有关阿伏加德罗常数考点探微

有关阿伏加德罗常数考点探微作者：宣庆华来源：《理科考试研究·高中》2013年第02期阿伏加德罗常数涉及的知识面广，考查方式灵活性强，是历年高考的热点之一，命题时主要以选择题的形式进行考查.分析对比历年高考化学试题，可以看出这类题目是以阿伏加德罗常数为载体，主要考查考生对物质的组成、结构、存在状态和参与的化学反应等基本概念基本理论的理解和运用.试题通常从以下几方面进行考查.一、有关阿伏加德罗常数常见考查点1.考查“22.4 L/mol”的适用条件有关NA判断题选项中，若后面设置的量为物质的体积，则需考虑两个问题，一是物质所处环境是否为标准状况，二是所给物质的状态是否为气体，二者缺一不可.由气体摩尔体积概念可知，“22.4 L/mol”适用的前提一般是“标准状况下（0℃，1.01×105Pa）”，而不是“非标准状况下”.需要注意的是，若题目给出的是气体的质量或物质的量，则就不需考虑物质所处环境是否为标准状况.“22.4 L/mol”针对的是标准状况下的气体物质，不是气体物质不适用.命题者常选一些易混淆的液体或固体作“气体”来设问，迷惑学生.如标准状况下，SO3（固态）、CCl4（液态）、甲苯（液态）、戊烷（液态）、氟化氢（液态）等不能应用“22.4 L/mol”计算.例如：①标准状况下，22.4 L甲苯所含分子数为NA（ ×）；②常温常压下，11.2 L氧气所含的原子数为NA（ ×）；③标准状况下，22.4 L甲烷和乙炔混合气体所含的分子数为NA（√ ）.2.考查物质的组成考查一定物质的量的物质中含有多少微粒（离子、分子、原子、电子、质子、中子等）时常涉及物质分子的组成、原子结构及晶体结构等知识.学生必须能从本质上理解这些知识点，掌握各种微粒间的关系.（1）考查物质所含的离子个数晶体中含有离子的化合物只可能是离子化合物（强碱、绝大多数盐、活泼金属氧化物），共价化合物中无离子而言.强碱、可溶性盐溶于水时可完全电离成与原来相同的自由移动的离子，计算水溶液中离子数目时，要考虑盐类是否水解.酸类物质虽然无离子，但溶于水后可电离出H+和酸根阴离子，计算酸溶液中的H+数目时，一定要考虑酸的强弱及酸的元数.例如：① 7.8 g Na2O2晶体中所含阴离子数为0.2NA（ ×）② 1 L 0.1 mol/L Na2CO3溶液中含有CO2-3离子数为0.1NA（ ×）③ 100 mL 2.0 mol/L的盐酸与醋酸溶液中氢离子数均为0.2NA（ ×）④ 53 g碳酸钠固体中含0.5NA个CO2-3离子（√ ）⑤ 1 L 0.1 mol/L NaHCO3溶液含有阴离子数为0.1NA（√ ）⑥ 12 g NaHSO4晶体中含有H+离子数为0.1NA（ ×）（2）考查物质所含的分子个数含有分子的物质有绝大多数非金属单质（除金刚石、晶体硅等少数原子晶体外）、绝大多数共价化合物（除二氧化硅、碳化硅等少数原子晶体外），离子化合物中无分子而言.酸类共价化合物溶于水时要发生电离，其溶质分子数目减少；不能与水反应的非电解质类（如绝大多数有机物），溶于水后其溶质分子数目一般不变.例如：① 1 L 0.1 mol/L盐酸中含有的HCl分子数为0.1NA（ ×）② 1 L 0.1 mol/L醋酸溶液中所含的CH3COOH分子数为0.1NA（ ×）③ 1 L 0.1 mol/L葡萄糖溶液中所含的C6H12O6分子数为0.1NA（√ ）④ 60 g SiO2晶体中所含SiO2分子数为NA（ ×）⑤标准状况下，11.2 L NO与O2的混合气体中所含的分子数为0.5NA（ ×）（3）考查物质分子所含的原子个数由分子构成的物质有的是单原子分子（如稀有气体），有的是双原子分子（如O2、N2、NO等），有的是多原子分子（如O3、P4、NO2、NH3、CH4等），有的是混合物（如O2和O3、NO2和N2O4、C2H4和C3H6等）.对于单一物质，若是单质，可直接用其质量除以原子的摩尔质量即得其原子的物质的量；若是化合物，必须先求出化合物的物质的量再求其原子总数.对于最简式相同的两种物质组成的混合物，可先求出其最简式的物质的量，再求其混合物的原子总数.因此，解题时要特别注意它们分子的构成情况，这是解答这类试题的关键.