内容正文:
守正出新的
阿伏加德罗常数
第三讲
(综合应用课)
阿伏加德罗常数(NA)是近几年高考中的经典题型;试题通过阿伏加德罗常数将化学基本概念、基本原理、物质结构、元素化合物知识与化学计量联系起来。近几年高考命题在坚守对这一经典题型持续考查之外,在命题形式、知识嫁接方面给予了创新改进,结合有机和结构进行考查已成为高考的新趋势。
一、
二、
真题集训——悟多彩考法
三、
目 录
题点“守正”
——命题聚焦“三角度”
形式“创新”
——置入具体情境考应用
四、
课时跟踪检测
真题集训——悟多彩考法
1.下列有关说法正确的是 ( )
A.(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH,反应中每生成1 mol MnOOH,转移电子数为2×6.02×1023
B.(2023·江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g) ===CS2(g)+4H2(g),反应中每消耗1 mol H2S,转移电子的数目约为2×6.02×1023
C.(2022·江苏卷)用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g),上述反应中消耗
1 mol NH3,转移电子的数目为2×6.02×1023
D.(2021·江苏卷改编)通过下列方法可分别获得H2和O2:①通过电解获得NiOOH和H2
(如图 );②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。
电解过程中转移4 mol电子,理论上可获得标准状况下的O2 22.4 L
√
解析:由电极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知,反应中每生成
1 mol MnOOH,转移电子数为6.02×1023,故A错误;由方程式知,消耗1 mol H2S同时生成2 mol H2,转移4 mol e-,数目为4×6.02×1023,B错误;由方程式可知,反应每消耗
4 mol NH3,转移12 mol电子,则反应中消耗1 mol氨气转移电子的数目为3×6.02
×1023,故C错误;电解过程发生反应Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O,转移
4 mol电子,生成4 mol NiOOH,根据4NiOOH+2H2O 4Ni(OH)2+O2↑,生成1 mol氧气,标准状况下的体积为22.4 L,故D正确。
2.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
解析:二氧化硫在标准状况下为气态,11.2 L二氧化硫的物质的量为0.5 mol,其原子总数为1.5NA,A错误;亚硫酸根离子在溶液中会水解,故亚硫酸根离子数目小于0.01NA,B错误;反应①为2H2S+SO2===3S+2H2O,则3.4 g(0.1 mol)硫化氢完全反应生成硫原子的数目为0.15NA,C错误;反应②为3S+6OH- 2S2-+S+3H2O,每3 mol S发生反应转移
4 mol电子,其中2 mol S被还原,则每生成1 mol还原产物S2-,转移2 mol电子,D正确。
√
3.(2024·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.26 g H—C≡C—H中含有σ键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含N的数目为NA
C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA
D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA
解析:26 g CH≡CH的物质的量为1 mol,一个C2H2分子中含有3个σ键,则26 g CH≡CH中含有σ键的数目为3NA,A正确;N在水溶液中发生水解,1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含N的数目小于NA,B错误;CO和H2均由分子构成,1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;Na与H2O反应生成11.2 L H2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法得出转移电子数目,D错误。
√
4.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
√
解析:N中N为+3价,X、Y均为氮氧化物,由已知图可知,N经三步还原转化为N2,则X为NO,Y为N2O,标准状况下2.24 L NO和N2O混合气体的物质的量为0.1 mol,故氧原子数为0.1NA,A项正确;由HNO2的电离常数知,HNO2为弱酸,1 L 0.1 mol·
L-1NaNO2溶液中,由于N发生水解,故N数小于0.1NA,B项错误;NH2OH转化为N时,N由-1价升高为+3价,3.3 g NH2OH的物质的量为0.1 mol,完全转化为N时,转移的电子数为0.4NA,C项错误;1个N2分子中含有10个价电子,2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,含有的价电子数为NA,D项错误。
题点“守正”——命题聚焦“三角度”
角度(一) 通过结构特点考查微粒数目
[例1] NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键的数目为3NA
C.8 g CH4含有的中子数为3NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
