第2题 阿伏加德罗常数NA-2024年高考化学专题复习
展开考向 从微粒结构、转移电子等角度综合考查
1.(2022·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.25 ℃,101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA
B.2.0 L 1.0 ml·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA
ml苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA
D.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.10 NA
答案 C
解析 25 ℃、101 kPa不是标准状况,不能用标况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量,故A错误;Al3+在溶液中会发生水解生成Al(OH)3,因此2.0 L 1.0 ml·L-1的AlCl3溶液中Al3+数目小于2.0NA,故B错误;苯甲酸燃烧的化学方程式为C6H5COOH+eq \f(15,2)O2eq \(=====,\s\up7(点燃))7CO2+3H2O,1 ml苯甲酸燃烧生成7 ml CO2,则0.20 ml苯甲酸完全燃烧生成1.4 ml CO2,数目为1.4 NA,故C正确;电解熔融CuCl2时,阳极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,阴极反应为Cu2++2e-===Cu,阴极增加的重量为Cu的质量,6.4 g Cu的物质的量为0.10 ml,根据阴极反应可知,外电路中通过电子的物质的量为0.20 ml,数目为0.20 NA,故D错误。
2.(2021·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA
B.3 ml的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
C.32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA
D.1 L pH=4的0.1 ml·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq \\al(2-,7)离子数为0.1NA
答案 C
解析 重水的摩尔质量是20 g·ml-1,1 ml重水中含有10 ml质子,所以18 g重水中含有的质子数为eq \f(18 g,20 g·ml-1)×10×NA ml-1=9NA,A错误;NO2与H2O反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,则3 ml NO2与H2O完全反应时转移的电子数为2NA,B错误;1 ml S8分子中含有8 ml S—S键,32 g S8分子中含有的S—S键数为eq \f(32 g,32 g·ml-1×8)×8×NA ml-1=1NA,C正确;由于K2Cr2O7溶液中存在Cr2Oeq \\al(2-,7)+H2O2CrOeq \\al(2-,4)+2H+平衡,1 L pH=4的0.1 ml·L-1K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq \\al(2-,7)离子数小于0.1NA,D错误。
3.(2020·全国卷Ⅲ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B.1 ml重水比1 ml水多NA个质子
C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子
D.1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液含有28NA个电子
答案 C
解析 22.4 L(标准状况)氮气为1 ml,含有的中子数为14NA,A项错误;1 ml重水与1 ml水中的质子数相同,B项错误;石墨烯与金刚石均为碳元素形成的单质,12 g石墨烯和12 g金刚石含碳原子数均为NA,C项正确;NaCl溶液中的水分子中也含有电子,D项错误。
4.(2019·全国卷Ⅱ)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.3 g 3He含有的中子数为1NA
B.1 L 0.1 ml·L-1磷酸钠溶液含有的POeq \\al(3-,4)数目为0.1NA
C.1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
答案 B
解析 3 g 3He的物质的量为1 ml,每个3He含1个中子,则1 ml 3He含1 ml中子,A项正确;该溶液中含0.1 ml Na3PO4,由于部分POeq \\al(3-,4)水解,故溶液中POeq \\al(3-,4)的数目小于0.1NA,B项错误;K2Cr2O7中Cr元素为+6价,1 ml K2Cr2O7被还原成Cr3+时,得到6 ml电子,C项正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,每个分子中均含10个C—H键和3个C—C键,即每个分子中含13个共价键,则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中含13 ml共价键,D项正确。
考情预测:预计在2023年高考中,仍会利用阿伏加德罗常数这个载体综合考查相关知识,涉及一定量的物质所含粒子(分子、原子、离子、质子、中子等)数目、氧化还原反应中转移电子的数目、以及由于反应、浓度等的变化导致微粒数目变化等。
智能点一 通过结构进行设陷考查
1.考查微粒个数
注意事项:
(1)整体与部分的关系
(2)是等质量还是等物质的量
(3)溶质中和溶剂中都含有的微粒
(4)是离子还是官能团
[微练1] 判断正误。
(1)0.1 ml的11B中,含有0.6NA个中子。(√)
(2)1 ml 的羟基与1 ml的氢氧根离子所含电子数均为9NA。(×)
(3)16 g O2和O3的混合气体中含有的O原子数为NA。(√)
(4)1 ml CO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA。(√)
