有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)的考查角度與備考對(duì)策

汪建禮

(安徽省亳州市第一中學(xué))

縱觀近幾年全國(guó)各地的高考化學(xué)試題可以發(fā)現(xiàn),高考中對(duì)阿伏加德羅常數(shù)的考查具有穩(wěn)定性與連續(xù)性,充分體現(xiàn)了“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”等方面的考查要求.

1 有關(guān)微粒個(gè)數(shù)的考查

此角度所設(shè)題目考查的主要內(nèi)容包括:一定量的物質(zhì)中所含相關(guān)粒子的數(shù)目[如分子數(shù)、原子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)(或孤電子對(duì)數(shù))、離子數(shù)、電荷數(shù)、共價(jià)鍵數(shù)、氫鍵個(gè)數(shù)等].

例1(2021年廣東卷)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說(shuō)法正確的是( ).

A.1molCHCl3含有C—Cl鍵的數(shù)目為3NA

B.1L1.0 mol·L－1的鹽酸含有陰離子總數(shù)為2NA

C.11.2LNO 與11.2L O2混合后的分子數(shù)目為NA

D.23gNa與足量H2O 反應(yīng)生成的H2分子數(shù)目為NA

分析1個(gè)CHCl3分子中含有3個(gè)C—Cl鍵,故1molCHCl3含有C—Cl鍵的數(shù)目為3NA,選項(xiàng)A 正確.鹽酸為HCl的水溶液,HCl分子會(huì)全部電離,水會(huì)微弱電離出OH－,若忽略水的電離,則1 L 1.0 mol·L－1的鹽酸含有陰離子總數(shù)為NA,選項(xiàng)B 錯(cuò)誤.選項(xiàng)C未提到具體的溫度、壓強(qiáng)(如標(biāo)準(zhǔn)狀況下),故無(wú)法計(jì)算11.2LNO 與11.2L O2混合后的分子數(shù)目,錯(cuò)誤.23gNa為1 mol,Na與足量的水反應(yīng)生成H2的關(guān)系式為2Na～H2,故1molNa對(duì)應(yīng)生成0.5 molH2,H2分子數(shù)目應(yīng)為0.5NA,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.答案為A.

備考對(duì)策牢記特殊物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),突破常見(jiàn)陷阱.

1)記憶特殊物質(zhì)如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等中所含微粒(分子、原子、電子數(shù)、孤電子對(duì)數(shù)、價(jià)層電子對(duì)數(shù)、質(zhì)子、中子等)的數(shù)目,厘清整體與部分的關(guān)系.

2)記憶常見(jiàn)物質(zhì)中所含化學(xué)鍵的數(shù)目,能根據(jù)形成共價(jià)鍵的規(guī)則畫(huà)出結(jié)構(gòu)式.如1 分子H2O2、CnH2n＋2中共價(jià)鍵的數(shù)目分別為3、3n＋1;SiO2中Si—O 鍵的數(shù)目為4;苯環(huán)中不含雙鍵等.

3)記憶常見(jiàn)物質(zhì)中所含離子的數(shù)目.如硫酸氫鈉(NaHSO4)晶體中存在Na＋和HSO－4,NaHSO4水溶液中存在Na＋、H＋和.

4)弱電解質(zhì)的電離與鹽類(lèi)的水解是微弱的,溶液中要注意溶劑水的存在,如100mL0.1mol·L－1的NaOH 水溶液中含有氧原子數(shù)為0.01NA是錯(cuò)誤的,溶液中含有溶質(zhì)氫氧化鈉和溶劑水,氧原子數(shù)目應(yīng)為二者氧原子數(shù)目之和.

變式(2021年海南卷)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說(shuō)法正確的是( ).

A.0.1mol27Al3＋中含有的電子數(shù)為1.3NA

B.3.9 g Na2O2中含有的共價(jià)鍵的數(shù)目為0.1NA

C.0.1mol肼(H2N—NH2)含有的孤電子對(duì)數(shù)為0.2NA

D.CH2═CH2＋H2→CH3CH3,生成1 mol乙烷時(shí)斷裂的共價(jià)鍵總數(shù)為NA

分析因?yàn)? 個(gè)27Al3＋的電子數(shù)為10,所以0.1mol27Al3＋中含有的電子數(shù)為1.0NA,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.Na2O2的電子式為Na＋,含有1個(gè)共價(jià)鍵,3.9gNa2O2的物質(zhì)的量為0.05mol,故3.9gNa2O2中含有的共價(jià)鍵的數(shù)目為0.05NA,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.肼(H2N—NH2)中每個(gè)N 原子上有1對(duì)孤電子對(duì),故0.1mol肼含有的孤電子對(duì)數(shù)為0.2NA,選項(xiàng)C正確.發(fā)生CH2═CH2＋H2→CH3CH3反應(yīng)時(shí),C═C中的1 個(gè)π 鍵和H—H 鍵都斷裂,故生成1mol乙烷時(shí)斷裂的共價(jià)鍵總數(shù)為2NA,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.故答案為C.

