内容正文:
第01讲 物质的量、气体摩尔体积
目录
一、题型精讲
题型01 考查物质的量及其单位 1
题型02 考查摩尔质量 3
题型03 考查气体摩尔体积 5
题型04 考查阿伏加德罗定律及应用 8
题型05 阿伏加德罗常数与气体摩尔体积 11
题型06 阿伏加德罗常数与物质结构及化学键 14
题型07 阿伏加德罗常数与电子转移数目 17
题型08 阿伏加德罗常数与隐含的条件或反应 20
题型09 阿伏加德罗常数与溶液中微粒数目 22
题型10 阿伏加德罗常数的综合考查 25
二、靶向突破
题型01 考查物质的量及其单位
1.物质的量
(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,用符号n表示。
(2)物质的量的单位——摩尔(mol)。
(3)表示方法及含义
如1 mol H指1 mol氢原子,1 mol H2(氢气)指1 mol氢分子,不能说1 mol氢,指代不明确。
2.阿伏加德罗常数(NA)
1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
说明:(1)NA的基准是12g12C中的原子个数
(2)12C不仅是摩尔的基准对象,而且还是相对原子质量的基准
(3)NA是一个实验值,现阶段常取6.02×1023作计算
(4)要注意NA与6.02×1023的区别
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
关系式:n=。
【特别提醒】微粒之间的物质的量之比等于微粒的粒子数之比。
【例1】(24-25高三·河北衡水中学·期中)下列对摩尔(mol)的有关说法不正确的是( )
A.摩尔是一个单位而非物理量
B.氧气的摩尔质量就是其相对分子质量
C.物质的量是连接宏观量和微观量的桥梁
D.0.5 mol氦气约含有3.01×1023个原子
【答案】B
【解析】物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,不是物理量,故A正确;当氧气的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值等于其相对分子质量,故B错误;物质的量是连接宏观量和微观量的桥梁,故C正确;氦气是单原子分子,0.5 mol氦气约含有原子的数目为0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023,故D正确。
【变式1-1】(24-25高三·山西康杰中学·期中)相等物质的量的CO和CO2相比较,下列有关叙述正确的是( )
①它们所含的分子数目之比为1∶1 ②它们所含的O原子数目之比为1∶2 ③它们所含的原子总数目之比为2∶3 ④它们所含的C原子数目之比为1∶1 ⑤它们所含的电子数目之比为7∶11
A.①②③④ B.②③
C.④⑤ D.①②③④⑤
【答案】D
【解析】CO、CO2的物质的量相同,所含分子数目相同,①正确;二者所含O原子数目之比等于其分子中所含O原子个数比,②正确;同理可知③④正确;1个CO分子中所含电子数为14,而1个CO2分子中所含电子数为22,故等物质的量的CO、CO2所含电子数目之比为14∶22=7∶11,⑤正确。
【变式1-2】(24-25高三·东北育才中学·期末)下列有关说法中正确的是( )
A.原子、电子、质子、凳子等都可用物质的量来描述
B.1 mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子
C.1 mol CO2中含1 mol碳和2 mol氧
D.“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体,是七个基本物理量之一
【答案】D
【解析】凳子是宏观物质,不可用物质的量来描述,A错误;1 mol CO2中含1 mol碳原子和2 mol氧原子,C错误。
【变式1-3】(24-25高三·江苏无锡一中·期中)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA
B.1 mol Na与O2在一定条件下完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物时转移电子数为NA
C.0.1 mol Na2O2中含有的阴离子的数目为0.2NA
D.1 mol氧的质量为16 g
【答案】B
【解析】等物质的量的N2和CO所含分子数相等,但不一定是NA,故A错误;按得失电子守恒,1 mol Na与氧气完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数目为NA,故B正确;氧指代不明,应为1 mol氧原子的质量为16 g,故D错误。
题型02 考查摩尔质量
1.摩尔质量及单位
(1)第一:单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)常用单位:g·mol-1。
(3)物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间关系:M=。
2.摩尔质量数值:以 g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
(1)使用范围:A.任何一种微观粒子 B.无论是否纯净 C.无论物质的状态
(2)将物质的质量换算成物质的量,换算成粒子数,将气体物质质量换算成体积(标准状况),都要通过摩尔质量这一桥梁进行。
3.求气体摩尔质量M的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
【易错警示】
(1)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(2)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
【例2】(24-25高三·浙江温州中学·期中)下列关于摩尔质量的说法正确的是( )
A.摩尔质量表示单位物质的量的物质所具有的质量
B.1 mol H2SO4的质量与H2SO4的摩尔质量相同
C.摩尔质量与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等
D.某物质的物质的量越多,对应的摩尔质量越大
【答案】A
【解析】B项,二者的数值相同,但单位分别为g和g·mol-1,错误;C项,摩尔质量以g·mol-1为单位时,摩尔质量的数值与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等,错误;D项,摩尔质量不随物质的量的多少发生变化,错误。
【变式2-1】(2025·辽宁抚顺·一模) 据央视新闻报道,在政府工作报告中指出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是( )
A.SiO2的摩尔质量为60
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
【答案】C
【解析】摩尔质量的单位为g·mol-1,A项错误;标准状况下SiO2为固体,B项错误;SiO2中Si与O的质量比为28∶32=7∶8,C项正确;SiO2和CO2的摩尔质量不同,D项错误。
【变式2-2】(2025·江西赣州·二模)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
C.每个该气体分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
【答案】A
【解析】若该物质为气态物质,则其在标准状况下的体积为22.4 L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项错误,B项正确;由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,且其物质的量为1 mol,C项正确;根据题意,在此温度和压强条件下,Vm=30 L·mol-1,D项正确。
【变式2-3】(2025·河南新乡·一模)科学家屠呦呦因发现青蒿素和双氢青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。双氢青蒿素的化学式为C15H24O5,相对分子质量为284。下列关于双氢青蒿素的说法正确的是( )
A.NA个双氢青蒿素的质量为284 g·mol-1
B.均为NA的C、H、O三种原子的质量比6∶1∶8
C.14.2 g双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D.含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol
【答案】C
【解析】质量的单位是g,不是g·mol-1,A错误;当摩尔质量的单位是g·mol-1时,均为NA个C、H、O三种原子的物质的量为1 mol,分别乘以各自的摩尔质量12 g·mol-1、1 g·mol-1、16 g·mol-1,得到质量比12∶1∶16,B错误;14.2 g双氢青蒿素的物质的量是14.2 g÷284 g·mol-1=0.05 mol,由于一个分子中含有的原子个数是44个,所以0.05 mol双氢青蒿素中含有的原子的总数为2.2NA,C正确;一个双氢青蒿素的分子中含有15个碳原子,含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol÷15≈0.067 mol,D错误。
题型03 考查气体摩尔体积
1.气体摩尔体积及单位
(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为 22.4L·mol-1。
(2)单位:L/mol(或L·mol-1)。
(3)基本关系式:n===
使用范围:只要物质的组成不变,无论是何状态都可以使用。
适用对象:单一气体或互不反应的混合气体。
2.气体摩尔体积影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
(1)标准状况:0℃、1atm即1.01×105Pa。
(2)理想气体:A.不计大小但计质量;B.不计分子间的相互作用。
(3)标准状况下的气体摩尔体积:约22.4L·mol-1。
3.标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
(1)气体的物质的量n= mol;
(2)气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
(3)气体的分子数N=n·NA=·NA;
(4)气体的质量m=n·M=·M g;
(5)混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。
【易错警示】
①n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,Vm与温度、压强有关,但质量、物质的量不受温度、压强的影响。
【例3】(24-25高三·江西金溪一中·期中)下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是( )
A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 L
B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 L
C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,其他条件下一定不是该值
D.标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L
【答案】D
【解析】标准状况下,水是非气态,1 mol H2O的体积远远小于22.4 L,A错误;没有指明气体所处的温度与压强,不能确定CO2的体积,B错误;在273 ℃、202 kPa时,气体摩尔体积也是22.4 L·mol-1,C错误。
【变式3-1】(24-25高三·湖北襄樊四中·期中)下列关于决定物质体积的因素,说法错误的是( )
A.物质的体积取决于微粒数目、微粒大小和微粒间距
B.同温同压下,相同体积的任何气体具有相同数目的分子
C.同温同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的H2,压强越小、温度越高,气体所占体积越大
【答案】C
【解析】相同条件下,粒子数相同的任何气体,微粒平均距离相同,所以都具有相同体积,故B正确;固体中微粒之间的距离很小,决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小,同温同压下,1 mol任何气体所占有的体积均相同,故C错误。
【变式3-2】(2025·广东茂名·一模)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
C.每个该气体分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
【答案】A
【解析】若该物质为气态物质,则其在标准状况下的体积为22.4 L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项错误,B项正确;由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,且其物质的量为1 mol,C项正确;根据题意,在此温度和压强条件下,Vm=30 L·mol-1,D项正确。
【变式3-3】(2025·陕西渭南·一模)在恒温密闭容器中,某液态化合物XY2和一定量的氧气恰好完全燃烧,反应方程式为:XY2(液)+3O2(气)===XO2(气)+2YO2(气)。在标准状况下测得生成物的体积是33.6 L,密度是2.56 g/L。下列叙述中正确的是( )
A.在标准状况下,参加反应的O2体积为112 L
B.XY2的摩尔质量为76 g/mol
C.Y元素符号为C
D.在相同条件下测得反应后气压明显减小
【答案】B
【解析】A项,由方程式XY2(液)+3O2(气)===XO2(气)+2YO2(气),可知反应前后气体的体积不发生变化,故V(O2)=V(XO2)+V(YO2)=33.6 L,即在标准状况下,参加反应的O2体积为33.6 L,错误;B项,生成物的总质量为33.6 L×2.56 g·L-1≈86.0 g,氧气的物质的量为=1.5 mol,根据质量守恒定律可知XY2的质量为86.0 g-1.5 mol×32 g/mol=38.0 g,根据方程式可知n(XY2)= n(O2)=×1.5 mol=0.5 mol,XY2的摩尔质量为=76 g/mol,正确;C项,由B项分析可知,XY2的相对分子质量为76,结合产物XO2,YO2均为气体,X、Y的化合价均为+4价,可推测为C和S,76=12+32×2,故Y为S,X为C,错误; D项,由方程式XY2(液)+3O2(气)===XO2(气)+2YO2(气),可知反应前后气体的体积不发生变化,在相同条件下测得反应后气压基本不变,错误。
题型04 考查阿伏加德罗定律及应用
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
