内容正文:
考点二 阿伏加德罗常数
1.(2025·云南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L CH4中原子的数目为5NA
B.1 mol 18O所含中子的数目为10NA
C.28 g Fe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA
D.0.1 L 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA
解析:选B。未指明CH4所处状况,无法用标准状况下的气体摩尔体积计算原子的数目,A错误;18O的中子数为18-8=10,1 mol 18O含10 mol中子,数目为10NA,B正确;Fe与S反应生成FeS,28 g (0.5 mol)Fe完全反应转移电子的数目为NA,C错误;浓盐酸与MnO2反应时,随反应进行盐酸浓度降低,反应停止,0.1 L 12 mol·L-1盐酸实际生成Cl2的物质的量小于0.3 mol,D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( )
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:选B。18 g H2O的物质的量为1 mol,1 mol H2O平均能形成2 mol氢键,数目为2NA,A正确;NaF溶液中阳离子有Na+、H+,故1 L 1 mol·L-1NaF溶液中阳离子总数大于NA,B错误;环己烷与戊烯的最简式均为CH2,故28 g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的物质的量为=2 mol,数目为2NA,C正确;铅酸蓄电池放电时,负极的电极反应式为Pb+SO-2e-===PbSO4,电池负极增加的质量为SO的质量,n(SO)==1 mol,结合负极的电极反应式可知,增加1 mol SO时,转移2 mol电子,即转移电子数为2NA,D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( )
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的NH4Cl溶液中,NH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:选D。O的中子数为10,O的中子数为8,每个O2分子含2个O原子,1 mol 18O2比1 mol 16O2多4NA个中子,A错误;Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,1 mol Fe与水蒸气完全反应生成 mol H2,数目为NA,B错误;NH在水溶液中会水解,1 L 0.1 mol/L的NH4Cl溶液中,NH的数目小于0.1NA,C错误;标准状况下,22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,1 mol Cl2与足量H2反应生成2 mol HCl,形成2 mol H—Cl共价键,数目为2NA,D正确。
4.(2025·湖南卷)加热时,浓硫酸与木炭发生反应:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.12 g 12C含质子数为6NA
B.常温常压下,6.72 L CO2含σ键数目为0.6NA
C.1.0 L pH=1的稀硫酸中含H+数目为0.2NA
D.64 g SO2与16 g O2充分反应得到SO3的分子数为NA
解析:选A。12C的质子数为6,12 g 12C的物质的量为1 mol,因此1 mol 12C含质子数为6NA,A正确;每个CO2分子含2个σ键,常温常压下,6.72 L CO2的物质的量小于0.3 mol,含σ键数目小于0.6NA,B错误;1.0 L pH=1的稀硫酸中,H+的物质的量为0.1 mol,数目为0.1NA,C错误;SO2与O2生成SO3的反应为2SO2+O22SO3,该反应为可逆反应,故64 g(1 mol)SO2与16 g(0.5 mol)O2充分反应生成SO3的物质的量小于1 mol,即生成SO3的分子数小于NA,D错误。
一、定性思维“七角度”
气体物质非标准状况,标准状况条件非气体
利用Vm=22.4 L·mol-1进行计算时,物质必须为气体,且处于标准状况(0 ℃、101 kPa),两个条件缺一不可(标准状况下非气态的物质有H2O、苯、己烷、CHCl3、CCl4、SO3、HF等)
浓度体积二缺一
只给出pH或浓度,缺少体积,无法计算微粒的物质的量
溶剂水中有微粒
求溶液中氧原子、氢原子的数目时,因溶剂水中也有这些微粒,故不能只根据溶质的物质的量进行计算
遇“弱”水解或电离
弱电解质会发生部分电离(如NH3·H2O、HF、CH3COOH、H2SO3、H3PO4),弱碱阳离子或弱酸阴离子会发生部分水解(如Fe3+、NH、CH3COO-、CO等),造成相应粒子数目减少,无法计算具体数值
可逆反应不到底
Cl2与H2O的反应、N2与H2的反应、酯化反应、NO2与N2O4的转化等均是可逆反应,反应不能进行到底,无法计算具体数值
试剂浓稀有影响
浓盐酸与MnO2反应,随着反应进行,浓盐酸变稀盐酸,反应停止,无法根据HCl的量进行计算;浓硝酸与金属反应,刚开始生成NO2,变稀硝酸后,生成NO等
