2017届高三化学（通用版）二轮复习教案：专题1 突破点2 阿伏加德罗常数

突破点2　阿伏加德罗常数
提炼1
阿伏加德罗常数相关计算
1.熟记四个基本公式
(1)n＝　(2)n＝　(3)n＝(标况下，Vm＝22.4
L·mol－1)
(4)n＝cV
2．基本方法：已知量 n―→N(N＝n·NA)
3．注意问题
提炼2
有关阿伏加德罗常数的常见考查角度
1.物质的聚集状态
物质的聚集状态与所处状况有关。在标准状况下，单质溴、H2O、HF、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH，碳原子数大于4的烃，均为液体；SO3为固体。以上物质在标准状况下，均不能使用气体摩尔体积进行计算。
2．气体摩尔体积的使用条件
在非标准状况(如常温、常压)下，22.4
L气体的物质的量并不是1
mol；故在非标准状况下，不能用气体摩尔体积计算气体的物质的量。
3．物质的组成
物质组成中分子数、原子数或离子数的准确判断是解答这类问题的关键。高考常涉及的物质有：
(1)稀有气体、臭氧(O3)、白磷(P4)分子中的原子数；
(2)Na2O2、KO2中的阴、阳离子个数比；
(3)混合气体中原子数的判断。如混合烯烃、环烷烃中碳原子数或氢原子数的判断。
4．特殊化学反应中转移电子的数目
高考常涉及的化学反应有：
(1)Na2O2与水(或CO2)的反应，转移电子的物质的量即为参加反应的Na2O2的物质的量，或生成的O2物质的量的2倍。
(2)Cl2与水(或碱)的反应，转移电子的物质的量即为参加反应的Cl2的物质的量。
(3)变价金属铁(或铜)与Cl2、S的反应，Cl2与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，而S与变价金属反应时生成的是低价态的金属硫化物。
(4)MnO2与浓盐酸反应，Cu与浓H2SO4反应，Cu与浓硝酸反应，均需要考虑浓度的降低对反应的影响，从而判断对转移电子数目的影响。
5．电离、水解对溶液中离子数目的影响
因忽视溶液中某些离子的水解或弱电解质的电离而造成错误。如1
L
1
mol·L－1的CH3COOH溶液中，由于CH3COOH为弱酸，故溶液中CH3COO－的物质的量小于1
mol；1
L
1
mol·L－1的Na2CO3溶液中，由于CO的水解，使溶液中CO的物质的量小于1
mo1。
6．一些物质中化学键的数目
准确判断物质中化学键的数目是解题的关键，1
mol
CH4中含有4
mol
C—H键，1
mol
SiO2中含有4
mol
Si—O键，1
mol晶体硅含2
mol
Si—Si键，1
mol
P4中含有6
mol
P—P键，苯中不含碳碳双键。
7．常见的可逆反应或隐含反应
任何可逆反应都不能进行到底，如2NO2??N2O4、2SO2＋O22SO3、合成氨的反应等。
8．特殊物质的摩尔质量或分子中的微粒数
关注特殊物质的摩尔质量及分子中所含的中子数、质子数是破解这类问题的关键。如D2O、T2O的摩尔质量分别为20
g·mol－1、22
g·mol－1，所含中子数分别为10、12。
9．物质的存在形态
注意物质的存在形态不同，离子的种类、数目不同，如NaHCO3晶体中只含有HCO和Na＋，而溶液中还会因为HCO的电离产生少量CO，由于HCO的水解产生少量H2CO3,1
mol
NaHSO4晶体在熔融状态下存在的离子的物质的量为2
mol，而1
mol
NaHSO4溶于水电离出离子的物质的量为3
mol。
回访1　(2016·全国乙卷)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
A　[A项乙烯和丙烯的分子式分别为C2H4、C3H6，二者的最简式均为CH2,14
g乙烯和丙烯混合气体中含有“CH2”的物质的量为＝1
mol，故所含氢原子数为2NA。B项N2和H2合成氨的反应为N2＋3H22NH3，该反应为可逆反应，1
mol
N2与4
mol
H2反应生成的NH3小于2
mol，故生成的NH3分子数小于2NA。C项Fe与过量的硝酸反应生成Fe(NO3)3，故1
mol
Fe参加反应时转移电子数为3NA。D项标准状况下，CCl4为液体，2.24
L
CCl4的物质的量远大于0.1
mol，故含有的共价键数远大于0.4NA。]
回访2　(2015·全国卷Ⅰ)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．18
