内容正文:
专题08 阿伏加德罗常数的陷阱
1.掌握Nₐ的定义与四个核心计算公式(n=N/Nₐ、n=m/M、n=V/Vₘ、n=cV);
2.识别六大典型命题陷阱及破解逻辑;
3.精准辨析选项中隐含的陷阱条件;
4.提升定量计算与逻辑推理能力。
一、有关阿伏加德罗常数NA的计算
1.“Vm=22.4 L·mol-1”及NA的计算
(1)非标准状况下的气体、标准状况(0 ℃,101 kPa)下的非气体均不能用Vm=22.4 L·mol-1计算物质的量。
(2)常考物质在标准状况下的状态:H2O、HF、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH、碳原子数大于4的烃(新戊烷除外)等均为液体;SO3为固体。
2.物质的组成与结构及NA的计算
(1)熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、质子、中子、电子)的数目,常见的特殊物质有氩气(Ar)、D2O、O3、P4(白磷)、Na2O2等。
(2)记住最简式相同的物质,明确微粒数目的特点,如O2和O3、NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
(3)记住物质中所含化学键的数目,白磷(P4,分子结构为)、SiO2中含Si—O键、金刚石(或石墨)中1 mol C中含C—C键等。
(4)羟基(—OH)与氢氧根离子(OH-)所含质子、电子或原子数目。
(5)一定物质的量的有机物中共价键的数目(苯环、萘环中无碳碳双键),例如,CnH2n+2中共价键数目为3n+1。
3.氧化还原反应及NA的计算
(1)常考氧化还原反应中转移的电子数(其他物质均过量)如下表:
反应
物质
转移电子数目
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
S+Cu
1 mol S
2NA
1 mol Cu
NA
(2)其他与量、浓度有关的关系
①与量有关:足量/不足量Fe与稀硝酸、足量/不足量Fe与浓硫酸反应类;
②浓稀有关:MnO2与浓盐酸反应,Cu与浓H2SO4反应,Cu与浓硝酸反应,均需要考虑浓度的降低对反应的影响,从而判断对转移电子数目的影响。
4.可逆反应及NA的计算
在“NA”应用中,高考常考的可逆反应如下:
(1)2SO2+O22SO3;
(2)2NO2N2O4;
(3)N2+3H22NH3;
(4)Cl2+H2OHCl+HClO;
(5)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-。
5.电解质溶液中粒子数目及NA的计算
(1)溶液中是否有“弱粒子”,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
(2)题目中是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
二、阿伏加德罗常数六大陷阱系统突破
1、气体摩尔体积的适用“对象及条件”设陷
此角度通常在标准状况下气体摩尔体积具体应用的易错点上组织命题,有时候虽满足标准状况的使用条件,但不满足是气体;有时候满足是气体的条件,但不满足在标准状况下。
【破题技巧】抓“两看”,突破陷阱
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(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体]。
2、设置与计算无关的一些干扰条件
题目常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断。
【破题技巧】排“干扰”,突破陷阱
解题时要注意两点:①物质的量或质量与物质所处状况无关;②物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3、忽视常见物质的结构特点
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)。
【破题技巧】牢记“结构特点”,突破陷阱:
(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,理清整体与部分的关系。
(2)记最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,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,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
(5)记Na2O2中O2为一个阴离子。
(6)记物质的特殊结构,如白磷、SiO2、苯等
(7)记特殊物质的组成,如He、Ne为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。
4、常在电子转移数目上设陷
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)。
【破题技巧】抓“反应”,突破陷阱
电子转移(得失)数目的问题分析,要做到“六注意”:
一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 mol电子;
二要注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而与足量硝酸反应转移3 mol电子;
三要注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同。
四要注意可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
五要注意可涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
六要注意粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
5、常在电解质溶液中微粒数目上设陷
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。
【破题技巧】注意“五看”,突破陷阱
一看:溶液中是否有弱酸、弱碱离子的水解
二看:溶液中是否有弱电解质的电离,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
三看:是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
四看:是否为可逆反应
五看: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-1,与电解质组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质组成有关。
特别注意: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。
6、忽视“特殊条件”或“隐含反应”
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)。
【破题技巧】树立“平衡观念”,突破陷阱
要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱。
(1)反应为可逆反应,反应物不能完全转化,如
合成氨N2+3H22NH3
(2)有些物质常温常压下就以聚合分子形式存在。比如2NO2N2O4,2HF(HF)2。
(3)有些反应浓度不一样,反应就不一样。如铜与硝酸的反应、铜与浓硫酸的反应、二氧化锰与浓盐酸的反应。
(4)有些反应反应物的用量不一样,反应就不一样。如二氧化碳与碱的反应,碳酸钠与盐酸的反应,石灰水与碳酸氢钠的反应等。
三、阿伏加德罗常数类试题解题模板
1.初步分析:首先从以下八个方面对选项做出初步判断:
①物质状态②有浓度无体积③溶剂粒子④胶体粒子⑤粒子的水解、电离⑥可逆反应⑦浓度变化 ⑧特殊结构
2.定量思维:根据转换关系确定粒子具体数目:
3.答题:在排除干扰,细致计算的基础上,利用掌握知识,迅速作出判断。
四、误区点拨
1.要特别注意单位“L”的陷阱。如果见到题中出现单位“L”,一定要细查三个陷阱:“是否标况、是否气体、最后检查数值对否”。而其它单位如“g”,则不必考虑上述问题,常考热点是:在标况时,苯、戊烷、溴、SO3、H2O、CCl4、CHCl3、CH2Cl2、HF、NO2不是气,而HCHO、SO2、C4H10等为气态。
2.要特别注意题目中设置与计算无关的一些干扰条件,题目常常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断。要注意物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受“温度、压强”外界条件的影响。
3.要注意溶液的陷阱。如果见到题中考查的对象是溶液,一定要细查三个陷阱:“是否给出溶液体积、是否考虑水的量、都需考虑哪些平衡”。所以判断电解质溶液中粒子数目时注意“三看”:①是否存在弱电解质的电离或盐类水解。②已知浓度,是否指明体积,是否能用公式“n=cV”计算。③在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水。
4.要注意化学反应过程中的陷阱。如果见到题中考查的对象是化学反应,一定要细查三个陷阱:“是否是可逆反应、是否有条件变化、是谁真正得失电子”。常考热点是:教材中常见的可逆反应、自身氧化还原反应,以及浓HSO4、HCl、HNO3在反应过程中浓度变稀等。电子转移得失数目的问题分析,要做到“三注意”:一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 mol电子;二要注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而与足量硝酸反应转移3 mol电子;三要注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同;四要注意可逆反应,反应物不能完全转化。
5.要注意物质结构中的陷阱。如果遇到题考查的对象是关于物质的微观结构,一定细查三个陷阱:“是求什么粒子、是求什么键、是否最简式相同”。常考热点是:求质子数、中子数、电子数、最外层电子数、离子数比、共价健数等。当两种混合物最简式相同时,可以设定最简式为一种“基团”,然后计算“基团的物质的量,从而简化计算过程和难度。
①要记住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,理清整体与部分的关系。
②要记住最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
③要记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
④要记住物质中所含化学键的数目,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
题型01 考查Vm的适用条件NA的正误判断
【典例】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,含有的分子数为
B.标准状况下,22.4 L 乙醇可与1mol Na反应,生成11.2 L H2
C.标准状况下, 与1.12 L O2充分反应,生成的 SO3分子数目为
D.22.4LCO与的混合气体含有C原子的数目为
【变式】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4L苯(C6H6)中含有的碳原子数为6NA
B.常温常压下,22.4 L H2O的物质的量为1 mol
C.标准状况下,2.24 L SO3分子数为0.1NA
D.标准状况下,22.4L中含有的原子总数为
【思维建模】抓“两看”,突破陷阱
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(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体]。
题型02 考查有关物质的组成和结构NA的正误判断
【典例】设为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.17g羟基(-OH)中含有电子数为
B.18 g水中含有的中子数为1.8NA
C.1mol由和组成的混合物中阴离子数为
D.中,含有离子总数为0.4
【变式】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.7.8 g Na2O2中含阴离子数为0.1NA
B.18g D2O中含有的电子数为9 NA
C.常温下,34gNH3含有3NA 个共价键
D.所含的电子数相等
【思维建模】牢记“结构特点”,突破陷阱:
(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,理清整体与部分的关系。
(2)记最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,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,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
(5)记Na2O2中O2为一个阴离子。
(6)记物质的特殊结构,如白磷、SiO2、苯等
(7)记特殊物质的组成,如He、Ne为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。
题型03 考查溶液中粒子数NA的正误判断
【典例】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1L溶液中含有总数为
B. 溶液中含有数目为
C.0.1mol/L的硫酸铝溶液中含有的数目为
D.0.1mol/L的溶液中含的数目为
【变式】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1L0.1mol/LNaHSO4溶液中含0.1NA个HSO4-
B.1L0.5mol/LHNO3溶液中含有NO3-的数目为0.5NA
C.1molNH3溶于水,NH3·H2O的数目为NA
D.100mL0.1mol/L的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
【思维建模】注意“五看”,突破陷阱
一看:溶液中是否有弱酸、弱碱离子的水解
二看:溶液中是否有弱电解质的电离,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
三看:是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
四看:是否为可逆反应
五看: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-1,与电解质组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质组成有关。
特别注意: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。
题型04 考查物质变化的NA的正误判断
【典例】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.2.8LCO2与0.125molCa(OH)2恰好完全反应,生成12.5gCaCO3
B.加热条件下,1molCl2与足量Fe反应转移电子数目为3NA
C.1mol N2和3mol H2混合后充分反应,生成NH3分子数为2NA
D.1molCO2和NO2的混合物中含的氧原子数为2NA
