选择题满分策略 第一篇 专题三 阿伏加德罗常数及应用复习题
1.(2017·全国卷Ⅱ,8)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A.1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH的数量为0.1NA
B.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
答案 D
解析 A项,因铵根离子水解,其数量小于0.1NA,错误;B项,2.4 g Mg为0.1 mol,与硫酸完全反应后转移的电子为0.2NA,错误;C项,标准状况下,2.24 L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,错误;D项,H2(g)+I2(g)2HI(g),反应前后气体物质的量不变,正确。
2.(2017·全国卷Ⅲ,10)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子
B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+
C.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
D.密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键
答案 A
解析 A项,硼原子的质子数为5,11B的中子数为6,故 0.1 mol的11B中含有中子数为0.6NA,正确;B项,未指明溶液体积,无法计算H+的物质的量,错误;C项,标准状况下苯为液体,不能用气体摩尔体积计算苯燃烧生成的CO2分子数,错误;D项,PCl3+Cl2PCl5,这是一个可逆反应,1mol PCl3与1mol Cl2不可能完全反应生成1 mol PCl5,故增加的P—Cl键数目小于2NA,错误。
3.(2016·全国卷Ⅰ,8)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
答案 A
解析 A项,乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14 g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1 mol CH2,则其氢原子数为2NA,正确;B项,合成氨的反应是可逆反应,则1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA,错误;C项,铁和过量硝酸反应生成硝酸铁,故1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为3NA,错误;D项,标准状况下CCl4为液态,故2.24 L CCl4的物质的量不是0.1 mol,则其含有的共价键数不是0.4NA,错误。
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角度一 一定量物质中微粒(共价键)数目的判断
1.宏观量(m、V)与微粒数的换算公式
物质所含微粒(分子、原子、离子、质子、中子和电子等)数目的计算公式为N=n·NA,因此确定微粒数目(N)的前提是确定目标微粒的物质的量(n),以物质的量为中心的化学计量间的换算关系如下:
[说明] ①物质的量、质量、微粒数目的多少均与温度、压强无关。②物质的量浓度的大小与所取溶液的体积无关。
2.熟悉每摩常考物质中指定微粒(共价键)数目
(1)求微粒数目
举例
判断正误
注意事项
①1 L 0.1 mol·L-1 K2CO3溶液中含有K+数目为0.1NA
×
a.整体与部分的关系
b.溶质中和溶剂中都含有的微粒
c.是离子还是官能团
②1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA
×
③1 mol Na2O2中含有的阴离子数为2NA
×
④1 mol —OH中含有的电子数为10NA
×
⑤1 mol OH-中含有的电子数为10NA
√
⑥1 mol 熔融的KHSO4中含有2NA个阳离子
×
⑦氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的共用电子对数为0.4NA
×
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(2)求共价键数
举例
判断正误
注意事项
①0.1 mol CaC2中含碳碳三键数为0.2NA
×
1 mol Na2O2、CaC2中含O、C分别是1 mol;苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键,不含有碳碳双键;1 mol 白磷(P4)中含有的P—P键的数目为6NA;1 mol S8含8 mol S—S键;1 mol金刚石(硅)中含有2 mol C—C(Si—Si)键;1 mol SiO2含有4 mol Si—O键
②1 mol 苯中含有碳碳双键数为3NA
×
③0.1 mol CCl4中含有的共价键数为0.4NA
√
④1 mol白磷中含有的P—P键的数目为4NA
×
⑤1 mol甲烷中含有的C—H键的数目为4NA
√
⑥1 mol金刚石中含有的碳碳单键数为4NA
×
3.判断混合物中指定微粒数目的常用技巧——求同存异
举例
判断正误
注意事项
①28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA
√
a.注意整体和部分的关系b.不同物质找相同如:①、②、③的相同部分分别是“CH2”“NO2”“O”;④中二者相对分子质量相同,且都含3个离子;⑤每摩物质中都含两摩尔“O”;⑥虽然都是水,但二者的相对分子质量不同,每个分子中所含中子数也不相同
②常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
√
③16 g O2和O3的混合气体中含有的O原子数为NA
√
④78 g Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA(二者不反应)
√
⑤1 mol CO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA
√
⑥18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA
×
