一网打尽阿伏加德罗常数

　　您可能更想看…

　　罗尼•加德纳 25年的死刑判决

　　赵加德:自己当老板,为别人创造工作!

　　约翰·加德纳访谈录

　　加德纳:为科普的一生

　　分子之父——阿佛加德罗

　　与加德纳教授面对面

　　诺贝尔奖获得者保罗·格林加德

　　一网打尽阿伏加德罗常数

　　阿伏加德罗常数经典陷阱例析

　　火车开往加德滿都

　　阿伏加德罗常数作为历年各地高考的常规考点,命题时常涉及中学化学的各个方面的知识,特别是细节问题,实际得分率并不是很高。笔者通过分析近十年各地高考真题和模拟试题,对有关阿伏加德罗常数的问题作比较全面的总结。

　　一、 阿伏加德罗常数与物质结构

　　1. 原子结构

　　本部分一般考查原子的构成,要求掌握质子、中子、电子数目的计算。要充分认识理解质子数、电子数和电荷数三者之间的关系。特别要注意同种元素的不同同位素不仅中子数不同,而且相对原子质量(一般用质量数代替)也不同。例1 NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述中完全正确的一组是()

　　① 0.6 g CaCO3与Mg3N2的混合物中所含质子数为0.3 NA

　　② 1 mol23592UO2所含有中子数目是159 NA

　　③ 由2H和18O所组成的水11 g,其中所含的中子数为5 NA

　　④ 常温常压下,1 mol甲基(—CH3)所含的电子数为10 NA

　　⑤ 1mol碳烯(:CH2)和1 mol氢氧根离子(OH-)所含电子数均为10 NA

　　⑥ 标准状况下B2H6和C2H4的混合气体22.4 L,所含电子数约为16NA

　　A. ①②③④B. ①②③⑥

　　C. ②③⑤⑥D. ①④⑤⑥解析 CaCO3和Mg3N2的相对分子质量均为100,所含质子数均为50,故①正确;1个23592UO2中子数为(235-92)+8×2=159,故②正确;由于2H218O的相对分子质量为22,11g 2H218O物质的量为0.5 mol,而每个2H218O所含中子数为10,因此,中子的物质的量为5 mol,故③正确;甲基与碳烯都是呈电中性的粒子,即电子数等于质子数,所以,甲基、碳烯所含电子数分别为9和8,故④⑤错误;B2H6和C2H4的电子数都为16,而标准状况下22.4 L任何气体物质的量都约为1 mol,故⑥正确。答案 B

　　2. 分子组成

　　分子根据所含原子数目的差异可以分成单原子分子、双原子分子和多原子分子。对于稀有气体属于单原子分子一定要牢记。同时,要学会从不同的层面看物质的组成,例如同素异形体在分子层面上看是不同的,但是从原子层面上看却是相同的。同理,分子式不同但实验式(最简式)相同的物质,质量相同时各种原子数目对应相等。需要提醒的是,有些物质中不存在分子,如离子晶体、原子晶体和金属晶体。例2 NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述中不正确的一组是 ()

　　① 含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L② C60和C70的混合物共2.4 g,其中所含碳原子数为0.2 NA

　　③ 常温下,1 mol O2和O3的混合气体中所含氧原子数为2.5NA

　　④ 14 g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA个

　　⑤ 常温常压下,8.8 g CO2和N2O的混合物中所含有的原子数为0.6NA

　　⑥ 标准状况下,2.24 L氧单质中所含的原子数一定为0.2 NA

　　⑦ 常温常压下,6 g NO2和40 g N2O4混合气体中的原子总数为3 NA

　　⑧ 标况下,22.4 LSO2与O2混合气体,含有2 NA个氧原子

　　⑨ 常温常压下,0.2 mol的SiO2所含分子数为0.2 NA

　　⑩ 在标准状况下,如果5.6 L氧气含有n个氧原子,则NA约为4n

　　A.①②⑤⑥⑦ B.②④⑦⑧⑩

　　C.③④⑤⑧⑨ D.①③⑥⑨⑩解析 氦是单原子分子,含NA个氦原子的氦气的物质的量为1 mol,标准状况下的体积应该为22.4 L,故①不正确;1个O2和1个O3所含的氧原子数目分别是2和3,因此,1 mol O2和O3的混合气体中所含氧原子数在2 NA～3 NA之间,可能等于2.5 NA,但不是一定等于,故③错误,同时,请思考一下②与③的差异;氧单质有多种,常见的就有O2和O3,故⑥不正确;二氧化硅不同于二氧化碳,前者属于原子晶体,不存在分子,故⑨错误,类似的,食盐中也不存在分子;标准状况下5.6 L氧气的物质的量为0.25 mol,由于氧气是双原子分子,故氧原子的物质的量为0.5 mol,氧原子数则为0.5 NA=n,可知,NA=2n,故⑩错误。答案 D

