化学基本理论复习一专题一
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，V
l /V
2
＝n
l
/n
2
(2)同温同体积时，p
1/p
2
＝n
1
/n
2
＝N
1
/N
2
(3)同温同压等质量时，V
1/V
2
＝M
2
/M
1
(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(N A)。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K
2CO
3
4.32％。
其余是KOH。若将ag样品放入b mL 1mol/L的盐酸中，使其充分作用后，多余酸用25.25mL c mol/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a B．只含有b C．可能含有b D．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(N
A
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N
A
B ．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 N A
C ．常温常压下，活泼金属从盐酸中置换出1molH 2时发生转移的电子数为2N A
D ．常温常压下，1mol 氦气含有的核外电子数为4N A [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N A ，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1molH 2时必有2molH +获得2mol 电子，即转移电子数为2N A ，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aLO 2和O 3的混合气体，当其中的O 3全部转化为O 2时，体积变为1.2aL ，求原混合气中O 2和O 3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O 3占xL ，则O 2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AH 3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，AH 3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，p 1/p 2＝N 1/N 2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4AH 3=A ( )十6H 2，再由A 原子守恒得A 右下角的数字为4。 本题答案为：4，4AH 3=A 4十6H 2。
五、阿伏加德罗定律与化学平衡的综合应用
[例6] 1体积SO 2和3体积空气混合后，在450℃以上通过V 2O 5催化剂发生如下反应：2SO 2(气)+O 2(气) 2SO 3(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SO 2是原有SO 2的 %。
[解析]
由阿伏加德罗定律的推论可知：体
积。
为x体积，由差量法
设参加反应的SO
2
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。
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
（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Q>G，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Q>Y>G，由（2）得化合价X>Q，由（4）结合（2）得化合价X>Z>Q。
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，P
4中4个P的原子降低数为20，由最小公倍数可得HClO
3
前的
系数为10，P
4
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Na
2S
x
，x值一般为2～6，已知Na
2
S
x
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Na
2S
x
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Na
2S
x
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Na
2S
5。
4．有机氧化还原反应方程式配平［例6］
当KMnO
4消耗0.05mol时，产生的CO
2
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KMnO
4和MnSO
4
前的系数为2，H
2
C
2
O
4
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2 KMnO