【变式】设表示阿伏加德罗常数的值,下列表述正确的是
A.与足量反应生成的分子数目为
B.水所含的分子数为
C.在标准状况下,个分子的体积约为
D.溶液中含的数目为
【思维建模】抓“反应”,突破陷阱
电子转移(得失)数目的问题分析,要做到“六注意”:
一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 mol电子;
二要注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而与足量硝酸反应转移3 mol电子;
三要注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同。
四要注意可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
五要注意可涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
六要注意粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
【巩固训练】
1.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.在25℃时,的溶液中含有数且为0.02NA
B.过氧化钠与水反应,生成氧气时,转移的电子数为0.4NA
C.常温常压下,的和混合气体含有的原子数为6NA
D.与足量反应失去的电子数为2NA
2.(24-25高一上·甘肃酒泉·期末)设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.含有的电子数为9
B.的溶液中所含的数为
C.的所含的电子数为
D.所含的原子数为
3.(24-25高一下·浙江·期中)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.的固体中含有的阳离子总数为
B.标准状况下,所含分子数为
C.常温常压下,和的混合气体中原子总数为
D.足量的铜和含的浓硫酸充分反应,转移的电子数为
4.(24-25高一下·湖北武汉·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列关于73g氯化氢的说法正确的是
A.常温常压下的体积为44.8L B.含有原子的数目为2
C.含有电子的数目为36 D.溶于1L水中可配成2的盐酸
5.(24-25高一下·广西·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的分子数为
B.标准状况下,22.4L的的原子总数为
C.中含有的核外电子数为
D.与含的浓硫酸充分反应,生成的的分子数为
6.(24-25高一下·江苏苏州·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关Cl2参与或生成的反应说法正确的是
A.一定条件下,56gFe与1molCl2充分反应,转移电子数为3NA
B.1molCl2与水充分反应,转移电子数为2NA
C.MnO2与浓盐酸反应生成1molCl2,转移电子数为2NA
D.NaClO与浓盐酸反应生成1molCl2,转移电子数为2NA
7.(24-25高一下·广东深圳·期中)设表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.常温常压下,与CO的混合气体中含有的质子数为
B.铁粉与反应,转移的电子数为
C.标准状况下,所含的分子数为
D.的溶液中含有钠离子数目为
8.(24-25高一下·四川南充·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,由和组成的混合物中含有的原子数为
B.标准状况下,与氢氧化钠溶液完全反应,转移的电子数为
C.同温、同体积的条件下,等质量的和的压强之比为
D.溶液中含有的数目为
9.(24-25高一下·辽宁·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1molN2与足量的H2充分反应,生成NH3的分子数为
B.等物质的量的H2S和HCl,所含有的质子数均为
C.标准状况下,2.24LSO3的电子数为
D.56gFe与足量的S在加热时充分反应,生成1molFeS
10.(25-26高一·全国·月考)下列选项中所涉及的两个量一定相等的是
A.11.2LCl2与4.25gNH3所含有的原子数
B.18.0g重水(D2O)与20gNe所含有的电子数
C.标准状况下36g H2O与1.204×1024个O2分子所占的体积
D.等物质的量的Al分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应转移的电子数
【强化训练】
1.(24-25高一上·浙江温州·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.6.4g和混合气体中含有原子总数为
B.标准状况下,2.24L含有的共用电子对数为
C.5.6g铁粉与0.1mol充分反应,转移的电子数为
D.100mL的NaOH水溶液中含有氧原子数为
2.(24-25高一上·江苏盐城·期末)若NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是
A.常温常压下,18gH2O中含有的原子总数为3NA
B.1 L 0.5mol·L-1 Na2SO4溶液中,含有的氧原子总数为2NA
C.标准状况下,a L氧气和氮气的混合气中含有的原子数约为
D.4.8g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数为0.3NA
3.(24-25高一下·辽宁朝阳·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.与水反应每产生22.4L,生成的数为4
B.通常状况下,1mol由和组成的混合物的分子总数为
C.溶液中含有的O原子数目为0.3
D.将通入溶液中充分反应,转移的电子总数为2
4.(24-25高一下·吉林四平·期中)设为阿伏加德罗常数值。下列叙述正确的是
A.0.1mol由和组成的混合物中含氧原子的数目为
B.1mol炭和足量热浓硫酸反应可生成个CO分子
C.标准状况下,和的混合气体中分子数为
D.1mol硫与足量铁反应,转移个电子
5.(2025·广东深圳·三模)氯碱工业涉及、、NaOH、NaCl等物质。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.1mol NaCl固体中,含离子数为
B.的NaOH溶液中,含有氢原子数为
C.标准状况下,和的混合气体含有分子数目为
D.将与NaOH溶液反应制备消毒液,消耗转移电子数为
6.(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
7.(2022·河北·高考真题)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.3.9gNa2O2与足量水反应,转移电子个数为0.1NA
B.1.2gMg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子个数为0.1NA
C.2.7gAl与足量NaOH溶液反应,生成H2的个数为0.1NA
D.6.0gSiO2与足量NaOH溶液反应,所得溶液中SiO的个数为0.1NA
8.(2025·云南·高考真题)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中原子的数目为
B.所含中子的数目为
C.粉和足量S完全反应,转移电子的数目为
D.盐酸与足量反应,生成的数目为
9.(24-25高一上·山东威海·期末)设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的中子数为
B.溶液中含分子数为
