資源簡介

題型突破3　NA應用的陷阱設置
1.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質,轉化關系之一如圖所示(X、Y均為氮氧化物),羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下,羥胺易潮解,水溶液呈堿性,與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺([NH3OH]Cl)廣泛用于藥品、香料等的合成。
已知25 ℃時,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下,2.24 L X和Y混合氣體中氧原子數為0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N數均為0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全轉化為N時,轉移的電子數為0.6NA
D.2.8 g N2中含有的價電子總數為0.6NA
2.(2024·河北卷)超氧化鉀(KO2)可用作潛水或宇航裝置的CO2吸收劑和供氧劑,反應為4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.44 g CO2中σ鍵的數目為2NA
B.1 mol KO2晶體中離子的數目為3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的數目為NA
D.該反應中每轉移1 mol電子生成O2的數目為1.5NA
3.(2024·黑吉遼卷)硫及其化合物部分轉化關系如圖。設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下,11.2 L SO2中原子總數為0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S數目為0.01NA
C.反應①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子數目為0.1NA
D.反應②每生成1 mol還原產物,轉移電子數目為2NA
4.(2023·全國甲卷)NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是(　　)
A.0.50 mol異丁烷分子中共價鍵的數目為6.5NA
B.標準狀況下,2.24 L SO3中電子的數目為4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的數目為0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的數目為1.0NA
5.(2023·廣東卷)設NA為阿伏加德羅常數的值。侯氏制堿法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物質。下列敘述正確的是(　　)
A.1 mol NH4Cl含有的共價鍵數目為5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子數目為2NA
C.體積為1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HC數目為NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,則混合物中質子數為28NA
常考陷阱總結
1.忽視氣體摩爾體積的適用條件、忽視物質的聚集狀態
如標況下CCl4、CHCl3、CH2Cl2、NO2、SO3、CH3OH、HF、苯、汽油、環己烷不是氣體。
2.忽視原子結構中核素的計算關系
如:D2O的中子數是10,N的電子數是10,He是單原子分子。
3.沒有正確理解物質的組成微觀結構
如NaCl是由Na+、Cl-構成的,HCl的構成微粒是分子。
4.錯記特殊物質的化學鍵
如:苯中無雙鍵,1 mol金剛石中有2 mol C—C,1 mol SiO2中有4 mol Si—O。
5.混淆某些氧化還原反應中電子轉移數目
Fe、Cu與Cl2反應生成FeCl3、CuCl2,與S反應生成FeS、Cu2S;Na2O2與H2O、CO2的反應、Cl2與堿液(常溫)的反應是歧化反應,1 mol Na2O2、Cl2轉移電子數分別為NA。
6.忽視可逆反應
常見的可逆反應有N2+H2、SO2+O2、H2+I2、NO2和N2O4的轉化、PCl3+Cl2、Fe3++I-、Cl2+H2O、酯化反應等。
7.忽視電解質溶液中因離子的電離或水解造成微粒數目的變化
常見的弱酸有CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3等;易水解的離子有N、Fe3+、Cu2+、Fe2+、CH3COO-、C、HC、ClO-、S、F-等。
8.忽視膠體粒子的組成
膠體離子是膠團,如1 mol FeCl3水解生成的Fe(OH)3膠體離子數小于NA。
9.忽視溶液的體積及溶劑水中的氧原子或氫原子
對點訓練
1.NA在計算粒子數目中的應用
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子數為0.2NA(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的陰離子數為2NA(　　)
(3)1 mol —OH中含有的電子數為10NA(　　)
(4)18 g H2O、D2O組成的物質中含有的質子數為10NA(　　)
(5)28 g乙烯和環丁烷(C4H8)的混合氣體中含有的碳原子數為2NA(　　)
(6)常溫常壓下,92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子數為6NA(　　)
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的離子總數為3NA(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子數均為NA(　　)
(9)1 mol C2H6含有的電子數為18NA(　　)
(10)0.1 mol S2Cl2的質子數為3.3NA(　　)
①因同位素而造成的摩爾質量不同的物質(如H2O、D2O組成的物質)需分別計算。
②對最簡式相同的混合物,按最簡式來計算(如乙烯、丙烯和環丁烷,它們的最簡式都是CH2)。