【易错警示】注意“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.阿伏加德罗定律的推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)
条件
推论公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
【解题通法】应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
【例4】(2025·辽宁·一模)如图所示,向密闭容器内可移动活塞的两边分别充入CO2、H2和O2的混合气体(已知CO2体积占整个容器体积的1/5),将H2和O2的混合气体点燃引爆。活塞先左弹,恢复室温后,活塞右滑并停留于容器的中央。下列说法错误的是( )
A.反应前,活塞左右两边气体原子数之比为3∶4
B.活塞移动情况说明H2、O2燃烧放热,且该反应气体分子数减少
C.反应后恢复到室温,活塞左右两边气体的物质的量相等
D.原来H2和O2的体积之比可能为3∶1或1∶1
【答案】A
【解析】反应前CO2体积占整个容器体积的1/5,则CO2和混合气体的体积比为1∶4,物质的量之比为1∶4,原子数之比为3∶8,A错误;将H2和O2的混合气体点燃引爆,活塞先左弹说明反应放热,活塞右滑并停留于容器的中央可以说明该反应气体分子数减少,B正确;反应后活塞停留于容器的中央,说明活塞左右两边气体的物质的量相等,C正确;通过题图分析,在同温同压下,原来CO2和混合气体的体积比为1∶4,假设CO2为1 mol,则氢气和氧气的混合气体为4 mol,点燃后,氢气和氧气反应生成水,气体剩余1 mol,根据方程式2H2+O22H2O分析,若氢气剩余1 mol,反应消耗的氢气物质的量为2 mol,氧气为1 mol,则原来氢气和氧气的物质的量之比可能为3∶1,或氧气剩余1 mol,反应消耗的氢气物质的量为2 mol,氧气为1 mol,则原来氢气和氧气的物质的量之比可能为2∶2=1∶1,同温同压下,气体的物质的量与体积成正比,D正确。
【变式4-1】(2025·广东广州·一模)现有两种金属单质X和Y,取等物质的量的X、Y分别与足量稀硫酸完全反应,同温同压下产生气体的体积分别为V1 mL、V2mL。下列推断正确的是( )
A.参与反应的X、Y的质量之比为V2∶V1
B.X、Y的摩尔质量之比为V1∶V2
C.反应产物中X、Y对应元素的化合价之比为V1∶V2
D.X、Y消耗稀硫酸的体积之比为2V1∶V2
【答案】C
【解析】设金属为M、化合价为n,金属与酸反应的离子方程式为2M+2nH+===2Mn++nH2↑。A项,设X和Y的摩尔质量分别为M和N。化合价分别为a、b,由等物质的量的X、Y分别与足量稀硫酸完全反应,同温同压下产生气体的体积分别为V1 mL、V2 mL,可得参与反应的X、Y的质量之比为:×M:×N=:,故A错误;B项,设等物质的量的X和Y的质量分别为m1和m2,化合价分别为a、b,由等物质的量的X、Y分别与足量稀硫酸完全反应,同温同压下产生气体的体积分别为V1 mL、V2 mL,可得X、Y的摩尔质量之比为::=:,故B错误;C项,设化合价分别为a、b,由等物质的量的X、Y分别与足量稀硫酸完全反应,同温同压下产生气体的体积分别为V1 mL、V2 mL,可得:=,则a∶b= V1∶V2,故C正确;D项,硫酸的浓度未知,无法计算X、Y消耗稀硫酸的体积之比,故D错误。
【变式4-2】(2025·四川巴中·三模)同温同压下,A容器中盛有H2,B容器中盛有NH3,若使它们所含的原子数相等,则两个容器的容积之比是( )
A.2∶1 B.1∶5 C.2∶3 D.5∶1
【答案】A
【解析】假设二者物质的量分别为x mol 和y mol,则H2含2x mol 原子,NH3含4y mol 原子,有2x=4y,x∶y=2∶1,同温同压下体积比也为2∶1。
【变式4-3】(2025·江苏南京·一模)向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,下列有关这三种气体的叙述中正确的是( )
A.温度、压强相同时,三种气体的密度关系:H2>Ne>O2
B.质量、温度、压强均相同时,三种气体的体积关系: O2>Ne>H2
C.温度、密度相同时,三种气体的压强关系:H2>Ne>O2
D.温度、压强、体积均相同,三种气体的质量关系: H2>Ne>O2
【答案】C
【解析】由PV=nRT可推知,PM=ρRT,可知温度、压强相同时,气体密度和摩尔质量成正比,摩尔质量:H2<Ne<O2,则密度:H2<Ne<O2,A错误;由A可知,温度、压强相同时,密度:H2<Ne<O2,根据公式ρ=,质量相同,则体积:H2>Ne>O2,B错误;根据PM=ρRT知,温度、密度相同时,气体的压强与摩尔质量成反比,则温度、密度相同时,摩尔质量和压强成反比,压强:H2>Ne>O2,C正确;由PV=nRT可知,温度、压强、体积均相同,气体物质的量相同,根据公式m=nM,质量:H2<Ne<O2,D错误。
题型05 阿伏加德罗常数与气体摩尔体积
1.使用“Vm=22.4 L·mol-1”计算的两个前提条件:
①标准状况;②气体。若题中出现物质的体积,先考虑该物质是不是气体,若为气体,再考虑是不是标准状况,只有同时满足上述两个条件,才能进行相关计算。在标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,分子数为NA,即Vm=22.4 L·mol-1。非气体不适用。
2.熟记常考的标准状况下的非气态物质:
H2O、H2O2、NO2、HF、SO3、Br2、烃类(含4个碳以上)、卤代烃(除CH3Cl外)、醇类(如C2H5OH等)、醛类(甲醛除外)、羧酸及其衍生物等。
①常温常压下,气体体积不能通过 22.4 L·mol-1转化计算;
②常温常压下,1 mol CO2质量为44 g,分子数是NA(气体质量和所含的粒子数与所处外界条件无关)
【解题通法】应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
【例5】(2025·黑龙江大庆·一模)实验室中可用下图流程制备晶体,为阿伏加德罗常数。下列说法错误的是
A.当标况下消耗的体积为11.2L时,理论上有64g铜溶解
B.1mol 离子中键的数目为16
C.0.1mol/L的溶液中,数目为0.2
D.若生成1mol ,转移的电子数为2
【答案】C
【解析】当标况下消耗的体积为11.2L时,转移2mol电子,根据得失电子守恒,理论上有1mol铜溶解,即有64g铜溶解,故A正确;中N-H键、NH3与Cu2+的配位键是键,1mol 离子中键的数目为16,故B正确;没有明确溶液体积,不能计算0.1mol/L的溶液中数目,故C错误;铜元素化合价由0升高为+2,若生成1mol ,转移的电子数为2,故D正确;故选C。
【变式5-1】(2025·河南安阳·一模)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列关于CO2与Na2O2反应的说法正确的是
A.11.2L产物O2中含有的原子数是NA
B.常温常压下,4.4gCO2中含有的价层电子数为1.6NA
C.3.9gNa2O2中含有的共用电子对数为0.1NA
D.1molNa2O2和过量CO2反应时转移的电子数为2NA
【答案】B
【解析】题干未告知气体所处的状态,无法计算11.2L产物O2中含有的原子数,A错误;已知1分子CO2中含有的价层电子数为:4+2×6=16,则常温常压下,4.4gCO2中含有的价层电子数为=1.6NA,B正确;已知Na2O2是由Na+和构成的,1个中只含有1个O-O键,故3.9gNa2O2中含有的共用电子对数为=0.05NA,C错误;由反应方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知,1molNa2O2和过量CO2反应时转移的电子数为NA,D错误;故选B。
【变式5-2】(2025·河南安阳·一模)HgS常用于制作红色颜料、防腐剂。王水清除残留HgS粉末:。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A.标准状况下,含原子总数为
B.盐酸含数为
C.完全反应时生成的含键数目为
D.每生成时转移电子数为
【答案】C
【解析】标准状态下,的物质的量为0.5mol,含1mol原子,含原子总数为NA,故A正确;盐酸完全电离,故盐酸含,含氯离子数为6NA,故B正确;由题干可知,完全反应时,生成,含键,故C错误;的物质的量为0.2mol,硫由价升至0价,故生成时转移0.4mol电子,转移电子数为0.4NA,故D正确;故选C。
【变式5-3】(2025·山西晋中·二模)设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,正己烷所含的分子数目为
B.溶液中含阴离子的数目小于
C.的乙酸溶液中,含有键的数目为
D.聚乙烯和聚丙烯的混合物中含碳原子数为
【答案】D
【解析】标准状况下,正己烷为液态,不能用气体摩尔体积进行计算,A错误;由于S2-是弱酸根离子,会发生水解反应:,消耗一个S2-生成2个阴离子,故阴离子的数目大于,B错误;的乙酸溶液中乙酸的物质的量为,则乙酸分子中键的数目为,但是溶剂水分子中还含有,C错误;聚乙烯和聚丙烯的最简式均为CH2,故混合物中含有的CH2的物质的量为0.4mol,则含个碳原子,D正确;故选D。
题型06 阿伏加德罗常数与物质结构及化学键
此角度所设题目考查的主要内容包括:一定量的物质中所含相关粒子的数目(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数);一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目)。
【解题通法】
(1)物质中粒子的数目
①一定质量的物质中所含的原子数、分子数、质子数、中子数、电子数等。如1.8 gD2O中所含的质子数等。
②一定质量的有机基团中含有的原子数、质子数、电子数等,如—CH3、—OH等。
(2)物质结构中的价键数目
①确定有机化合物中的价键数目要依据其结构式,在依据键线式分析时,要防止漏掉C—H。
②注意一些特殊物质中的价键情况,如芳香族化合物的苯环中不含碳碳双键。
③熟记常考物质中的价键数目(设NA表示阿伏加德罗常数的值):1 mol SiO2中含有4NA个Si—O;1 mol金刚石含有2NA个C—C;1 mol白磷中含P—P的数目为6NA等。
④注意σ键和π键,单键都是σ键,双键含1个σ键和1个π键,三键含1个σ键和2个π键;配位键属于σ键。
⑤注意原子杂化方式(sp、sp2、sp3)、手性碳原子的判断,抓住原子的成键数目判断杂化方式。
【例6】(2025·福建厦门·二模)联氨可用于镜面镀银,其原理为(未配平)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中非极性键的数目为
B.晶体中键的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
【答案】C
【解析】32g N2H4的物质的量为1mol,N2H4分子中N—N键为非极性键,1个N2H4分子中有1个非极性键,所以1mol N2H4中非极性键的数目为NA,A正确;1mol 中σ键的物质的量为4mol,1mol 中σ键的物质的量为3mol,1个NH4NO3分子中有7个σ键,所以1mol NH4NO3中σ键的数目为7NA,B正确;[Ag(NH3)2]+是络合离子,其中Ag+被NH3分子络合,所以在[Ag(NH3)2]NO3溶液中,Ag+的数目少于0.01NA,C错误;反应方程式为4[Ag(NH3)2]++N2H4→4Ag↓+N2↑+4+4NH3,其中N2H4被氧化,N的化合价从-2变为0,所以每生成1mol N2,转移4mol电子,即每转移1mol电子生成0.25mol N2,数目为0.25NA,D正确;故选C。
【变式6-1】(2025·河北石家庄·二模)将水滴到非金属卤化物上,则源源不断地产生卤化氢气体,发生反应方程式如:(未配平),若为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.X的化学式为
B.18g冰晶体中氢键数目为,冰晶体中水分子空间利用率低
C.1 mol 和1mol 的价层电子对数均为
D.、、HBr均是由极性键构成的极性分子
【答案】A
【分析】根据原子守恒配平反应,所以X是,据此回答。
【解析】由上述分析可知X为,A错误;,冰中每个水分子形成4个氢键,每个氢键被2个水分子共用,所以1个水分子平均含2个氢键,1mol冰晶体中氢键数目为;冰晶体中水分子间因氢键有较大空隙,空间利用率低,B正确;中P的价层电子对数为,中O的价层电子对数为,所以1mol和1mol的价层电子对数均为,C正确;键、键、键均是不同原子间形成的极性键,是三角锥形、是V形、HBr是直线形,分子结构不对称,均是极性分子,D正确;故选A。
【变式6-2】(2025·贵州毕节·二模)可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应方程式为。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.晶体中离子数目为
B.中键的数目为
C.溶液含有的氧原子数目为
D.反应生成时转移的电子数目为
【答案】B
【解析】1molNa2O2晶体中包括2molNa+和1mol,故A错误;CO2结构为O=C=O,包含2个C-Oσ键,和2个键,因此44g(1mol)CO2中σ键的数目为2NA,故B正确;Na2CO3溶液中Na2CO3和H2O具有氧原子,氧原子数目大于3NA,故C错误;未指明氧气处于标准状态,无法确定其物质的量,故D错误;故选B。
【变式6-3】(2025·吉林·二模)每年10月23日为“摩尔日”,NA表示阿伏加罗常数的值。下列叙述正确的是
①标准状况下,44.8L的SO3溶于水得到2mol的H2SO4
②1mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为NA
③44g环氧乙烷()中所含共价键数目为3NA
④常温下,2L1mol/LNH4Cl溶液与1L2mol/LNH4Cl溶液中的数目均小于2NA,且前者更小
⑤1mol铁粉在1mol氯气中充分燃烧,失去的电子数为3NA
⑥常温下,pH=13的KOH溶液中OH-的数目为0.1NA
A.①② B.②④ C.②⑤ D.③⑥
【答案】B
【解析】①标准状况下SO3非气体,无法确定其物质的量,错误;
②苯环不含碳碳双键,因此1mol苯乙烯中含有的1mol碳碳双键,数量为NA,正确;
③1mol环氧乙烷中含1molC-C键、2molC-O键和4molC-H键,因此44g(1mol)环氧乙烷中所含共价键数目为7NA,错误;
④在溶液中会发生水解,因此2L1mol/LNH4Cl溶液与1L2mol/LNH4Cl溶液中的数目均小于2NA,前者溶液浓度小于后者,稀溶水解程度更大,因此前者的数目更小,正确;
⑤根据2Fe+3Cl2=2FeCl3,1mol铁粉在1mol氯气中充分燃烧,Fe过量,只有Fe参与反应,失去的电子数为,错误;
⑥常温下,pH=13的KOH溶液中OH-的浓度为0.1mol/L,由于未知溶液体积,无法确定OH-的数目,错误;
故答案为B。
