高考热点2 越考越热的阿伏加德罗常数(NA)
一、22.4 L·mol-1的适用对象与条件
1.若题中出现物质的体积,先看该物质是否是气体,如果是气体再看是否为标准状况(0 ℃、1.01×105
Pa)。
2.标准状况下不是气体的物质,常考的有:H2O、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、NO2、酒
精、乙酸、碳原子数大于4 的烃(除新戊烷)、苯等。
【例1】 下列说法正确的是 。
(1)25 ℃、101 kPa 下,28 L 氢气中质子的数目为2.5NA。
(2)11.2 L 乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA。
(3)标准状况下,22.4 L HCl 气体中H+数目为NA。
(4)22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA。
(5)11.2 L NO 与11.2 L O2混合后的分子数目为NA。
(6)标准状况下,1.12 L 18O2中含有中子数为NA。
答案 (4)(6)
二、特殊物质的组成和结构特点
1.(1)注意某些物质分子中的原子个数,如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、臭氧(O3)、白磷(P4)等。
(2)注意特殊物质所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如D2O、T2O、18O2、H37Cl、
—OH、OH-等。
(3)注意物质中的离子数目,如Na2O2中阴离子为O2
2−、NaHSO4
N
熔融状态含+、HSO4
−。
(4)最简式相同的物质:NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等单烯烃。
2.苯环中不含碳碳双键。
3.理解一些特殊物质中的化学键数目。
物质
每摩尔含共价键数目
CnH2n+2
(3n+1)NA
P4(P—P)
6NA
Si(Si—Si)
2NA
SiO2(Si—O)
4NA
石墨
1.5NA
金刚石
2NA
【例2】 下列说法错误的是 。
(1)2.8 g C2H4分子中含有的σ 键数目为4NA。
(2)1.8 g 重水(D2O)中所含质子数为NA。
(3)32 g 甲醇的分子中含有C—H 键的数目为4NA。
(4)0.20 mol 苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA。
(5)23 g Na 与足量H2O 反应生成的H2分子数目为NA。
(6)3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.1NA。
(7)0.1 mol 肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为0.2NA。
(8)32 g 环状S8(
)分子中含有的S—S 键数目为NA。
答案 (1)(2)(3)(5)(6)
三、特殊氧化还原反应中的电子转移数目
1.判断电子转移总数做到“三注意”
(1)注意是否发生歧化反应,如Na2O2与H2O、CO2的反应;Cl2、NO2与H2O 或NaOH 的反应。
(2)注意变价元素,如Fe 与足量硝酸反应生成Fe3+,与少量硝酸反应生成Fe2+。
(3)注意氧化还原反应的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同。
2.熟记特殊反应中电子转移总数
反应
物质变化量
转移电子的物
质的量或数目
Na2O2+CO2
(或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol 或NA
1 mol O2
2 mol 或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol 或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol 或2NA
1 mol Fe
3 mol 或3NA
【例3】 下列说法错误的是 。
(1)足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA。
(2)电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.10NA。
(3)3 mol NO2与水完全反应时转移的电子数为4NA。
(4)用惰性电极电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总质量为73 g,则转移电子数为NA。
(5)1 mol SO2与1 mol O2完全反应转移的电子数为4NA。
(6)用惰性电极电解熔融MgCl2制2.4 g Mg,电路中通过的电子数为0.1NA。
答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)
四、电解质溶液中的粒子数目
抓住电解质强弱,理清粒子的存在形式和数目
【例4】 下列说法正确的是 。
(1)pH=12 的Na2CO3溶液中OH-数目为NA。
(2)在25 ℃时,1 L pH 为12 的Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.01NA。
(3)2.0 L 1.0 mol·L-1的AlCl3溶液中,Al3+的数目为2NA。
(4)1 L 1 mol·L-1溴化铵水溶液中NH 4
