第1章 第2讲 阿伏加德罗常数及应用（Word教参）-【优化指导】2025年高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（鲁科版）

第2讲　阿伏加德罗常数及应用 复习目标 1.熟悉阿伏加德罗常数问题的考查角度，明确从各种角度设置的常见陷阱，规避陷阱。 2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。 [对应学生用书P7] 1.NA问题中“Vm＝22.4 L/mol”的使用 (1)利用“Vm＝22.4 L/mol”进行计算时要明确的两个要点：①必须是气体，不能用于液体或固体的相关计算；②必须处于标准状况下，可以是单一气体或混合气体。 (2)标准状况下为非气体的常考物质，如水、苯、SO3、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HF、乙醇等。 2.NA问题中物质的组成和结构 (1)物质的结构 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、—OH(羟基)、OH－等。 (2)物质中的共价键 常考物质所含共价键的数目如下表： 物质及共价键 1 mol物质含共价键数目 CH4(C—H) 4NA P4(P—P) 6NA Si(Si—Si) 2NA SiO2(Si—O) 4NA 石墨(C—C) 1.5NA 金刚石(C—C) 2NA 3.NA问题中电子的转移 常考反应及转移电子数目如下表： 反应 物质 转移电子的数目 Na2O2＋CO2(或H2O) 1 mol Na2O2 NA 1 mol O2 2NA Cl2＋NaOH 1 mol Cl2 NA Cl2＋Fe 1 mol Cl2 2NA 1 mol Fe 3NA 4.NA问题中电解质溶液中微粒的变化 (1)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝3的H2SO3溶液中c(H＋)＝10－3 mol/L，与电解质组成无关。 (2)多元弱酸酸根离子发生水解，溶液中阴离子的数目增加；多元弱碱阳离子发生水解，溶液中阳离子数目增加。 (3)求溶液中所含H、O原子数时，不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。 (4)若题目给出电解质溶液的浓度，要重点关注是否有具体的体积。 5.NA问题中物质的特殊反应 (1)特殊反应——可逆反应 不能正向进行到底，反应物不能全部转化为产物。常考的可逆反应有2NO2N2O4、Cl2＋H2OHCl＋HClO、H2＋I2(g)2HI、N2＋3H22NH3、2SO2＋O22SO3、羧酸＋醇酯＋水等。 (2)特殊条件——浓度变化 ①加热时，足量MnO2与浓盐酸的反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀盐酸，反应停止； ②足量Cu与浓硫酸的反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，反应停止； ③足量Cu与浓硝酸反应，随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，得到NO2和NO的混合气体； ④足量Zn与浓硫酸反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，得到SO2和H2的混合气体。 考向1　NA与 “Vm＝22.4 L/mol”的使用条件 【例1】 (高考题组合)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.标准状况下，22.4 L HCl气体中H＋数目为NA(2022·辽宁卷) B.25 ℃、101 kPa下，28 L氢气中质子的数目为2.5NA(2022·全国甲卷) C.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA(2021·广东卷) D.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA(2021·湖南卷) [思路剖析] A项 HCl是共价化合物HCl气体不发生电离不含H＋ B项 “25 ℃、101 kPa”不是标准状况不能计算28 L H2的物质的量 C项 “11.2 L NO与11.2 L O2”，未指明温度和压强不能计算 D项 11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)n(CH4)＝0.5 mol，n(Cl2)＝1 mol；结合取代反应特点反应后分子总数 D　解析：标准状况下22.4 L HCl为1 mol，由于未发生电离，故不含H＋，A 错误；25 ℃，101 kPa下气体摩尔体积Vm＞22.4 L/mol，28 L H2小于1.25 mol，则含有质子的数目小于2.5NA，B错误；题目未指明11.2 L NO与11.2 L O2是否处于标准状况下，不能判断其物质的量，C错误；CH4与Cl2光照下发生取代反应，分子总数不变，11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)的总物质的量为1.5 mol，故充分反应后的分子数为1.5NA，D正确。 考向2　NA与物质的组成及结构 【例2】 (高考题组合)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA(2022·辽宁卷) B.18 g HO含有的中子数为10NA(2021·湖南卷) C.18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA(2021·全国甲卷) D.1 mol CHCl3含有C—Cl键的数目为3NA(2021·广东卷) D　解析：C2H4分子的结构式为，28 g C2H4为1 mol，则含有的σ键数目为5NA，A错误；由于M(HO)＝20 g/mol，18 g HO为0.9 mol，则含有的中子数为9NA，B错误；M(D2O)＝20 g/mol，18 g重水(D2O)为0.9 mol，则含有的质子数为9NA，C错误；1个 CHCl3分子含有3个C—Cl，则1 mol CHCl3含有C—Cl的数目为3NA，D正确。 考向3　NA与反应中电子的转移 【例3】 (高考题组合)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应，转移电子的数目为0.4NA(2022·浙江1月选考卷) B.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(2022·全国甲卷) C.3 mol 的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA(2021·全国甲卷) D.