高考中的阿伏伽德罗常数

河北省宣化县第一中学 栾春武

 

 

 

单位物质的量的物质含有的粒子数叫阿伏伽德罗常数，符号是N_A，单位mol^－1，它与0.012 kg ¹²C所含碳原子数相等，大约为6.02×10²³。

 

阿伏伽德罗常数（N_A）是历年高考的热点，经久不衰，常常在考题中有意设置一些极易疏忽的干扰因素。在分析解答这类问题时，要特别注意以下几点：

 

① 状态问题：如水在标况下是为液体或固体；SO₃在标况下是固体，通常状况下是液体；而戊烷及碳原子数大于五的低碳烃，在标况下为液态或固态。

 

② 特殊物质分子中的原子个数，如稀有气体均为单原子分子，O₃、P₄、S₈为多原子分子等。

 

③ 特殊物质的摩尔质量，如D₂O、T₂O、³⁷Cl₂等。

 

④ 特殊物质中的化学键的数目如Si、SiO₂、P₄、P₂O₅等

 

⑤ 某些离子如Fe³⁺、Al³⁺，还有某些原子团如NH₄⁺、HCO₃^－ 在水溶液中发生水解，使其数目减少。

 

⑥ 特殊的氧化还原反应中，转移电子数目的计算，如Na₂O₂ + H₂O、H₂S + SO₂等。

 

⑦ 凡是用到22.4 L·mol^－1时，要注意是否处于标况下。

 

⑧ 物质的量与各量之间的关系：

n＝ ＝ ＝ ＝ ＝ cV

 

⑨ 认真读题，检查题给条件是否齐全。

 

【例题1】（2010上海高考）N_A表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是

A．等物质的量的N₂和CO所含分子数均为N_A

B．1.7 g H₂O₂中含有的电子数为0.9 N_A

C．1 mol Na₂O₂ 固体中含离子总数为4 N_A 

D．标准状况下，2.24 L戊烷所含分子数为0.1 N_A

 

解析：阿伏伽德罗常数是指1 mol任何微粒中含有的微粒数，A选项中的等物质的量不一定是1 mol，故错；H₂O₂的相对分子质量为34，故其1.7 g的物质的量为0.05 mol，其每个分子中含有的电子为18个，则其1.7 g中含有的电子的物质的量为0.9 mol，数目为0.9 N_A，因此B对；Na₂O₂固体中，含有的是Na⁺ 和O₂^2－两种离子，1 mol固体中含有3 mol离子，故其中的离子总数为3N_A，因此C错；戊烷在标准状况下为液态，故其2.24 L不是0.1mol，因此D错。

答案：B

 

【例题2】（2010广东高考）设 N_A为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是

A. 16 g CH₄中含有4N_A个C－H键

B. 1 mol/L NaCl溶液含有N_A个Na⁺

C. 1 mol Cu和足量稀硝酸反应产生 N_A个NO分子

D. 常温常压下，22.4 L CO₂中含有 N_A个CO₂分子

 

解析：每个CH₄中含有4个C－H键，故16g CH₄（1mol）中含有4N_A个C－H键，A正确；没有告诉溶液的体积，无法知道NaCl的物质的量，故B错；根据化学方程式知1 mol Cu～2 mol NO，故C错；常温常压下，22.4 L CO₂不是1 mol。

 

答案：A

 

【例题3】（2010山东高考）¹⁶O和¹⁸O是氧元素的两种核素，N_A表示阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是

A. ¹⁶O₂与¹⁸O₂互为同分异构体

B. ¹⁶O与¹⁸O核外电子排布方式不同

C. 通过化学变化可以实现¹⁶O与¹⁸O间的相互转化

D. 标准状况下，1.12 L¹⁶O₂和1.12 L¹⁸O₂均含有0.1N_A个氧原子

 

解析：A中的物质是同一种物质，都是氧气，故A错；B中的两种氧原子的电子数相等，核外电子排布方式也相同，故B错；¹⁶O与¹⁸O之间的转化，属于原子核的变化，不是化学变化，故C错；1.12 L标准状况下O₂的物质的量为0.05 mol，含有氧原子数为0.1N_A，故D正确。

答案：D

 

【例题4】（2010福建高考）N_A表示阿伏伽德罗常数，下列判断正确的是

A．在18g ¹⁸O₂中含有N_A个氧原子

B．标准状况下，22.4 L空气含有N_A个单质分子

C．1 mol Cl₂参加反应转移电子数一定为2N_A

D．含N_A个Na⁺ 的Na₂O溶解于1L水中，Na⁺ 的物质的量浓度为1mol/L

 

解析：A选项，18g ¹⁸O₂正好是0.5 mol，一个氧分子正好含有两个氧原子，所以氧原子的物质的量为1 mol，即为1N_A；B选项，空气是混合物，因此错误；C选项，在氯气与水的反应中，1 mol Cl₂ 就只转移1N_A的电子；D 所得溶液中含N_A个Na⁺，可得氢氧化钠的物质的量为1 mol，但这时候溶液不是1 L，所以物质的量浓度不是1 mol/L。

