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高考新题型新思维(一) 基于物质转化的NA问题
高考命题分析
高考新题型专练
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高考命题分析
基于物质转化的NA问题是近三年高考新题型,命题者通过选择不同的转化模型,提供特定的测量数据组合,设置隐含条件或单位陷阱,考查考生的理解与辨析能力、分析与推测能力。
【典例】(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.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
A
解析:电解熔融NaCl得到Na和Cl2,标准状况下11.2 L Cl2为0.5 mol,含原子的数目为NA,A正确;反应②中Na与O2生成Na2O2,2.3 g Na为0.1 mol,完全反应生成0.05 mol Na2O2,故含非极性键的数目为0.05NA,B错误;反应③中1 mol Na2O2与足量H2O反应,生成2 mol NaOH和0.5 mol O2,故转移电子的数目为NA,C错误;100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中含有0.1 mol NaClO,由于ClO-发生水解反应,则ClO-的数目小于0.1NA,D错误。
[解题路径]基于题中转化关系图示及反应原理的思路分析:
第1步 确定反应原理 反应①:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑;反应②:2Na+O2 Na2O2;反应③:2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑;反应④2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O。
第2步 明确研究对象 反应①中生成气体(Cl2),反应②中Na生成产物Na2O2,反应③中Na2O2与足量H2O反应可生成NaOH,反应④中NaOH与Cl2反应可生成NaClO。
第3步 计算物质的量 11.2 L Cl2(标准状况)→0.5 mol Cl2;2.3 g Na为0.1 mol→生成0.05 mol Na2O2;关系式:1 mol Na2O2→2NaOH→转移1 mol电子;100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中n(NaClO)=0.1 mol。
第4步 细究粒子数目 0.5 mol Cl2→含原子数为NA;0.05 mol Na2O2→含非极性键(O—O)数为0.05NA;1 mol Na2O2与足量H2O反应→转移电子数为NA;ClO-水解→ClO-的数目小于0.1NA。
高考新题型专练
1.(2025·湖南卷)加热时,浓硫酸与木炭发生反应:2H2SO4(浓)+C CO2↑+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
A
解析:12 g的12C的物质的量为1 mol,每个12C原子含有6个质子,因此总质子数为6NA,A正确;常温常压下,6.72 L CO2的物质的量小于0.3 mol,每个CO2分子含2个σ键,总σ键数小于0.6NA,B错误;pH=1的稀硫酸中,H+的浓度为0.1 mol·L-1,1.0 L溶液中H+数目为0.1NA,C错误;SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应,实际生成的SO3分子数小于NA,D错误。
2.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2══2K2CO3+3O2,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
A
解析:44 g CO2(即1 mol CO2)中σ键的数目为2NA,A正确;KO2由K+和构成,1 mol KO2晶体中离子的数目为2NA,B错误;C在水溶液中会发生水解:C+H2O HC+OH-,故1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目小于NA,C错误;该反应中KO2的部分氧元素化合价由-0.5价升至0价,部分氧元素化合价由-0.5价降至-2价,则每4 mol KO2参加反应时转移3 mol电子,生成3 mol O2,所以该反应每转移1 mol电子生成O2的数目为NA,D错误。
3.(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。
设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-1 NaNO2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
A
解析:已知“X、Y均为氮氧化物”,N在亚硝酸盐还原酶的作用下生成X, X在X还原酶的作用下生成Y,N元素常见化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5,所以X为NO、Y为N2O。X和Y分子中都只含有1个氧原子,即氧原子数等于分子数,所以标准状况下,2.24 L X和Y混合气体的物质的量为0.1 mol,所含分子数为0.1NA,所含氧原子数为0.1NA,A正确;N在水中会因为水解而减少,B错误;NH2OH中N元素的化合价是-1价,N中N的化合价是+3价,该转化过程中N的化合价升高了4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错误;1个N2分子中含有的价电子数是10,2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,0.1 mol N2中含有的价电子数是NA,D错误。
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( )
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
D
解析:标准状况下,11.2 L SO2的物质的量为0.5 mol,1个SO2分子中含3个原子,则11.2 L SO2中原子总数为1.5NA,A项错误;由于S会发生水解反应,所以100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中S的数目小于0.01NA,B项错误;反应①中,每消耗2 mol H2S可生成3 mol 硫原子,3.4 g H2S的物质的量为0.1 mol,所以可生成硫原子数目为0.15NA,C项错误;反应②中的还原产物为S2-,所以每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA,D项正确。
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