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微专题(一) 守正出新的阿伏加德罗常数(NA)
阿伏加德罗常数(NA)是近几年高考中的经典题型;试题通过阿伏加德罗常数将化学基本概念、基本原理、物质结构、元素化合物知识与化学计量联系起来。近几年高考命题在坚守对这一经典题型持续考查之外,在命题形式、知识嫁接方面给予了创新改进,结合有机和结构进行考查已成为高考的新趋势。
一、守正——常规命题“三角度”
角度(一) 通过结构特点考查粒子数目
[例1] 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.常温下,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为6NA
B.等物质的量的甲基(—CH3)与氢氧根(OH-)所含电子数相等
C.14.4 g 28SiN4中含质子的数目为7NA
D.1.2 g NaHSO4和MgSO4的固体混合物含阳离子数目为0.01NA
[解析] CH3CH(OH)COOH和CH3COOH的最简式都是CH2O,45 g CH3CH(OH)COOH和CH3COOH的混合物中含有的原子数为×4×NA mol-1=6NA,故A正确;—CH3中含9个电子,OH-中含10个电子,故等物质的量的甲基和氢氧根所含电子数不相等,故B错误;14.4 g 28SiN4中含质子的数目为×70×NA mol-1=7NA,故C正确;NaHSO4、MgSO4的摩尔质量都是120 g·mol-1,1.2 g固体混合物含阳离子数目为0.01NA,故D正确。
[答案] B
[思维建模]
记“组成”,明“结构”
(1)熟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、O3、P4、H37Cl、—OH、OH- 等。
(2)明确特殊物质的结构,如Na2O2 是由Na+和O 构成的,而不是Na+和O2- ;NaCl为离子化合物,NaCl中没有分子等。
(3)记住最简式相同的物质,如NO2 和N2O4、乙烯和丙烯(质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等)等。
(4)明确物质中所含化学键的数目,如1 mol SiO2 中含Si—O的数目为4NA (设NA为阿伏加德罗常数的值),1个H2O2、1个CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1 。
(5)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4 等。
[对点训练]
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列有关说法中正确的是( )
A.36 g由35Cl 和37Cl组成的氯气中所含质子数一定为17NA
B.1 mol OD-和17 g —OH所含的质子数与中子数均为9NA
C.3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.1NA
D.CH4和C2H4混合气体2.24 L(标准状况)完全燃烧,则生成水分子数目为0.2NA
解析:选D 假设全是35Cl,则质子数是×17×NA mol-1,假设全是37Cl,则质子数是×17×NA mol-1,36 g由35Cl 和37Cl组成的氯气中所含质子数不一定为17NA,故A错误;1 mol OD-和17 g —OH(1 mol)所含的质子数均为9NA,但所含的中子数不相等,1 mol OD-含有9NA个中子,17 g —OH所含的中子数为8NA,B项错误;Na2O2的电子式为Na+[]2-Na+,含有1个共价键,3.9 g Na2O2的物质的量为=0.05 mol,故3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.05NA,故C错误;CH4和C2H4分子中氢原子数相等,2.24 L(标准状况)混合气体中氢原子为0.4 mol,完全燃烧,则生成水分子数目为0.2NA,D项正确。
2.(2021·湖北等级考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.23 g CH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NA
B.0.5 mol XeF4中氙的价层电子对数为3NA
C.1 mol [Cu(H2O)4]2+中配位键的个数为4NA
D.标准状况下,11.2 L CO和H2的混合气体中分子数为0.5NA
解析:选A C2H5OH中C和O均为sp3杂化,23 g乙醇为0.5 mol,sp3杂化的原子数为1.5NA,A错误。
角度(二) 结合氧化还原反应考查转移电子
[例2] 在化学元素史上,氟元素的发现是参与人数最多、工作最难的研究课题之一,从发现氢氟酸到制得单质氟,历时118年之久。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在标准状况下,22.4 L F2与足量水反应生成O2的分子数为0.25NA
B.1 mol氟蒸气和1 mol氢气充分反应,转移电子数小于2NA
C.在标准状况下,22.4 L HF所含的质子数为10NA
D.1 L 1 mol·L-1的氟化钠水溶液中F-与OH-离子数