高考的堅(jiān)守者
——例析阿伏加德羅常數(shù)的考查視角

■安徽省碭山中學(xué) 董 順

阿伏加德羅常數(shù)類試題由于命題角度多、知識(shí)面涵蓋廣,因而備受命題者的青睞,該類試題雖難度不大,但涉及的內(nèi)容豐富,概念性強(qiáng),對(duì)考生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性要求高,通過對(duì)近年高考試題中阿伏加德羅常數(shù)考題進(jìn)行分析,考查的視角主要有以下幾種。

視角一：考查氣體摩爾體積的適用條件

高考真題精選1.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,判斷下列說法是否正確。

A.22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氬氣含有的質(zhì)子數(shù)為18NA

B.2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)苯在O2中完全燃燒,得到0.6NA個(gè)CO2分子

C.常溫常壓下,鋅與稀硫酸反應(yīng)生成11.2LH2,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA

E.常溫常壓下,22.4LCl2中含有的分子數(shù)為NA

F.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6LCO2氣體中含有的氧原子數(shù)為0.5NA

G.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氨水含有NA個(gè)NH3分子

H.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L鹽酸含有NA個(gè)HCl分子

解析：標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氬氣的物質(zhì)的量是1mol,氬氣是單原子分子,其中含有的質(zhì)子數(shù)是18NA,A項(xiàng)正確。標(biāo)準(zhǔn)狀況下苯是固體,2.24L苯的物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于0.1mol,因此,完全燃燒,得到CO2遠(yuǎn)大于0.6mol,B項(xiàng)錯(cuò)誤。鋅和稀硫酸反應(yīng),每生成1molH2,轉(zhuǎn)移2 mol電子,在常溫常壓下,11.2LH2的物質(zhì)的量不是0.5 mol,所以反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不是NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤。標(biāo)準(zhǔn)狀況下四氯化碳是液體,2.24LCCl4的物質(zhì)的量大于0.1 mol,含有的共價(jià)鍵數(shù)大于0.4NA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。常溫常壓下,氣體的摩爾體積大于22.4L·mol-1,22.4LCl2中的物質(zhì)的量小于1mol,含有的分子數(shù)小于NA,E項(xiàng)錯(cuò)誤。標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LCO2的物質(zhì)的量為0.25mol,含有的氧原子為0.5mol,F項(xiàng)正確。G選項(xiàng)的氨水為溶液。H選項(xiàng)的鹽酸中HCl已完全電離為H+和Cl-。

答案：A.√ B.× C.× D.× E.×F.√ G.× H.×

易錯(cuò)點(diǎn)提示：①標(biāo)準(zhǔn)狀況下,Vm=22.4L·mol-1的含義是,在0℃、101kPa時(shí),1mol任何氣體所占的體積均約為22.4L,即Vm=22.4L·mol-1適用范圍為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體。②注意在標(biāo)準(zhǔn)狀況下非氣態(tài)的物質(zhì),如 H2O、SO3、戊烷、CHCl3等。③在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣態(tài)的常見有機(jī)物有1到4個(gè)碳原子的烴、CH3Cl、HCHO等。④物質(zhì)的質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、微粒個(gè)數(shù)不受外界條件的影響。

典型例題1.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )。

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,80gSO3中含3NA個(gè)氧原子,體積約為22.4L

B.足量Zn與一定量的濃硫酸反應(yīng),產(chǎn)生22.4L氣體時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定為2NA

C.常溫常壓下,22.4LCH4分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為1∶4

D.常溫常壓下,11.2g乙烯中含有的共用電子對(duì)數(shù)目為1.2NA

解析：A選項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,三氧化硫是固體,錯(cuò)誤。B選項(xiàng),氣體應(yīng)為SO2和H2的混合氣,只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,結(jié)論才正確。C選項(xiàng),CH4分子中C、H原子個(gè)數(shù)比與狀況及CH4的多少無關(guān),正確;D選項(xiàng),質(zhì)量與狀況無關(guān),11.2g乙烯的物質(zhì)的量為0.4 mol,1mol乙烯分子中共用電子對(duì)數(shù)目為6個(gè),故11.2g乙烯中含有的共用電子對(duì)數(shù)目為2.4NA。

