质量守恒定律与阿伏加德罗定律

22/22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】依照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，最后依照CO2和H2O分不与Na2O2的反应求出固体增加的质量。假如依照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，因此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】依照质量守恒定律，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，依照推断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】下列讲法正确的是(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22.4L⑸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4NA⑺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⑻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⑼31g白磷分子中，含有的共价单键数目是NA个⑽1L1mol•L-1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：2NO2N2O4(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22.4L⑸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，因此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氢气差不多上1mol，不管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，因此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，因此，0.25mol白磷中含有1.5NA个P-P共价键。⑽不正确，Fe3+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，下列讲法正确的是（）A．35Cl原子所含质子数为18B．1/18mol的1H35Cl分子所含中子数约为C．3.5g的35Cl2气体的体积为2.24LD．35Cl2气体的摩尔质量为70g/mol【点拨】该题以35Cl为背景，考查了35Cl原子所含质子数、1H35Cl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，陷阱的设置要紧有以下几个方面：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，要特不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认真分析、比较、作出正确解答。【强调】温度和压强条件只阻碍气体的体积，而不阻碍气体的质量和物质的量，因此，假如讨论物质的量、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，依照题意：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％＝7mol2R（气）+5Q（气）==4X（气）+nY（气）△n5mol（7-4-m）mol5mol（8-7）mol∴n＝2。方法3：专门解法（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℃时分不进行如下四个反应：A．2H2S+O22H2O+2S B．2H2S+3O22H2O+2SO2C．C2H4+3O22H2O+2CO2D．C4H8+6O24H2O+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）分不符合关系式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）分不符合关系式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，能专门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，现在压强增加了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子数之比为1:1.75=4:7，可理解为反应式左边气体和反应式右边气体系数之和的比为4:7，再按氢原子守恒不妨先将反应式写为4AH3==A(x)+6H2，再由A原子守恒得A右下角的数字为4。本题答案为：4，4AH3==A4+6H2。题型五：阿伏加德罗定律与化学平衡的综合应用【例6】1体积SO2和3体积空气混合后，在450℃以上通过V2O5催化剂发生如下反应：2SO2(气)+O2(气)2SO3(气)，若在同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9:1。则反应掉的SO2是原有SO2的___________%。【点拨】由阿伏加德罗定律的推论可知：，V2=0.9×(3+1)=3.6体积。设参加反应的SO2为x体积，由差量法2SO2+O22SO3ΔV23-2=1x4-3.6=0.42:1=x:0.4解得x=0.8体积，因此反应掉的体积是原有SO2的。题型五：阿伏加德罗定律与热化学方程式的综合应用【例7】将4g甲烷和适量氧气混合后通入一密闭容器中，点燃使之恰好完全反应，待恢复到原温度后，测得反应前后压强分不为3.03×105Pa和1.01×105Pa，同时又测得反应共放出222.5kJ热量。试依照上述实验数据，写出该反应的热化学方程式。【点拨】书写热化学方程式有两个注意事项：一是必须标明各物质的聚拢状态，二是注明反应过程中的热效应(放热用“+”，吸热用“-”)。要写本题的热化学方程式，需要解决两个问题，一是水的状态，二是反应过程中对应的热效应。由阿伏加德罗定律的推论可知：，依照甲烷燃烧反应的化学方程式可知，水在该状态下是液体(想一想，如为气体则反应前后的压强比应为多少？)，因4g甲烷燃烧时放出222.5kJ热量，则1mol甲烷燃烧时放出的热量为。本题答案为：CH4(气)+2O2(气)==CO2(气)+2H2O(液)+890kJ题型六：阿伏加德罗常数的测定【例7】现有一种简单可行的测定阿伏加德罗常数的方法，具体步骤为：⑴将固体NaCl细粒干燥后，准确称取m克NaCl固体并转移到定容仪器A中；⑵用滴定管向仪器A中加苯，不断振荡，接着加苯至A仪器的刻度处计算出NaCl固体的体积为Vml，请回答下列问题：⑴步骤⑴中A仪器最好用A、量筒B、烧杯C、容量瓶D、试管⑵步骤⑵中用酸式滴定管依旧碱式滴定管，理由是；⑶能否用水代替苯，理由是。⑷已知NaCl晶体中，靠得最近的钠离子与氯离子间的平均距离为acm，用上述方法测得的阿伏加德罗常数的表达式为【点拨】本题以晶体结构知识为背景，考查阿伏加德罗常数的计算。设问步步深入，欲准确测定氯化钠的体积，就必须准确测定苯的体积，从而选择所用的仪器，求阿伏加德罗常数，需要建立数学模型，体现出数学知识与化学知识的融合，达到应用数学工具解决化学问题的目的。阿伏加德罗常数(NA)是建立宏观和微观的桥梁关系。质量体积宏观：m(g)V(mL)NA＝MV2ma3微观：4×58.5÷NA(g)(NA＝MV2ma3列式求得：NA＝NA＝MV2ma3，因为苯容易腐蚀碱式滴定管下端的橡皮管；⑵不能，因为氯化钠溶于水，使测得的氯化钠固体的体积不准确；⑶NANA＝VmSMmAVd(d-1)⑴单分子膜法：计算公式：注：在水面上扩散的硬脂酸是（d-1）滴。I×t＝m×n×1.6×10-19×NAM其中：NA：阿伏加德罗常数(mol-1)，S：水槽中水的表面积(cm2)，Vm：硬脂酸苯溶液的体积(cm3)，m:称取硬脂酸的质量(g)，A：每个硬脂酸分子的横截面积(2.2×10-15cm2)，VI×t＝m×n×1.6×10-19×NAM⑵电解法：依照电量相等的计算公式：其中：NA：阿伏加德罗常数(mol-1)，m:阴极上析出金属的质量(g)，n：阴极上析出金属所带电荷，M：阴极上析出金属的摩尔质量(g·mol-1)，I：电流强度(A)，t：电解的时刻(s)；⑶晶体结构法：选取研究对象：一个“晶胞”，求出其和质量，依照ρ＝m/V列式。以氯化钠为例：一个“晶胞”的质量：58.5g·mol-1×4÷NAmol-1一个“晶胞”的体积：x3(cm3)〔x：晶胞的边长(cm)〕计算公式：ρ＝m/V＝(58.5g·mol-1×4÷NAmol-1)÷x3(cm3)或者利用：阿伏加德罗常数(NA)是建立宏观和微观的桥梁关系。质量体积宏观：m(g)V(mL)NA＝4MVmx3微观：4×58.5÷NNA＝4MVmx3列式求得：其中：m：取出氯化钠的质量(g)；V：取出氯化钠的质量(mL)；x：晶胞的边长(cm)。【随堂练习】1、依照阿伏加德罗定律，下列叙述正确的是()A.同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比。