题型07 阿伏加德罗常数与电子转移数目
此角度易在特殊氧化还原反应中电子转移数目上命题,主要的命题点有:歧化反应中转移的电子数(如Cl2与NaOH溶液的反应);变价元素的单质参与反应时转移电子数(量不同,所表现的化合价不同,如Fe与HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同,如Cu与Cl2反应生成CuCl2,而Cu与S反应生成Cu2S)。
(1)注意常考易错反应。如:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
(2)注意反应顺序。如:FeBr2和Cl2的反应中,当有部分Br-发生反应时,Fe2+已完全反应,计算转移电子数时,要把两步的转移电子数合并计算。
(3)要注意特殊物质。如:①由Na2O2、H2O2制取1 mol O2转移2 mol电子;
②Fe与S、I2、非氧化性酸反应,1 mol Fe转移2 mol电子;1 mol Fe与足量的Cl2、稀HNO3反应,转移3 mol电子。
(4)判断电子转移总数做到“三注意”
①注意是否发生歧化反应,如Na2O2与H2O、CO2的反应;Cl2、NO2与H2O或NaOH的反应。
②注意变价元素,如Fe与足量硝酸反应生成Fe3+,与少量硝酸反应生成Fe2+。
【解题通法】特殊反应中电子转移总数
反应
物质变化量
转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol或NA
1 mol O2
2 mol或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol或2NA
1 mol Fe
3 mol或3NA
【例7】(2025·辽宁抚顺·二模)氮化硅因其优异的性能而被广泛应用于高温耐火材料、机械工业、航空航天、生物医学等多个领域,可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备:
NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.反应消耗44.8L N2时转移的电子数为12NA
B.每消耗60g SiO2,生成物中Si原子数目为NA
C.反应中每生成1mol氧化产物,消耗氧化剂为1mol
D.28g N2含π键数目NA
【答案】B
【解析】题目未指明气体状态(是否标准状况),不可以计算转移电子数,A错误;60gSiO2的物质的量为1mol,根据反应式,3molSiO2生成1molSi3N4(含3molSi原子),则1molSiO2对应生成1molSi原子,数目是NA,B正确;氧化产物为CO(C从0→+2),每生成6molCO需2molN2(氧化剂),每生成1molCO需molN2,而非1mol,C错误;28gN2为1mol,每个N2分子含2个π键(三键结构:1σ+2π),总π键数为2NA,D错误;故选B。
【变式7-1】(2025·海南·一模)设为阿伏加德罗常数,下列有关说法错误的是
A.5.6gFe与足量的硫单质反应,转移的电子数为0.2NA
B.常温常压下,中含有的Si—O键数目为
C.常温常压下92g的NO2和N2O4混合气体含有的氧原子数为4NA
D.含2molH2SO4的浓硫酸与足量的铜在加热的条件下反应,生成NA个气体分子
【答案】D
【解析】Fe与S反应生成FeS,Fe的价态由0→+2,5.6g Fe(0.1mol)转移0.2mol电子,即0.2NA,A正确;30g SiO2(0.5mol)中每个Si原子形成4个Si—O键,总键数为0.5×4=2mol,即2NA,B正确;NO2和N2O4的最简式均为NO2,92g混合气体对应2mol NO2,氧原子数为2×2=4mol,即4NA,C正确;浓硫酸与铜反应时,随浓度降低反应停止,2mol H2SO4无法完全反应,生成的气体分子数小于NA,D错误;故选D。
【变式7-2】(2025·湖北襄阳·三模)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.,每生成5 mol CO2转移的电子数为10NA
B.用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为NA时,阳极溶解的Cu小于32 g
C.常温下,1 L pH=5的NH4Cl溶液中,水电离出的OH-数为10-5NA
D.1 L浓度为0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,阴离子数大于0.1NA
【答案】A
【解析】在中C元素为0价,则生成时转移的电子为,即转移的电子数为,A错误;电解精炼铜时,阳极为粗铜,阳极发生的电极反应为:,当电路中通过的电子数为时,即电路中通过1mol电子,根据阳极反应理论上应溶解Cu的质量为:,而实际生产中由于阳极粗铜中比铜活泼的杂质金属优先于铜失电子溶解,导致阳极溶解Cu的质量小于理论值32g,B正确;在的溶液中,根据可知,全部由电离产生,物质的量为,再根据可知,电离出的与的总量是相等的,即,得到水电离出的数为,C正确;1L浓度为的溶液中,,电离:,电离出的要发生水解:、,由于1个阴离子要水解产生和2个阴离子,阴离子数目增加,最后溶液中的阴离子数将大于,D正确;故选A。
【变式7-3】(2025·浙江·二模)为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.4.6g金属钠与足量的水反应,转移的电子总数为
B.标准状况下,中含有键的数目为
C.溶液中和的总数小于
D.常温常压下,3.0g含甲醛的甲酸甲酯中含有的原子总数为
【答案】C
【解析】4.6 g 钠的物质的量为0.2mol。钠与水反应的化学方程式为 ,每摩尔钠失去1 mol 电子形成 。因此,0.2mol 钠转移的电子数为0.2mol,即 ,A正确;标准状况下气体摩尔体积为 22.4 L/mol,5.6 L (丁烷)的物质的量为 mol。丁烷(正丁烷或异丁烷)分子中有 3 个 C-C 键,每个 C-C 键均为 - 键(碳原子均为 杂化)。因此,0.25 mol 丁烷含有 mol - 键,即 ,B正确;若体积为1L,由于会水解,离子总数小于, 由于溶液体积未指定,无法确定总和是否一定小于,C错误;含甲醛的甲酸甲酯指甲醛()与甲酸甲酯()的混合物,它们的最简式为CH2O,3.0 g 混合物原子总数均为 mol,即 ,D正确;故选C。
题型08 阿伏加德罗常数与隐含的条件或反应
此角度是考生最易失分的点,因反应过程“隐含”着特殊情况,稍不留神就会掉入命题人设计的陷阱,常涉及的命题范围有:含有特殊的条件要求(如MnO2与浓盐酸的反应);含有特殊的转化关系(如N2与H2的反应为可逆反应不能进行到底);具有特殊结构物质的混合(如一定量的乙炔与苯的混合物)。
【解题通法】
(1)可逆反应:
2SO2+O22SO3;2NO2N2O4;N2+3H22NH3;Cl2+H2OH++Cl-+HClO;H2+I22HI;NH3+H2ONH3·H2O等。判断生成分子的数目、反应中转移电子的数目等,要考虑可逆反应不能进行到底。
(2)弱电解质溶液中各种粒子的数目和浓度。如1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中CH3COO-的数目不能确定。
(3)发生水解的盐溶液中各种粒子的数目和浓度。如1 L 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中的数目不能具体确定。
(4)某些反应在反应过程中由于溶液浓度发生变化会造成反应发生改变或停止,此类反应在判断转移电子数目、物质的量的变化时均要考虑反应的改变。如MnO2与浓盐酸反应,Cu与浓H2SO4反应,Zn与浓H2SO4反应,Cu与浓硝酸反应。
【例8】(2025·广东深圳·二模)设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.标准状况下,1.12L中含有的电子数为
B.溶液中含有的数目为
C.7.1g完全溶解于水,转移电子数为
D.常温常压下,2.8g乙烯与环丙烷的混合气体中含有的原子数为
【答案】D
【解析】标准状况下,不是气体,不能用气体摩尔体积计算,故A错误;溶液体积未知,不能计算溶液中数目,故B错误;与水反应是可逆反应,故转移电子数小于,故C错误;乙烯与环丙烷的最简式都为CH2,2.8g的混合气体含有的CH2的物质的量为0.2mol,故含有的原子数为,故D正确;故选D。
【变式8-1】(2025·吉林长春·一模)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.分别与足量氯气和硫完全反应时转移的电子数均为
B.中含有的阴、阳离子数共
C.醋酸铵溶液呈中性,则的醋酸铵溶液中数为
D.中键数为
【答案】B
【解析】铁与足量氯气反应生成,与足量硫反应生成,则与足量氯气和硫完全反应时转移的电子数分别为,A错误;中含有和,则中含有的阴、阳离子数共,B正确;溶液中和均水解,则的醋酸铵溶液中数小于,C错误;中氮氢键、原子和之间的配位键均属于键,则中键数为,D错误;故选B。
【变式8-2】(2025·辽宁·一模)设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的有几项
①的溶液中的数目小于
②化合物中离子键百分数:
③与足量水反应,所得溶液中的数目为
④1.45g熟石膏中的钙离子数目大于
⑤晶体中含离子数目为
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【答案】C
【解析】①未说明的溶液的体积,无法计算其中的数目,错误;
②同短周期主族元素,从左往右,电负性依次增大,则电负性:Mg<Al,电负性差值:,则离子键百分数:,正确;
③与足量水反应产生0.5molHCl和0.1molH3PO4,H3PO4是弱电解质,不能完全电离,所得溶液中的数目小于,D错误;
④熟石膏的化学式为2CaSO4·H2O,1.45g熟石膏的物质的量为=0.005mol,含有0.01mol钙离子,数目大于,正确;
⑤含有1个Na+和1个,晶体中含离子数目为,正确;故选C。
【变式8-3】(2025·四川成都·一模)工业制备硫酸流程如下,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol中S原子的价层电子对数为
B.足量Y与32gO2充分反应,生成M的分子数为
C.黄铁矿与足量O2反应,生成1molY,转移电子数为
D.标准状况下,2.24LM所含的原子数为
【答案】A
【分析】黄铁矿在空气中加热反应生成二氧化硫,即Y为二氧化硫,随后二氧化硫继续被氧化为三氧化硫,即M为三氧化硫,三氧化硫被浓硫酸吸收生成硫酸,以此解题。
【解析】中S原子的价层电子对数为4+=4,则1mol中S原子的价层电子对数为,A正确;由分析可知,Y为二氧化硫,32gO2的物质的量为1mol,二氧化硫和氧气的反应为:,该反应为可逆反应,则足量Y与32gO2充分反应,生成M的分子数小于,B错误;黄铁矿与O2反应的方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,该反应转移44个电子,则生成1molY,转移电子数为,C错误;由分析可知,M为三氧化硫,标准状况下三氧化硫固体,无法计算其物质的量,D错误;故选A。
题型09 阿伏加德罗常数与溶液中微粒数目
此角度主要考查电解质在溶液中的存在形式,绝大多数需要利用公式cV=n进行解题,其具体的表现形式为弱酸溶液中所含的H+数目,弱碱溶液中所含的OH-数目;强酸弱碱盐溶液中所含的阳离子数,强碱弱酸盐溶液中所含弱酸根的离子数等。
【解题通法】
(1)看清题目中是否指明溶液的体积。如在pH=13的NaOH溶液中,因溶液体积未知而无法求算其中OH-的数目。
(2)看清溶液中是否有“弱粒子”。即是否存在弱电解质或易水解的“弱粒子”。如1 L 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液或1 L 0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中CH3COO-的数目均小于0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)看清是单一电解质溶液还是多种电解质的混合溶液。若为混合溶液,有时要借助电荷守恒规律来计算某种离子的物质的量及数目。
【例9】(2025·天津和平·二模)是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温下,的溶液中含的数目为
B.由乙烯和丙烯组成的混合气体中含有个原子
C.与在光照下反应生成的分子数为
D.电解精炼铜时,若转移了个电子,则阳极溶解铜
【答案】B
【解析】未说明的溶液的体积,无法计算的溶液中含的数目,A错误;乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)的最简式均为CH2,总质量28g时,CH2的物质的量为= 2mol,CH2含3个原子,总原子数为2mol × 3 × NA = 6NA,无论混合比例如何,结果均为6NA,B正确。CH4与Cl2的取代反应生成混合物(CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl),与在光照下反应生成的分子数小于,C错误;电解精炼时,阳极溶解的金属包括Cu和杂质(如Zn或Fe),转移1mol电子时,溶解的Cu小于0.5mol,质量小于0.5mol×64g/mol=32g,D错误;故选B。
【变式9-1】(2025·黑龙江哈尔滨·二模)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,11.2L Cl2溶于水,溶液中、和HClO的微粒数目之和为NA
B.12g石墨中含有的碳碳单键数目为2NA
C.常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2mol O2,转移电子的数目为0.4NA
D.1mol Cl2与足量消石灰反应转移的电子数为2NA
【答案】C
【解析】Cl2溶于水的反应是可逆反应,溶液中还存在氯气分子,则、和HClO的微粒数目之和小于NA,A错误;石墨片层结构为,平均每个碳原子的碳碳单键数为,则12g石墨中含有碳碳单键1.5NA,B错误;Na2O2与H2O的反应方程式为,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,O2为氧化产物,由可知,共生成0.2mol O2,转移电子的数目为,C正确;Cl2与消石灰反应的方程式为,Cl2既是氧化剂,又是还原剂,故1mol Cl2与足量消石灰反应转移的电子数为NA,D错误;故选C。
【变式9-2】(2025·河北衡水·一模)已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.向溶液通氨气至中性,铵根离子数小于
B.常温常压下,甲烷所含的中子数为
C.与完全反应生成氯化氢和次溴酸,转移的电子的物质的量为
D.冶炼镁时,标准状况下阳极生成气体时,转移电子数为
【答案】A
