阿伏加德罗常数陷阱完全解读与典例剖析（试卷版）

时间：2020-10-28 12:06:32 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　阿伏加德罗常数的陷阱完全归纳与最新配套练习

　【核心素养分析】

　1.宏观辨识与微观探析：认识阿伏加德罗常数是联系宏观物质和微观粒子的重要工具，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

　2.证据推理与模型认知：在有关物质的最计算过程中，通过分析、推理等理解计算的方法，建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。

　【知识梳理】

　知识点一

　 阿伏加德罗常数的综合应用 1．气体摩尔体积的适用条件：考查气体时经常给定非标准状况下，如 25℃、1.01×10 5

　Pa 气体体积，让考生用 22.4 L·mol－ 1进行换算，误入陷阱。

　2．物质的聚集状态：22.4 L·mol－ 1适用对象是气体(包括混合气体)。命题者常用在标准状况下呈非气态的物质来迷惑考生，如 H 2 O、CCl 4 、SO 3 、苯、己烷、CS 2 、乙醇、单质硫、石墨等。

　3．物质的组成、结构：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 He、Ne 等)、三原子分子(如 O 3 )等。NO 2 和 N 2 O 4 ，的最简式相同，根据质量计算它们的混合物中元素的原子个数时，可将最简式看作是混合物的分子式来计算。Na 2 O 2 由 Na＋ 和 O 2 －2 构成，而不是 Na＋ 和 O 2 － ，苯中不含碳碳单键和碳碳双键等。

　4．物质中的化学键数目：如白磷(31 g 白磷含 1.5 mol P—P 键)、金刚石(12 g 金刚石含 2 mol C—C 键)、晶体硅及晶体 SiO 2 (60 g 二氧化硅晶体含 4 mol Si—O 键)等。

　5．混淆某些氧化还原反应中电子转移的数目：命题者常用一些反应中转移电子的数目来迷惑考生，如Na 2 O 2 与 H 2 O、CO 2 的反应(1 mol Na 2 O 2 反应转移 1 mol 电子)；Cl 2 与 H 2 O、NaOH 的反应(1 mol Cl 2 反应转移 1 mol 电子)；Cu 与硫的反应(1 mol Cu 反应转移 1 mol 电子或 1 mol S 反应转移 2 mol 电子)等。

　6．特殊物质的摩尔质量及微粒数目：如 D 2 O、 18 O 2 、H 37 Cl 等。

　7．电解质溶液中因微粒的电离或水解造成微粒数目的变化：如强电解质 HCl、HNO 3 等完全电离，不存在电解质分子；弱电解质 CH 3 COOH、HClO 等部分电离，而使溶液中 CH 3 COOH、HClO 浓度减小；Fe 3＋ 、Al 3 ＋ 、CO 2 －3 、CH 3 OO－ 等因发生水解使该种粒子数目减少；Fe 3 ＋ 、Al 3 ＋ 、CO 2 －3 等因发生水解而使溶液中阳离子或阴离子总数增多等。

　8．胶体粒子的组成：如 1 mol Fe 3＋ 形成 Fe(OH)3 胶体时，由于 Fe(OH) 3 胶粒是小分子聚集体，胶粒数目小于 N A 。

　 9．忽视可逆反应不能进行到底：如 2NO 2 N 2 O 4 、2SO 2 ＋O 2催化剂△2SO 3 、合成氨反应等。

　10．不仔细审题：如只给出物质的量浓度即要求计算微粒数目，考生往往按 1 L 溶液进行计算，从而落入圈套。

　知识点二

　 阿伏加德罗常数的易错分析 1.辨“两状”，突破气体与状况陷阱

　2. 排“干扰”，突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱 给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。

　3. 记“组成”，突破物质与结构陷阱 (1)记住特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如 Ne、D 2 O、 18 O 2 、O 3 、P 4 、H 37 Cl 等。

