阿伏加德羅常數常見的命題視角歸納

福建 陳女婷 洪茲田

阿伏加德羅常數常見的命題視角歸納

阿伏加德羅常數(用NA表示)涉及的知識面廣(可將中學階段所有的化學知識、原理通過特定設置的宏觀與微觀量進行聯系)，靈活性強，是高考命題的一大熱點，多年來全國高考化學試題重現率幾乎為100%。此類題目主要以選擇題的形式進行考查，且題量和題型保持穩定。關于阿伏加德羅常數的選擇題，表面看是一類求算物質的量的計算題，實際上涵蓋許多計算外的化學知識、概念。有微粒個數的考查，如氧化還原反應中轉移電子數目、溶液中離子的數目、共價鍵的數目；有物質的量濃度相關計算，有氣體摩爾體積的換算等?？碱}中常常有意設置一些極易疏忽的干擾因素，掌握試題設陷方式和解題方法，即可準確判斷正確答案?，F對阿伏加德羅常數常見的命題視角進行歸納，以期為廣大師生復習應考提供參考。

一、常見的命題視角

(一)對物質所處狀況、條件的考查

22.4 L·mol-1是指標準狀況(0℃、1.01×105Pa)下的氣體摩爾體積?？疾闅怏w時經常給非標準狀況，如通常狀況下，常溫常壓下，25℃、101 kPa時等。

例1設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述正確的是

( )

A.5.6 L CH4的分子數為0.25NA

B.1 mol乙烷在足量的氧氣中完全燃燒，生成 44.8 L CO2

C.常溫常壓下，11.2 L H2的分子數小于0.5NA

D.通常狀況下，2.24 L CO和CO2混合氣體的分子數為0.1NA

解析:未指明CH4所處的狀況條件，無法計算，故選項A錯誤；未指明生成的CO2所處的狀況條件，無法計算，故選項B錯誤；常溫常壓下，氣體摩爾體積大于 22.4 L·mol-1，可推出此條件下H2的分子數小于0.5NA，故選項C正確；通常狀況下，2.24 L CO和CO2混合氣體的物質的量不為0.1 mol，故選項D錯誤。

答案:C

(二)對物質狀態的考查

22.4 L·mol-1使用的對象是氣體(包括互不反應的混合氣體)?？疾闅怏w摩爾體積時，常用在標準狀況下非氣態的物質來迷惑考生。標準狀況下非氣態物質有氟化氫、水、CxHy(xgt;4,如戊烷、己烷、辛烷等)、CH2Cl2、CHCl3(氯仿)、汽油、乙醇(酒精)、苯、CCl4、SO3等，體積為22.4 L時，其分子數不等于NA。

例2設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述正確的是

( )

A.標準狀況下，11.2 L SO3含有0.5NA個SO3分子

B.標準狀況下，33.6 L氟化氫中含有氟原子的數目為1.5NA

C.標準狀況下，5.6 L四氯化碳所含分子數為0.25NA

D.標準狀況下，2.24 L N2和O2混合氣體中含有的原子數目為0.2NA

解析:標準狀況下，SO3、氟化氫、四氯化碳均為非氣態物質，故選項A、B、C錯誤；標準狀況下，2.24 L N2和O2混合氣體的物質的量為0.1 mol，原子的物質的量0.1 mol×2，即原子數目為0.2NA，故選項D正確。

答案:D

(三)對物質中粒子數的考查

考查一定物質的量的物質中含有微粒(分子、原子、電子、質子、中子等)的數目。(1)稀有氣體He、Ne等為單原子組成，Cl2、N2、O2、H2為雙原子分子，O3為三原子分子，白磷(P4)為四原子分子等；(2)同位素原子的差異:同位素原子雖然質子數、電子數相同，但中子數不同，質量數不同，進行計算時，應注意差別，防止出現錯誤；(3)膠體為分散系，是一些具有相同或相似結構的一個集合，存在形式為由數個Fe(OH)3粒子組成一個膠粒，故一般1 mol的物質形成膠體時，膠粒數(膠體粒子數)小于NA；(4)“根” “基”“離子”中所含的電子數的差異，如羥基是中性取代基，1 個 —OH 含有的電子數為9，氫氧根離子是帶一個負電荷的陰離子，1 個OH-含有的電子數為10；(5)特殊物質含有的粒子數，離子晶體、原子晶體、金屬晶體中不存在分子；1 mol Na2O2固體中含 1 mol 陰離子(O2-2)。

例3設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述錯誤的是

( )

