阿伏加德罗常数常见的命题视角归纳

福建 陈女婷 洪兹田

阿伏加德罗常数常见的命题视角归纳

阿伏加德罗常数(用NA表示)涉及的知识面广(可将中学阶段所有的化学知识、原理通过特定设置的宏观与微观量进行联系)，灵活性强，是高考命题的一大热点，多年来全国高考化学试题重现率几乎为100%。此类题目主要以选择题的形式进行考查，且题量和题型保持稳定。关于阿伏加德罗常数的选择题，表面看是一类求算物质的量的计算题，实际上涵盖许多计算外的化学知识、概念。有微粒个数的考查，如氧化还原反应中转移电子数目、溶液中离子的数目、共价键的数目；有物质的量浓度相关计算，有气体摩尔体积的换算等。考题中常常有意设置一些极易疏忽的干扰因素，掌握试题设陷方式和解题方法，即可准确判断正确答案。现对阿伏加德罗常数常见的命题视角进行归纳，以期为广大师生复习应考提供参考。

一、常见的命题视角

(一)对物质所处状况、条件的考查

22.4 L·mol-1是指标准状况(0℃、1.01×105Pa)下的气体摩尔体积。考查气体时经常给非标准状况，如通常状况下，常温常压下，25℃、101 kPa时等。

例1设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是

( )

A.5.6 L CH4的分子数为0.25NA

B.1 mol乙烷在足量的氧气中完全燃烧，生成 44.8 L CO2

C.常温常压下，11.2 L H2的分子数小于0.5NA

D.通常状况下，2.24 L CO和CO2混合气体的分子数为0.1NA

解析:未指明CH4所处的状况条件，无法计算，故选项A错误；未指明生成的CO2所处的状况条件，无法计算，故选项B错误；常温常压下，气体摩尔体积大于 22.4 L·mol-1，可推出此条件下H2的分子数小于0.5NA，故选项C正确；通常状况下，2.24 L CO和CO2混合气体的物质的量不为0.1 mol，故选项D错误。

答案:C

(二)对物质状态的考查

22.4 L·mol-1使用的对象是气体(包括互不反应的混合气体)。考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生。标准状况下非气态物质有氟化氢、水、CxHy(xgt;4,如戊烷、己烷、辛烷等)、CH2Cl2、CHCl3(氯仿)、汽油、乙醇(酒精)、苯、CCl4、SO3等，体积为22.4 L时，其分子数不等于NA。

例2设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是

( )

A.标准状况下，11.2 L SO3含有0.5NA个SO3分子

B.标准状况下，33.6 L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA

C.标准状况下，5.6 L四氯化碳所含分子数为0.25NA

D.标准状况下，2.24 L N2和O2混合气体中含有的原子数目为0.2NA

解析:标准状况下，SO3、氟化氢、四氯化碳均为非气态物质，故选项A、B、C错误；标准状况下，2.24 L N2和O2混合气体的物质的量为0.1 mol，原子的物质的量0.1 mol×2，即原子数目为0.2NA，故选项D正确。

答案:D

(三)对物质中粒子数的考查

考查一定物质的量的物质中含有微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目。(1)稀有气体He、Ne等为单原子组成，Cl2、N2、O2、H2为双原子分子，O3为三原子分子，白磷(P4)为四原子分子等；(2)同位素原子的差异:同位素原子虽然质子数、电子数相同，但中子数不同，质量数不同，进行计算时，应注意差别，防止出现错误；(3)胶体为分散系，是一些具有相同或相似结构的一个集合，存在形式为由数个Fe(OH)3粒子组成一个胶粒，故一般1 mol的物质形成胶体时，胶粒数(胶体粒子数)小于NA；(4)“根” “基”“离子”中所含的电子数的差异，如羟基是中性取代基，1 个 —OH 含有的电子数为9，氢氧根离子是带一个负电荷的阴离子，1 个OH-含有的电子数为10；(5)特殊物质含有的粒子数，离子晶体、原子晶体、金属晶体中不存在分子；1 mol Na2O2固体中含 1 mol 阴离子(O2-2)。

例3设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述错误的是

( )

