阿伏加德罗常数的多维判断 高考化学一轮复习强化提升课学案新人教版

阿伏加德罗常数的多维判断

　阿伏加德罗常数的判断正误是高考中的必考题，主要以选择题形式考查，在命题思路上主要以阿伏加德罗常数为载体，结合气体摩尔体积、物质的组成和结构、氧化还原反应及电离、水解等基本概念和基本理论，考查常用化学计量数的计算。考查了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。

【典例】(2021·唐山模拟)以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．用1 mol CH4理论上能生产标准状况下CH3OH 22.4 L

B．等物质的量的CH3OH和CH4，CH3OH的质子数比CH4多8NA

C．44 g CO2气体和44 g CH4与CO的混合气体，所含C原子数均为NA

D．用CH4制备合成气的反应中，若生成1 mol CO，反应转移电子数为3NA

【解析】选D。CH3OH在标准状况下不是气体，故无法得出标准状况下的体积是22.4 L的结论，A错误；1 mol的CH3OH和CH4，一个甲醇分子含有18个质子，一个甲烷分子含有10个质子，一个甲醇分子比一个甲烷分子多8个质子，1 mol的CH3OH比CH4多8NA 个质子，但等物质的量没给出具体的物质的量数值，故CH3OH的质子数不一定比CH4多8NA，B错误；44 g CO2气体的物质的量为＝＝1 mol，一氧化碳的相对分子质量为28，甲烷的相对分子质量为16，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CH4气体，物质的量为＞1 mol，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CO气体，物质的量为＞1 mol，故44 g CH4与CO的混合气体的物质的量大于1 mol，所含C原子数大于1 mol，故C原子数大于NA，C错误；制备CH3OH的反应过程中生成一氧化碳，发生反应：CO2(g)＋C(s)===2CO(g)，生成2 mol一氧化碳时，转移2 mol电子消耗1 mol碳原子，消耗的碳原子来自于甲烷的分解，CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ，甲烷中碳的化合价从－4升高到0，生成1 mol碳原子转移的电子的物质的量为4 mol，要生成2 mol一氧化碳共需要转移6 mol电子，则若生成1 mol CO，反应转移电子的物质的量为3 mol，转移的电子数为3NA，D正确。

【归纳总结】阿伏加德罗常数问题分析的思维模型

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阿伏加德罗常数考查中的5个关注点

1．(物质状态)(2021·资阳模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)

A．电解精炼铜时，若转移了NA个电子，则阳极溶解32 g铜

B．标准状况下，33.6 L氟化氢中含有1.5 NA个氟化氢分子

C．在反应KClO4＋8HCl===KCl＋4Cl2↑＋4H2O中，每生成4 mol Cl2转移的电子数为8NA

D．25 ℃时，1 L pH＝13的氢氧化钡溶液中含有0.1NA个氢氧根离子

【解析】选D。电解精炼铜时，阳极是粗铜，粗铜中含有一些比铜活泼的金属也放电，故当转移NA个电子，阳极的铜溶解少于32 g，故A错误；在标准状况下，氟化氢不是气体，无法计算33.6 L氟化氢的物质的量，故B错误；在反应KClO4＋8HCl===KCl＋4Cl2↑＋4H2O中高氯酸钾中氯元素化合价从＋7降低到0，得到7个电子，转移7 mol电子时生成4 mol氯气，即当生成4 mol氯气时转移的电子数为7NA个，故C错误；25℃时，1 L pH＝13的氢氧化钡溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，1 L含有0.1NA个氢氧根离子，故D正确。

2．(物质的微观结构)(2021·郑州模拟)设阿伏加德罗常数的值为NA，下列叙述正确的是(　　)

A．1 L 0.1 mol·L－1 Na2S溶液中含有的S2－的数目小于0.1NA

B．同温同压下，体积均为22.4 L的卤素单质中所含的原子数均为2NA

C．1 mol苯中含有的碳碳双键数为3NA

D．78 g过氧化钠固体中所含的阴、阳离子总数为4NA

【解析】选A。由于硫离子水解，所以1 L 0.1 mol·L－1 Na2S溶液中含有的S2－的个数小于0.1NA，A正确；同温同压下不一定为标准状况下，卤素单质不一定为气体，体积为22.4 L的卤素单质的物质的量不一定为1 mol，故所含的原子数不一定为2NA，B错误；苯中不含有碳碳双键，C错误；过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成，78 g过氧化钠固体为1 mol，其中所含的阴、阳离子总数为3NA，D错误。