例 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.1 mol 的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA
B.12 g石墨和C60的混合物中质子总数为6NA
C.84 g NaHCO3晶体中含有NA个CO
D.标准状况下,0.1 mol己烷中共价键数目为19NA
解析 A项,OH-为10电子微粒,A错误;B项,石墨和C60均是由碳原子构成,12 g
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混合物碳的物质的量为1 mol,则混合物中质子总数为6NA,B正确;C项,碳酸氢钠晶体中不含CO,C错误;D项,1个己烷中含有5个碳碳键,14个碳氢键,则0.1 mol己烷中共价键数目为1.9NA,D错误。
答案 B
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1 mol F2和Ar所含质子数均为18NA
B.标准状况下,2.24 L甲烷和氨气的混合气,所含电子数是NA
C.14 g CnH2n中含有的碳原子数目为NA
D.标准状况下,22.4 L空气中含有NA个单质分子
答案 D
解析 甲烷、氨气都是10电子化合物,空气中还含有二氧化碳等气体化合物。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是( )
A.20 g D2O中所含的电子数为10NA
B.60 g SiO2晶体中含有Si—O键的数目为2NA
C.0.2 mol金属钠与足量的O2反应,产物中离子数为0.3NA
D.1 mol OD-中含有的质子、中子数均为9NA
答案 B
解析 重水(D2O)的相对分子质量为20;SiO2晶体中每个硅原子与4个O原子形成共价键,60 g SiO2含有“Si—O”键的数目为4NA,B项错误;C项中无论是生成氧化钠(Na2O),还是过氧化钠(Na2O2),每摩尔物质都含3 mol离子。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列说法不正确的是( )
A.3.0 g甲醛和甲酸甲酯的混合物中含有的原子数为4NA
B.8.0 g Cu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA
C.常温常压下,1.6 g O2和O3的混合气体中所含电子数为0.8NA
D.常温下,4.4 g CO2和N2O混合物中含有的原子数为0.3NA
答案 A
解析 A项中,两物质的最简式都是“CH2O”,含原子数应为0.4NA;B项中,Cu2S的相对分子质量为CuO的2倍;C项,直接计算氧原子的物质的量即可;D项,CO2和N2O的相对分子质量相等,且含原子数相同。
[新题预测]
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.100 g含氢元素质量分数为12%的乙烯与乙醛的混合气体中氧原子数为NA
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B.0.1 mol Cl2与过量稀NaOH溶液反应,转移电子的数目为0.2NA
C.常温下,1 L 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中SO的数目一定等于0.1NA
D.标准状况下,22.4 L CHCl3中含有氯原子数目为3NA
答案 A
解析 乙烯和乙醛的分子式分别为C2H4、C2H4O,因此混合气体中氢元素和碳元素的质量之比为1∶6,故碳元素的质量分数为72%,则氧元素的质量分数为1-72%-12%=16%,100 g该混合气体中氧元素的质量为16 g,氧原子数为NA,A项正确;Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,0.1 mol Cl2与过量稀NaOH溶液反应,转移电子的数目为0.1NA,B项错误;Na2SO3溶液中SO会发生水解,1 L 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中c(SO)<0.1 mol·L-1,C项错误;标准状况下,CHCl3为液体,22.4 L CHCl3的物质的量不是1 mol,D项错误。
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列有关说法中正确的是( )
选项
相关物质
相关说法
A
1 mol·L-1 Ca(ClO)2溶液中含ClO-的数目
小于2NA
B
在密闭容器中加入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反应后容器中的N—H键数目
3NA
C
0.1 mol 乙烯和乙醇(蒸气)的混合物完全燃烧所消耗的氧原子数
0.6NA
D
标准状况下,2.24 L Cl2中含有的中子数目
3.4NA
答案 C
解析 A项缺体积无法计算;B项为可逆反应;C项中相同物质的量的乙烯、乙醇的耗氧量相同;D项Cl中含有18个中子。
角度二 阿伏加德罗常数的综合考查
1.常考电子转移数目的判断总结
举例
判断正误
注意事项
①过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA
×
要注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1 mol氧气转移2 mol电子;铁与硫、碘、非氧化性酸反应,1 mol铁转移2 mol电子;1
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mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3 mol电子
②铁与硫的反应中,1 mol铁失去的电子数为3NA
×
③1 mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA
×
④标准状况下,6.72 L NO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA
×
⑤3 mol铁在足量的氧气中燃烧,转移电子数为9NA
×
⑥1 mol铁在1 mol氯气中燃烧,转移的电子数为3NA
×
⑦KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2转移电子的总数为2NA
×
2.常考陷阱总结
常考陷阱
举例
判断正误
注意事项
(1)溶液体积未知
①在pH=13的NaOH溶液中OH-的数目为0.1×6.02×1023