胶粒数目无法计算
胶粒是分子或离子的聚集体,无法计算具体数目
二、定量计算“三要点”
1.熟记基本公式
N=nNA、n===c·V(aq)
2.把握守恒原则
n(e-)=n(氧化剂)×变价原子个数×|化合价的差值|=n(还原剂)×变价原子个数×|化合价的差值|。
3.注意微粒结构
(1)互为同位素的微粒的质子数相同,中子数不同。
(2)NaHSO4在固体中以Na+和HSO形式存在,在溶液中以Na+、H+、SO形式存在。Na2O2的阴离子为O,阴、阳离子的数目之比为1∶2。
(3)1 mol P4含共价键的数目为6NA,1 mol SiO2含Si—O的数目为4NA,1 mol CnH2n+2含共价键的数目为(3n+1)NA。
1.(2025·湖北十一校二模)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 NH3与11.2 L HF均含有5NA个质子
B.常温下,1 L pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的OH-数目为10-9NA
C.5.8 g丁烷充分裂解,生成物中乙烷的分子数为0.1NA
D.4.4 g C2H4O中最多含0.7NA个σ键
解析:选D。标准状况下,HF为液体,故不能根据Vm=22.4 L·mol-1计算其物质的量,A错误;醋酸钠为强碱弱酸盐,促进水的电离,故水电离出的OH-数目为10-5NA,B错误;5.8 g丁烷的物质的量为0.1 mol,但丁烷可能发生裂解生成乙烷和乙烯,也可能发生裂解生成甲烷和丙烯,所以充分裂解0.1 mol丁烷,生成乙烷的分子数小于0.1NA,C错误;C2H4O的同分异构体中含σ键最多的是环氧乙烷,4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol,故最多含0.7NA 个σ键,D正确。
2.(2025·湛江一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.25 ℃、101 kPa时,11.2 L CO中含有的原子数为NA
B.1 L 1 mol·L-1Fe(SCN)3溶液中含有Fe3+的数目为NA
C.1 mol HCOOH与足量CH3OH在一定条件下反应,生成酯基的数目为NA
D.1 mol C2H2中含π键的数目为2NA
解析:选D。25 ℃、101 kPa,11.2 L CO的物质的量不是0.5 mol,含有的原子数不是NA,A错误;Fe(SCN)3溶液中铁元素主要以Fe(SCN)3分子形式存在,Fe3+的数目小于NA,B错误;酯化反应为可逆反应,1 mol HCOOH与足量CH3OH在一定条件下反应,生成酯基的数目小于NA,C错误;C2H2的结构简式为HC≡CH,碳碳三键中有1个σ键和2个π键,故1 mol C2H2中含π键的数目为2NA,D正确。
3.(2025·淮南二模)已知反应Na+N2O4===NaNO3+NO,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.46 g N2O4含有的分子总数为0.5NA
B.0.1 mol·L-1NaNO3溶液中,NO的数目为0.1NA
C.每消耗23 g Na,生成NO中σ键的数目为NA
D.每生成1 mol NaNO3,转移电子数目为NA
解析:选C。N2O4可发生自发的可逆反应生成NO2,使分子总数增大,故46 g(0.5 mol)N2O4含有的分子总数大于0.5NA,A错误;未明确溶液的体积,无法计算NO的数目,B错误;一个NO中含有一个σ键和两个π键,根据化学方程式的计量关系,可以得出消耗23 g Na生成1 mol NO,生成σ键的数目为NA,C正确;该反应中,钠元素化合价升高1价,氮元素生成NO降低2价,生成NaNO3升高1价,所以生成NaNO3与转移电子数目的比例关系为1∶2,故每生成1 mol NaNO3,转移电子数目为2NA,D错误。
4.(2025·达州二模)半导体材料硅的表面进行抛光处理的反应原理为3Si+2Cr2O+28H+===3Si4++4Cr3++14H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol Si中含有Si—Si的数目为4NA
B.标准状况下,2.7 g H2O中含有的电子总数为1.5NA
C.1 L pH=4的0.1 mol/L K2Cr2O7溶液中Cr2O数目为0.1NA
D.反应每生成1 mol氧化产物,转移电子数目为2NA
解析:选B。硅为共价晶体,每个Si原子形成4个Si—Si,每个Si—Si由2个原子共享,故1 mol Si中含有Si—Si的数目为2NA,A错误;2.7 g H2O的物质的量为0.15 mol,每个H2O分子含10个电子,电子总数为1.5NA,B正确;K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O+H2O⇌2CrO+2H+,故1 L pH=4的0.1 mol/L K2Cr2O7溶液中Cr2O数目小于0.1NA,C错误;反应中3 mol Si被氧化为Si4+,共转移12 mol电子,故每生成1 mol氧化产物(Si4+),转移电子数目为4NA,D错误。
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