2020届一轮复习人教版阿伏伽德罗常数的解题技巧学案

2020届一轮复习人教版阿伏伽德罗常数的解题技巧学案

高考总复习：阿伏加德罗常数的解题技巧 ‎【高考展望】 1、考纲要求 　　①了解物质的量一摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积 、物质的量浓度②理解阿伏加德罗常数的涵义 ③掌握物质的量与微粒（分子、原子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系。 2、高考动向 　　以阿伏加德罗常数NA为载体考查物质状态、分子组成、盐类水解、弱电解质电离、化学平衡、胶体制备、晶体结构、氧化还原反应等基本概念、基本理论、元素化合物等多方面的知识。从高考试题看，此类题目多为选择题，且题型、题量保持稳定，命题的形式也都是已知阿伏加德罗常数为NA，判断和计算一定量的物质所含离子数的多少。此类试题在注意有关计算关系考查的同时，又隐含对概念的理解的考查。试题难度不大，概念性强，覆盖面广，区分度好，预计今后会继续保持。 【方法点拨】 一、阿伏加德罗常数含义： 　　0.012kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数。1mol任何物质均含有阿伏加德罗常数个特定微粒或微粒组合。 受客观条件的限制，目前科学界还不能测出阿伏加德罗常数的准确值，通常使用6.02×1023 mol－1这个近似值。也就是说，1 mol任何粒子的粒子数约为6.02×1023，如1 mol氧原子中约含有6.02×1023个氧原子。‎ 阿伏加德罗常数与6.02×1023 mol－1是常数与近似值的关系，不能将阿伏加德罗常数与6.02×1023 mol－1等同，就像不能将π与3.14等同一样。‎ ‎　　 二、解题策略： 　　要正确解答本类题目，首先要认真审题。审题是“审”而不是“看”，审题的过程中要注意分析题目中概念的层次，要特别注意试题中一些关键性的字、词，要边阅读边思索。 　　其次要留心“陷阱”，对常见的一些陷阱要千万警惕。考生要在认真审题的基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较、作出正确解答。‎ 关于阿伏加德罗常数的高考试题，常常有意设置一些极易疏忽的干扰因素。在分析解答这类题目时，要特别注意下列细微的知识点：①状态问题，如水在标准状况时为液态或固态；SO3在标准状况下为固态、常温常压下为液态，戊烷及碳原子数更多的烃，在标准状况下为液态或固态。②特殊物质的摩尔质量，如D2O、T2O、18O2等。③某些物质分子中的原子个数，如Ne、O3、白磷等。④一些物质中的化学键数目，如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。⑤较复杂的化学反应中，转移电子数的求算，如Na2O2+H2O，C12+NaOH、电解AgNO3溶液等。⑥要用到22.4 L/mol时，必须注意气体是否处于标准状况。⑦某些离子或原子团在水溶液中能发生水解反应，使其数目减少。⑧注意常见的一些可逆反应。 ‎ ‎【典型例题】 类型一：根据质量计算物质中所含微粒的数目 　例1．用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．32 g氧气含有2 NA 个氧原子 B．32 g臭氧含有2 NA 个氧原子 C．32 g氧气和臭氧的混合气体中含有2 NA 个氧原子 D．32g 氧气和臭氧的混合气体含有NA个分子 ‎【思路点拨】要注意氧气分子式O2,臭氧的分子式O3，二者摩尔质量不同。　　‎ ‎【答案】D 【解析】 A、B、C选项均相当于含有32 g 氧原子，即2 mol氧原子，合2 NA 个氧原子。32 g 氧气和臭氧的混合气体气体含有的分子总数数应小于NA个，大于2NA/3个。 【总结升华】等质量的同素异形体所含的原子数相等。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（ ） 　　A、46g NO2和N2O4的混合气体含有2NA个氧原子 　　B、14g 乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA个 　　C、7g CnH2n中含有的氢原子数目为2NA个 　　D、120g由NaHSO4和KHSO3组成的混合物中含有硫原子NA个 【答案】C ‎【解析】A项，NO2和N2O4的最简式为NO2，46g NO2和N2O4的混合气体相当于46g NO2气体，含有2NA个氧原子。B项，乙烯和丙烯的最简式均为CH2，14 g乙烯和丙烯的混合物相当于14 g “CH2”，即1mol “CH2”，故总原子数为3NA个。C项，CnH2n的最简式均为CH2 ，7 g CnH2n中含有的氢原子数目应为NA个。D项NaHSO4和KHSO3的摩尔质量均为120g/mol,故共含有硫原子NA个。 【变式2】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（ ） 　　A、250C时，1.01×105Pa时，4g氦气所含原子数为NA 　　B、60g乙酸与葡萄糖的混合物含有的原子总数为8NA 　　C、12 g金刚石和石墨的混合物中含有NA个碳原子 　　D、78 gNa2O2和Na2O固体中含有NA个阴离子 【答案】D 【解析】A项，要注意氦气为单原子分子；B项，乙酸与葡萄糖的最简式均为CH2O；C项，12 g金刚石和石墨的混合物即相当于12 g碳原子；D项Na2O2和Na2O的摩尔质量不同。 类型二：根据体积求微粒数 例2. 