③最簡式不同的物質要分別計算。
2.NA在計算化學鍵或電子對數目中的應用
(1)1 mol苯中含有的碳碳雙鍵數為3NA(　　)
(2)1 mol白磷中含有的P—P的數目為4NA(　　)
(3)1 mol金剛石(或晶體硅)中含有C—C(或Si—Si)的數目為4NA(　　)
(4)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤電子對數為0.2NA(　　)
(5)34 g呋喃()中含有的極性鍵數目為3NA(　　)
(6)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ鍵的數目為12NA(　　)
(7)1 mol烷烴(通式為CnH2n+2)含有共價鍵數目為(3n+1)NA(　　)
①苯環中不含碳碳雙鍵。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金剛石(晶體硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥單鍵為σ鍵,雙鍵中有1個σ鍵、1個π鍵,三鍵中有1個σ鍵、2個π鍵。如在H—C≡N中含有2個σ鍵,2個π鍵,1個孤電子對。
3.NA在計算電子轉移數目中的應用
(1)過氧化鈉與水反應時,生成0.1 mol氧氣轉移的電子數為0.4NA(　　)
(2)1 mol氯氣與足量的水反應,轉移的電子數為NA(　　)
(3)標準狀況下,6.72 L NO2溶于足量的水中,轉移的電子數為0.3NA(　　)
(4)反應KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2轉移電子的總數為2NA(　　)
(5)2S2Cl2+2H2O===SO2+3S↓+4HCl中,生成4 mol HCl轉移電子3NA(　　)
特別提醒:①注意特殊物質,如由過氧化鈉、過氧化氫制取1 mol氧氣轉移2 mol電子。
②鐵與單質硫、單質碘、非氧化性酸反應,1 mol鐵參與反應轉移2 mol電子。
③1 mol鐵與足量的氯氣、稀硝酸反應,轉移3 mol電子。
思維建模:解答阿伏加德羅常數類題目的三步驟
1.(2024·重慶九龍坡階段練)SiO2可與氫氟酸反應生成SiF4,也可與NaOH溶液反應生成Na2SiO3,還可被還原得到制造芯片的Si。已知NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子數為9NA
B.標準狀況下,33.6 L HF中含有的質子數為15NA
C.28 g晶體硅中含的Si—Si鍵數目為2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子數為6NA
2.(2024·遼寧錦州階段練)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是(　　)
A.反應①中物質的氧化性:Br2>Cl2
B.標準狀況下,11.2 L Br2參與反應時轉移的電子數為5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子數為0.5NA
D.反應②生成28.4 g Cl2時,還原產物分子數為0.05NA
3.(2024·重慶一模)已知反應:Fe+6HNO3(濃)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O,NA為阿伏加德羅常數的值,若反應消耗了28 g Fe粉(HNO3足量)。下列說法正確的是(　　)
A.所得溶液中Fe3+數目為0.5NA
B.收集到的NO2分子數為1.5NA
C.轉移的電子數為1.5NA
D.生成的H2O含共價鍵數為2NA
4.(2024·重慶階段練習)冰晶石(Na3AlF6)主要用作鋁電解的助熔劑,它的制備原理為6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3===Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O。設阿伏加德羅常數的值為NA,下列說法正確的是(　　)
A.1 mol冰晶石中含有6NA個σ鍵
B.電解Al2O3制Al過程中,每產生6.4 g O2,轉移0.4NA個電子
C.加熱分解NaHCO3固體,每減少4.65 g,產生3.36 L氣體
D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中陰離子數目大于0.2NA
5.(2024·甘肅天水一模)鍋爐水中有溶解氧時,會對鍋爐的爐體造成腐蝕。工業上用N2H4除去鍋爐水中氧的一種反應機理如圖所示,NA表示阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含0.1NA個OH-
B.標準狀況下11.2 L H2O中含0.5NA個質子
C.除去氧時每消耗16 g N2H4轉移2NA個電子
D.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有4NA個σ鍵
6.(2024·山東威海一模)磷烷(PH3)是集成電路、太陽能電池等電子工業生產的原材料。工業上制備PH3的反應原理為P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德羅常數,下列說法正確的是(　　)
A.常溫下pH=13的NaOH溶液中水電離出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的數目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共價鍵的數目為0.6NA
D.每轉移3個電子,生成 g磷烷
7.(2024·江西贛州質檢)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化劑作用下將X轉化成Y的反應過程如下。
設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.X→Y的反應類型為取代反應
B.1 mol BH3—NH3分子中所含電子數為18NA
C.等物質的量的X與Y,Y比X多NA個σ鍵
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均為sp2雜化
題型突破3　NA應用的陷阱設置