答案：C

視角二：考查物質(zhì)的組成或結(jié)構(gòu)

高考真題精選2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,判斷下列說法是否正確。

A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1NA

B.常溫常壓下,124gP4中所含P—P鍵數(shù)目為4NA

C.0.1mol的11B中,含有0.6NA個(gè)中子

D.密閉容器中1molPCl3與1molCl2反應(yīng)制備PCl5(g),增加2NA個(gè)P—Cl鍵

E.1mol乙烯分子中含有的碳?xì)滏I數(shù)為4NA

F.氫原子數(shù)為0.4NA的CH3OH分子中含有的σ鍵數(shù)為0.4NA

G.18gD2O和18gH2O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA

H.60g丙醇中存在的共價(jià)鍵總數(shù)為10NA

I.1 molNa2O2固體中含離子總數(shù)為4NA

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

K.1mol的羥基與1mol的氫氧根離子所含電子數(shù)均為9NA

解析：16.25g氯化鐵的物質(zhì)的量是,由于氫氧化鐵膠體是大量分子的集合體,同時(shí)Fe3+不可能完全水解,因此水解生成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)遠(yuǎn)小于0.1NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤。常溫常壓下,124gP4的物質(zhì)的量是1mol,由于白磷是正四面體結(jié)構(gòu),1個(gè)P4分子含有6個(gè)P—P鍵,因此其中所含P—P鍵數(shù)目為6NA,B項(xiàng)錯(cuò)誤。B的原子序數(shù)為5,即質(zhì)子數(shù)為5,在質(zhì)量數(shù)為11的B原子中含有6個(gè)中子,0.1mol11B含有0.6NA個(gè)中子,C項(xiàng)正確。PCl3與Cl2反應(yīng)生成PCl5的反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,則1molPCl3與1molCl2反應(yīng)生成的PCl5小于1mol,增加的P—Cl鍵的數(shù)目小于2NA個(gè),D項(xiàng)錯(cuò)誤。乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為乙烯中含有碳?xì)滏I的物質(zhì)的量為4mol,故E項(xiàng)正確。甲醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3OH,氫原子數(shù)為0.4NA的甲醇為0.1mol,含有0.5mol σ鍵,F項(xiàng)錯(cuò)誤。D2O的摩爾質(zhì)量為20g·mol-1,H2O的摩爾質(zhì)量為18g·mol-1,G項(xiàng)錯(cuò)誤。60g丙醇的物質(zhì)的量為1mol,存在的共價(jià)鍵總數(shù)為11NA,H項(xiàng)錯(cuò)誤。1 molNa2O2固體中含有1 molO2-2和2molNa+,離子總數(shù)為3NA,I項(xiàng)錯(cuò)誤。石墨烯的結(jié)構(gòu)如圖1,由石墨烯的結(jié)構(gòu)容易得出1個(gè)六元環(huán)包含碳原子的數(shù)目為個(gè),故12g石墨烯(包含1mol碳原子)中含有六元環(huán)的個(gè)數(shù)為0.5NA,J項(xiàng)正確。1mol的羥基(—OH)含電子數(shù)為9NA,1mol的氫氧根離子(OH-)含電子數(shù)為10NA,K項(xiàng)錯(cuò)誤。苯分子中不含雙鍵,L項(xiàng)錯(cuò)誤。

圖1

答案：A.× B.× C.√ D.×E.√ F.× G.× H.× I.× J.√ K.× L.×

易錯(cuò)點(diǎn)提示：①注意特殊物質(zhì)中所含微粒(分子、原子、電子、質(zhì)子、中子等)的數(shù)目,如Ne、D2O、18O2、H37Cl等。②注意物質(zhì)中所含化學(xué)鍵的數(shù)目,如CO2、CnH2n+2、Na2O2、金剛石、SiO2等。③注意區(qū)分離子晶體、分子晶體和原子晶體等。④注意特殊物質(zhì)的電子式,如Na2O2、HClO等。⑤注意物質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu),如苯環(huán)等。