2.考查化学键数
注意事项:
应熟知常考物质的结构式,如苯环中不含有碳碳双键;1 ml Na2O2含Oeq \\al(2-,2)是1 ml。
[微练2] 判断正误。
(1)0.1 ml CCl4中含有的共价键数为0.4NA。(√)
(2)1 ml白磷中含有的P—P键的数目为4NA。(×)
(3)1 ml丙三醇中含有C—H键的数目为5NA。(√)
智能点二 电子转移数目判断
注意事项:
1.要注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1 ml氧气转移2 ml电子。
2.铁与硫、碘、非氧化性酸反应,1 ml铁转移2 ml电子;1 ml铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3 ml电子。
3.要注意反应顺序、反应限度。
[微练3] 判断正误。
(1)标准状况下,6.72 L NO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA。(×)
(2)5.6 g铁与硝酸完全反应时转移的电子数为0.3NA。(×)
(3)向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1 ml Fe2+被氧化时,该反应转移电子的数目至少为3NA。(√)
(4)50 mL 12 ml·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA。(×)
智能点三 “九防”巧避阿伏加德罗常数正误判断的陷阱
[微练4] 判断正误。
(1)(2021·海南卷)CH2===CH2+H2―→CH3CH3,生成1 ml乙烷时断裂的共价键总数为NA。(×)
(2)(2021·湖南卷)11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA。(√)
(3)(2021·浙江学考)0.1 ml CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA。(×)
微题型1 通过结构特点考查微粒数目
[精练1] (原创题)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.常温下,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为6NA
B.等物质的量的甲基(—CH3)与氢氧根(OH-)所含电子数相等
C.14.4 g 28Sieq \\al(15,3)N4中含质子的数目为7NA
D.1.2 g NaHSO4和MgSO4的固体混合物含阳离子数目0.01NA
答案 B
解析 A.CH3CH(OH)COOH和CH3COOH的最简式都是CH2O,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为eq \f(45 g,30 g/ml)×4×NA=6NA,故A正确;B.—CH3中含9个电子,OH-中含10个电子,故等物质的量的甲基和氢氧根所含电子数不相等,故B错误;C.14.4 g 28Sieq \\al(15,3)N4中含质子的数目为eq \f(14.4 g,144 g/ml)×70×NA=7NA,故C正确;D.NaHSO4、MgSO4的摩尔质量都是120 g·ml-1,1.2 g固体混合物含阳离子数目0.01NA故D正确。
[精练2] (原创题)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列有关说法中正确的是( )
A.36 g由35Cl 和37Cl组成的氯气中所含质子数一定为17NA
B.1 ml OD-和17 g —OH所含的质子与中子均为9NA
C.3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.1NA
D.CH4和C2H4混合气体2.24 L(标准状况)完全燃烧,则生成水分子数目为0.2NA
答案 D
解析 A假设全是35Cl,则质子数是eq \f(36 g,35 g/ml)×17×NA,假设全是37Cl,则质子数是eq \f(36 g,37 g/ml)×17×NA,36 g由35Cl 和37Cl组成的氯气中所含质子数不一定为17NA,故A错误;1 ml OD-和17 g —OH(1 ml)所含的质子数均为9 ml,但所含的中子数不相等,1 ml OD-含有9NA中子,17 g —OH所含的中子数为8NA,B项错误;C.Na2O2的电子式为,含有1个共价键,3.9 g Na2O2的物质的量为eq \f(3.9 g,78 g/ml)=0.05 ml,故3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.05NA,故C错误;D.CH4和C2H4分子中氢原子相等,2.24 L(标准状况)混合气体中氢原子为0.4 ml,完全燃烧,则生成水分子数目为0.2NA,D项正确。
微题型2 结合氧化还原反应考查转移电子
[精练3] (原创题)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2 g H2分别与足量的Cl2和N2充分反应后转移的电子数均为2NA
B.一定条件下,2.3 g Na与O2完全反应生成3.6 g产物时失去的电子数为0.1NA
C.用浓盐酸分别和KMnO4、KClO3反应制备1 ml氯气,转移的电子数均为2NA
D.2H2S+SO2===3S↓+2H2O反应中,每生成1 ml氧化产物时转移电子数为NA
答案 B
解析 A项,H2和N2的反应属于可逆反应,2 g H2无法完全反应,转移的电子数少于2NA,错误;B项,2.3 g Na与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,Na的化合价均是从0价升高到+1价,Na失去电子1×2.3/23 ml=0.1 ml,数目为0.1NA,正确;C项,浓盐酸和KClO3反应制备氯气,氯气既是氧化产物又是还原产物,生成1 ml氯气转移eq \f(5,3) ml电子,错误;D项,在该反应中,H2S作为还原剂失去电子,SO2作为氧化剂得到电子,氧化产物和还原产物均为S,但生成的S中作为氧化产物的S和还原产物的S的物质的量之比为2∶1,所以生成1 ml氧化产物转移的电子数为2NA,错误。