A.1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA

B.常温常压下，16 g14CH4中所含中子数为8NA

C.NA个氢氧化铁胶体粒子含有的Fe(OH)3粒子数大于NA

D.等物质的量的羟基和OH-，前者含有的电子数比后者少

解析:1 mol Na2O2固体中含1 mol阴离子(O2-2)和2 mol 阳离子(Na+)，所以离子总数为3NA，故选项A正确；16 g14CH4的物质的量为16 g18 g/mol=89 mol，而1个14CH4含8个中子，所以16 g14CH4中所含中子数为8×89×NA，故选项B错误；1个氢氧化铁胶粒含若干个Fe(OH)3微粒，故选项C正确；1个—OH含有的电子数为9，1个OH-含有的电子数为10，故选项D正确。

答案:B

(四)对氧化还原反应(含电化学)转移电子数的考查

考查指定物质参加氧化还原反应时，常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移(得失)数目方面的陷阱。特别是特殊的氧化还原反应，转移电子数目的计算。如Fe与强氧化剂(氯气、硝酸等)反应，Fe、Cu分别与硫反应，不同价态铁的反应，氯气与NaOH溶液或水的反应，二氧化氮与水的反应，H2S与SO2的反应，Na2O2与CO2或H2O的反应等。

例4设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是

( )

A.5.6 g Fe与足量Cl2完全反应，转移的电子数为0.2NA

B.7.8 g Na2O2与足量CO2反应，转移的电子数为0.2NA

C.5NH4NO3△2HNO3+4N2↑+9H2O反应中，生成56 g N2时，转移的电子数目为7.5NA

D.氢氧燃料电池正极消耗22.4 L (标准状况)体积气体时，电路中通过的电子数目为2NA

解析:Fe与Cl2反应生成FeCl3，转移的电子数为0.3NA，故选项A错误；由2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知，每2 mol Na2O2参与反应，转移2 mol电子，所以7.8 g(即0.1 mol) Na2O2转移的电子数为0.1NA，故选项B错误；C项，该反应中，NH+4中N的化合价从-3到0，NO-3中N的化合价从+5到0，当5 mol NH4NO3参与反应时，转移电子的物质的量5×3=15 mol，同时生成 4 mol N2。现生成56 g(2 mol)N2转移的电子数目为 7.5NA，故选项C正确；氢氧燃料电池的正极发生还原反应，正极为氧气，所以标准状况下22.4 L (1 mol)氧气完全反应得到 4 mol 电子，根据电子守恒，电路中通过的电子数目为4NA，故选项D错误。

答案:C

(五)对共价键数目的考查

常见物质的共价键数目: 1 mol H2O中含2 mol O—H，1 mol NH3含3 mol N—H，1 mol CH4含4 mol C—H；金刚石(或Si)中1 mol C(或Si)形成2 mol C—C(或Si—Si)；石墨中1 mol C 形成1.5 mol C—C；1 mol SiO2中含4 mol Si—O；苯分子中不含有C—C或CC；白磷(P4)为正四面体结构，1 mol P4分子中含有6 mol P—P；1 mol 乙醇分子中，含5 mol C—H、1 mol C—C、1 mol C—O、1 mol O—H。

例5设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是

( )

A.78 g苯含有CC的数目为3NA

B.34 g NH3中含有N—H的数目为6NA

C.标准状况下，2.24 L乙烷中含C—H的数目为0.7NA

D.12 g 金刚石中含有共价键的数目为4NA

解析:苯分子中不含有CC，故选项A错误；1个NH3分子中含有3个N—H，所以2 mol (34 g)NH3中含N—H的数目为6NA，故选项B正确；1个C2H6分子中含有7个共价键(6个C—H，1个C—C)，所以0.1 mol乙烷中含C—H的数目为0.6NA，故选项C错误；金刚石中，1 mol (12 g)C形成2NA个C—C，故选项D错误。

答案:B

(六)对物质的变化的考查

一些物质间的变化具有一定的隐蔽性，有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。如:(1)隐含的可逆反应(NO2与N2O4的平衡)；(2)常见的可逆反应(Cl2与H2O的反应、N2与H2的反应、SO2与O2的反应、酯化反应)；(3)弱电解质的电离平衡；(4)盐类的水解平衡等。可逆反应不能进行彻底，反应物不可能完全消耗。

例6设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是

( )

