论文部分内容阅读
阿伏加德罗常数是近几年高考的“热点”问题，也是广东高考的必考题，主要以选择题的形式呈现。试题考查涉及到基本计算公式的理解应用、混合物的微粒数、物质结构、氧化还原反应中的电子转移数、盐的水解及弱电解质的电离等方面的知识，本文对阿伏加德罗常数考查的特点归纳概括，并总结出解答策略。
一、阿伏加德罗常数的考查特点及解答策略
（1）气体摩尔体积公式的正确使用Vm=该公式使用时注意把握两个方面的问题。
①状况条件：22.4L/mol是在标准状况（0 ℃，1.01×105Pa）下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况（常温常压），让考生与22.4L/mol进行转换，从而误入陷阱。但是使用其他两个公式n=、n=反而不必标准状况，注意把握。
②物质状态：该公式适用的对象是气体（包括混合气体）。命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让考生落入陷阱。如在标准状况下，SO3是固态；水是液态或固态；戊烷、CCl4、苯、乙醇、汽油、辛烷是液态等。
总之，解答此类题目时注意应用该公式必须具备两要点：标准状况和气体物质，二者缺一不可。
（2）由混合物的质量求微粒个数。
考题中通常给出按照一定规律组合成的一定量的混合物，然后考查混合物中某种微粒的数量。
方法：①最简式法。如O2与O3混合，其最简式（O）x；如乙烯与丙烯混合，其最简式（CH2）x由混合物的质量求出x，从而确定微粒数。
②混合物各组分的式量相同。如H2SO4、H3PO4；NaHSO4和KHSO3等，由混合物的质量求出物质的量，再确定微粒数。
（3）弱电解质的电离和盐的水解。
理解弱电解质的电离和盐类的水解时对离子浓度和物质的量的影响。
考查点一：弱酸、弱碱等弱电解质由于存在着电离平衡，所以不能完全电离，可以依据此电离平衡理论来考查微粒数。注意把握题目中如果只给出物质的量浓度而不给溶液的体积，是无法比较离子物质的量的大小；
考查点二：盐溶液中弱的离子水解，故弱离子的量要减少，同时还要注意区别是问弱离子的量的变化还是阴阳离子总数的变化，避免粗心答错题目。注意此类题目中的陷阱是给出固体盐，由于不是溶液，是不水解的，所以弱离子不能减少。
（4）计算氧化还原反应中电子转移数目。
氧化还原反应涉及到电子转移，可以从一些重要的反应入手，设置电子转移数的考查题目。
此类题目，首先针对具体的反应，找出化合价的升降数目，进而求得电子转移数。在解答题目时注意题目中给出的反应物和生成物的量，应该按照少量的反应物或者生成物来计算电子转移数。关注重要的反应：比如铁和氯气得反应；自身氧化还原反应，如Na2O2与CO2或H2O反应，Cl2与H2O或NaOH反应；变价的特殊反应，如：Fe、Cu与S反应；Fe与稀硝酸反应。
（5）物质结构。
宏观的物质是由微观粒子构成，微观粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1mol微粒的数目即为阿佛加德罗常数，由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。
考查点一：给出一定量的具体物质，判断出其构成为微粒的数量；
考查点二：从化学反应（包括可逆反应）的角度，重点考查在变化过程中微粒数目的变化情况。
（6）几种特殊情况。
①关于物质化学键的数目 ：如白磷（P4）的空间结构为正四面体，有6个P-P键；烷烃的共价键数目为3n+1。
②—OH与OH-电子数的差异：—OH的电子数为9 ，OH-的电子数为10。
③浓盐酸与足量MnO2反应、浓硫酸与足量的铜片在加热条件下反应，要注意浓盐酸、浓硫酸变稀后，稀盐酸不与MnO2反应，稀硫酸不与铜片反应。
④注意化学平衡：如SO2与O2；N2、H2与NH3；NO2与N2O4。
⑤注意同位素原子的差异：如[1H][1]、[1H][2]、[1H][3]质量数的差异。
⑥单质组成：气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如稀有气体Ne：单原子分子）、三原子分子（如O3）、四原子分子（如P4）等。
二、典型题例解析
【例1】（2012·江苏化学）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
B. 常温常压下，18g H2O含有的原子总数为3NA
C. 标准状况下，11.2LCH3CH2OH中含有分子的数目为0.5NA
D. 常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
【解析】本题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和注意事项。
A. 标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目小于0.1NA，因为Cl2溶于水不可实现完全与水反应。
C. 标准状况下CH3CH2OH为液态，无法计算。
D. 常温常压下，2.24L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目不好计算，非标准状况。
解决此类问题的关键是：灵活应用各种知识，尤其基本概念与理论中元素守恒、化学键问题、氧化还原中电子转移问题、可逆反应问题及物质的量计算中一些特殊物质的状态等。
【答案】B
【例2】（2012·海南化学）NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是
A. 在密闭容器中加入l.5mol H2和0.5molN2，充分反应后可得到NH3分子数为NA
B. 一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA C. 1.0L的0.1 mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA
D. 标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
【解析】因合成氨的反应为可逆反应，不能进行到底，A选项错；2.3g钠（0.1mol）不论生成氧化钠还是过氧化钠，都生成+1价的Na+，都会失去0.1mol电子，B选项正确；因S2-离子会水解，使其数目小于0.1NA ，C选项错；标准状况下CCl4是液态，不能应用标准状况的气体摩尔体积计算，D选项错。
【答案】B
【例3】（2012·广东理综化学）设nA 为阿伏加德罗常数的数值 ，下列说法正确的是
A. 常温下 ，4gCH4含有nA个C-H共价键
B. 1 mol Fe 与过量的稀HNO3反应，转移2nA 个电子
C. 1L 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液含有0.1nA个HCO3-
D. 常温常压下，22.4L的NO2和CO2合气体含有2nA个O原子
【解析】B过量的硝酸能把铁完全氧化成+3价，所以 应该是转移3nA个电子。C由于HCO3-水解，应该是小于0.1nA个HCO3-。D条件错误，应为标准状况。
【答案】A
【例4】（2012·四川理综化学）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A. 标准状况下，33.6L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA
B. 常温常压下，7.0g乙烯与丙烯的混合物红含有氢原子的数目为NA
C. 50mL18.4mol·L-1浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分支的数目为0.46NA。
D. 某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA
【解析】HF的沸点19.54℃，在标况下是液态，A项错误；乙烯和丙烯的最简式都是CH2，故7.0 g乙烯和丙烯的混合物含有n（CH2）=0.5 mol，则H原
子的物质的量为1mol，B项正确；浓硫酸与Cu的反应，随着反应的进行，浓硫酸的浓度变稀，就与Cu不反应了，故生成的SO2分子数目小于0.46NA，C项错误；N2与H2反应是可逆反应，不能完全转化，D项错误。
【答案】B
【例5】（2012·新课程理综化学）用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是
A. 分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
B. 28g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NA
C. 常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
D. 常温常压下，22.4L氯气与足量的镁粉反应，转移的电子数为2NA
【解析】A项、B项和C项都涉及到 混合物中某种微粒数量的考查，A项中分子中含有氧原子的个数相同，不难得出正确结论；B项和C项都具有相同的最简式，可以求出最简式的量，进而得出正确结论。D项，非标准状况，无法确定22.4L气体的体积物质的量，故无法判断电子转移数目。
【答案】D
【例6】（2011·广东）设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是
A. 常温下，23g NO2含有NA个氧原子
B. 1L 0.1mol·L-1的氨水含有0.1NA个OH-
C. 常温常压下，22.4LCCl4含有个NA个CCl4分子
D. 1molFe2+与足量的H2O2溶液反应，转移2NA个电子
【解析】本题考察以物质的量为核心的有关计算和判断。NO2的摩尔质量是46g/mol，所以23g NO2的物质的量是0.5mol，含有氧原子的物质的量是0.5mol×2=1mol，即含有NA个氧原子，A正确；NH3·H2O属于弱电解质，在溶液中部分电离，因此1L 0.1mol·L-1的氨水不可能电离出0.1molOH-，B不正确；常温常压下，CCl4是液体，因此不适用于气体的摩尔体积，即22.4L CCl4不是1mol，C不正确；Fe2+ 被氧化，产物是Fe3+ ，因此1 mol Fe2+与足量的H2O2溶液反应，转移NA个电子，D也不正确。
【答案】A
【例7】（2011·江苏）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 1mol甲醇中含有C-H键的数目为4NA
B. 25℃，pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
C. 标准状况下，2.24L已烷含有分子的数目为0.1NA
D. 常温常压下，Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2molO2，转移电子的数目为0.4NA
【解析】A选项甲醇的结构简式是CH3OH，故1mol甲醇中含有C-H键的数目为3NA。B选项溶液体积未知，无法计算OH-的数目。C选项标准状况下已烷为液态，不适用于气体摩尔体积，无法计算。D选项Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2 molO2，O的化合价-1价转变为0价，转移电子1mol，0.2×2=0.4NA。
【答案】D
结合阿伏加德罗常数NA，判断一定量的物质所含有的某种粒子数目的多少、氧化还原反应中的电子转移数及气体体积计算公式的应用等，是高考命题的高频考点之一，在近几年的各省市高考试题中保持了相当强的连续性。这种题型所涉及的知识非常丰富，在备考复习时应多加注意，强化训练，并在平时的复习中注意知识的积累和总结。
