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化学基本理论专题一质量守恒定律阿加德罗常数及定律［知识规律总结］一、质量守恒定律1．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。2．实质化学反应前后元素的种类和原子的个数不发生改变。二、阿伏加德罗定律1．内容在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。即“三同”定“一同”。2．推论(1)同温同压下，Vl/V2＝nl/n2(2)同温同体积时，p1/p2＝n1/n2＝N1/N2(3)同温同压等质量时，V1/V2＝M2/M1(4)同温同压同体积时，注意：阿伏加德罗定律也适用于不反应的混合气体。三、阿伏加德罗常数物质的量是以阿伏加德罗常数来计量的，0.012kg碳-12所含的碳原子数就是阿伏加德罗常数(NA)。6.02×1023mol-1是它的近似值。注意：叙述或定义摩尔时一般用“阿伏加德罗常数”，在具体计算时常取6.02×1023mol-1。［思维技巧点拔］一、质量守恒定律的直接应用[例1]有一在空气里暴露过的KOH固体样品，经分析其含水7.65％，含K2CO34.32％。其余是KOH。若将ag样品放入bmL1mol/L的盐酸中，使其充分作用后，多余酸用25.25mLcmol/L的KOH溶液恰好中和完全。蒸发所得溶液，得到固体质量的表达式中(单位g)（）A．只含有aB．只含有bC．可能含有bD．一定有a、b和c[解析]本题如使用Cl原子守恒的方法可大大简化解题步骤。由题意，反应后溶液为KCl溶液，其中的Cl－来自盐酸，所以所得KCl固体的物质的量与HCl的物质的量相等，即为0.001bmol，质量为0.0745bg。如果解题时使用ag这个数据，也能获得答案，此时答案中也会含有b，请读者自行解答。正确答案为：C。[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。[解析]根据质量守恒定律，当16gA与22gB恰好反应生成4.5gD的同时，生成C的质量应为16十22一4.5＝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，M（C）＝16.75g/0.125mol＝134g/mol，即C的式量为134。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值)（）A．标准状况下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合物22.4L，其所含有的分子数为NAB．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NAC．常温常压下，活泼金属从盐酸中置换出1molH2时发生转移的电子数为2NAD．常温常压下，1mol氦气含有的核外电子数为4NA[解析]阿伏加德罗定律所述的气体包括混合气体。标准状况下，22.4L混合气体所含有的分子数为NA，所以选项A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22.41/mol这一量，所以1L辛烷的物质的量不是1/22.4mol，选项B错误。每生成1molH2时必有2molH+获得2mol电子，即转移电子数为2NA，选项C正确。1个氦原子核外有2个电子，氦气是单原子分子，所以1mol氦气含有2mol电子，所以选项D错误。正确答案为：AC。三、阿伏加德罗定律与化学方程式计算的综台应用[例4]在一定条件下，有aLO2和O3的混合气体，当其中的O3全部转化为O2时，体积变为1.2aL，求原混合气中O2和O3的质量百分含量。[解析]由阿伏加德罗定律，结合化学方程式的意义可知，化学方程式中气体物质的化学计量数之比等于其体积比，所以此题实际是应用阿伏加德罗定律的题。设混合气体中O3占xL，则O2为四、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。[解折]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()十6H2，再由A原子守恒得A右下角的数字为4。本题答案为：4，4AH3=A4十6H2。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%。[解析]由阿伏加德罗定律的推论可知：体积。设参加反应的SO2为x体积，由差量法2:1=x:0.4解得x=0.8体积，所以反应掉的体积是原有。六、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3.03×105Pa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。[解析]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。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：，根据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：专题二氧化还原再打造一．氧化还原反应中的有关判断1．氧化还原反应、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物的判断氧化还原反应的实质是电子的转移，特征是反应前后元素的化合价发生了变化。我们判断某反应是否为氧化还原反应，可根据反应前后元素的化合价是否发生了变化这一特征。氧化还原反应中的概念一般是成对出现的，理清概念是解决问题的关键。表2—1氧化还原反应中反应物与生成物的关系反应物变化特点生成物还原剂失、高、氧氧化产物氧化剂得、低、还还原产物2．氧化性、还原性强弱的判断（1）根据元素的化合价若物质中元素具有最高价，则该元素只有氧化性；物质中元素具有最低价时，该元素只有还原性；物质中元素具有中间价时，该元素既有氧化性又有还原性。