2015年高考化学真题分项解析专题02《阿伏加德罗常数与化学计算》

专题02阿伏加德罗常数与化学计算1．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（）A．18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NAB．2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2NAC．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NAD．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA【答案】C【考点定位】考查阿伏伽德罗常数与微粒数的关系判断，涉及到核素、弱电解质电离、氧化还原反应、化学平衡等知识点。试题难度为较易等级【名师点晴】阿伏加德罗常数的考查，几乎可以将中学化学计算兼容到一个题中，所以几乎是高考必考题。在选择题前半部分（四道题）出现，一般试题偏易；在选择题后半部分或非选择题出现，一般试题偏难。阿伏加德罗常数的考题充分体现了化学研究从定性到定量、从宏观到微观的特点，更凸显了化学科学特点和化学研究基本方法，能较好的考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。2．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是（）A．60g丙醇中存在的共价键总数为10NAB．1L0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO3－和CO32－离子数之和为0.1NAC．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23g钠充分燃烧时转移电子数为1NAD．235g核互23592U发生裂变反应：23592U+10n9038Sr+13654U+1010n，净产生的中子(10n)数为10NA【答案】C【解析】A．60g丙醇的物质的量是molgg/60601mol，丙醇的结构简式为CH3CH2CH2OH，所以分子中存在的共价键总数为11NA，A错误；B．根据物料守恒可知1L0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中H2CO3、HCO3－和CO32－离子数之和为0.1NA，B错误；C．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，氧化钠或过氧化钠，23g钠的物质的量是23g÷23g/mol＝1mol。钠不论是转化为氧化钠，还是过氧化钠，均失去1个电子，所以钠充分燃烧时转移电子数为1NA，C正确；D．235g核素23592U的物质的量＝235g÷235g/mol＝1mol，根据发生的裂变反应23592U+10n9038Sr+13654U+1010n可知净产生的中子(10n)数为9NA，D错误，答案选C。【考点定位】本题主要是考查阿伏加德罗常数的有关计算，涉及丙醇分子中共价键判断、溶液中物料守恒应用、氧化还原反应中电子转移计算以及核裂变反应等3．【2015四川理综化学】设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．2.0gH218O与D2O的混合物中所含中子数为NAB．常温常压下，4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NAC．标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NAD．50ml12mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA【答案】A【解析】A、H218O与D2O的相对分子质量均为20，且所含有中子数均为10个，A正确；B、4.4g乙醛为0.1mol，每个乙醛分子6个σ键，应为0.6NA，B错误；C、应为0.25NA，C错误；D、浓盐酸反应变稀且具有挥发性，实际反应的盐酸小于0.6mol，故转移的电子数小于0.3NA，D错误。选A。【考点定位】本题主要是考查阿伏加德罗常数的有关计算，涉及物质组成、分子中σ键判断、氧化还原反应中电子转移计算以及浓度变化对化学反应的影响等【名师点晴】阿伏加德罗常数正误判断题在注重对有关计算关系考查的同时，又隐含对某些概念理解的考查，试题计算虽然难度不大，但概念性强，区分度大，具有较强的综合性，符合了目前高考理综的命题特点。主要考查物质所含的粒子数目（质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数、化学健）、气体摩尔体积、氧化还原反应中电子转移的数目、可逆反应、弱电解质的电离平衡和盐类水解、物质之间可能发生的反应等。4．【2015广东理综化学】设nA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是（）A．23gNa与足量H2O反应完全后可生成nA个H2分子B．1molCu和足量热浓硫酸反应可生成nA个SO3分子C．标准状况下，22.4LN2和H2混合气中含nA个原子D．3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8nA个电子【答案】D【解析】23gNa完全反应时转移电子为1mol，生成H2为0.5mol，个数为0.5nA个，A错；Cu和足量热浓硫酸反应生成的是SO2，不是SO3，B错；标准状况下，22.4LN2和H2混合气的物质的量为1mol，含有的分子数目是nA个，由于N2和H2都是双原子分子，故原子的物质的量为2mol，个数为2nA个，C错；Fe3O4看成Fe2O3·FeO，3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8nA个电子，D对。【考点定位】本题主要是考查阿伏加德罗常数和物质的量的有关计算，还涉浓硫酸的性质和氧化还原反应的电子转移的计算。【名师点睛】计算氧化还原反应中的转移电子数目时一定要抓住氧化剂或还原剂的化合价的改变以及物质的量，还原剂失去的电子数或氧化剂得到的电子数就是反应过程中转移的电子数；在计算一个反应消耗或生成物质的物质的量时一定要知道反应能否完全进行，反应物是否会全部反应等，只有根据具体情况才能判断；在进行混合物的有关计算是分析一下混合物有什么规律，如相对分子质量相同，最简式相同、所带电荷数相同、含有的原子数相同等，找出规律进行解答。