C.将标准状况下和混合,混合气体含有的原子数为
D.含的浓盐酸和足量充分反应,转移电子数为
10.(2023·海南·高考真题)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为
B.5.6g铁粉与的HCl的溶液充分反应,产生的气体分子数目为
C.标准状况下,与充分反应,生成的分子数目为
D.完全溶于所得溶液,微粒数目为
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专题08 阿伏加德罗常数的陷阱
1.掌握Nₐ的定义与四个核心计算公式(n=N/Nₐ、n=m/M、n=V/Vₘ、n=cV);
2.识别六大典型命题陷阱及破解逻辑;
3.精准辨析选项中隐含的陷阱条件;
4.提升定量计算与逻辑推理能力。
一、有关阿伏加德罗常数NA的计算
1.“Vm=22.4 L·mol-1”及NA的计算
(1)非标准状况下的气体、标准状况(0 ℃,101 kPa)下的非气体均不能用Vm=22.4 L·mol-1计算物质的量。
(2)常考物质在标准状况下的状态:H2O、HF、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH、碳原子数大于4的烃(新戊烷除外)等均为液体;SO3为固体。
2.物质的组成与结构及NA的计算
(1)熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、质子、中子、电子)的数目,常见的特殊物质有氩气(Ar)、D2O、O3、P4(白磷)、Na2O2等。
(2)记住最简式相同的物质,明确微粒数目的特点,如O2和O3、NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
(3)记住物质中所含化学键的数目,白磷(P4,分子结构为)、SiO2中含Si—O键、金刚石(或石墨)中1 mol C中含C—C键等。
(4)羟基(—OH)与氢氧根离子(OH-)所含质子、电子或原子数目。
(5)一定物质的量的有机物中共价键的数目(苯环、萘环中无碳碳双键),例如,CnH2n+2中共价键数目为3n+1。
3.氧化还原反应及NA的计算
(1)常考氧化还原反应中转移的电子数(其他物质均过量)如下表:
反应
物质
转移电子数目
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
S+Cu
1 mol S
2NA
1 mol Cu
NA
(2)其他与量、浓度有关的关系
①与量有关:足量/不足量Fe与稀硝酸、足量/不足量Fe与浓硫酸反应类;
②浓稀有关:MnO2与浓盐酸反应,Cu与浓H2SO4反应,Cu与浓硝酸反应,均需要考虑浓度的降低对反应的影响,从而判断对转移电子数目的影响。
4.可逆反应及NA的计算
在“NA”应用中,高考常考的可逆反应如下:
(1)2SO2+O22SO3;
(2)2NO2N2O4;
(3)N2+3H22NH3;
(4)Cl2+H2OHCl+HClO;
(5)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-。
5.电解质溶液中粒子数目及NA的计算
(1)溶液中是否有“弱粒子”,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
(2)题目中是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
二、阿伏加德罗常数六大陷阱系统突破
1、气体摩尔体积的适用“对象及条件”设陷
此角度通常在标准状况下气体摩尔体积具体应用的易错点上组织命题,有时候虽满足标准状况的使用条件,但不满足是气体;有时候满足是气体的条件,但不满足在标准状况下。
【破题技巧】抓“两看”,突破陷阱
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(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体]。
2、设置与计算无关的一些干扰条件
题目常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断。
【破题技巧】排“干扰”,突破陷阱
解题时要注意两点:①物质的量或质量与物质所处状况无关;②物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3、忽视常见物质的结构特点
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)。
【破题技巧】牢记“结构特点”,突破陷阱:
(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,理清整体与部分的关系。
(2)记最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,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,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
(5)记Na2O2中O2为一个阴离子。
(6)记物质的特殊结构,如白磷、SiO2、苯等
(7)记特殊物质的组成,如He、Ne为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。
4、常在电子转移数目上设陷
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)。
【破题技巧】抓“反应”,突破陷阱
电子转移(得失)数目的问题分析,要做到“六注意”:
一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 mol电子;
二要注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而与足量硝酸反应转移3 mol电子;
三要注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同。
四要注意可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
五要注意可涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
六要注意粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
5、常在电解质溶液中微粒数目上设陷
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。
【破题技巧】注意“五看”,突破陷阱
一看:溶液中是否有弱酸、弱碱离子的水解
二看:溶液中是否有弱电解质的电离,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
三看:是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
四看:是否为可逆反应
五看: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-1,与电解质组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质组成有关。
特别注意: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。
6、忽视“特殊条件”或“隐含反应”
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)。
【破题技巧】树立“平衡观念”,突破陷阱
要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱。
(1)反应为可逆反应,反应物不能完全转化,如
