高三復習專題突破阿伏加德羅常數(shù)

2020-11-13 08:46:24河北金志紅

教學考試(高考化學) 2020年3期

河北金志紅

一、高考考查方向

在高考選擇題中，阿伏加德羅常數(shù)(NA)一直是高考重要考點，此類試題大多以物質的量相關計算為基礎，進行學科內知識的綜合考查。涵蓋知識點廣泛，突出考查微粒數(shù)目的定量分析，主要包括原子、分子、離子、電子、質子或這些微粒的特定組合，常見的考查方式有原子結構中微粒的數(shù)目、特殊物質中的化學鍵數(shù)目、特定組成物質中的微粒數(shù)目、氧化還原反應中轉移電子的數(shù)目、可逆反應中微粒的數(shù)目、鹽類水解造成的溶液中的離子濃度或數(shù)目、有機物中共價鍵的數(shù)目等。此題型是從原子、分子等微觀角度分析物質組成、結構，從而確定組成物質的微粒數(shù)目，考查學生宏觀辨識與微觀探析的學科核心素養(yǎng)，涉及可逆反應中產(chǎn)物微粒數(shù)目的確定，分析反應物間得失或轉移電子數(shù)，考查學生變化觀念和平衡思想的學科核心素養(yǎng)。高考試題往往以中學學過的重要物質和反應為載體，對考生基礎知識、分析綜合能力、思維的嚴密性是一個很好的檢驗。下面列舉近五年高考全國卷有關阿伏加德羅常數(shù)的考查情況：

20192018201720162015全國卷Ⅰ1088全國卷Ⅱ811810全國卷Ⅲ11810

近五年此類題的主要考查角度有：轉移電子數(shù)占29%，通過反應進行的程度確定粒子數(shù)目占25%，氣體摩爾體積及阿伏加德羅定律占23%，通過微粒的結構確定粒子數(shù)目占23%。2019年考查角度更為新穎靈活，注重考查學生綜合應用能力。

二、典型考查角度匯總

1.通過物質結構考查粒子數(shù)目

(1)注意物質的組成形式：

稀有氣體，如He、Ne、Ar等為單原子分子；O2、N2、H2、NO等氣體為雙原子分子；NH3、O3、CH4、CO2、P4等物質為多原子分子。

(2)注意晶體的結構：

苯環(huán)中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵，不含有碳碳雙鍵；

1 mol白磷(P4)中含有的P-P鍵的數(shù)目為6NA；

1 mol S8含8 mol S-S鍵；

1 mol金剛石中含有2 mol C-C鍵；

1 mol晶體硅中含Si-Si鍵的數(shù)目為2NA；

1 mol SiO2含有4 mol Si-O鍵。

(3)注意特殊物質的摩爾質量：

D2O：20 g/mol18O2：36 g/mol Na37Cl：60 g/mol1H：1 g/mol2D：2 g/mol3T：3 g/mol。

(4)注意“基”“根”等的區(qū)別：

(5)注意化學鍵數(shù)目：

H2O2、CnH2n+2、CnH2n+2O中化學鍵的數(shù)目分別為3、3n+1，3n+2等。

(6)注意特定組成：

最簡式相同的物質，如NO2和N2O4、單烯烴和碳數(shù)相同的環(huán)烷烴、O2和O3等，如：28 g乙烯和環(huán)丁烷(C4H8)的混合氣體中含有的碳原子數(shù)為2NA。

摩爾質量相同的物質，如N2、CO、C2H4，CaCO3和KHCO3，H2SO4和H3PO4，Na2O2和Na2S混合時，如 1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的離子總數(shù)為3NA。

同一元素組成的物質，O2、O3，金剛石、石墨、C60，紅磷、白磷混合時，如16 g O2和O3的混合氣體中含有的O原子數(shù)為NA。

質量分數(shù)相同的物質混合時，如160 g Cu2S和CuO的混合物中含有的銅原子數(shù)為2NA。

2.通過反應特點考查轉移電子數(shù)目

(1)注意特殊物質的化合價：

(2)注意反應是否為歧化反應：

如標準狀況下，6.72 L NO2溶于足量的水中，轉移的電子數(shù)為0.2NA。

(3)注意變價金屬(鐵、銅)在生成物中的價態(tài)：

如鐵與硫的反應中，1 mol鐵失去的電子數(shù)為2NA；1 mol 鐵在氯氣中燃燒，轉移的電子數(shù)為3NA；1 mol鐵在1 mol 氯氣中燃燒，轉移的電子數(shù)為3NA則是錯誤的。

(4)注意反應是否完全：

濃溶液在反應過程中會慢慢變稀，直至停止反應。所求電子數(shù)應按固體的量進行計算，或者濃稀溶液發(fā)生反應不同，要具體情況具體分析。如“50 mL 12 mol·L-1鹽酸與足量MnO2共熱，轉移的電子數(shù)為0.3NA”或“含2 mol 硫酸的濃硫酸與足量銅共熱，轉移的電子數(shù)為2NA”都是典型的錯誤說法。

3.通過反應限度考查微粒數(shù)目

(2)注意弱電解質的電離和鹽類的水解：

如“1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中所含H+的數(shù)目為0.1NA”，“1 L 0.5 mol·L-1CuCl2溶液中含有3.01×1023個Cu2+”及“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(shù)目為NA”也都是典型的錯誤說法。

