专题07 突破NA高考全攻略之备战高考化学考点一遍过.docx
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专题07突破NA高考全攻略之备战高考化学考点一遍过
考点07突破NA
一、以物质的量为核心的转换与计算
1.已知物质的质量求物质所含的粒子数目
此类题型可采用以下解题思路求解物质所含的目标粒子数目:
可应用N=
·NA来计算。
(1)若物质为纯净物,可先求物质的量,然后求解目标粒子数目。
(2)若物质为混合物,先求混合物中各物质的最简式,若最简式相同,可先求最简式的物质的量,然后求解目标粒子数目。
若最简式不同,可先计算两物质的摩尔质量是否相同,当摩尔质量相同时,可先求两物质的总物质的量,然后求解目标粒子的数目。
如:
14g乙烯与丙烯中所含的碳原子数为NA;22gCO2和N2O混合物中所含的原子数为1.5NA;常考查的还有O2和O3,NO2和N2O4等。
2.已知物质(气体)的体积求所含的粒子数目
主要应用N=
·NA来计算,解答此类题应注意:
(1)气体体积是否在标准状况下测得
当题干中设置“常温常压”、“室温”等条件时,无法用标准状况下的气体摩尔体积求解粒子数目。
(2)标准状况下物质的聚集状态
当题干中所给物质在标准状况下为非气态物质时,无法用标准状况下的气体摩尔体积求解粒子数目。
如:
水、苯、汽油、四氯化碳、乙醇、甲醇、CH2Cl2、CHCl3、SO3、HF等在标准状况下均不为气态。
3.溶液中所含的粒子数目的计算
此类题的解题思路如下:
此类题的“陷阱”有以下几种:
(1)“已知浓度缺体积”及“已知体积缺浓度”:
以上两种情况均无法求解溶液中所含目标粒子的数目;
如25℃时,pH=13的NaOH溶液中所含OH−的数目为0.1NA:
因为缺少溶液的体积无法计算OH−的数目,故此说法错误。
(2)电离:
当溶质为弱电解质时,其在溶液中部分电离,溶液中所含的分子数及电离出的离子数目均无法直接求解;
如1L1mol·L−1的氨水中有NA个
:
一水合氨为弱电解质,不能全部电离,故氨水中所含
的数目小于NA,错误。
学&科*网
(3)水解:
当电解质在溶液中发生水解时,溶液中发生水解的离子数目无法直接求解;
如将0.1molFeCl3配成1L溶液,所得溶液含有0.1NA个Fe3+:
Fe3+部分水解导致所配溶液中的Fe3+减少,从而使溶液中的Fe3+数目小于0.1NA,错误。
(4)溶剂:
当溶剂中也含有所求的粒子时,往往习惯性地只考虑溶质中所含粒子,而忽视了溶剂中所含粒子导致出错。
如50g质量分数为46%的乙醇水溶液中,含氢原子数目为3NA:
由于陷入思维定式,忽视溶剂水中也含有氢原子而出错。
二、以物质的结构为依据求共价键(或碳环)数目
解此类题目要依据物质的结构先计算结构单元的共价键(或碳环)数,然后再求解目标共价键(或碳环)数目。
其解题思路如下:
掌握常考物质所含共价键数目:
几种常考物质
CH4
(C—H)
Si
(Si—Si)
SiO2
(Si—O)
金刚石
(C—C)
每摩尔微粒所含共价键数目(NA)
4
2
4
2
三、反应程度对粒子数目计算的影响
1.可逆反应类型
因为可逆反应进行不完全,当没给出转化率时,不能求出准确的目标粒子数目。
如某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,转移的电子数目为0.6NA:
该反应为可逆反应,进行程度不确定,无法准确求解转移的电子数目,故错误。
2.溶液浓度变化使反应停止的类型
因为酸的浓度变化使反应停止,难以求出准确的目标粒子数目。
如80mL12mol·L−1的浓盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的分子数目为0.24NA:
随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,无法准确求解生成的Cl2的分子数目,错误。
3.物质组成不能确定的类型
当某些物质混合或反应进行一段时间后,产物的种类变化或物质的量不定,难以求出准确的目标粒子数目。
如标准状况下,5.6LNO和5.6LO2混合后的分子总数为0.5NA:
两种气体混合后生成NO2,若不考虑NO2部分转化为N2O4,气体的体积为8.4L,物质的量为0.375mol,事实上,混合气体中存在可逆反应2NO2
N2O4,故无法准确求解分子数目,错误。
四、氧化还原反应中电子转移数目的计算
解答此类题应掌握氧化还原反应的实质和得失电子守恒规律。
掌握常考反应中转移的电子数:
反应
物质
转移电子数(NA)
Na2O2+CO2
(或H2O)
1molNa2O2
1
1molO2
2
Cl2+NaOH(H2O)
1molCl2
1
Cl2+Fe
1molCl2
2
Cu+S
1molCu
1
+I−(+H+)
1molI2
NH4NO3→N2
1molN2
3.75
如1molFe与足量的稀HNO3反应,转移2NA个电子:
