内容正文:
2.阿伏加德罗常数的应用
选择题专攻
核心精讲
01
NA应用常设陷阱
常设陷阱 应用举例(判断正误)
1.溶液体积未知
溶液的体积未知,溶质的物质的量无法计算,所以微粒数也无法计算 (1)在pH=13的NaOH溶液中,OH-的数目为0.1×6.02×1023( )
(2)0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA( )
(3)0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA( )
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常设陷阱 应用举例(判断正误)
2.标准状况下与非标准状况下的陷阱
气体若在非标准状况下,气体摩尔体积不能用22.4 L·mol-1计算;标准状况下为非气体的物质:SO3、CH3OH、HF等 (1)常温常压下,22.4 L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA( )
(2)标准状况下,22.4 L苯中含有6NA个碳原子( )
3.不能完全反应的陷阱
可逆反应进行不到底;一定量的浓盐酸(浓硫酸)与足量的MnO2(金属铜)不能反应完全 (1)密闭容器中1 mol N2与3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3( )
(2)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
( )
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常设陷阱 应用举例(判断正误)
4.弱电解质的电离、盐类水解
弱电解质仅部分电离;注意盐类水解引起的粒子数目变化 (1)1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA( )
(2)1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,
的数目为0.1NA( )
5.存在自由基连锁反应
氯气与CH4反应同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种氯代物 1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA( )
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1.求粒子数
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA( )
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的阴离子数为2NA( )
(3)1 mol—OH中含有的电子数为10NA( )
(4)18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA( )
(5)28 g 乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA( )
(6)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA( )
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA( )
对点训练
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√
特别提醒 ①因同位素而造成的摩尔质量不同的物质(如H2O、D2O组成的物质)需分别计算。
②对最简式相同的混合物,按最简式来计算(如乙烯、丙烯和环丁烷,它们的最简式都是CH2)。
③最简式不同的物质要分别计算。
2.求化学键数目或电子对数目
(1)1 mol苯中含有的碳碳双键数为3NA( )
(2)1 mol白磷中含有的P—P的数目为4NA( )
(3)1 mol金刚石(或晶体硅)中含有C—C(或Si—Si)的数目为4NA( )
(4)0.1 mol 肼(N2H4)含有的孤电子对数为0.2NA( )
(5)34 g呋喃( )中含有的极性键数目为3NA( )
(6)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ键的数目为12NA( )
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√
√
特别提醒 ①苯环中不含碳碳双键。
②1 mol白磷(P4)中含有6NA P—P。
③1 mol金刚石(晶体硅)中含有2NA C—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NA S—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NA Si—O。
⑥单键为σ键,双键中有一个σ键、一个π键,三键中有两个σ键、一个π键。如在H—C≡N中含有2个σ键,2个π键,1个孤电子对。
3.NA在电子转移数目中的应用
(1)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA( )
(2)1 mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA( )
(3)标准状况下,6.72 L NO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA( )
(4)反应KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2转移电子的总数为2NA( )
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特别提醒 ①注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1 mol氧气转移2 mol电子。
②铁与单质硫、单质碘、非氧化性酸反应,1 mol铁参与反应转移2 mol电子。
③1 mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3 mol电子。
真题演练
02
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1.(2023·全国甲卷,10)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 的数目为1.0NA
√
异丁烷的结构简式为 ,1 mol异丁烷分子中含有13NA个
共价键,所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;
标准状况下SO3为固态,不能计算出2.24 L SO3的物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;
pH=2的H2SO4溶液中氢离子的浓度为0.01 mol·L-1,C错误;
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2.(2023·广东,11)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, 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
√
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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;
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。
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3.(2023·浙江6月选考,7)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-1 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
√
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;
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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。
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4.(2023·辽宁,5)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-1K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
√
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题中没有说是标况条件下,气体摩尔体积未知,无法计算π键个数,A项错误;
2.8 g N2的物质的量为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项错误;
因为S2-水解使溶液中S2-的数目小于0.1NA,D项错误。
考向预测
03
