内容正文:
第二单元
物质的量
高考题型专项突破 阿伏加德罗常数的综合考查
真题精研
01
题型突破
02
目录
CONTENTS
03
题型专练
04
专项作业
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真题精研
例 (2023·浙江6月选考)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
答案
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解题思路分析
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题型突破
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专项作业
[建议用时:40分钟]
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R
解题思路分析 1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷),4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol,则含有σ键数目最多为0.7NA,A正确;1.7 g H2O2的物质的量为eq \f(1.7 g,34 g/mol)=0.05 mol,则含有氧原子数为0.1NA,B不正确;向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒关系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NHeq \o\al(+,4))+c(H+),中性溶液c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NHeq \o\al(+,4)),再根据元素守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C不正确;标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H+、Cl-和HClO,所以溶液中氯离子数小于0.5NA,D不正确。
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eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(共用电子对数=\f(成键电子数,2)))。
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“含1 mol Na2CO3的溶液中含有COeq \o\al(2-,3)的数目小于NA”“1 mol FeCl3完全水解生成Fe(OH)3胶体胶粒的数目小于NA”“1.0 mol·L-1 NaCl溶液中Na+的数目无法计算”“1 L 1.0 mol·L-1蔗糖溶液中含有NA个分子(这个说法是错误的,没有考虑水分子)”。
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·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-。
④2SO2+O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3。
⑤N2+3H2eq \o(,\s\up17(高温、高压),\s\do15(催化剂))2NH3。
⑥H2+I2eq \o(,\s\up17(△))2HI。
⑦CH3COOH+C2H5OHeq \o(,\s\up17(浓硫酸),\s\do15(△))CH3COOC2H5+H2O。
(2)常温下,不能共存的气体间的反应。
如:①HCl+NH3===NH4Cl。
②2NO+O2===2NO2。
③2H2S+SO2===3S+2H2O。
(3)“隐含”浓度变化
如:①在MnO2与浓盐酸的反应中,随着反应的进行,浓盐酸逐渐变为稀盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
②在Cu与浓硫酸的反应中,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应。
③常温下,Fe、Al在浓硝酸、浓硫酸中钝化,反应不具有持续性。
1.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中COeq \o\al(2-,3)的数目为1.0NA
解析 标准状况下,SO3为固态,不能根据气体摩尔体积计算出2.24 L SO3的物质的量,B错误;pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为0.01 mol·L-1,则1.0 L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;在水溶液中COeq \o\al(2-,3)会发生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中COeq \o\al(2-,3)的数目小于1.0NA,D错误。
2.(2023·辽宁卷)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为:S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.11.2 L CO2含π键数目为NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
解析 气体所处状况未知,无法根据CO2的体积计算其物质的量,A错误;根据题给化学方程式知,S、KNO3为氧化剂,C为还原剂,生成1 mol N2转移12 mol e-,则每生成2.8 g N2 (0.1 mol)转移电子数为1.2NA,B错误;S2-在溶液中会水解,则其物质的量小于0.1 mol,D错误。
3.(2022·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA
B.2.0 L 1.0 mol·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA
C.0.20 mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA
D.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.10NA
4.(2022·辽宁高考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1.8 g 18O中含有的中子数为NA
B.28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA
C.标准状况下,22.4 L HCl气体中H+数目为NA
D.pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NA
解析 28 g C2H4分子中含有的σ键数目为5NA,B错误;HCl分子中不存在H+,故C错误;没有给出Na2CO3溶液的体积,无法计算pH=12的Na2CO3溶液中OH-的数目,故D错误。
5.(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Cr2Oeq \o\al(2-,7)离子数为0.1NA
6.(2021·河北高考)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA
B.1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA
C.电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总质量为73 g,则转移电子数为NA
D.1 L 1 mol·L-1溴化铵水溶液中NHeq \o\al(+,4)与H+离子数之和大于NA
选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.(2023·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是( )
A.1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
C.体积为1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HCOeq \o\al(-,3)数目为NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
解析 铵根中存在4个N—H共价键,1 mol NH4Cl含有的共价键数目为4NA,A错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B错误;NaHCO3===Na++HCOeq \o\al(-,3),HCOeq \o\al(-,3)会发生水解和电离,则含1 mol NaHCO3的溶液中HCOeq \o\al(-,3)数目小于NA,C错误。
2.(2023·郑州市高三一模)摩尔日(Mole Day)是一个流传于化学家之间的节日,通常在10月23日的上午6:02到下午6:02之间庆祝,被记为6:02 10/23,恰似阿伏加德罗常数。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol肼(N2H4)含有的孤电子对数为0.2NA
