張思明


有關阿伏加德羅常數(NA)正誤的判斷融有關物質的量的計算與基本概念和理論、元素化合物等知識為一體,能充分考查學生分析問題與解決問題的能力,因而成為高考考查的熱點。現舉例說明其考查方式與解題方法,希望對學生的學習有所幫助。
一、考查一定體積的氣體中所含微粒數的判斷
解題關鍵有兩點:一是要明確只有標準狀況下的氣體物質才能利用“22.4 L·mol-1”進行計算;二是要弄清所求氣體分子中所含的微粒數。
例1 假設阿伏加德羅常數的值為NA。下列敘述正確的是(? )。
A.標準狀況下,11.2 L氬氣含有的質子數為9NA
B.25 ℃、101 kPa下,2.24 L臭氧所含分子數為0.1NA
C.標準狀況下,22.4 L酒精中所含碳原子數為2NA
D.標準狀況下,5.6 L CO2氣體中所含電子數為3.5NA
解析 A項,氬氣(Ar)分子中含有18個質子,標準狀況下11.2 L氬氣的物質的量為
0.5 mol(即11.2 L÷22.4 L·mol-1=0.5 mol),則其含有的質子數為9NA,A項正確;B項,25℃、101 kPa為非標準狀況,2.24 L臭氧的物質的量不是0.1 mol,其所含分子數不為0.1NA,B項錯誤;C項,酒精的分子式為C2H6O,標準狀況下酒精是液態,22.4 L酒精的物質的量不是1 mol,其所含碳原子數不為2NA,C項錯誤;D項,CO2分子中含有22(即6+8×2=22)個電子,標準狀況下5.6 L二氧化碳的物質的量為0.25 mol(即5.6 L÷22.4 L·mol-1=0.25 mol),其所含電子的物質的量為0.25 mol×22=5.5 mol,即所含電子數為5.5NA,D項錯誤。答案為A。
二、考查一定質量的物質中所含微粒數的判斷
解題關鍵有兩點:一是要明確物質的質量與外界條件無關,可直接利用公式“物質的量(n)=質量(m)÷摩爾質量(M)”計算物質的量;二是要弄清有關物質中所含的微粒數。
例2 假設阿伏加德羅常數的值為NA。下列敘述錯誤的是(? )。
A.在25℃、101 kPa下,46 g NO2和N2O4的混合物中,含有的氧原子數為2NA
B.在標準狀況下,39 g Na2O2中所含離子數為2NA
C.在25℃、101 kPa下,1.0 g D216O中所含質子數與中子數均為0.5NA
D.在標準狀況下,14 g環己烷和乙烯混合物中所含電子數為8NA
解析 A項,NO2和N2O4的最簡式為“NO2”,46 g“NO2”的物質的量為46 g÷46 g·mol-1=1 mol,其含有的氧原子數為2NA,A項正確;B項,1 mol Na2O2中含有3 mol離子(2 mol Na+和1 mol O2-2),39 g Na2O2的物質的量為
n(Na2O2)=39 g÷78g·mol-1=0.5 mol,其所含離子數為1.5NA,B項不正確;C項,D216O分子中含有10個質子和10個中子,1.0 g D216O的物質的量為n(D216O)=1.0 g÷20 g·mol-1=0.05 mol,其所含質子數與中子數均為0.5NA,C項正確;D項,環己烷(C6H12)和乙烯(C2H4)的最簡式為“CH2”,“CH2”中含有8個電子,14 g“CH2”的物質的量為14 g÷14 g·mol-1=1 mol,其所含電子數為8NA,D項正確。答案為B。
三、考查一定量的電解質溶液中所含微粒數的判斷
解題關鍵有三點:一是要明確根據公式“n=
c·V”計算溶質的物質的量n時,物質的量濃度c和溶液的體積V這兩個量缺一不可;二是要弄清電解質中的有關微粒是否存在電離平衡和水解平衡;三是要知道在判斷氫原子、氧原子等微粒數時,還要考慮溶劑水的存在。
例3 假設阿伏加德羅常數的值為NA。下列敘述正確的是(? )。
A.1 L 1 mol·L-1 NH4Cl溶液中NH+4和Cl-的數均為NA