+与H+离子数之和大于NA。
(5)1 L pH=4 的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O7
2−离子数为0.1NA。
(6)1 L 0.1 mol·L-1的盐酸含有阴离子总数为2NA。
答案 (2)(4)
五、化学反应中的隐含反应和信息
1.隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底,如N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)、Cl2+H2O
HCl+HClO、2NO2
N2O4等。
2.注意盐溶液中是否涉及弱碱阳离子、弱酸酸根阴离子。
3.有些反应的反应物浓度不一样,反应就不一样。
(1)MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
(2)Cu 与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
(3)Cu 与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,得到NO2和NO 的混合气体。
(4)Zn 与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体。
【例5】 下列说法错误的是 。
(1)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应,HI 分子总数为0.2NA。
(2)2 mol NO 与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA。
(3)0.1 mol CH4与足量Cl2反应生成CH3Cl 的分子数为0.1NA。
(4)常温下,56 g 铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子。
(5)标准状况下,将22.4 L Cl2通入足量水中充分反应,转移电子数为NA。
(6)常温下,将64 g Cu 投入一定量的浓硝酸(含4 mol HNO3)中,生成NO2的分子数为2NA。
答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)
热点训练
1.(2025·
八
省
联
考
云
南
卷
)Cl2
制
备
Cl2O
的
化
学
方
程
式
为
2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
)
A.22.4 L Cl2O 中原子总数为3NA
B.1 mol CO3
2−中σ 键的数目为3NA
C.每消耗2 mol Cl2,转移电子数为4NA
D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO3
−的数目等于0.1NA
答案 B
解析 A.没有注明标准状况,无法计算气体的物质的量,A 错误;B.1 个CO3
2−中有3 个σ 键,1 mol C
O3
2− σ 键的数目为3NA,B 正确;C.根据方程式2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O 可知,2
mol Cl2参加反应,电子转移的物质的量为2 mol,电子转移数目为2NA,C 错误;D.没有给出溶液的体
积,无法计算NaHCO3的物质的量,D 错误。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.常温下,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为6NA
B.等物质的量的甲基(—CH3)与氢氧根(OH-)所含电子数相等
C.14.4 g 28Si3
15N4中含质子的数目为7NA
D.1.2 g NaHSO4和MgSO4的固体混合物含阳离子数目0.01NA
答案 B
解析 A.CH3CH(OH)COOH 和CH3COOH 的最简式都是CH2O,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和
CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为
45 g
30 g·mol
−1×4×NA=6NA,故A 正确;B.—CH3中含9 个
电子,OH-中含10 个电子,故等物质的量的甲基和氢氧根所含电子数不相等,故B 错误;C.14.4 g 28S
i3
15 N 4中含质子的数目为
14.4 g
144 g·mol
−1×70×NA=7NA,故C 正确;D.NaHSO4、MgSO4的摩尔质量都是
120 g·mol-1,1.2 g 固体混合物含阳离子数目0.01NA故D 正确。
3.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2 g H2分别与足量的Cl2和N2充分反应后转移的电子数均为2NA
B.一定条件下,2.3 g Na 与O2完全反应生成3.6 g 产物时失去的电子数为0.1NA
C.用浓盐酸分别和KMnO4、KClO3反应制备1 mol 氯气,转移的电子数均为2NA
D.2H2S+SO2===3S↓+2H2O 反应中,每生成1 mol 氧化产物时转移电子数为NA
答案 B
解析 A 项,H2和N2的反应属于可逆反应,2 g H2无法完全反应,转移的电子数少于2NA,错误;B 项,