　　3. 离子化合物组成

　　要知道常见离子化合物的离子组成,一些组成复杂的阴离子,如O2-2、C2-2、S2-x要有清醒的认识。同时,要注意离子化合物在固态、熔融和水溶液中离子组成可能因电离或水解等因素而发生变化。例3 设NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是()

　　A. 6.4 g CaC2晶体中含有阴、阳离子总数为0.3 NA

　　B. 2.9 g熟石膏(2CaSO4•H2O)含有的结晶水分子数为0.02 NA

　　C. 13.6 g熔融的KHSO4中含有0.2 NA个阳离子

　　D. 125 g CuSO4•5H2O晶体中含有0.5 NA个Cu2+解析 CaC2晶体是由Ca2+和C2-2组成,1 mol CaC2所含有阴、阳离子总数为2 NA,故A错误;熟石膏是CaSO4与H2O按2∶1组成的,相对分子质量为290,一个熟石膏“分子”只含一个水分子,故B错误;熔融状态下,KHSO4电离成K+和HSO-4,没有H+,故C错误;125 g CuSO4•5H2O晶体物质的量为0.5 mol,因此,Cu2+物质的量也为0.5 mol,故D正确,注意由于不是溶液,不能考虑Cu2+的水解问题。答案 D

　　4. 化学键

　　由于化学键考点同时出现在必考内容和选考内容中,因此无论是否选考“物质结构与性质”模块的考生都要重视,因为有机结构中就蕴含共价键知识。不仅要知道常见物质的结构,还要学会通过模型识别共价键的数目。需要提醒的是,由于同分异构现象的存在,分子式相同的物质共价键的类型可能不同。还要警惕思维误区,例如,认为苯环中存在双键等。例4 NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述中不正确的一组是()

　　① 在常温常压下,4.6 g乙醇中含有C—H键的个数为0.5 NA② 1 mol CnH2n+2含有(3n+1)NA个共价键

　　③ 常温下,28 g乙烯和丙烯混合物中所含的共用电子对数目为6 NA

　　④ 14 g分子式为CnH2n(n≥3)的有机物中一定含有个C=C

　　⑤ 1 mol苯酚中“C=C”的个数为3NA

　　⑥ 1 mol含8个碳原子的某烃分子,最多形成8 NA个碳碳单键

　　⑦ 0.1 mol PCl3中形成共价键的电子数是0.3 NA

　　⑧ 32g S8(结构如下图)单质中含有的S—S键个数为NA

　　S8分子结构模型

　　⑨ 1 mol SiO2、1 mol Si中所含共价键数均为2 NA

　　A. ④⑤⑥⑦⑨ B. ①②⑤⑦⑧

　　C. ①③④⑤⑥ D. ②③⑥⑧⑨解析 CnH2n(n≥3)的有机物不一定是烯烃,也可能是环烷烃,故④不正确;苯环上的碳碳键是介于单键与双键之间的独特的键,即苯酚中不含碳碳双键,故⑤错误;立方烷C8H8中有12个碳碳单键,故⑥不正确;电子数和电子对数是不同的概念,1个PCl3有3个P—Cl键,6个电子(3对),故⑦错误;1 mol SiO2中所含共价键数为4 NA,故⑨错误。答案A

　　

　　二、 阿伏加德罗常数与氧化还原反应

　　氧化还原反应重点考查电子转移数目的计算。由于涉及的一般都是常见的氧化还原反应,所以,对于常见氧化还原反应得失电子数的熟悉程度决定了解题的质量和速度,特别要当心歧化反应、可逆反应和变价金属。高考对此不仅考查理论计算(包括过量计算),还可能考查反应实际(如浓度对反应的影响),要能熟练运用原子守恒的思想。例5 NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述中不正确的一组是()

