阿伏加德羅常數考點診治進行時

阿伏加德羅常數與微粒問題是高考的傳統必考題型之一。認真研讀2012年全國各地的高考化學試卷，從中不難發(fā)現廣東、海南、四川、江蘇、全國（新課標）等都涉及到了這方面的題目，且試題以中學學過的一些重點物質為載體，以阿伏加德羅常數為核心，將微觀粒子與宏觀計量（物質的量、質量、摩爾質量、氣體摩爾體積等）聯系起來，著力考查學生解決問題的能力。本文從示例及訓練上為切入點，將各地試題考點作如下診治，以期給同學們警示之作用。

一、病例分析

阿伏加德羅常數是將微觀粒子（分子、原子、離子、電子等）跟宏觀計量聯系起來的一個重要常數，起著橋梁的作用。基于此，正確理解阿伏加德羅常數的定義，抓住它與宏觀計量（物質的量、質量、摩爾質量、氣體摩爾體積等）的聯系及運用，并能對題目逐一審核，從而檢測病灶，解決問題。

1. 從狀況條件上。

【例1】（2012·江蘇卷）標準狀況下，11.2LCH3CH2OH中含有分子的數目為0.5NA。

診斷：試題中錯把乙醇當作氣體對待，實際上在標準狀況下為液態(tài)，則無法用摩爾體積進行計算，從而得出題設說法錯誤。

練習：（2012·四川卷）標準狀況下，33.6L氟化氫中含有氟原子的數目為1.5NA。

【答案】錯誤

2. 從物質條件上。

【例2】（2012·廣東卷）常溫常壓下，22.4L的NO2和CO2混合氣體含有2NA個O原子

診斷：氣體摩爾體積適用的條件是標準狀況（即0℃，1.01×105Pa），試題中把常溫常壓設錯為標準狀況，據此求得混合氣體的物質的量為1mol（22.4L/22.4L·mol-1=1mol），從而得出題設說法錯誤。

練習：（2012·江蘇卷）常溫常壓下，2.24L的CO和CO2混合氣體中含有的碳原子數目為0.1NA。

【答案】錯誤

3. 從物質結構上。

【例3】（2012·四川卷）常溫常壓下，7.0g乙烯與丙烯的混合物中含有氫原子的數目為NA。

診斷：乙烯與丙烯的最簡式為CH2，則7.0g乙烯與丙烯的混合物的物質的量為0.5mol，所以氫原子的數目為1 mol，從而得出題設說法錯誤。

練習：（2012·廣東卷）常溫下，4g CH4含NA個C-H共價鍵。

【答案】正確

4. 從氧化還原反應上。

【例4】（2012·廣東卷）1 mol Fe與足量稀HNO3反應，轉移2NA個電子。

診斷：根據反應可知，1mol Fe與足量稀HNO3反應，轉移3NA個電子，從而得出題設說法錯誤。

練習：（2012·海南卷）在一定條件下，2.3g的Na完全與O2反應生成3.6g產物時失去的電子數為0.1NA。

【答案】正確

5. 從電離、水解知識上。

【例5】（2012·廣東卷）1L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中含有0.1NA個HCO3-。

診斷：由于HCO3-發(fā)生水解反應，則溶液中含有HCO3-小于0.1NA，從而得出題設說法錯誤。

練習：（2012·海南卷）1.0L的0.1 mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-離子數為0.1NA。

【答案】錯誤

6. 從“特殊”反應上。

【例6】（2012·四川卷）50mL18.4mol/L濃硫酸與足量銅微熱反應，生成SO2分子數目為0.46NA。

診斷：濃硫酸與足量銅微熱反應，隨著反應的進行，濃硫酸的濃度變稀，反應會停止，則生成的SO2分子數目小于0.46NA，從而得出題設說法錯誤。

練習：（2012·四川卷）某密閉容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定條件下充分反應，轉移電子的數目為0.6NA。

【答案】錯誤

二、對癥下藥

以阿伏加德羅常數為核心的考題主要是圍繞如下幾個方面來命題的：

1. 與基本概念相聯系。

以N=m/M·NA為核心，涉及有關基本微粒數的計算。解答這類問題的切入點就是要看清所求微粒的種類，以及物質分子的構成等等（比如是單原子分子，還是雙原子分子或多原子分子或基團）。

