高中化學人教版學案第二章第三節(jié)第4課時阿伏加德羅常數(shù)常見陷阱與物質(zhì)的量相關概念的轉(zhuǎn)化（提升課時）

第4課時阿伏加德羅常數(shù)常見陷阱與物質(zhì)的量相關概念的轉(zhuǎn)化(提升課時)學習任務一阿伏加德羅常數(shù)常見陷阱【歸納整合】阿伏加德羅常數(shù)(NA)為載體的計算與判斷的陷阱考查方向注意問題氣體摩爾體積是否為“標準狀況”標準狀況下的物質(zhì)是否為氣態(tài)，如H2O、CCl4、酒精、葡萄糖、SO3等為非氣態(tài)物質(zhì)的微觀結構注意物質(zhì)組成：臭氧(O3)、白磷(P4)、甲烷(CH4)、稀有氣體(He、Ne)注意計算的粒子種類，常見粒子有原子、離子、分子、質(zhì)子、中子、電子等注意離子化合物中不含有分子，如NaCl只含有Na＋和Cl—注意相對分子質(zhì)量相同的物質(zhì)，當質(zhì)量相同時，含有的分子數(shù)相同，但原子數(shù)不一定相同注意有相同最簡式的不同物質(zhì)，當質(zhì)量相同時，所含的分子數(shù)不同，但原子數(shù)、原子中的各種粒子(如質(zhì)子、電子)數(shù)都相同。例如，28gN2和28gCO含有相同的原子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)等氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移如Na2O2與H2O反應，Cl2與NaOH反應等分散系中的微粒數(shù)目FeCl3溶液轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3膠體，因為膠體微粒是集合體，所以膠粒的數(shù)目小于原溶液中Fe3＋的數(shù)目【典例示范】【典例】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法中正確的是()A．標準狀況下，22.4L水中所含的分子數(shù)約為6.02×1023B．標準狀況下，71gCl2中含有的原子數(shù)為NAC．標準狀況下，aL氧氣和氮氣的混合物中含有的分子數(shù)約為eq\f(a,22.4)×6.02×1023D．常溫常壓下，11.2LCO的分子數(shù)是0.5NA【思維建模】解答阿伏加德羅常數(shù)有關試題思維模型如下：【解析】選C。標準狀況下，水不是氣態(tài)，22.4L水的物質(zhì)的量不是1mol，A錯誤；71gCl2的物質(zhì)的量為1mol，含有的氯原子數(shù)為2NA，B錯誤；標準狀況下，aL氧氣和氮氣的混合物的物質(zhì)的量是eq\f(a,22.4)mol，含有的分子數(shù)約為eq\f(a,22.4)×6.02×1023，C正確；常溫常壓下，氣體摩爾體積不是22.4L·mol－1，D錯誤。【思維升級】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是__________(填序號)。①過氧化鈉與水反應時，生成0.1mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA②2molCl2與足量NaOH溶液反應，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA③鎂在空氣中燃燒生成MgO和Mg3N2的混合物，24g鎂在空氣中完全燃燒轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA④1molO2與足量Na反應，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA提示：①③。②中Cl2與NaOH反應時，Cl2既作氧化劑又作還原劑，2molCl2與NaOH反應，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA。④1molO2與足量Na反應生成Na2O，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA,1molO2與足量Na反應生成Na2O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA。【學以致用】1．(Vm的適用)設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是__________(填序號)。①2.24LNH3中含有0.1NA個NH3分子②標準狀況下，22.4LH2O中含有原子數(shù)目為3NA③標準狀況下，11.2LCH4中含有氫原子數(shù)目為2NA④標準狀況下，5.6LCO2和SO2的混合氣體中含有的氧原子數(shù)為0.5NA提示：③④。①未指明標準狀況，②標準狀況下，H2O為非氣態(tài)。2．(物質(zhì)結構)設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是__________(填序號)。①常溫常壓下，3.2gO2所含的原子數(shù)為0.2NA②58.5gNaCl所含的分子數(shù)為NA③室溫下，1molCH4中含有原子數(shù)為5NA④100℃、1.01×105Pa條件下，18gH2O中含有氫原子數(shù)為2N提示：①③④。①常溫常壓下，3.2gO2的物質(zhì)的量為0.1mol，原子的物質(zhì)的量為0.2mol，所含的原子數(shù)為0.2NA；②NaCl中不含分子，只有鈉離子和氯離子；③室溫下，1molCH4中含有5mol原子；④18gH2O為1mol，含有2mol氫原子?！