[解析] NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成,其中的阳离子只有钠离子,12 g NaHSO4的物质的量为0.1 mol,因此,其中只含有0.1NA个阳离子,A说法不正确;没有指明气体的温度和压强,无法确定11.2 L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量,因此,无法确定其中所含碳氢键的数目,B说法不正确;1个CH4分子含有6个中子,8 g CH4的物质的量为0.5 mol,因此,8 g CH4含有的中子数为3NA,C说法正确;H2和I2发生反应生成HI,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此,0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数小于0.2NA,D说法不正确。
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|思维建模|记“组成”,明“结构”
(1)熟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、O3、P4、H37Cl、—OH、OH- 等。
(2)明确特殊物质的结构,如Na2O2是由Na+和 构成的,而不是Na+ 和O2-;
NaCl为离子化合物,NaCl 中没有分子等。
(3)记住最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯(质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等)等。
(4)明确物质中所含化学键的数目,如1 mol SiO2 中含Si—O 键的数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值),1个H2O2 、1个CnH2n+2 中化学键的数目分别为3、3n+1。
(5)根据分子结构确定σ、π键数目,如N2,HCHO,CO2。
[对点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)31 g P4(分子结构: )中的共价键数目为1.5NA( )
(2)18.9 g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的肽键数目为0.2NA( )
(3)18 g O含有的中子数为10NA( )
(4)1 mol N2中,σ键的数目为3NA ( )
(5)32 g环状S8( )分子中含有的S—S键数为NA ( )
(6)常温常压下,1 mol分子式为C2H6O的有机物中,含有C—O σ键的数目为NA ( )
(7)30 g甲醛中所含π键数目为NA ( )
(8)56 g丁烯中所含sp2杂化的碳原子数目为2NA ( )
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角度(二) 结合氧化还原反应考查转移电子
[例2] NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.3.9 g Na2O2与足量水反应,转移电子数目为0.1NA
B.1.2 g Mg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子数目为0.1NA
C.工业合成氨,每生成标准状况下22.4 L NH3,转移电子数目为2NA
D.足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子数目为0.4NA
√
[解析] 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,则3.9 g过氧化钠与足量水反应,转移电子个数为×1×NA mol-1=0.05NA,故A错误;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1.2 g Mg在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁时,转移电子个数为×2×NA mol-1=0.1NA,故B正确;由化学方程式可知,每生成标准状况下22.4 L氨气,转移电子数目为×3×NA mol-1=3NA,故C错误;足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,+4价Mn转化成Mn2+,转移电子数目为×2×NA mol-1=0.2NA,D错误。
|思维建模|理解“反应”,抓准“价态”
(1)同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断。
如Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只做氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既做氧化剂,又做还原剂;Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既做氧化剂,又做还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只做氧化剂。
(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 。
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)惰性电极电解CuSO4溶液,当阳极有0.5 mol气体生成时,转移的电子数为NA( )
(2)1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+,转移的电子数为6NA ( )
