熱點專題一 質量守恒定律 阿伏加德羅常數及定律
【專題目標】
1．理解質量守恒定律的涵義。
2．理解阿伏加德羅常數的涵義。了解阿伏加德羅常數的測定。了解氣體摩爾體積的涵義。
【經典題型】
題型一：質量守恒定律的直接應用
【例1】2.1克相對分子質量為7.2的CO和H2組成的混合氣體，在足量的O2中充分燃燒
后，立即通入盛有足量的Na2O2固體中，求固體增加的質量。
【點撥】根據常規(guī)的解法需要先求出CO和H2的質量，再求出CO和H2燃燒生成的CO2和H2O的質量，最后根據CO2和H2O分別與Na2O2的反應求出固體增加的質量。
如果根據質量守恒求解則十分簡單。因為固體Na2O2→Na2CO3，固體增加的質量可看作CO的質量，固體Na2O2→2NaOH, 固體增加的質量可看作H2的質量，所以固體增加的質量相當于CO和H2的質量，即為2.1克。
【規(guī)律總結】內容：參加化學反應的物質的質量總和等于反應后生成的物質的質量總和。
實質：化學反應前后元素的種類和原子的個數不發(fā)生改變。
【例2】在一定條件下，16gA和22gB恰好反應生成C和4.5gD。在相同條件下，8gA和15gB反應可生成D和0.125molC。從上述事實可推知C的式量為____________。
【點撥】根據質量守恒定律，當16gA與22gB恰好反應生成4.5gD的同時，生成C的質量應為16+22-4.5=33.5g，當8gA和15gB反應時，根據判斷B是過量的，A與C的質量關系應是16:33.5=8:x，x=16.75g，MC=16.75g/0.125mol=134g/mol，即C的式量為134。
題型二：阿伏加德羅常數的直接應用
【例3】下列說法正確的是(NA表示阿伏加德羅常數) （ ）
⑴常溫常壓下，1mol氮氣含有NA個氮分子
⑵標準狀況下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合氣體22.4L，所含的氣體的分子數約為NA個
⑶標準狀況下，22.4LNO和11.2L氧氣混合，氣體的分子總數約為1.5NA個
⑷將NO2和N2O4分子共NA個降溫至標準狀況下，其體積為22.4L
⑸常溫下，18g重水所含中子數為10NA個
⑹常溫常壓下，1mol氦氣含有的核外電子數為4NA
⑺常溫常壓下，任何金屬和酸反應，若生成2g 氫氣，則有2NA電子發(fā)生轉移
⑻標準狀況下，1L辛烷完全燃燒后，所生成氣態(tài)產物的分子數為
⑼31g白磷分子中，含有的共價單鍵數目是NA個
⑽1L1 mol•L-1的氯化鐵溶液中鐵離子的數目為NA
【點撥】⑴正確，1mol氮氣的分子數與是否標準狀況無關。
⑵正確，任意比例混合的甲烷和丙烷混合氣體 22.4L，氣體的總物質的量為1mol，因此含有NA個分子。
⑶不正確，因為NO和氧氣一接觸就會立即反應生成二氧化氮。
⑷不正確，因為存在以下平衡：2NO2
N2O4(放熱)，降溫，平衡正向移動，分子數
少于1mol，標準狀況下，其體積小于
⑸不正確，重水分子（D2O）中含有10個中子，相對分子質量為 20，18g重水所含中子數為：10×18g/20g? mol-1=9mol。
⑹正確，1個氦原子核外有4個電子，氦氣是單原子分子，所以1mol氦氣含有4mol
電子，這與外界溫度和壓強無關。
⑺正確，不論在任何條件下，2g氫氣都是1mol，無論什么金屬生成氫氣的反應均可表示為：2H++2e=H2↑，因此，生成1mol氫氣一定轉移 2mol電子。
⑻不正確，標準狀況下，辛烷是液體，不能使用標準狀況下氣體的摩爾體積22.4L/mol這一量，所以1L辛烷的物質的量不是1/22.4mol。
⑼不正確，白磷分子的分子式為P4,其摩爾質量為124g/mol，31g白磷相當于0.25mol，
白磷的分子結構為正四面體，一個白磷分子中含有6個P-P共價鍵，所以，0.25mol白磷中含有1.5NA個P-P共價鍵。