【解析】根据电荷守恒可知,,当溶液中性时,,则,溶液中,醋酸分子和醋酸根的物质的量之和为1mol,则,铵根离子数小于,A正确;一个甲烷分子含有6个中子,16g甲烷的物质的量为1mol,故中子数为,B错误;与反应为非氧化还原反应,故无电子转移,C错误;阳极生成氯气,,当生成气体时,转移电子数为;故选A。
【变式9-3】(2025·黑龙江辽宁·一模)表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.pH为12的溶液中含有的数目为
B.含的浓硫酸与足量铜反应,生成的分子数为
C.4.6g由和组成的混合气体中含有的原子总数为
D.2.3g Na与完全反应,反应中转移的电子数介于和之间
【答案】C
【解析】溶液体积未知,无法计算,A项错误;随着反应进行,浓硫酸变稀,稀硫酸不与Cu反应,硫酸不能完全转化,生成的分子数小于,B项错误; NO2和N2O4的平均组成为 NO2,4.6g NO2和N2O4组成的混合气体中相当于含有0.1mol NO2,含有0.3mol原子,则原子总数为0.3 NA,C项正确;2.3gNa的物质的量为0.1mol,与完全反应,钠由0价升高到+1价,反应中转移的电子数为,D项错误;故选C。
题型10 阿伏加德罗常数的综合考查
阿伏加德罗常数是高频考点,其解题核心在于审题严谨,识别陷阱。
1.看状态:气体物质才适用22.4 L/mol(标准状况),注意常温常压下是否为气态(如H₂O、SO₃、醇等非气态)。
2.算数目:计算微粒(分子、原子、离子、电子、质子、化学键)数目时,需明确物质结构(如SiO₂、CH₄、P₄中的共价键数)。
3.辨变化:判断是否涉及水解、电离、可逆反应或反应转移电子数,这类过程通常不能进行到底,粒子数小于理论值。
4.查特殊:注意稀有气体、臭氧(O₃)、白磷(P₄)等特殊物质的组成。
总之,需结合物质状态、存在条件、物质结构、反应特点进行综合分析,方能准确判断。
【例10】(2025·黑龙江·二模)汽车安全气囊中的叠氮化钠制备原理为,其中结构及化合价示意如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是
A.中含有的大键数目为
B.标准状况下,含有的质子数目为
C.溶于水形成100mL溶液,含有的数目为
D.反应每生成,转移电子数目为
【答案】C
【解析】为直线型结构,与CO2等电子体,含有2个三中心四电子大π键()。0.1mol NaN3中大π键数目为0.2NA,A正确;标准状况下2.24L N2O为0.1mol,1个N2O分子含质子7×2+8=22个,0.1mol含质子0.1×22=2.2mol,数目为2.2NA,B正确;NH3溶于水主要形成NH3·H2O,仅部分电离生成,数目远小于1mol,且与溶液体积无关,C错误;生成1.7g NH3(0.1mol),分析反应中N元素化合价变化:NaNH2中N(-3)→中N(-1)失2e−,N2O中N(+1)→中N(-1)得2e−,生成1mol NH3转移2mol e−,则0.1mol NH3转移0.2mol e−,数目0.2NA,D正确;故选C。
【变式10-1】(2025·四川·二模)氮及其化合物部分转化关系如图所示(反应条件及部分生成物略去)。
设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①中,消耗时,形成的N—H键数为
B.反应②中,生成1molNO时,转移的电子数为
C.反应③中,消耗1molNO时,体系中的分子数为
D.反应④中,得到溶液时,溶液中的H原子数为
【答案】B
【解析】反应①为合成氨反应:,反应生成,每个含3个N-H键,形成N-H键数为2mol×3=,A错误;反应②为氨的催化氧化:,N元素由-3价升至+2价,生成1mol NO转移电子5mol,即,B正确;反应③为,但存在可逆反应,消耗1mol NO生成1mol ,因部分转化为,体系中分子数小于,C错误;溶液中含1mol H原子,溶液中也含大量H原子,总H原子数远大于,D错误;故选B。
【变式10-2】(2025·甘肃白银·二模)我国科研工作者开发了一种空腔串联反应器,为电催化还原提供了一种可行的转化方案,其原理如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中所含质子数和中子数均为
B.将通入水中得到的溶液中含有的分子数为
C.途径1所得产物的物质的量之比为时,形成的共价键数目为
D.途径2生成标准状况下时,反应转移的电子数为
【答案】D
【解析】1个分子中质子数为10,1mol分子质子数为10NA,中子数=质量数-质子数,1个分子中子数为6,1mol分子中子数为6NA,A错误;22g物质的量为0.5mol,CO2与水反应生成为可逆反应,分子数小于,B错误;途径1产物为和,物质的量之比1:1时,未明确总物质的量,无法计算共价键数目,C错误;途径2中→,转移,标准状况下2.24L 为0.1mol,转移电子数为,D正确;故选D。
【变式10-3】(2025·福建厦门·一模)我国科学家利用(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(简称PHAC)制备Co(N5)2(H2O)4·4H2O,其过程及部分结构示意如图。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.32gCH3OH中的质子数为14NA
B.1molPHAC中sp2杂化的原子数为33NA
C.1molCo(NO3)2·6H2O中含有键数为12NA
D.1molCo(N5)2(H2O)4·4H2O参与形成大键的电子数为12NA
【答案】D
【解析】的摩尔质量为,物质的量为1mol。1个分子中质子数,则1mol中质子数为,A错误;分析PHAC结构,杂化原子需满足价层电子对数为3。PHAC中杂化的原子主要是部分N原子等,水合氢离子和铵根离子的中心原子为sp3杂化,经分析1mol PHAC中含有6个离子,杂化的原子数是,B错误;中,内部有键,与间也有配位键,1mol中键数24NA,C错误;
D.中,含大键,每个大键电子数为6,1mol该物质含2mol,则参与形成大键的电子数为,D正确;故选D。
1. (2025·河北卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 18gH2O晶体内氢键的数目为2NA
B. 1L1mol·L-1的NaF溶液中阳离子总数为NA
C. 28g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为2NA
D. 铅酸蓄电池负极增重96g,理论上转移电子数为2NA
【答案】B
【解析】每个水分子在冰中形成4个氢键,但每个氢键被两个分子共享,故每个分子贡献2个氢键。18gH2O为1mol,氢键数目为2NA,A正确;NaF溶液中阳离子包括Na+和H+。Na+为1mol,根据电荷守恒:,钠离子不会水解,并且水电离出少量氢离子,则有,所以阳离子总数大于NA,B错误;环己烷和戊烯的最简式均为CH2,28g
混合物含2molCH2单元,对应2mol碳原子,碳原子数目为2NA,C正确;铅酸蓄电池负极反应为Pb+SO42--2e-=PbSO4↓。增重96g对应生成1molPbSO4,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;故选B。
2. (2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】反应①电解熔融NaCl生成Cl2,标准状况下11.2LCl2为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即NA,A正确;2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为NA,C错误;ClO⁻在水中会水解,故ClO⁻数目小于0.1NA,D错误;故选A。
3. (2025·云南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4L CH4中原子的数目为5NA
B. 1mol18O所含中子的数目为10NA
C. 28g Fe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA
D. 盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA
【答案】B
【解析】未指明气体是否处于标准状况,22.4L CH4的物质的量无法确定为1mol,因此原子数目无法确定为5NA,A错误;18O的中子数为18-8=10,1mol18O含10mol中子,数目为10NA,B正确;.28g Fe(0.5mol)与S反应生成FeS,Fe的氧化态为+2,转移电子数为0.5×2=1mol=1NA,而非1.5NA,C错误;浓盐酸与MnO2反应时,随反应进行浓度降低,反应停止,实际生成Cl2的物质的量小于理论值0.3mol,D错误;故选B。
4. (2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的中子数,比的多2NA
B. 与水蒸气完全反应,生成的数目为2NA
C. 在的溶液中,的数目为0.1NA
D. 标准状况下的与足量反应,形成的共价键数目为2NA
【答案】D
【解析】的中子数为10,的中子数为8,每个O2分子含2个O原子,1mol比1mol多4NA个中子,A错误;Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,1mol Fe生成mol H2,数目为NA,B错误;在水中会水解,溶液中的数目小于0.1NA,C错误;1mol Cl2与H2反应生成2mol HCl,形成2mol H-Cl键,共价键数目为2NA,D正确;故选D。
5.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺()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广泛用子药品、香料等的合成。已知时,,,。
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,和Y混合气体中氧原子数为
B. 溶液中和数均为
C. 完全转化为时,转移的电子数为
D. 中含有的价电子总数为
【答案】A
【解析】在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X,X在X还原酶的作用下转化为Y,X、Y均为氮氧化物,即X为NO,Y为N2O。标准状况下,和N2O混合气体物质的量为0.1mol,氧原子数为,故A正确;HNO2为弱酸,因此能够水解为HNO2,溶液中数目小于,故B错误;完全转化为时,N的化合价由-1上升到+3,物质的量为0.1mol,转移的电子数为,故C错误;物质的量为0.1mol,N的价电子数等于最外层电子数为5,含有的价电子总数为,故D错误;故选A。
6.(2024·河北卷)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中键的数目为
B. 晶体中离子的数目为
C. 溶液中的数目为
D. 该反应中每转移电子生成的数目为
【答案】A
【解析】(即)中键的数目为,A正确;由和构成,晶体中离子的数目为,B错误;在水溶液中会发生水解:,故溶液中的数目小于,C错误;该反应中部分氧元素化合价由价升至0价,部分氧元素化合价由价降至价,则每参加反应转移电子,每转移电子生成的数目为,D错误;故选A。
7.(2024·辽宁卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】标况下SO2为气体,11.2L SO2为0.5mol,其含有1.5mol原子,原子数为1.5NA,A错误;SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;反应①的方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,因此,每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;故选D。
8.(2024·广东卷)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有键的数目为
B. 溶液中含的数目为
C. 和的混合气体含有的分子数目为
D. 与反应生成,转移电子数目为
【答案】A
【解析】26gC2H2的物质的量为1mol,一个C2H2分子中含有3个键,故26gC2H2中含有键的数目为3NA,A正确;在水溶液中发生水解,1L1mol⋅L-1NH4NO3溶液中含的数目小于NA,B错误;CO和H2均由分子构成,1molCO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11.2LH2,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;故选A。
9. 我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下),制得的[N=C=N]2﹣离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
15N2+C(石墨)+2LiHLi2[15NC15N]+H2
A. 22.4L15N2含有的中子数为16NA B. 12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C. 1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NA D. 生成1mol H2时,总反应转移的电子数为6NA
【答案】D
【解析】22.4L15N2的温度压强不知,不能计算物质的量,故A错误;12gC(石墨)物质的量n1mol,C原子的杂化轨道上3个电子,有一个电子未参与杂化,sp2杂化轨道含有的电子数为3NA,故B错误;双键中一个σ键,一个π键,则1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为2NA,故C错误;该反应中氮元素化合价0价降低到﹣3价,碳元素化合价0价升高到+4价,氢元素化合价﹣1价升高到0价,电子转移总数6e﹣,生成1mol H2时,总反应转移的电子数为6NA,故D正确;故选D。
10. (2024·海南卷)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 超重水()所含的电子数目为
B. 溶液中的数目为
C. 过量C与充分反应转移电子数目为
D. 与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
【答案】A
【解析】超重水(为)所含的电子为0.1mol×10=1mol,电子数目为,A正确; 次氯酸根离子为弱酸根离子,水溶液中部分水解生成次氯酸和氢氧根离子,故溶液中的数目小于,B错误;过量C与充分生成硅单质和CO,硅化合价由+4变为0,则反应转移电子数目为4,C错误; 甲烷与氯气发生取代反应为连锁反应,同时得到四种氯代产物和HCl,结合氯守恒,与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为,D错误;故选A。
