突破高頻考點
——阿伏加德羅常數

2017-03-28 08:00:03湖北王云峰

教學考試(高考化學) 2017年1期

湖北王云峰

(作者單位：湖北省遠安縣第一高級中學)

突破高頻考點
——阿伏加德羅常數

阿伏加德羅常數(NA)是溝通微觀世界和宏觀世界的橋梁，高考中多以選擇題形式出現，主要考查學生對阿伏加德羅常數與物質的量、物質的量濃度、氣體摩爾體積等概念的理解，同時融合了物質狀態、組成和結構、平衡原理、膠體制備、各類守恒關系、氧化還原反應、電化學、元素化合物等多方面的知識，題目涉及的知識面廣，靈活性強，具有良好的區分度，因此成為高考熱點，現結合教學實際就如何突破阿伏加德羅常數的考查，歸納如下：

一、抓“兩看”，突破氣體與狀況陷阱

(1)標準狀況下，2.24 L CCl4含有的共價鍵數為0.4NA(2016全國Ⅰ)

【解析】標準狀況下CCl4為液態，故無法求算2.24 L CCl4的物質的量，則其含有的共價鍵數不是0.4NA，錯誤。

(2)標準狀況下，5.6 L CO2氣體中含有的氧原子數為0.5NA(2016四川，4)

【解析】標準狀況下CO2為氣態，5.6 L CO2氣體的物質的量為0.25 mol，0.25 mol CO2中氧原子數為0.5NA，正確。

(3)常溫常壓下11.2 L甲烷氣體含有的甲烷分子數為0.5NA

【解析】常溫常壓下11.2 L甲烷無法求算物質的量，或者說小于0.5 mol，所以甲烷分子數為小于0.5NA，錯誤。

【突破陷阱】

1.看“氣體”是否處在“標準狀況(0 ℃和101 kPa)”。注意常溫常壓下的氣體摩爾體積大于22.4 L/mol。

2.看“標準狀況”下，物質是否為“氣體”[如H2O、溴、SO3、含碳原子數大于4的烴(新戊烷除外)、CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注：CH3Cl為氣體)、HF、苯等在標準狀況下均不為氣體]。

二、突破質量(或物質的量)與狀況無關陷阱

(1) 常溫常壓下，4.4 g乙醛所含σ鍵數目為0.7NA(2015四川)

【解析】質量與物質的量間的轉化與溫度壓強無關，可求算4.4 g乙醛物質的量為0.1 mol，每個乙醛分子中含有6個σ鍵，故4.4 g乙醛所含σ鍵數目為0.6NA，錯誤。

(2)標準狀況下，18 g H2O所含的氧原子數目為NA

【解析】質量與物質的量間的轉化與溫度、壓強無關，18 g H2O為1 mol，含的氧原子數目為NA，正確。

(3)室溫下，1 mol CH4中含有5NA原子(√)

【解析】直接知道物質的量， CH4為5個原子分子，正確。

【突破陷阱】

給出非標準狀況下氣體的物質的量或質量，干擾學生的正確判斷，誤以為無法求解物質所含的粒子數，實際上，此時物質所含的粒子數與溫度、壓強等外界條件無關。

三、記“組成”突破物質與結構陷阱

(1)14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數為2NA(2016全國Ⅰ)

【解析】運用極值法分別求算14 g乙烯物質的量為0.5 mol，氫原子物質的量為0.5×4=2 mol，所以氫原子數目為2NA，同理14 g丙烯物質的量為1/3 mol，氫原子物質的量為1/3×6=2 mol，所以氫原子數目為2NA，兩者相同，正確。

(2) 18 g D2O和18 g H2O中含有的質子數均為10NA(2015全國Ⅰ)

【解析】D2O和H2O質子數相同(均為10)，但D2O、H2O的摩爾質量不同，分別為20 g·mol-1和18 g·mol-1，所以18 g D2O和H2O的物質的量不同，質子數不同，錯誤。

(3)17 g —OH與17 g OH-所含電子數均為10NA

【解析】考查根和基的差別，—OH為中性基團所含電子數為9， OH-則為10，錯誤。

(4)62 g白磷中所含共價鍵數目為1NA(×)