合成氨N2+3H22NH3
(2)有些物质常温常压下就以聚合分子形式存在。比如2NO2N2O4,2HF(HF)2。
(3)有些反应浓度不一样,反应就不一样。如铜与硝酸的反应、铜与浓硫酸的反应、二氧化锰与浓盐酸的反应。
(4)有些反应反应物的用量不一样,反应就不一样。如二氧化碳与碱的反应,碳酸钠与盐酸的反应,石灰水与碳酸氢钠的反应等。
三、阿伏加德罗常数类试题解题模板
1.初步分析:首先从以下八个方面对选项做出初步判断:
①物质状态②有浓度无体积③溶剂粒子④胶体粒子⑤粒子的水解、电离⑥可逆反应⑦浓度变化 ⑧特殊结构
2.定量思维:根据转换关系确定粒子具体数目:
3.答题:在排除干扰,细致计算的基础上,利用掌握知识,迅速作出判断。
四、误区点拨
1.要特别注意单位“L”的陷阱。如果见到题中出现单位“L”,一定要细查三个陷阱:“是否标况、是否气体、最后检查数值对否”。而其它单位如“g”,则不必考虑上述问题,常考热点是:在标况时,苯、戊烷、溴、SO3、H2O、CCl4、CHCl3、CH2Cl2、HF、NO2不是气,而HCHO、SO2、C4H10等为气态。
2.要特别注意题目中设置与计算无关的一些干扰条件,题目常常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断。要注意物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受“温度、压强”外界条件的影响。
3.要注意溶液的陷阱。如果见到题中考查的对象是溶液,一定要细查三个陷阱:“是否给出溶液体积、是否考虑水的量、都需考虑哪些平衡”。所以判断电解质溶液中粒子数目时注意“三看”:①是否存在弱电解质的电离或盐类水解。②已知浓度,是否指明体积,是否能用公式“n=cV”计算。③在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水。
4.要注意化学反应过程中的陷阱。如果见到题中考查的对象是化学反应,一定要细查三个陷阱:“是否是可逆反应、是否有条件变化、是谁真正得失电子”。常考热点是:教材中常见的可逆反应、自身氧化还原反应,以及浓HSO4、HCl、HNO3在反应过程中浓度变稀等。电子转移得失数目的问题分析,要做到“三注意”:一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 mol电子;二要注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而与足量硝酸反应转移3 mol电子;三要注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同;四要注意可逆反应,反应物不能完全转化。
5.要注意物质结构中的陷阱。如果遇到题考查的对象是关于物质的微观结构,一定细查三个陷阱:“是求什么粒子、是求什么键、是否最简式相同”。常考热点是:求质子数、中子数、电子数、最外层电子数、离子数比、共价健数等。当两种混合物最简式相同时,可以设定最简式为一种“基团”,然后计算“基团的物质的量,从而简化计算过程和难度。
①要记住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,理清整体与部分的关系。
②要记住最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
③要记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
④要记住物质中所含化学键的数目,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
题型01 考查Vm的适用条件NA的正误判断
【典例】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,含有的分子数为
B.标准状况下,22.4 L 乙醇可与1mol Na反应,生成11.2 L H2
C.标准状况下, 与1.12 L O2充分反应,生成的 SO3分子数目为
D.22.4LCO与的混合气体含有C原子的数目为
【答案】A
【解析】A.标准状况下SO2为气体,2.24LSO2的分子数为,A正确;B.标准状况下乙醇为液体,22.4L乙醇的物质的量远大于1mol,且乙醇与Na反应生成H2的比例为2:1,前提错误,B错误;C.SO2与O2生成SO3为可逆反应,无法完全转化,生成的SO3分子数小于0.1NA,C错误;D.未说明气体是否处于标准状况,22.4L混合气体的物质的量无法确定,C原子数目无法计算,D错误;答案选A。
【变式】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4L苯(C6H6)中含有的碳原子数为6NA
B.常温常压下,22.4 L H2O的物质的量为1 mol
C.标准状况下,2.24 L SO3分子数为0.1NA
D.标准状况下,22.4L中含有的原子总数为
【答案】D
【解析】A.标准状况下苯为液体,无法用气体摩尔体积计算,A错误;B.常温常压下,H2O为液态,其体积与物质的量关系不符合气体摩尔体积(22.4L/mol),B错误;C.标准状况下SO3为非气态,无法计算分子数,C错误;D.标准状况下22.4L CH4为1mol,每个分子含5个原子,总原子数为5NA,D正确;答案选D。
【思维建模】抓“两看”,突破陷阱
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(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体]。
题型02 考查有关物质的组成和结构NA的正误判断
【典例】设为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.17g羟基(-OH)中含有电子数为
B.18 g水中含有的中子数为1.8NA
C.1mol由和组成的混合物中阴离子数为
D.中,含有离子总数为0.4
【答案】B
【解析】A.羟基(-OH)的摩尔质量为17g/mol,17g羟基的物质的量为1mol。每个羟基含9个电子(O原子8个,H原子1个),因此1mol羟基含9NA个电子,A正确;B.18 g水的物质的量为,含有的中子数为,B错误;C.Na2O2和Na2O中假设Na2O2为xmol、Na2O为(1-x)mol,则存在xmol和(1-x)molO2-,阴离子总是为1mol,C正确;D.六氟合铝酸钠由钠离子和构成,两者的个数比为3:1,中含有离子总数为0.4NA,D正确;答案选B。
【变式】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.7.8 g Na2O2中含阴离子数为0.1NA
B.18g D2O中含有的电子数为9 NA
C.常温下,34gNH3含有3NA 个共价键
D.所含的电子数相等
【答案】C
【解析】A.7.8 g Na2O2的物质的量为,含阴离子的数目为0.1NA,A正确;B.D2O的摩尔质量为20g/mol,18g物质的量为0.9mol,每个D2O含10个电子,总电子数为9NA,B正确;C.34g NH3物质的量为2mol,每个NH3含3个共价键,总共价键数为6 NA,C错误D.一个氨气分子含有10个电子;一个水分子含有10个电子;1个OH−含有10个电子,三者的电子数完全相等,D正确;答案选C。
【思维建模】牢记“结构特点”,突破陷阱:
(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,理清整体与部分的关系。
(2)记最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,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,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。
