内容正文:
微课时突破 2 综合深化解重难
(阿伏加德罗常数NA的正误判断)
一、
二、
提能力(一) 识别阿伏加德罗常数正误判断的常见陷阱
三、
目 录
提能力(二) 突破常见物质的组成与结构特点
四、
课时跟踪检测
提能力(三) 关注氧化还原反应中电子转移数目
提能力(一) 识别阿伏加德罗
常数正误判断的常见陷阱
1.22.4 L·mol-1的适用条件
(1)若题中出现物质的体积,先看该物质是否是气体,如果是气体再看是否为标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)。
(2)标准状况下不是气体的物质:H2O、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、NO2、酒精、乙酸、碳原子数大于4的烃(除新戊烷)、苯等。
2.忽视可逆反应、隐含反应、反应物浓度变化对反应的影响
(1)隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底,如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)、Cl2+H2O ⥫⥬ HCl+HClO、2NO2 ⥫⥬ N2O4等。
(2)注意盐溶液中是否涉及弱碱阳离子、弱酸酸根阴离子。
(3)有些反应的反应物浓度不一样,反应就不一样。
①MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
②Cu与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
③Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体。
3.计算电解质溶液中微粒数目常在溶液体积、溶剂方面设陷
(1)已知浓度时,特别关注是否有具体的体积。
(2)若NA涉及O原子、H原子数目,是否忽视溶剂水。
[典例] NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·安徽卷)1 L 0.1 mol·L-1NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA ( )
[解析] HNO2为弱酸,N在溶液中能够水解为HNO2,因此1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中N数小于0.1NA,故错误;
(2)(2024·贵州卷)0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA ( )
[解析] H2C2O4是弱酸,H2C2O4在溶液中不能完全电离,且未给出溶液体积,因此无法计算0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目,故错误;
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(3)(2023·海南卷)标准状况下,22.4 L SO2与1.12 L O2充分反应,生成的SO3分子数目为0.1NA ( )
[解析] SO2与O2的反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此生成的SO3分子数目无法计算,故错误;
(4)(2023·全国甲卷)标准状况下,22.4 L SO3中电子的数目为4.00NA ( )
[解析] 标准状况下,SO3为固态,无法计算2.24 L SO3的物质的量,因此无法求出其电子数目,故错误;
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(5)(2023·辽宁卷)11.2 L CO2含π键数目为NA ( )
[解析] 没有说明是标准状况,气体摩尔体积未知,因此无法计算11.2 L CO2含π键个数,故错误;
(6)pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NA ( )
[解析] 没有给出Na2CO3溶液的体积,无法计算pH=12的Na2CO3溶液中OH-的数目,故错误。
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题点(一) 22.4 L·mol-1的适用条件
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA ( )
(2)常温下,11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA ( )
(3)常温常压下,1.4 g乙烯与丙烯的混合气体中含有的原子数为0.3NA ( )
全训题点考法
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√
(4)标准状况下,22.4 L O2、N2和CO的混合气体中含有2NA个原子 ( )
(5)用惰性电极电解饱和食盐水,若阴极产生11.2 L气体,则线路中通过NA个电子 ( )
(6)常温常压下,1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA ( )
√
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√
题点(二) 忽视可逆反应、隐含反应、反应物浓度变化对反应的影响
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1 L 0.1 mol·L-1的氨水中有NA个N ( )
(2)向含4 mol HCl的浓盐酸中,加入足量的MnO2,加热,充分反应后,生成NA个Cl2 ( )
(3)用含有1 mol FeCl3的溶液充分反应后得到的Fe(OH)3胶体中含有NA个Fe(OH)3胶粒 ( )
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(4)含2 mol H2SO4的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA ( )
