内容正文:
选择题突破 阿伏加德罗常数的判断
课前学习任务
核心归纳
1.常见阿伏加德罗常数的考查内容
考查方向
注意问题
气体摩尔体积的适用条件
若题中出现物质的体积,先考虑是否为气体,如果是气体需再考虑条件是否为标准状况(0 ℃,1.01×105 Pa)
物质的聚集状态
在标准状况下是液体或固体的常见物质,有CCl4、H2O、SO3、己烷、苯、酒精、CHCl3等
物质的微观结构
①注意某些物质分子中的原子个数,如Ne、O3、P4等;②注意特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数,如D2O、T2O、、H37Cl等;③注意一些物质中的化学键数目,如SiO2、Si、CH4、P4、CO2、C60、烃分子中的碳碳键数等;④注意一些物质中的离子数目,如Na2O2、NaHSO4等;⑤注意π键个数的分析
电解质的电离与水解
弱电解质的电离及某些离子的水解,如1 mol CH3COOH或1 mol FeCl3溶于水时,溶液中CH3COO-或Fe3+的物质的量均小于1 mol
氧化还原反应中的电子转移
注意氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物的判断,如Na2O2、NO2与H2O反应,电解AgNO3溶液,Fe、Cu与S反应,Cl2与H2O、NaOH反应,Fe与稀硝酸反应等
分散系中的微粒数目
FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体,因为胶体微粒是集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3+的数目
隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底。如2NO2⥫⥬N2O4,Cl2+H2O⥫⥬HClO+HCl,合成氨反应等
2.混合物中微粒数目的计算技巧——求同存异
举例
判断
正误
注意事项
①28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA
√
a.注意整体和部分的关系;
b.不同物质找相同,如:①②③的相同部分为最简式,分别为“CH2”“NO2”“O”;④中前者的相对分子质量为后者的2倍,铜原子数也为后者的2倍;⑤每摩尔物质中都含两摩尔“O”;⑥虽然都是水,但二者的相对分子质量不同,每个分子中所含中子数也不相同
②常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
√
③16 g O2和O3的混合气体中含有的O原子数为NA
√
④8.0 g Cu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA
√
⑤1 mol CO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA
√
⑥18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA
×
课堂学习任务
真题训练
1.(2024·广东卷,10)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.26 g H—C≡C—H中含有σ键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含的数目为NA
C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA
D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA
2.(2024·贵州卷,6)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4+2KClO3+H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
O中含有的中子数为1.2NA
B.每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
C.0.1 mol·L-1H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
3.(2024·黑、吉、辽卷,4)硫及其化合物部分转化关系如图。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,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1Na2SO3溶液中数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
4.(2024·安徽卷,6)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)==1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
考向预测
考向1 “拼盘”式考查阿伏加德罗常数的判断
1.(2024·广东省梅州市一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.常温下,0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中,所含CH3COO-总数为0.1NA
B.78 g苯分子中含有碳碳双键的数目为3NA
C.1 mol I2(g)和2 mol H2(g)反应后体系中分子数目等于3NA
