阿伏加德羅常數(shù)經(jīng)典陷阱例析

文章編號：1005－6629(2008)11－0063－03中圖分類號：G632.479文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)知識是每年高考的必考點，阿伏加德羅常數(shù)涉及整個高中化學(xué)的大部分章節(jié)，往往成為教學(xué)的難點。筆者經(jīng)過多年研究，阿伏加德羅常數(shù)在高考中經(jīng)典陷阱歸納如下：

陷阱之一：標(biāo)準(zhǔn)狀況與常溫、常壓以及氣態(tài)與非氣態(tài)的難辨別性

例1：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A. 常溫、常壓下，NA個氧氣分子的體積小于22.4L

B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的22.4L辛烷完全燃燒，生成CO2分子數(shù)為8NA

C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L CH3Cl中所含的分子數(shù)為NA

D. 常溫下常壓下， 35.5g氯氣含有的原子數(shù)為NA

解析：A選項，標(biāo)準(zhǔn)狀況特指0℃、1atm，溫度越高，氣體體積越大，在標(biāo)況時，NA個氧氣分子的體積約為22.4L，升高到常溫25℃時，體積應(yīng)大于22.4L，A錯。辛烷C8H18，在0℃時是液態(tài)，則B錯。選項C中CH3Cl為氣體，故C正確。D中的質(zhì)量與溫度、壓強無關(guān)，可視為1mol氯原子，故D亦正確。綜合上述，選C、D。

總結(jié)：只有體積才與溫度、壓強有關(guān)，而質(zhì)量、物質(zhì)的量與溫度、壓強無關(guān)。關(guān)于氣態(tài)與非氣態(tài)的判斷：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無機物中常見的SO3、H2O、Br2等為非氣態(tài)；有機物中，碳原子數(shù)4以內(nèi)的烴為氣態(tài)，烴的衍生物中只有甲醛、一氯甲烷為氣體。

陷阱之二：物質(zhì)組成的特殊性

例2：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A. 3.0 g淀粉和葡萄糖混合物中共含碳原子數(shù)為0.1 NA

B. 2.9g 2CaSO4·H2O含有的結(jié)晶水分子數(shù)為0.02 NA(2CaSO4·H2O式量為290)

C. 在100 g 98%的濃硫酸中含氧原子個數(shù)不等于4NA

D. 1L、0.1mol/L氨水中NH3·H2O的個數(shù)為0.1NA

解析：A中，淀粉的分子式為（C6H10O5）n，而葡萄糖的分子式為C6H12O6，兩者的最簡式很容易混淆，則A錯。B中，1mol熟石膏中含有2mol CaSO4和1mol H2O，則0.01mol熟石膏中含有0.01mol水分子，B錯。C中，H2SO4為98g，1mol，4NA氧原子，注意水中還有氧原子，則C正確。D中氨水中含氮的微粒除NH3·H2O外，還含有NH3和NH4＋，這三者合起來為0.1NA，D錯。綜合上述，選C。

總結(jié)：常見特殊組成有如下幾種情況：①有些物質(zhì)最簡式相同，如乙烯、丙烯等單烯烴、葡萄糖與果糖、淀粉與纖維素等、飽和一元羧酸與飽和一元酯等。②有些物質(zhì)中某元素的百分含量相等，如Cu2S和CuO中Cu，甲苯與甘油中的氫、CaCO3、KHCO3中的碳等。③有些物質(zhì)中陰陽離子個數(shù)的比值易混淆，BaO2中Ba2＋與O22－之比為1︰1，Na2O2中Na＋與O22－為2︰1。④計算溶液中氫、氧原子個數(shù)時，應(yīng)算溶液中水的氫、氧原子。

陷阱之三：化學(xué)反應(yīng)的隱蔽性

例3：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A.金屬和一定量的任意酸反應(yīng)，只要放出2g氫氣，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA

B.62gNa2O溶于水后所得溶液中含有O2-離子數(shù)為NA

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4.6g二氧化氮氣體中含有0.3NA原子

D.足量的銅片與含4mol HNO3的濃硝酸充分反應(yīng)生成二氧化氮的分子數(shù)為2NA

解析：A中，如是活潑金屬與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，該選項沒問題。如是Zn與濃硫酸反應(yīng)，先放出SO2，當(dāng)濃硫酸變成稀硫酸時，才放出氫氣，則電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目就大于2NA，則A錯。B中，Na2O溶于水后生成NaOH，溶液中沒有O2-離子，B錯。C中，雖然存在反應(yīng)2NO2N2O4，但方程式兩邊原子個數(shù)是守恒的，故C正確。D中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硝酸變成了稀硝酸，生成氣體為NO2和NO混合物，NO2分子數(shù)小于為2NA，則D錯。綜合上述，選C。