B.1 mol·L-1 K2CO3溶液中所含K+數為2NA
C.1 L 1 mol·L-1 HCOOH溶液中所含H+數為NA
D.1 L 1 mol·L-1CH3COOH溶液中所含氧原子數大于2NA
解析 A項,因NH+4能夠發生水解,則1 L 1 mol·L-1 NH4Cl溶液中NH+4的數小于NA,A項錯誤;B項,K2CO3溶液的體積未知,無法計算其所含K+的物質的量及其數目,B項錯誤;C項,HCOOH是弱酸而不能完全電離,則1 L 1 mol·L-1? HCOOH溶液中所含H+數小于NA,C項錯誤;D項,1 L 1 mol·L-1(即1 mol)CH3COOH中所含氧原子數為2NA,且溶劑H2O中也含有氧原子,則
1 L 1 mol·L-1 CH3COOH溶液中所含氧原子數大于NA,D項正確。故答案為D項。
四、考查一定量的物質在氧化還原反應中轉移電子數的判斷
解題關鍵有兩點:一是要弄清反應的原理,揭示反應的本質,抓住“氧化劑→還原產物”或“還原劑→氧化產物”過程中得到或失去的電子數;二是要明確同一物質在不同的氧化還原反應中轉移的電子數可能不同。
例4 假設阿伏加德羅常數的值為NA。下列敘述正確的是(? )。
A.64 g銅與足量的硫完全反應,轉移的電子數為2NA
B.1 mol甲烷在空氣中完全燃燒,轉移的電子數為8NA
C.在常溫下1 mol氯氣與足量的NaOH溶液完全反應,轉移的電子數為2NA
D.1 mol鐵在氧氣中完全燃燒,轉移的電子數為3NA
解析 A項,因Cu-e-→1/2Cu2S,64 g銅的物質的量為64 g÷64 g·mol-1=1 mol,其與足量的硫完全反應轉移的電子數為NA,A項錯誤;B項,因CH4-8e-→CO2,則1 mol甲烷在空氣中完全燃燒轉移的電子數為8NA,B項正確;C項,由反應Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O可知,1 mol氯氣與足量的NaOH溶液完全反應轉移的電子數為NA,C項錯誤;D項,由反應
3Fe+2O2點燃Fe3O4
可知,1 mol鐵在氧氣中完全燃燒轉移的電子數為8/3NA,D項錯誤。答案為B。
五、考查一定量的物質在可逆反應中所得產物中所含微粒數或化學鍵數的判斷
解題關鍵有兩點:一是要明確常見的可逆反應;二是要掌握可逆反應不能進行到底的特點,即可逆反應的反應物不能完全轉變為生成物。
例5 假設阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法敘述正確的是(? )。
A.一定條件下,0.2 mol H2與0.2 mol I2(g)充分反應,所得HI的分子數為0.4NA
B.一定條件下,0.2 mol 氮氣與0.8 mol 氫氣充分反應,所得產物中含有的化學鍵數為1.2NA
C.一定條件下,0.4 mol二氧化硫與0.4 mol 氧氣充分反應,所得三氧化硫的分子數小于
0.4NA
D.一定條件下,1 mol CH3COOH與足量的乙醇反應,所得乙酸乙酯的分子數為NA
解析 A項,H2與I2(g)的反應是可逆反應,則0.2 mol H2與0.2 mol I2(g)不能完全反應,所得HI的分子數小于0.4NA,A項錯誤;B項,N2與H2的反應是可逆反應,0.2 mol N2不能完全反應,生成NH3的物質的量小于0.4 mol,則所得產物中含有的化學鍵(N—H鍵)數小于1.2NA,B項錯誤;C項,SO2與O2的反應是可逆反應,0.4 mol SO2不能完全反應,則生成SO3的物質的量小于0.4 mol,即所得SO3的分子數小于0.4NA,C項正確;D項,乙酸與乙醇的酯化反應是可逆反應,
1 mol CH3COOH不能完全反應,則所得乙酸乙酯的分子數小于NA,D項錯誤。答案為C。
(收稿日期:2021-09-16)