⑽不正確，Fe3+在溶液中水解。
本題答案為⑴⑵⑹⑺
【練習1】（2007高考題）氯的原子序數為17，35Cl是氯的一種同位素，下列說法正確的是 （ ）
A．35Cl原子所含質子數為18
B．1/18 mol的1H35Cl分子所含中子數約為
C．
D．35Cl2氣體的摩爾質量為
【點撥】該題以35Cl為背景，考查了35Cl原子所含質子數、1H35Cl分子所含中子數以及35Cl2氣體的摩爾質量及摩爾體積等，其中1H是所有原子中唯一無中子的原子，“3.5g的35Cl2氣體的體積為2.24L”中設置了狀態(tài)未確定的陷阱。答案為B、D
【規(guī)律總結】
１、為了加強對考生思維品質、適應性、科學性、深刻性的考查，命題者往往有意設置一些陷阱，增大試題的區(qū)分度，陷阱的設置主要有以下幾個方面：
①狀況條件：考查氣體時經常給非標準狀況如常溫常壓下，1.01×105Pa、25℃時等。
②物質狀態(tài)：考查氣體摩爾體積時，常用在標準狀況下非氣態(tài)的物質來迷惑考生，如H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3等。
③物質結構和晶體結構：考查一定物質的量的物質中含有多少微粒（分子、原子、電子、質子、中子等）時常涉及希有氣體He、Ne等為單原子組成，Cl2、N2、O2、H2為雙原子分子等。晶體結構：P4、金剛石、石墨、二氧化硅等結構。
④氧化―還原反應：考查指定物質參加氧化―還原反應時，常設置氧化―還原反應中氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物被氧化、被還原、電子轉移（得失）數目方面的陷阱。
⑤電離、水解：考查電解質溶液中微粒數目或濃度時常涉及弱電解質的電離，鹽類水解方面的陷阱。
２、解題策略：要正確解答本類題目，首先要認真審題。審題是“審”而不是“看”，審題目的過程中要注意分析題目中概念的層次，要特別注意試題中一些關鍵性的字、詞，要邊閱讀邊思索。其次要留心“陷阱”，對常見的一些陷阱要千萬警惕�？忌谡J真審題的基礎上利用自己掌握的概念仔細分析、比較、作出正確解答。
【強調】溫度和壓強條件只影響氣體的體積，而不影響氣體的質量和物質的量，因此，如果討論物質的量、質量和微粒數目的關系，則與是否標準狀況無關。
題型三：阿伏加德羅定律與化學方程式計算的綜合應用
【例4】在一定體積的密閉容器中放入3升氣體R和5升氣體Q，在一定條件下發(fā)生反應：2R（氣）+5Q（氣）== 4X（氣）+nY（氣）反應完全后，容器溫度不變，混和氣體的壓強是原來的87.5%，則化學方程式中的n值是
A、2 B、3 C、4 D、5
【點撥】方法1：常規(guī)法。即由反應前后壓強之比列方程求解。密閉容器中充入3升氣體R和5升氣體Q可認為充入3mol氣體R和5mol氣體Q，由反應方程式可知，R與Q完全反應后，R過量，余1mol，同時生成4molX氣體和nmolY氣體，根據題意：p2/p1＝n2/n1有：
(4+n+1)/(3+5)＝87.5/100，n＝2。
方法2：差量法。由有關物質的反應量及其反應前后的相關差量結合方程式求解。反應后氣體的物質的量為(3+5)mol×87.5％＝7mol
2R（氣）+5Q（氣）== 4X（氣）+nY（氣） △n
5mol （7-4-m）mol
5mol （8-7）mol
∴ n＝2。
方法3：特殊解法（巧解）。因為反應完成后，壓強變小，故該反應是氣體分子數減小的反應，即：2+5 〉4+n，n〈 3，在選項中只有n＝2滿足不等式。
【練習2】（2006全國）在120℃時分別進行如下四個反應：
A．2H2S+O2 2H2O+2S B．2H2S+3O2 2H2O+2SO2
C．C2H4+3O2 2H2O+2CO2
D．C4H8+6O2 4H2O+4CO2