A.1 mol Na2O2固體中含離子總數為3NA

B.常溫常壓下，16 g14CH4中所含中子數為8NA

C.NA個氫氧化鐵膠體粒子含有的Fe(OH)3粒子數大于NA

D.等物質的量的羥基和OH-，前者含有的電子數比后者少

解析:1 mol Na2O2固體中含1 mol陰離子(O2-2)和2 mol 陽離子(Na+)，所以離子總數為3NA，故選項A正確；16 g14CH4的物質的量為16 g18 g/mol=89 mol，而1個14CH4含8個中子，所以16 g14CH4中所含中子數為8×89×NA，故選項B錯誤；1個氫氧化鐵膠粒含若干個Fe(OH)3微粒，故選項C正確；1個—OH含有的電子數為9，1個OH-含有的電子數為10，故選項D正確。

答案:B

(四)對氧化還原反應(含電化學)轉移電子數的考查

考查指定物質參加氧化還原反應時，常設置氧化還原反應中氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物、被氧化、被還原、電子轉移(得失)數目方面的陷阱。特別是特殊的氧化還原反應，轉移電子數目的計算。如Fe與強氧化劑(氯氣、硝酸等)反應，Fe、Cu分別與硫反應，不同價態鐵的反應，氯氣與NaOH溶液或水的反應，二氧化氮與水的反應，H2S與SO2的反應，Na2O2與CO2或H2O的反應等。

例4設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述正確的是

( )

A.5.6 g Fe與足量Cl2完全反應，轉移的電子數為0.2NA

B.7.8 g Na2O2與足量CO2反應，轉移的電子數為0.2NA

C.5NH4NO3△2HNO3+4N2↑+9H2O反應中，生成56 g N2時，轉移的電子數目為7.5NA

D.氫氧燃料電池正極消耗22.4 L (標準狀況)體積氣體時，電路中通過的電子數目為2NA

解析:Fe與Cl2反應生成FeCl3，轉移的電子數為0.3NA，故選項A錯誤；由2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知，每2 mol Na2O2參與反應，轉移2 mol電子，所以7.8 g(即0.1 mol) Na2O2轉移的電子數為0.1NA，故選項B錯誤；C項，該反應中，NH+4中N的化合價從-3到0，NO-3中N的化合價從+5到0，當5 mol NH4NO3參與反應時，轉移電子的物質的量5×3=15 mol，同時生成 4 mol N2?，F生成56 g(2 mol)N2轉移的電子數目為 7.5NA，故選項C正確；氫氧燃料電池的正極發生還原反應，正極為氧氣，所以標準狀況下22.4 L (1 mol)氧氣完全反應得到 4 mol 電子，根據電子守恒，電路中通過的電子數目為4NA，故選項D錯誤。

答案:C

(五)對共價鍵數目的考查

常見物質的共價鍵數目: 1 mol H2O中含2 mol O—H，1 mol NH3含3 mol N—H，1 mol CH4含4 mol C—H；金剛石(或Si)中1 mol C(或Si)形成2 mol C—C(或Si—Si)；石墨中1 mol C 形成1.5 mol C—C；1 mol SiO2中含4 mol Si—O；苯分子中不含有C—C或CC；白磷(P4)為正四面體結構，1 mol P4分子中含有6 mol P—P；1 mol 乙醇分子中，含5 mol C—H、1 mol C—C、1 mol C—O、1 mol O—H。

例5設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述正確的是

( )

A.78 g苯含有CC的數目為3NA

B.34 g NH3中含有N—H的數目為6NA

C.標準狀況下，2.24 L乙烷中含C—H的數目為0.7NA

D.12 g 金剛石中含有共價鍵的數目為4NA

解析:苯分子中不含有CC，故選項A錯誤；1個NH3分子中含有3個N—H，所以2 mol (34 g)NH3中含N—H的數目為6NA，故選項B正確；1個C2H6分子中含有7個共價鍵(6個C—H，1個C—C)，所以0.1 mol乙烷中含C—H的數目為0.6NA，故選項C錯誤；金剛石中，1 mol (12 g)C形成2NA個C—C，故選項D錯誤。

答案:B

(六)對物質的變化的考查

一些物質間的變化具有一定的隱蔽性，有時需要借助方程式分析才能挖掘出隱含的變化情況。如:(1)隱含的可逆反應(NO2與N2O4的平衡)；(2)常見的可逆反應(Cl2與H2O的反應、N2與H2的反應、SO2與O2的反應、酯化反應)；(3)弱電解質的電離平衡；(4)鹽類的水解平衡等?？赡娣磻荒苓M行徹底，反應物不可能完全消耗。

例6設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述正確的是

( )

