單位物質的量的物質含有的粒子數稱為阿伏伽德羅常數,符號是NA,單位為mol-1,數值上與0.012kg 12C所含碳原子數相等,約為6.02×1023。以阿伏伽德羅常數為背景的選擇題是歷年高考的熱點,此類題考點多,涉及面廣,宜在平時復習中加以歸納總結并強化訓練?,F就阿伏伽德羅常數(NA)題的易錯點進行歸納總結。
1. 注意氣體摩爾體積的適用條件。
標準狀況(0℃,101KPa)下氣體所含分子數為NA×■個,此公式適用于標準狀況下的氣體,此氣體可以是純凈氣體也可以是混合氣體。但在非標準狀況下,或在標準狀況下的非氣體,不能用該公式計算物質的量。如在標準狀況下:H2O,SO3,HF,己烷,辛烷,二氯甲烷,三氯甲烷,四氯化碳,乙醇,苯等均為液態或固態,所以不適用此公式。
【例1】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 標準狀況下,33.6L H2O含有1.5NA個H2O分子
B. 2.24L CO2中含有的原子數為0.3NA
C. 常溫常壓下,22.4L O2所含電子數為32NA個
D. 標準狀況下,2.24L Cl2與足量Fe反應,轉移的電子數為0.2NA
解析:A選項,在標準狀況下,水不是氣體,B選項沒有注明標準狀況這個條件,C選項的條件是常溫常壓(25℃,101KPa),均不能用公式n=■計算物質的量。
答案:D
2. 注意物質的組成。
分子、原子、離子均是組成物質的基本粒子,解題時應注意判斷指定物質是由何種粒子組成。離子化合物由陰陽離子構成,如氯化鈉,硫酸銨,氫氧化鉀等。共價化合物和氣體單質由分子組成,如H2O、O2、HCl等。另外有些物質直接由原子構成,如金屬,稀有氣體等。
【例2】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 標準狀況下,22.4L HCl溶于水后溶液中含有NA個HCl分子
B. 58.5g的氯化鈉固體中含有NA個氯化鈉分子
C. 常溫下,1L 0.1mol/L的NH4NO3溶液中氮原子數為0.2NA
D. 1.7g H2O2中含有的陰離子數為0.05NA
解析:HCl溶于水后完全電離,生成氫離子和氯離子,不存在HCl分子,A錯誤;氯化鈉為離子化合物,由鈉離子和氯離子組成,不存在氯化鈉分子,B錯誤;NH4NO3的物質的量為0.1mol,所以氮原子數目為0.2NA,C正確;D選項,H2O2為共價化合物,由分子組成,不存在陰離子,D錯誤。
答案:C
3. 注意“基”和 “根”的區別。
基團呈電中性,不帶電,沒有得失電子。而陰陽離子帶電,故在計算電子數目時要注意加上或減去相應的電子數目。
【例3】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 等物質的量的甲基(—CH3)和羥基(—OH)所含電子數相等
B. 17g羥基(—OH)中所含電子數為10NA
C. 在1mol的OH-中所含的電子數為9NA
D. 16g CH4與18g NH4+所含質子數相等
解析:甲基(—CH3)和羥基(—OH)均不帶電,電子數均為9,A正確;17g羥基(—OH)即1mol含電子數為9NA,B錯誤;OH—帶1個單位負電荷,故1mol的OH-中所含的電子數為10NA,C錯誤;D選項注意NH4+帶一個單位正電荷,表示失去1個電子,但質子數不變,故16g CH4含10NA個質子,而18g NH4+含11NA個質子,D錯誤。
答案:A
4. 氧化還原反應中注意化合價的變化。
在氧化還原反應中,氧化劑得電子,還原劑失去電子,根據化合價的變化計算得失電子數或轉移電子數。學習中應注意積累教材中常見氧化還原反應方程式的書寫,以及學會分析電子的得失數目,尤其是同一元素既被氧化又被還原的氧化還原反應。另外有金屬參加的反應,且該金屬離子有多種價態時,應根據另一反應物氧化性的強弱去判斷該金屬元素在反應后究竟呈現高價還是低價。
【例4】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 6.4g Cu與足量S反應銅失去0.2NA個電子
B. 標準狀況下,33.6 L NO2與足量H2O反應,轉移的電子數為NA
C. 5.6g Fe粉與足量水蒸氣反應轉移電子數為0.3NA
D. 在反應KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2轉移的電子數為6NA
解析:Cu與S反應,由于S的氧化性不強,故生成物中銅的化合價為+1價,化學方程式為:2Cu+S■Cu2S,所以6.4g Cu與足量S反應銅失去0.1NA個電子,A錯誤;方程式:3NO2+H2O=2HNO3+NO,標準狀況下,33.6 L NO2與足量H2O反應,轉移的電子數為NA,B正確;Fe粉與足量水蒸氣反應生成物中Fe的化合價有+3價也有+2價,方程式:3Fe+4H2O(g) ■Fe3O4+4H2,所以5.6g Fe粉與足量水蒸氣反應轉移電子數為0.8/3NA個,C錯誤;在反應KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,KIO3中+5價的I變為0價,故該反應轉移電子數為5,所以每生成3 mol I2轉移的電子數為5NA,D錯誤。