圖2

典型例題2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是( )。

A.3.2gS8(結(jié)構(gòu)如圖2)含共價(jià)鍵的數(shù)目為0.1NA

B.7.8 gNa2S和Na2O2的混合物中,含有的陰離子數(shù)目為0.1NA

C.12gNaHSO4晶體中陽離子和陰離子的總數(shù)為0.3NA

D.7.5gSiO2晶體中含有的硅氧鍵數(shù)為0.5NA

解析：A選項(xiàng),1個(gè)S8分子含8個(gè)共價(jià)鍵,因此3.2gS8含共價(jià)鍵的數(shù)目為0.1NA,正確;B選項(xiàng),Na2S和Na2O2的摩爾質(zhì)量都是78g·mol-1,7.8gNa2S和Na2O2的混合物的物質(zhì)的量是0.1 mol,正確;C選項(xiàng),NaHSO4晶體中的陰離子為,錯(cuò)誤;D選項(xiàng),每個(gè)硅原子和4個(gè)氧原子相連,每個(gè)氧原子和2個(gè)硅原子相連,7.5g二氧化硅晶體含硅氧鍵0.5mol,正確。

答案：C

視角三：考查氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移

高考真題精選3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,判斷下列說法是否正確。

A.2.4gMg與H2SO4完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA

B.1mol甲烷完全燃燒轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA

C.1molFe溶于過量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA

D.3mol單質(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4,失去8NA個(gè)電子

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

F.鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物,23g鈉充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1NA

G.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6LCO2與足量Na2O2反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5NA

H.氫氧燃料電池正極消耗22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),電路中通過的電子數(shù)目為2NA

J.1molFeI2與足量氯氣反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA

K.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.72LNO2與水反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA

解析：A選項(xiàng),2.4g鎂的物質(zhì)的量為生成1molN2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為3.75NA,正確。J選項(xiàng),1molFeI2與足量氯氣反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA,錯(cuò)誤。K選項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.72LNO2為0.3mol,與水反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA,錯(cuò)誤。

答案：A.× B.√ C.× D.√ E.√F.√ G.× H.× I.√ J.× K.×

易錯(cuò)點(diǎn)提示：①注意歧化反應(yīng)和歸中反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移(得失)數(shù)目的問題分析,如Na2O2、NO2與 H2O 反應(yīng);Cl2與 H2O、NaOH的反應(yīng)。②注意變價(jià)金屬參與的反應(yīng),如Fe、Cu與S、Cl2的反應(yīng)。③注意原電池、電解過程電子的轉(zhuǎn)移,如電解AgNO3溶液、CuSO4溶液等,分析該類題目時(shí)還要注意反應(yīng)產(chǎn)物、可逆反應(yīng)以及過量計(jì)算問題。

典型例題3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )。

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA

B.56gFe與一定量稀硝酸完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2NA

C.在銅與硫的反應(yīng)中,1mol銅原子參加反應(yīng)失去的電子數(shù)為NA

D.過氧化氫分解制得標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LO2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.2NA

解析：A選項(xiàng),氯氣與水的反應(yīng)為可逆反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)小于0.1NA,錯(cuò)誤。B選項(xiàng),Fe與稀硝酸反應(yīng)與量有關(guān),Fe少量時(shí)生成Fe3+,Fe過量時(shí)生成Fe2+,1molFe參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目不一定為2NA,錯(cuò)誤。C選項(xiàng),反應(yīng)生成Cu2S,Cu失去的電子數(shù)是NA,正確。D選項(xiàng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)目應(yīng)為0.1NA,錯(cuò)誤。

