阿伏加德罗常数试题(NA试题)是高考命题的热点,所考察的知识对学生来说,一般是学生在学习过程中对知识的理解掌握相对薄弱,是学生的知识掌握的弱点、难点和易错点,这类题一般为单选题,这类题涉及的知识面广,是学生不易记忆,不好区分的易混的知识,能很好的考查学生思维的严密性,根据近几年高考试题的研究,不难发现NA试题命题的规律与特点。通过分析高考中NA试题的命题的主要考查方向,让大家了解命题人在题目选项中设置的陷阱类型,能快速找到此类试题的解题方法。
陷阱一:一定体积的气体中微粒数目的分析
解这类题要注意两方法:
1.看“气体”是否处于“标准状况”(0℃,KPa)。
当题干中设置“常温常压”、“室温”等条件时,无法用标准状况下的气体摩尔体积求解粒子数目。
2.看“标准状况”下物质是否为“气体”(如:水、苯、汽油、四氯化碳、乙醇、甲醇、CH2Cl2、CHCl3、SO3、HF等在标准状况下均不为气态);只有气体并且在标准状况下才能使用Vm=22.4L·mol-1进行有关计算;当题干中所给物质在标准状况下为非气态物质时,无法用标准状况下的气体摩尔体积求解粒子数目。
典型精析
(1标准状况下,22.4L空气含有NA个单质分子()
(2)分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4L,质量约为28g()
(3)常温常压下,22.4L乙烯中C-H键数为4NA()
(4)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3NA个氢原子()
陷阱二:一定物质中原子、中子、质子、电子等数目的分析
此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉,弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。
先计算出一个物质中所含微观粒子数目,再根据题目条件计算出该物质的物质的量,进而计算出物质中所含微观粒子数目的物质的量,最后根据微粒数、物质的量、NA三者之间的数学关系,确定微观粒子的数目。一些特殊微粒:
1.Ne:是单原子分子;
2.臭氧(O3)、白磷(P4):多原子分子中的原子个数;
3.D2O:H(H)、D(H)、T(H)三者中的中子数不同;
4.16OOOO2、O、17O、18O、35Cl、37Cl中的中子数不同;
5.Na2O2、.Na2O、KO2中的阴、阳离子个数比;
6.若物质为混合物,先求混合物中各物质的最简式,若最简式相同,可先求最简式的物质的量,然后求解目标粒子数目。若最简式不同,可先计算两物质的摩尔质量是否相同,当摩尔质量相同时,可先求两物质的总物质的量,然后求解目标粒子的数目。
如:14g乙烯与丙烯中所含的碳原子数为NA;22gCO2和N2O混合物中所含的原子数为1.5NA;常考查的还有O2和O3,NO2和N2O4等。
典型精析
(1)1mol羟基中电子数为10NA()
(2)1.7gH2O2中含有电子数为0.9NA()
(3)58.5g的NaCl固体中含有NA个氯化钠分子()
(4)24g镁的原子最外层电子数为NA()
陷阱三:一定量的物质中化学键数目的分析
1.胶体中微粒:是多个微粒的聚合体
如0.1L1mol/L的饱和氯化铁溶液滴入沸水中,生成的胶体含胶粒数目小于0.1NA.。
2.物质的化学键
金刚石:1mol金刚石(或晶体硅)中含有的C—C键(或Si—Si键)数为4NA;
石墨:1mol石墨中含有的C—C键数为1.5NA;
SiO2:1mol含4molSi—O键;
苯:苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键,不含有碳碳双键,含有6个C—H;
烃及其衍生物:通过书写其结构简式确定化学键。
典型精析
(1)1mol乙烷分子中含有8NA个共价键()
(2)常温常压下,22.4L乙烯中C-H键数为4NA()
(3)所含共价键数目均为NA的白磷和甲烷的物质的量相等()
陷阱四:电解质溶液中微粒数目的分析
此类题的解题思路如下:
已知量(溶液的体积及溶质的物质的量浓度)→物质的量→分析粒子种类及个数(溶质的电离、水解、溶剂所含粒子等)→目标粒子数目;
解题时的几个易错点:
(1)“已知浓度缺体积”及“已知体积缺浓度”:以上两种情况均无法求解溶液中所含目标粒子的数目;
如25℃时,pH=13的NaOH溶液中所含OH的数目为0.1NA:因为缺少溶液的体积无法计算OH的数目,故此说法错误。
(2)电离:当溶质为弱电解质时,其在溶液中部分电离,溶液中所含的分子数及电离出的离子数目均无法直接求解;
(3)水解:当电解质在溶液中发生水解时,溶液中发生水解的离子数目无法直接求解;
如将0.1molFeCl3配成1L溶液,所得溶液含有0.1NA个Fe3+:Fe3+部分水解导致所配溶液中的Fe3+减少,从而使溶液中的Fe3+数目小于0.1NA,错误。
(4)溶剂:当溶剂中也含有所求的粒子时,往往习惯性地只考虑溶质中所含粒子,而忽视了溶剂中所含粒子导致出错。
如50g质量分数为46%的乙醇水溶液中,含氢原子数目为3NA:由于陷入思维定式,忽视溶剂水中也含有氢原子而出错。
典型精析
(1)1L0.1mol·L-1乙酸溶液中H+数为0.1NA()
(2)将0.1mol氯化铁溶于1L水中,所得溶液含有0.1NAFe3+()
(3)在1L0.1mol·L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于0.1NA()
陷阱五:氧化还原反应中电子转移数目的分析