[精练4] (原创题)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.0.1 ml Fe和0.1 ml Cu分别与0.1 ml Cl2完全反应,转移电子数均为0.2NA
B.分别用Na2O2与CO2反应和KMnO4分解,制得1 ml O2,转移的电子数均为4NA
C.标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应生成11.2 L气体,反应中转移的电子数为6.02×1023
D.在2CuH+2HCl===CuCl2+Cu+2H2↑反应中,每生成22.4 L(标况)H2,反应转移的电子为1.5NA
答案 B
解析 A项,0.1 ml Fe与0.1 ml Cl2反应,Cl2不足,0.1 ml Cu与0.1 ml Cl2恰好完全反应,转移的电子数均为0.2NA,正确;B项,Na2O2和KMnO4制得1 ml O2转移的电子数分别是2NA和4NA,错误;C项,标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应不论生成SO2还是H2,每生成1 ml都转移2 ml电子,正确;D项,在2CuH+2HCl===CuCl2+Cu+2H2↑反应中,反应2 ml CuH共转移3 ml电子,正确。
微题型3 通过隐含过程的可逆性考查粒子数目
[精练5](原创题)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1.0 L 1.0 ml/L的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
B.pH=13的1 L Ba(OH)2 溶液中所含有OH-数目为0.2NA
C.常温常压下,1 ml Cl2溶于1.0 L H2O中,溶液中Cl-、HClO、ClO-的个数之和为2NA
D.2SO2+O22SO3 ΔH=-a kJ·ml-1,每当有1 ml O2反应完全,该过程会释放a kJ的能量
答案 D
解析 1.0 L 1.0 ml/L的NaAlO2水溶液中含有的氧原子大于2NA,因为水中也含有氧原子,故A错误;选项中未给出溶液温度,无法确定此时水的离子积常数,故无法计算数目,故B错误;Cl2与H2O的反应属于可逆反应,所得混合物中还含有Cl2,溶液中Cl-、HClO、ClO-的个数之和小于2NA,故C错误;每当有1 ml O2反应完全,该过程会释放a kJ的能量,故D正确。
[精练6] (原创题)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 mL氯气通入足量水中发生反应,转移电子数为1.5×10-3NA
B.1 ml N2与3 ml H2充分反应后,生成0.5 ml NH3,转移1.5NA个电子
C.常温常压下,0.1 ml·L-1的NaHCO3溶液中含有的HCOeq \\al(-,3)的数目一定小于0.5NA
D.含19.6 g H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2的分子数为0.1NA
答案 B
解析 A项,Cl2与水反应为可逆反应,转移电子数小于1.5×10-3NA,错误;B项,当N2与H2反应生成0.5 ml NH3时,转移1.5 ml电子,正确;C项,没有给出溶液的体积,不能计算HCOeq \\al(-,3)的数目,错误;D项,随反应的进行,硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸与铜不反应,生成SO2的分子数少于0.1NA,错误。
微题型4 以题干物质或反应为题源的NA类综合判断
[精练7] (2022·重庆诊断)Cu2HgI4是一种红色固体,常用作示温涂料。制备反应为:2CuSO4+SO2+K2HgI4+2H2O===Cu2HgI4↓+K2SO4+2H2SO4。已知:NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关方程式中的物质说法正确的是( )
A.上述反应中生成1 ml Cu2HgI4时,转移的电子数为2NA
B.标准状态下,44.8 L水中所含O原子数为2NA
C.标准状态下,22.4 L SO2与足量的O2反应,生成SO3的分子数为NA
D.1 L 0.1 ml/LCuSO4溶液中Cu2+数目为0.1NA
答案 A
解析 A.上述反应中生成1 ml Cu2HgI4时,有1 ml SO2被氧化为SOeq \\al(2-,4),则转移的电子数为2NA,故A正确;B.标况下水为液态,44.8 L水的物质的量大于2 ml,所以所含氧原子数大于2NA,故B错;C.SO2与O2为可逆反应,所以标准状态下,22.4 L SO2与足量的O2反应,生成SO3的分子数小于NA,故C错;D.CuSO4为强酸弱碱盐,所以Cu2+会水解,则1 L 0.1 ml/L CuSO4溶液中Cu2+数目小于0.1NA,故D错。
题型解码
1.初步分析:首先从以下八个方面对选项做出初步判断:
①物质状态 ②有浓度无体积 ③溶剂粒子
④胶体粒子 ⑤粒子的水解、电离 ⑥可逆反应 ⑦浓度变化 ⑧特殊结构
2.定量思维:根据转换关系确定粒子具体数目:
3.答题:在排除干扰,细致计算的基础上,利用掌握知识,迅速作出判断。
1.(2022·南宁适应性测试)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.12 g 14C中含有的质子数为6NA
B.23 g Na在空气中点燃后充分反应,转移的电子数为NA
C.0.1 ml Cu与浓硝酸充分反应最终得到NO2分子的数目为0.2NA
D.100 g质量分数为30%的甲醛(HCHO)水溶液中氧原子的数目为NA
答案 B
解析 A.12 g 14C中含有的质子数为eq \f(12 g,14 g/ml)×6×NA ml-1=eq \f(36NA,7),故A错误;B.23 g Na在空气中点燃后充分反应生成过氧化钠,反应转移的电子数为eq \f(23 g,23 g/ml)×1×NA ml-1=NA,故B正确;C.0.1 ml Cu与浓硝酸充分反应生成0.2 ml二氧化氮,二氧化氮会发生聚合反应生成四氧化二氮,则最终得到二氧化氮分子的数目小于0.2NA,故C错误;D.100 g质量分数为30%的甲醛溶液中,甲醛含有的氧原子个数为eq \f(100 g×30%,30 g/ml)×1×NA ml-1=NA,由于水分子中还含有氧原子,则溶液中含有的氧原子的数目大于NA,故D错误。