答案：C

視角四：考查一定量物質(zhì)中粒子數(shù)目的計(jì)算

高考真題精選4.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,判斷下列說法是否正確。

A.92.0g甘油(丙三醇)中含有羥基數(shù)為1.0NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數(shù)目為2NA

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LN2和O2的混合氣體中分子數(shù)為0.2NA

D.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA個(gè)H+

E.1mol的CO和N2混合氣體中含有的質(zhì)子數(shù)為14NA

F.14g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA

G.室溫下,1LpH=13的NaOH溶液中,由水電離的OH-離子數(shù)目為0.1NA

H.1.6g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0.1NA

I.2L0.5mol·L-1硫酸鉀溶液中陰離子所帶電荷數(shù)為NA

J.1.0L1.0mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2NA

解析：1分子丙三醇含有3個(gè)羥基,92.0g丙三醇的物質(zhì)的量是1mol,其中含有羥基數(shù)是3NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤。甲烷和乙烯分子均含有4個(gè)氫原子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L甲烷和乙烯混合物的物質(zhì)的量是0.5mol,其中含氫原子數(shù)目為2NA,B項(xiàng)正確。2.24LN2和O2的混合氣體的物質(zhì)的量為0.1mol,分子數(shù)為0.1NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤。溶液體積未定,不能計(jì)算氫離子個(gè)數(shù),D項(xiàng)錯(cuò)誤。1molCO含有質(zhì)子物質(zhì)的量為(6+8)mol=14mol,1molN2中含有質(zhì)子物質(zhì)的量為2×7 mol=14mol,因此1molN2和CO的混合氣體中含有質(zhì)子物質(zhì)的量為14mol,E項(xiàng)正確。乙烯和丙烯的最簡(jiǎn)式均為CH2,14g乙烯和丙烯混合氣體即為14gCH2,則氫原子數(shù)為2NA,F項(xiàng)正確。pH=13的NaOH溶液中,由水電離的c(OH-)=1×10-13mol·L-1,1L溶液中,由水電離的OH-離子數(shù)目為1×10-13NA,G項(xiàng)錯(cuò)誤。1.6g氧氣和臭氧的混合氣體中氧原子即為1.6g,數(shù)目為0.1NA,H項(xiàng)正確。2L0.5mol·L-1硫酸鉀溶液中陰離子為,所帶電荷數(shù)為2L×0.5mol·L-1×2=2mol,I項(xiàng)錯(cuò)誤。水中還含有氧原子,J項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：A.× B.√ C.× D.× E.√F.√ G.× H.√ I.× J.×

易錯(cuò)點(diǎn)提示：①注意最簡(jiǎn)式相同的物質(zhì)中的微粒數(shù)目,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。②注意摩爾質(zhì)量相同的物質(zhì)中的微粒數(shù)目,如 N2、CO、C2H4,N2O、CO2、C3H8等。

典型例題4.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )。

A.常溫下,32g含有少量臭氧的氧氣中,共含有氧原子2NA

B.常溫常壓下,3.0g乙烷中含有的碳?xì)滏I數(shù)為0.7NA

C.300mL2mol·L-1蔗糖溶液中所含分子數(shù)為0.6NA

D.8.0gCu2S和CuO的混合物中含有銅原子數(shù)為0.1NA

解析：A選項(xiàng),32g氧(O3和O2)中共含有氧原子2NA,正確。B選項(xiàng),常溫常壓下,3.0g乙烷中含有的碳?xì)滏I數(shù)為0.6NA,錯(cuò)誤。C選項(xiàng),蔗糖溶液中的分子不僅有蔗糖還有水,錯(cuò)誤。D選項(xiàng),極限法分析,8.0gCu2S中含有銅原子數(shù)為0.1NA,8.0gCuO中含有銅原子數(shù)也為0.1NA(或根據(jù)Cu2S和CuO中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等分析),正確。

