例談NA在高考考查中的“陷阱”

楊仕芳

在量的方面把微觀粒子的數(shù)目和宏觀物質(zhì)的質(zhì)量聯(lián)系起來，是整個(gè)化學(xué)計(jì)算的樞紐.自高考以來對(duì)NA的考查可以說年年必考，在全國各地高考中均保持良好的穩(wěn)定性和連續(xù)性.常常在題中設(shè)置“陷阱”，具有較好的區(qū)分度.若要更好更準(zhǔn)確地解決此類問題，就要警惕題中設(shè)置的“陷阱”，下面就以近幾年的幾道高考題舉例說明.

例1（2013新課標(biāo)全國卷Ⅱ）

NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列敘述正確的是（）.

A. 1.0L 1.0mo1·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2NA

B. 12g石墨烯（單層石墨）中含有六元環(huán)的個(gè)數(shù)為0.5NA

C. 25℃時(shí)pH=13的NaOH溶液中含有OH-的數(shù)目為0.1NA

D. 1mol的羥基與1mol的氫氧根離子所含電子數(shù)均為9NA

解析本題四個(gè)選項(xiàng)從不同的角度設(shè)陷.對(duì)選項(xiàng)A，很多學(xué)生都直觀地誤認(rèn)為1.0 L 1.0 mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2NA，忽視了溶液中溶劑水也含大量氧原子的“陷阱”，所以溶液中氧原子數(shù)遠(yuǎn)大于2NA，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.選項(xiàng)B已明確“單層石墨和六元環(huán)”兩條信息，根據(jù)12 g石墨即12g碳原子為1 mol， 所含碳原子數(shù)為NA ，“陷阱”就在每個(gè)六元環(huán)是六個(gè)碳原子，則六元環(huán)的個(gè)數(shù)為1/6NA.考生若能對(duì)石墨平面結(jié)構(gòu)中的每個(gè)碳原子被三個(gè)六元環(huán)共用，屬于一個(gè)六元環(huán)的只占1/3，利用均攤思想，一個(gè)六元環(huán)相當(dāng)于含兩個(gè)碳原子.1 mol碳原子含六元環(huán)的個(gè)數(shù)0.5NA，故選B項(xiàng).選項(xiàng)C中考查電解質(zhì)溶液中微粒數(shù)目，把涉及計(jì)算過程中溶液的體積設(shè)置成陷阱，學(xué)生一看pH=13，H+濃度為1×10-13 mol/L，OH-濃度為0.1 mol/L，如此簡單的計(jì)算，受定勢思維的影響，直觀地把體積定為1 L，OH-的量為0.1NA，錯(cuò)選C；選項(xiàng)D中陷阱在羥基和氫氧根含有相同原子數(shù)，忽視羥基呈現(xiàn)電中性，氫氧根離子帶負(fù)電，等量的羥基和氫氧根所含電子數(shù)肯定不等，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：B

例2（2015新課標(biāo)卷Ⅰ）NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法正確的是（ ）.A.18 g D2O和18 g H2O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA

B.2L 0.5 mol/L亞硫酸溶液中含有的H+數(shù)為2NA

C.過氧化鈉與水反應(yīng)時(shí)，生成0.1 mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA

D.密閉容器中2 mol NO與1 mol O2充分反應(yīng)，產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA

解析選項(xiàng)A：利用同位素原子的差異，18 g H2O和18 g D2O中含有的質(zhì)子數(shù)目分別為10NA，

9/10 NA， 選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B： 考查電解質(zhì)溶液中粒子數(shù)目或濃度把涉及到的弱電解質(zhì)的電離平衡設(shè)為陷阱.對(duì)于亞硫酸（H2SO3）是中強(qiáng)酸，中學(xué)階段按二元弱酸對(duì)待，在溶液中存在分步電離平衡，0.5 mol/L亞硫酸電離出的H+的濃度遠(yuǎn)小于1 mol/L，所以2 L 0.5 mol/L亞硫酸溶液中含有的H+數(shù)小于2NA，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.選項(xiàng)C：由化學(xué)方程式為：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2e-，生成0.1 mol O2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA，故選項(xiàng)C正確.對(duì)選項(xiàng)D，把不定體系設(shè)置為陷阱：很多學(xué)生都認(rèn)為密閉容器中2 mol NO與1 mol O2剛好完全反應(yīng)生成2 mol NO2，誤認(rèn)為容器內(nèi)氣體分子數(shù)為2NA，忽視了NO2常溫下就存在平衡2NO2N2O4不定體系，所以容器內(nèi)產(chǎn)物分子數(shù)小于2 NA，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

答案：C

例3（2016新課標(biāo)卷Ⅰ）設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值.下列有關(guān)敘述正確的是（）.

A. 14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA

B. 1 mol N2與4 mol H2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA

C. 1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24 L CCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA

解析選項(xiàng)A中，乙烯（C2H4）和丙烯（C3H6）最簡式都為CH2， 14 g乙烯和丙烯的混合物中CH2物質(zhì)的量為1 mol，所含氫原子的數(shù)目為2NA ，故選A項(xiàng)正確.對(duì)選項(xiàng)B，很多學(xué)生都認(rèn)為1 mol N2與4 mol H2按照方程式N2+3H22NH3的系數(shù)完全反應(yīng)，生成2 mol NH3（剩余1 mol H2），誤認(rèn)為容器內(nèi)氣體NH3分子數(shù)為2NA，掉入該反應(yīng)為可逆反應(yīng)的陷阱，忽視1 mol N2不可能完全參加反應(yīng)，所以容器內(nèi)NH3氣體分子數(shù)為小于2NA，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.選項(xiàng)C：考查指定物質(zhì)參加氧化還原反應(yīng)時(shí)，把電子轉(zhuǎn)移數(shù)目設(shè)為“陷阱”：Fe溶于過量硝酸，由于硝酸具有強(qiáng)氧化性，最終氧化產(chǎn)物是Fe3 （而非Fe2+），因此1 mol Fe與過量硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移3NA（而非2NA）電子，故C錯(cuò)誤.選項(xiàng)D，目的在考查氣體摩爾體積，把標(biāo)準(zhǔn)狀況下的非氣體物質(zhì)來設(shè)成陷阱：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，CCl4呈液態(tài)，不適用氣體摩爾體積22.4 L/ mol，2.24 L CCl4不能由氣體摩爾體積得出其物質(zhì)的量為0.1 mol，其含有的共價(jià)鍵數(shù)也不為0.4NA，故D錯(cuò)誤.

答案：A

要正確解答本類題目，首先要認(rèn)真審題，審題的過程中注意分析題目中概念的層次，特別審查試題中一些關(guān)鍵性的字、詞，除仔細(xì)閱讀思考外，對(duì)常見的一些陷阱要警惕，做到心中有數(shù).

（收稿日期：2016-11-12）