答案：A

 

【例题5】（2010四川高考）N_A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二氯甲烷的分子数约为N_A个

B. 盛有SO₂的密闭容器中含有N_A个氧原子，则SO₂的物质的量为0.5 mol

C. 17.6 g丙烷中所含的极性共价键为4N_A个

D. 电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2N_A个，则阳极质量减少64 g

 

解析：二氯甲烷在标况下为液态，22.4 L不一定为1 mol，A项错误；1 mol SO₂中含有氧原子2 mol，故含有N_A个氧原子的SO₂的物质的量为0.5mol，B项正确；17.6 g丙烷的物质的量为0.4 mol，1mol丙烷中含有极性键8 mol，故0.4 mol中含有极性键3.2 mol，为3.2 N_A个，C项错误；精炼铜时，阳极为粗铜，当转移2mol电子时，阳极消耗的质量不一定为64  g，所含杂质也要失去电子，故D项错误。

 

答案：B

 

【例题6】（2010江苏高考）设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是

A．常温下，1 L 0.1 mol/L的NH₄NO₃溶液中氮原子数为0.2 N_A

B．1 mol羟基中电子数为10N_A

C．在5I^－ + IO₃^－ + 6H⁺ ₌₌₌ 3 I₂ + 3H₂O反应中，每生成3 mol I₂转移的电子数为6 N_A

D．常温常压下，22.4 L乙烯中C－H键数为4N_A

 

解析：A选项，无论NH₄⁺ 是否水解，根据元素守恒正确；B选项，1mol羟基中有9N_A个电子因此错误；C选项，在该反应中，每生成3 mol I₂,转移5N_A个电子；D选项，常温常压下，气体摩尔体积V_m不是22.4 L/mol。综上分析得知，本题选A项。

 

答案：A

 

点评：在进行判断时首先要以“物质的量”为中心；以“标准状况”和“气体”这两个前提为基本条件（混合气体也适用）；明确“三个关系”：①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子（原子、电子）数目间的关系；②摩尔质量与相对分子质量的关系；③强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子（分子或离子）数之间的关系。搞清“两个无关”物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关；物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关（但溶质粒子数的多少与溶液体积有关）。

 

结合阿伏伽德罗常数为N_A，判断一定量的物质所含有的某种粒子数目的多少，是高考命题的热点之一，在近几年的各种高考试题中保持了相当强的连续性。这种题型所涉及的内容非常丰富，在备考复习时应多加注意，强化训练，并在平时的复习中注意知识的积累和总结。

 

补充练习：

 

【练习1】（2009上海高考）

N_A代表阿伏加德罗常数。下列有关叙述正确的是

A．标准状况下，2.24 L H₂O含有的分子数等于0.1N_A

B．常温下，100 mL 1 mol/L Na₂CO₃溶液中阴离子总数大于0.1N_A

C．分子数为N_A的CO、C₂H₄混合气体体积约为22.4L，质量为28 g

D．3.4 g NH₃中含N—H键数目为0.2N_A

 

解析：标准状况下，水是液体，A项错。由碳酸根离子水解的离子方程式可知，水解引起阴离子数目增多，B项正确。C项没有指明条件，22.4 L并不一定是1 mol，但该混合气体的质量为28 g是正确的，故C错误。1分子NH₃中含3个N—H共价键，3.4 g氨气中含N—H数目为0.6N_A ，D项错。

答案：B

 

【练习2】（2009浙江高考）

用N_A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，5.6 L一氧化氮和5.6 L氧气混合后的分子总数为0.5N_A

B．1 mol乙烷分子含有8N_A个共价键

C．58.5 g的氯化钠固体中含有N_A个氯化钠分子      

D．在1 L 0.1 mol·L^－1碳酸钠溶液中，阴离子总数大于0.1 N_A

 

^解析： NO与O₂混合后会发生反应，分子数将减少，故A项错；乙烷中含有7个共价键，可以写出乙烷的结构式数，故B项错；氯化钠为离子晶体，不存在小分子，因此C项错；CO₃^2－水解，1 mol可以水解生成2 mol OH－，故阴离子总数变大， D正项确。

 

答案：D

 

【练习3】（09年广东理基）设N_A代表阿伏加德罗常数（N_A）的数值，下列说法正确的是

A．22.4 L Cl₂中含有N_A个C1₂分子

B．1 L 0.1 mol·L^－1 Na₂SO₄溶液中有0.1 N_A个Na⁺

C．1 mol H₂与1 mol C1₂反应生成N_A个HCl分子

D．1 mol Ca变成Ca²⁺ 时失去的电子数为2N_A

 