1.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質,轉化關系之一如圖所示(X、Y均為氮氧化物),羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下,羥胺易潮解,水溶液呈堿性,與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺([NH3OH]Cl)廣泛用于藥品、香料等的合成。
已知25 ℃時,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下,2.24 L X和Y混合氣體中氧原子數為0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N數均為0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全轉化為N時,轉移的電子數為0.6NA
D.2.8 g N2中含有的價電子總數為0.6NA
答案　A
解析　N中N為+3價,X、Y均為氮氧化物,由題圖可知,N經三步還原轉化為N2,則X為NO,Y為N2O,標準狀況下2.24 L NO和N2O混合氣體的物質的量為0.1 mol,故氧原子數為0.1NA,A項正確;由HNO2的電離常數知,HNO2為弱酸,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中,由于N發生水解,故N數小于0.1NA,B項錯誤;NH2OH轉化為N時,N由-1價升高為+3價,3.3 g NH2OH的物質的量為0.1 mol,完全轉化為N時,轉移的電子數為0.4NA,C項錯誤;1個N2分子中含有10個價電子,2.8 g N2的物質的量為0.1 mol,含有的價電子數為NA,D項錯誤。
2.(2024·河北卷)超氧化鉀(KO2)可用作潛水或宇航裝置的CO2吸收劑和供氧劑,反應為4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.44 g CO2中σ鍵的數目為2NA
B.1 mol KO2晶體中離子的數目為3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的數目為NA
D.該反應中每轉移1 mol電子生成O2的數目為1.5NA
答案　A
解析　CO2的結構式為O==C==O,44 g(1 mol)CO2中σ鍵的數目為2NA,A正確;KO2晶體中含有的離子為K+、,故1 mol KO2晶體中離子數目為2NA,B錯誤;該溶液中K2CO3的物質的量為1 mol,由于C在溶液中發生水解反應,故溶液中C的數目小于NA,C錯誤;根據題給反應可知,KO2產生O2時,O的化合價由-升高為0,故存在關系式O2~e-,則轉移1 mol電子時,生成1 mol O2,即生成O2的數目為NA,D錯誤。
3.(2024·黑吉遼卷)硫及其化合物部分轉化關系如圖。設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下,11.2 L SO2中原子總數為0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S數目為0.01NA
C.反應①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子數目為0.1NA
D.反應②每生成1 mol還原產物,轉移電子數目為2NA
答案　D
解析　二氧化硫在標準狀況下為氣體,11.2 L二氧化硫為0.5 mol,其原子總數為1.5NA,A錯誤;亞硫酸根離子在溶液中會水解,故亞硫酸根離子數目小于0.01NA,B錯誤;反應①為2H2S+SO2===3S↓+2H2O,則3.4 g (0.1 mol)硫化氫反應生成的硫原子數目為0.15NA,C錯誤;反應②為3S+6OH-===2S2-+S+3H2O,每3 mol S發生反應轉移4 mol電子,其中2 mol S被還原,則每生成1 mol還原產物S2-,轉移2 mol電子,即轉移電子數目為2NA,D正確。
4.(2023·全國甲卷)NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是(　　)
A.0.50 mol異丁烷分子中共價鍵的數目為6.5NA
B.標準狀況下,2.24 L SO3中電子的數目為4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的數目為0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的數目為1.0NA
答案　A
解析　A.異丁烷的結構式為,1 mol異丁烷分子含有13NA共價鍵,所以0.50 mol異丁烷分子中共價鍵的數目為6.5NA,A正確;B.在標準狀況下SO3為固態,不能計算出2.24 L SO3物質的量,故無法求出其電子數目,B錯誤;C.pH=2的硫酸溶液中氫離子濃度為c(H+)=0.01 mol·L-1,則1.0 L pH=2的硫酸溶液中氫離子數目為0.01NA,C錯誤;D.Na2CO3屬于強堿弱酸鹽,在水溶液中C會發生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的數目小于1.0NA,D錯誤。
5.(2023·廣東卷)設NA為阿伏加德羅常數的值。侯氏制堿法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物質。下列敘述正確的是(　　)
A.1 mol NH4Cl含有的共價鍵數目為5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子數目為2NA
C.體積為1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HC數目為NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,則混合物中質子數為28NA
答案　D
解析　A.銨根中存在4個N-H共價鍵,1 mol NH4Cl 含有的共價鍵數目為4NA,A錯誤;B.碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B錯誤;C.NaHCO3===Na++HC,HC會發生水解和電離,則含1 mol NaHCO3的溶液中HC數目小于NA,C錯誤;D.NaCl 和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,則混合物總的物質的量為1 mol,質子數為28NA,D正確。