(5)密闭容器中,2 mol NO与1 mol O2充分反应后,混合气体中氧原子数为4NA ( )
(6)2 mol冰醋酸与4 mol乙醇在一定条件下充分反应后,生成乙酸乙酯的个数为2NA ( )
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√
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题点(三) 以无机物为情境载体的NA综合判断
3.(2025·湖北武汉一模)纳米球状红磷可提高钠离子电池的性能,可由PCl5(易水解)和NaN3制备:2PCl5+10NaN3 === 2P+15N2↑+10NaCl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.11.2 L N2含π键数目为NA
B.每生成3.1 g P转移电子数目为NA
C.0.1 mol NaN3晶体中含离子数目为0.2NA
D.0.1 mol PCl5与足量水反应,所得溶液中H+的数目为0.8NA
√
解析:未说明N2所处的温度和压强,无法计算11.2 L N2含π键的数目,A错误;2PCl5+10NaN3 === 2P+15N2↑+10NaCl中,P元素化合价由+5价下降到0价,3.1 g P的物质的量为0.1 mol,每生成3.1 g P转移电子数目为0.5NA,B错误;NaN3晶体由Na+和构成,0.1 mol NaN3晶体中含离子数目为0.2NA,C正确;PCl5与水发生反应:PCl5+4H2O === 5HCl+H3PO4,0.1 mol PCl5与足量水反应生成0.5 mol HCl和0.1 mol H3PO4,H3PO4是弱电解质,在水溶液中不能完全电离,所得溶液中H+的数目小于0.8NA,D错误。
4.(2024·江西卷)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-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)+2LiH Li2[15NC15N]+H2
A.22.4 L15N2含有的中子数为16NA
B.12 g C(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C.1 mol [N== C == N]2-中含有的π键数为4NA
D.生成1 mol H2时,总反应转移的电子数为6NA
√
解析:1个15N2含有16个中子,但没有指明22.4 L 15N2所处的状况,其物质的量无法计算,A项错误;石墨中C原子为sp2杂化,每个杂化轨道中的2个电子被2个C原子共用,12 g C(石墨)的物质的量为1 mol,则sp2杂化轨道含有的电子数为3NA,B项错误;1个[N== C == N]2-含有2个π键,则1 mol [N == C == N]2-中含有的π键数为2NA,C项错误;该反应中,N元素的化合价由0价变为-3价,该反应转移6e-,则生成1 mol H2时,总反应转移的电子数为6NA,D项正确。
提能力(二) 突破常见物质的组成与结构特点
1.注意某些物质分子中的原子个数,如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、臭氧(O3)、白磷(P4)等。
2.注意特殊物质所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如D2O、T2O、18O2、H37Cl、—OH、OH-等。
3.注意物质中的离子数目,如Na2O2中阴离子为、NaHSO4熔融状态含Na+、HS。
4.最简式相同的物质:NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等链状单烯烃。
5.苯环中不含碳碳双键。
6.理解一些特殊物质中的化学键数目。
物质 CnH2n+2 P4
(P—P) Si
(Si—Si) SiO2
(Si—O) 石墨 金刚石
每摩尔含
共价键数目 (3n+1)NA 6NA 2NA 4NA 1.5NA 2NA
[典例] NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·安徽卷)2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA ( )
[解析] 2.8 g N2物质的量为0.1 mol,N原子的价电子数等于其最外层电子数为5,2.8 g N2含有的价电子总数为NA,故错误;
(2)(2024·河北卷)1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA ( )
[解析] KO2晶体由K+和构成,1 mol KO2晶体中离子的数目为2NA,故错误;
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(3)(2024·贵州卷)0.1 mol O中含有的中子数为1.2NA ( )
[解析] O分子中H原子无中子,18O原子的中子数为10,则0.1 mol O中含有的中子数为NA,故错误;
(4)(2024·贵州卷)标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA ( )
[解析] 1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键,则标准状况下,22.4 L即1 mol CO2中含σ键数目为2.0NA,故正确;
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√
(5)48 g固态硝酸羟胺([NH3OH]+[NO3]-)含有的离子数为0.5NA ( )
[解析] 48 g固态硝酸羟胺含有的离子数为×2NA·mol-1= NA,故错误;
(6)(2023·浙江6月选考)4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA ( )