【解析】考查白磷(P4)結構為正四面體，62 g白磷中所含共價鍵數目為3NA，錯誤。

【突破陷阱】

1.一定質量的物質任意比混合后求所含微粒的數目，運用極值法分別求算所含微粒數，數值相同及正確。

2.原子(離子)中基本微粒的關系

微粒H2O(D2O)H3O+CH4NH3NH+4NH-2—NH2—OHOH-質子數1010111010119999中子數81086777788電子數101010101010109910

3.1 mol物質所含共價鍵的數目

物質SiSiO2金剛石石墨白磷(P4)烷烴CnH2n+2單烯烴CnH2n醇或醚CnH2n+2O共價鍵Si—SiSi—OC—CC—CP—PC—CC—HC—CCCC—HC—CC—HC—O個數2NA4NA2NA1.5NA6NA(3n+1)NA3nNA(3n+2)NA

四、運用化學平衡思想，突破電離、水解等平衡陷阱

(1)1 mol N2與4 mol H2反應生成的NH3分子數為2NA(2016全國Ⅰ)

【解析】合成氨是可逆反應，則1 mol N2與4 mol H2反應生成的NH3分子數小于2NA，錯誤。

(2)0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H+數為0.05NA(2016四川)

(3)密閉容器中2 mol NO與1 mol O2充分反應，產物的分子數為2NA(2015全國Ⅰ)

(5)室溫下，1 L pH=13的NaOH溶液中，由水電離的OH-離子數目為0.1NA

【解析】NaOH溶液中有n(OH-)水電離=n(H+)溶液=10-13mol·L-1×1 L=10-13mol，則水電離出的OH-離子數目為10-13NA，錯誤。

【突破陷阱】

1.可逆在高中有以下幾種情況：一是可逆反應；二是弱電解質的電離；三是弱酸陰離子或弱堿陽子的水解；四是沉淀溶解平衡。

2.溶液給了物質的量濃度時看是否指明了溶液的體積。

五、關注化合價突破氧化還原反應中電子轉移數目

(1)1 mol Fe溶于過量稀硝酸，電子轉移數為2NA(2016全國Ⅰ)

【解析】鐵和過量稀硝酸反應生成硝酸鐵，故1 mol Fe電子轉移數為3NA，錯誤。

(2)2.4 g Mg在足量的O2中燃燒，轉移的電子數為0.1NA(2016四川)

【解析】0.1 mol Mg完全反應轉移電子數為0.2NA，錯誤。

(3)過氧化鈉與水反應時，生成0.1 mol氧氣轉移的電子數為0.2NA(2015全國Ⅰ)

(4)標準狀況下，5.6 L CO2與足量Na2O2反應轉移的電子數為0.5NA(2015四川)

(5)3 mol單質Fe完全轉變為Fe3O4，失去8nA個電子(2015廣東)

【解析】3 mol Fe生成1 mol Fe3O4，根據Fe3O4中Fe原子的化合價共為+8/3價，可知反應中3 mol單質鐵失去8nA個e-，(或者把Fe3O4看成Fe2O3·FeO)正確。

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

【解析】氫氧燃料電池正極消耗的氣體是O2，當消耗1 mol O2時，電路中通過的電子數目為4NA，錯誤。

【突破陷阱】

1．氧化還原反應核心是化合價，要注意根據氧化劑的氧化性與還原劑的還原性來確定反應中元素的價態變化情況及電子轉移數目。因為同一氧化劑與還原性不同的物質作用，還原產物不同，反應中元素的價態變化情況與電子轉移數目不同。同樣，同一還原劑與氧化性不同的物質作用，氧化產物不同，反應中元素的價態變化情況與電子轉移數目不同，因此必須具體問題具體分析，不能一概而論，避免錯誤的發生。如 Na2O2+H2O(CO2)、Cl2+H2O、Cl2+Fe、S+Fe、S+Cu等反應的化合價變化要注意。注意涉及量問題的氧化還原反應，如FeBr2或FeI2中通入一定量的Cl2。

2．關注電化學中電極反應與轉移電子數的關系。如氫氧燃料電池、電解飽和食鹽水等。