命題立意:試題以學生熟知的阿伏加德羅常數為素材,主要考查物質的組成與結構、化學反應的實質、以物質的量為核心的計算等必備知識。
常考陷阱總結
1.忽視氣體摩爾體積的適用條件、忽視物質的聚集狀態
如標況下CCl4、CHCl3、CH2Cl2、NO2、SO3、CH3OH、HF、苯、汽油、環己烷不是氣體。
2.忽視原子結構中核素的計算關系
如:D2O的中子數是10,N的電子數是10,He是單原子分子。
3.沒有正確理解物質的組成微觀結構
如NaCl是由Na+、Cl-構成的,HCl的構成微粒是分子。
4.錯記特殊物質的化學鍵
如:苯中無雙鍵,1 mol金剛石中有2 mol C—C,1 mol SiO2中有4 mol Si—O。
5.混淆某些氧化還原反應中電子轉移數目
Fe、Cu與Cl2反應生成FeCl3、CuCl2,與S反應生成FeS、Cu2S;Na2O2與H2O、CO2的反應、Cl2與堿液(常溫)的反應是歧化反應,1 mol Na2O2、Cl2轉移電子數分別為NA。
6.忽視可逆反應
常見的可逆反應有N2+H2、SO2+O2、H2+I2、NO2和N2O4的轉化、PCl3+Cl2、Fe3++I-、Cl2+H2O、酯化反應等。
7.忽視電解質溶液中因離子的電離或水解造成微粒數目的變化
常見的弱酸有CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3等;易水解的離子有N、Fe3+、Cu2+、Fe2+、CH3COO-、C、HC、ClO-、S、F-等。
8.忽視膠體粒子的組成
膠體離子是膠團,如1 mol FeCl3水解生成的Fe(OH)3膠體離子數小于NA。
9.忽視溶液的體積及溶劑水中的氧原子或氫原子
對點訓練
1.NA在計算粒子數目中的應用
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子數為0.2NA(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的陰離子數為2NA(　　)
(3)1 mol —OH中含有的電子數為10NA(　　)
(4)18 g H2O、D2O組成的物質中含有的質子數為10NA(　　)
(5)28 g乙烯和環丁烷(C4H8)的混合氣體中含有的碳原子數為2NA(　　)
(6)常溫常壓下,92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子數為6NA(　　)
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的離子總數為3NA(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子數均為NA(　　)
(9)1 mol C2H6含有的電子數為18NA(　　)
(10)0.1 mol S2Cl2的質子數為3.3NA(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ (6)√　(7)√　(8)√　(9)√　(10)×
①因同位素而造成的摩爾質量不同的物質(如H2O、D2O組成的物質)需分別計算。
②對最簡式相同的混合物,按最簡式來計算(如乙烯、丙烯和環丁烷,它們的最簡式都是CH2)。
③最簡式不同的物質要分別計算。
2.NA在計算化學鍵或電子對數目中的應用
(1)1 mol苯中含有的碳碳雙鍵數為3NA(　　)
(2)1 mol白磷中含有的P—P的數目為4NA(　　)
(3)1 mol金剛石(或晶體硅)中含有C—C(或Si—Si)的數目為4NA(　　)
(4)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤電子對數為0.2NA(　　)
(5)34 g呋喃()中含有的極性鍵數目為3NA(　　)
(6)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ鍵的數目為12NA(　　)
(7)1 mol烷烴(通式為CnH2n+2)含有共價鍵數目為(3n+1)NA(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ (6)√　(7)√
①苯環中不含碳碳雙鍵。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金剛石(晶體硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥單鍵為σ鍵,雙鍵中有1個σ鍵、1個π鍵,三鍵中有1個σ鍵、2個π鍵。如在H—C≡N中含有2個σ鍵,2個π鍵,1個孤電子對。
3.NA在計算電子轉移數目中的應用
(1)過氧化鈉與水反應時,生成0.1 mol氧氣轉移的電子數為0.4NA(　　)
(2)1 mol氯氣與足量的水反應,轉移的電子數為NA(　　)
(3)標準狀況下,6.72 L NO2溶于足量的水中,轉移的電子數為0.3NA(　　)
(4)反應KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2轉移電子的總數為2NA(　　)
(5)2S2Cl2+2H2O===SO2+3S↓+4HCl中,生成4 mol HCl轉移電子3NA(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
特別提醒:①注意特殊物質,如由過氧化鈉、過氧化氫制取1 mol氧氣轉移2 mol電子。
②鐵與單質硫、單質碘、非氧化性酸反應,1 mol鐵參與反應轉移2 mol電子。
③1 mol鐵與足量的氯氣、稀硝酸反應,轉移3 mol電子。
思維建模:解答阿伏加德羅常數類題目的三步驟
1.(2024·重慶九龍坡階段練)SiO2可與氫氟酸反應生成SiF4,也可與NaOH溶液反應生成Na2SiO3,還可被還原得到制造芯片的Si。已知NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子數為9NA
B.標準狀況下,33.6 L HF中含有的質子數為15NA
C.28 g晶體硅中含的Si—Si鍵數目為2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子數為6NA
答案　C