2.(2022·江西名校三模)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.常温常压下,7.4 g 37Cl2气体中含中子数为2NA
B.100 g质量分数为34% H2O2水溶液中含H—O键数为2NA
C.25 ℃时,1 L pH=13的NaCN溶液中含CN-数目大于0.1NA
D.0.1 ml Fe与足量新制氯水充分反应,转移电子数为0.2NA
答案 C
解析 A.常温常压下,7.4 g 37Cl2气体中含中子的物质的量为eq \f(7.4 g,74 g/ml)×(37-17)×2=4 ml,数目为4NA,错误;B.100 g质量分数为34% H2O2水溶液中过氧化氢和水都含H—O键,所以数目大于2NA,错误;25 ℃时,1 L pH=13的NaCN溶液中含OH-数目为0.1 ml,而OH-是主要由少量CN-水解产生的,所以CN-数目大于0.1NA,正确;0.1 ml Fe与足量新制氯水充分反应,Fe会被氧化成Fe3+,转移电子数为0.3NA,错误。
3.(2022·东北师大附中期末)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,22.4 L H2和F2混合后所含气体分子数目为2NA
B.87 g的MnO2和足量稀盐酸共热,转移电子数为2NA
C.13 g的立方烷()和正四面体烷()的混合物中含有原子数目为2NA
D.1 ml金刚石中含有共价键数目为4NA
答案 C
解析 A.标准状况下,22.4 L的H2和22.4 L的F2混合后生成的HF非气体,选项A错误;B.MnO2和浓盐酸共热反应,与稀盐酸共热不反应,不存在转移电子数,选项B错误;C.立方烷()和正四面体烷()的最简式一样,都是CH,13 g的混合物中含有原子数目为2NA,选项C正确;D.1 ml金刚石中含2 ml共价键,含有共价键数目为2NA,选项D错误。
4.(2022·新余期末)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.T ℃时,MgCO3的Ksp=4×10-6,则饱和MgCO3溶液中Mg2+的数目为2×10-3NA
B.C4H8和C3H6的混合物的质量为a g,所含C—H键数目为eq \f(aNA,7)
C.反应14CuSO4+5FeS2+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4中,生成0.3 ml氧化产物时转移的电子数为1.4NA
D.用铅蓄电池电解氯化钠溶液得到标准状况下22.4 L氢气时理论上铅蓄电池中消耗氢离子数目为2NA
答案 B
解析 A.饱和MgCO3溶液中c(Mg2+)=c(COeq \\al(2-,3))=eq \r(Ksp)=eq \r(4×10-6)=2×10-3 ml·L-1,但题中没有说明溶液的体积,无法计算Mg2+物质的量,故A错误;B.C4H8和C3H6都是烃,有几个H原子就有几个C—H,假设a g全部是C4H8,则C—H的物质的量为eq \f(a g,56 ml/L)×8 ml=eq \f(a,7) ml,假设全部是C3H6,则C—H的物质的量为eq \f(a g,42 g/ml)×6 ml=eq \f(a,7)ml,因此a g该混合物中C—H物质的量为eq \f(a,7) ml,故B正确;C.FeS2中S显-1价,Fe显+2价,根据反应方程式可知,只有3 ml -1价S被氧化成+6价S,根据S元素守恒,得到3 ml氧化产物,转移电子物质的量为3 ml×[6-(-1)]=21 ml,即生成0.3 ml氧化产物,转移电子物质的量为2.1 ml,故C错误;D.电解饱和食盐水:2NaCl+2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH+H2↑+Cl2↑,铅酸蓄电池总电极反应式为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,建立关系式为H2~2e-~4H+,产生标准状况下1 ml H2时,消耗H+物质的量为4 ml,故D错误。
5.(2022·河南名校质检)2.24 L氯气(标况)通入0.1 ml·L-1 H2O2溶液中(设NA为阿伏加德罗常数的值),下列说法正确的是( )
A.所得溶液中Cl2、Cl-、HClO和ClO-四种微粒总数为0.1NA
B.所得溶液中H+数目一定大于0.2NA
C.若氯气完全与H2O2反应转移电子数为0.2NA
D.标准状况下,19 g 3H2O2中含有3NA共价键
答案 C
解析 L氯气(标况)的物质的量为:eq \f(2.24 L,22.4 L·ml-1)=0.1 ml,根据物料守恒可知,2N(Cl2)+N(Cl-)+N(HClO)+N(ClO-)=0.2NA,所得溶液中Cl2、Cl-、HClO和ClO-四种微粒总数介于0.1NA~0.2NA之间,A错误;B.根据反应:H2O2+Cl2===2HCl+O2,若0.1 ml Cl2完全反应,生成0.2 ml HCl,完全电离出0.2 ml H+,还有水也能电离出H+,此时溶液中H+的数目大于0.2NA,但题干未告知H2O2溶液的体积,故所得溶液中H+数目不一定大于0.2NA,B错误;C.根据反应:H2O2+Cl2===2HCl+O2,若氯气完全与H2O2反应转移电子数为0.2NA,C正确;D.19 g 3H2O2的物质的量为:eq \f(19 g,38 g·ml-1)=0.5 ml,则其中含有0.5 ml×3×NA ml-1=1.5NA共价键,D错误。
题型特训
题型特训 阿伏加德罗常数(NA)正误判断
1.(2022·浙江6月选考)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C.8 g CH4含有中子数为3NA
D.0.1 ml H2和0.1 ml I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
答案 C