4～10CO
2
，设产生CO
2
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．1：1 B．5：4 C．5：3 D．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N
2
中的0价氮。
N：-3→0 ↑3×5
N：+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H
2和Cl
2
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
(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(H
2)+n(Cl
2
)，因为无论是H
2
、O
2
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H
2与Cl
2
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：(A)。
例2：要配制浓度约为2mol·L—1NaOH溶液100mL，下面的操作正确的是( )
(A)称取8gNaOH固体，放入250mL烧杯中，用100mL量筒量取100mL蒸馏水，加入烧杯中，同时不断搅拌至固体溶解
(B)称取8gNaOH固体，放入100mL量筒中，边搅拌，边慢慢加入蒸馏水，待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100mL
(C)称取8g NaOH固体，放入100mL容量瓶中，加入适量蒸馏水，振荡容量瓶使固体溶解，再加水到刻度，盖好瓶塞，反复摇匀
(D)用100mL量筒量取40mL5mol·L—1NaOH溶液，倒入250mL烧杯中，再用同一量筒取60mL 蒸馏水，不断搅拌下，慢慢倒入烧杯中
(全国高考试题)
解析：
本题需要明确以下几点：
①溶质(NaOH)质量或浓溶液体积是否正确；
②NaOH固体溶于水放热，不能在量器(量筒和容量瓶)中溶解；
③粗略配制一定物质的量浓度的溶液不一定要严格按照：计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀的步骤在容量瓶中配制。
明确了上述几个问题，本题不难得出答案：(A)、(D)。
例3：若1.8g某金属跟足量盐酸充分反应，放出2.24L（标准状况）氢气，则该金属是( ) A．Al B．Mg C．Fe D．Zn
（全国老课程卷）
解析：
可设金属显＋2价，则放出2.24LH
2
对应金属为0.1mol，所以金属的摩尔质量为18g/mol。
答案：A
例4：用N
A
表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是( )
A．0.1mol·L－1稀硫酸100mL中含有硫酸根个数为0.1N
A
B．1molCH
3+（碳正离子）中含有电子数为10N
A
C．2.4g金属镁与足量的盐酸反应，转移电子数为 2N
A
D．12.4g白磷中含有磷原子数为0.4N
A
（北京理综）
答案：D
解析：
考查的知识点为“物质的量及物质的量浓度、粒子数目、氧化还原反应中得失电子数目”。
A：H
2SO
4
2H++SO
4
2-c(SO
4
2-)=0.1mol/L，V=0.1L。
∴n(SO
42-)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol0.01N
A
(A错)；
B：CH
3+1mol中含8mol电子，∴电子数应为8N
A
，(B错)
C：Mg+2H+→Mg2++H
2
↑转移电子
24g 2N
A
2.4g 0.2N
A
(C错)
D：考查白磷的化学式P
4，1mol P
4
中有4N
A
磷原子。12.4g相当于0.1mol P
4
∴有0.4 N
A
磷原子(正确)。
例5：下列说法不正确的是 ( )
A．磷酸的摩尔质量与6．02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等B．6．02 ×1023个氮分子和6．02×1023个氢分子的质量比等于14：1 C．32 g氧气所含的原子数目为2×6．02×1023
D．常温常压下，0．5 ×6．02 ×1023个一氧化碳分子所占体积是11．2 L （全国卷Ⅰ）
答案：D
解析：
常温常压不是标准状况，故气体摩尔体积不是22．4 L／mo1。
例6：代表阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是( )
A．9g重水所含有的电子数为
B．1mol MgCl
2
中含有离子数为
C．氯气与足量NaOH溶液反应转移的电子数为
D．1molC
10H
22
分子中共价键总数为
（天津卷）答案：D 解析：
1mol C
10H
22
分子中有9mol C－C键，22mol C－H键，共有共价键31N
A
。
例7：阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1。下列叙述中正确的是( )
A．标准状况下，2.24L苯中约含有3.612x1023个碳原子