向100 mL 0.10 mol/L FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应，转移电子数目为0.01NA(2021·浙江1月选考卷) [思路剖析] A项 8.7 g MnO2为0.1 mol，MnO2→MnCl2中Mn元素的化合价：＋4价→＋2价转移电子数 B项 阴极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，阴极增重6.4 g生成0.1 mol Cu转移0.2 mol电子 C项 反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，N元素的化合价：＋4价→＋5价、＋2价转移2 mol电子 D项 反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，结合n(FeCl3)转移电子数目 D　解析：8.7 g MnO2物质的量为0.1 mol，与足量浓盐酸反应生成MnCl2，Mn元素的化合价由＋4价降低到＋2价，则转移电子的数目为0.2NA，A错误；电解熔融CuCl2，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极增重6.4 g，则析出0.1 mol Cu，外电路中通过电子的数目为0.20NA，B错误；NO2与H2O反应中，N元素发生“歧化”反应：＋4价→＋5价和＋2价，则3 mol NO2与H2O完全反应，转移的电子数为2NA，C错误；Fe元素：＋3价→＋2价，则0.01 mol FeCl3完全反应，转移电子数目为0.01NA，D正确。 考向4　NA与物质的特殊转化 【例4】 (高考题组合)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.0.20 mol苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NA(2022·全国甲卷) B.1 L 1 mol/L溴化铵水溶液中NH与H＋离子数之和大于NA(2021·河北卷) C.2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA(2021·湖南卷) D.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(2021·河北卷) C　解析：苯甲酸的结构简式为C6H5COOH，则0.20 mol苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NA，A正确；1 L 1 mol/L溴化铵水溶液中含1 mol NH4Br，据电荷守恒可得：n(NH)＋n(H＋)＝n(Br－)＋n(OH－)，由于n(Br－)＝1 L×1 mol/L＝1 mol，故NH与H＋离子数之和大于NA，B正确；2 mol NO与1 mol O2反应生成2 mol NO2，由于存在2NO2N2O4，故充分反应后的分子数小于2NA，C错误；I2(g)＋H2(g)2HI(g)是可逆反应，1 mol 碘蒸气和1 mol 氢气充分反应，生成碘化氢分子数小于2NA，D正确。 考向5　NA与电解质溶液中微粒变化 【例5】 (高考题组合)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.2.0 L 1.0 mol/L AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NA(2022·全国甲卷) B.0.1 mol/L HClO4溶液中含有的H＋数为0.1NA(2021·湖南卷) C.1 L pH＝4的0.1 mol/L K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数为0.1NA(2021·全国甲卷) D.在25℃时，1 L pH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH－数目为0.01NA(2022·浙江1月选考卷) D　解析：2.0 L 1.0 mol/L AlCl3溶液中含2.0 mol AlCl3，由于Al3＋发生水解，则Al3＋的数目小于2.0NA，A错误；题目未指明0.1 mol/L HClO4溶液的体积，无法计算n(HClO4)及含有H＋数目，B错误；1 L pH＝4的0.1 mol/L K2Cr2O7溶液中含有0.1 mol K2Cr2O7，由于存在Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋，则Cr2O离子数小于0.1NA，C错误；25 ℃时，1 L pH为12的Ba(OH)2溶液中c(OH－)为0.01 mol/L，n(OH－)＝0.01 mol/L×1 L＝0.01 mol，则OH－的数目为0.01NA，D正确。 (1)基于“价态变化”，跳出氧化还原反应中转移电子数目的陷阱 (2)基于“微粒变化”，跳出电解质溶液中微粒数目的陷阱 1.(2023·广东深圳调研)设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　) A.常温下，pH＝9的NaF溶液中，水电离出的H＋数为10－9NA B.1 mol N2与3 mol H2充分反应生成NH3的分子数为2NA C.56 g CO和N2的混合气体，所含的原子总数为4NA D.标准状况下，22.4 L CO2与足量的Na2O2充分反应，转移的电子数为2NA C　解析：溶液体积未知，无法确定溶液中微粒数目，A错误；N2与H2的反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，生成NH3的分子数小于2NA，B错误；CO和N2的摩尔质量均为28 g/mol，所以56 g混合物中含有2 mol分子，CO和N2均为双原子分子，含有4 mol原子，则原子总数为4NA，C正确；标准状况下，22.4 L CO2为1 mol，与足量的Na2O2充分反应生成0.5 mol O2，根据O元素的价态变化可知转移的电子数为NA，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.1.12 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 K2S溶液中含S2－数目为0.1NA C　解析：题中没有说是标准状况条件下，气体摩尔体积未知，无法计算π键个数，A错误；2.8 g N2的物质的量n＝＝ mol＝0.1 mol，生成1 mol N2转移的电子数为12NA，则生成0.1 mol N2转移的电子数为1.2NA，B错误；0.1 mol KNO3晶体含有的离子为K＋、NO，含有离子数目为0.2NA，C正确；因为S2－水解使溶液中S2－的数目小于0.1 NA，D错误。 [对应学生用书P10] 角度 阿伏加德罗常数及应用 (2023·浙江6月选考卷)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 A　解析：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＝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(NH)＋c(H＋)，中性溶液c(OH－)＝c(H＋)，则c(CH3COO－)＝c(NH)，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。 (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 NaHCO3溶液中，HCO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 D　解析：铵根离子中存在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＋＋HCO，HCO会发生水解和电离，则1 mol NaHCO3溶液中HCO数目小于NA，C错误；NaCl 和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl－，则混合物为1 mol，质子数为28NA，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$