4.通過設置陷阱考查微粒數(shù)目

(2)要注意看“非標準狀況”下，物理量涉及的是氣體的體積、物質的量還是質量。

(3)要注意整體與部分的關系，如1 mol CO2和SO2的混合氣體中含有的氧原子數(shù)為2NA。

三、方法技巧指導

為了加強對考生思維品質適應性、科學性、深刻性的考查，命題者往往有意設置一些陷阱，增大試題的區(qū)分度。要正確解答本類題目，首先要認真審題。審題是“審”而不是“看”，審題時要注意分析題目中概念的層次，要特別注意試題中一些關鍵性的字、詞。其次要留心陷阱，對常見的一些陷阱要千萬警惕。考生要在認真審題的基礎上利用自己掌握的概念仔細分析、比較、作出正確解答。在此給出三步解題方法，指導快速準確答題。

1.初步分析，首先從物質狀態(tài)、有濃度無體積、溶劑粒子、膠體粒子、粒子的水解電離、可逆反應、濃度變化、特殊結構等方面對選項作出初步判斷。

2.定量思考，根據(jù)轉換關系確定粒子具體數(shù)目。

3.答題，在排除干擾、正確分析、細致計算的基礎上，做出判斷。

四、真題再現(xiàn)

1.(2019·全國卷Ⅱ·8)已知NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是

( )

A.3 g3He含有的中子數(shù)為1NA

C.1 mol K2Cr2O7被還原為Cr3+轉移的電子數(shù)為6NA

D.48 g正丁烷和10 g異丁烷的混合物中共價鍵數(shù)目為13NA

【答案】B

【解析】初步分析，A項考查原子結構中質量數(shù)的簡單計算，中子數(shù)=質量數(shù)-質子數(shù)，3He的中子數(shù)為3-2=1，3 g氦為1 mol，則中子數(shù)為1NA，A項正確；B項考查粒子的水解情況，磷酸鈉為強堿弱酸鹽，磷酸根離子在水溶液中會發(fā)生水解，水解會消耗磷酸根離子，則n=c·V=1 L×0.1 mol·L-1的磷酸鈉溶液中磷酸根離子的個數(shù)小于0.1NA，B項錯誤；C項考查氧化還原反應，K2Cr2O7被還原為Cr3+時，鉻元素從+6價降低到+3價，有兩個鉻原子變價，通過計算轉移電子為1×2×3=6，1 mol K2Cr2O7轉移的電子數(shù)為6NA，C項正確；D項考查共價健數(shù)目，審題思考后可知，正丁烷和異丁烷互為同分異構體，分子式相同，寫出結構式發(fā)現(xiàn)，一個分子內所含的共價鍵數(shù)目均為13個，則48 g正丁烷和10 g異丁烷所得的混合物中共價鍵數(shù)目為13NA，D項正確。最后，在逐一排除干擾、正確分析、細致計算的基礎上，做出判斷，說法錯誤的選項為B。

2.(2019·全國卷Ⅲ·11)設NA為阿伏加德羅常數(shù)值。關于常溫下pH=2的H3PO4溶液，下列說法正確的是

( )

A.每升溶液中的H+數(shù)目為0.02NA

C.加水稀釋使電離度增大，溶液pH減小

D.加入NaH2PO4固體，溶液酸性增強

【答案】B

3.(2018·全國卷Ⅰ·10)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

( )

A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1NA

B.22.4 L(標準狀況)氬氣含有的質子數(shù)為18NA

C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羥基數(shù)為1.0NA

D.1.0 mol CH4與Cl2在光照下反應生成CH3Cl分子數(shù)為1.0NA

【答案】B

【解析】先初步分析，本題考查阿伏加德羅常數(shù)的應用，再定量思考，根據(jù)轉換關系確定粒子具體數(shù)目。A項16.25 g FeCl3的物質的量n(FeCl3)=0.1 mol，如果氯化鐵完全水解，則生成0.1 mol Fe(OH)3，而氫氧化鐵膠體粒子由許多氫氧化鐵聚集而成，故氫氧化鐵膠體粒子數(shù)遠小于0.1NA，A項錯誤；B項氬氣是單原子分子，1 mol Ar含18 mol 質子，B項正確；C項甘油(丙三醇)的分子式為C3H8O3，相對分子質量為92，1 mol(92.0 g)甘油含3 mol羥基，C項錯誤；D項甲烷與氯氣在光照下反應會生成四種有機產(chǎn)物，即1.0 mol甲烷反應后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共為1 mol，D項錯誤。最后，在逐一排除干擾、正確分析、細致計算的基礎上，做出判斷，說法正確的選項為B。

4.(2017·全國卷Ⅱ·8)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是

( )

B.2.4 g Mg與H2SO4完全反應，轉移的電子數(shù)為0.1NA

C.標準狀況下，2.24 L N2和O2的混合氣體中分子數(shù)為0.2NA

D.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(shù)為0.2NA

【答案】D

五、高考預測

2020高考仍會圍繞NA的相關概念設置陷阱，同時又會結合真實情境，關聯(lián)物質的組成與結構、氧化還原反應，可逆反應、弱電解質的電離、鹽類的水解等知識進行考查。重要審題角度有：一求粒子數(shù)目，二求化學鍵數(shù)目，三求混合物中指定粒子數(shù)目，四求電子轉移數(shù)目等，以下列試題為例：