11.(2024·贵州卷)二氧化氯可用于自来水消毒。实验室用草酸和制取的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的中子数为
B. 每生成,转移电子数为
C. 溶液中含有的数目为
D. 标准状况下,中含键数目为
【答案】D
【解析】分子中H原子无中子,原子的中子数为10,则中含有的中子数为,故A错误;由反应方程式可知,每生成2mol转移电子数为2mol,则每生成,即1mol转移电子数为,故B错误;是弱酸,不能完全电离,则溶液中含有的数目小于,故C错误;1个二氧化碳分子中含有2个键和2个π键,则标准状况下,即1mol中含键数目为,故D正确;故选D。
12.(2025·河北邯郸·三模)用处理废水中的反应:,是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中σ键的数目为
B.中含有的中子数为
C.含的废水中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
【答案】D
【解析】物质的量为,键的数目为,A项错误;1个分子含有2+10=12个中子,含有的中子数为,B项错误;可发生水解,含的废水中的数目小于,C项错误;该反应中每转移电子生成,则转移电子生成的数目为,D项正确;故选D。
13.(2025·江西萍乡·二模)利用离子化合物水解可制备石墨,其反应原理如下:,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.每形成键,该反应转移个电子
B.固体中含有的离子总数为
C.标况下中含有的中子数为
D.(石墨,s)中未杂化的轨道中含有的电子数为
【答案】D
【解析】石墨中每个原子形成个键,但每个键由个原子共享,因此石墨中,实际形成的键数为:,形成键,则生成石墨,反应物中的碳的化合价是,升高到价,转移电子数是,所以反应物总碳原子为,转移电子为:,该反应转移电子数为:,A错误;为,含有离子,离子总数为,B错误;标准状况下,水不是气体,无法计算,C错误;石墨中为杂化,每个原子有个未杂化的轨道电子,的物质的量是,未杂化的轨道电子数:,D正确;故选D。
14.(2025·河北沧州·一模)在水中溶解度很小,但可以缓慢发生水解反应:。为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A.键角:
B.中含有的价电子总数为
C.中含有的中子数为
D.该反应每生成,转移电子数为
【答案】D
【解析】H的非金属性比Cl小,因此在分子中,共用电子对更偏向N,共用电子对的距离更近,排斥力更大,故键角更大,故键角:,A正确;的物质的量为,1个分子含有的价电子总数为8,则含有的价电子总数为,B正确;的物质的量为,1个分子中含有10个中子,因此中含有的中子数为,C正确;没有明确是标准状况,不能计算氨气的物质的量,因此不能计算转移电子数,D错误;故选D。
15.(2025·辽宁·二模)氯及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中,氯原子数目为
B.溶液中,数目大于
C.反应①中每生成,转移电子数为
D.若反应②消耗,溶液中和数目之和为
【答案】C
【解析】没有指明标准状况,A项错误;未告知溶液的体积,无法计算的NaOH溶液中的数目,B项错误;反应①为,每生成,转移,则反应①中每生成,转移电子数为,C项正确;根据氯元素守恒,溶液中和HClO微粒数目之和为,D项错误;故选C。
16.(2025·广东惠州·一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。CO2与H2在一定条件下可制备HCHO、HCOOH等有机物,下列说法正确的是
A.2 g H2含有的质子数为2NA
B.标准状况下,11.2 L CO2含有的π键数目为0.5NA
C.1 L 0.1 mol·L⁻¹的HCOOH溶液中H⁺的数目为0.1NA
D.0.1 mol HCHO与HCOOH的混合物,氧原子的数目为0.2NA
【答案】A
【解析】的物质的量为,每个氢原子含个质子,故质子,即质子数为,A正确;标准状况下的物质的量为。分子中每个双键含键,故每个分子含键。的键数目为,B错误;溶液为,甲酸是弱酸,其电离的氢离子数小于,C错误;混合物总物质的量为,利用极限法,设为,则氧原子为;设为,则氧原子为,所以氧原子数介于之间,D错误;故选A。
17.(2025·福建莆田·二模)肼(N2H4)可用作火箭的燃料,其制备方法之一:。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1.8g H2O含有的中子数为NA
B.0.1mol N2H4的共用电子对数为0.6NA
C.25℃,pH=9的NaClO溶液中水电离出的H+数目为1×10-9NA
D.每消耗11.2L NH3(已折算为标准状况),转移的电子数为0.5NA
【答案】D
【解析】1.8g H2O的物质的量为0.1mol,1个H2O中含有8个中子,0.1mol H2O含有的中子数为0.8NA,故A错误;1mol肼中含5mol共用电子对,0.1mol N2H4的共用电子对数为0.5NA,故C错误;溶液体积未知,无法计算水电离出的H+数目,故C错误;反应中N元素化合价由-3价升高到-2价,每消耗2molNH3,转移2mol电子,标况下11.2L NH3的物质的量为0.5mol,转移电子数为0.5NA,故D正确;故选D。
阅读下列资料:
可用于自来水消毒。实验室用和制取的反应为。
完成18小题。
18.(2025·安徽·蚌埠第二次质检)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.固体中含有氯离子的数目为
B.每生成,转移电子的数目为
C.分子中含有键的数目为
D.的硫酸溶液中含有的数目为
【答案】C
【解析】固体中不含氯离子,A错误;由反应方程式可知,氯元素由+5价降低为+4价,每生成转移电子数为,则每生成(即),转移电子数为,B错误;的物质的量为1mol,其结构式为,1个分子中含7个键,分子中含键数目为,C正确;即,故的硫酸溶液中含的数目为,D错误;故选C。
19.(2025·辽宁·二模)橄榄、虾米、香菜中均含有丰富的氯元素,氯及其化合物的转化关系如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的质子数为
B.理论上反应①中每消耗,生成的分子数为
C.晶体中,含有的数目为
D.反应②中每有参加反应,转移电子数为
【答案】C
【分析】由图可知,反应①次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,反应的化学方程式为4HCl+Ca(ClO)2=2Cl2↑+ CaCl2+2H2O;反应②与氯气与氢氧化钾溶液反应生成氯化钾、氯酸钾和水,反应的化学方程式为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。
【解析】缺标准状况下,无法计算5.6L氯气的物质的量和含有的质子数,故A错误;由方程式可知,反应①中消耗0.1mol氯化氢时,生成氯气的分子数为0.1mol××NAmol—1=0.05NA,故B错误;0.1mol次氯酸钙晶体中含有次氯酸根离子的数目为0.1mol×2×NAmol—1=0.2NA,故C正确;由方程式可知,反应②中3mol氯气参加反应时,反应转移电子的物质的量为5mol,则有0.3mol氯气参加反应时,转移电子的数目为0.1mol×5×NAmol—1=0.5NA,故D错误;故选C。
20.(2025·河南·一模)在无水乙醇中加入少量的金属钠,发生反应2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa + H2↑,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列描述不正确的是
A.标况下,1mol亚甲基-CH2-含有的电子数目8NA
B.常温常压下(Vm=24.5L/mol),生成4.9L氢气,反应转移电子数目0.4NA
C.无水乙醇中,极性键与非极性键数目之比7:1
D.68gCH3CH2ONa溶于水形成1L溶液,此时溶液中c(CH3CH2O-)=0.1mol/L
【答案】D
【解析】一个亚甲基-CH2-中含有8个电子,则1mol亚甲基-CH2-含有的电子数目8NA,故A正确;常温常压下,气体摩尔体积是24.5L/mol,4.9L H2气体的物质的量是0.2mol,转移电子的数目为0.4NA,故B正确;乙醇结构简式为:C2H5OH,含有1个C-C键、5个C-H键、含有1个C-O键、含有1个H-O键,则极性键与非极性键数目之比7:1,故C正确;68gCH3CH2ONa即1mol,溶于水形成1L溶液,溶液中c(CH3CH2O-)=0.1mol/L,但CH3CH2O-与氢离子结合成CH3CH2OH,则溶液中c(CH3CH2O-)﹤0.1mol/L,故D错误;故选D。
21.(2025·河南·二模)实验室用草酸(H2C2O4)滴定酸性KMnO4溶液的化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.1 mol中含有中子的数目为1.2NA
B.上述实验中每生成44 g CO2,理论上转移电子的数目为2.0NA
C.0.1 mol/L H2SO4溶液中含有H+的数目为0.2NA
D. 90 g H2C2O4中含有σ键的数目为5.0NA
【答案】A
【解析】每个中含有的中子数目是1×2+10=12,则在0.1 mol中含中子数为0.1 mol×12×NA/mol=1.2NA,A正确。根据反应方程式可知:每生成1 mol CO2转移1 mol电子。44 g CO2的物质的量是1 mol,则反应过程中转移1 mol电子,转移的电子数目是NA,B错误;只有溶液浓度,缺少溶液体积,无法计算溶液中的离子数目,C错误;90 g H2C2O4的物质的量为1 mol,由于在每个H2C2O4分子含7个σ键,则在1 mol H2C2O4分子中含有的σ键总数为7NA,D错误;故选A。
22.(2025·陕西咸阳·二模)工业制取保险粉的总化学方程式为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.中含有键的数目为
B.每生成,转移的电子数为
C.标准状况下,中含共用电子对的数目为
D.常温下,水中含有的分子数约为
【答案】C
【解析】HCOOH分子中含有1个C-H、1个C=O(1个σ键)、1个C-O和1个O-H键,共4个σ键。46g HCOOH为1mol,含σ键数目为4NA,A正确;Na2S2O4中S的氧化态为+3,SO2中S为+4,每生成1mol Na2S2O4需2mol S从+4→+3,转移2mol电子,即2NA,B正确;CO2分子含2个C=O双键,每个双键含2对共用电子对,共4对。11.2L CO2(0.5mol)含共用电子对数为0.5×4NA=2NA,C错误;1.12L水(约1120g)物质的量为,分子数约为62.2NA,D正确;故选C。
23.(2025·安徽·二模)设是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中,中子数与质子数之差为
B.完全转化为时,转移的电子数为
C.标准状况下,和混合气体中氧原子数为
D.溶液中数小于
【答案】B
【解析】37Cl的质子数为17,中子数为37−17=20,每个原子中子比质子多3个,37g37Cl为1mol,总中子-质子差为3NA,A正确;46g乙醇(1mol)转化为乙酸时,每个分子失去4e-,总转移4NA电子,B错误;标准状况下11.2L混合气体为0.5mol,CO2和SO2均含2个O原子,总氧原子数为0.5×2×NA=NA,C正确;NaF溶液中F-会水解,导致实际F-数目小于0.1NA,D正确;故选B。
24.(2025·辽宁葫芦岛·二模)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.1mol 中S的价层电子对数为
B.标准状况下,2.24L 完全溶于水,转移电子总数为
C.0.1mol 与足量硝酸银溶液反应,生成AgCl的物质的量为
D.0.1mol环氧乙烷()中所含键数为
【答案】A
【解析】中S的价层电子对数为:(6+2)/2=4,则0.1mol中S的价层电子对数为,即,A正确;Cl2与水的反应为可逆反应:,0.1mol Cl2不能完全反应,转移电子数小于,B错误;配合物中,内界不电离,外界有2个,则0.1mol该配合物与AgNO3反应生成0.2mol AgCl,C错误;环氧乙烷分子含2个 σ键、1个 σ键、4个 σ键,共7个σ键,则0.1mol环氧乙烷分子中含σ键,D错误;故选A。
25.(2025·贵州贵阳·二模)由Cl2制备Cl2O的化学方程式为:,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温下,22.4 L Cl2O中原子总数为3NA
B.2 mol号中的价层电子对数目为6NA
C.当有14.2 g Cl2被还原时,转移电子数为0.2NA
D.溶液中的数目等于0.1NA
【答案】B
【解析】在Cl2O分子中含有3个原子,常温下22.4 L Cl2O的物质的量小于1 mol,则其中含有的原子总数小于3NA,A错误;的VSEPR模型中,中心C原子的价层电子对数为:3+=3,无孤对电子,每个O原子形成1对共用电子对,则在1个中有6对电子对,因此2 mol的价层电子对总数为6NA,B正确;14.2 g Cl2的物质的量是n(Cl2)==0.2 mol。根据化学方程式可知:每2 mol Cl2发生反应时,其中只有1 mol被还原,转移2 mol电子,其中有1 mol Cl2被还原,则当0.2 mol Cl2被还原时,每mol Cl2转移2 mol电子,转移电子总数为0.1NA,C错误;只有溶液浓度,缺少溶液体积,且会部分发生水解作用或电离作用,因此其数目无法确定,D错误;故选B。
26.(2025·江西上饶·二模)科学家开发了以和为原料高效制备的方法:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,中含有键数为
B.常温常压下含有的原子数为
C.中心原子的孤电子对数为
D.上述反应生成时,转移电子数为
【答案】C
【解析】分子中每个Cl原子通过一个p-p σ键连接,1mol 含1mol σ键,标准状况下22.4L 为1mol,故σ键数为,A正确;的摩尔质量为67.5g/mol,67.5g为1mol,每个分子含3个原子,总原子数为,B正确;中心Cl的孤电子对数=,故1mol 含孤电子对数为,C错误;反应中转移电子数为2,故生成2molNaCl时,总转移电子数为,D正确;故选C。
27.(2025·辽宁沈阳·二模)利用生石灰和过量焦炭制备乙炔的一种流程如下图。设为阿伏加德罗常数的值,
下列说法中正确的是
A.反应①每生成,转移电子数目为
B.中含有的离子数为
C.标准状况下,中含有中子数为
D.反应②中,每消耗,产物中含有的氧原子数为
【答案】A
【解析】反应①为生石灰(CaO)与焦炭(C)在高温下反应生成和CO,化学方程式为,反应中C元素化合价变化:2个C原子从0价降低为
