内容正文:
正禾一本通
高三一轮总复习高效讲义
化学(S)
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第二单元
物质的量
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热点提升(四)
阿伏加德罗常数的正误判断
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阿伏加德罗常数的相关计算是高考的高频考点,一般围绕物质的组成、结构与性质等设置问题,常见考查点包括物质的状态与气体摩尔体积的应用、溶质物质的量浓度与离子物质的量浓度的计算等。解决阿伏加德罗常数相关问题必须以把握物质的组成、结构、性质为前提,以物质的量为核心。新高考试题中与陌生情境相结合,综合考查阿伏加德罗常数(NA)的题目在逐渐增多。
命题点1 考查物质的状态及Vm的使用条件
1.NA为阿伏加德罗常数的值。判断下列叙述的正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA( )
(2)在标准状况下,22.4 L HF中含有的原子数为2NA( )
(3)标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA( )
(4)常温常压下,22.4 L Cl2中含有的分子数为NA( )
(5)标准状况下,22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子( )
(6)22.4 L NO2和CO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA( )
[总结归纳] “两看法”突破Vm的相关计算
√
√
命题点2 考查物质的组成与微观结构
2.NA为阿伏加德罗常数的值。判断下列叙述的正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)92.0 g甘油(丙三醇)中含有的羟基数为NA( )
(2)0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子( )
(3)18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA( )
(4)60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA( )
(5)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA( )
(6)标准状况下,2.24 L乙烯中含有的π键数目为0.1NA( )
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(7)1 mol [Ni(NH3)4]2+中σ键的数目为12NA( )
(8)44 g CH3CHO中sp3杂化的碳原子数目为NA( )
[总结归纳] 理清整体与部分的数量关系
(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。
(2)记最简式相同的物质,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1分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1;1 mol SiO2中含4NA个Si—O,1 mol Si中含Si—Si的数目为2NA,1 mol P4(白磷)中含P—P的数目为6NA;1 mol石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA。
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命题点3 考查水溶液中的平衡体系
3.NA为阿伏加德罗常数的值。判断下列叙述的正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1 L 1 mol·L-1的Na2CO3溶液中含有NA个CO eq \o\al(\s\up24(2-),\s\do8(3)) ( )
(2)1 L 0.5 mol·L-1 CH3COOH溶液中,CH3COO-的个数小于0.5NA( )
(3)0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,阴、阳离子的数目之和为0.3NA( )
(4)16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA( )
(5)pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+( )
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(6)1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中H2CO3、HCO3-和CO32-粒子数之和为0.1NA( )
[总结归纳] “三看法”判断电解质溶液中的粒子数目
【提醒】 ①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。②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。
√
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命题点4 考查反应是否可逆及反应程度
4.NA为阿伏加德罗常数的值。判断下列叙述的正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA( )
(2)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,分子总数为0.2NA( )
(3)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA( )
(4)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA( )
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(5)常温下,56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子( )
(6)1 mol Cl2与足量的水充分反应转移的电子数为NA( )
[总结归纳] 辨清特定反应的粒子数目
(1)隐含“可逆反应”
2SO2+O22SO3,N2+3H22NH3,Cl2+H2O⇌HCl+HClO。
(2)隐含“浓度的变化”
MnO2+4HCl(浓) eq \o(=====,\s\up7(△)) MnCl2+Cl2↑+2H2O,
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
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(3)隐含“存在反应”
在混合气体NO和O2中会发生反应:
2NO+O2===2NO2,2NO2⇌N2O4。
(4)隐含“钝化”
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
(5)隐含反应物的“用量”
有些反应,反应物的用量不同,产物不同,如CO2与碱溶液的反应,少量CO2生成正盐,足量CO2生成酸式盐;Na2CO3与盐酸的反应;石灰水与NaHCO3溶液的反应等。
√
命题点5 考查氧化还原反应中电子的转移
5.NA为阿伏加德罗常数的值。判断下列叙述的正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA( )
(2)6.4 g Cu与S完全反应,转移的电子数为0.2NA( )
(3)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA( )
(4)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA( )
(5)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去9NA个电子( )
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(6)氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA( )