解答此类题应掌握氧化还原反应的实质和得失电子守恒规律。
掌握常考反应中转移的电子数:
注意氧化顺序:如向FeI2溶液中通入氯气,氯气先氧化碘离子,再氧化亚铁离子;
量不同,所表现的化合价不同:
如1molFe与足量的稀HNO3反应,转移2NA个电子:铁与足量的稀硝酸反应时生成Fe(NO3)3,转移的电子数为3NA,故上述说法错误。
典型精析
(1)1molCa变成Ca2+时失去的电子数为2NA()
(2)1molCl2与足量Fe反应,转移的电子数为3NA()
(3)1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA()
(4)在反应KIO3+6HI===KI+3I2+3H2O中,每生成3molI2转移的电子数为6NA()
(5)标准状况下,22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA()
陷阱六:特殊反应或隐含反应中NA的分析
1.可逆反应类型
因为可逆反应进行不完全,当没给出转化率时,不能求出准确的目标粒子数目。
如某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,转移的电子数目为0.6NA:该反应为可逆反应,进行程度不确定,无法准确求解转移的电子数目,故错误。
2.溶液浓度变化使反应停止的类型
因为酸的浓度变化使反应停止,难以求出准确的目标粒子数目。
如80mL12mol·L1的浓盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的分子数目为0.24NA:随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,无法准确求解生成的Cl2的分子数目,错误。
3.物质组成不能确定的类型
当某些物质混合或反应进行一段时间后,产物的种类变化或物质的量不定,难以求出准确的目标粒子数目。
如标准状况下,5.6LNO和5.6LO2混合后的分子总数为0.5NA:两种气体混合后生成NO2,若不考虑NO2部分转化为N2O4,气体的体积为8.4L,物质的量为0.mol,事实上,混合气体中存在可逆反应2NO2≒N2O4,故无法准确求解分子数目,错误。
典型精析
(1)1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
(2)1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
(3)2molSO2与1molO2在密闭容器中充分反应后,容器中的分子总数为2NA
(1)(2)(3)(4)陷阱七:和物质所处状态无关的量的分析
这一类题中所给出的物质一般是一定的质量或物质的量,同时还会给出一些干扰因素,如常温常压,物质在标准状况下为液体等,因为只要质量或物质的量不变,物质所含微粒数目就不变,与物质所处状态无关。
典型精析
(1)1mol羟基中电子数为10NA()
(2)1.7gH2O2中含有电子数为0.9NA()
(3)3g3He含有的中子数为1NA()
(4)24g镁的原子最外层电子数为NA()
典例1.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.22.4L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B.1mol重水比1mol水多NA个质子
C.12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子
D.1L1mol·L1NaCl溶液含有28NA个电子
典例2.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.3g3He含有的中子数为1NA
B.1L0.1mol·L1磷酸钠溶液含有的PO43-数目为0.1NA
C.1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D.48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
典例3.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下,gP4中所含P—P键数目为4NA
B.mL1mol·L1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D.密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
典例4.设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是()
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
参考答案
陷阱一:一定体积的气体中微粒数目的分析
典型精析
(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(×)
(1)空气含有单质和化合物,故错误;
(2)没有给出条件,不一定是标准状况,故错误;
(3)不是标准状况,故错误;
(4)乙烯和环丙烷(C3H6)的最简式为CH2,28乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体含2molCH2,应含2molH,故错误;
陷阱二:一定物质中原子、中子、质子、电子等数目的分析
典型精析