铁与足量的稀硝酸反应时生成Fe(NO3)3,转移的电子数为3NA,故上述说法错误。
考向一阿伏加德罗常数经典陷阱方式
陷阱之一:
标准状况与常温、常压以及气态与非气态的难辨别性
典例1设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.常温、常压下,NA个氧气分子的体积小于22.4L
B.标准状况下的22.4L辛烷完全燃烧,生成CO2分子数为8NA
C.标准状况下,22.4LCH3Cl中所含的分子数为NA
D.常温常压下,35.5g氯气含有的原子数为2NA
【答案】C
总结:
只有体积才与温度、压强有关,而质量、物质的量与温度、压强无关。
关于气态与非气态的判断:
标准状况下,无机物中常见的SO3、H2O、Br2等为非气态;有机物中,碳原子数4以内的烃为气态,烃的衍生物中只有甲醛、一氯甲烷为气体。
陷阱之二:
物质组成的特殊性
典例2设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.3.0g淀粉和葡萄糖混合物中共含碳原子数为0.1NA
B.2.9g2CaSO4·H2O含有的结晶水分子数为0.02NA(2CaSO4·H2O式量为290)
C.在100g98%的浓硫酸中含氧原子个数不等于4NA
D.1L、0.1mol/L氨水中NH3·H2O的个数为0.1NA
【答案】C
【解析】A中,淀粉的分子式为(C6H10O5)n,而葡萄糖的分子式为C6H12O6,两者的最简式很容易混淆,则A错。
B中,1mol熟石膏中含有2molCaSO4和1molH2O,则0.01mol熟石膏中含有0.01mol水分子,B错。
C中,H2SO4为98g,1mol,4NA氧原子,注意水中还有氧原子,则C正确。
D中氨水中含氮的微粒除NH3·H2O外,还含有NH3和
,这三者合起来为0.1NA,D错。
综合上述,选C。
总结:
常见特殊组成有如下几种情况:
①有些物质最简式相同,如乙烯、丙烯等单烯烃、葡萄糖与果糖、淀粉与纤维素等、饱和一元羧酸与饱和一元酯等。
②有些物质中某元素的百分含量相等,如Cu2S和CuO中Cu,甲苯与甘油中的氢、CaCO3、KHCO3中的碳等。
③有些物质中阴阳离子个数的比值易混淆,BaO2中Ba2+与
之比为1︰1,Na2O2中Na+与
为2︰1。
④计算溶液中氢、氧原子个数时,应算溶液中水的氢、氧原子。
陷阱之三:
化学反应的隐蔽性
典例3设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.金属和一定量的任意酸反应,只要放出2g氢气,则转移的电子数为2NA
B.62gNa2O溶于水后所得溶液中含有O2−离子数为NA
C.标准状况下,4.6g二氧化氮气体中含有0.3NA原子
D.足量的铜片与含4molHNO3的浓硝酸充分反应生成二氧化氮的分子数为2NA
【答案】C
总结:
首先注意有无隐含反应,如:
NO2和N2O4、定量浓硝酸与金属反应、定量浓硫酸与活泼金属反应等;其次,考虑了隐含反应,也要慎重对待,如本题C选项就与隐含反应无关。
陷阱之四:
电子转移数目的难判断性
典例4设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.0.2molCl2溶于等体积水中,转移电子数为0.2NA
B.5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA
C.Na2O2与过量CO2反应时,生成0.2molO2时,转移的电子数为0.4NA
D.0.1molFe与0.1molCl2充分反应,转移的电子数为0.3NA
【答案】C
总结:
对于有电子转移的化学反应,首先要写出化学反应方程式,其次用单线桥或双线桥标出电子转移的方向和数目,最后注意是否是可逆反应,是否要进行过量计算。
陷阱之五:
电化学基本知识的模糊性
典例5设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.1molOH-在电解过程中被氧化时,提供电子的数目为NA个
B.用惰性电极电解NaCl溶液,每生成agNaOH时,电路中通过的电子数为aNA
C.铜的电解精炼时,每转移2mol电子阳极上溶解的铜原子数等于NA
D.用粗铜作阳极电解稀硫酸,当生成0.1molH2时,阳极失去的电子数为0.2NA
【答案】D
【解析】A中,根据阳极反应式:
4OH−−4e-
O2↑+2H2O,4molOH−在电解过程中只有2mol被氧化,提供4NA电子,因此A错。
B中,根据阴极反应式:
2H2O+2e-
2OH−+H2↑,生成agNaOH时,转移的电子数为:
,则B错。
C中,在铜电解精练时,阳极上不仅铜失去电子,比铜活泼的金属如锌、铁,也失去电子,则C错。
D中,阴极反应式为:
2H++2e-
H2↑,根据电子得失相等,当阴极生成0.1molH2时,则得到0.2mol电子,阳极失去的电子数为0.2NA电子。
综合上述,选D。
总结:
解电化学的题目,首先在于运用电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒,正确写出电极式,然后根据电极反应式来判断;其次对氯碱工业、铜的电解精练等工业流程要非常熟悉。
陷阱之六:
物质结构的复杂性
典例6设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.标准状况下,1mol苯中约含有3NA个碳碳双键
B.P4分子中P原子和P—P键数目的比为1∶1
C.在含4molSi—O键的石英晶体中,氧原子的数目为4NA
D.23.4gNaCl晶体中含有0.1NA个如图所示的结构单元
【答案】D
总结:
对于结构题,首先注意对物质结构的描述是否正确,最常见的是苯环中不含有碳碳双键;其次要画出分子结构;再者对于某晶体,先回顾该晶体的基本特征,然后再解决问题,如本题C、D选项,应先回想二氧化硅晶体、氯化钠晶体的典型构型,然后再代入求解,正确率就高多了。
陷阱之七:
电离与水解中概念的混淆性与数据的缺失性
典例7设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.286gNa2CO3·10H2O固体中含有NA个阴离子
B.1molFeCl3跟水完全反应转化为氢氧化铁胶体后,其中胶体粒子数目为NA
C.6.8gKHSO4熔融时含有0.1NA个阳离子
D.25℃时pH=1的醋酸溶液中含有H+的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】A中,是碳酸钠晶体而不是碳酸钠溶液,故碳酸根离子无法水解,则A对。
B中,一个胶体粒子有若干个氢氧化铁分子和其它所组成,吸附了Fe3+而使胶体粒子带正电荷,因此胶体粒子数目远小于NA,则B错。
C中,KHSO4在熔融时电离出的是K+和
,在水溶液中才电离出K+、H+、
,则C错。
D中,缺少溶液体积数据,因而H+数目无法计算。
综合上述,选A。
总结:
对于有弱酸根或弱碱阳离子存在的晶体,在固态时,不水解,只有在水溶液中,才水解。
其次,关于胶体,胶体本身不带电,只有胶体粒子带电,而胶体粒子是个大分子,由若干个小分子和离子构成;要注意特殊物质在熔融和水溶液中电离方程式是否一样;关于求解溶液中离子的数目,注意浓度与体积数据是否齐全。
陷阱之八:
化学键数目的难计算性
典例8设阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A.含2NA共价键的CnH2n+2分子中的物质的量为
mol
B.6.0g乙醛分子中共用电子对的数目为0.6NA学科*网
C.乙炔完全燃烧时,有8NA碳氧共用电子对生成,则转移5NA电子
D.若乙炔的燃烧热为QkJ·mol−1,若一定量的乙炔燃烧放热为QkJ,则断键为5NA
【答案】A
解答关于阿伏加德罗常数的题目应注意分析题干给出的条件,如物质的状况、所处的环境、物质本身的结构,同时还要考虑氧化还原反应、电离、水解等情况,具体有如下几点:
1.注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
(1)在标准状况下非气态的物质,如H2O、SO3、戊烷、CHCl3等;
(2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2.注意物质的组成和结构
(1)特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、H37Cl等。
(2)物质中所含化学键的数目,如CO2、CnH2n+2等。
(3)最简式相同的物质中的微粒数目,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、O2和O3等。
(4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目,如N2、CO、C2H4等。
3.注意氧化还原反应中电子的转移
电子转移(得失)数目的问题分析,如Na2O2、NO2与H2O反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
4.注意弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离;可水解盐溶液中,离子发生微弱水解。
如0.1mol·L−1的乙酸溶液和0.1mol·L−1的乙酸钠溶液。
5.注意一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,合成氨反应等属于可逆反应。
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法一定正确的是
A.4gD2和足量O2反应可生成D2O分子的数目为2NA
B.1molNa完全燃烧可转移的电子数为NA
C.6.02×1023个葡萄糖分子约含羟基的数目为6NA
D.98gH3PO4和H2SO4的混合物中氢原子的数目为2.5NA