A.在密闭容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2,充分反应可得到NH3分子数为NA

B.1 L 0.1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中Al3+的数目为0.2NA

C.1 L 0.1 mol·L-1乙酸溶液中H+的数目为0.1NA

D.0.1 L 1.0 mol·L-1Na2S 溶液中S2-、HS-和H2S总数为0.1NA

解析:N2与 H2的反应为可逆反应，所以生成的NH3小于NA，故选项A错误；Al3+在水溶液中发生水解，使Al3+数目减少，故选项B错误；乙酸是弱酸，不完全电离，导致产生的H+的数目小于0.1NA，故选项C错误；S2-在水溶液中发生水解，使S2-数目小于0.1NA，但根据物料守恒，S2-、HS-和H2S总数为0.1NA，故选项D正确。

答案:D

例7设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是

( )

A.1 L 1 mol·L-1的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA

B.1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中阴离子的数目小于 0.1NA

C.25℃时，1 L pH=13氢氧化钠溶液中约含有6.02×1022个OH-。

D. 100 g 98%的浓硫酸中含氧原子的数目为4NA

解析:氯化氢属于强电解质,在溶液中完全电离，盐酸溶液中不存在氯化氢分子，故选项A错误；1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中含有溶质Na2CO30.1 mol，由于CO2-3+H2OHCO-3+OH-，导致溶液中CO2-3小于0.1 mol，而阴离子大于0.1 mol，溶液中阴离子数目之和大于 0.1NA，故选项B错误；pH=13 NaOH溶液中OH-浓度为0.1 mol·L-1，所以1 L pH=13 NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA(约含有6.02×1022个)，故选项C正确；浓硫酸中溶质H2SO4和溶剂水都含有氧原子，其中溶质H2SO4中含有氧原子为4 mol，所以浓硫酸中氧原子数目大于4NA，故选项D错误。

答案:C

(七)对特殊组成的粒子数目的考查

对总质量一定的A、B混合物，若存在:①A、B物质的最简式相同(如NO2与N2O4，乙烯与丙烯)；②A、B物质的相对分子质量相同(如N2与CO，CO2与N2O)；③A、B由同一种元素组成(如O2与O3)；④A、B中相同元素的质量分数相同(如CuO与Cu2S)。可进行如下处理，将①②中A、B物质视为组成最简单的那一种物质，由该物质组成求某种原子数目或原子总数目；③将混合物直接看作是由对应原子构成的；④可直接求出相同元素的质量。

例8设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述错误的是

( )

A.16 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为NA

B.常温下46 g NO2和N2O4混合气体中含有氧原子数为3NA

C.常温常压下，56 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为4NA

D.8 g Cu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA

解析:O2和O3都是由O元素组成，16 g混合气体含有O原子的物质的量为1 mol，故选项A正确；NO2和N2O4都是由NO2基本单元组成，46 g NO2和N2O4混合气体中NO2单元为46 g46 g/mol=1 mol，所以混合气体中原子的数目为3NA，氧原子的数目为2NA，故选项B错误；N2和CO的相对分子质量均为28，该混合气体无论以何种比例混合，56 g 由N2和CO组成的混合气体的物质的量为2 mol，又由于两者均为双原子分子,故含有的原子数目是4NA，故选项C正确；Cu2S和CuO中Cu的质量分数均为64×2160×100%=6480×100%=80%,所以该混合物中Cu的含量恒为80%，m(Cu)=8 g×80%=6.4 g，n(Cu)=6.4 g64 g/mol=0.1 mol，含有铜原子数目为0.1NA，故选项D正确。

答案:B

(八)对某些特殊反应过程的考查

常见的特征反应分析:(1)浓稀问题，例如浓盐酸与足量MnO2反应时，盐酸反应不完全；浓硫酸与足量铜反应时，硫酸反应不完全；浓硝酸与足量铜反应，还原产物有NO2和NO。(2)钝化问题，例如常温铁、铝与浓硫酸或浓硝酸钝化。(3)反应先后顺序，例如向含有 Fe2+、I-、Br-的溶液中逐滴滴加氯水，反应的先后顺序依次为I-、 Fe2+、Br-。

例9设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是

( )

A.50 mL 12 mol·L-1的盐酸与足量二氧化锰共热，可生成Cl23.36 L(标准状况下)