(3)0.3 mol NO2与足量水充分反应,转移电子数目为0.3NA ( )
(4)H2O2分解制得标准状况下1.12 L O2,转移的电子数为0.2NA ( )
(5)5.6 g铁粉与稀硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA ( )
(6)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应,转移的电子数为2NA ( )
[对点训练]
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角度(三) 通过隐含过程的可逆性考查粒子数目
[例3] NA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,33.6 mL氯气通入足量水中发生反应,转移电子数为1.5×10-3NA
B.1 mol N2与3 mol H2充分反应后,生成0.5 mol NH3,转移1.5NA个电子
C.常温常压下,0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中含有HC的数目一定小于0.5NA
D.含19.6 g H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2的分子数为0.1NA
[解析] A项,Cl2与水的反应为可逆反应,转移电子数小于1.5×10-3NA,错误;B项,当N2与H2反应生成0.5 mol NH3时,转移1.5 mol电子,正确;C项,没有给出溶液的体积,不能计算HC的数目,错误;D项,随着反应的进行,硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸与铜不反应,生成SO2的分子数小于0.1NA,错误。
√
|思维建模|记“隐含”,析“变化”
(1)隐含可逆反应
①反应为可逆反应,反应物不能完全转化,如:
2SO2+O2 2SO3、N2+3H2 2NH3。
②有些物质常温常压下就以聚合分子形式存在。比如2NO2 N2O4,
2HF (HF)2。
(2)隐含浓度变化
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。
3.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA( )
(2)60 g乙酸在浓H2SO4作用下与足量乙醇共热,充分反应生成乙酸乙酯的分子数为1NA ( )
(3)常温下,56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子( )
(4)常温下,将64 g Cu投入一定量的浓HNO3中,生成NO2的分子数为2NA ( )
(5)1 mol·L-1 HCl溶液中,HCl分子的数目为NA ( )
(6)1 L 1.0 mol·L-1的盐酸含有阴离子总数为NA ( )
(7)2 L 0.5 mol·L-1硫酸溶液中含有的氧原子数为4NA ( )
[对点训练]
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形式“创新”——置入具体情境考应用
类型(一) 以无机物为情境载体的NA综合判断
1.(2023·辽宁卷)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-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
√
解析:CO2的结构式为O==C==O,1个CO2中含有2个π键,但没有指明CO2所处状况,其物质的量无法计算,所含π键数目也无法计算,A项错误;每生成1 mol N2转移电子数目为12NA,则每生成2.8 g(0.1 mol)N2 转移电子数为1.2NA,B项错误;0.1 mol KNO3晶体中含有0.1 mol K+和0.1 mol N,所含离子数目为0.2NA,C项正确;S2-会发生水解,故1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中S2-数目小于0.1NA,D项错误。
2.(2025·南京十三中适应性考试)氢化钠可用作野外生氢剂:NaH+H2O===
H2↑+NaOH。NA为阿伏加德罗常数的值,若生成4.0 g NaOH,下列叙述正确的是 ( )
A.转移的电子数为0.1NA
B.消耗的H2O分子中含有孤电子对数为0.1NA
C.生成氢气的体积为2.24 L
D.该反应为熵减过程
解析:根据反应可知,生成1个氢气分子转移1个电子,所以生成4.0 g NaOH,即
0.1 mol NaOH转移0.1 mol e-,A项正确;生成0.1 mol NaOH消耗0.1 mol H2O,每个水分子中含有2个孤电子对,所以消耗的H2O含有孤电子对数为0.2NA,B项错误;未说明气体所在状态,无法计算氢气的体积,C项错误;该反应是气体增多的反应,所以是熵增过程,D项错误。
√
3.由铬铁矿(FeCr2O4)制备金属铬的流程如图所示:
已知:酸性条件下可发生反应2Cr+2H+ Cr2+H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应①中,若有0.4 mol FeCr2O4完全反应,则消耗O2的数目为0.7NA
B.1 L 0.5 mol·L-1 Na2CrO4溶液(调pH=3)中Cr的数目为0.5NA
C.反应③中,氧化产物为CO与Na2CO3,若有0.2 mol C完全反应,反应过程中转移电子的数目为0.3NA
D.反应④中,当生成0.1 mol Cr单质时,反应过程中转移电子的数目为0.6NA
√
解析:制备金属铬的流程中涉及反应的化学方程式如表所示:
反应 化学方程式
反应① 4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑
反应② 2Na2CrO4+H2SO4 Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O
反应③ Na2Cr2O7+2C Cr2O3+Na2CO3+CO↑
反应④ Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr
根据表中反应①的化学方程式可知,若有0.4 mol FeCr2O4完全反应,则消耗0.7 mol O2,故消耗O2的数目为0.7NA,A正确。结合题给已知信息可知,酸性条件下Na2CrO4溶液中存在化学平衡2Cr+2H+ Cr2+H2O,故1 L 0.5 mol·L-1 Na2CrO4溶液(调pH=3)中Cr的数目小于0.5NA,B错误。根据表中反应③的化学方程式可知,若有0.2 mol C完全反应,则参与反应的Na2Cr2O7的物质的量为0.1 mol,反应过程中Cr2转化为Cr2O3,Cr的化合价由+6降低为+3,则反应过程中转移电子的数目为0.6NA,C错误。根据表中反应④的化学方程式可知,当生成0.1 mol Cr单质时,反应过程中转移电子的数目为0.3NA,D错误。
类型(二) 以有机物为情境载体的NA综合判断
4.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。
旧法合成的反应:(CH3)2C==O+HCN→(CH3)2C(OH)CN
(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2==C(CH3)COOCH3+NH4HSO4
新法合成的反应:CH3C≡CH+CO+CH3OH CH2==C(CH3)COOCH3
下列说法错误的是(阿伏加德罗常数的值为NA)( )
A.HCN的电子式为
B.新法没有副产物产生,原子利用率高
C.1 L 0.05 mol·L-1的NH4HSO4溶液中的微粒数小于0.05NA
D.Pd的作用是降低反应的活化能,使活化分子数目增多,百分数不变
√
解析:氢氰酸为共价化合物,结构式为H—C≡N,电子式为 ,故A正确;由方程式可知,新法合成甲基丙烯酸甲酯的反应没有副产物生成,是原子利用率为100%的化合反应,故B正确;硫酸氢铵是强酸弱碱的酸式盐,铵根离子在溶液中发生水解反应,所以1 L 0.05 mol·L-1的硫酸氢铵溶液中铵根离子的数目小于0.05 mol·L-1×
1 L×NA mol—1=0.05NA,故C正确;由方程式可知,钯为新法合成甲基丙烯酸甲酯的催化剂,能降低反应的活化能,使活化分子的数目和百分数都增大,故D错误。
5.(2025·盐城一模)高效率和高选择性地将 CO2转化为CH4,是 CO2资源化利用的途径之一,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CO2提供了一种可行的转化方案,其原理如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.22 g CO2通入足量NaOH溶液得到的溶液中含有C粒子数为0.5NA
B.1 mol CH4中所含中子数为10NA
C.途径2生成标准状况下22.4 L CH4,反应转移电子数为8NA
D.若途径1所得产物物质的量之比为1∶1,则形成共价键数目为 6NA
√
解析:二氧化碳与足量氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,则22 g二氧化碳与足量氢氧化钠溶液反应得到的溶液中碳酸根离子的数目小于×NA mol-1=0.5NA,故A错误;甲烷分子中含有的中子数为6,则1 mol甲烷分子中含有的中子数为1 mol×6×NA mol-1=6NA,故B错误;由图可知,途径2中二氧化碳转化为1 mol甲烷时,反应转移电子数目为8 mol,则生成标准状况下22.4 L甲烷时,反应转移电子数为×8×NA mol-1=8NA,故C正确;未明确途径1所得产物的物质的量,无法计算形成共价键数目,故D错误。
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1.(2025·扬州中学开学检测)下列说法正确的是 ( )
A.足量的Zn与一定量的浓硫酸反应产生2.24 L气体(标准状况),转移的电子数为0.2×6.02×1023
B.7.8 g Na2S和Na2O2的混合物中含有的离子数大于0.3×6.02×1023
C.1 L 0.1 mol·L-1NaF溶液中含有的F-数为0.1×6.02×1023
D.60 g SiO2 晶体中含有的共价键数为2×6.02×1023
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解析:Zn足量,浓硫酸会由浓变稀,反应过程会生成SO2和H2两种气体,两种气体在反应中得电子数目相同,即无论生成哪种气体,转移相同的电子,生成气体物质的量相等,则生成2.24 L气体(0.1 mol),转移的电子数为0.2×6.02×1023,A正确;Na2S和Na2O2的相对分子质量都是78,且二者的离子个数都是3,7.8 g混合物中含有的离子数等于0.3×6.02×1023,B错误;F-会发生水解反应,1 L 0.1 mol·L-1NaF溶液中含有的F-数小于0.1×6.02×1023,C错误;1个Si形成4条Si—O键,所以60 g SiO2晶体即
1 mol SiO2 中含有的共价键数为4×6.02×1023,D错误。
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2.(2025·南师附中模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.等物质的量的C2H4和C2H6O完全燃烧,消耗O2分子数目均为3NA