總結(jié)：首先注意有無隱含反應(yīng)，如:NO2 N2O4、定量濃硝酸與金屬反應(yīng)、定量濃硫酸與活潑金屬反應(yīng)等；其次，考慮了隱含反應(yīng)，也要慎重對待，如本題C選項就與隱含反應(yīng)無關(guān)。

陷阱之四：電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的難判斷性

例4：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A. 0.2 mol Cl2溶于等體積水中，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA

B.5.6g鐵粉與硝酸反應(yīng)失去的電子數(shù)一定為0.3 NA

C.Na2O2與過量CO2反應(yīng)時，生成0.2mol O2時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4NA

D.0.1mol Fe 與0.1mol Cl2充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3 NA

解析：A中，氯氣溶于水，只有一部分氯氣與水反應(yīng)，而且是一個可逆反應(yīng)，因此轉(zhuǎn)移的電子數(shù)比0.2NA小得多，A錯。B中，鐵與硝酸反應(yīng)時，要判斷鐵是否過量，如鐵過量，生成Fe2＋，鐵不足，生成Fe3＋，也有可能既有Fe2＋，又有Fe3＋，則B錯。C中，Na2O2與過量CO2反應(yīng)時，Na2O2既是氧化劑，又是還原劑，放出的O2由過氧化鈉中的氧而來，當(dāng)生成0.2mol O2時，應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.2×2NA，則C對。D中，鐵與氯氣反應(yīng)產(chǎn)物值得關(guān)注如生成FeCl3，但由題給的鐵與氯氣的可知氯氣不足，鐵過量，故只能按生成FeCl2計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA。綜合上述，選C。

總結(jié)：對于有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)，首先要寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，其次用單線橋或雙線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，最后注意是否是可逆反應(yīng)，是否要進(jìn)行過量計算。

陷阱之五：電化學(xué)基本知識的模糊性

例5：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A. 1mol OH－在電解過程中被氧化時，提供電子的數(shù)目為NA個

B.用惰性電極電解NaCl溶液，每生成agNaOH時，電路中通過的電子數(shù)為aNA

C.銅的電解精煉時，每轉(zhuǎn)移2 mol電子陽極上溶解的銅原子數(shù)等于NA

D.用粗銅作陽極電解稀硫酸，當(dāng)生成0.1mol H2時，陽極失去的電子數(shù)為0.2 NA

解析：A中，根據(jù)陽極反應(yīng)式： 4OH--4e－＝O2↑＋2H2O， 4mol OH-在電解過程中只有2mol被氧化，提供4NA電子，因此A錯。B中，根據(jù)陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e－＝2OH-＋H2↑，生成ag NaOH時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為：a/40 NA，則B錯。C中，在銅電解精練時，陽極上不僅銅失去電子，比銅活潑的金屬如鋅、鐵，也失去電子，則C錯。D中，陰極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－＝H2↑，根據(jù)電子得失相等，當(dāng)陰極生成0.1mol H2時，則得到0.2mol電子，陽極失去的電子數(shù)為0.2 NA電子。綜合上述，選D。

總結(jié)：解電化學(xué)的題目，首先在于運用電子得失守恒、質(zhì)量守恒、電荷守恒，正確寫出電極式，然后根據(jù)電極反應(yīng)式來判斷；其次對氯堿工業(yè)、銅的電解精練等工業(yè)流程要非常熟悉。

陷阱之六：物質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

例6：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol苯中約含有3NA個碳碳雙鍵

B.P4分子中P原子和P-P鍵數(shù)目的比為2∶3

C.在含4mol Si—O鍵的石英晶體中，氧原子的數(shù)目為4NA

D.23.4g NaCl晶體中含有0.1NA個右圖所示的結(jié)構(gòu)單元

解析：A中，苯中的鍵應(yīng)是介于單鍵與雙鍵之間的大π鍵，不存在碳碳雙鍵，則A錯。P4分子構(gòu)型是正四面體，有6根磷磷單鍵，算得P原子數(shù)：P-P鍵數(shù)為2∶3，B對。C中，在SiO2晶體中，有1molSi就4molSi—O鍵，現(xiàn)在有4mol Si-O鍵，說明有1mol SiO2，則有2 mol 氧原子，C錯。D中，如圖所示的結(jié)構(gòu)單元是NaCl的晶胞，根據(jù)均攤法，該晶胞平均含有4Na＋和4Cl－，23.4g NaCl為0.4mol，對應(yīng)晶體應(yīng)含有0.1NA如圖所示的結(jié)構(gòu)單元，則D對。綜合上述，選B、D。