B.100 mL 10 mol·L-1的浓硫酸与足量铜共热，生成的SO2小于0.5NA

C.200 mL 15 mol·L-1的硝酸与足量的铜反应，可生成1.5 mol NO2

D.1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA

解析:浓盐酸与足量二氧化锰反应，随着反应的进行，盐酸由浓变稀，稀盐酸不与二氧化锰反应，故生成的氯气小于0.15 mol，即小于3.36 L(标准状况)，故选项A错误；浓硫酸与足量的铜反应，若完全反应生成SO20.5 mol，实际反应过程中硫酸浓度逐渐反应不完全，所以生成的SO2小于0.5NA，故选项B正确；浓硝酸与足量的铜反应，若完全转化成NO2为1.5 mol，实际反应过程中硝酸变稀生成NO，所以生成的NO2小于1.5 mol，故选项C错误；足量氯气与FeI2反应时，会把I-和Fe2+完全氧化，转移的电子数为3NA，故选项D错误。

答案:B

二、高考原题实战

1.(2015全国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-3和CO2-3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NA

D.235 g核素23592U发生裂变反应：23592U+10n裂变9038Sr+13654Xe+1010n，净产生的中子(10n) 数为10NA

2.(2015广东)设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是

( )

A.23 g Na 与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子

B.1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子

C.标准状况下，22.4 L N2和H2混合气中含NA个原子

D.3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子

3.(2016四川)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )

A.2.4 g镁在足量氧气中燃烧，转移的电子数为0.1NA

B.标准状况下，5.6 L二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NA

C.氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为0.4NA

D.0.1 L 0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA

【参考答案】

1.C 【解析】1个丙醇分子含11个共价键，60 g(1 mol)丙醇中存在的共价键总数为11NA，故选项A错误；根据物料守恒，0.1 mol NaHCO3溶液中H2CO3、HCO-3和CO2-3之和为0.1NA，故选项B错误；23 g(1 mol)钠不论是转化为氧化钠或过氧化钠或二者都有，均失去1 mol电子，所以钠充分燃烧时转移电子数为NA，故选项C正确；235 g核素23592U的物质的量为1 mol，根据发生的裂变反应可知净产生的中子(10n)数为9NA，故选项D错误。

2.D 【解析】Cu和足量热浓硫酸反应生成SO2分子，不会生成SO3分子,故选项B错误； N2和H2均是双原子分子,所以标准状况下22.4 L(1 mol)N2和H2混合气体含有2 mol原子，即2NA个原子，故C错误；3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,转移3×83-0=8 mol电子,即8NA个，故选项D正确。

化学中的哲学

离子的共存与人的共存

在水这个庞大的家庭中，有着三个成员：水分子(H2O)、氢离子(H+)、氢氧根离子(OH-)。其中氢离子与氢氧根离子是相对的两个概念。氢离子和氢氧根离子容易反应生成水 ，但水同时又可以电离生成氢离子和氢氧根离子。在含水的溶液里，氢离子多了，氢氧根离子就少了；氢离子少了，氢氧根离子就多了。也就是说：氢离子和氢氧根离子虽然是对立的关系，但二者可以在同一环境中共处。

在当今社会，人与人之间的关系复杂，有权利冲突，有利益冲突；有直接利益冲突，有间接利益冲突。在这有着各种冲突的社会中，应当怎样处理好人际关系呢？或许我们能够从氢离子和氢氧根离子之间的关系中获得些启示！可以选择和“对手”和平共处，只有选择和平共处，才会求得生存和发展。对手，并不可怕。其实最可怕的是没有对手。有对手，便会有竞争，有竞争，便会有进步。没有对手，人生便毫无价值。人一定要觅得对手，知音难寻，对手更难求，在竞争中要学会欣赏对手，没有对手，你将会不知所往，你的生命也因此毫无意义。

世界中总存在“好人”和“坏人”，“好人”少了就说明“坏人”多了，解决这一问题的唯一办法就是人人都去争做“好人”，“好人”多了起来，那么“坏人”自然就少了，所以要学会宽心、谦让，学会与人和平共处，让世界上还是好人多。

——转载自网络

福建省厦门市翔安第一中学)