例如：①标准状况下，11.2 L氦气所含的原子数为NA（ ×）②室温下，21.0 g乙烯与丁烯的混合气体中含有的碳原子数为1.5NA（√ ）③常温下，0.05 mol CO2和SO2混合气体中所含原子数为0.15NA（√ ）④常温下，1 L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中所含碳原子数为0.1NA（√ ）（4）考查物质中所含的电子数、质子数或中子数此类题主要考查ZAX的含义，质子数、电子数、质量数的关系，分子、原子、离子的质子数与电子数的关系.同位素原子质子数、电子数分别相同，但由于中子数的不同，质量数不同.答题时要充分注意，如D2O、T2O的摩尔质量与H2O的摩尔质量不同.例如：① 0.1 mol 8135Br原子中含中子数为3.5 NA（ ×）② 30 g甲醛分子中含共用电子对总数为4NA（√ ）③ 78 g Na2O2晶体中所有阴离子的电子数为18NA（√ ）④ 0.1 mol —NO2中所含的电子数为2.4NA（×）⑤ 22 g D3O+离子中所含的中子数为8NA（ ×）3.考查氧化还原反应中转移电子数计算某种特殊的物质参加或生成的氧化还原反应中电子转移的数目，要考虑不同的反应会有不一样的电子转移数目.如1 mol Cu与强氧化剂（如Cl2、HNO3、H2O2、NaClO、KMnO4、K2Cr2O7等）反应时转移2 mol电子，与弱氧化剂（如I2、S等）反应时转移1 mol 电子；1 mol Fe与强氧化剂（如Cl2、HNO3、H2O2、NaClO、KMnO4、K2Cr2O7等）反应时转移3 mol电子，与弱氧化剂（如I2、S、Cu2+、Fe3+等）反应时转移2 mol电子.1 mol Cl2与水或OH- 发生歧化反应时转移1 mol电子，只作强氧化剂时转移2 mol电子；1 mol Na2O2与水或CO2发生歧化反应时转移1 mol电子，只作强氧化剂时转移2 mol电子.例如：① 5.6 g铁与足量的盐酸反应转移的电子数为0.3NA （ ×）② 32 g铜与足量的硫粉充分反应时，铜失去的电子数为NA（ ×）③ 1 mol OH- 放电被氧化时失去NA个电子（√ ）④ 7.1 g Cl2与足量的氢氧化钠溶液反应转移的电子数目为0.2NA（ ×）⑤ 7.8 g Na2O2投入到足量的水中，转移的电子数目为0.1NA（√ ）4.考查可逆反应要注意所回答的问题中是否涉及到可逆过程或是否存在化学平衡，如果涉及到可逆过程或存在化学平衡，则注意不能按纯净物或不可逆反应考虑问题.若溶质为弱电解质，在溶液中就存在弱电解质的电离平衡，使得弱电解质的分子数减小；若溶质为能够水解的盐，就存在弱离子的水解，使得弱离子数减小；若某反应为可逆反应，就不能按照完全反应进行分析.例如：① 1 L 0.1 mol/L FeCl3溶液含有0.1NA个Fe3+离子（ ×）② 1.0 L 1.0 mol/L 醋酸溶液中含有CH3COOH分子为NA（ ×）③ 1.0 L 1.0 mol/L 氨水中含有OH- 数目为NA（ ×）④ 1 mol氯气与水反应转移电子数目为NA（ ×）⑤ 0.2 mol SO2和0.1 mol O2在一定条件下反应生成SO3电子数目为0.2NA（×）5.考查物质中的化学键的数目此类题涉及物质的晶体结构，必须熟悉物质的结构，不能只看表面现象，而要抓住晶体结构的本质，最好先画出物质晶体的空间结构，再分析解答.特别注意SiO2、Si、P4、CnH2n+2等的化学键数目.如1 mol P4分子中含6 mol P-P键，不是4 mol；1 mol SiO2晶体中含4 mol Si-O键；1 mol晶体硅中含2 mol Si-Si键等.例如：① 31g白磷中含P-P键数为6NA（ ×）② 1 mol C10H22分子中共价键总数为31NA（√ ）③ 60 g SiO2晶体中所含Si-O键数为2NA（ ×）④ 60 g乙酸分子中含σ键总数为7NA（√ ）⑤ 12 g 金刚石中所含C-C键数为4NA（ ×）二、2012年高考有关阿伏加德罗常数试题赏析例1 （2012年高考新课标全国卷，第9题）用NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述中不正确的是A.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NAB.28 g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NAC.常温常压下，92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NAD.