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.标准状况下11.2L乙烯和丙烯的混合气体中含C—H键的数目为2NA
B.S2和S8的混合物共6.4g,其中所含硫原子数一定为0.2NA
C.0.5mol熔融的NaHSO4中含有的离子数目为1.5NA
D.含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2的分子数为0.1NA
3.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.标况下,11.2L氯气完全溶于1L水中,所得溶液中Cl-和ClO-两种粒子数之和为NA
B.80mL10mol·L-1盐酸与足量MnO2加热反应,产生Cl2分子数为0.2NA
C.O2和O3的混合物共6.4g,其中所含硫原子数一定为0.4NA
D.含有4NA个C—C键的金刚石,其质量为12g
4.将ag二氧化锰粉末加入cLbmol·L-1的浓盐酸中加热完全溶解,反应中转移电子d个,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.可以收集到氯气
L
B.反应后溶液中的Cl-数目为
C.NA可表示为
D.反应后溶液中的H+数目为(bc-2d)
5.设NA代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.12.4g白磷中含有共价键数为0.4NA
B.3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2反应中,当5.6gFe全部转化为Fe3O4时,则有0.3NA电子发生转移
C.在1L0.1mol·L-1碳酸钠溶液中阴离子总数等于0.1NA
D.在标准状况下,22.4LCH4与18gH2O所含有的电子数均为10NA
6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.1L2mol·L−1K2S溶液中S2−和HS−的总数为2NA
B.电解精炼铜时,若阴极得电子数为2NA,则阳极质量减少64g
C.1mol聚苯乙烯分子有碳碳双键的数目为NA
D.1molMg在空气中燃烧生成MgO(含少量Mg3N2)失去电子数为2NA
7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.34g质量分数为4%的H2O2水溶液中含氧原子数目为0.08NA
B.反应3H2(g)+N2(g)
2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,若放出热量4.6kJ,则转移电子数目为0.3NA
C.常温常压下,28g乙烯与丙烯的混合气体中含有的碳原子数目无法计算
D.6.4gCu与40mL10mol·L-1浓硝酸作用能生成NO2的分子数为0.2NA
8.NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法中正确的有
①1L0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液中Cr2O
的数目小于0.1NA
②1molCl2作氧化剂时得到的电子数为2NA
③25℃时,1LpH=12的碳酸钠溶液中含有Na+的数目为0.02NA
④过氧化钠与水反应时,生成0.5molO2转移的电子数为2NA
⑤50mL18.4mol·L-1的浓硫酸与足量的铜微热后反应,生成SO2分子数小于0.46NA
⑥利用氰尿酸与次氯酸在一定pH下反应可制备三氯异氰尿酸(结构如图)。
若原料完全反应,得到1mol产物同时生成3NA个H2O学&科网
A.2个B.4个
C.3个D.5个
1.[2017新课标全国Ⅱ]阿伏加德罗常数的值为
。
下列说法正确的是
A.1L0.1mol·
NH4Cl溶液中,
的数量为0.1
B.2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1
C.标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2
D.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2
2.[2015·四川]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.0gH218O与D2O的混合物中所含中子数为NA
B.常温常压下,4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NA
C.标准状况下,5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D.50mL12mol/L盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