解析 NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成,其中的阳离子只有钠离子,12 g NaHSO4的物质的量为0.1 ml,因此,其中只含有0.1NA个阳离子,A说法不正确;没有指明气体的温度和压强,无法确定11.2 L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量是多少,因此,无法确定其中所含碳氢键的数目,B说法不正确;CH4分子中有6个中子,8 g CH4的物质的量为0.5 ml,因此,8 g CH4含有的中子数为3NA,C说法正确;H2和I2发生反应生成HI,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此,0.1 ml H2和0.1 ml I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数小于0.2NA,D说法不正确。
2.(2021·天津卷)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.1 ml·L-1 HCl溶液中,HCl分子的数目为NA
B.22.4 L氢气中,H2分子的数目为NA
C.180 g葡萄糖中,C原子的数目为6NA
D.1 ml N2中,σ键的数目为3NA
答案 C
解析 未指明溶液体积,且HCl是强电解质,在水中完全电离为H+和Cl-,HCl溶液中无HCl分子,A项错误;没有说明氢气所处的状况,不能用22.4 L·ml-1计算H2的数目,B项错误;180 g葡萄糖(C6H12O6)是1 ml,所含碳原子为6 ml,C项正确;N≡N中只有一个σ键,D项错误。
3.(2022·绵阳诊断)已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.13.3 g eq \\al(133, 55)Cs含有的中子数为5.5NA
B.1 ml·L-1的碳酸钠溶液中阴离子总数小于NA
C.0.5 ml CH4与1.0 ml Cl2在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
D.11.2 L NO和5.6 L O2充分反应生成NO2的分子数为0.5NA
答案 C
解析 A.eq \\al(133, 55)Cs质量数为133,其近似相对原子质量为133,13.3 g eq \\al(133, 55)Cs的物质的量为eq \f(13.3 g,133 g/ml)=0.1 ml,eq \\al(133, 55)Cs中中子数为133-55=78,即0.1 ml eq \\al(133, 55)Cs中所含中子为7.8 ml,故A错误;B.题中没有说明溶液的体积,无法计算物质的量,故B错误;C.甲烷和氯气发生取代反应,反应方程式为CH4+Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4+HCl,反应前后分子数不变,因此充分反应后分子物质的量为1.5 ml,故C正确;D.题中没有指明是否是标准状况下,无法计算气体的物质的量,故D错误。
4.(2022·沧州月考)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.20 g D2O中含有的质子总数为8NA
B.16 g O2和O3的混合物中的分子总数为0.5NA
C.标准状况下,22.4 L CH3Cl所含原子总数为5NA
D.1 L 1 ml·L-1 MgCl2溶液中含有NA个Mg2+
答案 C
解析 A.20 g D2O的物质的量n=eq \f(m,M)=eq \f(20 g,20 g/ml)=1 ml,含有的质子总数为1 ml×(1×2+8)×NA ml-1=10NA,故A错误;B.16 g O2和O3的混合物中氧原子的物质的量n=eq \f(m,M)=eq \f(16 g,16 g/ml)=1 ml,原子总数为NA,分子总数小于0.5NA,故B错误;C.标准状况下,22.4 L CH3Cl物质的量n=eq \f(V,Vm)=eq \f(22.4 L,22.4 L·ml-1)=1 ml,含原子总数为1×5=5NA,故C正确;D.1 L 1 ml·L-1 MgCl2溶液物质的量n=cV=1 L×1 ml/L=1 ml,由于Mg2+发生水解反应而部分减少,则溶液中含有Mg2+少于NA个,故D错误。
5.(2022·湖南六校联考)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.60 g冰醋酸与葡萄糖的混合物中含有的原子数为8NA
B.标准状况下,4.48 L N2与3.36 L 2H2充分反应后,所得N2H3分子数为0.25NA
C.pH=5的NH4Cl溶液中,水电离出来的OH-的数目为10-5NA
D.5.6 g铁粉与足量的水蒸气在高温下反应,转移电子数为0.3NA
答案 A
解析 A.冰醋酸与葡萄糖的最简式相同,均为CH2O,则60 g冰醋酸与葡萄糖的混合物中含有的原子数为eq \f(60 g,30 g/ml)×4NA ml-1=8NA,故A正确;B.NH3分子中应含有同位素2H,且N2与2H2的反应为可逆反应,所得N2H3分子数小于0.10NA,故B错误;C.溶液的体积未知,无法计算水电离出来的OH-的数目,故C错误;D.根据化学方程式3Fe+4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4+4H2可知:5.6 g铁粉的物质的量为0.1 ml,消耗eq \f(0.4,3) ml H2O,转移电子数为eq \f(0.8,3)ml,故D错误。
6.(2022·昭通诊断)设阿伏加德罗常数的值为NA,则下列说法正确的是( )
A.标准状况下,16.8 L CH4与足量氯气在光照下反应生成CH3Cl分子数目小于0.75NA
B.常温常压下,56 g Fe和足量浓盐酸反应转移电子数为3NA
ml Na2O2分别与足量CO2、SO2反应,转移的电子数目均为1.05NA
D.将50 mL、18 ml/L的浓硫酸与足量铜粉共热,产生的SO2分子数为0.45NA
答案 A
解析 A.标准状况下,16.8 L CH4物质的量为n=eq \f(V,Vm)=eq \f(16.8 L,22.4 L·ml-1)=0.75 ml,甲烷和氯气反应除了生成CH3Cl,还生成CH2Cl2、CHCl3和CCl4,故反应生成的CH3Cl分子数小于0.75NA,故A正确;B.56 g铁的物质的量为n=eq \f(m,M)=eq \f(56 g,56 g/ml)=1 ml,与足量的盐酸反应生成1 ml亚铁离子,失去2 ml电子,转移的电子数为2NA,故B错误;C.过氧化钠和二氧化碳的反应为过氧化钠的歧化反应,氧元素由-1价歧化为-2价和0价,故1.05 ml Na2O2转移1.05NA个电子;而过氧化钠和SO2反应后氧元素由-1价变为-2价,故1.05 ml过氧化钠转移2.1NA个电子,故C错误;D.50 mL 18 ml/L浓硫酸的物质的量n=cV=18 ml/L×50×10-3 L=0.9 ml,浓硫酸与足量铜共热,随着反应进行硫酸浓度降低变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,所以产生SO2的分子数小于0.45NA,故D错误。
