内容正文:
热点强化4
包罗万象的阿伏加德罗常数(NA)
一、识破阿伏加德罗常数判断的陷阱
1.NA为阿伏加德罗常数的值。请判断下列说法的正误(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( )
(4)标准状况下,22.4 L SO3中含有SO3分子总数为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)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( )
(7)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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2.NA为阿伏加德罗常数的值。请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)0.1 L 3.0 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的 的数目为0.3NA( )
(2)在高温、高压和催化剂条件下,密闭容器中2 g H2与足量N2反应,转移电子数为2NA( )
(3)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA( )
(4)1 mol Al3+完全水解生成氢氧化铝胶体粒子的数目为NA( )
(5)含2 mol H2SO4的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA( )
(6) 0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,Na+数目为0.1NA( )
(7)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( )
(8)100 g 46%的乙醇溶液中含有氧原子数为NA( )
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练后反思 阿伏加德罗常数判断题中的常见陷阱
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,常考的有: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,如第2题(1)(2)(4)(5)
(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,如第2题(3)(6)(8)
应对策略:
(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。
二、关注特殊物质的“组成”和结构特点
3.NA为阿伏加德罗常数的值。请判断下列说法的正误(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)92 g NO2与N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA( )
(4)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28 g混合气体中含有3NA个氢原子( )
(5)CH4与P4的分子结构均为正四面体形,在1 mol CH4分子或P4分子中含有的共价键数均为4NA( )
(6)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA( )
(7)34 g过氧化氢存在的极性键总数为3NA( )
(8)46 g乙醇中存在的共价键总数为8NA( )
(9)26 g乙炔中含有π键的个数为2NA( )
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归纳总结
特殊物质的“组成”和结构特点
(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。
(4)最简式相同的物质:NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等单烯烃。
(5)苯环中不含碳碳双键。
归纳总结
(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
三、关注特殊物质氧化还原反应中电子转移数目
4.NA为阿伏加德罗常数的值。请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”),简述判断依据。
(1)标准状况下,2.24 L CO2与足量的Na2O2充分反应,转移的电子总数为0.2NA( )
判断依据:_______________________________________________________________
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(2)5.6 g Fe和6.4 g Cu分别与0.1 mol Cl2充分反应,转移的电子数均为0.2NA( )
判断依据:_______________________________________________________________
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该反应为Na2O2中-1价氧元素的歧化反应,0.1 mol CO2反应消耗0.1 mol Na2O2,转移0.1 mol电子
0.1 mol Fe和0.1 mol Cu均能完全使0.1 mol Cl2转化为0.2 mol Cl-,转移0.2 mol电子
(3)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA( )
判断依据:_______________________________________________________________
______________。
(4)6.4 g Cu与S完全反应,转移的电子数为0.2NA( )
判断依据:_______________________________________________。
(5)向含1 mol FeBr2的溶液中通入适量Cl2,当有1 mol Fe2+被氧化时,转移的电子总数一定等于3NA( )
判断依据:_______________________________________________________________
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没有给出硝酸的量,不能判断最终产物中铁元素的价态,故不能判断转移电子的数目
该反应的产物为Cu2S,0.1 mol Cu只能失去0.1 mol电子
还原性:Fe2+>Br-,Cl2首先氧化Fe2+,Cl2的量不确定,无法确定Br-被氧化的量,转移的电子数在NA ~3NA之间
练后反思
1.判断电子转移总数做到“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。
练后反思
2.熟记特殊反应中电子转移总数
反应 物质变化量 转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O) 1 mol Na2O2 1 mol或NA
1 mol O2 2 mol或2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA
Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 mol或2NA
1 mol Fe 3 mol或3NA
1.(2023·浙江6月选考,7)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
热点专练
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1个C2H4O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,A正确;
标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H+、Cl-和HClO,所以溶液中氯离子数小于0.5NA,D不正确。