g
D2O和18
g
H2O中含有的质子数均为10NA
B．2
L
0.5
mol·L－1亚硫酸溶液中含有的H＋离子数为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
C　[A.D2O的摩尔质量为20
g·mol－1,18
g
D2O的物质的量为18
g/20
g·mol－1＝0.9
mol，则含有的质子数为9NA，H2O的摩尔质量为18
g·mol－1,18
g
H2O的物质的量为18
g/18
g·mol－1＝1
mol，则含有的质子数为10NA，故A不正确。B.亚硫酸是弱电解质，不能发生完全电离，电离方程式为H2SO3??H＋＋HSO，HSO??H＋＋SO，所含H＋离子数小于2NA，故B不正确。C.过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，根据电子转移情况得关系式O2～2e－，生成0.1
mol氧气转移电子数为0.2NA，故C正确。D.2
mol
NO与1
mol
O2发生反应2NO＋O2===2NO2，生成2
mol
NO2，因为存在2NO2??N2O4，则产物的分子数小于2NA，故D不正确。]
回访3　(2015·全国卷Ⅱ)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A．60
g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B．1
L
0.1
mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1NA
C．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1NA
D．235
g核素U发生裂变反应：U＋n14Sr＋Xe＋10n，净产生的中子(n)数为10NA
C　[A项丙醇的结构简式为CH3CH2CH2OH(1 丙醇)或CH3CHOHCH3(2 丙醇)，60
g丙醇的物质的量为1
mol，含有7
mol
C—H键、2
mol
C—C键、1
mol
C—O键和1
mol
O—H键，故所含共价键总数为11NA。
B项
NaHCO3溶液中存在HCO的水解平衡和电离平衡：HCO＋H2O??H2CO3＋OH－、HCO??CO＋H＋；1
L
0.1
mol·L－1NaHCO3溶液中，据C原子守恒可得n(HCO)＋n(CO)＋n(H2CO3)＝1
L×0.1
mol·L－1＝0.1
mol，故HCO和CO离子数之和小于0.1NA。
C项Na与O2反应生成钠的氧化物(
Na2O、Na2O2等)，Na由0价升高到＋1价，23
g钠的物质的量为1
mol，充分燃烧时转移电子数为NA。
D项核素U发生裂变反应：U＋nSr＋Xe＋10n，净产生的中子(n)数为10－1＝9；235
g核素U的物质的量为1
mol，则发生裂变时净产生的中子数为9NA。]
回访4　(2013·新课标全国卷Ⅱ)N0为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A．1.0
L
1.0
mol·L－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N0
B．12
g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5N0
C．25
℃时pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的数目为0.1N0
D．1
mol的羟基与1
mol的氢氧根离子所含电子数均为9N0
B　[A项，NaAlO2水溶液的H2O中也存在氧原子；B项，一个碳原子被3个六元环共用，故1个六元环实际占有的碳原子数为2，因此12
g(即1
mol)石墨烯中含有六元环的个数为0.5N0；C项，没有说明溶液的体积无法计算；D项，1
mol
—OH含有的电子数为9N0,1
mol
OH－含有的电子数为10N0。]
热点题型1　阿伏加德罗常数的应用
1．(2016·郑州一质检)NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下，28
g
N2所含电子数为10NA
B．46
g钠充分燃烧时转移电子数为2NA
C．0.1
mol·L－1
