内容正文:
高考热考法3 阿伏加德罗常数的应用
1.(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)
NaClNaNa2O2NaOHNaClO
A.反应①生成的气体,每11.2 L(标准状况)含原子的数目为NA
B.反应②中2.3 g Na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1 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
D.100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1NA
解析 反应①为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,标准状况下11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,所含原子的数目为NA,A项正确;2.3 g Na的物质的量为0.1 mol,根据原子守恒可知,0.1 mol Na完全反应生成Na2O2的物质的量为0.05 mol,1个Na2O2中含1个O—O非极性键,故产物中所含非极性键的数目为0.05NA,B项错误;反应③的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,该反应为歧化反应,Na2O2中O的化合价为-1,H2O和NaOH中O的化合价为-2,O2中O的化合价为0,故1 mol Na2O2与足量H2O反应生成0.5 mol O2,反应转移电子的数目为NA,C项错误;NaClO为强碱弱酸盐,ClO-会发生水解,导致ClO-的数目小于0.1NA,D项错误。
2.(2025·河北卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(B)
A.18 g H2O晶体内氢键的数目为2NA
B.1 L 1 mol·L-1的NaF溶液中阳离子总数为NA
C.28 g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96 g,理论上转移电子数为2NA
解析 18 g H2O的物质的量为1 mol,1个H2O分子平均能形成2个氢键,故1 mol H2O晶体内氢键数目为2NA,A项正确;NaF溶液中阳离子有Na、H+(由水电离产生),则1 L 1 mol·L-1 NaF溶液中阳离子总数大于NA,B项错误;环己烷与戊烯的最简式均为CH2,故28 g环己烷与戊烯的混合物中碳原子的物质的量为=2 mol,碳原子的数目为2NA,C项正确;放电时,铅酸蓄电池负极的电极反应式为Pb+S-2e-PbSO4,电池负极增加的质量为S的质量,n(S)==1 mol,结合负极的电极反应式可知,增加1 mol S时,转移2 mol电子,即转移电子数为2NA,D项正确。
3.(2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(D)
A.1 mol 18O2的中子数,比1 mol 16O2的多2NA
B.1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中,N的数目为0.1NA
D.标准状况下的22.4 L Cl2与足量H2反应,形成的共价键数目为2NA
解析 1分子18O2含有的中子数为20,1分子16O2含有的中子数为16,故1 mol 18O2的中子数比1 mol 16O2的多4NA,A项错误;Fe与水蒸气发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,则1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为NA,B项错误;在1 L 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中,由于N会发生水解,故N的数目小于0.1NA,C项错误;Cl2和H2发生反应:Cl2+H22HCl,标准状况下22.4 L(1 mol)Cl2与足量H2反应生成2 mol HCl,形成的共价键数目为2NA,D项正确。
4.(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(D)
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 标准状况下SO2为气体,11.2 L SO2为0.5 mol,其含有1.5 mol原子,原子数为1.5NA,A项错误;S为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中S数目小于0.01NA,B项错误;反应①的方程式为SO2+2H2S3S↓+2H2O,反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S,3.4 g H2S为0.1 mol,故可以生成0.15 mol S,生成的硫原子数目为0.15NA,C项错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-S+2S2-+3H2O,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,D项正确。
1.高考常涉及的关于NA的命题角度总结
考查方向
涉及问题
物质状态
在标准状况下非气态物质。如H2O、HF、苯、己烷、CHCl3、CCl4、酒精、SO3、辛烷等
物质结构
一定物质的量的物质中含有的微粒(分子、原子、电子、质子等)数,如Na2O2;或一些物质中的化学键数目,如CH4、P4等
氧化还原反应
电子转移(得失)数目和方向,如Na2O2、NO2、Cl2与H2O反应;电解AgNO3溶液;Cu与S反应;Fe失去电子数(可能是2e-,也可能是3e-)
电离、水解
弱电解质的电离,可水解的盐中的离子数目多少的判断。如1 L 1 mol·L-1 Na2CO3溶液中C数目小于NA,因为C会部分水解
隐含的可逆反应
常见的可逆反应(如2NO2N2O4)、弱电解质的电离平衡等
摩尔质量
特殊物质的摩尔质量,如D2O、18O2、H37Cl
单质的组成
单质的组成除常见的双原子分子(如H2、Cl2、N2)外还有单原子分子(稀有气体,如He、Ne等)、三原子分子,如O3,甚至有四原子分子,如P4
2.正确判断有关阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”
第一步:查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提。
(1)当物质是气体时,应查看所给条件是不是标准状况(见体积想条件)。
(2)当条件是标准状况时,应查看所给物质在标准状况下是不是气体(见物质想状态)。
第二步:分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提。
(1)已知某种物质的质量或物质的量时,则这些数据不受外界条件的限制。
(2)已知数据是体积时,要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体。
(3)已知数据是物质的量浓度或pH时,要关注考题是否给出了溶液的体积。
第三步:准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提。
(1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系。
(2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。
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