（1）若反應容積固定的容器內進行，反應前后氣體密度（d）和氣體總壓強（p）分別符合關系式d前=d后和p前＞p后的是 ；符合關系式d前=d后和V前=V后的是 （請?zhí)顚懛磻拇枺?/p>
（2）若反應在壓強恒定容積可變的容器內進行，反應前后氣體密度（d）和氣體體積（V）分別符合關系式d前＞d后和V前＜V后的是 ；符合d前＞d后和V前＞V后的是 （請?zhí)顚懛磻拇枺?b>
【點撥】本題把兩種不同條件下易混的d、p、V進行比較， 設計新穎，構思精巧，能很好地反映學生的知識基礎和明辨能力，提供的四個反應也各有千秋。四個反應特征： A．氣體質量減小，氣體物質的量減少（S為非氣體）；B．氣體質量不變，氣體物質的量減少；C．氣體質量不變，氣體物質的量不變；D．氣體質量不變，氣體物質的量增大。
本題答案為（1）C，B；（2）D，A
題型四：阿伏加德羅定律與質量守恒定律的綜合應用
【例5】在某溫度時，一定量的元素A的氫化物AH3在一定體積密閉容器中可完全分解成兩種氣態(tài)單質，此時壓強增加了75%。則A單質的一個分子中有_______個A原子，AH3分解反應的化學方程式為__________________________________________。
【點撥】由阿伏加德羅定律的推論：相同溫度和壓強時，p1/p2=N1/N2得反應前后氣體的分子數之比為1:1.75=4:7，可理解為反應式左邊氣體和反應式右邊氣體系數之和的比為4:7，再按氫原子守恒不妨先將反應式寫為4AH3==A(x)+6H2，再由A原子守恒得A右下角的數字為4。
本題答案為：4，4AH3==A4+6H2。
題型五：阿伏加德羅定律與化學平衡的綜合應用
【例6】1體積SO2和3體積空氣混合后，在450℃以上通過V2O5催化劑發(fā)生如下反應：2SO2(氣)+O2(氣)2SO3(氣)，若在同溫同壓下測得反應前后混合氣體的密度比為0.9:1。則反應掉的SO2是原有SO2的___________%。
【點撥】由阿伏加德羅定律的推論可知：
，V2=0.9×(3+1)=3.6體積。
設參加反應的SO2為x體積，由差量法
2SO2 + O2
2SO3 ΔV
2 3-2=1
x 4-3.6=0.4
2:1=x:0.4 解得x=0.8體積，所以反應掉的體積是原有SO2的
。
題型五：阿伏加德羅定律與熱化學方程式的綜合應用
【例7】 將4g甲烷和適量氧氣混合后通入一密閉容器中，點燃使之恰好完全反應，待恢復到原溫度后，測得反應前后壓強分別為3.03×105Pa和1.01×105Pa，同時又測得反應共放出222.5kJ熱量。試根據上述實驗數據，寫出該反應的熱化學方程式。
【點撥】書寫熱化學方程式有兩個注意事項：一是必須標明各物質的聚集狀態(tài)，二是注明反應過程中的熱效應(放熱用“+”，吸熱用“-”)。要寫本題的熱化學方程式，需要解決兩個問題，一是水的狀態(tài)，二是反應過程中對應的熱效應。由阿伏加德羅定律的推論可知：
，根據甲烷燃燒反應的化學方程式可知，水在該狀態(tài)下是液體(想一想，如為氣體則反應前后的壓強比應為多少？)，因4g甲烷燃燒時放出222.5kJ熱量，則1mol甲烷燃燒時放出的熱量為
。
本題答案為：CH4(氣)+2O2(氣)==CO2(氣)+2H2O(液)+890kJ
題型六：阿伏加德羅常數的測定
【例7】現有一種簡單可行的測定阿伏加德羅常數的方法，具體步驟為：⑴將固體NaCl細粒干燥后，準確稱取m克NaCl固體并轉移到定容儀器A中；⑵用滴定管向儀器A中加苯，不斷振蕩，繼續(xù)加苯至A儀器的刻度處計算出NaCl固體的體積為V ml，請回答下列問題：
⑴步驟⑴中A儀器最好用
A、量筒 B、燒杯 C、容量瓶 D、試管
⑵步驟⑵中用酸式滴定管還是堿式滴定管 ，理由是 ；
⑶能否用水代替苯 ，理由是 。
