专题：质量守恒定律阿伏加德罗常数5

1、1 / 9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02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】根据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 C02和 H2O 的质量，最后根据 CO2和 H2O 分别与 Na2O2的反应求出固体增加的质量。如果根据质量守恒求解则十分简单。因为固体

2、Na2O2TNa2CO3，固体增加的质量可看作 CO 的质量，固体 Na2O22NaOH,固体增加的质量可看作 出的质量，所 以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】根据质量守恒定律，当16gA 与 22gB 恰好反应生成 4.5gD 的同时，

3、生成 C 的质量应为 16+22-4.5=33.5g，当 8gA 和 15gB 反应时，根据判断 B 是过量的，A 与 C 的 质量关系应是 16:33.5=8:x , x=16.75g , Mc=16.75gE.125mol=134g/mol , 即卩 C 的式量 为 134。题型二：阿伏加德罗常数的直接应用【例 3】下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（）常温常压下，1mol 氮气含有NA个氮分子标准状况下，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个标准状况下，22.4LNO 和 11.2L 氧气混合，气体的分子总数约为1.5 2 个将 NO 和 2

4、0 分子共 NA个降温至标准状况下，其体积为22.4L常温下，18g 重水所含中子数为 102 个常温常压下，1mol 氦气含有的核外电子数为 4NA常温常压下，任何金属和酸反应，若生成2g 氢气，则有 22 电子发生转移标准状况下，1L 辛烷完全燃烧后，所生成气态产物的分子数为一NA22.431g 白磷分子中，含有的共价单键数目是NA个1L1 mol ?L-1的氯化铁溶液中铁离子的数目为NA【点拨】正确，1mol 氮气的分子数与是否标准状况无关。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,2 / 9因此含有 2 个分子。不正确，因为 NO 和氧气一接触就会立

5、即反应生成二氧化氮。不正确，因为存在以下平衡：2NON2O4（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22.4L不正确，重水分子（D2Q 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 x18g/20g mol-1=9mol。正确，1 个氦原子核外有 4 个电子，氦气是单原子分子，所以1mol 氦气含有4mol电子，这与外界温度和压强无关。正确，不论在任何条件下，2g 氢气都是 1mol，无论什么金属生成氢气的反应均可表示为：2H+2e=H2T，因此，生成 1mol 氢气一定转移 2mol 电子。不正确，标准状况下，辛烷是液体，不能

6、使用标准状况下气体的摩尔体积 22.4L/mol 这一量，所以 1L 辛烷的物质的量不是 1/22.4mol。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，所以，0.25mol 白磷中含有 1.5NA个 P-P 共价键。不正确，Fe3+在溶液中水解。本题答案为【练习 1】（2001 春季高考题）氯的原子序数为17,35Cl 是氯的一种同位素，下列说法正确的是（）A .35Cl 原子所含质子数为 18B .1/18 mol 的1H35Cl 分子所含中子数约为6.02

7、1023C. 3.5g 的35Cl2气体的体积为 2.24LD .35Cl2气体的摩尔质量为 70 g/ 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，增大试卷的区分度，陷阱的设置主要有以下几个方面：1状况条件：考查气体时经常给非标准状况如常温常压下，1.01X05Pa、25C时

8、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、CHCI3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，C、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3 / 9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

9、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， 要特别注意试卷中一些关键性的字、 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仔细分析、比较、作出正确解答。【强调】 温度和压强条件只影响气体的体积，而不影响气体的质量和物质的量，因此， 如果讨论物质的量、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）=

10、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 、 2B、 3C、 4D、 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，根据题意：p/pi= t/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

11、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 X87.5%= 7mol2R （气）+5Q（气）=4X （气）+nY （气） n5mol（ 7-4-m ） mol5mol（ 8-7） moln = 2。方法 3：特殊解法（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】（2001.全国）在 120C时分别进行如下四个反应：A 2H2S+O22H2O+2SB2H2S+3O22H2O+2SO2CC2H4+3O22H2O+2CO2DC4H8+6O24H2O+4CO2（1） 若反

12、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）分别符 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=7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 ）分别符合关系式 d前d后和 V前vV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,能很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.4 / 9气体质量不变，

13、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，此时压强增加了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，PI/P2=NI/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

14、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 SO?和 3 体积空气混合后，在 450C以上通过 V2O5催化剂发生如下反应： 2SO2（气）+02（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 SO?的_ %。【点拨】由阿伏加德罗定律的推论可知：1，V2=0.9X（3+1）=3.6 体积。B V?设参加反应的 SO2为 X 体积，由差量法2SO2+ O2= 2SO3AV23-2=1X4-3.6=0.