7.(2022·宜春质检)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.34 g H2O2中O—O键数目与16 g
S8()中S—S键数目相同
B.标准状况下,22.4 L CH4和2 ml Cl2在光照下充分反应后的分子数为3NA
C.16.8 g铁丝在足量O2中燃烧时转移的电子数为0.9NA
D.1 L 0.15 ml/L KClO,溶液中ClO-离子数为0.15NA
答案 B
解析 A.34 g H2O2中O—O键数目为:eq \f(34 g,34 g·ml-1)×NA ml-1=NA,而16 g S8()中S—S键数目为:eq \f(16 g,8×32 g·ml-1)×8×NA ml-1=0.5NA,不相同,A错误;B.根据取代反应原理可知,反应前后分子物质的量不变,故标准状况下,22.4 L即eq \f(22.4 L,22.4 L·ml-1)=1 ml,故CH4和2 ml Cl2在光照下充分反应后的分子数为3NA,B正确;C.根据反应方程式3Fe+2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4可知,16.8 g铁丝在足量O2中燃烧时转移的电子数为eq \f(16.8 g,56 g·ml-1)×eq \f(8,3)×NA ml-1=0.8NA,C错误;D.由于KClO溶液中存在ClO-的水解,故1 L 0.15 ml/L KClO溶液中ClO-离子数小于0.15NA,D错误。
8.(2022·成都测试)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,33.6 L PCl3中含有氯原子的数目为4.5NA
B.铅蓄电池工作时,当外电路中转移NA个电子时,负极质量减轻207 g
C.N2H4与CH3OH的总质量为6.4 g时,其中含有的共价键数为NA
D.46 g钠用铝箔包裹并刺小孔,与足量水充分反应生成氢气分子数为NA
答案 C
解析 A.标准状况下,PCl3为非气态,33.6 L PCl3含有氯原子的数目不为4.5NA,选项A错误;B.铅蓄电池工作时转移电子数为NA时,根据Pb+SOeq \\al(2-,4)-2e-===PbSO4,负极质量增加,增加的质量为硫酸根离子的质量,每通过1 ml电子负极质量增加48 g,选项B错误;C.N2H4与CH3OH的摩尔质量均为32 g/ml,故6.4 g混合物的物质的量为0.2 ml,且两者均含5个共价键,故0.2 ml混合物中含1 ml共价键即NA个,选项C正确;D.46 g钠为2 ml钠,2 ml钠与水反应生成的氢气的物质的量为1 ml,反应生成的氢氧化钠与铝箔还能反应生成氢气,故与足量水充分反应生成氢气分子数大于NA,选项D错误。
9.(2022·吕梁模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.常温下,5.4 g铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为0.3NA
B.12 g NaHSO4晶体中阴离子所带电荷数为0.2NA
C.0.1 ml FeI2与0.1 ml Cl2反应时转移电子的数目为0.3NA
D.常温常压下,2.8 g CO和C2H4的混合气体中含有的分子数目为0.1NA
答案 D
解析 A.常温下,铝片遇浓硫酸会发生钝化而不能进一步发生反应,因此不能计算微粒数目,A错误;B.12 g NaHSO4的物质的量是0.1 ml,由于在晶体中含有阳离子是Na+,阴离子是HSOeq \\al(-,4),所以0.1 ml阴离子所带电荷数为 0.1NA,B错误;C.由于还原性:I->Fe2+,所以0.1 ml FeI2与 0.1 ml Cl2 反应时,生成FeCl2、I2,反应过程中转移电子的数目为0.2NA,C错误;D.CO和C2H4相对分子质量都是28,故2.8 g混合物中含有分子的物质的量为n=eq \f(2.8 g,28 g·ml-1)=0.1 ml,故混合气体中含有的分子个数约为0.1NA,D正确。
10.(2022·合肥质检)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是( )
A.常温下,5.6 g铁与足量浓硝酸反应,转移0.3NA个电子
B.标准状况下,CO2和SO2共11.2 L的混合气中含氧原子数为NA
C.氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的共价键数为0.4NA
D.标准状况下,2.24 L Cl2溶于水所得氯水中含氯微粒总数为0.2NA
答案 B
解析 A.常温下,铁遇浓硝酸钝化,无法计算转移电子数目,故A错误;B.在标准状况下,11.2 L的CO2和SO2混合气体的物质的量为n=eq \f(V,Vm)=eq \f(11.2 L,22.4 L·ml-1)=0.5 ml,含氧原子数为0.5 ml×2×NA ml-1=NA,故B正确;C.氢原子数为0.4NA的CH3OH分子,甲醇分子物质的量为0.1 ml,含有共价键数为0.5NA,故C错误;D.氯气和水的反应为可逆反应,不能进行彻底,氯水中含氯气分子,2.24 L Cl2的物质的量为n=eq \f(V,Vm)=eq \f(2.24 L,22.4 L·ml-1)=0.1 ml,故所得氯水中含有的含氯微粒小于0.2NA个,故D错误。
11.(2022·宝鸡模拟)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.1 ml CH4与过量Cl2光照下反应生成的HCl分子数为0.4NA
B.1 L 0.1 ml·L-1的K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq \\al(2-,7)的数目为0.1NA
