全国卷高考化学专题突破阿伏加德罗常数的解题技巧

全国卷高考化学专题突破阿伏加德罗常数的解题技巧

‎2019年全国卷高考化学专题突破《阿伏加德罗常数的解题技巧》‎ ‎【高考展望】 1、考纲要求 　　①了解物质的量一摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度②理解阿伏加德罗常数的涵义③掌握物质的量与微粒（分子、原子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系。 2、高考动向 　　以阿伏加德罗常数NA为载体考查物质状态、分子组成、盐类水解、弱电解质电离、化学平衡、胶体制备、晶体结构、氧化还原反应等基本概念、基本理论、元素化合物等多方面的知识。从高考试题看，此类题目多为选择题，且题型、题量保持稳定，命题的形式也都是已知阿伏加德罗常数为NA，判断和计算一定量的物质所含离子数的多少。此类试题在注意有关计算关系考查的同时，又隐含对概念的理解的考查。试题难度不大，概念性强，覆盖面广，区分度好，预计今后会继续保持。 【方法点拨】 一、阿伏加德罗常数含义： 　　0.012kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数。1mol任何物质均含有阿伏加德罗常数个特定微粒或微粒组合。 受客观条件的限制，目前科学界还不能测出阿伏加德罗常数的准确值，通常使用6.02×1023 mol－1这个近似值。也就是说，1 mol任何粒子的粒子数约为6.02×1023，如1 mol氧原子中约含有6.02×1023个氧原子。‎ 阿伏加德罗常数与6.02×1023 mol－1是常数与近似值的关系，不能将阿伏加德罗常数与6.02×1023 mol－1等同，就像不能将π与3.14等同一样。 二、解题策略： 　　要正确解答本类题目，首先要认真审题。审题是“审”而不是“看”，审题的过程中要注意分析题目中概念的层次，要特别注意试题中一些关键性的字、词，要边阅读边思索。 　　其次要留心“陷阱”，对常见的一些陷阱要千万警惕。考生要在认真审题的基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较、作出正确解答。‎ 关于阿伏加德罗常数的高考试题，常常有意设置一些极易疏忽的干扰因素。在分析解答这类题目时，要特别注意下列细微的知识点：①状态问题，如水在标准状况时为液态或固态；SO3在标准状况下为固态、常温常压下为液态，戊烷及碳原子数更多的烃，在标准状况下为液态或固态。②特殊物质的摩尔质量，如D2O、T2O、18O2等。③某些物质分子中的原子个数，如Ne、O3、白磷等。④一些物质中的化学键数目，如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。⑤较复杂的化学反应中，转移电子数的求算，如Na2O2+H2O，C12+NaOH、电解AgNO3溶液等。⑥要用到22.4 L/mol时，必须注意气体是否处于标准状况。⑦某些离子或原子团在水溶液中能发生水解反应，使其数目减少。⑧注意常见的一些可逆反应。 【典型例题】 类型一：根据质量计算物质中所含微粒的数目 例1．用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．32 g氧气含有2 NA 个氧原子 B．32 g臭氧含有2 NA 个氧原子 C．32 g氧气和臭氧的混合气体中含有2 NA 个氧原子 D．32g 氧气和臭氧的混合气体含有NA个分子 ‎【思路点拨】要注意氧气分子式O2,臭氧的分子式O3，二者摩尔质量不同。　　‎ ‎【答案】D 【解析】A、B、C选项均相当于含有32 g 氧原子，即2 mol氧原子，合2 NA 个氧原子。32 g 氧气和臭氧的混合气体气体含有的分子总数数应小于NA个，大于2NA/3个。 【总结升华】等质量的同素异形体所含的原子数相等。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　) 　　A．46g NO2和N2O4的混合气体含有2NA个氧原子 　　B．14g 乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA个 　　C．7g CnH2n中含有的氢原子数目为2NA个 　　D．120g由NaHSO4和KHSO3组成的混合物中含有硫原子NA个 【答案】C 【解析】A项，NO2和N2O4的最简式为NO2，46g NO2和N2O4的混合气体相当于46g NO2气体，含有2NA个氧原子。B项，乙烯和丙烯的最简式均为CH2，14 g乙烯和丙烯的混合物相当于14 g “CH2”，即1mol “CH2”，故总原子数为3NA个。C项，CnH2n的最简式均为CH2 ，7 g CnH2n中含有的氢原子数目应为NA个。D项NaHSO4和KHSO3的摩尔质量均为120g/mol,故共含有硫原子NA个。 【变式2】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　) 　　A．