解析　A.不知道HF和DF的比例,無法計算,錯誤;B.標準狀況下HF是液態,不能用22.4 L/mol計算33.6 L HF物質的量,錯誤;C.1 mol晶體硅中含2 mol Si—Si鍵,28 g晶體硅中含的Si—Si鍵數目為2NA,正確;D.Na2SiO3溶液中除Na2SiO3外,水中還含有O原子,即1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子數大于6NA,錯誤。
2.(2024·遼寧錦州階段練)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是(　　)
A.反應①中物質的氧化性:Br2>Cl2
B.標準狀況下,11.2 L Br2參與反應時轉移的電子數為5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子數為0.5NA
D.反應②生成28.4 g Cl2時,還原產物分子數為0.05NA
答案　D
解析　A.反應①中,Br2作還原劑,Cl2是還原產物,還原性:Br2>Cl2,錯誤;B.標準狀況下,Br2呈液態,不能用標準狀況下的氣體摩爾體積進行計算,錯誤;C.HClO4是強酸,在水溶液中不存在HClO4分子,錯誤;D.n(Cl2)=0.4 mol,還原產物n(Cl2)=0.4 mol×=0.05 mol,正確。
3.(2024·重慶一模)已知反應:Fe+6HNO3(濃)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O,NA為阿伏加德羅常數的值,若反應消耗了28 g Fe粉(HNO3足量)。下列說法正確的是(　　)
A.所得溶液中Fe3+數目為0.5NA
B.收集到的NO2分子數為1.5NA
C.轉移的電子數為1.5NA
D.生成的H2O含共價鍵數為2NA
答案　C
解析　A.28 g Fe的物質的量為0.5 mol,因為Fe3+要水解,所得溶液中Fe3+的數目小于0.5NA,錯誤;B.由于生成的NO2一部分轉化為N2O4,收集到的NO2分子數少于1.5NA,錯誤;C.28 g Fe為0.5 mol,參與反應,Fe由0價變為+3價,轉移的電子數為1.5NA,正確;D.反應消耗28 g Fe,生成1.5 mol H2O,所含共價鍵數為3NA,錯誤。
4.(2024·重慶階段練習)冰晶石(Na3AlF6)主要用作鋁電解的助熔劑,它的制備原理為6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3===Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O。設阿伏加德羅常數的值為NA,下列說法正確的是(　　)
A.1 mol冰晶石中含有6NA個σ鍵
B.電解Al2O3制Al過程中,每產生6.4 g O2,轉移0.4NA個電子
C.加熱分解NaHCO3固體,每減少4.65 g,產生3.36 L氣體
D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中陰離子數目大于0.2NA
答案　A
解析　A.Na3AlF6中6個F和Al形成配位鍵,屬于σ鍵,故1 mol冰晶石中含有6 mol σ鍵,即6NA個σ鍵,正確;B.Al2O3中氧元素為-2價,失2個電子變為氧氣中0價,6.4 g O2物質的量是0.2 mol,共轉移0.8NA個電子,錯誤;C.沒有說明是否為標準狀況,故3.36 L氣體無法計算物質的量,錯誤;D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中C未水解前n(C)=0.1NA,C水解時(C+H2OHC+OH-)陰離子數增多,HC水解時(HC+H2OH2CO3+OH-)陰離子數不變,所以200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中陰離子數目大于0.1NA,錯誤。
5.(2024·甘肅天水一模)鍋爐水中有溶解氧時,會對鍋爐的爐體造成腐蝕。工業上用N2H4除去鍋爐水中氧的一種反應機理如圖所示,NA表示阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含0.1NA個OH-
B.標準狀況下11.2 L H2O中含0.5NA個質子
C.除去氧時每消耗16 g N2H4轉移2NA個電子
D.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有4NA個σ鍵
答案　C
解析　A.NH3·H2O為弱電解質,部分電離,1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含OH-小于0.1NA個,錯誤;B.標準狀況下,水不是氣態,不適用于氣體摩爾體積進行計算,錯誤;C.除去氧時N2H4轉化為N2,N的化合價由-2→0價,每消耗16 g N2H4(0.5 mol)轉移0.5 mol×4=2 mol電子,正確;D.每個[Cu(NH3)4]2+中含有16個σ鍵,1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有16NA個σ鍵,錯誤。
6.(2024·山東威海一模)磷烷(PH3)是集成電路、太陽能電池等電子工業生產的原材料。工業上制備PH3的反應原理為P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德羅常數,下列說法正確的是(　　)
A.常溫下pH=13的NaOH溶液中水電離出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的數目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共價鍵的數目為0.6NA
D.每轉移3個電子,生成 g磷烷
答案　D
解析　A.常溫下pH=13的NaOH溶液中,由NaOH電離產生的c(OH-)=0.1 mol·L-1,則由水電離出的c(OH-)=10-13 mol·L-1,不正確;B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液的體積未知,無法求出H2P的數目,不正確;C.白磷的分子結構為,平均每個P原子形成1.5個共價鍵,3.1 g白磷中P原子的物質的量為0.1 mol,則共價鍵的數目為0.15NA,不正確;D.由化學方程式可建立如下關系式:PH3~3e-,則每轉移3 mol e-,生成1 mol PH3,質量為34 g,每轉移3個電子,生成 g磷烷,正確。