C.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
D.2.8 g 14N2与12C16O的混合物含有的中子数目为1.4NA
答案 D
解析 A.0.1 ml CH4与过量Cl2光照下反应生成多种氯代甲烷的混合物,所以HCl分子数小于0.4NA,故A错误;B.K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2Oeq \\al(2-,7)+H2O2CrOeq \\al(2-,4)+2H+,所以1 L 0.1 ml·L-1的K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq \\al(2-,7)的数目小于0.1NA,故B错误;C.2.3 g Na与O2完全反应,钠元素化合价由0价升高为+1价,反应中转移的电子数为0.1NA,故C错误;D.2.8 g 14N2与12C16O的混合物含有的中子数目eq \f(2.8,28 g/ml)×14×NA=1.4NA,故D正确。
12.(2022·西北工大附中训练)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.2 g氘化锂(6LiD)中含中子数为NA
B.标准状况下,22.4 L CH3Cl所含C—H键数目为3NA
C.2 ml SO2和1 ml 18O2充分反应,产物中含18O原子数为2NA
D.标准状况下,1.12 L Cl2通入1 L 0.1 ml/L FeCl2溶液中,溶液中含Fe3+数目小于0.1NA
答案 C
解析 A.2 g氘化锂(6LiD)中含中子数为eq \f(2 g,8 g/ml)×4NA=NA,正确;B.标准状况下,22.4 L CH3Cl的物质的量为1 ml,所含C—H键数目为3NA,正确;C.SO2和18O2反应为可逆反应,产物中含18O原子数小于2NA,错误;D.标准状况下,1.12 L Cl2通入1 L 0.1 ml/L FeCl2溶液中生成0.1 ml Fe3+,由于Fe3+水解,所以溶液中含Fe3+数目小于0.1NA,正确。
13.(2022·嫩江期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.同温同压下,等质量的CO和N2所含原子数均为2NA
B.0.1 ml 12C18O2的中子数比质子数多0.4NA
C.向含1 ml FeI2的溶液中通入等物质的量的Cl2,转移的电子数为NA
D.足量的铜片与4 ml HNO3(浓)充分反应生成NO2的分子数为2NA
答案 B
解析 A.未指明CO和N2具体质量多少,无法计算原子数,A项错误;B.0.1 ml 12C18O2的中子数比质子数多0.4NA,B项正确;C.FeI2的溶液中通入等物质的量的Cl2,Cl2先和I-反应,Cl2+2I-===2Cl-+I2,1 ml FeI2的溶液中通入等物质的量的Cl2,转移的电子数为2NA,C项错误;D.随着反应的进行,浓硝酸变成了稀硝酸,生成气体为NO2和NO的混合物,NO2分子数小于2NA,D项错误。
14.(2022·福建四市联考)火箭采用偏二甲肼和四氧化二氮作为推进剂,发生如下反应:(CH3)2N—NH2+2N2O4===2CO2+4H2O+3N2。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.60 g偏二甲肼中含有的共价键数目为10NA
B.44 g C18O2所含质子数为22NA
C.反应生成1 ml CO2,转移的电子数为8NA
D.标准状况下22.4 L N2O4所含分子数为NA
答案 C
解析 A.60 g偏二甲肼的物质的量为eq \f(60 g,60 g/ml)=1 ml,每个分子含有11个共价键,含有共价键的数目为11NA,选项A错误;B.44 g C18O2的物质的量为eq \f(44 g,48 g/ml)=eq \f(11,12)ml,每个分子中含有22个质子,所含质子数小于22NA,选项B错误;C.反应(CH3)2N—NH2+2N2O4===2CO2+4H2O+3N2转移电子数为16,反应生成1 ml CO2,转移的电子数为8NA,选项C正确;D.存在平衡N2O42NO2,故标准状况下N2O4不是气体,选项D错误。
15.(2022·宣城调研)已知:K12CN+H14CNK14CN+H12CN。NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是( )
A.充分反应后,体系中只含有K14CN和H12CN
B.KCN的电子式为KCN
C.67 g 39K14C14N所含中子数为35NA
D.1 ml H12CN中含有共价键数目为2NA
答案 C
解析 A.反应为可逆反应,充分反应后,反应物和生成物共存,A错误;B.KCN为离子化合物,电子式为,B错误;C.67 g 39K14C14N的物质的量为1 ml,含中子数为35NA,C正确;D.1 ml H12CN中含有共价键4 ml,数目为4NA,D错误。
16.(2022·晋中调研)氰气[(CN)2]可用于有机合成,也用作消毒、杀虫的熏蒸剂,是“拟卤素”的一种,性质与氯气相似,可以与水发生反应:(CN)2+H2OHCN+HOCN。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.每生成1 ml HCN转移电子数为NA
B.1 ml (CN)2中含有的共价键数为6NA
C.标准状况下,11.2 L H2O中含有的原子数为1.5NA
D.常温下pH=6的HCN溶液中由水电离出的H+数为10-8NA
答案 A
解析 A.(CN)2与水反应生成HCN和HOCN,类似氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,所以每生成1 ml HCN转移电子数为NA,A正确;B.(CN)2的结构式为N≡C—C≡N,所以1 ml (CN)2中含有的共价键数为7NA,B错误;C.标准状况下,H2O不是气态,C错误;D.没有指明体积,无法计算氢离子数目,D错误。
17.(2022·宜春八校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.18 g Heq \\al(18,2)O含有的中子数为10NA
B.2 ml NO与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