　①含同位素的单质和化合物，它们的摩尔质量与通常情况下不同，例如摩尔质量：

　18 O 2 (36 g·mol－ 1 )、D 2 O(20 g·mol－ 1 )、T2 O(22 g·mol－ 1 )。

　②涉及电子数时要注意根、基、离子的区别，如 OH － 与—OH、CH ＋3 与—CH 3 等。

　(2)记住常考物质所含化学键数目(见下表) 几种常遇 到的物质 CH 4

　(C—H) P 4

　(P—P) Si (Si—Si) SiO 2

　(Si—O) 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) 1 mol 物质所含共价键的数目(N A ) 4 6 2 4 1.5 2 (3)巧记烷烃(C n H 2n ＋ 2 )中碳氢键的数目：

　n(C—H 键)＝2n＋2，n(化学键总数)＝3n＋1，n(C—C 键)＝n－1。

　(4)记住最简式(实验式)相同的物质。最简式相同的物质组成的混合物计算原子总数时，不用考虑各混合物的占比，N(最简式)＝mM 最简式×N A 。如甲醛和冰醋酸的最简式都为 CH 2 O，常温常压下，3.0 g 甲醛和冰醋酸的混合物中含有的 N(CH 2 O)为 0.1N A ，则含有的原子总数为 0.4N A 。

　(5)记住摩尔质量相同的物质，如N 2 、CO和C 2 H 4 ，其摩尔质量均为28 g·mol－ 1 ，其它的还有KCl与NaClO、

　 Na 2 O 2 与 Na 2 S、CaCO 3 与 Mg 3 N 2 等。

　4．审“组成”“体积”因素，突破电解质溶液中粒子数目陷阱 (1)是否有弱电解质电离。

　(2)是否有离子水解。

　(3)是否指明了溶液的体积。

　(4)不要忽略溶剂水中 H、O 原子数目。

　(5)Fe(OH) 3 胶体粒子数目小于形成胶体的 Fe 3＋ 数目。

　5.突破氧化还原反应中电子转移数目的判断 反应 参加反应的物质或生成的物质 转移电子的物质的量或数目 Na 2 O 2 ＋CO 2 (或 H 2 O) 1 mol Na 2 O 2

　1 mol 或 N A

　1 mol O 2

　2 mol 或 2N A

　Cl 2 ＋NaOH 1 mol Cl 2

　1 mol 或 N A

　Cl 2 ＋Fe 1 mol Cl 2

　2 mol 或 2N A

　1 mol Fe 3 mol 或 3N A

　Fe＋HCl 1 mol Fe 或 1 mol H 2

　2 mol 或 2N A

　IO－3 ＋I－ ＋H ＋

　3 mol I 2

　5 mol 或 5N A

　NH 4 NO 3 →N 2

　4 mol N 2

　15 mol 或 15N A

　【特别提醒】要特别注意以下特殊情况：

　(1)可逆反应电子转移数目的计算：如某密闭容器盛有 0.1 mol

　N 2 和 0.3 mol H 2 在一定条件下充分反应，转移电子的数目小于 0.6 N A 。另外，Cl 2 与 H 2 O 反应也是可逆反应。

　(2)涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算：如 50 mL 18.4 mol/L 的浓硫酸与足量铜微热反应，随着浓硫酸浓度逐渐变稀，稀硫酸不与铜反应，生成 SO 2 分子数小于 0.46 N A ，转移电子的数目小于 0.92 N A 。MnO 2与浓盐酸的反应也是类似情况。

　(3)粗铜精炼时，阳极质量减轻 64 g，转移电子物质的量不一定是 2 mol。

　6.隐含反应 (1)隐含“可逆反应”：不能进行到底。

　①2SO 2 ＋O 2催化剂△2SO 3 ，②2NO 2 N 2 O 4 ，③N 2 ＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3 ，④Cl 2 ＋H 2 O HCl＋HClO，⑤酯化反应。⑥PCl 3 ＋Cl 2 PCl 5 。(2)隐含“浓度的变化”：变稀后反应不再进行。

　 MnO 2 ＋4HCl(浓)=====△MnCl 2 ＋Cl 2 ↑＋2H 2 O， Cu＋2H 2 SO 4 (浓)=====△CuSO 4 ＋SO 2 ↑＋2H 2 O， C＋4HNO 3 (浓)=====△CO 2 ↑＋4NO 2 ↑＋2H 2 O。

　(3)隐含“钝化”。

　常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。

　(4)隐含“副反应”。

　甲烷在光照条件下与氯气反应，可生成多种卤代烃。

　知识点三

　阿伏加德罗常数判断的陷阱 陷阱一、抓“两看”，突破气体与状况陷阱 一看“气体”是否处在“标准状况”。

　二看“标准状况”下，物质是否为“气体”[如 CCl 4 、CHCl 3 、CH 2 Cl 2 (注：CH 3 Cl 为气体)、H 2 O、溴、SO 3 、己烷、苯、HF 等在标准状况下均不为气体]。

