高考必备!阿伏加德罗常数及其定律相关知识点归纳
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一、与“阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律”相关知识点归纳
(一)阿伏加德罗常数相关知识归纳
1.阿伏加德罗常数的概念及理解
⑴概念:1 mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数,通常用“N A”表示,而6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值。
⑵概念的理解:①阿伏加德罗常数的实质是1mol任何粒子的粒子数,即12g12C所含的碳原子数。②不能说“含6.02×1023个粒子的物质的量为1mol”,只能说“含阿伏加德罗常数个粒子的物质的量为1mol”。③阿伏加德罗常数与6.02×1023不能等同,阿伏加德罗常数不是一个纯数,它有单位,其单位为“mol-1”,而6.02×1023只是一个近似值,它无单位。
2.与阿伏加德罗常数相关的概念及其关系
①物质的量
物质的量(n)、阿伏加德罗常数(N A)与粒子数(N)之间的关系:n=N/N A。
②摩尔质量
摩尔质量(Mr)、阿伏加德罗常数(N A)与一个分子(或原子)真实质量(m r)之间的关系:m r=Mr/ N A。
③物质的质量
物质的质量(m)、阿伏加德罗常数(N A)与粒子数(N)之间的关系:m/Mr=N/ N A。
④气体体积
气体体积(V)、阿伏加德罗常数(N A)与粒子数(N)之间的关系:
V/Vm=N/N A,当气体在标准状况时,则有:V/22.4=N/ N A。
⑤物质的量浓度
物质的量浓度(c B)、溶液的体积(V)与物质的量(n B)之间的关系:c B= n B/V,
根据溶液中溶质的组成及电离程度来判断溶液中的粒子数。
3.有关阿伏加德罗常数试题的设陷方式
命题者为了加强对考生的思维能力的考查,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:
⑴状态条件
考查气体时经常给出非标准状况(如常温常压)下的气体体积,这就不能直接用“22.4L/mol”进行计算。
⑵物质的状态
考查气体摩尔体积时,命题者常用在标准状况下一些易混淆的液体或固体作“气体”来设问,迷惑学生。如标
准状况下,水(液态)、SO3(固态)、CCl4(液态)、甲苯(液态)、戊烷(液态)等。这样也不能应用“22.4L/mol”进行计算
。
⑶物质的组成和结构
考查包括原子、分子(含有机物和无机物)等各种粒子变换或转化关系、分子结构(所含质子数、电子数、中子数等)、晶体结构(所含化学键数、质点数等)。如SiO
、Si、P4、C n H2n+2等的化学键数目,CO2、H2S等分子中2
的共用电子对数目。
⑷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、电子转移数目方面的陷阱。特别要注意一些常见歧化反应电子转移的情况,如Na2O2+CO2(或H2O)、Cl2+N aOH(或H2O)、NO2+H2O等。
⑸电解质溶液
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、化学平衡等方面的陷阱。解题时要认真审题,充分挖掘这一隐含条件。
⑹同位素的影响
考查同位素原子质子数、电子数分别相同,但中子数不同,引起其质量数、相对原子质量不同,也经常以此为
出题点来迷惑学生。如果不注意H、D的区别,按H2O的摩尔质量计算,其结果显然是错误的。
(二)阿伏加德罗定律相关知识归纳
1.阿伏加德罗定律的概念及理解
⑴概念:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子数,这就是阿伏加德罗定律。
⑵概念的理解:可以把阿佛加德罗定律简化为“三同一同一不同”这七个字来概括。前面的“三同”是同温、同压、同体积的不同容器中的气体,说的是条件;中间的“一同”是相同的分子数,说的是结论;后面的“一不同”是不同容器中的气体,说的是比较的对象。把它们连结起来,就是同温、同压、同体积的不同气体含有相同的分子数。气体摩尔体积V m实际上是阿伏加德罗定律的一个特例。
2.阿伏加德罗定律的推论
由理想气体状态方程PV=nRT(R为常数),可通过变形改为如下两种表达形式:
①PV=mRT/M,②ρ=PM/RT。
由理想气体状态方程PV=nRT及其导出公式不难推出阿伏加德罗定律及推论。
可概括为“一连比、三正比、三反比”的规律。
⑴“一连比”
即同温同压下,同体积的任何气体的质量之比等于式量(分子量)之比,等于密度之比,即m1/m2=M1/M2=ρ1/ρ2。
⑵“三正比”
①同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,即V1/V2=n1/ n2。
②同温同容下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,即P1/P2= n1/ n2。
③同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比,即ρ1/ρ2=M1/ M2。
⑶“三反比”
①同温同压下,同质量的任何气体的体积与其摩尔质量成反比,即V1/V2=M2/M1。
②同温同容下,同质量的任何气体的压强与其摩尔质量成反比,即P1/P2=M2/M1。
③在相同温度下,同密度的任何气体的压强与其摩尔质量成反比,即P1/P2= M2/M1。
3.混合气体平均式量的几种计算方法⑴标准状态密度法:M=22.4(L·mol-1)×p(g·L-1);
⑵相对密度法:D=ρ1/ρ2= M1/M2;
⑶摩尔质量定义法:M=m(总)/n(总)
⑷物质的量或体积含量法M=M A·a%+M b·b%+……(a%、b%等为各组分气体的体积分数或物质的量分数)。
二、2007年高考试题评析
【例1】(07年广东化学卷,第3题)下列叙述正确的是()
A.48 g O3气体含有6.02×1023个O3分子
B.常温常压下,4.6g NO2气体含有1.81×1023个NO
分子
2
C.0.5mol/LCuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+
D.标准状况下,33.6L 水含有9.03×1023个H2O分子【解析】48 g O3的物质的量为1 mol,含O3分子6.0 2×1023个,A正确;由于存在2NO2N2O4这一隐含条件,故4.6g NO2气体中含有的NO2分子数应界于0.1N A
和0.05N A之间,B错误;由于不知道CuCl2溶液的体积,故无法确定Cu2+离子的数目,C错误;标准状况下,水为固态,不能用22.4L/mol进行计算。故本题应选A。
【例2】(07年四川理综卷,第7题)用N A代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4LCHCl3中含有的氯原子数目为3 N A
B.7gC n H2n中含有的氢原子数目为N A
C.18gD2O中含有的质子数目为10N A
D.1L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的CO32-数目为0.5N A