[解析] 1个C2H4O分子中含有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,故正确。
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√
题点(一) 考查微粒数目
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)36 g 18O2中含有10NA个中子 ( )
(2)17 g —OH与17 g OH-所含电子数均为10NA ( )
(3)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28 g混合气体中含有3NA个氢原子 ( )
(4)2 g石墨晶体中含有的质子数目为6NA ( )
(5)1 mol KO2与CaO2的混合物中,过氧根离子的数目为NA ( )
(6)0.1 mol NaHCO3晶体中阴、阳离子总数为0.3NA ( )
全训题点考法
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题点(二) 考查化学键数
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)78 g苯中含有碳碳σ键的数目为6NA,π键的数目为3NA ( )
(2)1 mol H2C2O4分子中π键的数目为3NA ( )
(3)1个尿素( )分子中含有7个σ键 ( )
(4)CH4与P4的分子结构均为正四面体形,在1 mol CH4或P4分子中含有的共价键数均为4NA ( )
(5)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA ( )
(6)34 g过氧化氢存在的极性键总数为3NA ( )
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√
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√
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题点(三) 以有机物为情境载体的NA综合判断
3.(2025·吉林通化模拟)新制氢氧化铜和葡萄糖的反应可用来检验血糖:CH2OH(CHOH)4CHO+ 2Cu(OH)2+NaOH CH2OH(CHOH)4COONa +Cu2O↓+3H2O,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.18 g CH2OH(CHOH)4CHO中含有羟基的数目为0.6NA
B.每消耗1 mol Cu(OH)2,转移电子的数目为2NA
C.1 L 1 mol·L-1CH2OH(CHOH)4COONa溶液中含有的离子数目为2NA
D.标准状况下,112 mL H2O(l)中含有的分子数目约为6.2NA
√
解析:18 g CH2OH(CHOH)4CHO为0.1 mol,含有羟基的数目为0.5NA,A错误;反应中Cu(OH)2中铜元素的化合价降低1价,故每消耗1 mol Cu(OH)2,转移电子的数目为NA,B错误;溶液中还有H+和OH-,1 L 1 mol·L-1CH2OH(CHOH)4COONa溶液中含有的离子数目大于2NA,C错误;112 mL H2O(l)的质量为112 g,物质的量约为6.2 mol,含有的分子数目约为6.2NA,D正确。
4.(2025·湖北武汉模拟)桂皮中含有的肉桂醛是一种食用香料,工业上可通过如下反应制备肉桂醛。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.0.5 mol 分子中含有的σ键数目为4.5NA
B.标准状况下,11.2 L CH3CHO含有的π键数目为0.5NA
C.1 mol 中采用sp2杂化的碳原子数为9NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中含有的氧原子数目为0.1NA
√
解析:1个 分子中含有14个σ键,A错误;CH3CHO在标准状况下不是气体,B错误; 分子中9个碳原子均采用sp2杂化,C正确;NaOH溶液中溶质NaOH、溶剂水均含有氧原子,D错误。
提能力(三) 关注氧化还原反应中电子转移数目
1.同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。
如Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只作氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既作氧化剂,又作还原剂;Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂。
2.量不同,在生成物中的化合价可能不同。
如Fe和HNO3反应:Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。
3.氧化剂或还原剂不同,在生成物中的化合价可能不同。
如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S 。
[典例] NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·安徽卷)3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA ( )
[解析] NH2OH→N:N元素的化合价由-1价上升到+3价,3.3 g NH2OH物质的量为0.1 mol,完全转化为N时,转移的电子数为0.4NA,故错误;
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(2)(2024·黑、吉、辽卷)反应3S+6OH- === S+2S2-+3H2O每生成 1 mol还原产物,转移电子数目为2NA ( )