2.(2022·浙江6月选考,12)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数为3NA
C.8 g CH4含有中子数为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
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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是多少,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分子中有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。
3.(2023·广东,11)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是
A.1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
C.体积为1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
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碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B错误;
NaCl 和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物为1 mol,质子数为28NA,D正确。
4.(2023·全国甲卷,10)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中
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异丁烷的结构简式为 ,1 mol异丁烷分子中含有13NA个共价键,
所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;
标准状况下,SO3为固态,故无法求出其电子数目,B错误;
pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01 mol·L-1,则1.0 L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;
5.(2021·全国甲卷,8)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA
B.3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
C.32 g环状S8( )分子中含有的S—S键数为1NA
D.1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中
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NO2与H2O反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,有3 mol的NO2参与反应时,转移的电子数为2NA,B错误;
一个S8( )分子中含有的S—S键数为8,32 g S8的物质的量为 mol,
则含有的S—S键数为NA,C正确;
6.(2021·浙江6月选考,18)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.标准状况下,1.12 L 18O2中含有中子数为NA
B.31 g P4(分子结构: )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.18.9 g 三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的肽键数目为0.2NA
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标准状况下,1.12 L 18O2的物质的量为0.05 mol,1个18O中含有中子数为18-8=10,所以1.12 L 18O2中含有中子数为NA,A正确;
31 g P4的物质的量为0.25 mol,根据白磷的分子结构可知,1个白磷分子里含有6个共价键,所以31 g P4中的共价键数目为1.5NA,B正确;
100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有溶质氢氧化钠和溶剂水,氧原子数目为二者氧原子数目的加和,C错误;
18.9 g三肽C6H11N3O4的物质的量为0.1 mol,三分子氨基酸脱水缩合形成三肽,三肽中含有两个肽键,所以18.9 g三肽C6H11N3O4中的肽键数目为0.2NA,D正确。
7.(2020·浙江7月选考,19)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
B.用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为NA时,阳极应有32 g Cu转化
为Cu2+
C.常温下,pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的H+数为10-5NA
D.1 L浓度为0.100 mol·L-1的Na2CO3溶液中,阴离子数为0.100NA
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电解精炼铜时,开始阶段阳极上比Cu活泼的金属杂质也会放电,故电路中通过的电子数为NA时,阳极上被氧化的Cu的质量小于32 g,B错误;
题目未指明pH=9的CH3COONa溶液的体积,无法确定水电离出的H+数,C错误;
NH
(3)注意物质中的离子数目,如Na2O2中阴离子为O、NaHSO4熔融状态含Na+、HSO。
1.7 g H2O2的物质的量为=0.05 mol,则含有氧原子数为0.1NA,B不正确;
向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)
+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液中有c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=
c(NH),再根据元素质量守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,得出铵根
离子数小于0.1NA,C不正确;
HCO数目为NA
NH中存在4个N—H共价键,1 mol NH4Cl 含有的共价键数目为4NA,A错误;
HCO会发生水解和电离,则1 L 1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO数目小于NA,C错误;
CO的数目为1.0NA
Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO会发生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA,D错误。
Cr2O离子数为0.1NA
D2O的质子数为10,18 g D2O的物质的量为=0.9 mol, 则18 g重水(D2O)中所含质子数为9NA,A错误;
酸性K2Cr2O7溶液中存在:Cr2O+H2O 2CrO+2H+,则1 L pH=4的0.1 mol·L-1
K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数小于0.1NA,D错误。
A.4MnO+5HCHO+12H+===4Mn2++5CO2↑+11H2O,1 mol [4MnO+5HCHO]完
全反应转移的电子数为20NA
Mn元素由+7价降低到+2价,C元素由0价升高到+4价,则1 mol [4MnO+5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA,A正确;
1 L浓度为0.100 mol·L-1的Na2CO3溶液中含有0.100 mol Na2CO3,CO水解生成HCO和OH-,阴离子数目增加,故溶液中阴离子数大于0.100NA,D错误。
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