[总结归纳] 判断电子转移总数的“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+。
(3)注意氧化还原反应的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同。
命题点6 借助陌生情境综合考查NA的应用
6.(2024·贵州高考)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4+2KClO3+H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol H218O中含有的中子数为1.2NA
B.每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
C.0.1 mol·L-1H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
解析:选D。H218O分子中H原子无中子,18O原子的中子数为10,则0.1 mol H218O中含有的中子数为NA,A错误;每生成2 mol ClO2转移电子数为2 mol,则每生成67.5 g ClO2,即1 mol ClO2转移电子数为NA,B错误;H2C2O4是弱酸,不能完全电离,且体积未知,0.1 mol·L-1H2C2O4溶液中含有的H+数目无法确定,C错误;1个二氧化碳分子中含有2个σ键和2个π键,则标准状况下22.4 L CO2即1 mol CO2中含σ键数目为2.0NA,D正确。
1.(2024·广东高考)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-1NH4NO3溶液中含NH eq \o\al(\s\up24(+),\s\do8(4)) 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
答案:A
2.(2023·辽宁高考)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.11.2 L CO2含π键数目为NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
答案:C
3.(2025·陕西安康模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.46 g NO2和N2O4的混合气体中所含原子的数目为1.5NA
B.室温下,pH=13的氨水和氢氧化钠混合溶液中含OH-的数目为0.1NA
C.标准状况下,1 mol Fe与22.4 L Cl2完全反应时,转移电子数目为3NA
D.常温常压下,1 mol氦气中含有的原子数为NA
解析:选D。NO2和N2O4的最简式均为NO2,根据原子守恒,46 g NO2和N2O4的混合气体中所含原子的数目为3× eq \f(46 g,46 g/mol) ×NA mol-1=3NA,A项错误;由于溶液体积未知,故无法计算氢氧根离子个数,B项错误;标准状况下,22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,1 mol Cl2与1 mol Fe反应,氯气完全反应,Fe有剩余,则转移电子数为2NA,C项错误;He是单原子分子,1 mol氦气中含有1 mol氦原子,即NA个原子, D项正确。
4.(2025·辽宁大连二模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol最多消耗H2的个数为3NA
B.25 ℃,101 kPa下,44.8 L CO和N2的混合气体的分子数等于2NA
C.80 g NaOH溶解在1 L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度是2 mol/L
D.铅酸蓄电池的正极质量增加3.2 g时,电路中通过的电子数目为0.1NA
解析:选D。1 mol的苯环最多消耗3 mol H2,—CN中的碳氮三键最多消耗2 mol H2,即1 mol最多消耗H2的个数为5NA,A错误;0 ℃,101
kPa下,44.8 L CO和N2的混合气体的物质的量为 eq \f(44.8 L,22.4 L/mol) =2 mol,25 ℃,101 kPa下分子数不等于2NA,B错误;
80 g NaOH的物质的量为2 mol,溶解在水中形成1 L溶液时,所得溶液中溶质的物质的量浓度才是2 mol/L,溶解在1 L水中所得溶液中溶质的物质的量浓度不是2 mol/L,C错误;铅酸蓄电池的正极反应式为PbO2+2e-+SO eq \o\al(\s\up24(2-),\s\do8(4)) +4H+===PbSO4+2H2O,转移2 mol电子时,正极PbO2→PbSO4质量增加64 g,则质量增加3.2 g时,电路中通过的电子数目为0.1NA,D正确。
5.(2025·河北名校联盟三模)据报道,某团队利用相变和重结晶的方法,在非晶SiO2/Si表面上实现了二维半导体碲化钼( eq \o\al(\s\up16(96),\s\do6(42))Mo eq \o\al(\s\up16(127),\s\do6( 52))Te2)单晶薄膜的无缝制备。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.由NA个该“碲化钼”组成的单晶薄膜中含有的中子数为146NA
B.14 g基态Si原子的价层电子占据的轨道数为3NA
C.60 g SiO2晶体中含有的共用电子数为8NA
D.标准状况下,22.4 L TeO3中含有的O原子数为3NA
答案:C
6.(2025·广东三模)常温常压下,电化学还原制氨气的总反应化学方程式:2N2+6H2O eq \o(=====,\s\up24(催化剂),\s\do8(通电)) 4NH3+3O2。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.5 mol水中含有的孤电子对数为2NA
B.每生成34 g NH3,N2得到的电子数为3NA
C.1 mol·L-1氨水中,含有的NH3·H2O分子数少于NA
D.每消耗22.4 L(标准状况下)N2,生成N—H键的数目为6NA
解析:选D。H2O分子中O原子上孤电子对数为2,0.5 mol H2O中含有的孤电子对数为NA,A错误;该反应中N2中N元素化合价由0价下降到-3价,34 g NH3的物质的量为2 mol,每产生2 mol NH3,N2得到6 mol电子,数目为6NA,B错误;氨水的体积未知,无法计算NH3·H2O的分子数,C错误;22.4 L(标准状况下)N2的物质的量为1 mol,由方程式可知,消耗1 mol N2,产生的NH3为2 mol,N—H键的数目为6NA,D正确。
7.在碱性镀铜中电镀液的主要成分是[Cu(NH3)4]SO4,其内界的电离与弱电解质类似,仅部分解离为中心离子和配位体。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol/L [Cu(NH3)4]SO4溶液中[Cu(NH3)4]2+的数目小于NA
B.22.4 L NH3含有的质子数目为10NA
C.1 mol [Cu(NH3)4]2+的配位键数目为2NA
D.N2和H2合成1 mol NH3转移电子的数目为3NA
解析:选D。未指明溶液体积,无法计算含有的微粒数目,A错误;未给出氨气所处的温度和压强,无法计算其含有的微粒数目,B错误;1 mol [Cu(NH3)4]2+的配位键数目为4NA,C项错误。
8.(2025·四川成都模拟)AlN是一种半导体材料,一种制备方法是Al2O3+N2+3C eq \o(=====,\s\up7(高温)) 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见图)含非极性共价键数目为3NA
D.0.1 mol Al2O3溶于足量盐酸,溶液中含Al3+的数目为0.2NA
解析:选B。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× eq \f(1,2) =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溶于足量盐酸,溶液中Al3+会发生水解,故数目小于0.2NA,D错误。
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