25℃时，1.01×105Pa时，4g氦气所含原子数为NA 　　B．60g乙酸与葡萄糖的混合物含有的原子总数为8NA 　　C．12 g金刚石和石墨的混合物中含有NA个碳原子 　　D．78 gNa2O2和Na2O固体中含有NA个阴离子 ‎【答案】D 【解析】A项，要注意氦气为单原子分子；B项，乙酸与葡萄糖的最简式均为CH2O；C项，12 g金刚石和石墨的混合物即相当于12 g碳原子；D项Na2O2和Na2O的摩尔质量不同。 类型二：根据体积求微粒数 例2．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　A．标准状况下，33.6 L H2O含有NA个H2O分子 　　B．标准状况下，22.4 L氦气与氟气的混合气体所含分子数为NA个 　　C．11.2 L的甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA个 　　D．常温常压下28 g CO与22.4 L O2所含分子数相等 【思路点拨】使用气体摩尔体积时要注意“前提”和“状态”。　　‎ ‎【答案】B 【解析】A项H2O在标准状况下为液体，B项气体摩尔体积与气体种类无关，C项缺“标准状况”，D项常温常压不是标况。 【总结升华】为了加强对考生思维品质、适应性、科学性、深刻性的考查，命题者往往有意设置一些陷阱，增大试题的区分度，陷阱的设置主要有以下几个方面： 　　　①状况条件：考查气体时经常给非标准状况如常温常压下， 101kPa、25℃时等。用到22.4L·mol-1必须注意物质的状态及是否是标准状况。 　　　②物质状态：考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如 H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3等。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　A．标准状况下，以任意比混和的氢气和一氧化碳气体共8.96L，在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的分子数为0.2NA 　　B．在标准状况下，11.2L氖气含有NA个氖原子 　　C．00C,1.01×106Pa时，11.2L氧气所含的氧原子数为NA 　　D．25 ℃，1.013×105 Pa下，11.2 L氯气所含原子数为 NA个 【答案】A 【解析】等物质的量的氢气和一氧化碳耗氧量相同，与二者比例无关，故A对。B项氖气为单原子分子。C、D两项中所给条件都不是标况，标准状况为00C,1.01×105Pa即101kPa。 【变式2】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)‎ A．常温常压下，22.4L CO2中含有NA个CO2分子 B．标况下，1L庚烯与1L水中所含的分子数为 NA/22.4‎ C．标况下，aL甲烷和乙烷的混和气中所含的分子数为aNA/22.4‎ D．标况下，22.4L乙烯和丙烯的混合气体中所含的碳原子数为3NA ‎【答案】C 类型三：根据浓度求微粒数 例3．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　A．0.1 L 3 mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH4＋数目小于0.3 NA 　　B．0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中含钠离子数为0.1NA个 　　C．1 L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的CO32-数目为0.5NA 　　D．100 mL 2.0 mol/L的盐酸与醋酸溶液中氢离子均为0.2NA 【思路点拨】注意弱电解质的电离和盐类的水解。　‎ ‎【答案】A 【解析】A项中NH4＋水解，NH4＋数目小于0.3 NA，B项缺体积1L，C项要考虑CO32-水解，D项醋酸为弱酸，部分电离。 【总结升华】本题以阿伏加德罗常数为载体，重点考查了弱电解质的电离和盐类的水解等知识。‎ 举一反三： 【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　A．1L1mol/LCuCl2溶液中含有的Cu2+的个数为NA 　　B．1L0.1mol/L的硫化钠溶液中硫离子数目为0.1NA 　　C．100mL1mol/L的Na3PO4溶液中含有离子数多于0.4NA 　　D．0.1mol/L的100mLH2SO3溶液中，含有的离子数约为0.03 NA 【答案】C 【解析】A项中Cu2+水解，Cu2+数目小于 NA；B项要考虑S2-的水解，硫离子数目小于0.1NA；C项要考虑PO43 -的水解，含有离子总数多于0.4NA；D项H2SO3为弱酸，部分电离,含有的离子数小于0.03 NA。 