7.(2024·江西贛州質檢)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化劑作用下將X轉化成Y的反應過程如下。
設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.X→Y的反應類型為取代反應
B.1 mol BH3—NH3分子中所含電子數為18NA
C.等物質的量的X與Y,Y比X多NA個σ鍵
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均為sp2雜化
答案　B
解析　A.取代反應是指有機物分子中原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應,從題目可以看出X轉化為Y不是取代反應,錯誤;B.1 mol BH3—NH3分子中所含電子物質的量為18 mol,則含電子數為18NA,正確;C.1個Y比1個X多1個σ鍵,但這里并沒有告訴具體的物質的量,物質的量不一定是1 mol,錯誤;D.X、Y中含有飽和碳原子和不飽和碳原子,有sp3和sp2雜化,氨硼烷中存在配位鍵,N與B均為sp3雜化,錯誤。(共38張PPT)
第一篇　新高考題型突破
板塊Ⅰ　化學用語與基本概念
題型突破選擇題　題型突破3　NA應用的陷阱設置
真題導航
核心整合
模擬預測
1.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質,轉化關系之一如圖所示(X、Y均為氮氧化物),羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下,羥胺易潮解,水溶液呈堿性,與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺([NH3OH]Cl)廣泛用于藥品、香料等的合成。
已知25 ℃時,
Ka(HNO2)=7.2×10-4,
Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,
Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下,2.24 L X和Y混合氣體中氧原子數為0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N數均為0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全轉化為N時,轉移的電子數為0.6NA
D.2.8 g N2中含有的價電子總數為0.6NA
A
解析　N中N為+3價,X、Y均為氮氧化物,由題圖可知,N經三步還原轉化為N2,則X為NO,Y為N2O,標準狀況下2.24 L NO和N2O混合氣體的物質的量為0.1 mol,故氧原子數為0.1NA,A項正確;由HNO2的電離常數知,HNO2為弱酸,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中,由于N發生水解,故N數小于0.1NA,B項錯誤;NH2OH轉化為N時,N由-1價升高為+3價,3.3 g NH2OH的物質的量為0.1 mol,完全轉化為N時,轉移的電子數為0.4NA,C項錯誤;1個N2分子中含有10個價電子,2.8 g N2的物質的量為0.1 mol,含有的價電子數為NA,D項錯誤。
2.(2024·河北卷)超氧化鉀(KO2)可用作潛水或宇航裝置的CO2吸收劑和供氧劑,反應為4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.44 g CO2中σ鍵的數目為2NA
B.1 mol KO2晶體中離子的數目為3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的數目為NA
D.該反應中每轉移1 mol電子生成O2的數目為1.5NA
A
解析　CO2的結構式為O==C==O,44 g(1 mol)CO2中σ鍵的數目為2NA,A正確;KO2晶體中含有的離子為K+、,故1 mol KO2晶體中離子數目為2NA,B錯誤;該溶液中K2CO3的物質的量為1 mol,由于C在溶液中發生水解反應,故溶液中C的數目小于NA,C錯誤;根據題給反應可知,KO2產生O2時,O的化合價由-升高為0,故存在關系式O2~e-,則轉移1 mol電子時,生成1 mol O2,即生成O2的數目為NA,D錯誤。
3.(2024·黑吉遼卷)硫及其化合物部分轉化關系如圖。設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下,11.2 L SO2中原子總數為0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S數目為0.01NA
C.反應①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子數目為0.1NA
D.反應②每生成1 mol還原產物,轉移電子數目為2NA
D
解析　二氧化硫在標準狀況下為氣體,11.2 L二氧化硫為0.5 mol,其原子總數為1.5NA,A錯誤;亞硫酸根離子在溶液中會水解,故亞硫酸根離子數目小于0.01NA,B錯誤;反應①為2H2S+SO2===3S↓+2H2O,則3.4 g (0.1 mol)硫化氫反應生成的硫原子數目為0.15NA,C錯誤;反應②為3S+6OH-===2S2-+S+3H2O,每3 mol S發生反應轉移4 mol電子,其中2 mol S被還原,則每生成1 mol還原產物S2-,轉移2 mol電子,即轉移電子數目為2NA,D正確。
4.(2023·全國甲卷)NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是(　　)
A.0.50 mol異丁烷分子中共價鍵的數目為6.5NA
B.標準狀況下,2.24 L SO3中電子的數目為4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的數目為0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的數目為1.0NA
A
5.(2023·廣東卷)設NA為阿伏加德羅常數的值。侯氏制堿法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物質。下列敘述正確的是(　　)