B.24 g NaHSO4固体中含有0.4NA个阳离子
C.电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总体积为44.8 L,则转移电子数为2NA
D.0.1 mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应,生成0.1NA个CH3COOCH2CH3分子
解析 24 g NaHSO4的物质的量为eq \f(24 g,120 g/mol)=0.2 mol,1 mol NaHSO4中含有1 mol Na+和1 mol HSOeq \o\al(-,4),故0.2 mol NaHSO4固体中含有0.2NA个阳离子,B错误;未指明气体所处状况,无法计算气体的物质的量,C错误;乙酸和乙醇的反应为可逆反应,故0.1 mol CH3COOH生成的CH3COOCH2CH3分子的个数小于0.1NA,D错误。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.常温常压下,78 g苯含有的碳碳双键数为3NA
B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C.7.8 g Na2O2与足量CO2完全反应转移电子数为0.1NA
D.1 L 0.2 mol·L-1 NH4NO3溶液中含氧原子数为0.6NA
4.(2023·湖南省衡阳市高三一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol熔融状态下的AlCl3中含有Al3+的数目为NA
B.标准状况下,11.2 L SO3的质量为40 g
C.1 mol·L-1 KCl溶液中,K+的数目为NA
D.常温常压下,18 g H2O中含有共价键的数目为2NA
解析 熔融状态下AlCl3中不含Al3+,A错误;标准状况下SO3为固体,B错误;未给出溶液体积,因此无法计算离子个数,C错误。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.高温下,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成H2的分子数目为0.3NA
B.室温下,1 L pH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-数目为10-1NA
C.a g C2H4和C3H6混合气体含有的原子数目为eq \f(3aNA,14)
D.反应5NH4NO3eq \o(=====,\s\up17(△))2HNO3+4N2↑+9H2O,生成22.4 L N2时,转移的电子数为3.75NA
解析 根据3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe3O4+4H2可知,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成H2的分子数目为0.2×eq \f(4,3)×NA=eq \f(4,15)NA,A错误;室温下,pH=13的NaOH溶液中水的电离受到抑制,由水电离出的c(OH-)=10-13 mol·L-1,1 L该溶液中由水电离的OH-数目为10-13NA,B错误;题中没有指明N2所处的条件,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,D错误。
6.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2 L 0.1 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含SiOeq \o\al(2-,3)的数目为0.2NA
B.反应3Si(NH)2eq \o(=====,\s\up17(100 ℃))Si3N4+N2↑+3H2↑,每生成1 mol N2,转移的电子数为6NA
C.8.8 g乙酸乙酯在稀硫酸的作用下充分水解,生成的乙醇的分子数为0.1NA
D.用C将6.0 g SiO2完全还原为单质Si,生成的CO2的分子数为0.1NA
解析 Na2SiO3为强碱弱酸盐,由于SiOeq \o\al(2-,3)水解,其数目小于0.2NA,A错误;乙酸乙酯在酸性条件下的水解反应为可逆反应,反应不能进行完全,8.8 g乙酸乙酯为0.1 mol,故生成的乙醇的分子数小于0.1NA,C错误;C与SiO2发生反应:SiO2+2Ceq \o(=====,\s\up17(高温))Si+2CO↑,生成的气体为CO,D错误。
7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol甲基中所含电子的数目为7NA
B.标准状况下,22.4 L C2H4和C3H6的混合物中含有的C===C数目一定为NA
C.常温下,1.0 L pH=7的CH3COONH4溶液中,水电离出的OH-数目为10-7NA
D.向100 mL 0.2 mol/L的醋酸溶液中加入醋酸钠固体至溶液恰好呈中性,溶液中醋酸分子数为0.02NA
8.设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol N2与4 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子数目为6NA
B.9.2 g 14CO2与N218O的混合物中所含中子数目为4.8NA
C.标准状况下,22.4 L己烷中所含共价键数目为19NA
D.100 mL 0.1 mol·L-1草酸溶液所含氢离子数目为0.02NA
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.常温下,5.4 g铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为0.3NA
B.12 g NaHSO4晶体中阴离子所带电荷数为0.2NA
C.0.1 mol FeI2与0.1 mol Cl2反应时转移电子的数目为0.3NA
D.常温常压下,2.8 g CO和C2H4的混合气体中含有的分子数目为0.1NA
解析 常温下,铝片遇浓硫酸钝化,A错误;12 g NaHSO4晶体中阴离子所带电荷数为0.1NA,B错误;0.1 mol FeI2与0.1 mol Cl2反应时转移电子的数目为0.2NA,C错误。
10.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.18 g葡萄糖中sp3杂化的原子数为1.1NA
B.0.5 mol SO2与SO3的混合物中硫的价层电子对数为1.5NA
C.1 mol K3[Fe(CN)6]中配位键的个数为6NA
D.20 g由H218O与D2O组成的混合物中所含的质子数为10NA
解析 1个葡萄糖分子中含有10个sp3杂化的原子,则0.1 mol葡萄糖中sp3杂化的原子数为NA,A错误。
11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
B.在1 L 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中,阴离子的总数大于0.1NA
C.1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA
D.标准状况下,2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA
12.(2023·成都市高三一诊)假设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法一定正确的是( )
A.25 ℃,1 L pH=14的Ba(OH)2溶液中含有OH-为NA个
B.含1 mol AlCl3的溶液中离子总数为4NA
C.32 g Cu与足量浓硝酸反应得到的气体分子总数为NA
D.标准状况下,每生成22.4 L O2转移电子数为4NA
解析 25 ℃,1 L pH=14的Ba(OH)2溶液中n(OH-)=1 mol,则其中含有OH-为NA个,A正确;溶液中还存在水电离出的氢离子和氢氧根离子,离子总数大于4NA,B错误;32 g Cu的物质的量是0.5 mol,其与足量浓硝酸发生反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,根据方程式中物质的转化关系可知0.5 mol Cu反应产生1 mol NO2气体,但一部分NO2会发生反应:2NO2N2O4,则反应得到的气体分子总数小于NA,C错误;由于不确定制取O2的方法,因此不能根据反应制取O2的物质的量确定反应过程中转移电子数目,D错误。
13.我国科学家实现了CO2到淀粉的全合成,其部分转化关系如下图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.22.4 L氨气中含NH3分子的数目为NA
B.1 mol H2O2、HCHO的混合物中含氢原子数为NA
C.过程①中每生成1 mol CH3OH转移的电子数目为6NA
D.将1 mol X与足量乙酸混合,在一定条件下发生取代反应,消耗乙酸分子的数目为2NA
解析 未指明气体所处状况,不能计算氨气的物质的量,A错误;每个H2O2、HCHO分子中均含有2个氢原子,故1 mol H2O2、HCHO的混合物中含氢原子数为2NA,B错误;酯化反应为可逆反应,消耗乙酸的物质的量小于2 mol,D错误。
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