答案：AD

視角五：考查與“特殊反應(yīng)”相關(guān)的粒子數(shù)目的判斷

高考真題精選5.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,判斷下列說法是否正確。

A.1.0molCH4與Cl2在光照下反應(yīng)生成的CH3Cl分子數(shù)為1.0NA

B.100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含F(xiàn)e3+的數(shù)目為0.1NA

C.密閉容器中,2molSO2和1 molO2催化反應(yīng)后分子總數(shù)為2NA

D.1L0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,的數(shù)量為0.1NA

E.0.1molH2和0.1molI2于密閉容器中充分反應(yīng)后,其分子總數(shù)為0.2NA

F.1L0.1mol·L-1的乙酸溶液中含H+的數(shù)量為0.1NA

G.1 molN2與4 molH2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA

H.密閉容器中2molNO與1molO2充分反應(yīng),產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA

I.50mL12mol·L-1鹽酸與足量MnO2共熱,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA

解析：甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成的氯代甲烷不止一種,因此生成的CH3Cl分子數(shù)小于1.0NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤。鐵離子在溶液中水解,所以100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含F(xiàn)e3+的數(shù)目小于0.1NA,B項(xiàng)錯(cuò)誤。反應(yīng)是可逆反應(yīng),因此密閉容器中,2molSO2和1molO2催化反應(yīng)后分子總數(shù)大于2NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤。為弱堿陽離子,在溶液中發(fā)生水解,因此的數(shù)量小于0.1NA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2HI,反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,充分反應(yīng)后,分子總數(shù)仍為0.2NA,E項(xiàng)正確。乙酸是弱酸,部分電離,因此溶液中H+物質(zhì)的量小于0.1 mol,F項(xiàng)錯(cuò)誤。N2與H2反應(yīng)生成NH3的反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物,1molN2與4molH2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)小于2NA,G項(xiàng)錯(cuò)誤。NO2與N2O4之間存在平衡,分子數(shù)小于2NA,H項(xiàng)錯(cuò)誤。鹽酸易揮發(fā)且稀鹽酸與MnO2不反應(yīng),I項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：A.× B.× C.× D.× E.√F.× G.× H.× I.×

易錯(cuò)點(diǎn)提示：①弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離;可水解鹽溶液中,離子發(fā)生微弱水解,如0.1 mol·L-1的乙酸溶液和0.1mol·L-1的乙酸鈉溶液。②注意一些特殊的反應(yīng),如一氧化氮和氧氣不需要條件即可反應(yīng),二氧化氮和四氧化二氮之間存在相互轉(zhuǎn)化,合成氨反應(yīng)等屬于可逆反應(yīng);鐵、鋁常溫下遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化;Fe與水蒸氣的反應(yīng);銅與濃硫酸反應(yīng),與稀硫酸不反應(yīng);MnO2與濃鹽酸反應(yīng);N2、NH3與O2反應(yīng)生成NO而不是NO2;S與O2反應(yīng)生成SO2;Fe、Cu與Cl2、S的反應(yīng);硝酸是強(qiáng)氧化性酸,參與的反應(yīng)不會(huì)生成H2等。

典型例題5.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )。

A.1 molCu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個(gè)SO3分子

B.2L0.5mol·L-1亞硫酸溶液中含有的H+離子數(shù)為2NA

C.1L0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中和離子數(shù)之和小于0.1NA

D.高溫下,0.2 molFe與足量水蒸氣反應(yīng),生成的H2分子數(shù)目為0.3NA

解析：A選項(xiàng),Cu和熱濃硫酸反應(yīng)生成SO2,錯(cuò)誤。B選項(xiàng),H2SO3為弱酸,部分電離,錯(cuò)誤。C選項(xiàng),NaHCO3溶液中存在的電離和水解,、H2CO3和微粒數(shù)之和為0.1NA,所以和微粒數(shù)之和小于0.1NA,正確。Fe與水蒸氣反應(yīng)的方程式為Fe3O4+4H2,0.2molFe參與反應(yīng),則生成分子數(shù)為,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C