中的-1价(共得),1个C原子从0价升高为CO中+2价(共失),转移电子总数为。生成时转移电子数为,故A正确;由和构成,含和,共离子,离子数为,故B错误;标准状况下11.2L的物质的量为,分子中C为(中子数6)、H为(中子数0),每个分子含中子数,含中子数=,故C错误;反应②为与反应生成和,化学方程式为,反应生成,含O原子,氧原子数为,故D错误;故选:A。
28.(2025·河北秦皇岛·一模)过二硫酸钾是工业上一种重要的消毒剂和织物漂白剂,可通过电解溶液制备。在下能发生分解反应:(未配平),设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.含有的价层电子总数为
B.含有的原子总数为
C.在标准状况下,含有的分子总数为
D.溶液中含有的离子数目为
【答案】B
【解析】K为19号元素,价层电子数为1,S为16号元素,价层电子数为6,O为8号元素,价层电子数为6,则一个含个价层电子数,故含有的价层电子总数为,A错误;每个K2S2O8含12个原子,K2S2O8的摩尔质量约为270g/mol,2.70g对应的物质的量为0.01mol,则所含原子总数为,B正确;标准状况下,SO3为固体,无法根据其体积算物质的量,也无法计算所含的分子总数,C错误;KHSO4在水中完全电离为K+、H+、,溶液中离子总数应为0.3,D错误;故选B。
29.(2025·江西·一模)CrO5(Cr的化合价为+6)在酸性溶液中不稳定,容易分解,化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法中错误的是
A.1 mol CrO5含过氧键的数目为2NA
B.3.2 g O2中含有的价电子数为1.2NA
C.生成标准状况下11.2 LO2,反应中转移电子数目为NA
D.上述反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为7:4
【答案】D
【解析】CrO5中Cr为+6价,每个O的平均化合价为-1.2,说明在CrO5存在两个过氧键(O-O), 1个-2价的O。每个过氧键含两个-1价的O原子。1 mol CrO5含2 mol过氧键,数目为2NA,A正确;3.2 g O2为n(O2)==0.1 mol,由于每个O原子有6个价电子,则每个O2分子含12个价电子,0.1 mol O2分子中的总价电子数为0.1 mol×12 mol×NA/mol=1.2 NA,B正确;标准状况下11.2 LO2的物质的量为n(O2)==0.5 mol,根据方程式可知:每生成7 mol O2转移电子的物质的量是n(e-)=3×4 mol+2 mol×1=14 mol,即反应产生1 mol O2,转移2 mol 电子,则生成0.5 mol O2转移1 mol e-,即转移的电子数目是NA,C正确;在该反应中,氧化产物为O2,其物质的量为7 mol。还原产物为Cr3+和H2O。根据电子转移分析,被还原生成的Cr3+为4 mol,作为还原产物的H2O为2 mol,故还原产物的总物质的量为4 mol + 2 mol = 6 mol。因此氧化产物与还原产物的物质的量之比为7:6,D错误;故选D。
30.(2025·广东广州·一模)二氧化氯可用于自来水消毒。实验室用草酸和制取的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有的质子数为
B.草酸分子中含键数目为
C.每生成,转移的电子数为
D.溶液中含有的数目为
【答案】B
【解析】1个H218O中含有的质子数为10,0.1mol H218O中含有的质子数为1.0NA,故A错误;草酸中碳氧双键中含有键,1个草酸分子中含键数目为2,则草酸分子中含键数目为,故B正确;没有给出温度和压强,无法计算其物质的量,故C错误;没有给出溶液的体积,无法计算钾离子的物质的量和数目,故D错误;故选B。
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第01讲 物质的量、气体摩尔体积
目录
一、题型精讲
题型01 考查物质的量及其单位 1
题型02 考查摩尔质量 3
题型03 考查气体摩尔体积 5
题型04 考查阿伏加德罗定律及应用 6
题型05 阿伏加德罗常数与气体摩尔体积 8
题型06 阿伏加德罗常数与物质结构及化学键 10
题型07 阿伏加德罗常数与电子转移数目 12
题型08 阿伏加德罗常数与隐含的条件或反应 13
题型09 阿伏加德罗常数与溶液中微粒数目 15
题型10 阿伏加德罗常数的综合考查 16
二、靶向突破
题型01 考查物质的量及其单位
1.物质的量
(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,用符号n表示。
(2)物质的量的单位——摩尔(mol)。
(3)表示方法及含义
如1 mol H指1 mol氢原子,1 mol H2(氢气)指1 mol氢分子,不能说1 mol氢,指代不明确。
2.阿伏加德罗常数(NA)
1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
说明:(1)NA的基准是12g12C中的原子个数
(2)12C不仅是摩尔的基准对象,而且还是相对原子质量的基准
(3)NA是一个实验值,现阶段常取6.02×1023作计算
(4)要注意NA与6.02×1023的区别
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
关系式:n=。
【特别提醒】微粒之间的物质的量之比等于微粒的粒子数之比。
【例1】(24-25高三·河北衡水中学·期中)下列对摩尔(mol)的有关说法不正确的是( )
A.摩尔是一个单位而非物理量
B.氧气的摩尔质量就是其相对分子质量
C.物质的量是连接宏观量和微观量的桥梁
D.0.5 mol氦气约含有3.01×1023个原子
【变式1-1】(24-25高三·山西康杰中学·期中)相等物质的量的CO和CO2相比较,下列有关叙述正确的是( )
①它们所含的分子数目之比为1∶1 ②它们所含的O原子数目之比为1∶2 ③它们所含的原子总数目之比为2∶3 ④它们所含的C原子数目之比为1∶1 ⑤它们所含的电子数目之比为7∶11
A.①②③④ B.②③
C.④⑤ D.①②③④⑤
【变式1-2】(24-25高三·东北育才中学·期末)下列有关说法中正确的是( )
A.原子、电子、质子、凳子等都可用物质的量来描述
B.1 mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子
C.1 mol CO2中含1 mol碳和2 mol氧
D.“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体,是七个基本物理量之一
【变式1-3】(24-25高三·江苏无锡一中·期中)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA
B.1 mol Na与O2在一定条件下完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物时转移电子数为NA
C.0.1 mol Na2O2中含有的阴离子的数目为0.2NA
D.1 mol氧的质量为16 g
题型02 考查摩尔质量
1.摩尔质量及单位
(1)第一:单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)常用单位:g·mol-1。
(3)物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间关系:M=。
2.摩尔质量数值:以 g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
(1)使用范围:A.任何一种微观粒子 B.无论是否纯净 C.无论物质的状态
(2)将物质的质量换算成物质的量,换算成粒子数,将气体物质质量换算成体积(标准状况),都要通过摩尔质量这一桥梁进行。
3.求气体摩尔质量M的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
【易错警示】
(1)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(2)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
【例2】(24-25高三·浙江温州中学·期中)下列关于摩尔质量的说法正确的是( )
A.摩尔质量表示单位物质的量的物质所具有的质量
B.1 mol H2SO4的质量与H2SO4的摩尔质量相同
C.摩尔质量与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等
D.某物质的物质的量越多,对应的摩尔质量越大
【变式2-1】(2025·辽宁抚顺·一模) 据央视新闻报道,在政府工作报告中指出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是( )
A.SiO2的摩尔质量为60
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
【变式2-2】(2025·江西赣州·二模)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
C.每个该气体分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
【变式2-3】(2025·河南新乡·一模)科学家屠呦呦因发现青蒿素和双氢青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。双氢青蒿素的化学式为C15H24O5,相对分子质量为284。下列关于双氢青蒿素的说法正确的是( )
A.NA个双氢青蒿素的质量为284 g·mol-1
B.均为NA的C、H、O三种原子的质量比6∶1∶8
C.14.2 g双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D.含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol
题型03 考查气体摩尔体积
1.气体摩尔体积及单位
(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为 22.4L·mol-1。
(2)单位:L/mol(或L·mol-1)。
(3)基本关系式:n===
使用范围:只要物质的组成不变,无论是何状态都可以使用。
适用对象:单一气体或互不反应的混合气体。
2.气体摩尔体积影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
(1)标准状况:0℃、1atm即1.01×105Pa。
(2)理想气体:A.不计大小但计质量;B.不计分子间的相互作用。
(3)标准状况下的气体摩尔体积:约22.4L·mol-1。
3.标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
(1)气体的物质的量n= mol;
(2)气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
(3)气体的分子数N=n·NA=·NA;
(4)气体的质量m=n·M=·M g;
(5)混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。
【易错警示】
①n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,Vm与温度、压强有关,但质量、物质的量不受温度、压强的影响。
【例3】(24-25高三·江西金溪一中·期中)下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是( )
A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 L
B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 L
C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,其他条件下一定不是该值
D.标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L
【变式3-1】(24-25高三·湖北襄樊四中·期中)下列关于决定物质体积的因素,说法错误的是( )
A.物质的体积取决于微粒数目、微粒大小和微粒间距
B.同温同压下,相同体积的任何气体具有相同数目的分子
C.同温同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的H2,压强越小、温度越高,气体所占体积越大
【变式3-2】(2025·广东茂名·一模)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
C.每个该气体分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
【变式3-3】(2025·陕西渭南·一模)在恒温密闭容器中,某液态化合物XY2和一定量的氧气恰好完全燃烧,反应方程式为:XY2(液)+3O2(气)===XO2(气)+2YO2(气)。在标准状况下测得生成物的体积是33.6 L,密度是2.56 g/L。下列叙述中正确的是( )
A.在标准状况下,参加反应的O2体积为112 L
B.XY2的摩尔质量为76 g/mol
C.Y元素符号为C
D.在相同条件下测得反应后气压明显减小
题型04 考查阿伏加德罗定律及应用
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
【易错警示】注意“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.阿伏加德罗定律的推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)
条件
推论公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
【解题通法】应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
【例4】(2025·辽宁·一模)如图所示,向密闭容器内可移动活塞的两边分别充入CO2、H2和O2的混合气体(已知CO2体积占整个容器体积的1/5),将H2和O2的混合气体点燃引爆。活塞先左弹,恢复室温后,活塞右滑并停留于容器的中央。下列说法错误的是( )
A.反应前,活塞左右两边气体原子数之比为3∶4
B.活塞移动情况说明H2、O2燃烧放热,且该反应气体分子数减少
C.反应后恢复到室温,活塞左右两边气体的物质的量相等
D.原来H2和O2的体积之比可能为3∶1或1∶1
【变式4-1】(2025·广东广州·一模)现有两种金属单质X和Y,取等物质的量的X、Y分别与足量稀硫酸完全反应,同温同压下产生气体的体积分别为V1 mL、V2mL。下列推断正确的是( )
A.参与反应的X、Y的质量之比为V2∶V1
B.X、Y的摩尔质量之比为V1∶V2
C.反应产物中X、Y对应元素的化合价之比为V1∶V2
D.X、Y消耗稀硫酸的体积之比为2V1∶V2