2 有關(guān)轉(zhuǎn)移電子數(shù)的考查

此角度所設(shè)題目主要考查特定反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目的分析與判斷.

例2設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( ).

A.常溫下,5.4g鋁片投入足量的濃硫酸中,鋁失去的電子數(shù)為0.3NA

B.3molNO2與H2O 完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA

C.向100mL0.10mol·L－1FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.01NA

D.電解熔融MgCl2制2.4g Mg,電路中通過(guò)的電子數(shù)為0.1NA

分析常溫下,鋁片遇濃硫酸會(huì)發(fā)生鈍化而不能進(jìn)一步反應(yīng),因此不能計(jì)算微粒數(shù)目,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.NO2與H2O 反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO,該反應(yīng)消耗3個(gè)NO2分子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2個(gè),則有3molNO2參與反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.100mL0.10mol·L－1FeCl3溶液中Fe3＋的物質(zhì)的量是0.01mol,加入足量Cu粉充分反應(yīng),Fe3＋被還原為Fe2＋,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.01NA,選項(xiàng)C 正確.電解熔融的MgCl2生成金屬M(fèi)g,Mg由＋2價(jià)降低到0價(jià),因此1molMgCl2完全電解生成金屬M(fèi)g,轉(zhuǎn)移2 mol電子,即電解熔融MgCl2制2.4gMg(物質(zhì)的量為0.1mol),電路中通過(guò)的電子數(shù)為0.2NA,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.答案為C.

備考對(duì)策牢記“3 個(gè)注意”,突破電子轉(zhuǎn)移(得失)數(shù)目的常見(jiàn)陷阱.

1)注意是否發(fā)生歧化反應(yīng),如Cl2與H2O 或NaOH 發(fā)生歧化反應(yīng)時(shí),每消耗1molCl2轉(zhuǎn)移1mol電子.

2)注意變價(jià)元素,如1molFe與足量鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子,而與足量硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移3mol電子.

3)注意氧化還原的競(jìng)爭(zhēng)及用量問(wèn)題,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不同.

解題的核心是:根據(jù)特定條件下的反應(yīng),依據(jù)化合價(jià)的變化判斷轉(zhuǎn)移電子數(shù)及方向(畫(huà)單線橋或者雙線橋),然后建立已知量與轉(zhuǎn)移電子數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行求解.

3 有關(guān)“特殊條件”或“隱含反應(yīng)”的考查

此角度所設(shè)題目主要考查化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中“隱含”著的特殊條件,條件改變,反應(yīng)本質(zhì)與現(xiàn)象也隨之改變,此角度是考生最易失分的點(diǎn),稍不留神就會(huì)掉入命題人設(shè)計(jì)的“陷阱”.

例3設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( ).

A.0.1 molCH3COOH 與足量CH3CH2OH 充分反應(yīng)生成的CH3COOCH2CH3分子數(shù)目為0.1NA

B.1mol碘蒸氣和1mol氫氣在密閉容器中充分反應(yīng),生成的碘化氫分子數(shù)小于2NA

C.2molNO 與1 molO2在密閉容器中充分反應(yīng)后的分子數(shù)為2NA

D.0.1molCH4與足量Cl2反應(yīng)生成CH3Cl的分子數(shù)為0.1NA

分析乙酸和乙醇的酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),則0.1molCH3COOH 與足量CH3CH2OH 充分反應(yīng)生成的CH3COOCH2CH3分子數(shù)目小于0.1NA,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.碘蒸氣與氫氣發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng),有一定的限度,所以不能充分反應(yīng),生成的碘化氫分子數(shù)小于2NA,選項(xiàng)B正確.選項(xiàng)C中存在反應(yīng):2NO＋O2＝2NO2,2NO2?N2O4,因此2molNO 與1 mol O2在密閉容器中充分反應(yīng)后的分子數(shù)小于2NA,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.CH4與足量Cl2反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,因此0.1 molCH4與足量Cl2反應(yīng)生成CH3Cl的分子數(shù)小于0.1NA,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.答案為B.

備考對(duì)策牢記“條件變化”突破常見(jiàn)陷阱.

1)反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化.如:合成氨N2＋

2)有些物質(zhì)常溫、常壓下就以聚合分子形式存在.如:2NO2?N2O4,2HF?(HF)2.

3)有些反應(yīng)物的濃度不同,發(fā)生的反應(yīng)就不同.如:銅與濃硝酸、稀硝酸的反應(yīng)等;有些反應(yīng)濃度變稀,反應(yīng)會(huì)停止.如:銅與濃硫酸的反應(yīng)等.

4)有些反應(yīng)的反應(yīng)物用量不同,反應(yīng)不同.如二氧化碳與堿,碳酸鈉與鹽酸,石灰水與碳酸氫鈉等反應(yīng)的產(chǎn)物都與反應(yīng)物的量的多少有關(guān).

高考對(duì)阿伏加德羅常數(shù)的考查在注重基礎(chǔ)性的同時(shí),又突出了必備知識(shí)的考查,因此在高考復(fù)習(xí)中要強(qiáng)化高中化學(xué)的基本概念與基本理論的考查角度,掌握備考對(duì)策.

(完)