例解普查考點(diǎn)阿伏加德羅常數(shù)

劉彩虹

阿伏加德羅常數(shù)（NA）的應(yīng)用考查是高考的重要考點(diǎn)之一，它涉及的知識(shí)面廣，靈活性強(qiáng)，同時(shí)也是高考命題的熱點(diǎn)。它對(duì)于學(xué)生微粒觀的建立、認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)等方面都有著非常重要的意義。解答該類題目時(shí)要細(xì)心審題，特別注意題目中的關(guān)鍵性字詞，留心“陷阱”，抓住解題的核心，主要考查點(diǎn)例解如下。

一、考查“標(biāo)準(zhǔn)狀況”、“常溫常壓”等外界條件的應(yīng)用

1.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下非氣態(tài)物質(zhì)或氣態(tài)物質(zhì)非標(biāo)準(zhǔn)狀況下不應(yīng)該用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積（22.4 L·mol-1）進(jìn)行計(jì)算；如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等，體積為22.4 L時(shí)，其分子數(shù)不等于NA。

2.物質(zhì)的質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、微粒個(gè)數(shù)與物質(zhì)的量的換算不受外界條件的影響。

例1下列說法中正確的是（NA表示阿伏加德羅常數(shù)）（ ）。

A.40 g SO2氣體所占的體積為11.2 L

B.7.1 g Cl2與水反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA

C.1 mol/L的CH3COONa溶液中，CH3COO-數(shù)小于NA

D.常溫常壓下，32 g O2和O3的混合氣體含氧原子數(shù)為2NA

解析A.不能確定SO2所處的狀態(tài)，因此不能計(jì)算SO2的體積，A錯(cuò)誤；B.氯氣與水反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則7.1 g Cl2與水反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于0.2NA，B錯(cuò)誤；C.醋酸根水解，但不能確定醋酸鈉溶液的體積，則不能計(jì)算醋酸根的物質(zhì)的量，C錯(cuò)誤；D、氧氣和臭氧均是氧原子形成的不同單質(zhì)，則常溫常壓下，32 g O2和O3的混合氣體含氧原子的物質(zhì)的量是32 g÷16 g/mol=2 mol，所以含氧原子數(shù)為2NA，D正確。答案：D。

二、考查物質(zhì)的組成

1.特殊物質(zhì)中所含微粒（分子、原子、電子、質(zhì)子、中子等）的數(shù)目。如Ne、H2O和D2O、18O2和H37Cl、-OH和OH-等。

2.物質(zhì)中所含化學(xué)鍵的數(shù)目與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，如H2O2、CnH2n+2中化學(xué)鍵的數(shù)目分別為3、3n+1。

3.最簡式相同的物質(zhì)中的微粒數(shù)目與物質(zhì)的組成有關(guān)，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。

4.摩爾質(zhì)量相同的物質(zhì)中的分子數(shù)相同，原子數(shù)不一定相同。如：N2、CO、C2H4等。

例2設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是（ ）。

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L CCl4含有C-Cl鍵的數(shù)目為4NA

B.取50 mL 14.0 mol/L濃硝酸與足量銅片反應(yīng)，生成氣體分子的數(shù)目為0.35 NA

C.反應(yīng)NH4N3△2N2↑+2H2↑，標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4 L N2，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2 NA

D.電解精煉銅時(shí)，若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA個(gè)，則陽極質(zhì)量減小32 g

解析A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下CCl4是液體，不能用氣體摩爾體積，錯(cuò)誤；B.濃硝酸與Cu發(fā)生反應(yīng)：Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，n（HNO3）=0.05L×14.0mol/L=0.7mol。若完全發(fā)生該反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體分子的物質(zhì)的量是0.35mol，分子數(shù)是0.35 NA。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變稀，反應(yīng)為：3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。若完全反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的分子的物質(zhì)的量是0.7mol÷4=0.175mol。所以產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量介于0.35mol與0.175mol之間，錯(cuò)誤；C.在反應(yīng)NH4N3△2N2↑+2H2↑，每轉(zhuǎn)移4 mol的電子，產(chǎn)生2 mol的N2。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4 L N2，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2 NA，正確；D.電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極。若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA個(gè)，則陽極溶解的金屬既有Cu，也有活動(dòng)性比Cu強(qiáng)的金屬，活動(dòng)性弱的金屬則變?yōu)殛枠O泥沉在容器的底部，因此質(zhì)量減小可能大于32g，也可能小于32g，錯(cuò)誤。答案：C。

三、考查氧化還原反應(yīng)

電子轉(zhuǎn)移（得失）數(shù)目問題的分析，如1 mol Na2O2與足量H2O或CO2反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA；1 mol Cl2與足量H2O或NaOH反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA； 其他如NO2與H2O反應(yīng)、電解AgNO3溶液或CuSO4溶液的反應(yīng)、Cl2與Fe的反應(yīng)等，轉(zhuǎn)移電子數(shù)的情況均較特殊，分析該類題目時(shí)還要注意反應(yīng)產(chǎn)物以及過量計(jì)算問題。