【变式4-2】(2025·四川巴中·三模)同温同压下,A容器中盛有H2,B容器中盛有NH3,若使它们所含的原子数相等,则两个容器的容积之比是( )
A.2∶1 B.1∶5 C.2∶3 D.5∶1
【变式4-3】(2025·江苏南京·一模)向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,下列有关这三种气体的叙述中正确的是( )
A.温度、压强相同时,三种气体的密度关系:H2>Ne>O2
B.质量、温度、压强均相同时,三种气体的体积关系: O2>Ne>H2
C.温度、密度相同时,三种气体的压强关系:H2>Ne>O2
D.温度、压强、体积均相同,三种气体的质量关系: H2>Ne>O2
题型05 阿伏加德罗常数与气体摩尔体积
1.使用“Vm=22.4 L·mol-1”计算的两个前提条件:
①标准状况;②气体。若题中出现物质的体积,先考虑该物质是不是气体,若为气体,再考虑是不是标准状况,只有同时满足上述两个条件,才能进行相关计算。在标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,分子数为NA,即Vm=22.4 L·mol-1。非气体不适用。
2.熟记常考的标准状况下的非气态物质:
H2O、H2O2、NO2、HF、SO3、Br2、烃类(含4个碳以上)、卤代烃(除CH3Cl外)、醇类(如C2H5OH等)、醛类(甲醛除外)、羧酸及其衍生物等。
①常温常压下,气体体积不能通过 22.4 L·mol-1转化计算;
②常温常压下,1 mol CO2质量为44 g,分子数是NA(气体质量和所含的粒子数与所处外界条件无关)
【解题通法】应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
【例5】(2025·黑龙江大庆·一模)实验室中可用下图流程制备晶体,为阿伏加德罗常数。下列说法错误的是
A.当标况下消耗的体积为11.2L时,理论上有64g铜溶解
B.1mol 离子中键的数目为16
C.0.1mol/L的溶液中,数目为0.2
D.若生成1mol ,转移的电子数为2
【变式5-1】(2025·河南安阳·一模)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列关于CO2与Na2O2反应的说法正确的是
A.11.2L产物O2中含有的原子数是NA
B.常温常压下,4.4gCO2中含有的价层电子数为1.6NA
C.3.9gNa2O2中含有的共用电子对数为0.1NA
D.1molNa2O2和过量CO2反应时转移的电子数为2NA
【变式5-2】(2025·河南安阳·一模)HgS常用于制作红色颜料、防腐剂。王水清除残留HgS粉末:。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A.标准状况下,含原子总数为
B.盐酸含数为
C.完全反应时生成的含键数目为
D.每生成时转移电子数为
【变式5-3】(2025·山西晋中·二模)设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,正己烷所含的分子数目为
B.溶液中含阴离子的数目小于
C.的乙酸溶液中,含有键的数目为
D.聚乙烯和聚丙烯的混合物中含碳原子数为
题型06 阿伏加德罗常数与物质结构及化学键
此角度所设题目考查的主要内容包括:一定量的物质中所含相关粒子的数目(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数);一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目)。
【解题通法】
(1)物质中粒子的数目
①一定质量的物质中所含的原子数、分子数、质子数、中子数、电子数等。如1.8 gD2O中所含的质子数等。
②一定质量的有机基团中含有的原子数、质子数、电子数等,如—CH3、—OH等。
(2)物质结构中的价键数目
①确定有机化合物中的价键数目要依据其结构式,在依据键线式分析时,要防止漏掉C—H。
②注意一些特殊物质中的价键情况,如芳香族化合物的苯环中不含碳碳双键。
③熟记常考物质中的价键数目(设NA表示阿伏加德罗常数的值):1 mol SiO2中含有4NA个Si—O;1 mol金刚石含有2NA个C—C;1 mol白磷中含P—P的数目为6NA等。
④注意σ键和π键,单键都是σ键,双键含1个σ键和1个π键,三键含1个σ键和2个π键;配位键属于σ键。
⑤注意原子杂化方式(sp、sp2、sp3)、手性碳原子的判断,抓住原子的成键数目判断杂化方式。
【例6】(2025·福建厦门·二模)联氨可用于镜面镀银,其原理为(未配平)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中非极性键的数目为
B.晶体中键的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
【变式6-1】(2025·河北石家庄·二模)将水滴到非金属卤化物上,则源源不断地产生卤化氢气体,发生反应方程式如:(未配平),若为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.X的化学式为
B.18g冰晶体中氢键数目为,冰晶体中水分子空间利用率低
C.1 mol 和1mol 的价层电子对数均为
D.、、HBr均是由极性键构成的极性分子
【变式6-2】(2025·贵州毕节·二模)可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应方程式为。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.晶体中离子数目为
B.中键的数目为
C.溶液含有的氧原子数目为
D.反应生成时转移的电子数目为
【变式6-3】(2025·吉林·二模)每年10月23日为“摩尔日”,NA表示阿伏加罗常数的值。下列叙述正确的是
①标准状况下,44.8L的SO3溶于水得到2mol的H2SO4
②1mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为NA
③44g环氧乙烷()中所含共价键数目为3NA
④常温下,2L1mol/LNH4Cl溶液与1L2mol/LNH4Cl溶液中的数目均小于2NA,且前者更小
⑤1mol铁粉在1mol氯气中充分燃烧,失去的电子数为3NA
⑥常温下,pH=13的KOH溶液中OH-的数目为0.1NA
A.①② B.②④ C.②⑤ D.③⑥
题型07 阿伏加德罗常数与电子转移数目
此角度易在特殊氧化还原反应中电子转移数目上命题,主要的命题点有:歧化反应中转移的电子数(如Cl2与NaOH溶液的反应);变价元素的单质参与反应时转移电子数(量不同,所表现的化合价不同,如Fe与HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同,如Cu与Cl2反应生成CuCl2,而Cu与S反应生成Cu2S)。
(1)注意常考易错反应。如:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
(2)注意反应顺序。如:FeBr2和Cl2的反应中,当有部分Br-发生反应时,Fe2+已完全反应,计算转移电子数时,要把两步的转移电子数合并计算。
(3)要注意特殊物质。如:①由Na2O2、H2O2制取1 mol O2转移2 mol电子;
②Fe与S、I2、非氧化性酸反应,1 mol Fe转移2 mol电子;1 mol Fe与足量的Cl2、稀HNO3反应,转移3 mol电子。
(4)判断电子转移总数做到“三注意”
①注意是否发生歧化反应,如Na2O2与H2O、CO2的反应;Cl2、NO2与H2O或NaOH的反应。
②注意变价元素,如Fe与足量硝酸反应生成Fe3+,与少量硝酸反应生成Fe2+。
【解题通法】特殊反应中电子转移总数
反应
物质变化量
转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol或NA
1 mol O2
2 mol或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol或2NA
1 mol Fe
3 mol或3NA
【例7】(2025·辽宁抚顺·二模)氮化硅因其优异的性能而被广泛应用于高温耐火材料、机械工业、航空航天、生物医学等多个领域,可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备:
NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.反应消耗44.8L N2时转移的电子数为12NA
B.每消耗60g SiO2,生成物中Si原子数目为NA
C.反应中每生成1mol氧化产物,消耗氧化剂为1mol
D.28g N2含π键数目NA
【变式7-1】(2025·海南·一模)设为阿伏加德罗常数,下列有关说法错误的是
A.5.6gFe与足量的硫单质反应,转移的电子数为0.2NA
B.常温常压下,中含有的Si—O键数目为
C.常温常压下92g的NO2和N2O4混合气体含有的氧原子数为4NA
D.含2molH2SO4的浓硫酸与足量的铜在加热的条件下反应,生成NA个气体分子
【变式7-2】(2025·湖北襄阳·三模)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.,每生成5 mol CO2转移的电子数为10NA
B.用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为NA时,阳极溶解的Cu小于32 g
C.常温下,1 L pH=5的NH4Cl溶液中,水电离出的OH-数为10-5NA
D.1 L浓度为0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,阴离子数大于0.1NA
【变式7-3】(2025·浙江·二模)为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.4.6g金属钠与足量的水反应,转移的电子总数为
B.标准状况下,中含有键的数目为
C.溶液中和的总数小于
D.常温常压下,3.0g含甲醛的甲酸甲酯中含有的原子总数为
题型08 阿伏加德罗常数与隐含的条件或反应
此角度是考生最易失分的点,因反应过程“隐含”着特殊情况,稍不留神就会掉入命题人设计的陷阱,常涉及的命题范围有:含有特殊的条件要求(如MnO2与浓盐酸的反应);含有特殊的转化关系(如N2与H2的反应为可逆反应不能进行到底);具有特殊结构物质的混合(如一定量的乙炔与苯的混合物)。
【解题通法】
(1)可逆反应:
2SO2+O22SO3;2NO2N2O4;N2+3H22NH3;Cl2+H2OH++Cl-+HClO;H2+I22HI;NH3+H2ONH3·H2O等。判断生成分子的数目、反应中转移电子的数目等,要考虑可逆反应不能进行到底。
(2)弱电解质溶液中各种粒子的数目和浓度。如1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中CH3COO-的数目不能确定。
(3)发生水解的盐溶液中各种粒子的数目和浓度。如1 L 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中的数目不能具体确定。
(4)某些反应在反应过程中由于溶液浓度发生变化会造成反应发生改变或停止,此类反应在判断转移电子数目、物质的量的变化时均要考虑反应的改变。如MnO2与浓盐酸反应,Cu与浓H2SO4反应,Zn与浓H2SO4反应,Cu与浓硝酸反应。
【例8】(2025·广东深圳·二模)设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.标准状况下,1.12L中含有的电子数为
B.溶液中含有的数目为
C.7.1g完全溶解于水,转移电子数为
D.常温常压下,2.8g乙烯与环丙烷的混合气体中含有的原子数为
【变式8-1】(2025·吉林长春·一模)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.分别与足量氯气和硫完全反应时转移的电子数均为
B.中含有的阴、阳离子数共
C.醋酸铵溶液呈中性,则的醋酸铵溶液中数为
D.中键数为
【变式8-2】(2025·辽宁·一模)设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的有几项
①的溶液中的数目小于
②化合物中离子键百分数:
③与足量水反应,所得溶液中的数目为
④1.45g熟石膏中的钙离子数目大于
⑤晶体中含离子数目为
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【变式8-3】(2025·四川成都·一模)工业制备硫酸流程如下,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol中S原子的价层电子对数为
B.足量Y与32gO2充分反应,生成M的分子数为
C.黄铁矿与足量O2反应,生成1molY,转移电子数为
D.标准状况下,2.24LM所含的原子数为
题型09 阿伏加德罗常数与溶液中微粒数目
此角度主要考查电解质在溶液中的存在形式,绝大多数需要利用公式cV=n进行解题,其具体的表现形式为弱酸溶液中所含的H+数目,弱碱溶液中所含的OH-数目;强酸弱碱盐溶液中所含的阳离子数,强碱弱酸盐溶液中所含弱酸根的离子数等。
【解题通法】
(1)看清题目中是否指明溶液的体积。如在pH=13的NaOH溶液中,因溶液体积未知而无法求算其中OH-的数目。
(2)看清溶液中是否有“弱粒子”。即是否存在弱电解质或易水解的“弱粒子”。如1 L 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液或1 L 0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中CH3COO-的数目均小于0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)看清是单一电解质溶液还是多种电解质的混合溶液。若为混合溶液,有时要借助电荷守恒规律来计算某种离子的物质的量及数目。
【例9】(2025·天津和平·二模)是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温下,的溶液中含的数目为
B.由乙烯和丙烯组成的混合气体中含有个原子
C.与在光照下反应生成的分子数为
D.电解精炼铜时,若转移了个电子,则阳极溶解铜
【变式9-1】(2025·黑龙江哈尔滨·二模)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,11.2L Cl2溶于水,溶液中、和HClO的微粒数目之和为NA
B.12g石墨中含有的碳碳单键数目为2NA
C.常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2mol O2,转移电子的数目为0.4NA
D.1mol Cl2与足量消石灰反应转移的电子数为2NA
【变式9-2】(2025·河北衡水·一模)已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.向溶液通氨气至中性,铵根离子数小于