NH4Cl溶液中Cl－数为0.1NA
D．密闭容器中2
mol
SO2与1
mol
O2充分反应，产物的分子数为2NA
B　[常温常压下，28
g
N2的物质的量为1
mol，所含电子数为14NA，A项错误；46
g
Na的物质的量为2
mol，充分燃烧生成1
mol
Na2O2，转移电子2
mol，B项正确；C项没有给出溶液的体积，无法确定Cl－的数目，C项错误；D项忽视该反应为可逆反应，产物的分子数应小于2NA，D项错误。]
2．(2016·沈阳质检)设NA是阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是(　　)
A．1
mol·L－1
K2SO4溶液中含有K＋的数目为2NA
B．标准状况下，2.24
L氯仿(CHCl3)中含有的C—Cl键数目为0.3NA
C．18
g重水中所含有的中子数为10NA
D．1
mol
Na与O2在一定条件下反应生成Na2O和Na2O2的混合物时转移电子数为NA
D　[溶液体积不明，无法计算K＋的数目，A项错误；标准状况下，氯仿是液体，不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，B项错误；18
g(0.9
mol)重水中所含的中子数为9NA，C项错误；反应中Na失去一个电子，故1
mol
Na与O2反应转移的电子数为NA，D项正确。]
3．(2016·福建质检)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，11.2
L苯含有的分子数为0.5NA
B．3.2
g
CH4含有的化学键数为0.4NA
C．足量的O2与1
mol
Na充分反应，转移的电子数为NA
D．25
℃时，1.0
L
0.2
mol/L的Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA
C　[标准状况下苯为液体，11.2
L苯的物质的量不为0.5
mol，所含分子数不为0.5NA，A项错误；1个CH4含有4个C—H键，3.2
g
CH4含有的化学键数为×4×NA＝0.8NA，B项错误；足量的O2与1
mol
Na充分反应，无论是生成Na2O，还是生成Na2O2，根据NaNa＋知，转移的电子数为NA，C项正确；0.2
mol/L的Ba(OH)2溶液c(OH－)＝0.4
mol·L－1,1.0
L该溶液中含有OH－数目为0.4NA，D项错误。]
4．(2016·四川高考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．2.4
g
Mg在足量O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA
B．标准状况下，5.6
L
CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA
C．氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.4NA
D．0.1
L
0.5
mol/L
CH3COOH溶液中含有的H＋数为0.05NA
B　[A.2.4
g
Mg在足量O2中燃烧，转移的电子数为0.2NA，A项错误；B.标准状况下，5.6
L
CO2的物质的量为0.25
mol，所含的氧原子数为0.5NA，B项正确；C.含0.4NA个氢原子的甲醇分子为0.1
mol,1个甲醇分子含有5个σ键，0.1
mol甲醇含有的σ键数为0.5NA，C项错误；D.CH3COOH为弱电解质，0.1
L
0.5
mol/L
CH3COOH溶液中含有的H＋数小于0.05NA，D项错误。]
5．(名师押题)设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　)
①46
g
NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为3NA
②标准状况下，5.6
L
SO3中含有的分子数为0.25NA
③25
℃时，pH＝12的1.0
L
NaClO溶液中由水电离出OH－的数目为0.01NA
④0.1
mol·L－1
Na2CO3溶液中含有的CO数目小于0.1NA
⑤1
mol
Na2O2与水完全反应时转移电子数为2NA
A．④⑤
B．①③
C．②④
D．①②③
B　[①假设全部是NO2，则46