15、42:仁 x:0.4 解得X=0.8 体积，所以反应掉的体积是原有SO2的08100% =80%。1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别为3.03X105pa 和 1.01x105Pa，同时又测得反应共放出 222.5kJ 热量。试根据上述实验数据，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集状态，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

16、，二是反应过程中对应的热效应。由阿伏加德罗定律的推论5可知：卫 =吐 二3.3 103，根据甲烷燃烧反应的化学方程式可知，水在该状态下5P2N21.01 101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 5222.5kJ 热量，则 1mol 甲烷燃烧时放出的热量为 仝2516 =890kJ。4本题答案为：CH4（气）+2O2（气）=CO2（气）+2H2O（液）+890kJ5 / 9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：将固体NaCI细粒干燥后，准确称取m 克 NaCI 固体并转移到定容仪器 A

17、中；用滴定管向仪器 A 中加苯，不断振荡，继续加苯至A 仪器的刻度处计算出 NaCI 固体的体积为 Vml，请回答下列问题：步骤中 A 仪器最好用A、量筒 B、烧杯 C、容量瓶 D、试管步骤中用酸式滴定管还是碱式滴定管，理由是；能否用水代替苯，理由是。已知 NaCI 晶体中，靠得最近的钠离子与氯离子间的平均距离为a cm，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

18、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)注：在水面上扩散的硬脂酸是(d-1)滴。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3152体积(cm), m:称取硬脂酸的质量(g), A：每个硬脂酸分子的横截面积(2.2x10-cm),M :每滴硬脂酸苯溶液的体积(cm3), M：硬脂酸的摩尔质量(g mol-1), d:滴入硬脂酸苯溶液的滴数；mxnX1.6XO-XNA电解法：根据电量相等的计算公式：丨丨x=M其中：NA:阿伏加德罗常数(mol-1), m:阴极上析出金属的质量(

19、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：电解的时间 (s);晶体结构法：选取研究对象：一个“晶胞”，求出其和质量，根据p= m/V 列式。以氯化钠为例：一个“晶胞”的质量：58.5 g mol-1x4 十 NAmol-1一个“晶胞”的体积：X(cm3) x :晶胞的边长(cm)-1-133列式求得：NA=32maNA=MV2ma3【规律总结】 阿伏加德罗常数的测定单分子膜法：计算公式:NA=VmSMmAVd(d-1)33微观：4X58.5 NA(g)(2a) (cm )答案如下：酸式，因为苯容易腐蚀碱式滴定管下端的橡

20、皮管；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；6 / 9计算公式：p= m/V= (58.5 g molx4 NAmol )+ x (cm )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。PP曰. 质量体积宏观：m （g）V (mL)微观：4x58.5- NA(g) x3(cm3)NA=4MV列式求得：3mx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

21、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，下列说法不正确的是（）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 0.2 NA。C. 1L1mol/LCuCl2溶液中含有的 CiT 的个数为 NA。D. 25C,1.01x105Pa 时，16g 臭氧所含的原子数为 NA。3、设 M 表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（）A. 用惰性电极电解 500mL 饱和食盐水时，若溶液的pH 值变为 14

22、 时，则电极上转移的电子数目为 NAOB. 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 NaHSO 和 KHSO 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 1x105pa。如果保持温度不变，继续充入X 气体，使容器内压强达到5x105pa。则此时容器内的气体 X

23、 的分子数约为（）25242322A. 3.3X10 B.3.3X10 C. 7.5x10 D.7.5x107 / 96、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 : 29 D . 26 ： 16 ： 577、 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 （ ）A1: 1B2: 3C3: 2 D1: 48、 乙炔和乙烯的混合气体完全燃烧时 , 所需氧气

24、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 N02 6 体积 02 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、1 9 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,试判断与氯化物价态相同的氧化锆的化学式（ ）A.Zr0B.Zr20

25、C.Zr203D.Zr0211、 常温下，向 20L 真空容器中通入 A mol 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. 8.5 g L-1 B. 18. 25g L-1 C. 18.5 g L-1D. 35.5 g L-112、 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：浓H2SQ 的物质的量浓度；氧气的溶解度；气体摩尔体积；阿伏加德罗常数；氧元素的相对原子质 量，肯定不变的是（）A. B . C.D.13

26、、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. 35g B . 30 g C . 20 g D . 15 g14、 有一块铝铁合金，将其溶解于足量盐酸中，再加入过量NaQH 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 亥烯烃

27、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 亥混合在相同状况下所占的体积应是。8 / 917、 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 Ha 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 Hz 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。当以 I = 0.21A 的电流电解 CuSO460min 后，测得铜片 A 的质量增加了