(5)记Na2O2中O2为一个阴离子。
(6)记物质的特殊结构,如白磷、SiO2、苯等
(7)记特殊物质的组成,如He、Ne为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。
题型03 考查溶液中粒子数NA的正误判断
【典例】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1L溶液中含有总数为
B. 溶液中含有数目为
C.0.1mol/L的硫酸铝溶液中含有的数目为
D.0.1mol/L的溶液中含的数目为
【答案】A
【解析】A.NH4Cl为强酸弱碱盐,Cl-完全电离,1L 1mol/L溶液中Cl-物质的量为1mol,数目为NA,A正确;B.未给出溶液体积,无法计算Na+的具体数目,B错误;C.未给出溶液体积,无法计算SO42-的物质的量,C错误;D.未提供溶液体积,无法计算Cl-的具体数目,D错误;故选A。
【变式】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1L0.1mol/LNaHSO4溶液中含0.1NA个HSO4-
B.1L0.5mol/LHNO3溶液中含有NO3-的数目为0.5NA
C.1molNH3溶于水,NH3·H2O的数目为NA
D.100mL0.1mol/L的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
【答案】B
【解析】A.NaHSO4在水溶液中完全离解为Na+、H+和SO42-,不存在HSO4-,A错误;B.1L0.5mol/LHNO3溶液中含0.5molHNO3,HNO3是强电解质,全部电离,含有0.5molNO3-,NO3-的数目为0.5NA,B正确;C.NH3溶于水部分转化为NH3·H2O,但存在可逆平衡,NH3·H2O的数目小于NA,C错误;D.NaOH溶液中氧原子来自NaOH和水,但水的氧原子数目无法确定,题干未说明忽略水的影响,故无法计算总氧原子数,D错误;答案选B。
【思维建模】注意“五看”,突破陷阱
一看:溶液中是否有弱酸、弱碱离子的水解
二看:溶液中是否有弱电解质的电离,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1 的乙酸或1 L 1 mol·L-1 乙酸钠溶液中CH3COO-数目均小于NA。
三看:是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
四看:是否为可逆反应
五看: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-1,与电解质组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质组成有关。
特别注意: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。
题型04 考查物质变化的NA的正误判断
【典例】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.2.8LCO2与0.125molCa(OH)2恰好完全反应,生成12.5gCaCO3
B.加热条件下,1molCl2与足量Fe反应转移电子数目为3NA
C.1mol N2和3mol H2混合后充分反应,生成NH3分子数为2NA
D.1molCO2和NO2的混合物中含的氧原子数为2NA
【答案】D
【解析】A.未说明CO2是否处于标准状况,无法确定其物质的量,无法判断反应产物质量,A错误;B.1mol Cl2与Fe反应时,Cl2被还原为Cl-,1mol Cl2转移2mol电子,故转移电子数目为2NA,B错误;C.合成氨反应是可逆反应,1mol N2和3mol H2无法完全转化为2mol NH3,实际生成量小于2NA,C错误;D.l分子CO2和NO2均含有2个氧原子,则1molCO2和NO2的混合物中含的氧原子数为2NA,D正确;故选D。
【变式】设表示阿伏加德罗常数的值,下列表述正确的是
A.与足量反应生成的分子数目为
B.水所含的分子数为
C.在标准状况下,个分子的体积约为
D.溶液中含的数目为
【答案】B
【解析】A.钠与水发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,故2.3g钠即0.1mol钠与水反应生成0.05NA个氢气,A错误;
B.5.4g水的物质的量为=0.3mol,故分子数为,B正确;
C.在标准状况下,水不是气体,无法使用气体摩尔体积计算体积,C错误;
D.溶液的体积未知,无法计算其物质的量,D错误;
故选B。
【思维建模】抓“反应”,突破陷阱
电子转移(得失)数目的问题分析,要做到“六注意”:
一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1 mol Cl2转移1 mol电子;
二要注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而与足量硝酸反应转移3 mol电子;
三要注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同。
四要注意可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
五要注意可涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
六要注意粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
【巩固训练】
1.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.在25℃时,的溶液中含有数且为0.02NA
B.过氧化钠与水反应,生成氧气时,转移的电子数为0.4NA
C.常温常压下,的和混合气体含有的原子数为6NA
D.与足量反应失去的电子数为2NA
【答案】C
【解析】A.未给出溶液体积,无法计算OH⁻的数目,A错误;B.过氧化钠与水反应生成0.1mol O2时,转移的电子数为0.2NA(每mol O2转移2mol电子),B错误;C.二氧化氮和四氧化二氮的最简式相同,都为NO2,则92g NO2中含有的原子个数为×3×NAmol—1=6NA,C正确;D.56g Fe(1mol)与Cl2反应生成Fe3+,失去3mol电子,电子数为3NA,D错误;故选C。
2.(24-25高一上·甘肃酒泉·期末)设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.含有的电子数为9
B.的溶液中所含的数为
C.的所含的电子数为
D.所含的原子数为
【答案】D
【解析】A.OH⁻的摩尔质量为17g/mol,17g即1mol。每个OH⁻含10个电子,总电子数为10,A错误;B.未提供溶液体积,无法计算Na⁺的物质的量,B错误;C.未指明标准状况,11.2L O2的物质的量不确定,无法计算电子数,C错误;D.Na2CO3的摩尔质量为106g/mol,10.6g即0.1mol,每个分子含3个O原子,总O原子数为0.3,D正确;故选D。
3.(24-25高一下·浙江·期中)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.的固体中含有的阳离子总数为
B.标准状况下,所含分子数为
C.常温常压下,和的混合气体中原子总数为
D.足量的铜和含的浓硫酸充分反应,转移的电子数为
【答案】C
【解析】A.NaHSO4固体中阳离子只有Na+,0.5mol NaHSO4含0.5mol Na+,阳离子总数为0.5NA,A错误;B.标准状况下SO3为固体,无法用气体摩尔体积计算分子数,B错误;C.NO2和N2O4的最简式均为NO2,23g混合物中n(NO2)=23/46=0.5mol,总原子数为0.5×3NA=1.5NA,C正确;D.浓硫酸与Cu反应时浓度降低会停止,2mol H2SO4不能完全反应,转移电子数小于2NA,D错误;故选C。
