mol苯甲酸燃烧生成7molCO2,则0.2mol苯甲酸完全燃烧生成1.4molCO2,数目为1.4NA,故C正确;
D.电解熔融CuCl2时,阳极反应为,阴极反应为,阴极增加的重量为Cu的质量,6.4gCu的物质的量为0.1mol,根据阴极反应可知,外电路中通过电子的物质的量为0.2mol,数目为0.2NA,故D错误;
答案选C。
例8.(2022年广东卷)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是( )
A.淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
C.中含有个电子
D.被还原生成
【答案】A
【解析】A.淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖,在一定条件下水解可得到葡萄糖,故A正确;
B.葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6,结构不同,二者互为同分异构体,但含有O元素,不是烃类,属于烃的衍生物,故B错误;
C.一个CO分子含有14个电子,则1molCO中含有14×6.02×1023=8.428×1024个电子,故C错误;
D.未指明气体处于标况下,不能用标况下的气体摩尔体积计算其物质的量,故D错误。
例9.(2022年海南卷)在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应转移电子为0.1mol B.HCl溶液中数为3NA
C.含有的中子数为1.3NA D.反应生成标准状况下气体3.36L
【答案】A
【解析】2.8gFe的物质的量为0.05mol;100mL 3mol·L-1HCl中H+和Cl-的物质的量均为0.3mol,两者发生反应后,Fe完全溶解,而盐酸过量。
A.Fe完全溶解生成Fe2+,该反应转移电子0.1mol,A正确;
B.HCl溶液中Cl-的物质的量为0.3mol,因此,Cl-数为0.3NA,B不正确;
C.56Fe 的质子数为26、中子数为30,2.8g56Fe的物质的量为0.05mol,因此,2.8g56Fe含有的中子数为1.5NA,C不正确;
D.反应生成H2的物质的量为0.05mol,在标准状况下的体积为1.12L ,D不正确。
例10.(2022年1月浙江,15)设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在 25℃时,1L pH为 12 的 Ba(OH)2 溶液中含有 OH- 数目为 0.01NA
B.1.8g 重水(D2O)中所含质子数为 NA
C.足量的浓盐酸与 8.7gMnO2 反应,转移电子的数目为 0.4NA
D.32g 甲醇的分子中含有 C—H 键的数目为 4NA
【答案】A
【详解】A.1LpH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH-的浓度为0.01mol/L,物质的量0.01mol/L 1L=0.01mol,OH-的数目为0.01NA,A正确;
B.1.8g重水(D2O)的物质的量为:0.09mol,所含质子数为0.9NA,B错误;
C.足量的浓盐酸与8.7gMnO2(0.1mol)反应,+4价Mn转化生成Mn2+,转移电子的数目为0.2NA,C错误;
D.甲醇的结构简式为:CH3OH,32g (1mol)的分子中含有C—H键的数目为3NA,D错误;
答案选A。
例11.(2022年6月浙江卷,14)NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.12 g NaHSO4 中含有 0.2NA 个阳离子
B.11.2 L 乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为 3NA
C.8 g CH4 含有中子数为 3NA
D.0.1 mol H2 和 0.1 mol I2 于密闭容器中充分反应后,HI 分子总数为 0.2NA
【答案】C
【解析】A. 由钠离子和硫酸氢根离子构成,其中的阳离子只有钠离子,的物质的量为0.1mol,因此,其中只含有个阳离子,A说法不正确;
B.没有指明气体的温度和压强,无法确定乙烷和丙烯的混合气体的物质的量是多少,因此,无法确定其中所含碳氢键的数目,B说法不正确;
C.分子中有6个中子,的物质的量为0.5mol,因此,含有的中子数为,C说法正确;
D.和发生反应生成,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此,和于密闭容器中充分反应后,分子总数小于,D说法不正确。
综上所述,本题选C。
例12.(2024甘肃卷,7)7某固体电解池工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B. 电极2是阴极,发生还原反应:
C. 工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2
D. 理论上电源提供能分解
【答案】B
【解析】多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g),多孔电极1为阴极,电极反应为2H2O+4e-=2H2+2O2-;多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g),多孔电极2为阳极,电极反应为2O2--4e-=O2。
A.电极1的多孔结构能增大电极的表面积,增大与水蒸气的接触面积,A项正确;
B.根据分析,电极2阳极,发生氧化反应:2O2--4e-=O2,B项错误;
C.工作时,阴离子O2-向阳极移动,即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2,C项正确;
D.根据分析,电解总反应为2H2O(g)2H2+O2,分解2molH2O转移4mol电子,则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O,D项正确;
答案选B。
例13.(2024浙江1月卷,4) 汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:,列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)
A. 生成1molCO2转移电子的数目为2NA B. 催化剂降低NO与CO反应的活化能
C. NO是氧化剂,CO是还原剂 D. N2既是氧化产物又是还原产物
【答案】D
【解析】NO中N的化合价为+2价,降低为0价的N2,1个NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO中C为+2价,化合价升高为+4价的CO2,失去2个电子,作还原剂发生氧化反应;
A.根据分析,1molCO2转移2NA的电子,A正确;
B.催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B正确;
C.根据分析,NO是氧化剂,CO是还原剂,C正确;
D.根据分析,N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误;
故答案为:D。
例14.(2024安徽卷,6)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用子药品、香料等的合成。
