Ⅱ、摩爾質(zhì)量M（或平均摩爾質(zhì)量）

M=22.4L?mol^-1×ρ，

=M(A)ф(A)+M(B)ф(B)+???   ф為體積分數(shù)。

3． 例題精講

    [例1]有一在空氣里暴露過的KOH固體樣品，經(jīng)分析其含水7.65%，含K₂CO₃4.32%，其余是KOH。若將ag樣品放入bmL1mol/L的鹽酸中，使其充分作用后，殘酸用25.25mLcmol/L的KOH溶液恰好中和完全。蒸發(fā)所得溶液，得到固體質(zhì)量的表達式中(單位g)

    A. 只含有a        B. 只含有b        C. 必含有b       D. 一定有a、b和c

[解析]本題如使用Cl原子守恒的方法可大大簡化解題步驟。由題意，反應(yīng)后溶液為KCl溶液，其中的Cl^-來自鹽酸，所以所得KCl固體的物質(zhì)的量與HCl的物質(zhì)的量相等，即為0.001bmol，質(zhì)量為0.0745bg。如果解題時使用ag這個數(shù)據(jù)，也能獲得答案，此時答案中也會含有b，請讀者自行解答。

本題正確答案為C。

[例2]在一定條件下，16gA和22gB恰好反應(yīng)生成C和4.5gD。在相同條件下，8gA和15gB反應(yīng)可生成D和0.125molC。從上述事實可推知C的式量為____________。

[解析]根據(jù)質(zhì)量守恒定律，當16gA與22gB恰好反應(yīng)生成4.5gD的同時，生成C的質(zhì)量應(yīng)為16+22-4.5=33.5g，當8gA和15gB反應(yīng)時，根據(jù)判斷B是過量的，A與C的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)是16:33.5=8:x，x=16.75g，M_C=16.75g/0.125mol=134g/mol，即C的式量為134。

[例3]下列說法正確的是(N_A表示阿伏加德羅常數(shù))

    A. 標準狀況下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合物22.4L，則所含有的分子數(shù)為N_A

    B. 標準狀況下，1L辛烷完全燃燒后，所生成氣態(tài)產(chǎn)物的分子數(shù)為

    C. 常溫常壓下，活潑金屬從鹽酸中置換出1molH₂時發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A

    D. 常溫常壓下，1mol氦氣含有的核外電子數(shù)為4N_A

[解析]阿伏加德羅定律所述的氣體包括混合氣體。標準狀況下，22.4L混合氣體所含有的分子數(shù)為N_A，所以選項A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(zhì)的量不是1/22.4mol，選項B錯誤。每生成1molH₂時必有2molH⁺獲得2mol電子，即轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2N_A，選項C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(guān)，所以選項D正確。本題正確答案為AC。

[例4]在一定條件下，有aLO₂和O₃的混合氣體，當其中的O₃全部轉(zhuǎn)化為O₂時，體積變?yōu)?.2aL，求原混合氣中O₂和O₃的質(zhì)量百分含量。

[解析]由阿伏加德羅定律，結(jié)合化學方程式的意義可知，化學方程式中氣體化學式的系數(shù)比等于其體積比，所以此題實際上用阿伏加德羅定律的應(yīng)用題。

    設(shè)混合氣體中O₃占xL，則O₂為(a-x)L

        2O₃ ==== 3O₂

         2L      3L

         xL     (3/2)xL

(3/2)x+(a-x)=1.2a，解得x=0.4a

根據(jù)阿伏加德羅定律：n(O₃):n(O₂)=V(O₃):V(O₂)=0.4a:0.6a=2:3

w(O₂)==50% , w(O₂)=1-50%=50%。

[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(zhì)，此時壓強增加了75%。則A單質(zhì)的一個分子中有_______個A原子，AH₃分解反應(yīng)的化學方程式為__________________________________________。

[解析]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(yīng)前后氣體的分子數(shù)之比為1:1.75=4:7，可理解為反應(yīng)式左邊氣體和反應(yīng)式右邊氣體系數(shù)之和的比為4:7，再按氫原子守恒不妨先將反應(yīng)式寫為4AH₃==A_{(  )}+6H₂，再由A原子守恒得A右下角的數(shù)字為4。

本題答案為：4，4AH₃==A₄+6H₂。

五、阿伏加德羅定律與化學平衡的綜合應(yīng)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(yīng)：2SO₂(氣)+O₂(氣)2SO₃(氣)，若在同溫同壓下測得反應(yīng)前后混合氣體的密度比為0.9:1。則反應(yīng)掉的SO₂是原有SO₂的___________%。

[解析]由阿伏加德羅定律的推論可知：，V₂=0.9×(3+1)=3.6體積。

設(shè)參加反應(yīng)的SO₂為x體積，由差量法

    2SO₂ + O₂2SO₃  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(yīng)掉的體積是原有SO₂的。