2.3 g Na 与氧气反应时,无论生成Na2O 还是Na2O2,Na 的化合价均是从0 价升高到+1 价,Na 失去电
子1×2.3/23 mol=0.1 mol,数目为0.1NA,正确;C 项,浓盐酸和KClO3反应制备氯气,氯气既是氧化产物
又是还原产物,生成1 mol 氯气转移5
3 mol 电子,错误;D 项,在该反应中,H2S 作为还原剂失去电子,SO2
作为氧化剂得到电子,氧化产物和还原产物均为S,但生成的S 中作为氧化产物的S 和还原产物的S
的物质的量之比为2∶1,所以生成1 mol 氧化产物转移的电子数为2NA,错误。
4.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol Fe 和0.1 mol Cu 分别与0.1 mol Cl2完全反应,转移电子数均为0.2NA
B.分别用Na2O2与CO2反应和KMnO4分解,制得1 mol O2,转移的电子数均为4NA
C.标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应生成11.2 L 气体,反应中转移的电子数为6.02×1023
D.在2CuH+2HCl===CuCl2+Cu+2H2↑反应中,每生成22.4 L(标况)H2,反应转移的电子为1.5NA
答案 B
解析 A 项,0.1 mol Fe 与0.1 mol Cl2反应,Cl2不足,0.1 mol Cu 与0.1 mol Cl2恰好完全反应,转移
的电子数均为0.2NA,正确;B 项,Na2O2和KMnO4制得1 mol O2转移的电子数分别是2NA和4NA,错误;
C 项,标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应不论生成SO2还是H2,每生成1 mol 气体都转移2 mol 电
子,正确;D 项,在2CuH+2HCl===CuCl2+Cu+2H2↑反应中,反应生成2 mol H2共转移3 mol 电子,正确。
5.(2023·浙江6 月选考)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.4.4 g C2H4O 中含有σ 键数目最多为0.7NA
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
答案 A
解析 A.1 个C2H4O 中含有6 个σ 键和1 个π 键(乙醛)或7 个σ 键(环氧乙烷),4.4 g C2H4O 的物质的
量为0.1 mol,则含有σ 键数目最多为0.7NA,A 正确;B.1.7 g H2O2 的物质的量为
1.7 g
34 g·mol
−1=0.05
mol,则含有氧原子数为0.1NA,B 不正确;C.向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液通氨气至中性,溶液中
存在电荷守恒关系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH 4
+)+c(H+),中性溶液c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(N
H 4
+),再根据元素守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C 不正确;D.标
准状况下,11.2 L Cl2 的物质的量为0.5 mol,通入水中后只有一部分Cl2 与水反应生成H+、Cl-和
HClO,所以溶液中氯离子数不一定为0.5NA,D 不正确。
6.常温常压下,电化学还原制氨气的总反应方程式:2N2+6H2O
4NH3+3O2,设NA为阿伏加德罗
常数的值,下列说法正确的是( )
A.9 g 水中含有的未成键电子对为2NA
B.每产生34 g NH3,N2失去的电子数为6NA
C.1 mol·L-1氨水中,含有的NH3·H2O 分子数少于NA
D.消耗11.2 L N2(已折算为标况)时,产生的O2分子数为0.75NA
答案 D
解析 A.一个H2O 分子中有两对未成键电子对,9 g H2O 的物质的量为
9 g
18 g·mol
−1=0.5 mol,含有的
未成键电子对为NA,故A 错误;B.该反应中N2中N 元素化合价由0 价下降到-3 价,34 g NH3的物质的
量为
34 g
17 g·mol
−1=2 mol,每产生34 g NH3,N2得到6 mol 电子,数目为6NA,故B 错误;C.氨水的体积
未知,无法计算NH3·H2O 的分子数,故C 错误;D.11.2 L N2的物质的量为0.5 mol,由方程式可知,消耗
0.5 mol N2,产生0.75 mol O2,数目为0.75NA,故D 正确。
7.已知2F2+2H2O===4HF+O2,用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol O2中共用电子对数目为0.1NA
B.2 L 0.2 mol·L-1 HF 溶液中F-数目为0.4NA
C.2.24 L F2中氟原子数目约为0.2NA
D.该反应中每消耗3.6 g H2O 时转移的电子数目为0.4NA
答案 D
解析 A.O2中两个氧原子间共用了2 对电子,共用电子对数目为0.2NA,A 错误;B.HF 只能部分电离
出H+、F-,2 L 0.2 mol·L-1 HF 溶液中F-数目小于0.4NA,B 错误;C.没有指明温度、压强,无法计算,C 错
误;D.3.6 g 水的物质的量为0.2 mol,由方程式可得每消耗2 mol H2O 转移4 mol 电子,D 正确。