一、阿伏加德罗常数的考查特点及解答策略
（1）气体摩尔体积公式的正确使用Vm=该公式使用时注意把握两个方面的问题。
①状况条件：22.4L/mol是在标准状况（0 ℃，1.01×105Pa）下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况（常温常压），让考生与22.4L/mol进行转换，从而误入陷阱。但是使用其他两个公式n=、n=反而不必标准状况，注意把握。
②物质状态：该公式适用的对象是气体（包括混合气体）。命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让考生落入陷阱。如在标准状况下，SO3是固态；水是液态或固态；戊烷、CCl4、苯、乙醇、汽油、辛烷是液态等。
总之，解答此类题目时注意应用该公式必须具备两要点：标准状况和气体物质，二者缺一不可。
（2）由混合物的质量求微粒个数。
考题中通常给出按照一定规律组合成的一定量的混合物，然后考查混合物中某种微粒的数量。
方法：①最简式法。如O2与O3混合，其最简式（O）x；如乙烯与丙烯混合，其最简式（CH2）x由混合物的质量求出x，从而确定微粒数。
②混合物各组分的式量相同。如H2SO4、H3PO4；NaHSO4和KHSO3等，由混合物的质量求出物质的量，再确定微粒数。
（3）弱电解质的电离和盐的水解。
理解弱电解质的电离和盐类的水解时对离子浓度和物质的量的影响。
考查点一：弱酸、弱碱等弱电解质由于存在着电离平衡，所以不能完全电离，可以依据此电离平衡理论来考查微粒数。注意把握题目中如果只给出物质的量浓度而不给溶液的体积，是无法比较离子物质的量的大小；
考查点二：盐溶液中弱的离子水解，故弱离子的量要减少，同时还要注意区别是问弱离子的量的变化还是阴阳离子总数的变化，避免粗心答错题目。注意此类题目中的陷阱是给出固体盐，由于不是溶液，是不水解的，所以弱离子不能减少。
（4）计算氧化还原反应中电子转移数目。
氧化还原反应涉及到电子转移，可以从一些重要的反应入手，设置电子转移数的考查题目。
此类题目，首先针对具体的反应，找出化合价的升降数目，进而求得电子转移数。在解答题目时注意题目中给出的反应物和生成物的量，应该按照少量的反应物或者生成物来计算电子转移数。关注重要的反应：比如铁和氯气得反应；自身氧化还原反应，如Na2O2与CO2或H2O反应，Cl2与H2O或NaOH反应；变价的特殊反应，如：Fe、Cu与S反应；Fe与稀硝酸反应。
（5）物质结构。
宏观的物质是由微观粒子构成，微观粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1mol微粒的数目即为阿佛加德罗常数，由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。
考查点一：给出一定量的具体物质，判断出其构成为微粒的数量；
考查点二：从化学反应（包括可逆反应）的角度，重点考查在变化过程中微粒数目的变化情况。
（6）几种特殊情况。
①关于物质化学键的数目 ：如白磷（P4）的空间结构为正四面体，有6个P-P键；烷烃的共价键数目为3n+1。
②—OH与OH-电子数的差异：—OH的电子数为9 ，OH-的电子数为10。
③浓盐酸与足量MnO2反应、浓硫酸与足量的铜片在加热条件下反应，要注意浓盐酸、浓硫酸变稀后，稀盐酸不与MnO2反应，稀硫酸不与铜片反应。
④注意化学平衡：如SO2与O2；N2、H2与NH3；NO2与N2O4。
⑤注意同位素原子的差异：如[1H][1]、[1H][2]、[1H][3]质量数的差异。
⑥单质组成：气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如稀有气体Ne：单原子分子）、三原子分子（如O3）、四原子分子（如P4）等。
二、典型题例解析
【例1】（2012·江苏化学）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
B. 常温常压下，18g H2O含有的原子总数为3NA
C. 标准状况下，11.2LCH3CH2OH中含有分子的数目为0.5NA
D. 常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
【解析】本题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和注意事项。
A. 标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目小于0.1NA，因为Cl2溶于水不可实现完全与水反应。
C. 标准状况下CH3CH2OH为液态，无法计算。
D. 常温常压下，2.24L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目不好计算，非标准状况。
解决此类问题的关键是：灵活应用各种知识，尤其基本概念与理论中元素守恒、化学键问题、氧化还原中电子转移问题、可逆反应问题及物质的量计算中一些特殊物质的状态等。
【答案】B
【例2】（2012·海南化学）NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是
A. 在密闭容器中加入l.5mol H2和0.5molN2，充分反应后可得到NH3分子数为NA
B. 一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA C. 1.0L的0.1 mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA
D. 标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
【解析】因合成氨的反应为可逆反应，不能进行到底，A选项错；2.3g钠（0.1mol）不论生成氧化钠还是过氧化钠，都生成+1价的Na+，都会失去0.1mol电子，B选项正确；因S2-离子会水解，使其数目小于0.1NA ，C选项错；标准状况下CCl4是液态，不能应用标准状况的气体摩尔体积计算，D选项错。
【答案】B
【例3】（2012·广东理综化学）设nA 为阿伏加德罗常数的数值 ，下列说法正确的是
A. 常温下 ，4gCH4含有nA个C-H共价键
B. 1 mol Fe 与过量的稀HNO3反应，转移2nA 个电子
C. 1L 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液含有0.1nA个HCO3-
D. 常温常压下，22.4L的NO2和CO2合气体含有2nA个O原子
【解析】B过量的硝酸能把铁完全氧化成+3价，所以 应该是转移3nA个电子。C由于HCO3-水解，应该是小于0.1nA个HCO3-。D条件错误，应为标准状况。
【答案】A
【例4】（2012·四川理综化学）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A. 标准状况下，33.6L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA
B. 常温常压下，7.0g乙烯与丙烯的混合物红含有氢原子的数目为NA
C. 50mL18.4mol·L-1浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分支的数目为0.46NA。
D. 某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA
【解析】HF的沸点19.54℃，在标况下是液态，A项错误；乙烯和丙烯的最简式都是CH2，故7.0 g乙烯和丙烯的混合物含有n（CH2）=0.5 mol，则H原
子的物质的量为1mol，B项正确；浓硫酸与Cu的反应，随着反应的进行，浓硫酸的浓度变稀，就与Cu不反应了，故生成的SO2分子数目小于0.46NA，C项错误；N2与H2反应是可逆反应，不能完全转化，D项错误。
【答案】B
【例5】（2012·新课程理综化学）用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是
A. 分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
B. 28g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NA
C. 常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
D. 常温常压下，22.4L氯气与足量的镁粉反应，转移的电子数为2NA
【解析】A项、B项和C项都涉及到 混合物中某种微粒数量的考查，A项中分子中含有氧原子的个数相同，不难得出正确结论；B项和C项都具有相同的最简式，可以求出最简式的量，进而得出正确结论。D项，非标准状况，无法确定22.4L气体的体积物质的量，故无法判断电子转移数目。
【答案】D
【例6】（2011·广东）设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是
A. 常温下，23g NO2含有NA个氧原子
B. 1L 0.1mol·L-1的氨水含有0.1NA个OH-
C. 常温常压下，22.4LCCl4含有个NA个CCl4分子
D. 1molFe2+与足量的H2O2溶液反应，转移2NA个电子
【解析】本题考察以物质的量为核心的有关计算和判断。NO2的摩尔质量是46g/mol，所以23g NO2的物质的量是0.5mol，含有氧原子的物质的量是0.5mol×2=1mol，即含有NA个氧原子，A正确；NH3·H2O属于弱电解质，在溶液中部分电离，因此1L 0.1mol·L-1的氨水不可能电离出0.1molOH-，B不正确；常温常压下，CCl4是液体，因此不适用于气体的摩尔体积，即22.4L CCl4不是1mol，C不正确；Fe2+ 被氧化，产物是Fe3+ ，因此1 mol Fe2+与足量的H2O2溶液反应，转移NA个电子，D也不正确。
【答案】A
【例7】（2011·江苏）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 1mol甲醇中含有C-H键的数目为4NA
B. 25℃，pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
C. 标准状况下，2.24L已烷含有分子的数目为0.1NA
D. 常温常压下，Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2molO2，转移电子的数目为0.4NA
【解析】A选项甲醇的结构简式是CH3OH，故1mol甲醇中含有C-H键的数目为3NA。B选项溶液体积未知，无法计算OH-的数目。C选项标准状况下已烷为液态，不适用于气体摩尔体积，无法计算。D选项Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2 molO2，O的化合价-1价转变为0价，转移电子1mol，0.2×2=0.4NA。
【答案】D
结合阿伏加德罗常数NA，判断一定量的物质所含有的某种粒子数目的多少、氧化还原反应中的电子转移数及气体体积计算公式的应用等，是高考命题的高频考点之一，在近几年的各省市高考试题中保持了相当强的连续性。这种题型所涉及的知识非常丰富，在备考复习时应多加注意，强化训练，并在平时的复习中注意知识的积累和总结。