×
溶液的体积未知,溶质的物质的量无法计算,所含微粒数也无法计算
②0.1 mol·L-1 NaF溶液中所含F-的数目小于0.1NA
×
③0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA
×
④0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA
×
(2)标准状况下与非标准状况下的陷阱
①常温常压下,22.4 L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA
×
气体若在非标准状况下,气体摩尔体积不能用22.4 L·mol-1计算;标准状况下为非气体的物质:水、乙醇、硫酸、三氧化硫、四氯化碳、苯、甲醇等
②锌与足量的稀硫酸反应生成22.4 L H2,转移电子数为2NA
×
③标准状况下,2.24 L SO3中含有0.3NA个氧原子
×
④标准状况下,22.4 L CCl4中含有NA个分子
×
(3)不能完全反应的陷阱
①2 mol NO2置于密闭容器中,最终生成的N2O4分子数为NA
×
可逆反应进行不到底;一定量的浓盐酸(浓硫酸)与足量的二氧化锰(金属铜)不能反应完全
②密闭容器中1 mol N2与3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3
×
③50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
×
④含2 mol硫酸的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA
×
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⑤密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
×
(4)盐类水解、弱电解质的电离
①1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA
×
弱电解质仅部分电离;注意盐类水解进行不彻底
②1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液中所含OH-的数目为0.1NA
×
③2 L 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为2NA
×
例 NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol I-被氧化为I2时失去电子数为2NA
B.2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+的数目为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
[解题思路]
→
→→
解析 A项,1 mol I-只能失去1 mol e-,生成0.5 mol I2;B项,H2SO3是弱酸,不可能完全电离;C项,Na2O2与水反应时,生成氧气的变化是2―→2,因而生成1 mol O2转移2 mol e-,故C项正确;D项,在通常情况下,生成的NO2还存在平衡2NO2N2O4。
答案 C
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.密闭容器中46 g NO2含有的分子数为NA
B.1 mol·L-1碳酸钠溶液中Na+的数目是2NA
C.0.1 mol AlCl3完全水解转化为氢氧化铝胶体,生成0.1NA个胶粒
D.V L a mol·L-1的氯化铁溶液中,若Fe3+的数目为6.02×1023,则Cl-的数目大于3×6.02×1023
答案 D
解析 A项,在常温下存在2NO2N2O4的转化,因而分子数小于NA,故A错误;B项,缺少溶液的体积,无法确定1 mol·L-1碳酸钠溶液中Na+的数目,故B错误;C项,一个氢氧化铝胶粒是多个氢氧化铝的聚集体,故0.1 mol 氯化铝所形成的胶粒的个数小于0.1NA
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个,故C错误;D项,铁离子是弱碱阳离子,在溶液中会水解,故当铁离子为1 mol时,则溶液中的氯离子大于3 mol即3NA个,故D正确。
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.0.5 mol Fe2+被足量的H2O2溶液氧化,转移0.5NA个电子
B.用双氧水分解制取0.1 mol氧气,转移的电子总数为0.4×6.02×1023
C.1 mol铁粉在1 mol氯气中充分燃烧,失去的电子数为3NA
D.高温下,16.8 g Fe与足量水蒸气完全反应失去0.9NA个电子
答案 A
解析 A项,Fe2+被足量的H2O2溶液氧化为Fe3+,故0.5 mol Fe2+被足量的H2O2溶液氧化,转移0.5NA个电子,正确;B项,用双氧水分解制氧气,氧元素的价态由-1价变为0价,故当生成0.1 mol氧气时,转移0.2 mol电子即0.2NA个,错误;C项,1 mol氯气与1 mol铁粉反应,氯气不足,完全反应只能转移2 mol电子,错误;D项,n=,n(Fe)==0.3 mol,结合铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气计算电子转移数,3Fe~Fe3O4~8e-,则Fe与足量水蒸气完全反应失去0.8NA个电子,错误。
3.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.一定条件下,1 mol N2和3 mol H2混合,反应转移的电子数目为6NA
B.1.0 L 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中含有的S2-数为0.1NA
C.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的分子个数为NA
D.向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1 mol Fe2+被氧化时,该反应转移电子的数目至少为3NA
答案 D
解析 A项,N2与H2的反应为可逆反应,不可能完全反应;B项,S2-在溶液中发生水解反应,故小于0.1NA;C项,随着反应的进行,浓硫酸的浓度会降低,铜不与稀硫酸反应,故2 mol H2SO4不能完全反应,生成的SO2的分子个数会小于NA,错误;D项,还原性Fe2+