答案:B
5. 注意可逆反應和化學平衡。
相同條件下,既可向正向進行又可向逆向進行的反應稱為可逆反應。在可逆反應中,反應物反應不完全,和生成物同時存在。常見的可逆反應有:氯氣與水的反應;氮氣與氫氣反應合成氨氣;鹽的水解反應等。
【例5】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 1 mol FeCl3跟水反應完全轉化成氫氧化鐵膠體后,生成膠體粒子的數目為NA
B. 常溫常壓下,4.6g NO2氣體含有0.1NA個NO2分子
C. 一定條件下,1mol N2與足量H2反應,可生成2NA個NH3分子
D. 標準狀況下,22.4L氯氣與足量水反應轉移的電子數小于1NA
解析:FeCl3水解生成氫氧化鐵膠體,該反應為可逆反應,反應物反應不完全,A錯誤;2NO2?葑N2O4,所以4.6g NO2氣體中NO2分子數小于0.1NA個,B錯誤;N2與H2反應為可逆反應,C錯誤;氯氣與水反應為可逆反應,所以轉移電子數小于1NA,D正確。
答案:D
6. 注意特殊物質中的粒子數目。
一些特殊的物質如過氧化物、稀有氣體、同位素等,計算粒子數目時容易混淆,故在學習中應注意歸納總結特殊物質的特殊性。如:
過氧化物:Na2O2、CaO2等,陰離子數為1
稀有氣體:Ne、He等,單原子分子
同位素:D為H的同位素之一,其相對原子質量為2,質子數和電子數為1
【例6】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 在標準狀況下,2g氖氣含有NA個氖原子
B. 1mol Na2O2含有陰陽離子總數為4NA
C. 1mol固體NaHSO4含有陰陽離子總數為3NA
D. 常溫常壓下,20g重水(D2O)中含有的電子數為10NA
解析:氖氣為單原子分子,2g氖氣含有0.5NA個氖原子,A錯誤;Na2O2中離子總數為3,B錯誤;固體NaHSO4含有Na+和HSO4-,C錯誤;20g重水(D2O)物質的量為1mol,電子數為10NA,D正確。
答案:D
7. "注意弱電解質的電離和鹽類的水解。
弱電解質如弱酸、弱堿在水溶液中部分電離,存在電離平衡;鹽類的水解規律:有弱才水解,無弱不水解,都弱都水解,越弱越水解。
【例7】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 1L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的陰離子數目大于 0.5NA
B. 0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液中含鈉離子數為0.1NA個
C. 1L 1.0mol·L-1NH4Cl與2L 0.5mol·L-1NH4Cl溶液含NH4+數目相同
D. 25℃時,1L pH=1的稀硫酸中含0.2NA個H+
解析:CO32-+H2O?葑HCO3-+OH-,陰離子數目增多,所以1L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的陰離子數目大于 0.5NA,A正確;B選項沒有給出溶液體積,無法計算出鈉離子個數,B錯誤;對于同一種可水解的離子,濃度越大,水解程度越小,所以1.0mol·L-1NH4Cl與0.5mol·L-1NH4Cl溶液水解程度不同,0.5mol·L-1NH4Cl溶液濃度小,水解程度大,NH4+數目小,C錯誤;常溫下,pH=1的溶液,c(H+)=0.1mol·L-1,1L pH=1的稀硫酸中含0.1NA個H+,D錯誤。
答案:A
8. 注意化學反應進程。
對于一些特殊的反應,隨著反應的進行,反應物的量的改變影響著原反應的進行。如濃溶液在反應中逐漸變稀,故在計算粒子數目時應考慮稀溶液能否繼續與原物質反應,若不能,則該反應物反應不完全。如濃硫酸可與金屬銅反應,而稀硫酸不能。
【例8】設NA為阿伏加德羅常數,下列說法正確的是
A. 標準狀況下,11.2 LNH3和11.2 LHCl混合后分子總數為NA
B. 含n molHCl的濃鹽酸與足量MnO2反應可生成nNA /4 個氯氣
C. 含2molH2SO4的濃硫酸與足量的銅片在加熱條件下完全反應,可產生NA個SO2氣體分子
D. 常溫常壓下,0.1mol鐵在0.1molC12中充分燃燒,轉移的電子數為0.2NA
解析:NH3和HCl混合生成離子化合物氯化銨固體,A錯誤;隨著反應的進行,濃鹽酸變為稀鹽酸,濃鹽酸可與MnO2反應,而稀鹽酸不能,故n molHCl反應不完全,B錯誤;隨著反應的進行,濃硫酸變為稀硫酸,濃硫酸可與銅反應,而稀硫酸不能,所以2molH2SO4的濃硫酸反應不完全,C錯誤;0.1mol鐵在0.1molC12反應,鐵過量,應該用氯氣的量計算,轉移電子數為0.2NA,D正確。
答案:D
(作者單位:平遠縣平遠中學)
責任編校 李平安