A.1 mol NH4Cl含有的共價鍵數目為5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子數目為2NA
C.體積為1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HC數目為NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,則混合物中質子數為28NA
D
解析　A.銨根中存在4個N-H共價鍵,1 mol NH4Cl 含有的共價鍵數目為4NA,A錯誤;B.碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B錯誤;C.NaHCO3===Na++HC,HC會發生水解和電離,則含1 mol NaHCO3的溶液中HC數目小于NA,C錯誤;D.NaCl 和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,則混合物總的物質的量為1 mol,質子數為28NA,D正確。
命題立意:試題以學生熟知的阿伏加德羅常數為素材,主要考查物質的組成與結構、化學反應的實質、以物質的量為核心的計算等必備知識。
常考陷阱總結
1.忽視氣體摩爾體積的適用條件、忽視物質的聚集狀態
如標況下CCl4、CHCl3、CH2Cl2、NO2、SO3、CH3OH、HF、苯、汽油、環己烷不是氣體。
2.忽視原子結構中核素的計算關系
如:D2O的中子數是10,N的電子數是10,He是單原子分子。
3.沒有正確理解物質的組成微觀結構
如NaCl是由Na+、Cl-構成的,HCl的構成微粒是分子。
4.錯記特殊物質的化學鍵
如:苯中無雙鍵,1 mol金剛石中有2 mol C—C,1 mol SiO2中有4 mol Si—O。
5.混淆某些氧化還原反應中電子轉移數目
Fe、Cu與Cl2反應生成FeCl3、CuCl2,與S反應生成FeS、Cu2S;Na2O2與H2O、CO2的反應、Cl2與堿液(常溫)的反應是歧化反應,1 mol Na2O2、Cl2轉移電子數分別為NA。
6.忽視可逆反應
常見的可逆反應有N2+H2、SO2+O2、H2+I2、NO2和N2O4的轉化、PCl3+Cl2、Fe3++I-、Cl2+H2O、酯化反應等。
7.忽視電解質溶液中因離子的電離或水解造成微粒數目的變化
常見的弱酸有CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3等;易水解的離子有N、Fe3+、Cu2+、Fe2+、CH3COO-、C、HC、ClO-、S、F-等。
8.忽視膠體粒子的組成
膠體離子是膠團,如1 mol FeCl3水解生成的Fe(OH)3膠體離子數小于NA。
9.忽視溶液的體積及溶劑水中的氧原子或氫原子
對點訓練
1.NA在計算粒子數目中的應用
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子數為0.2NA(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的陰離子數為2NA(　　)
(3)1 mol —OH中含有的電子數為10NA(　　)
(4)18 g H2O、D2O組成的物質中含有的質子數為10NA(　　)
(5)28 g乙烯和環丁烷(C4H8)的混合氣體中含有的碳原子數為2NA(　　)
(6)常溫常壓下,92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子數為6NA(　　)
×
×
×
×
√
√
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的離子總數為3NA(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子數均為NA(　　)
(9)1 mol C2H6含有的電子數為18NA(　　)
(10)0.1 mol S2Cl2的質子數為3.3NA(　　)
√
√
√
×
①因同位素而造成的摩爾質量不同的物質(如H2O、D2O組成的物質)需分別計算。
②對最簡式相同的混合物,按最簡式來計算(如乙烯、丙烯和環丁烷,它們的最簡式都是CH2)。
③最簡式不同的物質要分別計算。
2.NA在計算化學鍵或電子對數目中的應用
(1)1 mol苯中含有的碳碳雙鍵數為3NA(　　)
(2)1 mol白磷中含有的P—P的數目為4NA(　　)
(3)1 mol金剛石(或晶體硅)中含有C—C(或Si—Si)的數目為4NA(　　)
(4)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤電子對數為0.2NA(　　)
(5)34 g呋喃( )中含有的極性鍵數目為3NA(　　)
(6)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ鍵的數目為12NA(　　)
(7)1 mol烷烴(通式為CnH2n+2)含有共價鍵數目為(3n+1)NA(　　)
×
×
×
√
√
√
√
①苯環中不含碳碳雙鍵。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金剛石(晶體硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥單鍵為σ鍵,雙鍵中有1個σ鍵、1個π鍵,三鍵中有1個σ鍵、2個π鍵。如在H—C≡N中含有2個σ鍵,2個π鍵,1個孤電子對。
3.NA在計算電子轉移數目中的應用
(1)過氧化鈉與水反應時,生成0.1 mol氧氣轉移的電子數為0.4NA(　　)
(2)1 mol氯氣與足量的水反應,轉移的電子數為NA(　　)
(3)標準狀況下,6.72 L NO2溶于足量的水中,轉移的電子數為0.3NA(　　)
(4)反應KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2轉移電子的總數為2NA(　　)
(5)2S2Cl2+2H2O===SO2+3S↓+4HCl中,生成4 mol HCl轉移電子3NA(　　)
×
×
×
×
√
特別提醒:①注意特殊物質,如由過氧化鈉、過氧化氫制取1 mol氧氣轉移2 mol電子。
②鐵與單質硫、單質碘、非氧化性酸反應,1 mol鐵參與反應轉移2 mol電子。
③1 mol鐵與足量的氯氣、稀硝酸反應,轉移3 mol電子。
思維建模:解答阿伏加德羅常數類題目的三步驟