B.同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比。C.同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比。

D.同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比。２、设NA表示阿伏加德罗常数，下列讲法不正确的是（）A.醋酸的摩尔质量与NA个醋酸分子的质量在数值上相等。B.标准状况下，以任意比混和的氢气和一氧化碳气体共8.96L，在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的分子数为0.2NA。C.1L1mol/LCuCl2溶液中含有的Cu2+的个数为NA。D.25℃，1.01×105Pa时，16g臭氧所含的原子数为NA。３、设NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列讲法正确的是（）A.用惰性电极电解500mL饱和食盐水时，若溶液的pH值变为14时，则电极上转移的电子数目为NA。B.在标准状况下，各为1mol的二氧化硫、三氧化硫的体积均约为22.4L。C.在常温常压下，6g石英晶体中，含有0.4NA个硅氧共价键。D.120g由NaHSO4和KHSO3组成的混合物中含有硫原子NA个。4、标准状况下，下列混合气体的平均式量可能是50的是（）A．硫化氢和二氧化硫B．一氧化氮和氧气C．二氧化硫和溴化氢D．碘化氢和氯气5、在一个恒容密闭容器中充入11gX气体（摩尔质量为44g·mol-1），压强为1×105pa。假如保持温度不变，接着充入X气体，使容器内压强达到5×105pa。则现在容器内的气体X的分子数约为（）A．3.3×1025B．3.3×1024C．7.5×1023D．6、由二氧化碳、氢气、一氧化碳组成的混合气体在同温、同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中二氧化碳、氢气、一氧化碳的体积比为（）A．29∶8∶13B．22∶1∶14C．13∶8∶29D．26∶167、同温、同压下，CO2和NO的混合气体20mL，通过足量过氧化钠后气体体积减少到10mL，则原混合气体的体积比可能是（）A．1∶1B．2∶3C．3∶2D．18、乙炔和乙烯的混合气体完全燃烧时,所需氧气的体积是原混合气体的2.7倍,则该混合气体与足量的H2发生加成反应时,消耗H2的体积是原混合气体体积的（）A.1.6倍B.1.8倍C.1.4倍D.1.2倍9、在一定条件下,将5体积NO、5体积NO2、6体积O2混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后,剩余气体的体积是（）A.1体积B.2体积C.3体积4.4体积10、19世纪,化学家对氧化锆的化学式有争议.经测定锆的相对原子质量为91,其氯化物蒸气的密度是同溶、同压下H2密度的116-117倍,试推断与氯化物价态相同的氧化锆的化学式（）A.ZrOB.Zr2OC.Zr2O3D.ZrO211、常温下，向20L真空容器中通入Amol硫化氢和Bmol氯气（A，B均为不超过5的正整数），反应完全后，容器内气体可能达到的最大密度是（）A．8.5g·L-1B．18．25g·L-1C．18.5g·L-1D．35.5g·12、假如把质量数为12的碳原子(12C)的相对原子质量定为24，并用以确定相对原子质量，以0.024Kg12C所含的碳原子数为阿伏加德罗常数。下列数值：①浓H2SO4的物质的量浓度；②氧气的溶解度；③气体摩尔体积；④阿伏加德罗常数；⑤氧元素的相对原子质量，确信不变的是（A．①②B．③④C．④⑤D．②13、碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4g上述混合物，消耗1mol/L盐酸500mL。灼烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是（）A．35gB．30gC．20gD．15g14、有一块铝铁合金，将其溶解于足量盐酸中，再加入过量NaOH溶液，在空气中静置至红褐色沉淀不再增加时，将沉淀滤出再灼烧至恒重，得到残留物的质量与原合金质量相同，则合金中铝的质量分数是（）A．22.2%B．30%C．75.5%D．80.6%15、分子中含有n个碳碳双键的某烯烃的相对分子质量为M，mg该烯烃在标准状况下可与VL的氢气恰好完全反应。每摩尔烯烃的分子中含有碳碳双键的数目为（NA表示阿佛加德罗常数）。16、设阿佛加德罗常数为NA，在标准状况下某种O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合在相同状况下所占的体积应是。17、在一密闭气缸中,用一不漏气的滑动活塞隔开,常温时,左边充入1/4体积的N2,右边充入3/4体积的H2和O2的混合气.若右边气体点燃,反应后恢复到原温度,活塞停留在气缸正中,则原来混合气中H2和O2的体积比为;.18、若在一定条件下把硫化氢与120mL氧气混合反应后，相同状态下测得二氧化硫的体积为75mL，则原硫化氢气体的体积最少为______mL，最多为______mL。19、把直流电源的正负极与铜片的引线相连。⑴当以I＝0.21A的电流电解CuSO