B.Na2O2与CO2反应生成标准状况下O2 44.8 L,转移电子数目为4NA
C.25 ℃,1 L pH=12 Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.02NA
D.标准状况下,22.4 mL CH2Cl2中含有碳原子数目为1×10-3NA
解析:1 mol C2H4完全燃烧消耗O2物质的量和1 mol C2H6O完全燃烧消耗O2的量均为3 mol,但是等物质的量的C2H4和C2H6O,并未指明是多少物质的量,无法计算消耗氧气的量,A错误;Na2O2与CO2反应生成标准状况下O2 44.8 L,即2 mol O2,转移电子数目为4NA,B正确;25 ℃,1 L pH=12 Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.01 mol·L-1×1 L×NA=0.01NA,C错误;标况下,CH2Cl2非气体,D错误。
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3.NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 L 1 mol·L-1的NaClO溶液含有ClO-的数目小于NA
B.78 g苯含有双键数目为3NA,单键数目为9NA
C.标准状况下,5.6 L NO和5.6 L O2混合后分子总数为0.5NA
D.0.1 mol Na3AlF6晶体中含有的阳离子数目为0.4NA
解析:ClO-会发生水解,1 L 1 mol·L-1的NaClO溶液中ClO-的数目少于NA,故A正确;苯中没有碳碳双键,苯中的化学键是介于单键和双键之间的一种独特的键,故B错误;标准状况下,NO和O2都是5.6 L,其物质的量都是0.25 mol,两种气体混合后会发生反应产生NO2,NO2又可以发生可逆反应产生N2O4,其气体分子总数小于0.5NA,故C错误;0.1 mol Na3AlF6晶体中的阳离子只有Na+,其数目为0.3NA,故D错误。
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4.(2025·镇江期初模拟)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法中正确的是 ( )
A.一定条件下3.2 g SO2与足量O2反应转移电子数为0.1NA
B.2.9 g异丁烷和正丁烷混合物含有C—H键数目为0.5NA
C.50 mL 12 mol·L-1浓盐酸与足量MnO2共热转移电子数0.3NA
D.标准状况下,3.36 L三氯甲烷中含有氯原子0.45NA
解析:二氧化硫与氧气的反应是可逆反应,3.2 g SO2的物质的量为=
0.05 mol,与足量O2反应转移电子少于0.05 mol×2=0.1 mol,A错误;2.9 g正丁烷和异丁烷的混合物的物质的量为=0.05 mol,而正丁烷和异丁烷中含有的C—H键数均为10,故0.05 mol混合物中含有的C—H键数为0.5NA,B正确;二氧化锰只能与浓盐酸反应,和稀盐酸不反应,即盐酸不能反应完全,故无法计算转移的电子数,C错误;标况下三氯甲烷为液态,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,D错误。
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5.NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 ( )
A.常温常压下,12 g金刚石含有4NA个共价键
B.pH=1的乙酸和盐酸混合溶液含0.1NA个H+
C.标准状况下,20 g ND3含有的质子数为10NA
D.电解水生成2 g氢气,外电路通过1NA个电子
解析:12 g金刚石中C原子的物质的量为1 mol,1 mol 碳原子平均形成2 mol C—C键,故含有2NA个共价键,A错误;溶液体积未知,故无法计算氢离子个数,B错误;标准状况下,ND3为气态,20 g ND3的物质的量为 mol=1 mol,含有的质子数为(7+1×3)NA=10NA,C正确;2 g 氢气的物质的量为1 mol,电解水生成2 g 氢气,外电路通过2NA个电子,D错误。
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6.(2025·宿迁开学考试)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.7.8 g Na2O2中所含阴离子数为0.1NA
B.1 mol N2和3 mol H2在一定条件下充分反应生成的NH3分子数为2NA
C.1 L pH=1的H2SO4溶液中H+数目为0.2NA
D.6.0 g SiO2中的Si—O共价键的数目为0.2NA
解析:Na2O2中阴、阳离子数之比为1∶2,7.8 g即0.1 mol Na2O2中所含阴离子数为0.1NA,故A正确;N2和H2生成NH3的反应是可逆反应,生成的NH3分子数应少于2NA,故B错误;1 L pH=1的H2SO4溶液中H+数目为0.1 mol·L-1×1 L×NA mol-1=0.1NA,故C错误;
1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键,6.0 g即0.1 mol SiO2中的Si—O共价键的数目为0.4NA,故D错误。
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7.(2025·徐州期初调研)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.24 g乙烯和丙烯的混合气体中p⁃p σ键数目为2NA
B.1 L 1 mol·L-1氯化铵溶液中N和H+数目之和为NA