1.(2024·重慶九龍坡階段練)SiO2可與氫氟酸反應生成SiF4,也可與NaOH溶液反應生成Na2SiO3,還可被還原得到制造芯片的Si。已知NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子數為9NA
B.標準狀況下,33.6 L HF中含有的質子數為15NA
C.28 g晶體硅中含的Si—Si鍵數目為2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子數為6NA
C
解析　A.不知道HF和DF的比例,無法計算,錯誤;B.標準狀況下HF是液態,不能用22.4 L/mol計算33.6 L HF物質的量,錯誤;C.1 mol晶體硅中含2 mol Si—Si鍵,28 g晶體硅中含的Si—Si鍵數目為2NA,正確;D.Na2SiO3溶液中除Na2SiO3外,水中還含有O原子,即1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子數大于6NA,錯誤。
2.(2024·遼寧錦州階段練)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是(　　)
A.反應①中物質的氧化性:Br2>Cl2
B.標準狀況下,11.2 L Br2參與反應時轉移的電子數為5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子數為0.5NA
D.反應②生成28.4 g Cl2時,還原產物分子數為0.05NA
D
解析　A.反應①中,Br2作還原劑,Cl2是還原產物,還原性:Br2>Cl2,錯誤;B.標準狀況下,Br2呈液態,不能用標準狀況下的氣體摩爾體積進行計算,錯誤;C.HClO4是強酸,在水溶液中不存在HClO4分子,錯誤;D.n(Cl2)=0.4 mol,還原產物n(Cl2)=0.4 mol×=0.05 mol,正確。
C
解析　A.28 g Fe的物質的量為0.5 mol,因為Fe3+要水解,所得溶液中Fe3+的數目小于0.5NA,錯誤;B.由于生成的NO2一部分轉化為N2O4,收集到的NO2分子數少于1.5NA,錯誤;C.28 g Fe為0.5 mol,參與反應,Fe由0價變為+3價,轉移的電子數為1.5NA,正確;D.反應消耗28 g Fe,生成1.5 mol H2O,所含共價鍵數為3NA,錯誤。
4.(2024·重慶階段練習)冰晶石(Na3AlF6)主要用作鋁電解的助熔劑,它的制備原理為6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3===Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O。設阿伏加德羅常數的值為NA,下列說法正確的是(　　)
A.1 mol冰晶石中含有6NA個σ鍵
B.電解Al2O3制Al過程中,每產生6.4 g O2,轉移0.4NA個電子
C.加熱分解NaHCO3固體,每減少4.65 g,產生3.36 L氣體
D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中陰離子數目大于0.2NA
A
5.(2024·甘肅天水一模)鍋爐水中有溶解氧時,會對鍋爐的爐體造成腐蝕。工業上用N2H4除去鍋爐水中氧的一種反應機理如圖所示,NA表示阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含0.1NA個OH-
B.標準狀況下11.2 L H2O中含0.5NA個質子
C.除去氧時每消耗16 g N2H4轉移2NA個電子
D.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有4NA個σ鍵
C
解析　A.NH3·H2O為弱電解質,部分電離,1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含OH-小于0.1NA個,錯誤;B.標準狀況下,水不是氣態,不適用于氣體摩爾體積進行計算,錯誤;C.除去氧時N2H4轉化為N2,N的化合價由-2→0價,每消耗16 g N2H4(0.5 mol)轉移0.5 mol×4=2 mol電子,正確;D.每個[Cu(NH3)4]2+中含有16個σ鍵,1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有16NA個σ鍵,錯誤。
6.(2024·山東威海一模)磷烷(PH3)是集成電路、太陽能電池等電子工業生產的原材料。工業上制備PH3的反應原理為P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德羅常數,下列說法正確的是(　　)
A.常溫下pH=13的NaOH溶液中水電離出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的數目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共價鍵的數目為0.6NA
D.每轉移3個電子,生成 g磷烷
D
7.(2024·江西贛州質檢)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化劑作用下將X轉化成Y的反應過程如下。
設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
A.X→Y的反應類型為取代反應
B.1 mol BH3—NH3分子中所含電子數為18NA
C.等物質的量的X與Y,Y比X多NA個σ鍵
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均為sp2雜化
B
解析　A.取代反應是指有機物分子中原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應,從題目可以看出X轉化為Y不是取代反應,錯誤;B.1 mol BH3—NH3分子中所含電子物質的量為18 mol,則含電子數為18NA,正確;C.1個Y比1個X多1個σ鍵,但這里并沒有告訴具體的物質的量,物質的量不一定是1 mol,錯誤;D.X、Y中含有飽和碳原子和不飽和碳原子,有sp3和sp2雜化,氨硼烷中存在配位鍵,N與B均為sp3雜化,錯誤。

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