總結(jié)：對于結(jié)構(gòu)題，首先注意對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的描述是否正確，最常見的是苯環(huán)中不含有碳碳雙鍵；其次要畫出分子結(jié)構(gòu)；再者對于某晶體，先回顧該晶體的基本特征，然后再解決問題，如本題C、D選項，應(yīng)先回想二氧化硅晶體、氯化鈉晶體的典型構(gòu)型，然后再代入求解，正確率就高多了。

陷阱之七：電離與水解中概念的混淆性與數(shù)據(jù)的缺失性

例7：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A. 286gNa2CO3·10H2O固體中含有NA個陰離子

B. 1mol FeCl3跟水完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵膠體后，其中膠體粒子數(shù)目為NA

C. 6.8g KHSO4熔融時含有0.1NA個陽離子；

D. 25℃時pH=1的醋酸溶液中含有H+的數(shù)目為0.1NA

解析：A中，是碳酸鈉晶體而不是碳酸鈉溶液，故碳酸根離子無法水解，則A對。B中，一個膠體粒子有若干個氫氧化鐵分子和其它所組成，吸附了Fe3+而使膠體粒子帶正電荷，因此膠體粒子數(shù)目遠(yuǎn)小于NA，則B錯。C中，KHSO4在熔融時電離出的是K＋和HSO4－，在水溶液中才電離出K＋、H＋、SO42－，則C錯。D中，缺少溶液體積數(shù)據(jù)，因而H+數(shù)目無法計算。綜合上述，選A。

總結(jié)：對于有弱酸根或弱堿陽離子存在的晶體，在固態(tài)時，不水解，只有在水溶液中，才水解。其次，關(guān)于膠體，膠體本身不帶電，只有膠體粒子帶電，而膠體粒子是個大分子，由若干個小分子和離子構(gòu)成；要注意特殊物質(zhì)在熔融和水溶液中電離方程式是否一樣；關(guān)于求解溶液中離子的數(shù)目，注意濃度與體積數(shù)據(jù)是否齊全。

陷阱之八：化學(xué)鍵數(shù)目的難計算性

例8：設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是：( )

A. 含2NA共價鍵的CnH2n+2分子中的物質(zhì)的量為[2/（3n＋1）]mol

B. 6.0g乙醛分子中共用電子對的數(shù)目為0.6NA

C.乙炔完全燃燒時，有8NA碳氧鍵生成，則轉(zhuǎn)移5NA電子

D、若乙炔的燃燒熱為QkJ·mol-1，若一定量的乙炔燃燒放熱為QkJ，則斷鍵為5NA；

解析：A中，烷烴CnH2n+2中，化學(xué)鍵為碳碳鍵和碳?xì)滏I，每個氫原子只成一根碳?xì)滏I，因此有多少個氫就有多少碳?xì)滏I，則碳?xì)滏I為2n+2。每兩個碳之間成一個碳碳鍵，故n個碳原子之間形成n－1根碳碳鍵，則1mol烷烴CnH2n+2中化學(xué)鍵的總數(shù)為（3n+1）NA；反之，含2NA共價鍵的CnH2n+2分子中的物質(zhì)的量為[2/（3n＋1）]mol，則A對。B中，先寫出乙醛的結(jié)構(gòu)式，得出1mol乙醛中有7mol共用電子對，則6.0g乙醛分子中共用電子對的數(shù)目為:(6.0/44)×7NA，則B錯。C中，乙炔中碳為-1價，燃燒后生成二氧化碳時，碳為+4價，則1mol乙炔完全燃燒，生成2mol二氧化碳，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為10mol，而1mol二氧化碳中有4mol碳氧鍵，所以有8NA碳氧鍵生成，則C錯。D中，1mol乙炔完全燃燒時，除了斷1mol乙炔中的5mol鍵外，還斷氧氣中的氧氧鍵，則D錯。

總結(jié)：對于化學(xué)鍵數(shù)目的計算，關(guān)鍵在于畫出關(guān)鍵物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，根據(jù)結(jié)構(gòu)式來算化學(xué)鍵的數(shù)目。

總之，雖然阿伏加德羅常數(shù)涉及的內(nèi)容多，但多為基本內(nèi)容和基本概念，因此只要加強對基本知識的歸納總結(jié)，在練習(xí)中不斷反思，就能提高自己解答有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)問題的能力。

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