类型四、物质结构、化学键的考查 例4．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　A．17g羟基中所含电子数为10NA 　　B．16g CH4与18 g NH4＋ 所含质子数均为10NA 　　C．18 g D2O中含有的质子数目为10NA 　　D．1molNa2O2含有阴阳离子总数为3NA 【思路点拨】本题涉及微粒均由原子构成，要从原子的质子数和电子数入手分析。　‎ ‎【答案】D 【解析】A项中17g羟基中所含电子数为9NA，B项18 g NH4＋ 所含质子数为11NA，C项D2O的摩尔质量为20g/mol，D项中Na2O2含有的阴离子为O22-，O22-数目为NA，1molNa2O2含有阴阳离子总数为3NA。 【总结升华】本题考查一定物质的量的物质中含有多少微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）时常涉及特殊物质中的原子、离子、化学键及电子的数目、同位素原子的差异等知识。‎ 举一反三： 【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　①、1 mol FeCl3跟水反应完全转化成氢氧化铁胶体后，生成胶体粒子的数目为NA 　　②、在标准状况下，2g氖气含有NA个氖原子 　　③、1mol固体NaHSO4含有阴阳离子总数为2NA 　　④、20 g重水(D2O)中含有的电子数为10NA 　　⑤、由2H和18O所组成的水11g，其中所含的中子数为NA 　　⑥、标准状况下，1.12LDT所含的中子数为0.15NA 　　⑦、1molC10H22中含共价键的数目为30NA 　　⑧、1 mol乙酸和甲酸甲酯的混合物中含共用电子对的数目是8×6.02×1023 　　A．③④⑥⑧ 　　　　B．①④⑥⑦⑧ 　　　　C．①③④⑥⑧　　　　 D．全部 【答案】A 【解析】①中胶体粒子是大量分子的集合体，生成胶体粒子的数目小于为NA，③中固体NaHSO4中的阴离子是HSO4-，⑦中1molC10H22中含共价键的数目为31NA,一个C原子有四个共价键，一个H原子有一个共价键，每个键均被两个原子共用，故算式为（10×4+22×1）÷2=31。 ‎ ‎【变式2】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　A．1L、1mol/L的盐酸中，所含的氯化氢分子数为NA B．1mol羟基中所含的电子数为9NA ‎　C．某温度时，pH = 6的纯水，含10-6×6.02×1023个OH- 　D．1L1mol/L的醋酸钠溶液中，所含的CH3COO-数为NA ‎【答案】B 类型五、计算氧化还原反应中得失电子数目 例5．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　A．2.4 g镁变为镁离子失去电子数为0.1NA 　　B．7.1g C12常温下与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA 　　C．1 molNa2O2与足量水蒸气反应转移电子数为2NA 　　D．足量的铁在1 molC12中充分燃烧，铁失去电子数为2NA 【思路点拨】审题要细，抓住关键字词。‎ ‎【答案】D 【解析】A项中镁离子为+2价，失去电子数为0.2NA；B项C12与足量NaOH为歧化反应，转移的电子数为0.1NA；C项1 molNa2O2与足量水蒸气反应也发生歧化反应，转移电子数为NA；D项参加反应的铁为2/3mol，铁变为+3价，失去电子数为2NA。 【总结升华】此类题应重点分析化合价的变化。‎ 举一反三： 【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) 　　A．7.1克Cl2与4.6克钠完全反应，Cl2失去电子数为0.2NA 　　B．7.1克Cl2常温下与足量水完全反应，Cl2的电子转移0.2NA 　　C．1 mol Cl2作为氧化剂时得到的电子数为2NA 　　D．1mol Cl2参加氧化还原反应，转移的电子数一定为2NA 【解析】A项中氯元素均变为-1价，应是Cl2得到电子数为0.2NA；B项中氯元素发生歧化反应，变为-1价和+1价，Cl2的电子转移0.1NA； C项1 mol Cl2作为氧化剂得到的电子数一定为2NA；D项Cl2参加氧化还原反应化合价变化有多种情况。 【答案】C 【变式2】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　) 　　A．5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数可能为0.25NA 　　B．5.6 g铁粉与足量Cl2完全反应失去的电子数为0.3NA 　　C．5.6 g铁粉与足量的硫粉完全反应失去的电子数为0.2NA反应 　　D．5.6 g铁粉在足量的氧气中燃烧失去的电子数为0.3NA反应。 