B．常温常压下，氧气和臭氧的混合物16g中约含有6.02×1O23个氧原子
C．25℃时，1 L pH=13的氢氧化钠溶液中约含有6.02×l023个氢氧根离子
D．0.5mol CH
4
中约含有3.01×1024个电子
（江苏卷）
答案：BD
解析：
标况下苯不是气体，2.24L苯不是0.1mo1，故A项不正确；25℃时，1L pH=13的NaOH 溶液含OH- 0.1mo1，约含有6.02×1022个OH-离子，故C项不正确；所以选B、D。
例8：等物质的量的N
2、O
2
、CO
2
混合气体通过Na
2
O
2
后，体积变为原体积的(同温同压)，
这时混合气体中N
2、O
2
、CO
2
物质的量之比为( )
A．3：4：1 B．3：3：2 C．6：7：3 D．6：9：10 （上海卷）
答案：A
解析：
由题给的体积变化可设原有9L气体，N
2、O
2
、CO
2
三种气体各3L；由
可知，9体积N
2、O
2
、CO
2
与Na
2
O
2
反应后变应为8体积，说明
有2体积CO
2反应，同时生成1体积O
2
，所以，反应后三种气体的体积比为
，故选A。
例9：设N
A
为阿伏加德罗常数。下列叙述中正确的是 ( )
A．46g NO
2和N
2
O
4
混合气体中含有原子数为3N
A
B．标准状况下22.4 L H
2中含中子数为2N
A
C．1 L 1mol／L醋酸溶液中离子总数为2N
A
D．1 mol Mg与足量O
2或N
2
反应生成MgO或Mg
3
N
2
均失去2N
A
个电子
（上海卷）
答案：AD
解析：
H
2
的中子数为0，故B项不正确；醋酸为弱电解质，不完全电离，故C项不正确，所以选AD。
例10：久置空气中会发生颜色变化，但颜色变化不是由于跟氧气反应引起的物质是（）A．过氧化钠固体 B．亚硫酸钠固体 C．硫酸业铁晶体 D．苯酚晶体
解析：
Na
2O
2
本身淡黄色，在空气中易与水和CO
2
反应生成白色的固体；Na
2
SO
3
本身无色，易被O
2
氧化生成硫酸钠； FeSO
4·7H
2
O本身淡绿色，易被氧化成红褐色的+3铁的化合物；无色的苯
酚易被氧化成粉色的物质。
例11：为确定下列置于空气中的物质是否变质，所选检验试剂（括号内物质）不能达到目的的是（）
A．Na
2SO
3
溶液(BaCl
2
) B．FeCl
2
溶液(KSCN)
C．KI（淀粉溶液） D．HCHO溶液（石蕊试液）(北京理综)
答案：A
解析：
A：Na
2SO
3
在空气中变质成Na
2
SO
4
，用BaCl
2
检验其是否变质，不能达到目的，Na
2
SO
3
、Na
2
SO
4
与BaCl
2
反应均有白色沉淀产生。
B：FeCl
2
与KSCN无明显现象，当Fe2+→Fe3+后，溶液立即变血红色。
C：KI（淀粉溶液）中I-与淀粉溶液相遇无明显变化，但当I-→I
2
时溶液立即呈蓝色。
D：HCHO溶液氧化生成HCOOH，甲酸可使紫色石蕊变红，而甲醛与石蕊不作用。∴B、C、D中检验试剂均可达到目的。
例12：从矿物学资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：
14CuSO
4+5FeS
2
+12H
2
O====7Cu
2
S↓+5FeSO
4
+12H
2
SO
4
，下列说法正确的是（）
A．Cu
2
S既是氧化产物又是还原产物
B．5molFeS
2
发生反应，有10mol电子转移
C．产物中的SO
4
2－离子有一部分是氧化产物
D．FeS
2
只作还原剂
(北京理综)
答案：C
解析：
考查的知识点是“氧化还原反应中氧化产物，还原产物，氧化剂还原剂概念的辨析，反应中电子转移数目的判断”。
14CuSO
4+5FeS
2
+12H
2
O=7Cu
2
S↓+5FeSO
4
+12H
2
SO
4
，反应中，降低
总数为21，显然还有，故反应后有17SO
42-（+6价S），而反应前有14SO
4
2-，可见Cu
2
S
只是还原产物，5mol FeS
2参加反应转移电子数为21mol ，部分SO
4
2-为氧化产物，FeS
2
既是作
氧化剂，又做还原剂，∴选项C为正确答案，此题有一定难度。
例13：在一定温度下，某无水盐R在水中溶解度为23g，向R的饱和溶液中加入该无水盐，保持温度不变，析出R的结晶水合物Wg，从原饱和溶液中析出溶质R的质量为（）
A． B．
C． D．
解析：
从原溶液中析出的溶液质量为(Wg－Bg)，所以从原饱和溶液中析出溶质R的质量为：
例14：某化学反应的反应物和产物如下：
KMnO
4 ＋ KI＋ H
2
SO
4
→ MnSO
4
＋ I
2
＋ KIO
3
＋ K
2
SO
4
＋ H
2
O
(1)该反应的氧化剂是 ____________。
(2)如果该反应方程式中I
2和KIO
3
的系数都是5
①KMnO
4
的系数是________________
②在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目
KMnO
4+ KI+ H
2
SO
4
(3)如果没有对该方程式中的某些系数作限定，可能的配平系数有许多组。原因是________________________________________________________________。