阿伏加德羅常數

阿伏加德羅常數是聯系宏觀物質和微觀粒子的重要橋梁，有關阿伏加德羅常數的考查是每年全國各地高考的熱點?？v觀全國各省市的高考試題，有關阿伏加德羅常數的考題比比皆是，且形式多樣，往往還會設置這樣或那樣的陷阱。本文就近幾年高考中常見的考查角度及今年的高考試題加以說明。

一、基本知識

1． 定義：0.012千克12C中包含的12C的原子的數量。即1mol任何粒子的粒子數。

2． 符號：NA，1mol粒子數就是1NA。

3． 單位：mol-1。

4． 關系式：n=N/NA，通常還會涉及公式：n=m/M=V氣/Vm=cV液。

（其中N為粒子數，V氣為氣體體積，V液為溶液體積）

二、常見考點

1． 物質的結構。

一定質量或者物質的量的物質所含的粒子數（分子、原子、離子等）、電子數、質子數、化學鍵數目等。

【例1】設NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法不正確的是

A． 16g CH4中含有4NA個C—H鍵

B． 1mol/L NaCl溶液含有NA個Na+

C． 1.7g H2O2中含有的電子數為0.9NA

D． 在18g 18O2中含有NA個氧原子

【解析】1個CH4分子有4個C—H鍵，16g CH4物質的量為1mol，C—H鍵4mol，所以A選項正確；B選項，要算Na+的數目，要知道溶液的體積，所以敘述錯誤； 1個H2O2含有18個電子，1.7g H2O2物質的量為0.05mol，所有電子數目為0.9NA，C選項正確；18g18O2的物質的量為0.5mol，所以氧原子的物質的量為1mol，因此數目有1NA個，D正確。

【答案】B

2． 氣體摩爾體積。

22. 4L/mol使用的對象是氣體（包括混合氣體），使用條件是標準狀況（0℃，101kPa）。高考時常把一些容易忽視的液態或固態物質作為氣體來命題，如H2O、SO3、苯等，碳原子數大于4的烴（如辛烷）等；或者在非標準狀況下，給出氣態物質設置陷阱。

【例2】設NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是

A． 常溫常壓下，22.4L CO2中含有NA個CO2分子

B． 標準狀況下，2.24L辛烷所含分子數為0.1NA

C． 標準狀況下，22.4L空氣中含有NA個單質分子

D． 標準狀況下，11.2LCl2含有0.5NA個Cl2分子

【解析】 A選項錯誤，非標準狀況下，不能用22.4L/mol換算氣體的物質的量；戊烷在標準狀況下不是氣體，所以不能用22.4L/mol換算其物質的量，B選項錯誤；空氣中含有一些化合物的氣體物質，所以22.4L空氣，單質分子數目少于1NA，C選項錯誤；在標準狀況下，11.2L氣體的物質的量可以通過氣體摩爾體積（22.4L/mol）換算得0.5mol，所以該氣體分子數為0.5NA個，D選項正確。

【答案】D

3． 電離情況。

給出強弱電解質，如強電解質NaCl、HNO3等因完全電離，不存在電解質分子；弱電解質H2CO3、HClO等因部分電離，而使溶液中H2CO3、HClO濃度減小。又或者給出pH值求算溶液中H+或者是OH-的數目。

【例3】設NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是

A． 1L 2mol/L的鹽酸溶液中，所含氯化氫分子數為2NA

B． CH3COOH是弱電解質，所以2L 1mol/L的該溶液中含有CH3COOH分子2NA個

C． 25℃時，pH＝13的10L Ba(OH)2溶液中含有的OH-數目為2NA

D． 25℃時，pH＝1的1L HCl溶液中含有的H+數目為0.1NA

【解析】HCl為強電解質，在溶液中是完全電離的，所以不存在氯化氫分子，故A敘述錯誤；B選項不正確，CH3COOH為弱電解質，但也有部分在溶液中發生電離，所以CH3COOH分子總數應少于2NA；pH＝13的10L Ba(OH)2，即OH-物質的量為0.1mol/L×10L=1mol，所以OH-數目只有1NA，C選項錯誤；pH＝1的1L HCl溶液中HCl物質的量為0.1mol/L×1L=0.1mol，所以H+數目為0.1NA，D選項正確。

【答案】D

4． 鹽的水解。

一些鹽由于發生水解，導致電離出的離子數目減少。如FeCl3，Fe3+在水中會發生水解，所以數目會減少。

【例4】設NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是

A． 1L0.5mol/L FeCl3溶液含有Fe3+粒子數為0.5 NA

B． 常溫下，100mL Imol/L Na2CO3溶液中陰離子總數大于0.1NA

C． 常溫時，1L 0.1mol/L MgCl2溶液中含Cl-數為0.2NA

D． 常溫下，1L0.5mol/LNH4Cl溶液含有NH4+數目0.5NA

【解析】FeCl3溶液中Fe3+少量會發生水解，所以其數目應少于0.5 NA，A敘述錯誤；B選項正確，0.1molNa2CO3含有CO32-0.1mol，但CO32-在溶液中部分會發生水解CO32-+H2O?葑HCO3-+ OH- ，使陰離子數目增加；MgCl2溶液中Cl-不會發生水解，所以0.1mol MgCl2就有0.2mol的Cl-，C選項正確；NH4Cl溶液中NH4+部分會水解生成弱堿氨水，所以數目少于0.5NA，D選項不正確。