3．(溶液中粒子数目)(2021·昆明模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．常温常压下，11.2 L SO2含有的氧原子数小于NA

B．0.1 mol Na2O2和Na2O的混合物中含有的离子总数等于0.4NA

C．10 g质量分数为34%的H2O2溶液含有的氢原子数为0.2NA

D．100 mL 0.1 mol·L－1醋酸中含有的醋酸分子数是0.01NA

【解析】选A。常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·mol－1，故11.2 L二氧化硫的物质的量小于0.5 mol，含有的氧原子个数小于NA，A正确；由Na2O2的电子式为Na＋[]2－Na＋，Na2O的电子式为Na＋[]2－Na＋可知，1 mol Na2O中含3 mol离子，1 mol Na2O2中含3 mol离子，则0.1 mol Na2O和Na2O2混合物中离子为0.3 mol，即含有的阴、阳离子总数是0.3NA，B错误；H2O2溶液中，除了H2O2，水也含氢原子，故10 g质量分数为34%的H2O2溶液中溶质的质量10 g×34%＝3.4 g，物质的量n＝＝＝0.1 mol，一个过氧化氢分子中含有两个氢原子，1 mol过氧化氢分子中含有2 mol氢原子，0.1 mol过氧化氢分子中含有0.2 mol氢原子，0.2 mol氢原子个数等于0.2NA，水也含氢原子，氢原子的个数大于0.2NA，C错误；醋酸为弱酸，在水中不完全电离，100 mL 0.1 mol·L－1醋酸的物质的量n＝cV＝0.1 mol·L－1×0.1 L＝0.01 mol，含有的醋酸分子数小于0.01NA，D错误。

4．(氧化还原反应)(2021·杭州模拟)NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是(　　)

A．5.6 g Fe完全溶于一定量溴水中，反应过程中转移的总电子数一定为0.3NA

B．1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去2NA个电子

C．标准状况下，22.4 L二氯甲烷所含有的分子数为NA

D．镁条在氮气中完全燃烧，生成50 g氮化镁时，有1.5NA对共用电子对被破坏

【解析】选D。铁完全溶于一定量溴水，反应后的最终价态可能是＋3价，还可能是＋2价，故0.1 mol铁转移的电子数不一定是0.3NA个，还可能是0.2NA个，A错误；Na原子最外层是1个电子，则1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子，B错误；标准状况下二氯甲烷为液体，不能根据气体摩尔体积计算其物质的量，C错误；镁条在氮气中完全燃烧，生成50 g氮化镁时，参加反应的N2为0.5 mol，而N2分子含有氮氮三键，则有1.5NA对共用电子对被破坏，D正确。

5．(反应限度)(2021·宜宾模拟)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．2.0 g CO2与SO2的混合气体分子中，含有的质子数为NA

B．7.1 g Cl2与100 mL 1.0 mol·L－1NaOH溶液反应，转移电子数为0.1NA

C．17 g NH3与48 g O2在催化剂作用下充分反应，得到NO分子数为NA

D．标准状况下，2.24 L CH4和C3H6混合气体中，含有极性键数目为0.5NA

【解析】选A。若2.0 g全为CO2，含质子物质的量为×22＝1 mol，若2.0 g全为SO2，含质子物质的量为×32＝1 mol，则2.0 g CO2与SO2的混合气体分子中含有的质子数为NA，A项正确；7.1 g Cl2的物质的量为0.1 mol，100 mL 1.0 mol·L－1 NaOH为0.1 mol，1 mol氯气与2 mol NaOH反应转移1 mol电子，故转移的电子数小于0.1NA，B项错误；n(NH3)＝＝1 mol，n(O2)＝＝1.5 mol，依据方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O可知，该反应生成1 mol NO，同时氧气过量0.25 mol，则生成的一氧化氮部分与氧气反应生成二氧化氮(2NO＋O2===2NO2)，所以最终生成一氧化氮分子数小于NA，C项错误；n(混合气体)＝2.24 L÷22.4 L·mol－1＝0.1 mol，若全为CH4则含极性键为0.4 mol，若全为C3H6则含极性键0.6 mol，由于CH4和C3H6的比例未知，则含极性键数目无法确定，D项错误。