D.1 L 1 mol·L-1 Fe(SCN)3溶液中含有Fe3+数目为NA
2.(2024·安徽省黄山市一模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.标准状况下4.48 L HCl气体中含有0.2 mol H+
B.44 g C2H4O中含有σ键数目最多为7NA
C.189 g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的肽键数目为2NA
D.1 L 1 mol·L-1溴化铵水溶液中与H+数目之和大于NA
考向2 以具体反应为载体考查阿伏加德罗常数的判断
3.(2024·江西省鹰潭市一模)过量浓NaOH溶液和白磷加热煮沸可发生反应:P4+3NaOH+3H2O===3NaH2PO2+PH3↑。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol P4含6NA个σ键
B.NaH2PO2为酸式盐
C.PH3分子之间可形成氢键
D.生成1 mol PH3时,该反应中转移的电子数为6NA
4.(2024·辽宁省鞍山市二模)25 ℃时,利用8N2O+4CS2===S8+4CO2+8N2(反应Ⅰ)获得1 mol S8(),同时将生成的CO2溶于水形成pH=5.6的溶液Ⅱ,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ中转移电子的数目为16NA
B.反应Ⅰ中形成S—S键的数目为7NA
C.反应Ⅰ产物中π电子的数目为8NA
D.溶液Ⅱ中含H+的数目为10-5.6NA
课后学习任务
1.[2023·广东湛江二模] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.50 ℃,1 L pH=12的NaOH溶液中含有H+的数目为10-12NA
B.1 L 0.1 mol·L-1的HCl溶液中含HCl分子的数目为0.1NA
C.0.1 mol O2和0.2 mol NO于密闭容器中充分反应后,分子总数为0.2NA
D.浓度均为0.1 mol·L-1的K2SO4溶液和Na2SO4溶液中,S数目均为0.1NA
2.设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.5.85 g NaCl晶体中含有0.1NA个NaCl分子
B.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
C.11 g由3H和16O构成的超重水分子中,中子数和电子数之和为10NA
D.标准状况下,2.24 L Cl2与足量的铁反应,转移电子数为0.2NA
3.[2023·广东实验中学模拟] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.硝酸与铜反应得到NO2、N2O4共23 g,则铜失去的电子数为0.5NA
B.高温高压下,28 g N2与4 mol H2充分反应生成的NH3为2NA
C.将标准状况下2.24 L SO2通入水中完全溶解,溶液中H2SO3分子数为0.1NA
D.标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移电子数为0.5NA
4.设NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.6.4 g CH4O中含有的碳氢键数目为0.8NA
B.过氧化钠与水反应时,每生成0.1 mol O2,转移的电子数是0.2NA
C.标准状况下,2.24 L HCl气体中含有的H+数目为0.1NA
D.1 mol硅晶体中含有的共价键数目为4NA
5.[2023·广东江门一模] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.标准状况下,22.4 L乙炔分子中σ键数为2NA、π键数为2NA
B.0.1 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中,S的个数为0.2NA
C.常温常压下,7.8 g Na2O2中含有共价键的数目为0.1NA
D.18 g重水(D2O)分子中含有的质子数为10NA
6.[2023·广东广州二模] 铜可以溶解在氨水和过氧化氢的混合溶液中,反应的离子方程式为Cu+H2O2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法不正确的是 ( )
A.1 mol基态铜原子的最外层电子数为NA
B.每生成18 g H2O转移的电子数为0.5NA
C.标准状况下,22.4 L NH3溶于水,所得溶液中NH3·H2O分子数小于NA
D.100 mL 1 mol·L-1的过氧化氢溶液中含有的氧原子数为0.2NA
7.[2023·辽宁协作校二模] 设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法正确的是 ( )
A.18 g重水(D2O)分子中含有的质子数为10NA
B.常温下,1 L pH=3的NaHSO4溶液中,发生电离的水分子数目为1×10-11NA
C.14.2 g含σ键的数目为0.4NA
D.向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有1 mol Fe2+被氧化时,共转移电子的数目为NA
8.[2023·广东广州二模] 设阿伏伽德罗常数的值为NA,下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2与水反应,生成0.1 mol O2转移的电子数为0.1NA