对于同一种元素，价态越高，其氧化性就越强；价态越低，其还原性就越强。（2）根据氧化还原反应方程式在同一氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。（3）根据金属活动性顺序表在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，其还原性就越强（铂金除外）；金属的位置越靠后，其阳离子的氧化性就越强。（4）根据元素周期表同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱。同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。（5）根据反应的难易程度氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越简单)，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。（6）其它条件一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。注意：①氧化还原性的强弱只与该原子得失电子的难易程度有关，而与得失电子数目的多少无关。得电子能力越强，其氧化性就越强；而失电子能力越强，其还原性就越强。②同一元素相邻价态间不发生氮化还原反应。二、氧化还原反应方程式的配平1．依据原则在氧化还原反应中，元素得失电子的总数(或化合价升降的总数)相等。2．配平方法一标、二找、三定、四平、五查。（具体参见下面的例题）思维技巧点拔一、氧化性和还原性强弱的判断[例1]根据反应式：（1），（2），可判断离子的还原性从强到弱的顺序是解析：根据“氧化剂＋还原剂＝氧化产物＋还原产物”中“氧化剂的氧化性＞氧化产物，还原剂的还原性＞还原产物”，根据⑴有还原性I－＞Fe2＋，根据⑵有还原性Fe2＋＞Br－。正确选项为：B。[例2]G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的分子式（或化学式），但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系（未配平）这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为[解析]根据氧化还原反应的特征可知，氧化还原反应中元素化合价有升必有降。由（1）得化合价QG，因为该反应为歧化反应，G中氯元素的化合价必介于Q和－1价氯之间。同理由（3）结合（1）得化合价QYG，由（2）得化合价XQ，由（4）结合（2）得化合价XZQ。正确答案为：B。二、氧化还原反应方程式配平的常见题型1．定项配平[例3]配平下列方程式，将系数填在空格内：[解析]分析反应前后Cl和P的化合价变化，每个氯原子由，化合价升高数为6，而每个P原子化合价由0变为+5，P4中4个P的原子降低数为20，由最小公倍数可得HClO3前的系数为10，P4前的系数为3，其它元素原子的系数使用观察法配平。配平的中间步骤可表示如下：2．缺项配平[例4]完成并配平下列化学方程式：解析：比较反应式两边的原子或原子团可知，右边有18个离子，左边只有1个离子，应在HCl前加18，再比较反应式两边H、O原子个数不等。可见未知生成物中含有氢、氧元素，未知物应为水，由原子个数守恒得系数为8。本题答案为：3．未知量配平[例5]由硫可得多硫化钠Na2Sx，x值一般为2～6，已知Na2Sx与NaClO反应的化学方程式如下：试配平上述方程式，若某多硫化钠在反应中消耗的NaClO和NaOH的物质的量之比为2：1，试以求得的x值写出该多硫化钠的分子式_________。[解析]本题解答的关键必须正确标出Na2Sx中硫的化合价，由化合物中化合价的代数和等于零这一原则得硫的化合价为。分析反应前后元素的化合价变化情况，硫元素由升高到+6价，每个硫原子净升高级为，x个硫原子共升高6x+2，NaClO中氯元素的化合价由+1降到—1价，净降低数为2，根据最小公倍数可得Na2Sx前的系数为1，NaClO和NaCl前的系数为3x+1。其它物质前面的系数使用观察法配平。本题答案为：根据“反应中消耗的NaClO和NaOH的物质的量之比为2：1”有，算出x=5。多硫化钠的化学式为Na2S5。4．有机氧化还原反应方程式配平［例6］当KMnO4消耗0.05mol时，产生的CO2的体积为_______L（标准状况）。[解析]有机氧化还原反应方程式的配平与无机氧化还原反应方程式相似，关键是正确标定有机物中碳的化合价。为了方便地标出碳的化合物，在遇到有机物用结构简式表示时，一定要把它写成分子式。根据最小公倍数，可得KMnO4和MnSO4前的系数为2，H2C2O4前的系数为5，其它使用观察法配平。配平后的反应式可得关系式2KMnO4～10CO2，设产生CO2的体积为xL，由2：224=0.05：x解得x=5.6。本题正确答案为：三、有关氧化还原反应的计算[例7]一定条件下硝酸铵受热分析的未配平化学方程式为，在反应中被氧化与被还原的氮原子之比为（）A．1：1B．5：4C．5：3D．3：5[解析]本题使用电子守恒法解答比较简单，本反应的实质是中-3价氮和中+5价氮归中变为N2中的0价氮。N：-3→0↑3×5N：+5→0↓5×3由上可知，被氧化与被还原的氮原子个数比为5：3。本题正确答案为：C。高考名题赏析例1：在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的()(A)原子数(B)密度(C)质量(D)质子数(2003年全国理综试题)解析：根据阿伏加德罗定律：同温同压同体积的气体具有相同的物质的量。则本题n(HCl)＝n(H2)+n(Cl2)，因为无论是H2、O2还是HCl均为双原子分子，所以在该条件下，两容器中一定具有相同的原子数，但由于H2与Cl2的体积比不定，故不能确定密度、质量和质子数是否相同。综上分析，本题答案为：(