六、阿伏加德羅定律與熱化學方程式的綜合應(yīng)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(yīng)，待恢復到原溫度后，測得反應(yīng)前后壓強分別為3.03×10⁵Pa和1.01×10⁵Pa，同時又測得反應(yīng)共放出222.5kJ熱量。試根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，寫出該反應(yīng)的熱化學方程式。

[解析]書寫熱化學方程式有兩個注意事項：一是必須標明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，二是注明反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)(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(yīng)過程中對應(yīng)的熱效應(yīng)。由阿伏加德羅定律的推論可知：，根據(jù)甲烷燃燒反應(yīng)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(yīng)前后的壓強比應(yīng)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

4．實戰(zhàn)演練

1．根據(jù)化學反應(yīng)A+B==C+D中，某學生作了如下四種敘述：①若mgA與B充分反應(yīng)后生成ngC和wgD，則參加反應(yīng)的B的質(zhì)量為(m+n-w)g；②若mgA和ngB完全反應(yīng)，生成的C和D的總質(zhì)量是(m+n)g；③若取A、B各mg，則反應(yīng)生成C和D的質(zhì)量總和不一定是2mg；④反應(yīng)物A、B的質(zhì)量比一定等于C、D的質(zhì)量比           (    )

    A. ①②③            B. ②③④             C. ①④             D. ②③

2．現(xiàn)有A、B、C三種化合物，各取40g相混合，完全反應(yīng)后，得B18g，C49g，還有D生成。已知D的式量為106�，F(xiàn)將22gA和11gB反應(yīng)，能生成D                   (    )

    A. 1mol            B. 0.5mol           C. 0.275mol            D. 0.25mol

3．質(zhì)量為25.4g的KOH和KHCO₃混合物先在250℃加熱，冷卻后發(fā)現(xiàn)混合物質(zhì)量損失4.9g，則原混合物中KOH和KHCO₃的組成為                                   (    )

    A. 物質(zhì)的量 KOH=KHCO₃                B. 物質(zhì)的量 KOH>KHCO₃

    C. 物質(zhì)的量 KOH<KHCO₃                D. KOH< KHCO₃的任意比

4．在反應(yīng)X+2Y==R+M中，已知R和M的摩爾質(zhì)量之比為22:9，當1.6gX與Y完全反應(yīng)后，生成4.4gR，則此反應(yīng)中Y和M的質(zhì)量之比為                             (    )

    A. 16:9               B. 32:9             C. 23:9             D. 46:9

5．設(shè)N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是                          (    )

    A. 1L1mol/L的Na₂CO₃溶液中含CO₃^2- 0.1N_A

    B. 標準狀況下，22.4LSO₃含分子數(shù)為N_A

    C. 常溫下100mL0.1mol/L醋酸溶液中含醋酸分子0.01N_A

    D. 0.1molNa₂O₂與足量水反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.1N_A

6．設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為N_A，標準狀況下，某種O₂和N₂的混合氣體mg含有b個分子，則ng該混合氣體在相同條件下所占的體積(L)應(yīng)是                             (    )

    A.           B.          C.          D.

7．nmolN₂和nmol¹⁴CO相比較，下列敘述中正確的是                       (    )

    A. 在同溫同壓下體積相等               B. 在同溫同壓下密度相等

    C. 在標準狀況下質(zhì)量相等               D. 分子數(shù)相等

8．常溫常壓下，某容器真空時質(zhì)量為201.0g，當它盛滿甲烷時質(zhì)量為203.4g，而盛滿某氣體Y時質(zhì)量為205.5g，則Y氣體可能是                                   (    )

    A. 氧氣             B. 氮氣            C. 乙烷           D. 一氧化氮

9．同溫同壓下，1體積氮氣和3體積氫氣化合生成2體積氨氣。已知氮氣和氫氣都由最簡單分子構(gòu)成，推斷它們都是雙原子分子和氨的化學式的主要依據(jù)是              (    )

    ①阿伏加德羅定律；②質(zhì)量守恒定律；③原子或分子數(shù)只能為整數(shù)；④化合價規(guī)則

    A. ①③            B. ①②③          C. ①②④           D. ①②③④

10．將空氣與CO₂按5:1體積比混合，跟足量的赤熱的焦炭充分反應(yīng)，若反應(yīng)前后溫度相同，則在所得氣體中，CO的體積百分含量為(假設(shè)空氣中氮、氧體積比為4:1，其它成分可忽略不計)                                                                   (    )

    A. 29%               B. 43%             C. 50%              D. 100%

11．在一密閉容器中盛有H₂、O₂、Cl₂組成的混合氣體，通過電火花引爆后，三種氣體恰好完全反應(yīng)。經(jīng)充分反應(yīng)后，測得所得溶液的質(zhì)量分數(shù)為33.4%，則原混合氣中三種氣體的體積比是________。

