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阿伏加德罗常数的综合考查
(2021·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA
B.3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
C.32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA
D.1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数为0.1NA
[解题思路分析] A项考查物质中所含指定微粒数目的判断。解题明确两点:①1个D2O分子中所含质子数为10,②M(D2O)=20 g·mol-1,可算出18 g D2O中所含质子数为9NA。B项考查反应中电子转移数目的判断,解题关键是正确分析出化学反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中转移电子为2 mol,则3 mol NO2完全反应转移电子数为2NA。C项考查分子结构及共价键数目判断。解题核心是正确判断出一个S8分子中含有的S—S键数为8个,则计算N(S—S)=×8×NA=NA。D项考查溶液中所含微粒数目的判断。解题核心是发现酸性K2Cr2O7溶液隐含的可逆反应:Cr2O+H2O2CrO+2H+进而分析可知Cr2O离子数应小于0.1NA。
[答案] C
1.记“组成”,突破物质与结构陷阱
(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
(2)记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
(3)记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
(4)记物质中所含化学键的数目,如巧用成键电子数突破共用电子对数的判断。
①1 mol白磷(P4)中含磷磷单键的数目为6NA,1 mol硅中含硅硅单键的数目为2NA,1 mol SiO2中含硅氧单键的数目为4NA,1 mol石墨中含碳碳单键的数目为1.5NA。
②1 mol CnH2n+2中含共价键数为(3n+1)NA[其中(2n+2)NA个极性键,(n-1)NA个非极性键],1 mol CnH2n中含共价键数为3nNA,1 mol CnH2n+2O中含共价键数为(3n+2)NA。
2.抓“两看”,突破气体与状况陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”,如CCl4、CHCl3、CH2Cl2、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯、NO2、N2O4等在标准状况下均不为气体。
若给出非标准状况下气体的物质的量或质量,则会干扰考生正确判断,让考生误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3.突破氧化还原反应中转移电子数目的陷阱
(1)同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。
如①Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只作氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既作氧化剂,又作还原剂;②Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂;③NO2和H2O的反应中,NO2既作氧化剂,又作还原剂。
(2)量不同,所表现的化合价不同。如Fe和HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。
(3)氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
(4)注意氧化还原反应的顺序。如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
4.正确分析“组成、体积”因素,突破电解质溶液中粒子数目陷阱
(1)是否有弱电解质电离和某些盐的水解。
(2)是否指明了溶液的体积。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4、HCl溶液c(H+)都等于0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的H2SO4溶液,c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
(4)不要忽略溶剂水中的氢、氧原子数目。
(5)是否注意了胶体的特征,如1 mol FeCl3完全水解生成Fe(OH)3胶体胶粒的数目小于NA。
5.理解反应原理,突破“隐含”的陷阱
(1)可逆反应不能进行到底,反应物不能全部转化为产物。常见的可逆反应:
①2NO2N2O4;
②Cl2+H2OHCl+HClO;
③NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-;
④2SO2+O22SO3;
⑤N2+3H22NH3;
⑥H2+I22HI;
⑦CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O。
(2)常温下,不能共存的气体间的反应。
①HCl+NH3===NH4Cl;
②2NO+O2===2NO2;
③2H2S+SO2===3S+2H2O。
(3)“隐含”浓度变化
①在MnO2与浓盐酸的反应中,随着反应的