C.2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D.标准状况下,11.2 L CH4与22.4 L Cl2反应后分子总数为1.5NA
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解析:24 g乙烯和丙烯的混合气体中不确定具体乙烯、丙烯的质量,不能计算含有p⁃p σ键数目,A项错误;1 L 1 mol·L-1氯化铵溶液中氯离子为1 mol,根据电荷守恒可知,c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),则N和H+物质的量大于1 mol,数目之和大于NA,B项错误;反应体系中存在的反应为2NO+O2===2NO2,产生的NO2为2 mol。但NO2存在平衡2NO2 N2O4,充分反应后体系中分子数目小于2NA,C项错误;标况下由n==得反应前CH4和Cl2分别为0.5 mol和1 mol,发生的反应为CH4+Cl2
CH3Cl+HCl 、CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl 、CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl和CHCl3+Cl2 CCl4+HCl,四个反应均是反应前后分子数不变的反应,所以光照后分子总数为1.5NA,D项正确。
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8.(2025年1月·八省联考四川卷)O3和HI发生反应:O3+2HI===I2+O2+H2O,NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )
A.O3是非极性键形成的极性分子 B.HI的电子式是H︰︰
C.O3和O2互为同素异形体 D.1 mol1O含有的中子数是8NA
解析:O3的中心氧原子和两个配位氧原子之间的O—O具有极性,电子云偏向配位氧原子,故O3是由极性键形成的极性分子,A错误;HI是共价化合物,氢和碘之间共用一对电子,故HI的电子式是H︰︰,B正确;O3和O2是由氧元素形成的不同的单质,互为同素异形体,C正确; 1 O中H没有中子,O有16-8=8个中子,故1 mol
1O含有的中子数是8NA,D正确。
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9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 ( )
A.0.2 mol苯完全燃烧生成CO2的数目为1.2NA
B.31 g P4( )中的共价键数目为1.5NA
C.100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
解析:A项,1 mol苯含有6 mol碳原子,根据碳元素守恒,0.2 mol苯完全燃烧生成CO2的数目为1.2NA,正确;B项,1 mol P4含有6 mol P—P,故31 g P4中的共价键的物质的量为×6=1.5 mol,即1.5NA,正确;C项,NaOH水溶液中溶剂水和溶质NaOH都含有氧原子,故100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有的氧原子数不止0.01NA,错误;D项,H2与I2反应生成HI的反应是等体积的可逆反应,故0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应,分子总数为0.2NA,正确。
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10.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 18O2含有的中子数为2.00NA
B.常温下,1.7 g H2S中含有的孤电子对数为0.20NA
C.1.0 L 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中含有的Cu2+数为0.1NA
D.0.2 mol SO2和足量O2充分反应转移的电子数为0.4NA
解析:18O的中子数为10,n===0.1 mol,则2.24 L 18O2中子数为2NA,A正确;n===0.05 mol,1个H2S中,孤电子对数为=2,则1.7 g H2S中孤电子对数为0.1NA,B错误;1 L 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+水解,使Cu2+的个数小于0.1NA,C错误;2SO2+O2 2SO3,该反应有限度,故转移电子数小于0.4NA,D错误。
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11.科学家研究发现,火山喷发时会带出H2S气体,其中H2S转化为S的过程如图所示。用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.过程一中每消耗22.4 L(标准状况)H2S转移的电子数为2NA
B.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA
C.32 g S单质中含有的硫原子数目为NA
D.0.1 L 0.5 mol·L-1H2S溶液中含有的极性键数目为0.1NA
解析:过程一中H2S不完全燃烧得到S,完全燃烧得到SO2,无法确定消耗22.4 L(标准状况)H2S转移的电子数,A项错误;2SO2+O2 2SO3为可逆反应,2 mol SO2和
1 mol O2不能完全反应,反应后分子总数不等于2NA,B项错误;32 g S单质中含有的硫原子的物质的量为=1 mol,数目为NA,C项正确;H2S溶液中含有的极性键包括H—S键和H—O键,极性键数目不等于0.1NA,D项错误。