[解析] 反应的还原产物为S2-,每生成2 mol S2-共转移4 mol电子,因此,每生成1 mol S2-,转移2 mol电子,数目为2NA,故正确;
(3)(2024·贵州卷)反应H2C2O4+2KClO3+H2SO4 === 2ClO2↑+2CO2↑ +K2SO4+2H2O中每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA ( )
[解析] 每生成2 mol ClO2转移电子数为2NA,则每生成67.5 g即 1 mol ClO2转移电子数为NA,故错误;
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(4)足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA ( )
[解析] MnO2完全反应,转移电子数为0.2NA,故错误;
(5)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 ( )
[解析] 电解熔融CuCl2时,阳极反应为2Cl--2e- === Cl2↑,阴极反应为Cu2++2e- === Cu,阴极增加的重量为Cu的质量,6.4 g Cu的物质的量为0.1 mol,根据阴极反应可知,外电路中通过电子的物质的量为0.2 mol,数目为0.2NA,故错误;
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(6)工业上用N2和H2合成NH3,生成标准状况下22.4 L NH3,电子转移数为2NA ( )
[解析] 由方程式可知,生成标准状况下22.4 L NH3,反应转移电子数为 ×3×NA mol-1=3NA,故错误。
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[归纳总结]
“九防”巧避阿伏加德罗常数正误判断的陷阱
一防“标准状况非气体”
二防“只有浓度缺体积”
三防“溶剂粒子被忽视”
四防“胶体微粒、聚合物”
五防“阴、阳离子能水解”
六防“弱电解质部分电离”
七防“可逆反应未到底”
八防“浓度变化、反应停止(或反应改变)”
九防“特殊物质,特殊结构”
题点(一) 电子转移数目的判断
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)0.1 mol Fe和0.1 mol Cu分别与0.1 mol Cl2完全反应,转移电子数均为0.2NA ( )
(2)用Na2O2与CO2反应或KMnO4分解制得1 mol O2,转移电子数均为4NA ( )
(3)标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应生成11.2 L气体,反应中转移的电子数为6.02×1023 ( )
全训题点考法
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√
√
(4)在2CuH+2HCl === CuCl2+Cu+2H2↑反应中,每生成22.4 L(标准状况)H2,反应转移的电子数为1.5NA ( )
(5)常温下,2.7 g Al加至足量的浓硝酸中,转移的电子数为0.3NA ( )
(6)标准状况下,6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA ( )
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题点(二) NA的综合判断
2.(2025年1月·八省联考云南卷)Cl2制备Cl2O的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O === 2NaHCO3+ 2NaCl+Cl2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L Cl2O中原子总数为3NA
B.1 mol C中σ键的数目为3NA
C.每消耗2 mol Cl2,转移电子数为4NA
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中HC的数目等于0.1NA
√
解析:没有注明标准状况,无法计算气体的物质的量,A错误;1个C中有3个σ键,1 mol C中σ键的数目为3NA,B正确;根据方程式:2Cl2+2Na2CO3+H2O === 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O可知,2 mol Cl2参加反应,电子转移的物质的量为2 mol,电子转移数目为2NA,C错误;没有给出溶液的体积,无法计算溶液中HC的数目,D错误。
3.(2025·四川成都一模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol化学式为C6H12O6的单糖分子中含—CHO的数目为NA
B.标准状况下,2.24 L SO2溶于水,溶液中HS、S和SO2的微粒数之和小于 0.1NA
C.过量酸性KMnO4溶液与1 mol H2O2完全反应,转移电子数为NA
D.常温下,已知Ksp=9×10-6,则该温度下CaSO4饱和溶液中含有3×10-3NA个Ca2+
√
解析:单糖C6H12O6可以是葡萄糖也可以是果糖,葡萄糖含5个—OH、1个—CHO,具有多元醇和醛的化学性质,果糖是多羟基酮糖,具有醇、酮的化学性质,A错误;标准状况下,2.24 L SO2溶于水,溶液中H2SO3、HS、S和SO2的微粒数之和等于0.1NA,所以HS、S和SO2的微粒数之和小于0.1NA,B正确;过量酸性KMnO4溶液与1 mol H2O2完全反应,转移电子数为2NA,C错误;
常温下,已知Ksp=c(Ca2+)·c(S)=9×10-6,c(Ca2+)=c(S),则c(Ca2+)==3×10-3 mol·L-1,该温度下CaSO4饱和溶液中c(Ca2+)=3×10-3 mol·L-1,溶液没有给出具体体积,无法计算Ca2+数目,D错误。
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