g
NO2中含有原子的物质的量为3
mol，假设全部是N2O4，则46
g
N2O4中含有原子的物质的量为3
mol，则46
g混合气体中含有原子的物质的量为3
mol，正确；②标准状况下，SO3是固体而不是气体，错误；③根据水的离子积公式计算，c(OH－)＝＝＝1.0×10－2(mol·L－1)，因此由水电离出的n(OH－)＝1.0
L×1.0×10－2
mol·L－1＝0.01
mol，正确；④溶液中CO水解，因此CO的物质的量浓度小于0.1
mol·L－1，且题中没有指明溶液的体积，故无法计算CO的数目，错误；⑤2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，1
mol
Na2O2参加反应，转移电子数为NA，错误。]
解答有关阿伏加德罗常数类题目的“三个步骤”
对于NA的正误判断必须排除各种陷阱，要认真审题，明确题中的陷阱所在。解题时要注意物质的量的核心和桥梁作用。解题的一般思路为：已知数据物质的量NA，具体为：
热点题型2　以物质的量为中心的计算
1．(2015·全国卷Ⅰ)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为(　　)
A．1∶1
B．2∶3
C．3∶2
D．2∶1
C　[根据乌洛托品的结构式写出其分子式为C6H12N4，因为乌洛托品是将甲醛水溶液与氨水混合蒸发而制得的，根据原子守恒可得化学方程式为6HCHO＋4NH3===C6H12N4＋6H2O，根据反应物的物质的量之比等于化学计量数之比得，甲醛与氨的物质的量之比为3∶2，C项正确。]
2．胞嘧啶是DNA水解产物之一，是精细化工的重要中间体。胞嘧啶可由5 巯基甲脲嘧啶、浓氨水和氯乙酸在一定条件下合成，则反应时NH3和5 巯基甲脲嘧啶的物质的量之比为(　　)
A．1∶1
B．2∶3
C．3∶1
D．2∶1
A　[对比5 巯基甲脲嘧啶和胞嘧啶的分子式，不难看出胞嘧啶比5 巯基甲脲嘧啶多了一个N原子，多出的N原子一定来自于氨，所以反应时NH3和5 巯基甲脲嘧啶的物质的量之比为1∶1。]
3．向质量为30
g的Fe、Fe2O3混合物中加入250
mL
4
mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出NO(标准状况)2.24
L，所得溶液中再滴加KSCN溶液，无红色出现。若用与上述混合物中铁元素质量相等的铁屑和足量的稀硫酸充分反应，得到的气体在标准状况下的体积为(　　)
A．15.12
L
B．10.08
L
C．2.24
L
D．3.36
L
B　[30
g混合物与稀硝酸反应时恰好使混合物完全溶解，且所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，说明溶液中的溶质为硝酸亚铁，生成NO的体积为2.24
L，其物质的量为0.1
mol，根据氮原子守恒可知，2n[Fe(NO3)2]＋n(NO)＝n(HNO3)，即2n[Fe(NO3)2]＋0.1
mol＝0.25
L×4
mol·L－1，解得n[Fe(NO3)2]＝0.45
mol，故混合物中n(Fe)＝n[Fe(NO3)2]＝0.45
mol。根据得失电子守恒可知，0.45
mol铁屑与足量稀硫酸反应生成氢气的物质的量为0.45
mol，标准状况下，得到的氢气的体积为0.45
mol×22.4
L·mol－1＝10.08
L。]
4．(名师押题)一定质量的镁、铝合金与硝酸恰好完全反应，得到硝酸盐溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与标准状况下3.36
L
O2混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸盐溶液中加入2
mol/L
NaOH溶液至沉淀最多时停止加入，将沉淀滤出，向滤液中加水稀释至500
mL，此时所得溶液的物质的量浓度为(　　)
A．0.5
mol/L
B．1
mol/L
C．1.2
mol/L
D．2
mol/L
C　[由题意可知最终滤液为NaNO3溶液，根据得失电子守恒和电荷守恒知，金属失去的电子数等于氧气得到的电子数，也等于金属离子需结合的NO数，所以硝酸钠的物质的量为n(NaNO3)＝4n(O2)＝0.6
mol，c(NaNO3)＝0.6
mol÷0.5
L＝1.2
mol/L。]
物质的量计算中三个守恒