【解析】A项中铁元素的化合价与硝酸的量有关，转移电子数为0.3NA或0.2NA或介于二者之间；B项中铁元素的化合价为+3价，电子转移数为0.3NA； C项铁元素的化合价为+3价，电子转移数为0.2NA；D项中生成物为Fe3O4,铁元素的化合价为+2和+3价，电子转移数应为0.8 NA /3。‎ ‎【答案】D 类型六、有关阿伏加德罗常数的综合类型 例6．设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA ‎ B．0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA ‎ C．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA，‎ ‎ D．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA ‎【思路点拨】标准状况下苯为液体，过氧化钠中氧的化合价为-1价。‎ ‎【答案】A ‎【解析】氧气和臭氧都是由氧元素组成的，故1.6 g混合物中含有0.1NA个氧原子，A项正确；丙烯酸的结构简式为CH2===CHCOOH，分子中含有碳碳双键和碳氧双键，0.1 mol丙烯酸中含有双键数为0.2NA，B项错误；标准状况下苯为固体，不适于用气体摩尔体积来计算，C项错误；过氧化钠与水的反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，每生成0.1 mol O2时，转移电子数为0.2NA，D项错误。‎ ‎【总结升华】本题考查微粒数与物质的质量、物质的体积等关系，同时涉及了化学键、电子转移等知识，属综合类型。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】设nA为阿伏伽德常数的数值，下列说法正确的是(　　)‎ A．18 g H2O含有10nA个质子 B．1 mol甲苯含有6nA个C—H键 C．标准状况下，22.4 L氨水含有nA个NH3分子 D．56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子 ‎【答案】A　‎ ‎【解析】18 g H2O为1 mol，1 mol H2O含有10 mol质子，A项正确；甲苯的分子式为C7H8，1 mol甲苯含有8 mol C—H键，B项错误；气体摩尔体积仅仅适应于标准状况下的气体，22.4 L氨水的物质的量不是1 mol，C项错误；常温下，Fe在浓硫酸中钝化，D项错误。‎ ‎【变式2】设NA 代表阿伏加德罗常数（NA ）的数值，下列说法正确的是(　　) 　　A．1 mol 硫酸钾中阴离子所带电荷数为NA 　　B．乙烯和环丙烷（C3H6 ）组成的28g混合气体中含有3NA 个氢原子 　　C．标准状况下，22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA 　　D．将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1NA Fe3+ 【答案】C 【解析】K2SO4中阴离子为硫酸根，1mol硫酸根所带电荷为2mol，A错误。乙烯和C3H6‎ 的最简式相同均为CH2，28g混合气有2molCH2，所以含4molH原子，B错误。Fe3+在溶液中发生水解，0.1molFeCl3溶液中，Fe3+的物质的量要小于0.1mol，D错误。 【变式3】下列叙述正确的是(　　)‎ A.1.00mol NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子 B. 1.00mol NaCl中,所有Na+的最外层电子总数为8×6.02×1023‎ C.欲配置1.00L ,1.00mol/L的NaCl溶液，可将58.5g NaCl溶于1.00L水中 D.电解58.5g 熔融的NaCl，能产生22.4L氯气（标准状况）、23.0g金属钠 ‎【答案】B ‎【解析】NaCl属于离子化合物，不存在NaCl分子，A不正确；Na+的最外层已经达到8电子稳定结构，所以B正确；1.00L ,1.00mol/L的NaCl溶液是指1.00molNaCl即58.5g NaCl溶于水配成1L溶液，而不是指溶剂为1L，C不正确；由原子守恒可知58.5g NaCl只能生成0.5mol氯气，在标准状况下是11.2L，D不正确。‎ ‎【变式4】设NA为阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是(　　) 　　A．30 g甲醛中含共用电子对总数为4NA 　B．将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1NAFe3+ 　 C．在一定条件下，催化分解80g SO3，混合气体中氧原子数为3NA 　　D．常温常压下，1.5 mol NO2与足量H2O反应，转移的电子数为NA 【答案】B ‎