例谈有关阿伏加德罗常数选择题常见的设陷方式

季淑君

(山东省临清市第三高级中学)

阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观物质的桥梁和纽带,也是历年来全国各地高考的命题热点,而且题量和题型保持相对稳定.它不但考查考生以基础知识为载体的一些相对简单的计算,也考查综合应用知识解决问题的能力和分析判断的能力.

1 从气体摩尔体积的适用“对象及条件”设陷

命题人通常在标准状况下气体摩尔体积的具体应用上组织命题,解答此类命题时要注意:1)气体摩尔体积的适用对象是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体;2)气体摩尔体积适用条件是标准状态下(0 ℃,101KPa).

例1NA代表阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是( ).

A.(2021年福建卷)1.12LC2H4所含极性共价键的数目为0.2NA

B.(2021年天津卷)22.4L氢气中,H2分子的数目为NA

C.(2021年广东卷)11.2LNO 与11.2L O2混合后的分子数目为NA

D.(2021年湖北卷)标准状况下,11.2LCO 和H2的混合气体中分子数为0.5NA

分析选项A 没有标明气体的存在状态,故无法计算极性共价键数目,错误.选项B 也没有标注是标准状态,不能计算H2分子的数目,错误.选项C 未提到具体的温度、压强,故无法计算混合后的分子数目,错误.标准状况下,11.2L CO 和H2的混合气体为0.5mol,分子数为0.5NA,选项D 正确.答案为D.

陷阱突破一看“气体”是否处在“标准状况”.二看“标准状况”下,物质是否为“气体”.注意:CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不是气体.

例2NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( ).

A.(2021年河北卷)22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA

B.(2021年6月浙江卷)标准状况下,1.12L18O2中含有中子数为NA

C.(2021年1月浙江卷)CH4和C2H4混合气体2.24L(标准状况)完全燃烧,则消耗O2分子数目为0.25NA

D.(2021年湖南卷)11.2LCH4和22.4LCl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA

分析在标准状况下,22.4L氟气的物质的量为1mol,其质子数为1 mol×9×2×NA＝18NA,选项A 正确.标准状况下,1.12 L18O2的物质的量为0.05mol,1个18O2中含有中子数为20个,故1.12L18O2中含有 中子数 为NA,选 项B 正 确.CH4和C2H4混合气体2.24L(标准状况)的物质的量是0.1mol,由于1molCH4和C2H4完全燃烧消耗氧气的物质的量分别是2 mol、3 mol,则0.1 mol混合气体完全燃烧消耗氧气的分子数目应该介于0.2NA和0.3NA之间,但不一定为0.25NA,选项C 错误.标准状况下11.2LCH4的物质的量为0.5mol,22.4LCl2的物质的量为1mol,在光照条件下发生取代反应,反应前后分子数不变,即充分反应后的分子数仍为1.5NA,选项D 正确.答案为C.

变式设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ).

A.标准状况下,2.24LCH2Cl2含有的C—Cl键数目为0.2NA

B.标准状况下,11.2 L HF 含有的分子数为0.5NA

C.常温常压下,2.8gCO 和C2H4的混合气体中含有的分子数目为0.1NA

D.标准状况下,22.4 L 氦气所含的质子数为2NA

分析标准状况下,CH2Cl2为液态,无法计算2.24LCH2Cl2的物质的量和含有的C—Cl键数目,选项A 错误.在标准状况下,HF 以聚合分子(HF)n存在,而不是以气体形式存在,因此不能根据HF 的体积计算其中含有的分子数,选项B 错误.CO 和C2H4相对分子质量都是28,故2.8g混合物中含有分子的物质的量为0.1 mol,混合气体中含有的分子个数为0.1NA,选项C 正确.标准状况下,22.4L He的物质的量为1mol,所含质子的物质的量为2mol,数目为2NA,选项D 正确.答案为C、D.

2 从忽视常见物质的“结构特点”设陷

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(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数);一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目).

例3NA代表阿伏加德罗常数的值.下列说法不正确的是( ).

A.(2021年1月浙江卷)1 molNH4F 晶体中含有的共价键数目为3NA

B.(2021 年6 月浙江卷)31gP4(分子结构:)中的共价键数目为1.5NA

C.(2021年全国甲卷)32g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA

D.(2021年6月浙江卷)18.9g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的肽键数目为0.2NA

分析NH4F结构中只有NH4＋含有4个共价键,则lmolNH4F晶体中含有的共价键数目为4NA,选项A 错误.31gP4的物质的量为0.25mol,根据白磷的分子结构可知1个白磷分子中含有6条共价键,所以共价键数目为1.5NA,选项B正确.1个S8分子中含有的S—S键数为8个,32g环状S8的物质的量为,则含有的S—S键数为,选项C正确.18.9 g C6H11N3O4的物质的量为0.1mol,3分子氨基酸脱水缩合形成三肽,三肽中含有2个肽键,所以18.9gC6H11N3O4中的肽键数目为0.2NA,选项D 正确.答案为A.

陷阱突破1)牢记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,厘清整体与部分的关系.

2)牢记最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等.

3)牢记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等.

4)牢记物质中所含化学键的数目,如1 分子H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1,SiO2中Si—O 键的数目为4,苯环中不含双键等.

5)牢记特殊物质中的离子个数,如Na2O2中为1个阴离子,NaHSO4熔融产生Na＋和为2个离子,水溶液中则产生Na＋、H＋、为3个离子.

例4设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是( ).

A.(2021年广东卷)1molCHCl3含有C—Cl键的数目为3NA

B.(2021年广东卷)1L0.1mol·L－1的盐酸含有阴离子总数为2NA

C.(2021年湖北卷)23gCH3CH2OH 中sp3杂化的原子数为NA

D.(2021年广东卷)23gNa与足量H2O 反应生成的H2分子数目为NA

分析1molCHCl3含有3molC—Cl键,C—Cl键的数目为3NA,选项A 正确.盐酸为氯化氢的水溶液,氯化氢会全部电离出Cl－,水会部分电离出OH－,水的质量及电离程度未知,因此无法计算1L 0.1mol·L－1的盐酸含有阴离子的总数,选项B错误.CH3CH2OH中C原子和O原子均为sp3杂化,23g乙醇为0.5mol,sp3杂化的原子数为1.5NA,选项C错误.23gNa为1 mol,钠与足量的水反应生成氢气的关系式为2Na～H2,故1molNa应生成0.5mol H2,H2分子数目应为0.5NA,选项D 错误.答案为A.

综上所述,与阿伏加德罗常数有关的选择题涉及的知识面广,可以横跨不同的模块知识,灵活性强,考查考生严密的分析计算能力,预计在今后的高考中仍是高频考点,因此在复习时注意常见的设陷方式,才能使我们的备考针对性更强而且更高效.

(完)