張思明
有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)(NA)正誤的判斷融有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算與基本概念和理論、元素化合物等知識(shí)為一體,能充分考查學(xué)生分析問題與解決問題的能力,因而成為高考考查的熱點(diǎn)?,F(xiàn)舉例說明其考查方式與解題方法,希望對學(xué)生的學(xué)習(xí)有所幫助。
一、考查一定體積的氣體中所含微粒數(shù)的判斷
解題關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是要明確只有標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體物質(zhì)才能利用“22.4 L·mol-1”進(jìn)行計(jì)算;二是要弄清所求氣體分子中所含的微粒數(shù)。
例1 假設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列敘述正確的是(? )。
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L氬氣含有的質(zhì)子數(shù)為9NA
B.25 ℃、101 kPa下,2.24 L臭氧所含分子數(shù)為0.1NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L酒精中所含碳原子數(shù)為2NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L CO2氣體中所含電子數(shù)為3.5NA
解析 A項(xiàng),氬氣(Ar)分子中含有18個(gè)質(zhì)子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氬氣的物質(zhì)的量為
0.5 mol(即11.2 L÷22.4 L·mol-1=0.5 mol),則其含有的質(zhì)子數(shù)為9NA,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),25℃、101 kPa為非標(biāo)準(zhǔn)狀況,2.24 L臭氧的物質(zhì)的量不是0.1 mol,其所含分子數(shù)不為0.1NA,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),酒精的分子式為C2H6O,標(biāo)準(zhǔn)狀況下酒精是液態(tài),22.4 L酒精的物質(zhì)的量不是1 mol,其所含碳原子數(shù)不為2NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),CO2分子中含有22(即6+8×2=22)個(gè)電子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L二氧化碳的物質(zhì)的量為0.25 mol(即5.6 L÷22.4 L·mol-1=0.25 mol),其所含電子的物質(zhì)的量為0.25 mol×22=5.5 mol,即所含電子數(shù)為5.5NA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為A。
二、考查一定質(zhì)量的物質(zhì)中所含微粒數(shù)的判斷
解題關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是要明確物質(zhì)的質(zhì)量與外界條件無關(guān),可直接利用公式“物質(zhì)的量(n)=質(zhì)量(m)÷摩爾質(zhì)量(M)”計(jì)算物質(zhì)的量;二是要弄清有關(guān)物質(zhì)中所含的微粒數(shù)。
例2 假設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列敘述錯(cuò)誤的是(? )。
A.在25℃、101 kPa下,46 g NO2和N2O4的混合物中,含有的氧原子數(shù)為2NA
B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,39 g Na2O2中所含離子數(shù)為2NA
C.在25℃、101 kPa下,1.0 g D216O中所含質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)均為0.5NA
D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,14 g環(huán)己烷和乙烯混合物中所含電子數(shù)為8NA
解析 A項(xiàng),NO2和N2O4的最簡式為“NO2”,46 g“NO2”的物質(zhì)的量為46 g÷46 g·mol-1=1 mol,其含有的氧原子數(shù)為2NA,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),1 mol Na2O2中含有3 mol離子(2 mol Na+和1 mol O2-2),39 g Na2O2的物質(zhì)的量為
n(Na2O2)=39 g÷78g·mol-1=0.5 mol,其所含離子數(shù)為1.5NA,B項(xiàng)不正確;C項(xiàng),D216O分子中含有10個(gè)質(zhì)子和10個(gè)中子,1.0 g D216O的物質(zhì)的量為n(D216O)=1.0 g÷20 g·mol-1=0.05 mol,其所含質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)均為0.5NA,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),環(huán)己烷(C6H12)和乙烯(C2H4)的最簡式為“CH2”,“CH2”中含有8個(gè)電子,14 g“CH2”的物質(zhì)的量為14 g÷14 g·mol-1=1 mol,其所含電子數(shù)為8NA,D項(xiàng)正確。答案為B。
三、考查一定量的電解質(zhì)溶液中所含微粒數(shù)的判斷
解題關(guān)鍵有三點(diǎn):一是要明確根據(jù)公式“n=
c·V”計(jì)算溶質(zhì)的物質(zhì)的量n時(shí),物質(zhì)的量濃度c和溶液的體積V這兩個(gè)量缺一不可;二是要弄清電解質(zhì)中的有關(guān)微粒是否存在電離平衡和水解平衡;三是要知道在判斷氫原子、氧原子等微粒數(shù)時(shí),還要考慮溶劑水的存在。
例3 假設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列敘述正確的是(? )。