12．已知A、B兩種氣體在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)：2A+B==C+3D+4E�，F(xiàn)將相對分子質(zhì)量為M的A氣體mg和足量B氣體充入一密閉容器中恰好完全反應(yīng)后，有少量液滴生成；在相同溫度下測得反應(yīng)前后壓強分別為6.06×10⁵Pa和1.01×10⁵Pa，又測得反應(yīng)共放出QkJ熱量。試根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)寫出該反應(yīng)的熱化學方程式。

________________________________________________________________

13．化合物A 是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，它的分子組成可用O_xF_y表示。10mLA氣體能分解生成15mLO₂和10mLF₂(同溫同壓)。

    ⑴A的化學式是___________，推斷理由是________________________________________

____________________________________________。

    ⑵已知A分子中x個氧原子呈…O―O―O…鏈狀排列，則A分子的電子式是______________，A分子的結(jié)構(gòu)式是______________。

14．A、B兩種金屬元素的相對原子質(zhì)量之比是8:9。將兩種金屬單質(zhì)按物質(zhì)的量之比為3:2組成1.26g混合物。將此混合物與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，放出1.344L(標準狀況)氫氣。若這兩種金屬單質(zhì)在反應(yīng)中生成氫氣的體積相等，則A的摩爾質(zhì)量是__________，B的摩爾質(zhì)量是__________。

15．氫氣和氧氣的混合氣體，在120℃和一定壓強下體積為aL，點燃后發(fā)生反應(yīng)，待氣體恢復到原來的溫度和壓強時測得其體積為bL，原混合氣體中氫氣和氧氣各是多少升？

16．測定人呼出氣體中CO₂的含量時，將100mL呼出的氣體通入50.0mLBa(OH)₂溶液中，使其完全吸收，過濾后取20.0mL澄清溶液，用0.100mol/L鹽酸滴定，當耗掉20.4mL鹽酸時，恰好完全反應(yīng)。另取20.0mL原Ba(OH)₂溶液，用同種鹽酸滴定耗去36.4mL鹽酸時，恰好完全反應(yīng)。試計算人呼出氣體中CO₂的體積分數(shù)(氣體體積均在標準狀況下測定)。

17．用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗證阿

  伏加德羅常數(shù)值，其實驗方案的要點為：

    ①用直流電電解氯化銅溶液，所用儀器如圖1-1

 所示。

    ②在電流強度為IA(安)，通電時間為ts后，精

 確測得某電極上析出的銅的質(zhì)量為mg。

                                                             圖1-1

    試回答：

    ⑴連接這些儀器的正確順序為(用圖中標注儀器接線柱的英文字母表示，下同)：E接_____，

C接______，______接F。

    實驗線路中的電流方向為_____→_____→_____→C→_____→______。

    ⑵寫出B電極上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________；

G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為______________________________________；相應(yīng)的離

子方程式是________________________________________。

    ⑶為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量，所必需的實驗步驟的先后順序應(yīng)是____________。

     ①稱量電解前電極質(zhì)量；②刮下電解后電極上的銅并清洗；③用蒸餾水清洗電解后電極；

④低溫烘干電極后稱量；⑤低溫烘干刮下的銅后稱量；⑥再次低溫烘干后稱量至恒重。

    ⑷已知電子的電量為1.6×10^-19C。試列出阿伏加德羅常數(shù)的計算表達式：

N_A=_______________。

18．將標況下1L由CO和某氣態(tài)單烯烴的混合氣體與9LO₂混合。點燃、充分燃燒后在壓強不變、溫度為409.5K時，測得氣體的總體積為15L。試求該烯烴的分子式以及它在混合氣體中占的體積分數(shù)。

答案

1、D  2、D  3、C  4、C  5、D  6、A  7、AD  8、CD  9、B  10、C

11、9:4:1

12、2A(氣)+B(氣)==C(氣)+3D(液)+4E(氣)+

13、⑴O₃F₂；質(zhì)量守恒定律和阿伏加德羅定律

    ⑵                                                

14、24g/mol，27g/mol

15、①若原混合氣體中V(H₂):V(O₂)≥2時，V(O₂)=(a-b)L，V(H₂)=bL；②若原混合氣體中，V(H₂):V(O₂)<2時，V(H₂)=2(a-b)L，V(O₂)=(2b-a)L

16、4.48%

17、⑴D；A；B；F→B→A→C→D→E  ⑵2Cl^-－2e==Cl₂↑；變藍色  Cl₂+2I^-==2Cl^‑+I₂  ⑶①③④⑥

⑷

18、C₄H₈  33.3%