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1.(2023·聊城高三模拟)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,2.24 L C4H10中含有的极性共价键数目为NA
B.5.6 g铁与足量硫粉反应,转移的电子数为0.3NA
C.含0.1 mol CH3COONa的水溶液中含有的O原子数目为0.2NA
D.0.1 mol·L-1的Na2CrO4溶液中含铬微粒的数目为0.1NA
√
正丁烷和异丁烷分子中都含有10个碳氢极性键,则标准状况下2.24 L C4H10分子中含有的极性共价键数目为NA,故A正确;
铁与硫共热反应生成硫化亚铁,则5.6 g铁与足量硫粉反应,转移的电子数为0.2NA,故B错误;
醋酸钠溶液中醋酸钠和水中都含有氧原子,不能确定含0.1 mol醋酸钠的水溶液中水的物质的量,无法计算溶液中含有的氧原子个数,故C错误;
缺溶液的体积,无法计算0.1 mol·L-1铬酸钠溶液中含铬微粒的数目,故D错误。
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2.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 NO和11.2 L O2在密闭容器中混合,容器内气体分
子数为NA
B.4.6 g乙醇和二甲醚(CH3OCH3)组成的混合物中,含有0.2NA个sp3杂化的
碳原子
C.在反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,每生成3 mol Cl2
转移的电子数为6NA
D.标准状况下,11.2 L苯中含有6NA个σ键
√
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一个乙醇分子含有两个sp3杂化的碳原子,一个CH3OCH3分子含有两个sp3杂化的碳原子,所以4.6 g乙醇和二甲醚(CH3OCH3)组成的混合物中,含有0.2NA个sp3杂化的碳原子,故B正确;
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在反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,氯酸钾的氯元素从+5价降到0价,所以每生成3 mol Cl2转移的电子数为5NA,故C错误;
标准状况下,苯不是气体,不能用气体摩尔体积进行计算,故D错误。
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3.(2023·南昌高三一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.14 g由CO和N2组成的混合气体中含有的原子数目为2NA
B.H2O(g)通过Na2O2(s)使其增重2 g时,反应中转移的电子数为NA
C.过量Cl2通入1.5 L 0.1 mol·L-1 KI溶液中发生反应,转移的电子数为
0.15NA
D.0.2 mol乙酸与0.1 mol乙醇在浓硫酸催化下充分反应,生成的乙酸乙酯
分子数为0.1NA
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2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,由反应可知Na2O2(s)增重2 g时,消耗1 mol Na2O2(s),转移电子数为NA,故B正确;
Cl2除与KI反应外,还能与水反应,无法确定转移的电子数,故C错误;
乙醇与乙酸的酯化反应为可逆反应,反应物不能充分反应,因此不能确定生成的乙酸乙酯的分子数,故D错误。
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4.(2023·湖南省名校联盟高三调研)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.100 g CaS与CaSO4的混合物中含有32 g硫元素,则氧元素的质量为28 g
B.标准状况下,11.2 L HF中含有H—F的数目为0.5NA
C.1 mol NH4F晶体中含有的共价键数目为3NA
D.0.1 mol MnO2与40 mL 10 mol·L-1浓盐酸充分反应,转移电子的数目为
0.2NA
√
CaS与CaSO4的混合物中,Ca与S的个数比为1∶1,100 g混合物中含有32 g硫元素,则必含40 g钙元素,则氧元素的质量为100 g-32 g-40 g=28 g,A正确;
标准状况下,HF呈液态,故不能用气体摩尔体积计算,B错误;
NH4F晶体中N和H之间以N—H共价键相连,故1 mol NH4F晶体中含有的共价键数目为4NA,C错误;
制取氯气的反应中,随着反应的进行,浓盐酸的浓度逐渐降低,变成了稀盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,反应结束后,MnO2也有剩余,故0.1 mol MnO2与40 mL 10 mol·L-1浓盐酸充分反应,转移电子的数目小于0.2NA,D错误。
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5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 L 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中含有的阴离子数目小于0.1NA
B.精炼铜阴极增重6.4 g时阳极生成Cu2+数目为0.1NA
C.质量为3.0 g的—CH3(甲基)电子数为2NA
D.6.0 g乙酸和葡萄糖的混合物中碳原子数目为0.2NA
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1 L 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中含有溶质Na2S的物质的量n(Na2S)=1 L×
0.1 mol·L-1=0.1 mol,该盐是强碱弱酸盐,在溶液中S2-发生水解生成HS-和OH-,导致溶液中阴离子数目增多,A错误;
6.4 g Cu的物质的量是0.1 mol,在阴极上Cu2+得到电子被还原产生铜单质,在阳极上不仅铜溶解变为Cu2+,还有活动性比Cu强的金属如锌、铁等溶解,故阳极生成Cu2+数目小于0.1NA,B错误;
3.0 g —CH3的物质的量为0.2 mol,1个—CH3含有9个电子,故0.2 mol甲基中含有的电子数为1.8NA,C错误;
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乙酸和葡萄糖的最简式均为CH2O,其式量是30,故6.0 g乙酸和葡萄糖的混合物可以看作6.0 g CH2O“基团”,其物质的量为0.2 mol,则其中含有的C原子数目为0.2NA,D正确。
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6.(2023·烟台高三大联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1 L 1 mol·L-1 Ca(ClO)2溶液中含ClO-的数目为0.2NA
B.12 g质量分数为25%的甲醛水溶液中含0.1NA个O原子
C.已知核反应: 则0.1 mol M中含中子的数目
为5.3NA
D.50 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为
0.46NA
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次氯酸根离子水解生成次氯酸分子和氢氧根离子,导致其数目小于0.2NA,A错误;
12 g质量分数为25%的甲醛水溶液中的水中也含有氧原子,故含有的O原子数大于0.1NA,B错误;
A=235+1-144-3×1=89,Z=92-56=36,M中含有的中子数为89-36=53,故0.1 mol M中含中子的数目为5.3NA,C正确;
随着反应进行,硫酸浓度减小,稀硫酸和铜不反应,生成SO2分子的数目小于0.46NA,D错误。
NH
CO
Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO会发生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA,D错误。
HCO
NH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;
HCO会发生水解和电离,则1 L 1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO数目小于NA,C错误;
向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液中有c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH),再根据元素质量守恒:n(CH3COO-)
+n(CH3COOH)=0.1 mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C不正确;
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;
发生反应:2NO+O2===2NO2,反应前NO分子物质的量为
=1 mol,O2的物质的量为=0.5 mol,NO、O2物质的量之比为2∶1,两者恰好完全反应,生成1 mol NO2,但是容器中存在2NO2
N2O4,所以容器内气体分子数小于NA,故A错误;
U+n―→Ba+M+3n,
$$