B.32 g S8(分子结构:)中的共价键数目为NA
C.1 L 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液中含有H+的数目为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L甲烷和乙烯混合物中含有的氢原子数为8NA
9.设NA为阿伏伽德罗常数的值,一种提纯白磷的原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A.常温常压下,31 g白磷所含共价键数目为NA
B.Ⅰ中生成1 mol Cu3P时,转移电子的数目为3NA
C.生成0.1 mol白磷的同时生成CO分子的数目为NA
D.1 L 0.01 mol·L-1 Ca(OH)2溶液中含有氧原子数目为0.02NA
答案与解析
课堂学习任务
真题训练
1.A 26 g C2H2的物质的量为1 mol,1个C2H2分子中含有3个σ键,故26 g C2H2中含有σ键的数目为3NA,A正确;在水溶液中发生水解 NH4NO3溶液中含的数目小于NA,B错误;CO和H2均为双原子分子,1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;Na与H2O反应生成11.2 L H2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法得出转移电子数目,D错误。
2.D O分子中H原子无中子,18O原子的中子数为10,则O中含有的中子数为NA,A错误;由反应方程式可知,每生成2 mol ClO2转移电子2 mol,则每生成67.5 g ClO2,即1 mol ClO2,转移电子数为NA,B错误;未给出草酸溶液的体积且草酸为弱酸,不能完全电离,无法计算氢离子的物质的量,C错误;1个二氧化碳分子中含有2个σ键和2个π键,则标准状况下22.4 L CO2,即1 mol CO2中含σ键数目为2.0NA,D正确。
3.D 二氧化硫在标准状况下为气体,11.2 L 二氧化硫为0.5 mol,其原子总数为,A错误;亚硫酸根离子在溶液中会水解,故亚硫酸根离子数目小于0.01NA,B错误;反应①为2H2S+SO2===3S+2H2O,则3.4 g(0.1 mol)硫化氢反应生成的硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②为3S+6OH-===2S2-++3H2O,每3 mol S发生反应转移4 mol电子,其中2 mol S被还原,则每生成1 mol还原产物S2-,转移2 mol电子,D正确。
4.A 中N为+3价,X、Y均为氮氧化物,由题图可知经三步还原转化为N2,则X为NO,Y为N2O,标准状况下2.24 L NO和N2O混合气体的物质的量为0.1 mol,故氧原子数为0.1NA,A项正确;由HNO2的电离常数知,HNO2为弱酸,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中,由于发生水解,故数小于0.1NA,B项错误;NH2OH转化为时,N由-1价升高为+3价,3.3 g NH2OH的物质的量为0.1 mol,完全转化为时,转移的电子数为,C项错误;1个N2分子中含有10个价电子,2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,含有的价电子数为NA,D项错误。
考向预测
1.C 溶液体积未知,不能确定离子数目,故A错误;苯分子中不存在碳碳双键,故B错误;C.I2(g)与H2(g)反应前后气体分子数不变,则1 mol I2(g)和2 mol H2(g)反应后体系中分子数目为3NA,故C正确;Fe(SCN)3溶液中铁元素主要以Fe(SCN)3分子形式存在,Fe3+数目小于NA,故D错误。
2.A 氯化氢是共价化合物,气态分子中不含有氢离子,故A错误;分子式为C2H4O的有机物可能为乙醛或环氧乙烷,乙醛分子中σ键数目为6个,环氧乙烷分子中σ键数目为7个,则44 g C2H4O分子中含有σ键数目最多为 ×7×NA mol-1=7NA,故B正确;一定条件下三分子氨基酸发生脱水缩合反应生成含有2个肽键的三肽和水,则189 g三肽C6H11N3O4中的肽键数目为 ×2×NA mol-1=2NA,故C正确;1 L 1 mol·L-1溴化铵溶液中溴离子的物质的量为1 mol,由电荷守恒关系+n(H+)=n(Br-)+n(OH-)可知,溴化铵溶液中铵根离子和氢离子数目之和大于1 mol×NA mol-1=NA,故D正确。
3.A P4为正四面体结构,1个P4分子中含6个σ键,则1 mol P4含6NA个σ键,故A正确;NaH2PO2不能与过量的NaOH反应,应为正盐,故B错误;PH3分子之间不能形成氢键,故C错误;生成1 mol PH3时,该反应中转移的电子数为3NA,故D错误。
4.A 反应过程中N元素由+1价下降到0价,S元素由-2价上升到0价,生成1 mol S8时转移电子的数目为16NA,A正确;由S8的结构可知,生成1 mol S8时,形成S—S键的数目为8NA,B错误;CO2中含有2个π键,N2中含有2个π键,获得1 mol S8时生成4 mol CO2和8 mol N2,含有(4×2+8×2) mol=24 mol π键,π电子的数目为48NA,C错误;溶液的体积未知,无法计算溶液Ⅱ中含H+的数目,D错误。
课后学习任务
1.A [解析] 1 L pH=12的NaOH溶液中c(H+)=10-12 mol·L-1,H+的数目为1 L×10-12 mol·L-1×NA mol-1=10-12NA,A正确;HCl溶液中HCl完全电离,没有HCl分子,B错误;NO和O2发生反应:2NO+O22NO2,