舅仞B(yǎng)發(fā)展】我們的生活離不開空氣，空氣主要由氮氣、氧氣、稀有氣體(氦、氖、氬、氪、氙、氡)組成。若NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列有關空氣各成分的說法中，正確的是()A．20g氖氣所含有的分子數(shù)約為3.01×1023B．在0℃、101kPa時，22.4L氮氣中含有NAC．在25℃、1.01×105Pa時，44gCO2中含有的原子數(shù)為3ND．NA個水分子和0.5mol氧氣的質(zhì)量比為9∶16【解析】選C。氖氣為單原子分子，20g氖氣為1mol，A項錯誤；0℃，101kPa是標準狀況，22.4L氮氣的物質(zhì)的量為1mol，氮氣是雙原子分子，則含有2NA個氮原子，B項錯誤；44gCO2的物質(zhì)的量為44g÷44g·mol－1＝1mol，含有的原子數(shù)為3NA，C項正確；NA個水分子的質(zhì)量為18g，0.5mol氧氣的質(zhì)量為16g，質(zhì)量比為18∶16＝9∶8，D【拔高題組】1．第26屆國際計量大會新修訂了阿伏加德羅常數(shù)(NA＝6.02214076×1023mol－1)，并于2019年5月20A．1molB中含有的電子數(shù)為5NAB．將7.1gCl2與氫氧化鈉溶液反應，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NAC．在標準狀況下，將22.4LHCl通入足量水形成的溶液中Cl－數(shù)為NAD．27gAl變?yōu)锳l3＋時失去的電子數(shù)為3NA【解析】選B。氯水中Cl2與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應，既作氧化劑又作還原劑，7.1gCl2(0.1mol)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA，B錯。2．設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是()A．2.4gMg與足量稀硫酸反應，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NAB．標準狀況下，22.4L乙醇中所含的分子數(shù)為NAC．0.1mol·L－1KOH溶液中含有OH－的數(shù)目是0.1NAD．44gCO2所含的氧原子數(shù)為2NA【解析】選D。2.4gMg的物質(zhì)的量是2.4g÷24g·mol－1＝0.1mol，與足量稀硫酸反應生成MgSO4和H2，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA，A錯誤；標準狀況下，乙醇不是氣態(tài)，不能利用標準狀況下的氣體摩爾體積計算22.4L乙醇中所含的分子數(shù)，B錯誤；0.1mol·L－1KOH溶液的體積未知，不能計算其中含有的OH－的數(shù)目，C錯誤；44gCO2的物質(zhì)的量是44g÷44g·mol－1＝1mol，所含的氧原子數(shù)為2NA，D正確。3．(電子轉(zhuǎn)移)設NA代表阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是()A．5.6g鐵與足量鹽酸反應轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NAB．常溫常壓下，11.2L甲烷中含有的氫原子數(shù)為2NAC．標準狀況下，22.4L氦氣與22.4L氟氣所含原子數(shù)均為2NAD．常溫下，2.7g鋁與足量的鹽酸反應，失去的電子數(shù)為0.3NA【解析】選D。鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，5.6g鐵與足量鹽酸反應生成Fe2＋，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA，A錯誤；標準狀況下，11.2L甲烷中含有的氫原子數(shù)為2NA,B錯誤；標準狀況下，22.4L氦氣所含原子數(shù)為NA，C錯誤；鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，2.7g鋁與足量的鹽酸反應，失去的電子數(shù)為0.3NA，故D正確。學習任務二與物質(zhì)的量相關概念的轉(zhuǎn)化【歸納整合】1．與物質(zhì)的量有關的物理量之間的轉(zhuǎn)化：2．以物質(zhì)的量為中心的關系式：n＝eq\f(N,NA)＝eq\f(m,M)＝eq\f(V,Vm)＝cV(溶液)【典例示范】【典例】只給出下列甲中和乙中對應的量，不能組成一個求物質(zhì)的量的公式的是()甲乙①物質(zhì)微粒數(shù)阿伏加德羅常數(shù)②標準狀況下氣體摩爾體積標準狀況下氣體體積③溶劑的體積溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度④溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)溶液的質(zhì)量⑤非標準狀況下物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的摩爾質(zhì)量A.③ B．③④C．②③④ D．③④⑤【解題指南】解答本題應該注意以下兩點：(1)熟練掌握以物質(zhì)的量為中心的物理量的轉(zhuǎn)化關系。(2)了解溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與物質(zhì)的量濃度的區(qū)別及換算條件?！