设NA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 L H2O含有NA个H2O分子 　　B、标准状况下，22.4 L氦气与氟气的混合气体所含分子数为NA个 　　C、11.2 L的甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA个 　　D、常温常压下28 g CO与22.4 L O2所含分子数相等 【思路点拨】 使用气体摩尔体积时要注意“前提”和“状态”。　　‎ ‎【答案】 B 【解析】A项H2O在标准状况下为液体，B项气体摩尔体积与气体种类无关，C项缺“标准状况”，D项常温常压不是标况。 【总结升华】为了加强对考生思维品质、适应性、科学性、深刻性的考查，命题者往往有意设置一些陷阱，增大试题的区分度，陷阱的设置主要有以下几个方面： 　　　①状况条件：考查气体时经常给非标准状况如常温常压下， 101kPa、25℃时等。用到22.4L·mol-1必须注意物质的状态及是否是标准状况。 　　　②物质状态：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，如 H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3等。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】 设NA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，以任意比混和的氢气和一氧化碳气体共8.96L，在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的分子数为0.2NA 　　B、在标准状况下，11.2L氖气含有NA个氖原子 　　C、00C,1.01×106Pa时，11.2L氧气所含的氧原子数为NA 　　D、25 ℃，1.013×105 Pa下，11.2 L氯气所含原子数为 NA个 【答案】A 【解析】等物质的量的氢气和一氧化碳耗氧量相同，与二者比例无关，故A对。B项氖气为单原子分子。C、D两项中所给条件都不是标况，标准状况为00C,1.01×105Pa即101kPa。 【变式2】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）‎ A、常温常压下，22.4L CO2中含有NA个CO2分子 B、标况下，1L庚烯与1L水中所含的分子数为 NA/22.4‎ C、标况下，aL甲烷和乙烷的混和气中所含的分子数为aNA/22.4‎ D、标况下，22.4L乙烯和丙烯的混合气体中所含的碳原子数为3NA ‎【答案】C 类型三：根据浓度求微粒数 　　例3. 设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ） 　　A、0.1 L 3 mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH4＋数目小于0.3 NA 　　B、0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中含钠离子数为0.1NA个 　　C、1 L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的CO32-数目为0.5NA 　　D、100 mL 2.0 mol/L的盐酸与醋酸溶液中氢离子均为0.2NA 【思路点拨】注意弱电解质的电离和盐类的水解。　‎ ‎【答案】A 【解析】A项中NH4＋水解，NH4＋数目小于0.3 NA，B项缺体积1L，C项要考虑CO32-水解，D项醋酸为弱酸，部分电离。 【总结升华】本题以阿伏加德罗常数为载体，重点考查了弱电解质的电离和盐类的水解等知识。‎ ‎　举一反三： 　　【变式1】 设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ） 　　A、1L1mol/LCuCl2溶液中含有的Cu2+的个数为NA 　　B、1L0.1mol/L的硫化钠溶液中硫离子数目为0.1NA 　　C、100mL1mol/L的Na3PO4溶液中含有离子数多于0.4NA 　　D、0.1mol/L的100mLH2SO3溶液中，含有的离子数约为0.03 NA 【答案】C 【解析】A项中Cu2+水解，Cu2+数目小于 NA；B项要考虑S2-的水解，硫离子数目小于0.1NA；C项要考虑PO43 -的水解，含有离子总数多于0.4NA；D项H2SO3为弱酸，部分电离,含有的离子数小于0.03 NA。 　　 类型四、物质结构、化学键的考查 　　例4.设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ） 　　A、17g羟基中所含电子数为10NA 　　B、16g CH4与18 g NH4＋ 所含质子数均为10NA 　　C、18 g D2O中含有的质子数目为10NA 　　D、1molNa2O2含有阴阳离子总数为3NA 【思路点拨】本题涉及微粒均由原子构成，要从原子的质子数和电子数入手分析。　‎ ‎【答案】D 【解析】A项中17g羟基中所含电子数为9NA，B项18 g NH4＋ 所含质子数为11NA，C项D2O的摩尔质量为20g/mol，D项中Na2O2含有的阴离子为O22-，O22-数目为NA，1molNa2O2含有阴阳离子总数为3NA。 【总结升华】本题考查一定物质的量的物质中含有多少微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）时常涉及特殊物质中的原子、离子、化学键及电子的数目、同位素原子的差异等知识。