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第2课时 关键能力——阿伏加德罗常数的判断
阿伏加德罗常数问题是高考常考题型之一,此类试题以阿伏加德罗常数为核心,以中学所学过的一些重要物质为载体,将微观粒子(原子、分子、离子等)数目与物质的量、摩尔质量、气体的体积(标准状况)、物质的量浓度等联系起来,侧重考查考生运用所掌握的知识进行必要的分析、推理和计算、解决具体问题的能力。计算N(微粒数)的基本思路如下图:
考向1 围绕“Vm=22.4 L·mol-1” 的使用条件进行判断
此考向设置错误的两种常见方式:一是给出标准状况这一条件,但提供物质呈液态或固态;二是提供物质是气体,但处于常温常压下或不提供气体所处的状况(温度和压强)。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( )
A.(2018·全国卷Ⅱ)标准状况下,11.2 L 甲烷和乙烯气体混合物中含氢原子数目为2NA
B.(2018·全国卷Ⅱ)常温常压下,124 g P4 中所含 P-P 键数目为4NA
C.(2017·全国卷Ⅱ)标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.(2017·全国卷Ⅲ)2.24 L(标准状况)苯(C6H6)在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子[来源:学#科#网]
试一试,你能行!________
A [1个CH4或C2H4分子均含有4个氢原子,标准状况下11.2 L 甲烷和乙烯(C2H4)混合物的总物质的量为0.5 mol,则含氢原子数目为 2NA,A项正确;1个P4分子(白磷,分子结构为)含有6个P—P键,124 g P4的物质的量为1 mol,则所含P—P 键数目为6NA,B项错误;标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体的总物质的量为0.1 mol,则含有的分子数为0.1NA,C项错误;标准状况下苯为液体,2.24 L苯的物质的量大于0.1 mol,则在O2中完全燃烧,得到CO2分子大于0.6NA个,D项错误。]
[决胜策略] 两看“物质与状态”,跳出“Vm=22.4 L·mol-1” 的使用陷阱
[强化] 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( )
A.常温常压下,11.2 L NH3中含有的氢原子数为1.5NA
B.常温常压下,16 g O2和O3的混合气体中所含氧原子数为NA
C.标准状况下,22.4 L水含有的分子数为NA
D.2.24 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
B [常温常压下,Vm不等于22.4 L·mol-1,则11.2 L NH3的物质的量不是0.5 mol,故含有的氢原子数不是1.5NA,A项错误;16 g O2和O3的混合气体所含氧原子的物质的量为16 g/(16 g·mol-1)=1 mol,则所含氧原子数为NA,B项正确;标准状况下水是非气体,22.4 L H2O的物质的量远大于1 mol,则含有的分子数远大于NA,C项错误;题目未指明2.24 L CO和CO2混合气体所处的状况(温度和压强),无法根据其体积计算物质的量,D项错误。]
考向2 围绕“物质的组成与结构”进行判断
此考向涉及试题中常考内容:①物质中所含的微粒数目,如原子数、分子数、离子数、质子数、中子数、电子数等,考查核素及质量数、质子数和中子数之间关系的题目较多;②物质中存在化学键的数目,主要是共价键。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中不正确的是( )
A.(2019·全国卷Ⅱ)48 g 正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
B.(2018·全国卷Ⅰ)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.(2018·全国卷Ⅰ)92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.(2017·全国卷Ⅲ)0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子
试一试,你能行!________
C [正丁烷和异丁烷互为同分异构体,1个正丁烷分子和1个异丁烷分子均含有13个共价键,则混合物中含有共价键的物质的量为×13+×13=13 mol,故混合物中共价键数目为13NA,A项正确;标准状况下22.4 L氩气为1 mol, 1个氩气分子含有18个质子,则含有的质子数为 18NA,B项正确;甘油的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH,92.0 g甘油的物质的量为1 mol ,则含有羟基数为3.0NA,C项错误;1个11B原子中含有中子数为11-5=6个,故0.1 mol的11B中,含有中子数为0.6NA,D项正确。]
[决胜策略] 熟记“组成与结构”,跳出物质与结构陷阱
(1)熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、质子、中子、电子)的数目,常考的物质有:①单原子分子,如稀有气体(如He、Ne、Ar等);②双原子分子,如Cl2、N2、O2、H2、Br2、I2等;③多原子分子,如D2O、O3、P