(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(×)
(1)1个-OH中含有9个电子,1mol羟基中电子数为9NA,故错误;
(2)(√)1个H2O2分子中含有18个电子,1.7gH2O2是0.05mol,则含有电子数为0.9NA,,故正确;
(3)氯化钠是离子晶体,不是分子,故错误;
(4)24g镁是1mol,其原子最外层电子数为2NA,故错误;
陷阱三:一定量的物质中化学键数目的分析
典型精析
(1)(×)(2)(×)(3)(×)
(1)1mol乙烷分子中含有7NA个共价键,故错误;
(2)不是标准状况,故错误;
(3)白磷的结构如图
,1mol白磷中含6mol共价键,含1mol共价键的白磷物质的量为1/6mol,1mol甲烷含4mol共价键,含1mol共价键的甲烷物质的量为0.25mol,错误;
陷阱四:电解质溶液中微粒数目的分析
典型精析
(1)(×)(2)(×)(3)(√)
(1)乙酸是弱酸,不完全电离,所以乙酸溶液中的H+数小于0.1NA,故错误;
(2)三价铁离子在水中发生水解,所以将0.1mol氯化铁溶于1L水中,所得溶液Fe3+的数目小于0.1NA,故错误;
陷阱五:氧化还原反应中电子转移数目的分析
典型精析
(1)(√)(2)(×)(3)(×)(4)(×)(5)(√)
(1)1molCa变成Ca2+时失去的电子数为2NA,故正确;
(2)1molCl2与足量Fe反应,转移的电子数为2NA,故错误;
(3)1molCl2与足量的氢氧化钠溶液反应,生成氯化钠和次氯酸钠,转移电子数为NA,故错误;
(4)在反应KIO3+6HI===KI+3I2+3H2O中,KIO3的碘由+5价降到0价,HI中的碘由-1价升高到0价,所以每生成3molI2转移的电子数为5NA,故错误;
(5)标准状况下,22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠,转移的电子数为NA,故正确;
陷阱六:特殊反应或隐含反应中NA的分析
典型精析
(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(×)
(1)1molN2与4molH2反应生成的NH3,反应为可逆反应,1mol氮气不能全部反应生成氨气,则生成氨气分子数小于2NA,错误;
(2)1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁,转移电子3mol,电子转移数为3NA,错误;
(3)该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,容器中分子总数大于2NA,错误;
(4)与浓盐酸在加热的条件下反应生成氯气,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,盐酸不会全部参与反应,不能计算转移的电子数,错误;
陷阱七:
典型精析
(1)(×)(2)(√)(3)(√)(4)(×)
(1)1个-OH中含有9个电子,1mol羟基中电子数为9NA,故错误;
(2)(√)1个H2O2分子中含有18个电子,1.7gH2O2是0.05mol,则含有电子数为0.9NA,,故正确;
典例1.
C
A.标准状况下22.4L氮气的物质的量为1mol,若该氮气分子中的氮原子全部为14N,则每个N2分子含有(14-7)×2=14个中子,1mol该氮气含有14NA个中子,不是7NA,且构成该氮气的氮原子种类并不确定,故A错误;
B.重水分子和水分子都是两个氢原子和一个氧原子构成的,所含质子数相同,故B错误;
B.磷酸钠为强碱弱酸盐,磷酸根离子在水溶液中会发生水解,则1L0.1mol/L的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1L×0.1mol/L×NAmol-1=0.1NA,B项错误;
C.重铬酸钾被还原为铬离子时,铬元素从+6降低到+3,1mol重铬酸钾转移的电子数为3mol×2×NAmol-1=6NA,C项正确;
典例3.
C
A.常温常压下,gP4的物质的量是1mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6NA,A错误;
B.铁离子在溶液中水解,所以mL1mol·L1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;
C.甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2NA,C正确;
D.反应2SO2+O2≒2SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数大于2NA,D错误。答案选C。
典例4.
A
A.乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中含CH2物质的量为14g÷14g/mol=1mol,含氢原子数为2NA,故A正确;
B.1molN2与4molH2反应生成的NH3,反应为可逆反应,1mol氮气不能全部反应生成氨气,则生成氨气分子数小于2NA,故B错误;
C.1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁,转移电子3mol,电子转移数为3NA,故C错误;
D.标准状况下,四氯化碳不是气体,2.24LCCl4的物质的量不是0.1mol,无法计算其含有的共价键数,故D错误;
答案选A。