【例7】 NA表示阿伏加德羅常數，下列敘述正確的是（ ）

A. 等物質的量的N2和CO所含分子數均為NA

B. 1mol甲基中含有10NA個電子

C. 室溫下，21.0 g乙烯和丁烯的混合氣體中含有的碳原子數目為1.5NA

D. 1mol鐵完全轉化成氫氧化鐵膠體后，便有NA個氫氧化鐵膠體微粒。

分析：阿伏加德羅常數是指1 mol任何微粒中含有的微粒數，A選項中的等物質的量不一定是1 mol，則選項A錯；B選項中甲基是甲烷分子中失去一個H后所得的原子團，每摩甲基中含有9mol電子，則選項B錯；乙烯和丁烯的最簡式相同（即為CH2），則21.0 g乙烯和丁烯的混合氣體的物質的量為1.5 mol，所以n（C）=1.5mol，N（C）=1.5NA，選項C正確；氫氧化鐵膠體是許多個Fe（OH）3分子的集合體，因此膠體微粒數遠小于NA，則選項D錯。

【答案】C

2. 與物質結構相聯系。

以物質結構為核心，涉及物質相關知識的計算。解答這類問題的切入點就是抓物質所含的電子數、質子數、中子數等。同時，還要弄清物質的構成，正確運用好質子數等于電子數以及質子數加中子數等于質量數等相關知識。

【例8】設 NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是（ ）

A. 16 g CH4中含有4NA個C-H鍵

B. 標準狀況下，22.4LDT所含的中子數為2NA。

C. 31g白磷分子中含有NA個P-P鍵

D. 常溫常壓下，22.4 L CO2中含有 NA個CO2分子

分析：每個CH4中含有4個C-H鍵，故16g CH4（1mol）中含有4NA個C-H鍵，則選項A正確；D、T是氫的兩種同位數原子，原子核組成分別為21H、

31H，一個DT分子中應含3個中子，所以正確答案應為3NA個中子，則選項B錯；31g白磷，即n（P4）=31g/（31×4g·mol-1）=1/4mol，白磷分子結構為正四面體，內含6個P-P鍵，所以含P-P鍵為1/4×6NA=1.5NA，選項C錯；氣體摩爾體積適用的條件是0℃，1.01×105Pa，試題中給出的的條件為常溫常壓，據此得出錯誤結論，則選項D錯

【答案】A

3. 與物質狀態(tài)相聯系。

以氣體物質為核心，涉及有關氣體體積的計算。解答這類問題的切入點就是：一看是否是標準狀況，若不是標準狀況，則1mol氣體體積一般均不為22.4L；二看該物質在標準狀況下是不是氣體，若不是氣體，則無法求知其物質的量和微粒數目；若是氣體，則可求其物質的量和分子數目，且與混合氣體還是單一氣體無關。

【例9】NA代表阿伏加德羅常數。下列有關敘述正確的是（ ）

A. 標準狀況下，2.24 L H2O含有的分子數等于0.1NA

B. 常溫下，100 mL 1 mol·L-1Na2CO3溶液中陰離子總數大于0.1NA

C. 分子數為NA的CO、C2H4混合氣體體積約為22.4L，質量為28 g

D. 標準狀況下，2.24 L戊烷所含分子數為0.1 NA

分析：標準狀況下，水是液體，選項A錯；由碳酸根離子水解的離子方程式可知，水解能引起陰離子數目增多，選項B正確；C選項沒有指明條件，22.4 L并不一定是1 mol，但該混合氣體的質量為28 g是正確的，故選項C錯誤；戊烷在標準狀況下為液態(tài)，則其2.24 L不是0.1mol，選項D錯。

【答案】B

4. 與氧化還原反應相聯系。

以氧化還原為核心，涉及氧化還原反應過程中電子轉移的數目等。解答這類問題的關鍵就是抓住氧化還原反應的實質和電子守恒規(guī)律。

【例10】NA表示阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是（ ）

A. 2.3g金屬鈉變?yōu)殁c離子時失去的電子數目為0.1NA個

B.在5I-+ IO3-+ 6H+=3 I2 + 3H2O反應中，每生成3 mol I2轉移的電子數為6NA個

C.amolCl2與足量燒堿溶液完全反應轉移的電子數目為2aNA個

D.電解精煉銅時，若陰極得到電子數為2NA個，則陽極質量減少64 g

分析：2.3g（即0.1mol）Na作還原劑時，可提供0.1mol電子，即提供電子數目為0.1NA個，A項正確；在反應中，每生成3 mol I2，轉移5NA個電子，B項錯誤；根據Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O可知，轉移電子數為aNA個，C項錯誤；精煉銅時，陽極為粗銅，當轉移2mol電子時，陽極消耗的質量不一定為64 g，所含雜質也要失去電子，故D項錯誤。