C.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
D.1 L 1 ml· L-1 NaClO溶液中含有的ClO-数目为NA
答案 C
解析 A.Heq \\al(18,2)O的中子数等于0+(18-8)=10,18 g Heq \\al(18,2)O含有的中子数为eq \f(18,20)×10=9NA ,不正确;B.NO和O2在密闭容器中充分反应后生成二氧化氮,二氧化氮会生成四氧化二氮,故不能计算反应后的分子数,不正确;C.标准状况下11.2 L CH4的物质的量为0.5 ml,22.4 L Cl2的物质的量为1 ml,两种物质在光照下发生取代反应,反应前后分子数不变,故分子数为1.5NA,正确;D.1 L 1 ml· L-1 NaClO溶液中因为次氯酸根离子发生水解导致ClO-的数目小于NA,不正确。
18.(2022·清远质检)已知4KMnO4+6H2SO4+5HCHO===4MnSO4+5CO2↑+11H2O+2K2SO4,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1 ml·L-1的K2SO4溶液中所含的离子总数为0.3NA
B.1 ml甲醛(HCHO)中所含共用电子对总数为3NA
C.100 g质量分数为98%的H2SO4溶液中含有的氧原子总数为4NA
D.常温下,若该反应生成气体4.4 g,则反应中转移的电子数为0.4NA
答案 D
解析 A.根据N=cVNA,没有给出0.1 ml·L-1的K2SO4溶液的体积,无法计算,A错误;B.HCHO的结构式为,1 ml甲醛(HCHO)中所含共用电子对总数为4NA,B错误;C.H2SO4溶液由溶质硫酸和溶剂水两部分组成,H2SO4中氧原子数目为n(O)=eq \f(100 g×98%,98 g/ml)×4NA,溶剂水中的氧为n(O)=eq \f(100 g×2%,18 g/ml)×NA=eq \f(1,9)NA,100 g质量分数为98%的H2SO4溶液中含有的氧原子总数大于4NA,C错误;D.4.4 g气体的物质的量eq \f(4.4 g,44 g/ml)=0.1 ml,反应中锰的化合价由+7价降低为+2价,碳的化合价由0价升高为+4价,转移电子为20e-,根据反应和电子转移,可得5CO2~20e-,反应中转移的电子数为0.1 ml×4NA=0.4NA,D正确。
19.(2022·成都诊断)某科学小组构想用锂元素的转化过程来持续合成氨,原理如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2 g 14N2和16O2的混合气体中含有质子数目为NA
B.22.4 L N2与过量锂反应断裂的N≡N键的数目为NA
C.1 ml Li3N与过量水反应,收集的气态氨分子数目为NA
D.0.1 ml·L-1 LiOH溶液中含有阴、阳离子总数为0.2NA
答案 A
解析 A.14N2的摩尔质量为28 g/ml,1个分子中含有14个质子,16O2的摩尔质量为32 g/ml,1个分子中含16个质子,设混合气体中14N2为x g,16O2为(2-x) g,则2 g 14N2和16O2的混合气体含有质子数目为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x g,28 g·ml-1)×14+\f((2-x) g,32 g·ml-1)×16))×NA ml-1=NA,A正确;B.未告知N2所处的状态,无法计算22.4 L N2的物质的量,也就无法计算与过量锂反应断裂的N≡N键的数目,B错误;C.根据反应Li3N+3H2O===3LiOH+NH3↑可知1 ml Li3N与过量水反应,生成NH3的物质的量为1 ml,但由于NH3极易溶于水,故收集的气态氨分子数目小于NA,C错误;D.未告知溶液的体积,无法计算0.1 ml·L-1 LiOH溶液中含有阴、阳离子总数,D错误。
20.(2022·云南联考)捕获二氧化碳是碳中和技术之一,如图是捕获二氧化碳生成甲酸的过程,N(C2H5)3性质与NH3类似。若NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.若有22.4 L CO2参与反应,则拆开CO2分子中共用电子对的数目为4NA
B.0.1 ml N(C2H5)3与盐酸恰好完全反应所得盐溶液中[N(C2H5)3H]+的数目为0.1NA
C.每生成1 ml甲酸,该捕获过程中转移的电子数为2NA
D.1 ml甲酸和足量乙醇充分反应后,生成甲酸乙酯的数目为NA
答案 C
解析 A.气体状况未知,无法计算二氧化碳物质的量和拆开电子对数,A错误;B.N(C2H5)3性质与NH3类似,则[N(C2H5)3H]+与NHeq \\al(+,4)性质相似,[N(C2H5)3H]+为弱离子,水溶液中部分水解,所以0.1 ml该物质与盐酸恰好完全反应生成的盐溶液中,[N(C2H5)3H]+的数目小于0.1NA,B错误;C.该反应是氧化还原反应,C元素化合价由+4价降到+2价,每生成1 ml 甲酸,转移的电子数为2NA,C正确;D.由于酯化反应是一个可逆反应,1 ml甲酸和足量乙醇充分反应后,1 ml甲酸不可能完全转化,则生成甲酸乙酯的数目小于NA,D错误。
示例
错因分析
1.常温常压下,22.4 L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA
非标准状况
2.在pH=13的NaOH溶液中OH-的数目为0.1×6.02×1023
溶液的体积未知
3.密闭容器中2 ml SO2与1 ml O2充分反应,产物的分子数为2NA
可逆反应,反应物不可能消耗完
4.含2 ml硫酸的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA
浓度变化,导致反应停止
5.2 L 1 ml·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为2NA
盐的水解、弱电解质的电离是可逆的
总结:一防“标准状况非气体”,二防“只有浓度缺体积”,三防“溶剂粒子被忽视”,四防“胶体微粒、聚合物”,五防“阴阳离子能水解”,六防“弱电解质部分电离”,七防“可逆反应未到底”,八防“浓度变化、反应停止(或反应改变)”,九防“特殊物质特殊结构”。
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