有关阿伏加德罗常数的考查角度与备考对策

汪建礼

(安徽省亳州市第一中学)

纵观近几年全国各地的高考化学试题可以发现,高考中对阿伏加德罗常数的考查具有稳定性与连续性,充分体现了“基础性、综合性、应用性、创新性”等方面的考查要求.

1 有关微粒个数的考查

此角度所设题目考查的主要内容包括:一定量的物质中所含相关粒子的数目[如分子数、原子数、质子数、中子数、电子数(或孤电子对数)、离子数、电荷数、共价键数、氢键个数等].

例1(2021年广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是( ).

A.1molCHCl3含有C—Cl键的数目为3NA

B.1L1.0 mol·L－1的盐酸含有阴离子总数为2NA

C.11.2LNO 与11.2L O2混合后的分子数目为NA

D.23gNa与足量H2O 反应生成的H2分子数目为NA

分析1个CHCl3分子中含有3个C—Cl键,故1molCHCl3含有C—Cl键的数目为3NA,选项A 正确.盐酸为HCl的水溶液,HCl分子会全部电离,水会微弱电离出OH－,若忽略水的电离,则1 L 1.0 mol·L－1的盐酸含有阴离子总数为NA,选项B 错误.选项C未提到具体的温度、压强(如标准状况下),故无法计算11.2LNO 与11.2L O2混合后的分子数目,错误.23gNa为1 mol,Na与足量的水反应生成H2的关系式为2Na～H2,故1molNa对应生成0.5 molH2,H2分子数目应为0.5NA,选项D 错误.答案为A.

备考对策牢记特殊物质结构特点,突破常见陷阱.

1)记忆特殊物质如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等中所含微粒(分子、原子、电子数、孤电子对数、价层电子对数、质子、中子等)的数目,厘清整体与部分的关系.

2)记忆常见物质中所含化学键的数目,能根据形成共价键的规则画出结构式.如1 分子H2O2、CnH2n＋2中共价键的数目分别为3、3n＋1;SiO2中Si—O 键的数目为4;苯环中不含双键等.

3)记忆常见物质中所含离子的数目.如硫酸氢钠(NaHSO4)晶体中存在Na＋和HSO－4,NaHSO4水溶液中存在Na＋、H＋和.

4)弱电解质的电离与盐类的水解是微弱的,溶液中要注意溶剂水的存在,如100mL0.1mol·L－1的NaOH 水溶液中含有氧原子数为0.01NA是错误的,溶液中含有溶质氢氧化钠和溶剂水,氧原子数目应为二者氧原子数目之和.

变式(2021年海南卷)NA代表阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是( ).

A.0.1mol27Al3＋中含有的电子数为1.3NA

B.3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.1NA

C.0.1mol肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为0.2NA

D.CH2═CH2＋H2→CH3CH3,生成1 mol乙烷时断裂的共价键总数为NA

分析因为1 个27Al3＋的电子数为10,所以0.1mol27Al3＋中含有的电子数为1.0NA,选项A 错误.Na2O2的电子式为Na＋,含有1个共价键,3.9gNa2O2的物质的量为0.05mol,故3.9gNa2O2中含有的共价键的数目为0.05NA,选项B错误.肼(H2N—NH2)中每个N 原子上有1对孤电子对,故0.1mol肼含有的孤电子对数为0.2NA,选项C正确.发生CH2═CH2＋H2→CH3CH3反应时,C═C中的1 个π 键和H—H 键都断裂,故生成1mol乙烷时断裂的共价键总数为2NA,选项D 错误.故答案为C.

2 有关转移电子数的考查

此角度所设题目主要考查特定反应中转移电子数目的分析与判断.

例2设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ).

A.常温下,5.4g铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为0.3NA

B.3molNO2与H2O 完全反应时转移的电子数为4NA

C.向100mL0.10mol·L－1FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应,转移电子数目为0.01NA

D.电解熔融MgCl2制2.4g Mg,电路中通过的电子数为0.1NA

分析常温下,铝片遇浓硫酸会发生钝化而不能进一步反应,因此不能计算微粒数目,选项A 错误.NO2与H2O 反应的化学方程式为3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO,该反应消耗3个NO2分子转移的电子数为2个,则有3molNO2参与反应时,转移的电子数为2NA,选项B错误.100mL0.10mol·L－1FeCl3溶液中Fe3＋的物质的量是0.01mol,加入足量Cu粉充分反应,Fe3＋被还原为Fe2＋,则转移的电子数目为0.01NA,选项C 正确.电解熔融的MgCl2生成金属Mg,Mg由＋2价降低到0价,因此1molMgCl2完全电解生成金属Mg,转移2 mol电子,即电解熔融MgCl2制2.4gMg(物质的量为0.1mol),电路中通过的电子数为0.2NA,选项D 错误.答案为C.

备考对策牢记“3 个注意”,突破电子转移(得失)数目的常见陷阱.

1)注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O 或NaOH 发生歧化反应时,每消耗1molCl2转移1mol电子.

2)注意变价元素,如1molFe与足量盐酸反应转移2mol电子,而与足量硝酸反应转移3mol电子.

3)注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同.

解题的核心是:根据特定条件下的反应,依据化合价的变化判断转移电子数及方向(画单线桥或者双线桥),然后建立已知量与转移电子数之间的数量关系进行求解.

3 有关“特殊条件”或“隐含反应”的考查

此角度所设题目主要考查化学反应过程中“隐含”着的特殊条件,条件改变,反应本质与现象也随之改变,此角度是考生最易失分的点,稍不留神就会掉入命题人设计的“陷阱”.

例3设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ).

A.0.1 molCH3COOH 与足量CH3CH2OH 充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA

B.1mol碘蒸气和1mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA

C.2molNO 与1 molO2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA

D.0.1molCH4与足量Cl2反应生成CH3Cl的分子数为0.1NA

分析乙酸和乙醇的酯化反应是可逆反应,则0.1molCH3COOH 与足量CH3CH2OH 充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目小于0.1NA,选项A 错误.碘蒸气与氢气发生的反应为可逆反应,有一定的限度,所以不能充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA,选项B正确.选项C中存在反应:2NO＋O2＝2NO2,2NO2⇌N2O4,因此2molNO 与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数小于2NA,选项C错误.CH4与足量Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,因此0.1 molCH4与足量Cl2反应生成CH3Cl的分子数小于0.1NA,选项D 错误.答案为B.

备考对策牢记“条件变化”突破常见陷阱.

1)反应为可逆反应,反应物不能完全转化.如:合成氨N2＋

2)有些物质常温、常压下就以聚合分子形式存在.如:2NO2⇌N2O4,2HF⇌(HF)2.

3)有些反应物的浓度不同,发生的反应就不同.如:铜与浓硝酸、稀硝酸的反应等;有些反应浓度变稀,反应会停止.如:铜与浓硫酸的反应等.

4)有些反应的反应物用量不同,反应不同.如二氧化碳与碱,碳酸钠与盐酸,石灰水与碳酸氢钠等反应的产物都与反应物的量的多少有关.

高考对阿伏加德罗常数的考查在注重基础性的同时,又突出了必备知识的考查,因此在高考复习中要强化高中化学的基本概念与基本理论的考查角度,掌握备考对策.

(完)