A.1 L 1 mol·L-1 NH4Cl溶液中NH+4和Cl-的數(shù)均為NA
B.1 mol·L-1 K2CO3溶液中所含K+數(shù)為2NA
C.1 L 1 mol·L-1 HCOOH溶液中所含H+數(shù)為NA
D.1 L 1 mol·L-1CH3COOH溶液中所含氧原子數(shù)大于2NA
解析 A項(xiàng),因NH+4能夠發(fā)生水解,則1 L 1 mol·L-1 NH4Cl溶液中NH+4的數(shù)小于NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),K2CO3溶液的體積未知,無法計(jì)算其所含K+的物質(zhì)的量及其數(shù)目,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),HCOOH是弱酸而不能完全電離,則1 L 1 mol·L-1? HCOOH溶液中所含H+數(shù)小于NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),1 L 1 mol·L-1(即1 mol)CH3COOH中所含氧原子數(shù)為2NA,且溶劑H2O中也含有氧原子,則
1 L 1 mol·L-1 CH3COOH溶液中所含氧原子數(shù)大于NA,D項(xiàng)正確。故答案為D項(xiàng)。
四、考查一定量的物質(zhì)在氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)的判斷
解題關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是要弄清反應(yīng)的原理,揭示反應(yīng)的本質(zhì),抓住“氧化劑→還原產(chǎn)物”或“還原劑→氧化產(chǎn)物”過程中得到或失去的電子數(shù);二是要明確同一物質(zhì)在不同的氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)可能不同。
例4 假設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列敘述正確的是(? )。
A.64 g銅與足量的硫完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
B.1 mol甲烷在空氣中完全燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA
C.在常溫下1 mol氯氣與足量的NaOH溶液完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
D.1 mol鐵在氧氣中完全燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA
解析 A項(xiàng),因Cu-e-→1/2Cu2S,64 g銅的物質(zhì)的量為64 g÷64 g·mol-1=1 mol,其與足量的硫完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),因CH4-8e-→CO2,則1 mol甲烷在空氣中完全燃燒轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),由反應(yīng)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O可知,1 mol氯氣與足量的NaOH溶液完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),由反應(yīng)
3Fe+2O2點(diǎn)燃Fe3O4
可知,1 mol鐵在氧氣中完全燃燒轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8/3NA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為B。
五、考查一定量的物質(zhì)在可逆反應(yīng)中所得產(chǎn)物中所含微粒數(shù)或化學(xué)鍵數(shù)的判斷
解題關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是要明確常見的可逆反應(yīng);二是要掌握可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底的特點(diǎn),即可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌铩?/p>
例5 假設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法敘述正確的是(? )。
A.一定條件下,0.2 mol H2與0.2 mol I2(g)充分反應(yīng),所得HI的分子數(shù)為0.4NA
B.一定條件下,0.2 mol 氮?dú)馀c0.8 mol 氫氣充分反應(yīng),所得產(chǎn)物中含有的化學(xué)鍵數(shù)為1.2NA
C.一定條件下,0.4 mol二氧化硫與0.4 mol 氧氣充分反應(yīng),所得三氧化硫的分子數(shù)小于
0.4NA
D.一定條件下,1 mol CH3COOH與足量的乙醇反應(yīng),所得乙酸乙酯的分子數(shù)為NA
解析 A項(xiàng),H2與I2(g)的反應(yīng)是可逆反應(yīng),則0.2 mol H2與0.2 mol I2(g)不能完全反應(yīng),所得HI的分子數(shù)小于0.4NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),N2與H2的反應(yīng)是可逆反應(yīng),0.2 mol N2不能完全反應(yīng),生成NH3的物質(zhì)的量小于0.4 mol,則所得產(chǎn)物中含有的化學(xué)鍵(N—H鍵)數(shù)小于1.2NA,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),SO2與O2的反應(yīng)是可逆反應(yīng),0.4 mol SO2不能完全反應(yīng),則生成SO3的物質(zhì)的量小于0.4 mol,即所得SO3的分子數(shù)小于0.4NA,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),
1 mol CH3COOH不能完全反應(yīng),則所得乙酸乙酯的分子數(shù)小于NA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為C。
(收稿日期:2021-09-16)