A.在密閉容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2,充分反應可得到NH3分子數為NA

B.1 L 0.1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中Al3+的數目為0.2NA

C.1 L 0.1 mol·L-1乙酸溶液中H+的數目為0.1NA

D.0.1 L 1.0 mol·L-1Na2S 溶液中S2-、HS-和H2S總數為0.1NA

解析:N2與 H2的反應為可逆反應，所以生成的NH3小于NA，故選項A錯誤；Al3+在水溶液中發生水解，使Al3+數目減少，故選項B錯誤；乙酸是弱酸，不完全電離，導致產生的H+的數目小于0.1NA，故選項C錯誤；S2-在水溶液中發生水解，使S2-數目小于0.1NA，但根據物料守恒，S2-、HS-和H2S總數為0.1NA，故選項D正確。

答案:D

例7設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述正確的是

( )

A.1 L 1 mol·L-1的鹽酸溶液中，所含氯化氫分子數為NA

B.1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中陰離子的數目小于 0.1NA

C.25℃時，1 L pH=13氫氧化鈉溶液中約含有6.02×1022個OH-。

D. 100 g 98%的濃硫酸中含氧原子的數目為4NA

解析:氯化氫屬于強電解質,在溶液中完全電離，鹽酸溶液中不存在氯化氫分子，故選項A錯誤；1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中含有溶質Na2CO30.1 mol，由于CO2-3+H2OHCO-3+OH-，導致溶液中CO2-3小于0.1 mol，而陰離子大于0.1 mol，溶液中陰離子數目之和大于 0.1NA，故選項B錯誤；pH=13 NaOH溶液中OH-濃度為0.1 mol·L-1，所以1 L pH=13 NaOH溶液中含有OH-的數目為0.1NA(約含有6.02×1022個)，故選項C正確；濃硫酸中溶質H2SO4和溶劑水都含有氧原子，其中溶質H2SO4中含有氧原子為4 mol，所以濃硫酸中氧原子數目大于4NA，故選項D錯誤。

答案:C

(七)對特殊組成的粒子數目的考查

對總質量一定的A、B混合物，若存在:①A、B物質的最簡式相同(如NO2與N2O4，乙烯與丙烯)；②A、B物質的相對分子質量相同(如N2與CO，CO2與N2O)；③A、B由同一種元素組成(如O2與O3)；④A、B中相同元素的質量分數相同(如CuO與Cu2S)?？蛇M行如下處理，將①②中A、B物質視為組成最簡單的那一種物質，由該物質組成求某種原子數目或原子總數目；③將混合物直接看作是由對應原子構成的；④可直接求出相同元素的質量。

例8設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述錯誤的是

( )

A.16 g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數目為NA

B.常溫下46 g NO2和N2O4混合氣體中含有氧原子數為3NA

C.常溫常壓下，56 g由N2與CO組成的混合氣體含有的原子數目為4NA

D.8 g Cu2S和CuO的混合物中含有銅原子數為0.1NA

解析:O2和O3都是由O元素組成，16 g混合氣體含有O原子的物質的量為1 mol，故選項A正確；NO2和N2O4都是由NO2基本單元組成，46 g NO2和N2O4混合氣體中NO2單元為46 g46 g/mol=1 mol，所以混合氣體中原子的數目為3NA，氧原子的數目為2NA，故選項B錯誤；N2和CO的相對分子質量均為28，該混合氣體無論以何種比例混合，56 g 由N2和CO組成的混合氣體的物質的量為2 mol，又由于兩者均為雙原子分子,故含有的原子數目是4NA，故選項C正確；Cu2S和CuO中Cu的質量分數均為64×2160×100%=6480×100%=80%,所以該混合物中Cu的含量恒為80%，m(Cu)=8 g×80%=6.4 g，n(Cu)=6.4 g64 g/mol=0.1 mol，含有銅原子數目為0.1NA，故選項D正確。

答案:B

(八)對某些特殊反應過程的考查

常見的特征反應分析:(1)濃稀問題，例如濃鹽酸與足量MnO2反應時，鹽酸反應不完全；濃硫酸與足量銅反應時，硫酸反應不完全；濃硝酸與足量銅反應，還原產物有NO2和NO。(2)鈍化問題，例如常溫鐵、鋁與濃硫酸或濃硝酸鈍化。(3)反應先后順序，例如向含有 Fe2+、I-、Br-的溶液中逐滴滴加氯水，反應的先后順序依次為I-、 Fe2+、Br-。

例9設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述正確的是

( )

A.50 mL 12 mol·L-1的鹽酸與足量二氧化錳共熱，可生成Cl23.36 L(標準狀況下)