0.1 mol O2和0.2 mol NO于密闭容器中充分反应后,生成0.2 mol NO2,但NO2中存在2NO2N2O4,因此充分反应后,分子物质的量小于0.2 mol,C错误;未说明溶液的体积,无法计算S数目,D错误。
2.D [解析] 氯化钠晶体是由Na+和Cl-构成的离子化合物,不存在氯化钠分子,A错误;FeCl3水解是可逆反应,氢氧化铁胶粒是Fe(OH)3的集合体,则16.25 g氯化铁水解形成的氢氧化铁胶粒的个数小于 ×NA mo=0.1NA,B错误;由3H和16O构成的1个超重水分子中含有的中子数为12、电子数为10,则11 g由3H和16O构成的超重水分子中,中子数和电子数之和为 ×12×NA mo+ ×10×NA mol-1=11NA,C错误;铁在氯气中燃烧生成氯化铁,则标准状况下,2.24 L氯气与足量的铁反应,转移电子数为×2×NA mo=0.2NA,D正确。
3.A [解析] NO2、N2O4的最简式为“NO2”,N元素的化合价为+4价,23 g “NO2”的物质的量为 =0.5 mol,则转移电子数为0.5NA,故A正确;合成氨的反应为可逆反应,不能反应彻底,则生成的NH3小于2NA,故B错误;SO2微溶于水,与水反应生成亚硫酸的过程属于可逆反应,且H2SO3会电离,所以将标准状况下2.24 L SO2通入水中完全溶解,溶液中H2SO3分子数小于0.1NA,故C错误;n(CO2)===0.25 mol,CO2与Na2O2反应中,Na2O2既是氧化剂也是还原剂,故0.25 mol CO2与足量Na2O2反应,转移0.25 mol电子,故D错误。
4.B [解析] 1个CH4O分子中含有3个碳氢键,6.4 g CH4O的物质的量为6.4 g÷32 g·mol-1=0.2 mol,则含有的碳氢键数目为0.6NA,A错误;,由过氧化钠与水反应的电子转移情况可知,生成0.1 mol O2,转移的电子数是0.2NA,B正确;HCl气体是由HCl分子构成的,不存在H+,C错误;硅晶体中1个硅原子与4个硅原子形成共价键,每个共价键为2个硅原子共用,则1 mol硅晶体中含有的共价键数目为2NA,D错误。
5.C [解析] 乙炔的结构式为H—C≡C—H,一个分子中含有3个σ键、2个π键,故标准状况下,22.4 L乙炔分子中σ键数为3NA、π键数为2NA,A错误;溶液体积未知,无法得知S的个数,B错误;7.8 g Na2O2为0.1 mol,含有共价键的数目为0.1NA,C正确;D2O相对分子质量为20,1个分子中质子数为10,故18 g重水(D2O)分子中含有的质子数为9NA,D错误。
6.D [解析] 基态铜原子最外层有1个电子,1 mol基态铜原子的最外层电子数为NA,A正确;反应Cu+H2O2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O中O元素由-1价下降到-2价,18 g H2O的物质的量为1 mol,当生成1 mol H2O时消耗0.25 mol H2O2,转移0.5 mol电子,B正确;标准状况下,22.4 L NH3的物质的量为1 mol,NH3溶于水后部分NH3和水反应生成NH3·H2O,且NH3·H2O会电离,所得溶液中NH3·H2O分子数小于NA,C正确;100 mL 1 mol·L-1的过氧化氢溶液中H2O2的物质的量为0.1 mol,但溶液中水分子也含有O原子,则含有的氧原子数大于0.2NA,D错误。
7.B [解析] 1个重水(D2O)分子中含有的质子数为2+8=10,18 g重水分子为0.9 mol,含有的质子数为9NA,A错误;常温下,1 L pH=3的NaHSO4溶液中,c(H+)=1×10-3 mol·L-1,水电离出的OH-浓度c(OH-)= mol·L-1=1×10-11 mol·L-1,则发生电离的水分子数目为1×10-11NA,B正确;该物质的分子式为P4O10,1个磷氧双键中含有1个σ键,由结构式可知,1个P4O10中共含有16个σ键,14.2 g P4O10的物质的量为=0.05 mol,含有σ键的数目为0.8NA,C错误;还原性:I->Fe2+,向FeI2溶液中通入适量Cl2,I-先被氧化,当有1 mol Fe2+被氧化时,说明I-已经完全转化为I2,转移电子数目大于NA,D错误。
8.B [解析] Na2O2与水反应生成0.1 mol O2转移0.2NA个电子,故A错误;1 mol S8中有8NA个共价键,32 g S8的物质的量为 mol,故共价键数为NA,故B正确;H2C2O4为二元弱酸,1 L 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中H+的数目小于0.2NA,故C错误;标准状况下甲烷和乙烯均为气体,且每个分子中均有4个氢原子,22.4 L即1 mol甲烷和乙烯的混合物共含有4NA个氢原子,故D错误。
9.C [解析] 白磷的分子结构为,1个P4分子含有6个共价键,31 g白磷分子为0.25 mol,则含有共价键数目为1.5NA,A错误;Ⅰ中CuSO4与P4反应生成Cu3P和H3PO4,CuSO4是氧化剂,P4既是氧化剂又是还原剂,根据得失电子守恒,生成1 mol Cu3P时,转移电子的数目为6NA,B错误;Ca3(PO4)2→P4,生成0.1 mol白磷转移2 mol电子,C→CO,据得失电子守恒推知,同时生成1 mol CO,C正确;1 L 0.01 mol·L-1 Ca(OH)2溶液中含溶质Ca(OH)2的物质的量为0.01 mol,水分子中还含有氧原子,故含有氧原子数目大于0.02NA,D错误。
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