5．【2015海南化学】下列指定微粒的数目相等的是（）A．等物质的量的水与重水含有的中子数B．等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数C．同温、同压同体积的CO和NO含有的质子数D．等物质的量的铁和铝分别于足量氯气完全反应时转移的电子数【答案】B、D【解析】A、1mol普通水中含有的中子数是8mol，1mol重水中含有的中子数是10mol，所以等物质的量的水与重水含有的中子数不相等，错误；B、乙烯、丙烯都属于烯烃，通式符合CnH2n，最简式是CH2，若二者的质量相等，含最简式的个数相等，含有的共用电子对数也相等，正确；C、同温同压下，同体积的CO和NO分子数相同，但是由于每个分子中含有的质子数不相同，所以同温同压下，同体积的CO和NO含有的质子数不相等，错误；D、由于Cl2的氧化性很强，与变价金属Fe反应时产生的是FeCl3，与Al发生反应产生AlCl3，所以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等，正确。【考点定位】本题主要是考查阿伏加德罗常数的有关计算，涉及原子结构、乙烯和丙烯的分子结构、氧化还原反应中电子转移等。6．【2015上海化学】将O2和NH3的混合气体448mL通过加热的三氧化二铬，充分反应后，再通过足量的水，最终收集到44.8mL气体。原混合气体中O2的体积可能是（假设氨全部被氧化；气体体积均已换算成标准状况）（）A．231.5mLB．268.8mLC．287.5mLD．313.6mL【答案】C、D【解析】将O2和NH3的混合气体通过加热的三氧化二铬，发生反应：4NH3+5O24NO+6H2O。充分反应后，再通过足量的水，发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，将两个方程式叠加，可得总反应方程式：NH3+2O2=HNO3+H2O，若最后得到的气体是NO，则发生4NH3+5O24NO+6H2O消耗的氧气的体积是V(O2)=5/4V(NO)=5/4×44.8mL=56ml，消耗的总体积是V(总)=V(O2)+V(NH3)=9/4×44.8mL=100.8ml，其余的气体体积是448mL-100.8ml=347.2ml，发生反应：NH3+2O2=HNO3+H2O，反应消耗的氧气体积是：V(O2)=2/3V(剩余)=2/3×347.2ml=231.5ml，则其中的氧气的总体积是：V(O2)(总)=56ml+231.5ml=287.5mL。若最后剩余的气体是O2，则O2应该是发生总反应NH3+2O2=HNO3+H2O消耗的和剩余的氧气两部分，氧气的体积是：V(O2)=(448mL-44.8mL)×2/3+44.8mL=313.6mL。故答案是选项C、D。【考点定位】考查反应物有过量时的化学计算的知识。【名师点睛】本题涉及氧化还原反应的有关计算，对于多步反应的化学计算，要学会使用关系式方法、元素守恒、电子守恒确定物质之间的相互关系。先判断过量物质的成分，再结合物质反应中的关系判断所有的可能性。7．【2015山东理综化学】(15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________，电解过程中Li+向_____电极迁移（填“A”或“B”）。（2）利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为____________________________________，铁渣中铁元素的化合价为___________，在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为__________。【答案】（1）LiOH；2Cl‾—2e‾=Cl2↑；B（2）2Co(OH)3+4H++SO32‾=2Co2++SO42‾+5H2O；+3；Co3O4【解析】（1）根据示意图，B极区生产H2，同时生成LiOH，则B极区电解液不能是LiCl溶液，如果是LiCl溶液则无法得到纯净的LiOH，则B极区电解液为LiOH溶液；电极A为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，根据放电顺序，阳极上Cl‾失去电子，则阳极电极反应式为：2Cl‾—2e‾=Cl2↑；根据电流方向，电解过程中Li+向B电极迁移。（2）在酸性条件下，Co(OH)3首先与H+反应生成Co3+，Co3+具有氧化性，把SO32‾氧化为SO42‾，配平可得离子方程式：2Co(OH)3+4H++SO32‾=2Co2++SO42‾+5H2O；铁渣中铁元素的化合价应该为高价，为+3价；CO2的物质的量为：1.344L÷22.4L/mol=0.06mol，根据CoC2O4的组成可知Co元素物质的量为0.03mol，设钴氧化物的化学式为CoxOy，根据元素的质量比可得：59x：16y=0.03mol×59g/mol：（2.41g—0.03mol×59g/mol），解得x：y=3:4，则钴氧化物的化学式为：Co3O4。【考点定位】本题考查了电极原理及应用，包括电极方程式的书写、电解液的判断、离子移动方向的判断；还考查了离子方程式的书写、元素化合价的判断、根据化学计算推测物质的化学式，【名师点睛】本题试题立意鲜明，以考查学生能力为主导，抓住学科知识的内在联系，首先通过电解法制备LiOH的分析考查了电解的原理及应用，然后利用钴渣制备钴氧化物的工艺流程，考查了离子方程式的书写和化学式的推断，将化学学科知识的考查融于化工生产实践中，体现了化学学科的科学和社会价值，侧重于对考生分析问题、解决问题能力的考查。【注】本题分类与专题2、108．【2015江苏化学】(12分)软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为：MnO2＋SO2=MnSO4（1）质量为17．40g纯净MnO2最多能氧化_____L(标准状况)SO2。（2）已知：Ksp[Al(OH)3]=1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]=3×10－39，pH=7．1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度小于1×10－6mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________。（3）右图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制结晶温度范围为____