【答案】A

5. 與電離、水解知識相聯系

以電離、水解方面的知識為基點，涉及電離、水解中的微粒數目等。解答這類問題的關鍵就是抓住強、弱電解質的電離及鹽類的水解規(guī)律。

【例11】 設 NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是（ ）

A. 0.1 mol·L-1 的氫氧化鈉溶液中含鈉離子數為0.1NA個

B. 0.1L3mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH+4數目為0.1NA個

C. 100 mL2.0 mol·L-1 的鹽酸與醋酸溶液中氫離子均為0.2NA

D. 100mL1mol·L-1的Na3PO4溶液中含有離子數多于0.4NA

分析：試題所給氫氧化鈉溶液只知道濃度，不知體積，無法確定物質的量，則A選項錯誤；由于NH4NO3溶液中的NH4+發(fā)生水解反應，則NH4+數目小于0.1NA，選項B錯誤；醋酸是弱電解質，只能部分電離，則氫離子數目小于0.2NA，選項C錯誤；由于Na3PO4溶液中的PO43-發(fā)生水解，則溶液中含有的離子數多于0.4NA，選項D正確。

【答案】D

三、診治良策

阿伏伽德羅常數（NA）可以說是歷年來的高考熱點，經久不衰，常常在考題中有意設置一些極易疏忽的干擾因素。為此，在分析解答這類問題時，要特別注意以下幾點：

1. 要注意只有氣體的體積受外界條件（溫度、壓強等）的影響，而質量、物質的量不受溫度、壓強的影響。例如，常溫常壓下，32g O2所含的氧氣分子數為NA，其說法是正確的，但部分考生認為不是標準狀況，分子數應小于NA而造成錯誤。另外，要特別注意用氣體摩爾體積（即22.4L·mol-1）計算時必須滿足兩個條件：“標準狀況”和“氣態(tài)”。

2. 要熟悉常見物質的聚集狀態(tài)。考查氣體摩爾體積時，常用在標準狀況下的非氣態(tài)物質來迷惑考生。例如，H2O在標準狀況下是固液混合態(tài)；SO3在標準狀況下是固態(tài)；CH2Cl2、CHCl3、CCl4及碳原子數大于4的烴等在標準狀況下均為非氣態(tài)，等等。

3. 要防止誤入“水解陷阱”，忘記了考慮水解因素而致錯。對于溶液中的離子，考查電解質溶液中粒子數目或濃度時常常設置弱電解質的電離和鹽類水解方面的陷阱。例如，1L0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有CO32-數目應小于0.5NA；而1 mol Na2CO3晶體中，CO32-的數目等于0.5NA。對于膠體中的粒子數的考查，注意由于膠體粒子較大，由多個微粒組合而成。例如，一個Fe（OH）3膠體粒子是由多個Fe（OH）3粒子吸附一些離子組成的，所以Fe（OH）3膠體粒子數小于Fe（OH）3粒子的數目。

4. 要注意等質量的同素異形體、同分異構體、最簡式相同的物質中所含的原子數目一定相同。

5. 要熟悉一些常見物質晶體結構中的化學鍵數目。1 mol金剛石中含有1 molC-C共價鍵、1 mol石墨中含有1.5molC-C共價鍵、1 mol晶體硅中含2molSi-Si共價鍵、1molSiO2 中含有4 mol Si-O共價鍵、1 molCH4中含有4 mol C-H共價鍵、1 molP4中含有6molP-P共價鍵、1 molCO2中含有2molC=O雙鍵，等等。

6. 要注意某些物質或者幾種物質的混合物可能發(fā)生反應的情況。例如，常溫常壓下，由于NO2與N2O4間存在著化學平衡，則46gNO2氣體中含有的分子數應小于6.02×1023（即NA）。

7. 要重視特殊的氧化還原反應中，轉移電子數目的計算。例如，Na2O2 + H2O、H2S + SO2，等等。

8. 要重視物質的量與各量之間的關系及使用范圍。例如，n=m/M、n=N/NA、n=V/Vm、n =C·V。

9. 要認真讀題和審題。審題是“審”而不是“看”，審題的過程中要注意題目中概念的層次，要特別注意試題中一些關鍵性的字、詞；要邊閱讀邊思考，謹防題設“陷阱”。同時，對常見的一些設陷方式要千萬警惕，在認真審題的基礎上利用自己掌握的概念仔細分析、比較，作出正確解答。

（作者單位：河北省衡水市故城縣教育局教研室）

責任編校 李平安