例3下列敘述正確的是（ ）。

A.Na在足量O2中燃燒，消耗l mol O2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是4×6.02×1023

B.鹽酸和醋酸的混合溶液pH=1，該溶液中c（H+）=0.1 mol/L

C.1 L 0.1 mol/L NH4Cl溶液中的NH+4數(shù)是0.1×6.02×1023

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L Cl2中含有0.2 mol 共價(jià)鍵

解析A.鈉與足量氧氣反應(yīng)，可以生成氧化鈉，也可以生成過氧化鈉，但氧氣的物質(zhì)的量一定時(shí)，由于生成物不能確定，則O元素的化合價(jià)不能確定，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不能確定，錯(cuò)誤；B.pH=1的溶液中c（H+）=0.1 mol/L，無論該溶液是單一的酸溶液還是混合的酸溶液，正確；C.銨根離子會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，所以1 L 0.1 mol/L NH4Cl溶液中的NH+4數(shù)小于0.1×6.02×1023，錯(cuò)誤；D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L氯氣的物質(zhì)的量是0.1 mol，1個(gè)氯氣分子中有一個(gè)共價(jià)鍵，所以1 mol氯氣中含有0.1NA個(gè)共價(jià)鍵，錯(cuò)誤。答案：B。

四、考查弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解

弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離；可水解的鹽溶液中，離子發(fā)生微弱水解，電離產(chǎn)生的離子數(shù)量均小于理論數(shù)量。如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L-1的乙酸鈉溶液中CH3COO-的數(shù)目不相等且都小于0.1NA。

例4NA為阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述正確的是（ ）。

A.1 L 0.5 mol·L-1氨水中所含NH+4數(shù)為0.5NA

B.1 mol Fe與足量氯氣反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2 NA

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6 L CO2約含有1.5NA個(gè)分子

D.1 mol 中含碳碳雙鍵數(shù)為3 NA

解析A.氨水中的一水合氨是弱堿，部分電離，所以1 L 0.5 mol·L-1氨水中所含NH+4數(shù)小于0.5NA，錯(cuò)誤；B.由于氯氣的氧化性強(qiáng)，可以把變價(jià)金屬Fe氧化為高價(jià)態(tài)，所以1 mol Fe與足量氯氣反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA，錯(cuò)誤；C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6 L CO2的物質(zhì)的量是1.5 mol，因此約含有1.5NA個(gè)分子，正確；D.苯的分子結(jié)構(gòu)中無碳碳雙鍵，錯(cuò)誤。答案：C。

五、考查一些特殊的反應(yīng)

一氧化氮和氧氣常溫常壓下即可反應(yīng)；二氧化氮和四氧化二氮之間的相互轉(zhuǎn)化、合成氨反應(yīng)等屬于可逆反應(yīng)，各物質(zhì)的量小于理論量。

例5NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（）。

A.一定條件下，1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)，生成物中的N-H鍵數(shù)目為6NA

B.完全燃燒1.5 mol CH3CH2OH和C2H4的混合物，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為18NA

C.100g 98%的濃硫酸中含氧原子個(gè)數(shù)為4NA

D.1 L 0.1 mol/L的Na2S溶液中S2-和HS-的總數(shù)為0.1NA

解析A.氮?dú)馀c氫氣的合成反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)，生成氨氣的物質(zhì)的量小于2 mol，則生成物中的N-H鍵數(shù)目小于6NA，錯(cuò)誤；B.乙醇的分子式可寫為C2H4·H2O，所以1.5 mol CH3CH2OH和C2H4的混合物完全燃燒實(shí)際是1.5 mol C2H4完全燃燒，生成二氧化碳，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)目是1.5 mol×2×6×NA=18NA，正確；C.100 g 98%的濃硫酸中硫酸的質(zhì)量是98 g，物質(zhì)的量是1 mol，硫酸中O原子數(shù)目是4NA，但濃硫酸中含有2g水中也含有O原子，所以氧原子總數(shù)大于4NA，錯(cuò)誤；D.根據(jù)元素守恒，1 L 0.1 mol/L的Na2S溶液中S2-和H2S、HS-的總數(shù)為0.1NA，錯(cuò)誤。答案：B。

總之，結(jié)合阿伏加德羅常數(shù)為NA，判斷一定量的物質(zhì)所含有的某種粒子數(shù)目的多少以及在物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中微粒數(shù)的變化，是高考命題的熱點(diǎn)之一，在近幾年的各種高考試題中保持了相當(dāng)強(qiáng)的連續(xù)性。這種題型所涉及的內(nèi)容非常豐富，并在平時(shí)的復(fù)習(xí)中應(yīng)注意知識(shí)的積累和總結(jié)，并及時(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練，定會(huì)收到滿意的成效。

（收稿日期：2015-12-15）