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12.设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,22.4 L CCl4中所含的原子数为5NA
B.28 g N60(分子结构如图所示)中含有的N—N键数目为3NA
C.0 ℃、1.01×105 Pa下,11.2 L氧气中所含的原子数为0.5NA
D.常温下,将5.6 g铁投入足量的稀硫酸中充分反应,转移的电子数为0.3NA
解析:标准状况下,CCl4不是气体,不能用气体摩尔体积公式进行计算,故A错误;
1个N与3个N形成3个N—N键,每个N—N键被2个N共用,则28 g N60中含有的N—N键为×=3 mol,故B正确;0 ℃、1.01×105 Pa(标准状况)下,11.2 L氧气的物质的量为0.5 mol,含有的氧原子数为NA,故C错误;Fe与稀硫酸反应生成Fe2+,0.1 mol Fe完全转化为Fe2+时,转移的电子数为0.2NA,故D错误。
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13.常温下,将0.1 L 0.2 mol·L-1 酸性KMnO4溶液与一定量pH=3的草酸(HOOC—COOH)溶液混合,放出V L气体。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.pH=3的草酸溶液中含有H+数目为0.001NA
B.当1 mol KMnO4被还原时,强酸提供H+数目为NA
C.1 mol HOOC—COOH中含σ键数目为7NA
D.该反应释放CO2分子数目为NA
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解析:没有给出溶液体积,无法计算H+数目,A错误;根据反应2Mn+5HOOC—COOH+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,当1 mol KMnO4被还原时,强酸提供H+数目为3NA,B错误;1个HOOC—COOH分子中含有2个碳氧双键、1个碳碳单键、2个碳氧单键、2个氢氧键,σ键有7个,故C正确;常温下不能用22.4 L·mol-1计算气体的物质的量,D错误。
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14.AlN是一种半导体材料,一种制备方法是Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.消耗等物质的量的Al2O3和N2,转移电子数目为6NA
B.标准状况下,11.2 L C18O中含中子数目为8NA
C.12 g C(石墨空间结构的俯视图如图)含非极性共价键数目为3NA
D.0.1 mol Al2O3溶于足量氢氧化钠溶液,溶液中含[Al(OH)4]-的数目为0.2NA
解析:由于不知道等物质的量的Al2O3和N2具体的物质的量,无法计算转移的电子数目,A错误;标准状况下,11.2 L C18O的物质的量为0.5 mol,1个C18O分子中含16个中子,则0.5 mol C18O中含中子数目为8NA,B正确;12 g C(石墨)的物质的量为1 mol,含
1 mol×3×=1.5 mol非极性键,即非极性共价键数目为1.5NA,C错误;0.1 mol Al2O3溶于足量氢氧化钠溶液,溶液中四羟基合铝酸根会发生水解,故数目小于0.2NA,D错误。
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15.生态环保部指出,近地面臭氧已成为现阶段夏季主要大气污染物,其产生和吸收机理如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.22.4 L O2和O3的混合物含质子数为16NA
B.每产生1 mol O3需要NO2分子数为3NA
C.反应③中有48 g O3完全反应,转移电子数为2NA
D.标准状况下NO和O2各22.4 L混合充分反应后,分子总数为1.5NA
解析:未说明是否为标准状况,无法确定混合物中各物质的物质的量,质子总数无法求出,A错误;根据反应①和②,产生1 mol O3需要1 mol NO2提供1 mol O和空气中的氧气分子结合,B错误;根据反应③,O3反应时只有一个氧原子被还原,所以有48 g O3完全反应,转移电子数为2NA,C正确;因存在反应2NO2 N2O4,最终分子总数小于1.5NA,D错误。
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16.K4[Fe(CN)6]为食盐的抗结剂,已知K4[Fe(CN)6]的熔点为70 ℃、沸点为104.2 ℃,400 ℃以上发生分解反应:3K4[Fe(CN)6] 12KCN+Fe3C+5C+3N2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.K4[Fe(CN)6]中含有离子键、配位键和共价键
B.42.0 g N2和N4中的原子数为3NA
C.常温下,1 L pH=11的KCN溶液中由水电离的H+数为10-11NA
D.3.6 g金刚石晶胞中C—C键的数目为0.6NA
解析:K4[Fe(CN)6]中含有K+与CN-之间的离子键、Fe与CN-之间的配位键和CN-之间的共价键,A正确;42.0 g N2和N4中的原子数为3NA,B正确;1 L pH=11的KCN溶液中CN-发生水解,水的电离被促进,故由水电离的H+数为10-3NA,C错误;金刚石晶胞中每个C原子与周围4个C原子成键,所以每个C原子形成2个C—C键,3.6 g金刚石晶胞中C—C键的数目为0.6NA,D正确。
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