4.(24-25高一下·湖北武汉·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列关于73g氯化氢的说法正确的是
A.常温常压下的体积为44.8L B.含有原子的数目为2
C.含有电子的数目为36 D.溶于1L水中可配成2的盐酸
【答案】C
【解析】A.73g氯化氢的物质的量为2 mol,在标准状况下的体积为44.8L,标准状况不是常温常压,A项错误;
B.1个HCl分子中含有2个原子,故73g氯化氢含有原子的数目为4,B项错误;
C.1个HCl分子中含有18个电子,故73g氯化氢含有电子的数目为36,C项正确;
D.2mol HCl溶于1L水后,所配成的溶液体积不是1L,无法得到2的盐酸,D项错误;
故选C。
5.(24-25高一下·广西·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的分子数为
B.标准状况下,22.4L的的原子总数为
C.中含有的核外电子数为
D.与含的浓硫酸充分反应,生成的的分子数为
【答案】C
【解析】A.未指明气体是否处于标准状况,无法确定11.2 L Cl2的物质的量,A错误;B.标准状况下H2O不呈气态,不能用气体摩尔体积计算原子数,B错误;C.24 g Mg2+的物质的量为1 mol,每个Mg2+含10个电子,核外电子总数为10NA,C正确;D.浓硫酸与Cu反应时,随浓度降低反应停止,生成的SO2分子数小于NA,D错误;故选C。
6.(24-25高一下·江苏苏州·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关Cl2参与或生成的反应说法正确的是
A.一定条件下,56gFe与1molCl2充分反应,转移电子数为3NA
B.1molCl2与水充分反应,转移电子数为2NA
C.MnO2与浓盐酸反应生成1molCl2,转移电子数为2NA
D.NaClO与浓盐酸反应生成1molCl2,转移电子数为2NA
【答案】C
【解析】A.56g Fe为1mol,与1mol Cl2反应时,Cl2不足量,按比例2Fe + 3Cl2 =2FeCl3,1mol Cl2仅消耗,转移电子数为(2NA),而非3NA,A错误;B.Cl2与水的反应为歧化反应:Cl2+ H2O ⇌ HClO + HCl,1mol Cl2中部分Cl被氧化和还原,实际转移电子数为1NA,且反应可逆无法完全进行,B错误;C.MnO2与浓盐酸反应:,每生成1mol Cl2需2mol Cl⁻被氧化,转移2mol电子(2NA),C正确;D.NaClO与浓盐酸反应:ClO⁻ + 2H⁺ + Cl⁻ = Cl2↑ + H2O,ClO⁻中的Cl(+1→0)得1e⁻,Cl⁻中的Cl(-1→0)失1e⁻,每生成1mol Cl2转移1mol电子(NA),D错误;故选C。
7.(24-25高一下·广东深圳·期中)设表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.常温常压下,与CO的混合气体中含有的质子数为
B.铁粉与反应,转移的电子数为
C.标准状况下,所含的分子数为
D.的溶液中含有钠离子数目为
【答案】A
【解析】A.N2与CO的摩尔质量均为28g/mol,且N2和CO所含质子数均为14,故常温常压下,与CO的混合气体为1mol,含有的质子数为,A正确;
B.根据反应,铁粉与反应,Cl2有剩余,Fe完全反应,按照Fe物质的量进行计算,,0.1molFe参加反应,转移0.3mol电子,转移的电子数为,B错误;
C.标况下H2O是液体,不可使用气体摩尔体积公式计算,C错误;
D.溶液体积未知,无法计算的溶液中含有钠离子数目,D错误;
答案选A。
8.(24-25高一下·四川南充·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,由和组成的混合物中含有的原子数为
B.标准状况下,与氢氧化钠溶液完全反应,转移的电子数为
C.同温、同体积的条件下,等质量的和的压强之比为
D.溶液中含有的数目为
【答案】A
【解析】A.和均只由O原子组成,混合物的质量即为O原子的质量,含氧原子的数目为,故A正确;
B.与NaOH反应生成NaCl和NaClO,1mol反应转移1mol电子,为0.1mol,转移的电子数为,故B错误;
C.等质量的和的物质的量之比为,同温、同体积的条件下,压强之比等于气体物质的量之比,故C错误;
D.溶液体积未知,不能确定离子数目,故D错误;
故选:A。
9.(24-25高一下·辽宁·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1molN2与足量的H2充分反应,生成NH3的分子数为
B.等物质的量的H2S和HCl,所含有的质子数均为
C.标准状况下,2.24LSO3的电子数为
D.56gFe与足量的S在加热时充分反应,生成1molFeS
【答案】D
【解析】A.与的反应属于可逆反应,不能反应完全,所以与足量的充分反应,生成的分子数小于,A错误;B.1个的质子数为18,1个HCl的质子数为18,等物质的量的和HCl只能证明二者所含质子数相等,但无具体的物质的量数值,无法确定具体的质子数是多少,B错误;C.在标准状况下时为固态,无法用气体摩尔体积进行计算,C错误;D.S的氧化能力较弱,只能将Fe氧化为亚铁:,则56gFe与足量的S在加热时充分反应,生成1molFeS,D正确;故答案为:D。
10.(25-26高一·全国·月考)下列选项中所涉及的两个量一定相等的是
A.11.2LCl2与4.25gNH3所含有的原子数
B.18.0g重水(D2O)与20gNe所含有的电子数
C.标准状况下36g H2O与1.204×1024个O2分子所占的体积
D.等物质的量的Al分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应转移的电子数
【答案】D
【解析】A.Cl2未指明状态,无法确定原子数;NH3的原子数为=1mol,两者不一定相等,A错误;B.18.0g D2O含9mol电子,20g Ne含10mol电子,电子数不等,B错误;C.标准状况下H2O为液态,体积远小于O2气体体积,C错误;D.1个Al原子与酸或碱反应均失去3e⁻个电子,转移电子数相等,D正确;故选D。
【强化训练】
1.(24-25高一上·浙江温州·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.6.4g和混合气体中含有原子总数为
B.标准状况下,2.24L含有的共用电子对数为
C.5.6g铁粉与0.1mol充分反应,转移的电子数为
D.100mL的NaOH水溶液中含有氧原子数为
【答案】A
【解析】A.O2和O3均由氧原子构成,6.4g混合气体中氧原子总物质的量为,对应原子数为,A项正确;B.标准状况下H2O为液态,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,共用电子对数目无法确定,B项错误;C.0.1mol Cl2最多得到0.2mol电子,而5.6g Fe可提供0.3mol电子,Cl2为限量试剂,实际转移电子数为,C项错误;D.NaOH溶液中氧原子包括NaOH和水中的氧,水中的氧远多于,D项错误;答案选A。
2.(24-25高一上·江苏盐城·期末)若NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是
A.常温常压下,18gH2O中含有的原子总数为3NA
B.1 L 0.5mol·L-1 Na2SO4溶液中,含有的氧原子总数为2NA
C.标准状况下,a L氧气和氮气的混合气中含有的原子数约为
D.4.8g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数为0.3NA
【答案】B