窘馕觥窟xB。n＝eq\f(N,NA)，①能組成一個求物質(zhì)的量的公式；n＝eq\f(V,Vm)，②能組成一個求物質(zhì)的量的公式；n＝cV，V是溶液體積，③不能組成一個求物質(zhì)的量的公式；n＝eq\f(m,M)，④沒有摩爾質(zhì)量，不能組成一個求物質(zhì)的量的公式；n＝eq\f(m,M)，⑤能組成一個求物質(zhì)的量的公式?！緦W以致用】(1)下列各物質(zhì)所含原子數(shù)按由大到小的順序排列是__________。①0.5mol氨氣②標準狀況下22.4L氦氣③4℃時9mL④0.2mol磷酸鈉(Na3PO4)(2)常溫下，在27.5g水中溶解12.5gCuSO4·5H2O，恰好達到飽和，該溶液密度為1.21g·cm－3，則：①該溶液中陰陽離子的總物質(zhì)的量是__________。②該溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度是__________。③取出20.0mL該溶液，配成濃度為1.00mol·L－1的稀溶液，則稀釋后溶液的體積是__________mL?！窘馕觥?1)所含原子數(shù)分別為①0.5mol×(1＋3)＝2mol②eq\f(22.4L,22.4L·mol－1)×1＝1mol③eq\f(9mL×1g·mL－1,18g·mol－1)×(2＋1)＝1.5mol④0.2mol×(3＋1＋4)＝1.6mol比較大小得答案為①④③②。(2)本題綜合考查了物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量以及物質(zhì)的量濃度之間的有關計算。①12.5gCuSO4·5H2O的物質(zhì)的量為eq\f(12.5g,250g·mol－1)＝0.05mol。0.05molCuSO4·5H2O溶于水可以電離出0.05molCu2＋和0.05molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，因此該溶液中陰陽離子的總物質(zhì)的量為0.05mol＋0.05mol＝0.10mol。②由公式ρ＝eq\f(m,V)知溶液的體積為V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(27.5g＋12.5g,1.21g·mL－1)≈33.06mL，所以該溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為c＝eq\f(n,V)＝eq\f(0.05mol,0.03306L)≈1.51mol·L－1。③取出的這20.0mL溶液，其物質(zhì)的量濃度仍然是1.51mol·L－1。根據(jù)稀釋過程中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變列關系式計算。設稀釋后的體積為V′，則有V′×1.00mol·L－1＝0.020L×1.51mol·L－1，解得V′＝0.0302L，即30.2mL。答案：(1)①④③②(2)①0.10mol②1.51mol·L－1③30.2【素養(yǎng)發(fā)展】2020年12月17日凌晨1時59分，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品成功著陸，任務獲得圓滿成功。再次向世界展示了我國航空航天的發(fā)展水平。發(fā)射衛(wèi)星的火箭推進器中大多使用燃料偏二甲肼，其化學式C2H8N2。480g偏二甲肼的物質(zhì)的量為___________________________________________。1mol偏二甲肼中含有的氫原子數(shù)目是__________?！窘馕觥?80g偏二甲肼是8mol，1mol偏二甲肼中含8mol氫原子所以原子數(shù)目為8NA。答案：8mol8NA【拔高題組】1．(2021·臨淄高一檢測)相同條件下，甲烷與氧氣的體積比為1∶2時極易爆炸，此時甲烷的質(zhì)量分數(shù)為()A．80%B．20%C．33.3%D．66.7%【解析】選B。相同條件下，甲烷與氧氣的體積之比為1∶2時，二者的物質(zhì)的量之比為1∶2，甲烷的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(16g,16g＋2×32g)×100%＝20%。2．將8g鐵片放入100mL硫酸銅溶液中，溶液中的銅離子全部被還原時，固體質(zhì)量變?yōu)?.2g，則原硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度為()A．0.5mol·L－1 B．0.25mol·L－1C．0.025mol·L－1 D．0.125mol·L－1【解析】選B。故n(CuSO4)＝n(Cu)＝eq\f(（8.2－8）g×64,8×64g·mol－1)＝0.025mol，c(CuSO4)＝eq\f(0.025mol,0.1L)＝0.25mol·L－1。1．(水平1)(2021·哈爾濱高一檢測)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是()A．CO的摩爾質(zhì)量是28gB．常溫常壓下，1molN2的體積是22.4LC．18gH2O中含有的氫原子總數(shù)為2NAD．0.1mol·L－1Na2SO4溶液中，Na＋的物質(zhì)的量濃度為0.1mol·L－1【解析】選C。