　　① 在标准状况下,Cl2和H2的混合气体22.4 L,光照后原子总数为2 NA个

　　② 0.5 mol单质碘作为氧化剂时最多可获得NA个电子

　　③ 一定量的Fe与含1 mol HNO3的稀硝酸恰好反应,则被还原的氮原子数小于NA

　　④ 将约含有NA个NO2和N2O4分子的混合气体降温至标准状况,其体积约有22.4 L

　　⑤ 2 mol乙醇和1 mol乙二酸反应生成乙二酸二乙酯时,生成的水分子数为2 NA

　　⑥ 反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中,每生成1 mol Cl2转移的电子为2 NA

　　⑦ 由Cu、Zn和稀硫酸组成的原电池工作时,若Cu极生成0.2 g H2,则电路通过电子0.2 NA

　　⑧ 8.2 g Na218O2与过量的H216O作用,生成的氧气中含有的中子数为0.8 NA

　　⑨ 在电解食盐水的实验中,测得电解后溶液的pH为14,又知电解后溶液总体积为1 L,则阴极析出的气体的分子数为0.5 NA

　　A. ④⑤⑥⑧ B. ②③⑤⑧

　　C. ①④⑥⑨ D. ②③⑤⑨解析 2NO2N2O4;ΔH<0,为放热反应降温反应正向移动,分子总数减少,故④错误;酯化反应是可逆反应,不能完全进行到底,故⑤错误;根据氧化还原反应规律,KClO3+6HCl=KCl+

　　3Cl2↑+3H2O,转移电子数为5,故⑥错误;⑧的反应为2Na218O2+4H216O=4Na16OH+18O2↑+2H216O,故⑧错误。答案 A

　　三、 阿伏加德罗常数与离子反应

　　电解质溶液涉及到电解质的电离程度、盐类的水解等方面。要灵活运用物料守恒、电荷守恒进行相关计算,同时要注意溶剂的“干扰”。

　　1. 电解质的电离例6 NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的一组是()

　　A. 1 L 1 mol•L-1的两种强酸溶液中,所含氢离子数目均为NA

　　B. 100℃时,1 L pH=6的纯水中,含OH-数目为10-6 NA

　　C. 1 mol•L-1 (NH4)2SO4溶液中,含SO2-4 NA个

　　D. 1 L 1 mol•L-1的盐酸溶液中,所含氯化氢分子数为NA

　　E. 100 mL 0.1 mol•L-1 Na2SO4溶液中,粒子总数是0.03 NA

　　F. 100 g 98%的浓硫酸中含氧原子个数为4 NA

　　G. 在含有NA个CH3COO-的醋酸溶液中, H+数目略大于NA解析 强酸有一元强酸和二元强酸等,故A错误;纯水中c(OH-)等于c(H+),故B正确;缺少溶液的体积数据,无法计算溶质的量,故C错误;HCl是强电解质,完全电离,即溶液中不存在HCl分子,故D错误。E、F都忽略了H2O的存在;根据电荷守恒,可知H+数目等于CH3COO-数目与OH-数目之和,故G正确。答案 BG

　　2. 盐类的水解例7 NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的一组是()

　　A. 1 L 1 mol•L-1 (NH4)2SO4溶液中,含SO2-4NA个,NH+4少于2 NA个

　　B. 一定温度下,1 L 0.50 mol•L-1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol•L-1 NH4Cl溶液含NH+4物质的量不同

　　C. 28.6 g Na2CO3•10 H2O在晶体中或溶液中,含有的CO2-3离子数均等于0.1 NA

　　D. 100 mL 1 mol•L-1 FeCl3溶液中含阳离子数小于0.1 NA

　　E. 1 mol FeCl3完全水解生成NA个胶体粒子解析 NH+4水解而数量减少,故A正确;离子水解程度受离子本身浓度影响,NH+4浓度不同,水解率不同,剩余的NH+4数目也就不同,故B正确;CO2-3在水中会因水解而减少,故C错误;溶液中的阳离子还有H+,Fe3+水解是个阳离子增多的反应,故D错误;胶粒是若干个Fe(OH)3分子的聚合体,故E错误。答案 AB

　　四、 阿伏加德罗常数与物质的聚集状态

　　高考对此重点考查常见物质在标准状况下的聚集状态,如水、三氧化硫、乙醇、四个碳以上的烃、苯、甲醛和甲烷的氯代物等。同时,注意物质有三态变化,水也可能是气态或固态,但是质量一定的某物质所含粒子数目不受该物质所处状态影响。例8 NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的一组是()

　　A. 标准状况下,22.4 L乙醇所含分子数目为NA

　　B. 在常温常压下,44 g CO2含有的分子数为3 NA

　　C. 常温常压下,22.4 L N2所含的分子数小于NA个

　　D. NA个CO2分子和NA个O2分子的体积相同解析 乙醇在标准状况下是液体,气体摩尔体积对其不适用,故A错误;44 g CO2在任何条件下物质的量都是1 mol,B错误出在应该是“原子数”;温度升高,体积增大,反之,体积不变,分子数必须减少,故C正确;气体体积受温度、压强影响,故D错误。答案 C