【解析】A.18g H2O的物质的量为=1mol,每个分子含3个原子,故原子总数为3NA,A正确;B.Na2SO4溶液中溶质含1L×0.5mol/L×1=0.5mol(含2mol O),但溶剂H2O中也含大量O原子,总O原子数大于2NA,B错误;C.标准状况下,a L混合气体物质的量为a/22.4mol,氧气和氮气均为双原子分子,总原子数为2×(a/22.4)NA = aNA/11.2,C正确;D.O2和O3混合物的总质量为4.8g,全部为O原子,物质的量为4.8g/(16g/mol)=0.3mol,原子数为0.3NA,D正确;故答案为:B。
3.(24-25高一下·辽宁朝阳·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.与水反应每产生22.4L,生成的数为4
B.通常状况下,1mol由和组成的混合物的分子总数为
C.溶液中含有的O原子数目为0.3
D.将通入溶液中充分反应,转移的电子总数为2
【答案】B
【解析】A.未说明温度和压强,O2的物质的量无法计算,故转移电子数也无法计算,故A错误;
B.任何状况下,1mol由和组成的混合物的分子总数都为,故B正确;
C.溶液中的H2O也含有O,故含有的O原子数目大于0.3,故C错误;
D.氯气和NaOH溶液的反应为歧化反应,1mol氯气转移NA个电子,故D错误;
答案选B。
4.(24-25高一下·吉林四平·期中)设为阿伏加德罗常数值。下列叙述正确的是
A.0.1mol由和组成的混合物中含氧原子的数目为
B.1mol炭和足量热浓硫酸反应可生成个CO分子
C.标准状况下,和的混合气体中分子数为
D.1mol硫与足量铁反应,转移个电子
【答案】A
【解析】A.每个分子或分子中均只含3个氧原子,故0.1mol由和组成的混合物中含氧原子的数目为,故A正确;B.炭和足量热浓硫酸反应生成的是而不是CO,故B错误;C.标准状况下,和的混合气体的总物质的量是0.1mol,其分子数为,故C错误;D.硫与足量铁反应生成FeS,硫元素化合价由0降低为-2,1mol硫与足量铁反应,转移个电子,故D错误;选A。
5.(2025·广东深圳·三模)氯碱工业涉及、、NaOH、NaCl等物质。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.1mol NaCl固体中,含离子数为
B.的NaOH溶液中,含有氢原子数为
C.标准状况下,和的混合气体含有分子数目为
D.将与NaOH溶液反应制备消毒液,消耗转移电子数为
【答案】A
【解析】A.NaCl中含有Na+和Cl-,1molNaCl固体中,含离子数为,A正确;B.NaOH溶液中的水分子中也含有氢原子,则1L的NaOH溶液中,含有氢原子数大于,B错误;C.标况下,22.4 L的H2和Cl2混合气体为1mol,气体含有分子数目为NA,C错误;D.Cl2与足量NaOH溶液反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,反应中 Cl2既是氧化剂又是还原剂,1molCl2参与反应转移1mol电子,所以转移电子数为NA,D错误;故选A。
6.(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】A.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;B.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;C.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;D.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。
7.(2022·河北·高考真题)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.3.9gNa2O2与足量水反应,转移电子个数为0.1NA
B.1.2gMg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子个数为0.1NA
C.2.7gAl与足量NaOH溶液反应,生成H2的个数为0.1NA
D.6.0gSiO2与足量NaOH溶液反应,所得溶液中SiO的个数为0.1NA
【答案】B
【解析】A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,则3.9g过氧化钠与足量水反应,转移电子个数为×1×NAmol-1=0.05NA,故A错误;B.镁在空气中燃烧无论生成氧化镁,还是氮化镁,镁均转化为镁离子,则1.2gMg在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁时,转移电子个数为×2×NAmol-1=0.1NA,故B正确;C.铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,则2.7g铝与足量氢氧化钠溶液反应生成氢气的个数为××NAmol-1=0.15NA,故C错误;D.二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,硅酸钠在溶液中发生水解反应,则由原子个数守恒可知,6.0g二氧化硅与足量氢氧化钠溶液反应所得溶液中硅酸根离子的个数小于×NAmol-1=0.1NA,故D错误;故选B。
8.(2025·云南·高考真题)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中原子的数目为
B.所含中子的数目为
C.粉和足量S完全反应,转移电子的数目为
D.盐酸与足量反应,生成的数目为
【答案】B
【解析】A.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;B.18O的中子数为18-8=10,1mol18O含10mol中子,数目为10NA,B正确;C.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;D.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。
9.(24-25高一上·山东威海·期末)设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的中子数为
B.溶液中含分子数为
C.将标准状况下和混合,混合气体含有的原子数为
D.含的浓盐酸和足量充分反应,转移电子数为
【答案】C
【解析】A.的摩尔质量为22g/mol,18g对应物质的量为,每个分子含有的中子数为,因此总中子数为,故A错误;B.NaCl为强电解质,在水溶液中完全离解为Na⁺和Cl⁻,不存在NaCl分子,故B错误;C.标准状况下,11.2L NO为0.5mol,含1mol原子,5.6L O2为0.25mol,含0.5mol原子,因此总原子数为,虽然NO和O2可能反应生成NO2或N2O4,但反应前后原子总数不变,故C正确;D.浓盐酸与MnO2反应时,随浓度降低反应停止,实际参与反应的HCl小于0.2mol,则转移电子数小于0.1NA,故D错误;故选C。
10.(2023·海南·高考真题)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为
B.5.6g铁粉与的HCl的溶液充分反应,产生的气体分子数目为
C.标准状况下,与充分反应,生成的分子数目为
D.完全溶于所得溶液,微粒数目为
【答案】A
【解析】A.2.4g镁条在空气中充分燃烧,镁被氧化为+2价,故转移的电子数目为,故A正确;B.5.6g铁粉与的HCl的溶液充分反应,产生的氢气的分子数目为,故B错误;C.标准状况下,与充分反应,该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故生成的分子数目无法计算,故C错误;D.完全溶于所得溶液,发生反应:,生成的微粒数目小于,故D错误。答案为:A。
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