微专题4 阿伏加德罗常数的考查
1.物质的量是联系宏观量(如质量、体积)与微观量(如粒子数目)的桥梁和纽带,是计算的核心。解答时,要理清它们之间的关系:
特别提醒 ①阿伏加德罗常数NA:6.02×1023 mol-1。②标准状况下的气体摩尔体积约为
22.4 L·mol-1。③摩尔质量是以g·mol-1为单位,数值上等于相对原子质量或相对分子质量。④物质的量浓度与质量分数的公式中注意密度(ρ)的单位:g·cm-3。
2.关于NA的正误判断
常以正误判断型选择题出现,解答这类题目的方法思路:
这类题型涉及的知识点比较琐碎,需要注意的细节性问题比较多,解答此类题目往往容易出错。解题时,一定要注意选项所给的条件,仔细审题,否则会掉入“陷阱”之中。常见的“陷阱”有:
(1)状况条件
22.4 L·mol-1是指标准状况(0 ℃,101 kPa)下的气体摩尔体积。若给出在非标准状况,如已知常温常压下气体的体积,不能用22.4 L·mol-1进行计算,而n=的使用不受状况条件限制。
例如,常温常压下,11.2 L二氧化碳气体含有的分子数为0.5NA(×)
常温常压下,8 g O2所含氧原子数为0.5NA(√)
(2)物质状态
22.4 L·mol-1适用的对象是标准状况下的气体(包括单一气体和混合气体)。
在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫等),不能用22.4 L·mol-1进行计算。
例如,标准状况下,22.4 L H2O中所含分子数为NA(×)
(3)粒子种类
粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。解答时要看准题目要求,防止误入陷阱。
例如,18 g NH含有的电子数为10NA(√)
(4)物质的组成
①气体单质的组成除常见的双原子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。
②一些物质中的离子数目。如Na2O2由Na+和O构成;熔融状态下NaHSO4由Na+和HSO构成等。
③Fe(OH)3胶体中,因为胶体微粒是集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3+的数目。
例如,标准状况下,11.2 L臭氧所含氧原子数为NA(×)
常温常压下,7.8 g Na2O2固体中所含阴、阳离子总数为0.3NA(√)
(5)氧化还原反应中电子转移的数目
如Na2O2与H2O、Cl2与NaOH、Fe与稀HCl等反应。要注意反应物的量及化合价的变化。
例如,5.6 g铁与过量稀HCl反应,转移电子数为0.3NA(×)
(6)缺少溶液体积
由物质的量浓度求算溶液中所含微粒数时,未给溶液体积,无法求算物质的量。
例如,0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有Na+的数目为NA(×)
(7)忽略溶剂的组成
求溶液中的氧原子、氢原子数目时不要忽略溶剂(如水)中的氧原子或氢原子。
例如,1 L 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中所含氧原子数为2NA(×)
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)常温常压下,11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA( )
(2)常温常压下,11 g CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA( )
(3)锌与足量的稀硫酸反应生成22.4 L H2,转移电子数为2NA( )
(4)标准状况下,2.24 L SO3中含有0.3NA个氧原子( )
(5)标准状况下,1 mol H2、N2的混合气体的体积约是22.4 L( )
(6)20 g氖气中含有6.02×1023个原子( )
(7)1 mol·L-1 BaCl2溶液中,含有Cl-的数目为2NA( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)×
2.设阿伏加德罗常数的值为NA,则下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L CO2含22NA个电子
B.22.4 L O3含3NA个原子
C.标准状况下,0.3 mol SO2中含氧原子数为0.3NA
D.常温下,9.5 g MgCl2固体中含有0.2NA个离子
答案 A
解析 22.4 L O3的物质的量不一定是1 mol,因此不一定含3NA个原子;标准状况下,0.3 mol SO2中含氧原子数为0.6NA;常温下,9.5 g MgCl2固体的物质的量是=0.1 mol,其中含有0.3NA个离子。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列叙述正确的是( )
A.6.02×1022个H2SO4分子中含H原子2NA个
B.在0 ℃、101 kPa时,22.4 L氢气中含有NA个氢原子
C.14 g氮气中含有7NA个电子
D.NA个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶4
答案 C
解析 6.02×1022个H2SO4分子的物质的量是0.1 mol,其中含H原子0.2NA个;在0 ℃、
101 kPa即标准状况下时,22.4 L H2的物质的量是1 mol,其中含有2NA个氢原子;NA个一氧化碳分子是1 mol,质量是28 g,0.5 mol甲烷的质量是0.5 mol×16 g·mol-1=8 g,二者的质量比为7∶2。
4.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.3 g钠由原子变成离子时,失去的电子数为0.1NA
B.0.2NA个硫酸分子含有的氧原子数为0.2NA
C.28 g氮气所含的原子数为NA
D.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
答案 A
解析 1个硫酸分子中含4个氧原子,0.2NA个硫酸分子含有的氧原子数为0.8NA,故B错误;28 g氮气中含有的氮原子的物质的量为2 mol,其个数为2NA个,故C错误;NA个氧分子与NA个氢分子的物质的量均为1 mol,故两者的质量之比为32∶2=16∶1,故D错误。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为3NA
B.1 mol Fe溶于过量盐酸,转移电子数为3NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA
D.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA
答案 D
解析 A错,K2Cr2O7中Cr元素为+6价,1 mol K2Cr2O7被还原成Cr3+时,得到6 mol电子;B错,铁与过量盐酸反应生成FeCl2,铁元素由0价升高到+2价,故1 mol铁参加反应时转移电子数为2NA;C错,过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Na2O2中-1价氧部分被氧化生成O2,则生成0.1 mol氧气转移电子数为0.2NA;D对,Na与O2反应生成Na2O、Na2O2等,Na元素由0价升高到+1价,23 g钠的物质的量为1 mol,则充分燃烧时转移电子数为NA。
6.若NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
①标准状况下,18 g水中的原子数为3NA
②标准状况下,a L氧气和氮气的混合气体含有的分子数约为
③1 mol·L-1 Mg(NO3)2溶液中含有NO的数目为2NA
④同温同压下,体积相同的氢气和氩气所含的原子数相等
⑤46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA
⑥1 L 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中,含有的氧原子总数为1.5NA
A.②⑤⑥ B.①②⑤
C.①②③ D.②③⑥
答案 B