B.100 mL 10 mol·L-1的濃硫酸與足量銅共熱，生成的SO2小于0.5NA

C.200 mL 15 mol·L-1的硝酸與足量的銅反應，可生成1.5 mol NO2

D.1 mol FeI2與足量氯氣反應時轉移的電子數為2NA

解析:濃鹽酸與足量二氧化錳反應，隨著反應的進行，鹽酸由濃變稀，稀鹽酸不與二氧化錳反應，故生成的氯氣小于0.15 mol，即小于3.36 L(標準狀況)，故選項A錯誤；濃硫酸與足量的銅反應，若完全反應生成SO20.5 mol，實際反應過程中硫酸濃度逐漸反應不完全，所以生成的SO2小于0.5NA，故選項B正確；濃硝酸與足量的銅反應，若完全轉化成NO2為1.5 mol，實際反應過程中硝酸變稀生成NO，所以生成的NO2小于1.5 mol，故選項C錯誤；足量氯氣與FeI2反應時，會把I-和Fe2+完全氧化，轉移的電子數為3NA，故選項D錯誤。

答案:B

二、高考原題實戰

1.(2015全國Ⅱ)NA代表阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是

( )

A.60 g丙醇中存在的共價鍵總數為10NA

B.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO-3和CO2-3離子數之和為0.1NA

C.鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物。23 g鈉充分燃燒時轉移電子數為NA

D.235 g核素23592U發生裂變反應：23592U+10n裂變9038Sr+13654Xe+1010n，凈產生的中子(10n) 數為10NA

2.(2015廣東)設NA為阿伏加德羅常數的數值，下列說法正確的是

( )

A.23 g Na 與足量H2O反應完全后可生成NA個H2分子

B.1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應可生成NA個SO3分子

C.標準狀況下，22.4 L N2和H2混合氣中含NA個原子

D.3 mol單質Fe完全轉變為Fe3O4，失去8NA個電子

3.(2016四川)NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )

A.2.4 g鎂在足量氧氣中燃燒，轉移的電子數為0.1NA

B.標準狀況下，5.6 L二氧化碳氣體中含有的氧原子數為0.5NA

C.氫原子數為0.4NA的甲醇分子中含有的σ鍵數為0.4NA

D.0.1 L 0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的氫離子數為0.05NA

【參考答案】

1.C 【解析】1個丙醇分子含11個共價鍵，60 g(1 mol)丙醇中存在的共價鍵總數為11NA，故選項A錯誤；根據物料守恒，0.1 mol NaHCO3溶液中H2CO3、HCO-3和CO2-3之和為0.1NA，故選項B錯誤；23 g(1 mol)鈉不論是轉化為氧化鈉或過氧化鈉或二者都有，均失去1 mol電子，所以鈉充分燃燒時轉移電子數為NA，故選項C正確；235 g核素23592U的物質的量為1 mol，根據發生的裂變反應可知凈產生的中子(10n)數為9NA，故選項D錯誤。

2.D 【解析】Cu和足量熱濃硫酸反應生成SO2分子，不會生成SO3分子,故選項B錯誤； N2和H2均是雙原子分子,所以標準狀況下22.4 L(1 mol)N2和H2混合氣體含有2 mol原子，即2NA個原子，故C錯誤；3 mol單質Fe完全轉變為Fe3O4,轉移3×83-0=8 mol電子,即8NA個，故選項D正確。

化學中的哲學

離子的共存與人的共存

在水這個龐大的家庭中，有著三個成員：水分子(H2O)、氫離子(H+)、氫氧根離子(OH-)。其中氫離子與氫氧根離子是相對的兩個概念。氫離子和氫氧根離子容易反應生成水 ，但水同時又可以電離生成氫離子和氫氧根離子。在含水的溶液里，氫離子多了，氫氧根離子就少了；氫離子少了，氫氧根離子就多了。也就是說：氫離子和氫氧根離子雖然是對立的關系，但二者可以在同一環境中共處。

在當今社會，人與人之間的關系復雜，有權利沖突，有利益沖突；有直接利益沖突，有間接利益沖突。在這有著各種沖突的社會中，應當怎樣處理好人際關系呢？或許我們能夠從氫離子和氫氧根離子之間的關系中獲得些啟示！可以選擇和“對手”和平共處，只有選擇和平共處，才會求得生存和發展。對手，并不可怕。其實最可怕的是沒有對手。有對手，便會有競爭，有競爭，便會有進步。沒有對手，人生便毫無價值。人一定要覓得對手，知音難尋，對手更難求，在競爭中要學會欣賞對手，沒有對手，你將會不知所往，你的生命也因此毫無意義。

世界中總存在“好人”和“壞人”，“好人”少了就說明“壞人”多了，解決這一問題的唯一辦法就是人人都去爭做“好人”，“好人”多了起來，那么“壞人”自然就少了，所以要學會寬心、謙讓，學會與人和平共處，讓世界上還是好人多。

——轉載自網絡

福建省廈門市翔安第一中學)