例析阿伏加德罗常数的核心考点

林增辉

阿伏加德罗常数（NA，下同）是广东高考的热门考点，近年来均为选择题，分值4～6分，均以判断正误的方式进行考查。阿伏加德罗常数的考点虽然是基于物质的量、摩尔质量、摩尔体积和物质的量浓度等物理量，但考查的内容涉及面广，规律性不强。笔者认为，阿伏加德罗常数是一个描述微观粒子的常数，其核心问题也应基于微观粒子，而高中化学中常见的微观粒子主要有电子、中子、质子、原子、离子和分子等，下面就以这六种微粒为线索，对阿伏加德罗常数的考点进行全方位地扫描。

一、中子和质子

关于中子和质子的题目，出现的频率比较低，主要考查原子的质子、中子和质量数的关系。

【例1】判断下列说法是否正确

A. 18 g H2O含有10NA个质子

B. 18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA

分析：H2O的摩尔质量是18g/mol，18 gH2O为1mol，每个氢原子含有1个质子，每个氧原子含有8个质子，则每个水分子含有10个质子，A选项正确；D2O的摩尔质量是20 g/mol，18gD2O的物质的量是0.9 mol，每分子D2O质子数为10，18gD2O的质子数为9NA；H2O的摩尔质量为18g/mol，每分子H2O质子数为10，18g H2O的质子数为10NA，B错误。

对于这一类的题目，同学们应熟记常见核素的中子和质子数，如126C与146C，11H、21H和31H，168O和188O等，能熟练地进行质子、中子和质量数（摩尔质量）的相互换算。

二、电子

关于电子的考查，形式比较多，主要考查点如下：

1. 分子或原子中所含有的电子数目。

【例2】判断说法是否正确：常温常压下，8 g O2含有4NA个电子

1mol O2含有16mol电子，8 g O2的物质的量为0.25mol，电子数为4NA。这类题目比较常规，只需要牢记公式即可。

2. 氧化还原反应中的转移的电子数目。

【例3】判断下列说法是否正确

A. 标准状况下，22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA

B. 1 mol Fe2+与足量的H2O2溶液反应，转移2NA个电子

C. 1 mol Fe与足量的稀HNO3反应，转移2 NA个电子

D. 1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，失去2 NA个电子

E. 3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8 NA个电子

F. 过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2 NA

G. 1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

分析：氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠，转移的电子数为NA，A选项正确； 1 mol Fe2+与足量的H2O2溶液反应生成1 mol Fe3+，转移 NA个电子，B选项错误；n（NaHCO3）=0.1 mol·L-1×1 L=0.1 mol，由于该盐溶液中存在如下电离和水解反应：HCO3-？葑H++CO32-、HCO3-+H2O？葑H2CO3+OH-，则n（HCO3-）<0.1 mol，C选项错误；1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，Na被氧化成Na+，失去 NA个电子，D选项错误；3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，根据正负化合价之和为0，可知Fe3O4中铁元素的化合价之和为+8，则失去的电子数为8 NA，E选项正确；过氧化钠与水反应时，过氧化钠中两个-1价的氧原子发生歧化反应，一个氧原子升高为0价，另一个氧原子降低为-2价，因此可知，每生成1mol氧气则转移2NA电子，生成0.1mol氧气则转移的电子数为0.2NA，F选项正确；1 mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁，电子转移数为3NA，G选项错误。

上例显示，关于氧化还原反应中转移电子的计算，研究对象主要是铁元素、硝酸、氯气等典型物质，特别是铁元素作为一种常见的多价态金属，倍受青睐。因此，同学们需要巩固典型元素及其化合物的性质，才能轻松驾驭这一考点。

3. 共用电子对或共价健数目。

【例4】判断下列说法是否正确

A. 16g CH4中含有4 NA个C—H键

B. 常温下，4 g CH4含有NA个C—H共价键

C. 1 mol甲苯含有6 NA个C—H键

D. 标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA

分析：每个CH4中含有4个C—H键，但物质的质量与温度无关，因此AB选项均正确；甲苯的分子式为C7H8，1 mol甲苯含有8 mol C—H键，C选项错误；1 mol CCl4含4mol共价键数，但标准状况下CCl4为液态，D选项错误。

这类题目主要考查常见物质的共用电子对或共价键的数目，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯、乙醇、乙酸等典型物质，同学们要熟悉这些物质的结构，了解碳原子的成键规律。除此以外，同学们还要特别注意有机基团和离子的电子结构的区别，例如比较1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数（2013新课标Ⅱ），或者计算甲基中的电子数，有机基团存在单独的电子，计算时要特别留意。

