阿伏加德羅常數是中學化學中的一個重要知識點,它將微觀粒子的數目與宏觀物質的物質的量聯系起來并貫穿高中化學的始終,是各類考試的熱點、難點問題。在解決此類問題時,關鍵在于對其中的一些隱蔽條件的發掘,現以2010年高考試題為例加以說明。
例1(2010年福建·7題)NA表示阿伏伽德羅常數,下列判斷正確的是()
A. 在18g18O2中含有NA個氧原子
B. 標準狀況下,22.4L空氣含有NA個單質分子
C. 1 mol Cl2參加反應轉移電子數一定為2NA
D. 含NA個Na+的Na2O溶解于1L水中,Na+的物質的量濃度為1mol·L-1
解析:本題考查阿伏加德羅常數為載體的化學知識,屬于中檔題。A項,含有氧原子的物質的量為:×2=1mol,正確;B項,空氣為混合物,包括的氣體不僅有單質,還有化合物,錯誤;C項,1mol Cl2與堿反應,只轉移1mol 電子,錯誤;D項,配成1L溶液,不是指1L水,錯誤。
易錯警示:阿伏加德羅常數與同位素的綜合考查時,要注意不同同位素原子之間的聯系,核電荷數、核外電子數不變,中子數、質量數等發生改變;Cl2等化合價多變物質氧化還原反應的電子轉移問題需要考慮全面。
例2(2010年上海·14題)下列判斷正確的是()
A. 測定硫酸銅晶體中結晶水含量時,灼燒至固體發黑,測定值小于理論值
B. 相同條件下,2mol氫原子所具有的能量小于1mol氫分子所具有的能量
C. 0.1 mol·L-1的碳酸鈉溶液的pH大于0.1 mol·L-1的醋酸鈉溶液的pH
D. 1L 1 mol·L-1的碳酸鈉溶液吸收SO2的量大于1L mol·L-1硫化鈉溶液吸收SO2的量
解析:此題考查了實驗操作、化學反應中的能量變化、溶液的pH、元素化合物等知識。測定硫酸銅晶體中結晶水含量時,灼燒至固體發黑,說明部分硫酸銅分解生成了氧化銅,測定值大于理論值,A錯誤;氫原子轉化為氫分子,形成化學鍵放出能量,說明2mol氫原子的能量大于1mol氫分子,B錯誤;碳酸的酸性弱于醋酸,故此相同濃度的碳酸鈉溶液的pH大于醋酸鈉溶液,C正確;1L 1mol·L-1的溶液中含有溶質1mol,前者發生:Na2CO3+SO2+H2O=2NaHSO3+CO2↑;后者發生:2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓;分析可知,很明顯后者大于前者,D錯誤。
易錯警示:此題解答是的易錯點有二:一是對化學鍵的形成斷開和吸熱放熱的關系不清,要能夠準確理解斷鍵吸熱成鍵放熱;二是忽視亞硫酸的酸性強于氫硫酸,不能準確判斷硫化鈉中通入二氧化硫時要生成氫硫酸,造成氫硫酸和亞硫酸能發生氧化還原反應生成單質硫。
例3(2010年廣東·8題)設NA為阿伏加德羅常數的數值,下列說法正確的是()
A . 16gCH4中含有4NA個C-H鍵
B. 1 mol·L-1溶液含有NA個Na+
C. 1mol Cu和足量稀硝酸反應產生NA個NO分子
D. 常溫常壓下,22.4L CO2中含有NA個CO2分子
解析:本題考查阿伏加德羅常數。16g(即1mol)甲烷中含有4NA個C-H鍵,A選項正確;溶液中的Na+數目除濃度外還需要體積,B選項錯誤;結合方程式3Cu + 8H+ +NO-3=3Cu+2+ 2NO↑ + 4H2O,1molCu反應只能得到2/3molNO,C選項錯誤;常溫下氣體摩爾體積為24.8L/mol,故22.4L氣體的物質的量小于1mol,D選項錯誤。
易錯警示:氣體摩爾體積研究的是氣體物質在標況下的體積問題。在具體物理量討論時,需要把握該物理量的值與物質的量之間的轉化是否會受到外界條件的影響。質量、粒子的個數等與外界條件無關。
例4(2010年江蘇·5題)設NA為阿伏加德羅常數的值,下列敘述正確的是()
A. 常溫下,1L0.1mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子數為0.2NA
B. 1mol羥基中電子數為10NA
C. 在反應中,每生成3molI2轉移的電子數為6NA
D. 常溫常壓下,22.4L乙烯中C─H鍵數為4NA
解析:考查阿伏加德羅常數的相關內容。B選項羥基中有氧原子和一個氫原子,所以是9電子微粒,錯誤;C選項碘酸根離子轉化為碘單質轉移電子數為5,同時由5個碘離子也轉化為0價碘,所以C選項錯誤;D選項氣體的狀態并不是在標準狀況下,22.4L氣體的物質的量小于1mol,所以C-H鍵數目應小于4NA,D選項錯誤。應該選A。
易錯警示:結合阿伏伽德羅常數為NA,判斷一定量的物質所含有的某種粒子數目的多少,是高考命題的熱點之一,在近幾年的各種高考試題中保持了相當強的連續性。這種題型所涉及的指示非常豐富,學生在備考復習時應多進行強化訓練,并在平時的復習中注意知識的積累和總結。