B.常温常压下,甲烷所含的中子数为
C.与完全反应生成氯化氢和次溴酸,转移的电子的物质的量为
D.冶炼镁时,标准状况下阳极生成气体时,转移电子数为
【变式9-3】(2025·黑龙江辽宁·一模)表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.pH为12的溶液中含有的数目为
B.含的浓硫酸与足量铜反应,生成的分子数为
C.4.6g由和组成的混合气体中含有的原子总数为
D.2.3g Na与完全反应,反应中转移的电子数介于和之间
题型10 阿伏加德罗常数的综合考查
阿伏加德罗常数是高频考点,其解题核心在于审题严谨,识别陷阱。
1.看状态:气体物质才适用22.4 L/mol(标准状况),注意常温常压下是否为气态(如H₂O、SO₃、醇等非气态)。
2.算数目:计算微粒(分子、原子、离子、电子、质子、化学键)数目时,需明确物质结构(如SiO₂、CH₄、P₄中的共价键数)。
3.辨变化:判断是否涉及水解、电离、可逆反应或反应转移电子数,这类过程通常不能进行到底,粒子数小于理论值。
4.查特殊:注意稀有气体、臭氧(O₃)、白磷(P₄)等特殊物质的组成。
总之,需结合物质状态、存在条件、物质结构、反应特点进行综合分析,方能准确判断。
【例10】(2025·黑龙江·二模)汽车安全气囊中的叠氮化钠制备原理为,其中结构及化合价示意如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是
A.中含有的大键数目为
B.标准状况下,含有的质子数目为
C.溶于水形成100mL溶液,含有的数目为
D.反应每生成,转移电子数目为
【变式10-1】(2025·四川·二模)氮及其化合物部分转化关系如图所示(反应条件及部分生成物略去)。
设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①中,消耗时,形成的N—H键数为
B.反应②中,生成1molNO时,转移的电子数为
C.反应③中,消耗1molNO时,体系中的分子数为
D.反应④中,得到溶液时,溶液中的H原子数为
【变式10-2】(2025·甘肃白银·二模)我国科研工作者开发了一种空腔串联反应器,为电催化还原提供了一种可行的转化方案,其原理如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中所含质子数和中子数均为
B.将通入水中得到的溶液中含有的分子数为
C.途径1所得产物的物质的量之比为时,形成的共价键数目为
D.途径2生成标准状况下时,反应转移的电子数为
【变式10-3】(2025·福建厦门·一模)我国科学家利用(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(简称PHAC)制备Co(N5)2(H2O)4·4H2O,其过程及部分结构示意如图。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.32gCH3OH中的质子数为14NA
B.1molPHAC中sp2杂化的原子数为33NA
C.1molCo(NO3)2·6H2O中含有键数为12NA
D.1molCo(N5)2(H2O)4·4H2O参与形成大键的电子数为12NA
1. (2025·河北卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 18gH2O晶体内氢键的数目为2NA
B. 1L1mol·L-1的NaF溶液中阳离子总数为NA
C. 28g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为2NA
D. 铅酸蓄电池负极增重96g,理论上转移电子数为2NA
2. (2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
3. (2025·云南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4L CH4中原子的数目为5NA
B. 1mol18O所含中子的数目为10NA
C. 28g Fe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA
D. 盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA
4. (2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的中子数,比的多2NA
B. 与水蒸气完全反应,生成的数目为2NA
C. 在的溶液中,的数目为0.1NA
D. 标准状况下的与足量反应,形成的共价键数目为2NA
5.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺()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广泛用子药品、香料等的合成。已知时,,,。
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,和Y混合气体中氧原子数为
B. 溶液中和数均为
C. 完全转化为时,转移的电子数为
D. 中含有的价电子总数为
6.(2024·河北卷)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中键的数目为
B. 晶体中离子的数目为
C. 溶液中的数目为
D. 该反应中每转移电子生成的数目为
7.(2024·辽宁卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
8.(2024·广东卷)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有键的数目为
B. 溶液中含的数目为
C. 和的混合气体含有的分子数目为
D. 与反应生成,转移电子数目为
9. 我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下),制得的[N=C=N]2﹣离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
15N2+C(石墨)+2LiHLi2[15NC15N]+H2
A. 22.4L15N2含有的中子数为16NA B. 12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C. 1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NA D. 生成1mol H2时,总反应转移的电子数为6NA
10. (2024·海南卷)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 超重水()所含的电子数目为
B. 溶液中的数目为
C. 过量C与充分反应转移电子数目为
D. 与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
11.(2024·贵州卷)二氧化氯可用于自来水消毒。实验室用草酸和制取的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的中子数为
B. 每生成,转移电子数为
C. 溶液中含有的数目为
D. 标准状况下,中含键数目为
12.(2025·河北邯郸·三模)用处理废水中的反应:,是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中σ键的数目为
B.中含有的中子数为
C.含的废水中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
13.(2025·江西萍乡·二模)利用离子化合物水解可制备石墨,其反应原理如下:,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.每形成键,该反应转移个电子
B.固体中含有的离子总数为
C.标况下中含有的中子数为
D.(石墨,s)中未杂化的轨道中含有的电子数为
14.(2025·河北沧州·一模)在水中溶解度很小,但可以缓慢发生水解反应:。为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A.键角:
B.中含有的价电子总数为
C.中含有的中子数为
D.该反应每生成,转移电子数为
15.(2025·辽宁·二模)氯及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中,氯原子数目为
B.溶液中,数目大于
C.反应①中每生成,转移电子数为
D.若反应②消耗,溶液中和数目之和为
16.(2025·广东惠州·一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。CO2与H2在一定条件下可制备HCHO、HCOOH等有机物,下列说法正确的是
A.2 g H2含有的质子数为2NA
B.标准状况下,11.2 L CO2含有的π键数目为0.5NA
C.1 L 0.1 mol·L⁻¹的HCOOH溶液中H⁺的数目为0.1NA
D.0.1 mol HCHO与HCOOH的混合物,氧原子的数目为0.2NA
17.(2025·福建莆田·二模)肼(N2H4)可用作火箭的燃料,其制备方法之一:。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1.8g H2O含有的中子数为NA
B.0.1mol N2H4的共用电子对数为0.6NA
C.25℃,pH=9的NaClO溶液中水电离出的H+数目为1×10-9NA
D.每消耗11.2L NH3(已折算为标准状况),转移的电子数为0.5NA
阅读下列资料:
可用于自来水消毒。实验室用和制取的反应为。
完成18小题。
18.(2025·安徽·蚌埠第二次质检)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.固体中含有氯离子的数目为
B.每生成,转移电子的数目为
C.分子中含有键的数目为
D.的硫酸溶液中含有的数目为
19.(2025·辽宁·二模)橄榄、虾米、香菜中均含有丰富的氯元素,氯及其化合物的转化关系如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的质子数为
B.理论上反应①中每消耗,生成的分子数为
C.晶体中,含有的数目为
D.反应②中每有参加反应,转移电子数为
20.(2025·河南·一模)在无水乙醇中加入少量的金属钠,发生反应2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa + H2↑,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列描述不正确的是
A.标况下,1mol亚甲基-CH2-含有的电子数目8NA
B.常温常压下(Vm=24.5L/mol),生成4.9L氢气,反应转移电子数目0.4NA
C.无水乙醇中,极性键与非极性键数目之比7:1
D.68gCH3CH2ONa溶于水形成1L溶液,此时溶液中c(CH3CH2O-)=0.1mol/L
21.(2025·河南·二模)实验室用草酸(H2C2O4)滴定酸性KMnO4溶液的化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.1 mol中含有中子的数目为1.2NA
B.上述实验中每生成44 g CO2,理论上转移电子的数目为2.0NA
C.0.1 mol/L H2SO4溶液中含有H+的数目为0.2NA
D. 90 g H2C2O4中含有σ键的数目为5.0NA
22.(2025·陕西咸阳·二模)工业制取保险粉的总化学方程式为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.中含有键的数目为
B.每生成,转移的电子数为
C.标准状况下,中含共用电子对的数目为
D.常温下,水中含有的分子数约为
23.(2025·安徽·二模)设是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中,中子数与质子数之差为
B.完全转化为时,转移的电子数为
C.标准状况下,和混合气体中氧原子数为
D.溶液中数小于
24.(2025·辽宁葫芦岛·二模)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.1mol 中S的价层电子对数为
B.标准状况下,2.24L 完全溶于水,转移电子总数为
C.0.1mol 与足量硝酸银溶液反应,生成AgCl的物质的量为
D.0.1mol环氧乙烷()中所含键数为
25.(2025·贵州贵阳·二模)由Cl2制备Cl2O的化学方程式为:,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温下,22.4 L Cl2O中原子总数为3NA
B.2 mol号中的价层电子对数目为6NA
C.当有14.2 g Cl2被还原时,转移电子数为0.2NA
D.溶液中的数目等于0.1NA
26.(2025·江西上饶·二模)科学家开发了以和为原料高效制备的方法:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,中含有键数为
B.常温常压下含有的原子数为
C.中心原子的孤电子对数为
D.上述反应生成时,转移电子数为
27.(2025·辽宁沈阳·二模)利用生石灰和过量焦炭制备乙炔的一种流程如下图。设为阿伏加德罗常数的值,
下列说法中正确的是
A.反应①每生成,转移电子数目为
B.中含有的离子数为
C.标准状况下,中含有中子数为
D.反应②中,每消耗,产物中含有的氧原子数为
28.(2025·河北秦皇岛·一模)过二硫酸钾是工业上一种重要的消毒剂和织物漂白剂,可通过电解溶液制备。在下能发生分解反应:(未配平),设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.含有的价层电子总数为
B.含有的原子总数为
C.在标准状况下,含有的分子总数为
D.溶液中含有的离子数目为
29.(2025·江西·一模)CrO5(Cr的化合价为+6)在酸性溶液中不稳定,容易分解,化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法中错误的是
A.1 mol CrO5含过氧键的数目为2NA
B.3.2 g O2中含有的价电子数为1.2NA
C.生成标准状况下11.2 LO2,反应中转移电子数目为NA
D.上述反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为7:4
30.(2025·广东广州·一模)二氧化氯可用于自来水消毒。实验室用草酸和制取的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有的质子数为
B.草酸分子中含键数目为
C.每生成,转移的电子数为
D.溶液中含有的数目为
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