【答案】C

5． 氧化還原反應。

一定量的物質發生氧化還原反應，電子轉移數目，或者生成物的粒子數。

【例5】設NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是

A． 反應：Fe2O3+3Na2O2 = 2Na2FeO4+Na2O ，3mol Na2O2發生反應，有12NA個電子發生轉移

B． 1.5mol NO2與足量H2O反應，轉移的電子數為NA

C． 23g鈉在氧氣中完全燃燒失去電子數為0.5NA

D． 7.1g C12與足量NaOH溶液反應生成NaClO粒子數為0.1NA

【解析】3mol Na2O2發生反應，即有6mol-1價的氧變成-2價的氧，電子轉移數目1x6NA ，A敘述錯誤。3NO2+H2O=2HNO3 + NO，1.5mol NO2完全反應，有1mol作為還原劑，氮的化合價由+4上升到+5，所以電子轉移數目為1NA，B選項正確；23g的鈉單質物質的量為1mol，完全反應生成+1價的Na2O2，所以失去電子數為1 NA，C選項錯誤； C12與NaOH溶液反應時有C12～NaClO，所以7.1g C12（0.1mol），生成NaClO粒子數為0.1NA，D選項正確。

【答案】BD

6． 化學反應方程式的計算。

一定量物質間發生化學反應，生成物的粒子數或者混合物的粒子數。

【例6】設NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是

A． 0.03mol Fe粉與足量水蒸氣反應生成的H2分子數為0.01NA

B． 金屬鎂與足量的鹽酸反應，若轉移電子數為2NA時，參加生成的H2數目為NA

C． 標準狀況下，鋁跟氫氧化鈉溶液反應生成1mol氫氣時，轉移的電子數為NA

D． 常溫常壓下，46g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數為6NA

【解析】Fe粉與水蒸氣反應3Fe+4H2O（g）■Fe3O4 + 4H2中有3Fe～4H2，所以0.03molFe反應，應該有0.04molH2生成，即H2分子數為0.04NA，A不正確；B選項，鎂與足量的鹽酸反應有Mg～H2，有2mol電子發生轉移，就有1molMg參加反應，所以生成H2物質的量為1mol，即數目為NA個，B正確；鋁跟氫氧化鈉溶液反應，化學方程式中2Al～3H2～6e-（電子轉移數目），所以生成1mol H2，按比例計算轉移電子數目應該為2NA，C選項錯誤；NO2和N2O4混合時，可以把其中的N2O4當成是2倍數目的NO2，側所有“NO2”的物質的量為1mol，原子數就是3mol，D選項敘述不正確。

【答案】B

三、2011年高考試題分析

1．（2011年廣東高考）設nA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是

A． 常溫下，23gNO2含有nA個氧原子

B． 1L0.1mol/L氨水含有0.1nA個OH-

C． 常溫常壓下，22.4LCCl4含有nA個CCl4分子

D． 1molFe2+與足量的H2O2溶液反應，轉移2nA個電子

【解析】A選項，23gNO2的物質的量為0.5mol，即有0.5nA個NO2；而一個NO2分子含有兩個氧原子，所以氧原子數目應該為0.5×2即1nA個，答案正確。B選項中氨水是弱堿，所以只能電離出部分OH-，所以錯。22.4L/mol是在標準狀態下的氣體摩爾體積，選項C條件不對。Fe2+與足量的H2O2溶液的反應，Fe2+作為還原劑，反應后變成+3價的鐵，所以1mol Fe2+轉移電子nA個。

【答案】A

2．（2011年全國卷）NA為阿伏加德羅常數，下列敘述錯誤的是

A． 18g H2O中含的質子數位10NA

B． 12g金剛石含有的共價鍵數位4NA

C． 46g NO2和N2O4混合氣體中含有原子總數為3NA

D． 1molNa與足量O2反應，生成Na2O和Na2O2的混合物，鈉失去NA個電子

【解析】一個氫原子含有一個質子，一個氧原子含有8質子，所以一個水分子含有10個質子。18g水的物質的量為1mol，即水分子數NA，質子數10NA，A選項正確。12g金剛石物質的量為1mol，但每個碳原子跟其他碳原子形成四個共價鍵時，只有一半是屬于自己的，所以共價鍵數位2NA才正確，B選項錯誤。NO2和N2O4混合時，可以把其中的N2O4當成是2倍數目的NO2，則所有“NO2”的物質的量為1mol，原子數就是3mol，C選項敘述正確。D選項正確，無論鈉元素最后以哪種物質存在，鈉都是+1價態，即一個原子失去一個電子變成+1的離子，1mol鈉單質就失去NA個電子。

【答案】B

3．（2011年江蘇高考）設NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是

A． 1mol甲醇中含有C—H鍵的數目為4NA

B． 25℃，pH=13的NaOH溶液中含有OH-的數目為0.1NA

C． 標準狀況下，2.24L己烷含有分子的數目為0.1NA

D． 常溫常壓下，Na2O2與足量H2O反應，共生成0.2molO2，轉移電子的數目為0.4NA

【解析】A選項錯誤，從甲醇的分子結構中看出，一個甲醇分子有3個C—H鍵，所以1mol甲醇C—H鍵數目為3NA；B選項，要計算溶液中粒子數目，用到n=cV液，但題目沒有給出溶液體積，所以無法計算，此選項敘說不正確。己烷在標準狀況下是液體，所以不能用22.4L/mol，C選項錯。Na2O2的氧元素是-1價，與水反應時，Na2O2中的氧元素有一半變成0價，一半變成-2價，降低到-2價，即2molNa2O2才有1mol O2生成，電子轉移數目為2mol；若生成0.2molO2，則電子轉移數目為0.4NA，D選項正確。

【答案】D

（作者單位：廣州市南沙第一中學）

責任編校 李平安