常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA解析本题考查阿伏加德罗常数，意在考查考生对物质组成的理解及化学计算能力.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体的物质的量为1 mol，其中含有2 mol氧原子，A叙述正确；乙烯和环丁烷的最简式均为CH2，故28 g乙烯和环丁烷的混合气体中n（CH2）为2 mol，故应含碳原子2 mol，B叙述正确；NO2和N2O4的最简式均为NO2，故92 g的NO2和N2O4混合气体中n（NO2）=2 mol，故其混合气体中原子总物质的量为6 mol，C叙述正确；常温常压下22.4 L氯气物质的量不是1 mol，故转移的电子不是2 mol，D叙述错误.答案：D例2 （2012年高考四川理综卷，第7题）设NA为阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是A.标准状况下，33.6 L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NAB.常温常压下，7.0 g乙烯和丙烯的混合物中含有氢原子的数目为NAC.50 mL 18.4 mol/L浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分子的数目为0.46NAD.某密闭容器中盛有0.1 mol N2和0.3 mol NH3，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA解析本题考查阿伏加德罗常数，意在考查考生对阿伏加德罗常数的理解.氟化氢在标准状况下为液态，不能通过其体积计算物质的量，A叙述错误；乙烯和丙烯的最简式均为CH2，7.0 g乙烯和丙烯的混合物中n（CH2）为0.5 mol，所含氢原子物质的量为1 mol，B叙述正确；铜与浓硫酸反应时，随着反应的进行，硫酸不断变稀，反应停止，硫酸未完全反应，C叙述错误；N2与H2反应属于可逆反应，0.1 mol N2未反应完全，转移电子数小于0.6NA，D叙述错误.答案：B例3 （2012年高考广东理综卷，第11题）设NA为阿伏加德罗常数的数值.下列说法正确的是A.常温下，4 g CH4含有NA个C—H共价键B.1 mol Fe与足量的稀硝酸反应，转移2NA个电子C.1 L 0.1 mol/L NaHCO3溶液中含有0.1NA个HCO-3D.常温常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子解析本题以阿伏加德罗常数为载体，考查考生对基本概念、基本化学事实的掌握程度.4 g CH4为0.25 mol，1 mol甲烷含4 mol C—H键，A说法正确；当硝酸足量时会生成Fe3+，应转移3 mol电子，B说法错误；HCO-3在水溶液中存在水解和电离平衡，故HCO-3 物质的量要小于起始物质的量，C说法错误；常温常压下，22.4 L气体不是1 mol，D说法错误.答案：A例4 （2012年高考江苏化学卷，第8题）设NA表示阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是A.标准状况下，0. 1 mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NAB.常温常压下，18 g H2O 中含有的原子总数为3NAC.标准状况下，11.2 L CH3CH2OH 中含有的分子数目为0.5NAD.常温常压下，2.24 L CO 和CO2 混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA解析本题考查阿伏加德罗常数的知识，意在考查考生对反应中电子转移数目、标准状况下物质的量状态及物质的量有关计算的掌握情况.氯气与水的反应是一个可逆反应，0.1 mol Cl2与水反应转移的电子数小于0.1NA，A说法错误；18 g H2O即为1 mol，共含有3 mol原子，B 说法正确；标准状况下，乙醇不是气体，C说法错误；常温常压下，2.24 L气体不是0.1 mol，D说法错误.答案：B以上是阿伏加德罗常数考查命题时的一些常见角度，解题时特别注意选项所给的条件，紧扣基本概念、基本理论和有关规律，仔细审题，剖析陷阱，准确理解，灵活解答.。