三、分子

分子层次的考查点主要如下：

1. 气体体积与分子数目的关系。

【例5】判断下列说法是否正确

A. 常温常压下，22.4L CO2中含有 NA个CO2分子

B. 常温常压下，22.4 L CCl4含有NA个CCl4分子

C. 标准状况下，22.4 L盐酸含有NA个HCl分子

D. 标准状况下，22.4 L氨水含有NA个NH3分子

分析：标准状况下，22.4 L CO2中含有 NA个CO2分子，A选项错误；常温常压下，CCl4为液态，B选项错误；盐酸是液态混合物，C选项错误；氨水为液态混合物，D选项错误。这类题目的核心要素是“标准状况”和“气体”。

2. 可逆反应中的分子数目。

【例6】判断下列说法是否正确

A. 密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2 NA

B. 1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2 NA

分析：2 mol NO与1 mol O2充分反应生成2 mol NO2，但有一部分NO2会转化为N2O4，因此产物的分子数小于2 NA，A选项错误；N2和H2生成NH3属于可逆反应，NH3分子数小于2 NA，B选项错误。对于这类考点，同学们只需要熟悉高中化学中常见的可逆反应即可。

3. 部分特殊的化学反应中的分子数目。

【例7】判断下列说法是否正确

A. 56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子

B. 1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子

分析：常温下，Fe在浓硫酸中钝化，即使加热发生反应，铁元素反应生成硫酸铁，56 g铁片应生成1.5NA个SO2分子，A选项错误；1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO2分子，B选项错误。这类考点，主要是针对一些比较特殊的化学反应，比较常考是铜、铁与浓硫硫、硝酸的反应情况，同学们应重视这些典型物质性质的复习。除此以外，2015年的四川卷还涉及到浓盐酸和二氧化锰的反应情况，也应引起同学们的重视。

四、离子

考查离子层次的阿伏加德罗常问题主要有以下几个方面：

1. 弱电解的电离平衡。

【例8】判断下列说法是否正确

A. 1 L 0.1 mol·L-1氨水含有0.1 NA个OH-

B. 1 L 0.1 mol·L-1的氨水中有NA个NH4+

C. 2 L 0.5 mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2 NA

分析：以上三个选项中，由于一水合氨和亚硫酸均为弱电解质，均不能完全电离，所以以上三个选项都是错误的。这类考点相对比较简单，但同学们也不能掉以轻心，要熟记常见的强酸，如硫酸、硝酸、高氯酸、盐酸、氢溴酸和氢碘酸等，也要熟记氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化钡等强碱，以便快速找到题目的突破点。

2. 盐类的水解平衡。

【例9】判断下列说法是否正确

A. 将0.1mol氯化铁溶于1 L水中，所得溶液含有0.1NA Fe3+

B. 1 L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中含有0.1 NA个HCO3-

C. 1 L 1 mol·L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目为NA

分析：上述的选项中，由于Fe3+会发生水解，HCO3-既发生电离又发生水解，ClO-也会发生水解，所以上述的离子浓度的判断都是错误的。盐类的水解核心是“有弱才水解”，因此记住常见的强酸强碱，对反推弱酸（根）和强碱（阳离子）有很大的帮助。

3. 部分特殊例子。

【例10】判断下列说法是否正确

A. 1 mol·L-1 NaCl溶液含有NA个Na+

B. 1 mol Na2O2固体中含离子总数为4 NA

分析：A选项中没有指明溶液的体积，因此无法确定NaCl的物质的量，该选项错误；1 mol Na2O2固体中含有2 mol Na+，1mol O22-，离子总数为3NA，B选项错误。这类题目的考查内容往往比较特殊，出现频率较低，同学们只要平时注意归纳积累，一定能顺利过关。

五、原子

原子数目的考查，往往都渗透了“守恒”的思想，例如双原子分子中的原子问题、最简式相同的分子中原子计算等，近年来出现的主要题目如下：

【例11】判断下列说法是否正确

A. 乙烯和环丙烷（C3H6）组成的28 g混合气体中含有3NA 个氢原子

B. 常温常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2 NA个O原子

C. 常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6 NA

D. 标准状况下，22.4 L N2和H2混合气中含NA个原子

E. 14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2 NA

分析：乙烯和环丙烷最简式相同，均为“CH2”，28 g混合气体中含有2 NA“CH2”，应有4 NA个氢原子，A选项错误；B选项应为“标准状况下”，B错误；NO2和N2O4的最简式为NO2，92 g NO2和N2O4的混合气体相当于有2 NA 个NO2，原子总数为6 NA，C选项正确；N2和H2均为双原子分子，标准状况下，22.4 L N2和H2混合气中含2NA个原子，D错误；乙烯和丙烯最简式均为“CH2”，14 g乙烯和丙烯混合气体相当于有NA个CH2，氢原子数为2NA，E选项正确。这类题目比较讲究技巧，要熟练地运用“守恒”的思想，因此在平时的练习中，应注重“守恒”思想的养成。

以上是阿伏加德常数在高考中的常见考点，阿伏加德常数的考查范围比较广，涉及氧化还原反应、元素及其化合物的性质、电离平衡和水解平衡等诸多内容，因此需要系统归纳，以六种微粒为纵线，以各种知识点为横线，抓住主干知识，形成核心知识网络。