　陷阱二、排“干扰”，突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱 给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。

　陷阱三、记“组成和结构”，突破陷阱 1．记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如 Ne、D 2 O、 18 O 2 、—OH、OH－ 等。

　2．记最简式相同的物质，如 NO 2 和 N 2 O 4 、乙烯(C 2 H 4 )和丙烯(C 3 H 6 )等。

　3．记摩尔质量相同的物质，如 N 2 、CO、C 2 H 4 等。

　4．记物质中所含化学键的数目，如 1 分子 H 2 O 2 、C n H 2n ＋ 2 中化学键的数目分别为 3、3n＋1。1 mol SiO 2中含 4 N A 个 Si—O 键，1 mol Si 中含 Si—Si 键数目为 2N A ，1 mol P 4 (白磷)中含 P—P 键数目为 6N A 。

　陷阱四、理解反应原理，突破“隐含”陷阱 1．可逆反应不能进行到底，反应物不能全部转化为产物。常见的可逆反应：①2NO 2 N 2 O 4 ；②Cl 2 ＋H 2 OHCl＋HClO；③NH 3 ＋H 2 ONH 3 ·H 2 ONH＋4 ＋OH－ ；④2SO2 ＋O 2

　催化剂Δ2SO 3 ；⑤N 2 ＋3H 2

　高温、高压催化剂 2NH 3 。

　2．常温下，不能共存的气体间的反应 (1)HCl＋NH 3 ===NH 4 Cl； (2)2NO＋O 2 ===2NO 2 ；

　 (3)2H 2 S＋SO 2 ===3S↓＋2H 2 O。

　3．“隐含”浓度变化 (1)在 MnO 2 与浓盐酸的反应中，随着反应的进行，浓盐酸逐渐变为稀盐酸，MnO 2 与稀盐酸不反应。

　(2)在 Cu 与浓硫酸的反应中，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，Cu 与稀硫酸不反应。

　(3)常温下，Fe 在浓硝酸、浓硫酸中钝化，反应不具有持续性。

　4．常在难电离、易水解的粒子数目上设题 判断电解质溶液中粒子数目时注意“三看”：一看是否有弱电解质的电离；二看是否有弱离子的水解；三看是否指明了溶液的体积。弱电解质在水溶液中部分电离，可水解盐溶液中离子发生微弱水解，都会导致相关粒子数目减少。

　陷阱五、突破氧化还原反应中电子转移的陷阱 1．同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断，如(1)Cl 2 和 Fe、Cu 等反应，Cl 2 只做氧化剂，而 Cl 2 和 NaOH 反应，Cl 2 既做氧化剂又做还原剂；(2)Na 2 O 2 与 CO 2 或 H 2 O 反应，Na 2 O 2 既做氧化剂又做还原剂，而 Na 2 O 2 与 SO 2 反应，Na 2 O 2 只做氧化剂；(3)NO 2 和 H 2 O 反应，NO 2 既做氧化剂又做还原剂。

　2．反应物量不同，生成物所表现的化合价不同，如 Fe 和 HNO 3 反应，Fe 不足时生成 Fe 3＋ ，Fe 过量时生成 Fe 2＋ 。

　3．氧化剂或还原剂不同，生成物所表现的化合价不同，如 Cu 和 Cl 2 反应生成 CuCl 2 ，而 Cu 和 S 反应生成 Cu 2 S。

　4．注意氧化还原反应的顺序，如向 FeI 2 溶液中通入 Cl 2 ，Cl 2 先氧化 I－ ，再氧化 Fe 2 ＋ 。

　陷阱六、突破电解质溶液中微粒数目上的陷阱 1.是否存在弱电解质的电离或盐类水解。

　2.已知浓度，是否指明体积，是否能用公式“n＝cV ”计算。

　3.在判断溶液中微粒总数时，是否忽视溶剂水。

　4.胶粒是大量难溶分子、离子的聚集体。

　【典例剖析】

　高频考点一

　通过结构特点考查微粒数目 例 1、（2020·湖南省邵阳一中模拟）设 N A 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