‎ 举一反三： 　　【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ） 　　①、1 mol FeCl3跟水反应完全转化成氢氧化铁胶体后，生成胶体粒子的数目为NA 　　②、在标准状况下，2g氖气含有NA个氖原子 　　③、1mol固体NaHSO4含有阴阳离子总数为2NA ‎ 　　④、20 g重水(D2O)中含有的电子数为10NA 　　⑤、由2H和18O所组成的水11g，其中所含的中子数为NA 　　⑥、标准状况下，1.12LDT所含的中子数为0.15NA 　　⑦、1molC10H22中含共价键的数目为30NA 　　⑧、1 mol乙酸和甲酸甲酯的混合物中含共用电子对的数目是8×6.02×1023 　　A、③④⑥⑧ 　　　　B、①④⑥⑦⑧ 　　　　C、①③④⑥⑧　　　　 D全部 【答案】A 【解析】①中胶体粒子是大量分子的集合体，生成胶体粒子的数目小于为NA，③中固体NaHSO4中的阴离子是HSO4-，⑦中1molC10H22中含共价键的数目为31NA,一个C原子有四个共价键，一个H原子有一个共价键，每个键均被两个原子共用，故算式为（10×4+22×1）÷2=31。‎ ‎【变式2】（2014 全国高考大纲卷）NA表示阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是(　　)‎ A．1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA B．2 L 0.5 mol·L－1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA C．1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA D．丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6NA ‎【答案】D ‎【解析】1 mol FeI2与足量Cl2反应时，Fe2＋被氧化为Fe3＋，I－被氧化为I2，转移电子3NA，A项错误；2 L0.5 mol·L－1的硫酸钾溶液中n(SO)＝1 mol，所带电荷数为2NA，B项错误；Na2O2由Na＋和O(过氧根离子)构成，1 mol Na2O2中的离子总数为3NA，C项错误；丙烯和环丙烷为同分异构体，其分子式均为C3H6，最简式为CH2，42 g混合气中的氢原子个数为6NA，D项正确。‎ 类型五、计算氧化还原反应中得失电子数目 　　例5. （ 2014 四川高考）设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A．高温下，0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成的H2分子数目为0.3 NA B．室温下，1 L pH＝13的NaOH溶液中，由水电离的OH－数目为0.1NA C．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NA D．5NH4NO32HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，生成28 g N2时，转移的电子数目为3.75NA ‎【思路点拨】审题要细，抓住关键字词。‎ ‎【答案】D　‎ ‎【解析】根据3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，则0.2 mol Fe参与反应生成4/15 mol H2 ，A项错误。pH＝13的NaOH溶液中，溶液中c(OH－)＝0.1 mol/L，c(H＋)＝10－13 mol/L，则水电离出来c(OH－)＝c(H＋)＝10－13 mol/L，B项错误。氢氧燃料电池正极的电极反应式为：‎ O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则1 mol O2被消耗，电路中有4NA的电子通过，C项错误；根据化学方程式，－3价的氮元素升高到0价，失去3个电子；＋5价的氮元素降低到0价，得到5个电子，即每生成4 mol氮气，反应中转移电子的物质的量为15 mol，则生成28 g N2(即1 mol氮气)，转移电子的物质的量是15 mol÷4＝3.75 mol ，D项正确。‎ ‎【总结升华】此类题应重点分析化合价的变化。‎ 举一反三： 【变式1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ） 　　A、7.1克Cl2与4.6克钠完全反应，Cl2失去电子数为0.2NA 　　B、7.1克Cl2常温下与足量水完全反应，Cl2的电子转移0.2NA 　　C、1 mol Cl2作为氧化剂时得到的电子数为2NA 　　D、1mol Cl2参加氧化还原反应，转移的电子数一定为2NA 【答案】C 【解析】A项中氯元素均变为-1价，应是Cl2得到电子数为0.2NA；B项中氯元素发生歧化反应，变为-1价和+1价，Cl2的电子转移0.1NA； C项1 mol Cl2作为氧化剂得到的电子数一定为2NA；D项Cl2参加氧化还原反应化合价变化有多种情况。 　　 【变式2】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（ ） 　　A、5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数可能为0.25NA 　　B、5.6 g铁粉与足量Cl2完全反应失去的电子数为0.3NA 　　C、5.6 g铁粉与足量的硫粉完全反应失去的电子数为0.2NA反应 　　D、5.6 g铁粉在足量的氧气中燃烧失去的电子数为0.3NA反应。 【答案】D 【解析】A项中铁元素的化合价与硝酸的量有关，转移电子数为0.3NA或0.2NA或介于二者之间；B项中铁元素的化合价为+3价，电子转移数为0.3NA； C项铁元素的化合价为+3价，电子转移数为0.2NA；D项中生成物为Fe3O4,铁元素的化合价为+2和+3价，电子转移数应为0.8 NA /3。‎