3.[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.23gNa与足量H2O反应完全后可生成nA个H2分子
B.1molCu和足量热浓硫酸反应可生成nA个SO3分子
C.标准状况下,22.4LN2和H2混合气中含nA个原子
D.3mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8nA个电子
1.【答案】B
【解析】n(D2)=
=1mol,据2D2+O2===2D2O可知,n(D2O)=1mol,即生成D2O分子数目为NA,A错误;Na燃烧时化合价由0→+1价,1molNa转移1mol电子,即完全燃烧转移电子数为NA,B正确;n(C6H12O6)=1mol,1mol葡萄糖含有5mol羟基,即5NA,C错误;M(H3PO4)=M(H2SO4)=98g·mol-1,98g二者混合物中氢原子数目在2mol~3mol之间,即2NA~3NA之间,不一定是2.5NA,D错误。
2.【答案】B
3.【答案】C
【解析】标况下11.2L氯气的物质的量为0.5mol,由于氯气与水反应为可逆反应,
4.【答案】C
【解析】据MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O可知87gMnO2与4molHCl反应,转移2mol电子,其中有2molHCl被氧化,生成Cl21mol。
未指明生成Cl2所处温度和压强,A错误;盐酸中Cl-总物质的量为bcmol,反应生成Cl2为
×1mol,故反应后溶液中剩余Cl-为(bc-
×2)mol,数目为(bc-
)NA,B错误;反应中转移电子物质的量为
×2mol,则有
×2×NA=d,即NA=
,C正确;由反应知,转移2mol电子反应消耗4molH+,则剩余H+为(bc-
)mol,个数为(bcNA-2d),D错误。
5.【答案】D
【解析】12.4g白磷(P4)的物质的量为n=
=0.1mol,而1mol白磷中含6molP—P键,0.1mol白磷中含0.6mol共价键,A错误;5.6g铁的物质的量为0.1mol,而反应后铁的价态变为+2和+3价,0.1mol铁转移
mol电子,B错误;1L0.1mol·L-1碳酸钠溶液中含有溶质碳酸钠0.1mol,由于碳酸根离子部分水解,导致溶液中阴离子大于0.1mol,阴离子总数大于0.1NA,C错误;在标准状况下,22.4LCH4的物质的量为1mol,含电子数为10NA;18gH2O的物质的量为1mol,含电子数也为10NA,D正确。
6.【答案】D
【解析】A.1L2mol/LK2S溶液中根据物料守恒,S2−、H2S和HS−的总数为2NA,故A错误;B.电解精炼铜时,阳极为粗铜,溶解的是铜和比铜活泼的金属,故B错误;C.聚苯乙烯分子中没有碳碳双键,故C错误;D.Mg原子最外层有2个电子,被氧化时失去2个电子,故D正确;答案为D。
7.【答案】B
【解析】34g质量分数为4%的H2O2水溶液中,双氧水的物质的量为
=0.04mol,双氧水中含有0.08mol氧原子,由于溶剂水中也含有氧原子,则该溶液中含氧原子数目大于0.08NA,A错误;放出4.6kJ热量消耗氮气的物质的量为
=0.05mol,则转移电子的物质的量为0.05mol×[0-(-3)]×2=0.3mol,则转移电子数目为0.3NA,B正确;乙烯和丙烯的最简式均为CH2,故28g混合物中含有的CH2的物质的量为2mol,则含2NA个碳原子,C错误;40mL10mol·L-1浓硝酸中含有硝酸的物质的量为0.4mol,6.4g铜的物质的量为0.1mol,0.1mol铜完全反应消耗浓硝酸0.4mol,而浓硝酸随着反应的进行,逐渐变为稀硝酸,故6.4gCu不能完全反应生成NO2,还有部分生成NO,D错误。
8.【答案】C
子,生成1molO2,故当生成0.5molO2时,转移电子1mol,数目为NA,④错误;⑤随着反应进行,硫酸浓度变稀,与铜将不再反应,生成二氧化硫小于0.46mol,⑤正确;⑥氰尿酸与次氯酸在一定pH下发生取代反应可制备三氯异氰尿酸,反应方程式为
+3HOCl―→
+3H2O,所以氰尿酸和次氯酸的物质的量之比应为1∶3,得到1mol产物同时生成3NA个H2O,⑥正确。
1.【答案】D
【解析】A、
是弱碱根离子,发生水解:
+H2O
NH3·H2O+H+,因此
数量小于0.1NA,故A错误;B、2.4gMg为0.1mol,与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.4×2÷24mol=0.2mol,因此转移电子数为为0.2NA,故B错误;C、N2和O2都是分子组成,标准状况下,2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,故C错误;D、H2+I2
2HI,反应前后系数之和相等,即反应后分子总物质的量仍为0.2mol,分子数为0.2NA,故D正确。
【名师点睛】本题考查阿伏加德罗常数的应用,是高考