　) A．1 mol OD－ 和 17 g —OH 所含的质子与中子均为 9NA

　B．7.8 g Na 2 S 与 Na 2 O 2 的混合物，含离子总数为 0.3N A

　C．8.8 g 乙酸乙酯中含共用电子对的数目为 1.3N A

　 D. 0.1 mol·L－ 1氯化铜溶液中氯离子数为 0.2N A

　【变式探究】（2020·河南省平顶山一中模拟）用 N A 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 2N A

　B 在密闭容器中加入 0.5 mol N 2 和 1.5 mol H 2 ，充分反应后容器中的N—H 键数目 3N A

　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 0.6N A

　D 标准状况下，2.24 L 3517 Cl 2 中含有的中子数目 3.4N A

　高频考点二 通过反应特点考查转移电子 例 2.（2020·山西省晋中一中模拟）N A 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中，不正确的是(

　) A．在反应 KClO 3 ＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl 2 ↑＋3H 2 O 中，每生成 3 mol Cl 2 转移的电子数为 5N A

　B.电解精炼铜时，当电路中转移 N A 个电子，阳极溶解 32 g 铜 C．一定条件下，2.3 g Na 与 O 2 完全反应生成 3.6 g 产物时失去的电子数 0.1N A

　D．向仅含 0.2 mol FeI 2 的溶液中持续通入氯气，当有 0.1 mol Fe 2＋ 被氧化时，转移电子的数目为 0.5NA

　 【变式探究】（2020·黑龙江省大庆一中模拟）N A 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 Cl 2 完全反应，转移电子数均为 0.2N A

　B．Na 2 O 2 和 KMnO 4 分别制得 1 mol O 2 转移的电子数分别为 2N A 和 4N A

　C．64 g 铜与一定浓度的硝酸完全反应时，转移的电子数为 2N A

　D．常温常压下，锌与稀 H 2 SO 4 反应生成 11.2 L H 2 ，反应中转移的电子数为 6.02×10 23

　高频考点三

　考查反应限度 例 3、（2020·湖北省孝感一中模拟）N A 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

　) A．2 g H 2 分别与足量的 Cl 2 和 N 2 充分反应后转移的电子数均为 2N A

　B．常温常压下，pH＝3 的 1 L 1 mol·L－ 1

　 H2 S 溶液中 H＋ 数目为 10 － 3 NA

　C．已知 N 2 (g)＋3H 2 (g) 2NH 3 (g) ΔH＝－a kJ·mol－ 1

　，将 NA 个 N 2 与 3N A 个 H 2 混合充分反应，放出 a kJ 的热量 D．含 19.6 g H 2 SO 4 的浓硫酸与足量铜反应，生成 SO 2 的分子数为 0.1N A

　【变式探究】（2020·江西省赣州一中模拟）N A 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

　) A．标准状况下，33.6 mL 氯气通入足量水中发生反应，转移电子数为 1.5×10－ 3 NA

　 B．1 mol N 2 与 3 mol H 2 充分反应后，转移 6N A 个电子． C．30 g 乙酸和葡萄糖的混合物中含氢原子个数为 2N A

　D．0.1 mol·L－ 1的 NaHCO 3 溶液中含有的 HCO－3 的数目一定小于 0.5N A

　高 频考点四

　 多角度综合考查 例 4、（2020·广东省佛山一中模拟）设 N A 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(

　) A．2.8 g 铁粉与 50 mL 4 mol·L－ 1盐酸反应转移电子的数目为 0.15N A

　B．常温下 1 L pH＝13 的氢氧化钠溶液中由水电离出的 H＋ 的数目为 0.1NA

　C．标准状况下，8.96 L 氢气、一氧化碳的混合气体完全燃烧，消耗氧分子的数目为 0.2N A

　D．1.2 g 金刚石与石墨的混合物中含有碳碳单键的数目为 0.4N A

　【变式探究】（2020·黑龙江哈尔滨三中模拟）N A 为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是(

　) A．1 mol 乙烯分子中含有的碳氢键数为 4N A

　B．1 mol 甲烷完全燃烧转移的电子数为 8N A

　C．1 L 0.1 mol·L－ 1

　的乙酸溶液中含 H ＋ 的数量为 0.1NA

　D．1 mol 的 CO 和 N 2 混合气体中含有的质子数为 14N A