摩爾質(zhì)量的單位為g·mol－1，CO的摩爾質(zhì)量為28g·mol－1，故A錯誤；常溫常壓下氣體摩爾體積大于22.4L·mol－1，故在常溫常壓下，1mol氮氣的體積大于22.4L，故B錯誤；18g水的物質(zhì)的量n＝eq\f(m,M)＝eq\f(18g,18g·mol－1)＝1mol，而1個水分子中含2個H原子，故1mol水中含2NA個H原子，故C正確；硫酸鈉中，鈉離子的個數(shù)和濃度均為硫酸鈉的2倍，故0.1mol·L－1Na2SO4溶液中，Na＋的物質(zhì)的量濃度為0.2mol·L－1，故D錯誤。2．(水平1)設NA代表阿伏加德羅常數(shù)，下列說法中不正確的是()A．2.3g鈉離子所含電子數(shù)目為0.2NAB．2g氫氣所含原子數(shù)目為2NAC．17gNH3所含的電子數(shù)為10NAD．NA個O2分子和NA個H2分子的質(zhì)量比等于16∶1【解析】選A。1個Na＋中含電子數(shù)目為10，則1molNa＋中含電子數(shù)目為10NA，2.3gNa＋的物質(zhì)的量為0.1mol，含電子數(shù)目為NA，A錯誤。2gH2的物質(zhì)的量為1mol，每摩爾H2中含2mol氫原子，數(shù)目為2NA，B正確。1個NH3分子中含10個電子，17gNH3的物質(zhì)的量為1mol，含電子數(shù)目為10NA，C正確。NA個O2分子的質(zhì)量為32g，NA個H2分子的質(zhì)量為2g，質(zhì)量之比為16∶1，D正確?！狙a償訓練】下列說法中正確的是()A．標準狀況下，1mol水的體積是22.4LB．1mol任何氣體體積均為22.4LC．在標準狀況下，0.3molN2和0.7molO2混合氣體總體積約為22.4LD．通常狀況下，1molN2的體積約為22.4L【解析】選C。A項水為液體，不適用氣體摩爾體積；B項未指明氣體所處狀況；C項混合氣體共1mol，在標準狀況下體積約為22.4L,C正確；D項通常狀況下，1molN2的體積不是22.4L。3．(水平1)下列各組物質(zhì)中分子數(shù)相同的是()A．2LCO和2LCO2B．9gH2O和標準狀況下11.2LCO2C．標準狀況下1molO2和22.4LH2OD．0.2molH2和4.48LHCl氣體【解析】選B。A項，沒指明是相同條件，錯誤；B項，9gH2O的物質(zhì)的量是9g÷18g·mol－1＝0.5mol，標準狀況下，11.2LCO2的物質(zhì)的量是11.2L÷22.4L·mol－1＝0.5mol，正確；C項，標準狀況下，22.4LH2O不是1mol，錯誤；D項，沒指明是標準狀況，故4.48LHCl不一定是0.2mol，錯誤?！炯庸逃柧殹胃摺?．(水平2)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法錯誤的是()A．1L1mol·L－1NaCl溶液中含有鈉離子的個數(shù)為NAB．在標準狀況下，NA個水分子所占有的體積約為22.4LC．7.8gNa2O2中含有陰離子的數(shù)目為0.1NAD．0.1molCl2與足量的Fe反應時，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2NA【解析】選B。1L1mol·L－1NaCl溶液中含有鈉離子的物質(zhì)的量是1L×1mol·L－1＝1mol，其個數(shù)為NA，A正確；在標準狀況下水不是氣體，NA個水分子的體積不是22.4L，B錯誤；7.8gNa2O2的物質(zhì)的量是0.1mol，其中含有的陰離子是過氧根離子，其數(shù)目為0.1NA，C正確；0.1molCl2與足量的Fe反應時轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2NA，D正確。2．(水平2)設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是()①標準狀況下，11.2L以任意比例混合的N2和O2所含的原子數(shù)為NA②同溫同壓下，體積相同的H2和Ar所含的分子數(shù)相等③1L2mol·L－1的MgCl2溶液中含有的Cl－數(shù)為4NA④標準狀況下，22.4L乙醇中分子數(shù)為NA⑤32gO2和O3的混合氣體中含有的原子數(shù)為2NAA．①②③⑤ B．③④C．①③④ D．①②③④【解析】選A。N2和O2都是雙原子分子，標準狀況下，11.2L以任意比例混合的N2和O2的物質(zhì)的量為0.5mol，所含的原子數(shù)為NA，①正確；同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子，②正確；1L2mol·L－1的MgCl2溶液中，MgCl2的物質(zhì)的量為2mol，則該MgCl2溶液中含4molCl－，Cl－數(shù)目為4NA，③正確；標準狀況下，乙醇不是氣體，不能用標準狀況下的氣體摩爾體積進行計算，④錯誤；若32g全部是O2，則n(O2)＝1mol，所含原子數(shù)為2NA，若32g全部是O3，則n(O3)＝eq\f(2,3)mol，所含原子數(shù)為eq\f(2,3)mol×3×NA＝2NA，所以不論O2和O3以何種比例混合，所得混合氣體中含有的原子數(shù)均為2NA，⑤正確。4．(水平2)物質(zhì)的量是高中化學常用的物理量，請完成以下有關計算。(1)含500mL0.8mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中所含的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的物質(zhì)的量是__________。(2)標準狀況下，__________LNH3所含氫原子數(shù)與0.2molH3PO4所含氫原子數(shù)相等。(3)將20mL物質(zhì)的量