⑷已知NaCl晶體中，靠得最近的鈉離子與氯離子間的平均距離為a cm，用上述方法測得的阿伏加德羅常數的表達式為
【點撥】本題以晶體結構知識為背景，考查阿伏加德羅常數的計算。設問步步深入，欲準確測定氯化鈉的體積，就必須準確測定苯的體積，從而選擇所用的儀器，求阿伏加德羅常數，需要建立數學模型，體現出數學知識與化學知識的融合，達到應用數學工具解決化學問題的目的。
阿伏加德羅常數(NA)是建立宏觀和微觀的橋梁關系。
質量 體積
宏觀： m (g) V (mL)
微觀：4×58.5÷NA (g) (
列式求得：
答案如下：⑴酸式
，因為苯容易腐蝕堿式滴定管下端的橡皮管；
⑵不能，
因為氯化鈉溶于水，使測得的氯化鈉固體的體積不準確
；⑶
【規(guī)律總結】阿伏加德羅常數的測定：
⑴單分子膜法：計算公式：
注：在水面上擴散的硬脂酸是（d-1）滴。
其中：NA：阿伏加德羅常數(mol-1)，S：水槽中水的表面積(cm2)，Vm：硬脂酸苯溶液的體積(cm3)，m:稱取硬脂酸的質量(g)，A：每個硬脂酸分子的橫截面積(2.2×10
⑵電解法：根據電量相等的計算公式：
其中：NA：阿伏加德羅常數(mol-1)，m:陰極上析出金屬的質量(g)，n：陰極上析出金屬所帶電荷，M：陰極上析出金屬的摩爾質量(g?mol-1)，I：電流強度(A)，t：電解的時間(s)；
⑶晶體結構法：選取研究對象： 一個“晶胞”，求出其和質量，根據ρ＝m/V列式。
以氯化鈉為例：一個“晶胞”的質量：58.5 g?mol-1×4÷NA mol-1
一個“晶胞”的體積：x3(cm3)〔x：晶胞的邊長(cm)〕
計算公式：ρ＝m/V＝(58.5 g?mol-1×4÷NA mol-1)÷x3(cm3)
或者利用：阿伏加德羅常數(NA)是建立宏觀和微觀的橋梁關系。
質量 體積
宏觀： m (g) V (mL)
微觀：4×58.5÷NA (g) x3 (cm3)
列式求得：
其中：m：取出氯化鈉的質量(g)；V：取出氯化鈉的質量(mL) ；x：晶胞的邊長(cm)。
【隨堂練習】
1、依照阿伏加德羅定律，下列敘述正確的是 (
) A.同溫同壓下兩種氣體的體積之比等于摩爾質量之比。
B.同溫同壓下兩種氣體的物質的量之比等于密度之比。 C.同溫同壓下兩種氣體的摩爾質量之比等于密度之比。
D.同溫同體積下兩種氣體的物質的量之比等于壓強之比。
２、設NA表示阿伏加德羅常數，下列說法不正確的是 （ �。�
A. 醋酸的摩爾質量與NA個醋酸分子的質量在數值上相等。
B.標準狀況下，以任意比混和的氫氣和一氧化碳氣體共
C
D
３、設NA表示阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是 �。� ）
A.用惰性電極電解500mL飽和食鹽水時，若溶液的pH值變?yōu)?4時，則電極上轉移的電子數目為NA。
B.在標準狀況下，各為1mol的二氧化硫、三氧化硫的體積均約為
C. 在常溫常壓下，
D
4、標準狀況下，下列混合氣體的平均式量可能是50的是 �。� ）
A．硫化氫和二氧化硫 B．一氧化氮和氧氣
C．二氧化硫和溴化氫 D．碘化氫和氯氣
5、在一個恒容密閉容器中充入11gX氣體（摩爾質量為
A．3.3×1025 B．3.3×
6、由二氧化碳、氫氣、一氧化碳組成的混合氣體在同溫、同壓下與氮氣的密度相同。則該混合氣體中二氧化碳、氫氣、一氧化碳的體積比為 （ �。 �
A．29∶8∶13 B．22∶1∶
7、同溫、同壓下，CO2 和NO的混合氣體 20mL，通過足量過氧化鈉后氣體體積減少到10mL，則原混合氣體的體積比可能是 （ �。�
A．1∶1
B．2∶
8、乙炔和乙烯的混合氣體完全燃燒時,所需氧氣的體積是原混合氣體的2.7倍,則該混合氣體與足量的H2發(fā)生加成反應時,消耗H2的體積是原混合氣體體積的 （ �。�
9、在一定條件下,將5體積NO、5體積NO2、6體積O2混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應后,剩余氣體的體積是 （ �。 �
A.1體積 B.2體積 C.3體積 4.4體積
10、19世紀,化學家對氧化鋯的化學式有爭議.經測定鋯的相對原子質量為91,其氯化物蒸氣的密度是同溶、同壓下H2密度的116-117倍,試判斷與氯化物價態(tài)相同的氧化鋯的化學式 （ �。�
A.ZrO B.Zr2O C.Zr2O3 D.ZrO2
11、常溫下，向
A．
12、假如把質量數為12的碳原子(
A．①② B．③④ C．④⑤ D．②
13、碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解
A．
14、有一塊鋁鐵合金，將其溶解于足量鹽酸中，再加入過量NaOH溶液，在空氣中靜置至紅褐色沉淀不再增加時，將沉淀濾出再灼燒至恒重，得到殘留物的質量與原合金質量相同，則合金中鋁的質量分數是 （ ）
A．22.2% B．30% C．75.5% D．80.6%
15、分子中含有n個碳碳雙鍵的某烯烴的相對分子質量為M，mg該烯烴在標準狀況下可與VL的氫氣恰好完全反應。每摩爾烯烴的分子中含有碳碳雙鍵的數目為（NA表示阿佛加德羅常數） 。
16、設阿佛加德羅常數為NA，在標準狀況下某種O2和N2的混合氣體mg含有b個分子，則ng該混合在相同狀況下所占的體積應是 。
17、在一密閉氣缸中,用一不漏氣的滑動活塞隔開,常溫時,左邊充入1/4體積的N2,右邊充入3/4體積的H2和O2的混合氣.若右邊氣體點燃,反應后恢復到原溫度,活塞停留在氣缸正中,則原來混合氣中H2和O2的體積比為 ; .
18、若在一定條件下把硫化氫與120mL氧氣混合反應后，相同狀態(tài)下測得二氧化硫的體積為75mL，則原硫化氫氣體的體積最少為______mL，最多為______mL。
19、把直流電源的正負極與銅片的引線相連。
⑴當以I＝0.21A的電流電解CuSO460min后，測得銅片A的質量增加了0.25g，則圖1中的x 端應與直流電的 極相連，它是電解池的 極；
⑵電解后銅片B的質量 （增加，減少或不變）；
⑶列出計算實驗測得的阿伏加德羅常數NA。（已知電子電量e＝1.60×10-19C）
20、合成氨工業(yè)常通過測定反應前后混合氣體的密度確定氮的轉化率。某工廠測得合成塔中N2、H2混合氣體的密度為
21、在室溫下，向某一容積固定的真空容器內充入丁烷（氣）和氧氣，使容器內混合氣的總壓強達到P1，點火燃燒，丁烷和氧氣恰好都完全反應，冷卻至室溫后容器內氣體的總壓強為P2。（以下計算結果保留兩位有效數學）
（1）若丁烷燃燒的生成物只有H2O（液）和CO2，則= 。
（2）若
=0.64，求反應后容器內所含各物質的物質的量之比和反應前混合氣中丁烷的物質的量分數。
【隨堂練習答案】
1、CD ２、C ３、CD 4、BD 5、C 6、CD 7、AC 8、A 9、A 10、D 11、B 12、 D 13、C 14、B 15、
16、
17、 4:5(O2過量);7:2(H2過量);
18、H2S的體積至少為75mL，至多為90mL。
19、⑴負，
陰； ⑵減少； ⑶
20、25％
21、（1）0.53
（2）設生成CO2的丁烷有xmol, 生成CO的丁烷有ymol, 則
C4H10+ 6.5O2 = 4CO2+ 5H2O（液）
xmol 6.5xmol 4xmol 5xmol
C4H10 +4.5O2 =4CO + 5H2O（液）
ymol 4.5ymol 4ymol 5ymol
則n(CO2)：n(CO)：n(H2O)=4x：4y：(5x+5y)=4×0.60y：4y：(5×0.60y+5y)=3：5：10
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