淺談全國卷涉及“NA”的基本題型及解題思路

◇ 安徽 尉言勛 徐 楠

阿伏加德羅常數的相關知識充分體現了化學研究從定性到定量、從宏觀到微觀的學科特點,考查學生是否具有靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．題目以選擇題的形式出現,以物質的量為中心結合阿伏加德羅定律、氣體摩爾體積等知識進行考查,有時也涉及物質結構、電解質溶液、可逆反應以及氣體混合物等相關知識內容．本文通過對近年高考典型試題的對比分析,歸納了阿伏加德羅常數的常見考查方式,希望對復習備考有一定的啟發．

1 近年高考典型試題考試內容對比

表1

2 關于阿伏加德羅常數的考查方式

通過對比近年高考理綜全國卷試題,不難發現,圍繞阿伏加德羅常數的命題,主要基于以下5種方式,有的考查基本概念,有的突出考查基礎知識,更多的是對考生的解題能力、閱讀能力、思維能力和應變能力的考查．

2.1 考查考生對氣體摩爾體積概念的把握

1)關注氣體的狀況.

涉及與氣體的體積有關量計算時,一定要注意題給的條件是不是標準狀況(0 ℃,1.01×105Pa)．同時,還要注意溫度和壓強影響氣體的體積,但不影響氣體的質量和物質的量,在考查物質的量、質量與微粒數目的關系時,與氣體的狀況無關．

2)關注物質狀態.

與氣體體積相關的運算,必須考慮到相應物質在給定條件下的狀態．

表2

A. (2018年全國卷Ⅰ·10B)22.4 L(標準狀況)氬氣含有的質子數為18NA

B. (2016年全國卷Ⅰ·8D)標準狀況下,2.24 L CCl4含有的共價鍵數為0.4NA

C. (2017年全國卷Ⅲ·10C)2.24 L(標準狀況)苯在O2中完全燃燒,得到0.6NA個CO2分子

D. (2018年全國卷Ⅰ·10D)1.0 mol CH4與Cl2在光照下反應生成的CH3Cl分子數為1.0NA

2.2 考查考生的審題能力

關于“NA”的命題,在選擇題的題干中往往會設下一些陷阱,以此考查考生的審題能力．在解題的過程中,需要注意以下幾個方面．

2) 物質間發生反應引起的體系組成變化．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“NO和O2的混合氣”,不但要考慮2NO(g)+O2(g)=2NO2(g),還應考慮2NO2(g)N2O4(g)等．

3)計量條件不足而無法計算．如,題目中只給出物質的量濃度,沒有給出體積,則無法計算出物質的量,粒子數則無法計量．

A. (2018年全國卷Ⅱ·8D)密閉容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反應后分子總數為2NA

C. (2018年全國卷Ⅰ·10A)16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數為0.1NA

D. (2017年全國卷Ⅱ·8D)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密閉容器中充分反應后,其分子總數為0.2NA

由于氫氧化鐵膠體粒子是分子的集合體,多個Fe(OH)3聚合為一個膠體粒子,水解生成的Fe(OH)3膠體粒子數小于0.1NA,選項C不正確;

H2(g)+I2(g)2HI(g),

反應前后氣體物質的量不變,選項D正確．答案為D.

2.3 考查考生的粒子觀

粒子觀是化學的最基本觀點之一,粒子的組成、結構、粒子的區別、粒子的界定、粒子的存在形式等,都是考查的重點．當考查一定量的物質中含有的微粒數(分子、原子、離子、質子、中子、電子等)、電荷數之間的關系時,一定要明確物質的微觀結構及組成,需注意以下問題．

1) 區別不同單質的分子組成.

氣體單質的組成除常見的雙原子分子(Cl2、O2、N2等)外,還有單原子分子(如稀有氣體Ne)、三原子分子(如O3)、四原子分子(如P4)、五原子分子(如CH4)等．

2) 把握具有相同最簡式物質分子的關系.

如NO2與N2O4、乙烯與丙烯、乙炔與苯、乙酸與葡萄糖、兩種互為同分異構體的物質等,只要總質量一定,則其中所含原子數與兩者比例無關．

3) 注意不同核素的摩爾質量不同.

要注意同位素原子中子數變化對質量數變化的影響,核電荷數和核外電子數未發生變化．比如,重水(D2O)和H218O的摩爾質量均為20 g·mol-1．

4) 掌握特殊物質的原子團結構.

?？嫉奶厥馕镔|有Na2O2(陽離子與陰離子數目之比為2∶1),CaC2、BaO2(陽離子與陰離子數目之比為1∶1)．

A. (2019年全國卷Ⅱ·8A)3 g3He含有的中子數為1NA

B. (2015年全國卷Ⅰ·8A)18 g D2O和18 g H2O中含有的質子數均為10NA

C. (2018年全國卷Ⅱ·8C)標準狀況下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數目為2NA

D. (2018年浙江4月選考·20A)10 g2H216O含有的質子數與中子數均為5NA

0.5 mol×4×6.02×1023mol-1=2NA,

選項C說法正確;10 g2H216O的物質的量為0.5 mol,含有的質子數與中子數均為5NA,選項D說法正確．答案為B.

2.4 對特殊物質中化學鍵數的考查

1) ?？紵o機物中的共價鍵數目.

表3

2) ?？嫉挠袡C物分子中的化學鍵.

a)烷烴(CnH2n+2)中, C—H鍵為2n+2(與H原子數相同),C—C鍵為n-1(比C原子數少1),總鍵數為3n+1;

b)烯烴或環烷烴(CnH2n)中,C—H 鍵為2n(與H原子數相同),C—C鍵(視雙鍵為2條單鍵)為n,總鍵數為3n;

c)炔烴(CnH2n-2) 中,C—H 鍵為 2n-2(與H原子數相同),C—C(視三鍵為3條單鍵)為n+1,總鍵數為3n-1．

A. (2016年全國卷Ⅰ·8D)標準狀況下,2.24 L CCl4含有的共價鍵數為0.4NA

B. (2015年全國卷Ⅱ·10A) 60 g丙醇中存在的共價鍵總數為10NA

C. (2018年全國卷Ⅱ·11A)常溫常壓下,124 g P4中所含P—P鍵數目為4NA

D. (2019年全國卷Ⅱ·8D)48 g正丁烷和10 g異丁烷的混合物中共價鍵數目為13NA

2.5 考查氧化還原反應中電子的轉移數目

氧化還原反應及電極反應中,電子轉移與反應物(生成物)之間存在定量關系．高頻考點有歧化反應、歸中反應、變價金屬(Fe、Cu等)參與的反應等．常考反應轉移的電子數如表4所示:

表4

續表

A. (2015年全國卷Ⅰ·8C) 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

B. (2017年全國卷Ⅱ·8B)2.4 g Mg與H2SO4完全反應,轉移的電子數為0.1NA

C. (2019年全國卷Ⅱ·8C)1 mol K2Cr2O7被還原為Cr3+轉移的電子數為6NA

D. (2016年全國卷Ⅰ·8C) 1 mol Fe溶于過量硝酸,電子轉移數為2NA

總之,近年全國卷對阿伏加德羅常數的考查比較全面,涉及化學基本理論、元素化合物知識、物質結構以及簡單化學計算,涉及的內容多、知識包容性強、涵蓋范圍廣、能力要求高，要加強對基本知識的歸納總結,在練習中不斷反思,在審題細節上下工夫,特別要注意試題中一些關鍵性的字眼,靈活運用解題思維方法,才能有效提高解答與NA有關問題的能力．