已知25℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3 H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B. 1L0.1mol·L-1NaNO2溶液中Na+和NO2-数均为0.1NA
C. 3.3gNH2OH完全转化为NO2-时,转移的电子数为0.6NA
D. 2.8gN2中含有的价电子总数为0.6NA
【答案】A
【解析】在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X,X在X还原酶的作用下转化为Y,X、Y均为氮氧化物,即X为NO,Y为N2O。
A.标准状况下,和N2O混合气体物质的量为0.1mol,氧原子数为,故A正确;
B.HNO2为弱酸,因此能够水解为HNO2,溶液中数目小于,故B错误;
C. 完全转化为时,N的化合价由-1上升到+3,物质的量为0.1mol,转移的电子数为,故C错误;
D.物质的量为0.1mol,N的价电子数等于最外层电子数为5,含有的价电子总数为,故D错误;
故选A。
例15.(2024北京卷,10)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
例16.(2024甘肃卷,11)兴趣小组设计了从中提取的实验方案,下列说法正确的是
A. 还原性:
B. 按上述方案消耗可回收
C. 反应①的离子方程式是
D. 溶液①中的金属离子是
【答案】C
【解析】从实验方案可知,氨水溶解了氯化银,然后用铜置换出银,滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液,向其中加入铁、铁置换出铜,过滤分铜可以循环利用,并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。
【详解】A.金属活动性越强,金属的还原性越强,而且由题中的实验方案能得到证明,还原性从强到弱的顺序为 Fe > Cu > Ag,A不正确;
B.由电子转移守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,因此,根据按上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B不正确;
C.反应①中,氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵,该反应的离子方程式是,C正确;
D.向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁,铁换置换出铜后生成,然后被通入的氧气氧化为,氯化铁和氯化铵水解均使溶液呈酸性二者可共存,因此,溶液①中的金属离子是,D不正确;
综上所述,本题选C。
例17.(2024全国卷,12)6. 科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,电极上检测到和少量。下列叙述正确的是
A. 充电时,向阳极方向迁移
B. 充电时,会发生反应
C. 放电时,正极反应有
D. 放电时,电极质量减少,电极生成了
【答案】C
【解析】Zn具有比较强的还原性,具有比较强的氧化性,自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间,所以电极为正极,Zn电极为负极,则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。
A.充电时该装置为电解池,电解池中阳离子向阴极迁移,即向阴极方向迁移,A不正确;
B.放电时,负极的电极反应为,则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn,即充电时Zn元素化合价应降低,而选项中Zn元素化合价升高,B不正确;
C.放电时电极为正极,正极上检测到和少量,则正极上主要发生的电极反应是,C正确;
D.放电时,Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol),电路中转移0.020mol电子,由正极的主要反应可知,若正极上只有生成,则生成的物质的量为0.020mol,但是正极上还有生成,因此,的物质的量小于0.020mol,D不正确;
综上所述,本题选C。
例18.(2024河北卷,13)我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池,以为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺()以捕获,使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍,同时改善了的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。
回答下列问题。
下列说法错误的是
A. 放电时,电池总反应为
B. 充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C. 充电时,电子由电极流向阳极,向阴极迁移
D. 放电时,每转移电子,理论上可转化
【答案】 C
【解析】放电时CO2转化为MgC2O4,碳元素化合价由+4价降低为+3价,发生还原反应,所以放电时,多孔碳纳米管电极为正极、电极为负极,则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、电极为阴极:
定位:二次电池,放电时阳离子向正极移动,充电时阳离子向阴极移动。
电极 过程 电极反应式
电极 放电
充电
多孔碳纳米管电极 放电
充电
【解析】A.根据以上分析,放电时正极反应式为、负极反应式为,将放电时正、负电极反应式相加,可得放电时电池总反应:,A正确;
B.充电时,多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应,则多孔碳纳米管在充电时是阳极,与电源正极连接,B正确;
C.充电时,电极为阴极,电子从电源负极经外电路流向电极,同时向阴极迁移,C错误;
D.根据放电时的电极反应式可知,每转移电子,有参与反应,因此每转移电子,理论上可转化,D正确;
故选C。
四、模型建构
1 基本公式:一个中心,四个计量方向
体现高考试题的基础性和综合性,应用性的体现也逐渐凸显,答题策略是掌握相关的必备知识并积累常见的命题陷阱。
2 解题步骤
3 易错点积累与突破
备考建议
阿伏加德罗常数及其应用作为高中化学学习的一个重要物理量是基于“物质的量”这一物理量出现的,其相关计算公式是必备的基础知识。在近几年的高考化学试卷中,主要通过和其它化学核心知识的综合以选择题形式进行考查,非选题也有所涉及。主要包括物质组成与结构(物质构成、原子结构、分子结构、晶体结构)、物质变化与性质(物质用量或产量,转移电子数、溶液中离子水)两大考向,重点考查学生对宏观物质与变化的微观组成与结构的认识。对“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”两大素养要求较高。在备考中应注意以下几点:
[1]熟记四个基本公式,明确气体摩尔体积的使用条件,掌握宏观量与微观量相互转化的计算方法;
[2]熟悉“物质组成与结构”相关考点的必备知识,会判断相关微粒的数目,并用关系式法进行计算;
[3]熟悉“物质变化与性质”相关考点的必备知识,能分析物质变化过程中相关微粒的数量关系,并用关
系式法进行计算;
[4]对于电化学装置图、反应原理微观图示、流程图和陌生方程式信息,要注意信息的获取、加工与处
理,并结合必备知识确定相关微粒的数量关系。

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