解析：A选项中没有指明条件是否为标准状况，因此选项A错误；B选项中Na⁺

的物质的量为0.2 mol，因此Na+

应为0.2N_A个，故选项B错误；C选项中H₂和Cl₂反应的化学方程式为H₂＋Cl₂ === 2HCl，因此1 mol H₂与1 mol C1₂反应生成2N_A个HCl分子，故选项C错误；D选项中Ca失电子的反应为Ca－2e^－=== Ca^2＋，因此1 mol Ca失去2N_A个电子变成Ca²⁺。所以D选项正确。

 

答案：D

 

【练习4】

（09年江苏化学）用N_A表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是

A．25℃时，pH＝13的1.0L Ba(OH)₂溶液中含有的OH^－数目为0.2N_A

B．标准状况下，2.24 L Cl₂与过量稀NaOH溶液反应，转移的电子总数为0.2N_A

C．室温下，21.0 g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5N_A

D．标准状况下，22.4 L 甲醇中含有的氧原子数为1.0N_A

 

解析：pH＝13，c(H⁺)＝1×10^－13mol·L^－1，则c(OH^－)＝1×10^－1mol·L^－1，所以

n(OH^－) ＝ n(OH^－)×V ＝1×10^－1mol·L^－1×1 L＝0.1mol，所以N(OH^－)＝0.1N_A，故A选项错误；B项发生的化学反应方程式为Cl₂ + 2NaOH ₌₌₌ NaCl+NaClO+H₂O（该反应为歧化反应），n(Cl₂)＝0.1 mol，那么转移电子的数目应该为0.1N_A故B选项错误；乙烯和丁烯的最简式都是CH₂，则n(CH₂)＝＝1.5 mol，所以n(C)＝01.5mol，N(C)＝1.5 N_A，因此C项正确；由于标准状况下甲醇为液态，所以甲醇的物质的量不是1 mol，则所含有的氧原子个数也不为N_A，故D项错误。

答案：C

 

【练习5】（09年山东理综）下列关于氯的说法正确的是

A．Cl₂具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂

B．若35 17Cl、若37 17Cl为不同的核素，有不同的化学性质

C．实验室制备Cl₂，可用排饱和食盐水集气法收集

D．1.12 L Cl₂含有1.7N_A个质子（N_A表示阿伏伽德罗常数）

 

解析：氯气与水的反应既是氧化剂也是还原剂，因此A选项错误；同一元素的不同核素化学性质几乎完全相同而物理性质不同，故B选项错误；D选项中Cl₂的体积未指明是标准状况，因而D选项错误。实验室制备Cl₂，即可用排饱和食盐水集气法收集也可用口向上排空气法收集，故C正确。

答案：C

 

【练习6】（09年海南化学）下列叙述正确的是（用N_A代表阿伏加德罗常数的值）

A．2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1N_A

B．1 mol HCl气体中的粒子数与0.5 mo1/L盐酸中溶质粒子数相等

C．在标准状况下，22.4 L CH₄与18 g H₂O所含有的电子数均为10 N_A

D．CO和N₂为等电子体，22.4 L的CO气体与lmol N₂所含的电子数相等

 

解析：A中镁为0.1 mol，失去的电子数为0.2 N_A；B中盐酸无体积，不能计算出粒子数；D选项中使用气体摩尔体积没有明确是否在标准状况下。

答案：C

 

【练习7】（09年福建理综）设N_A为阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是

A．24 g镁的原子最外层电子数为N_A

B．1 L 0.1 mol·L^－1乙酸溶液中H⁺ 数为0.1N_A

C．1 mol甲烷分子所含质子数为10N_A

D．标准状况下，22.4L乙醇的分子数为N_A

 

解析：镁原子的最外层电子数为2，故A项错误；乙酸为弱电解质，部分电离， H⁺ 小于0.1 N_A，故B项错误；CH₄的质子数为10，C项正确；乙醇标状下不是气体，故D项错误。

答案：C

 

【练习8】（09年广东化学）设N_A 代表阿伏加德罗常数（N_A ）的数值，下列说法正确的是

A．1 mol 硫酸钾中阴离子所带电荷数为N_A

B．乙烯和环丙烷（C₃H₆  ）组成的28 g混合气体中含有3N_A 个氢原子

C．标准状况下，22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为N_A

D．将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中，所得溶液含有0.1N_A  Fe³⁺

 

解析： K₂SO₄中阴离子为硫酸根，1 mol硫酸根所带电荷为2 mol，故A错误。乙烯和C₃H₆的最简式相同均为CH₂，28 g混合气有2 mol CH₂，所以含4 mol H原子，故B错误。Fe³⁺ 在溶液中发生水解，0.1mol FeCl₃溶液中，Fe³⁺ 的物质的量要小于0.1 mol，故D错误。

 

答案：C

 

【练习9】（09年宁夏理综）将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2 L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为

A．NO₂        B．N₂O₂            C．N₂O            D．N₂O₄

 

解析：根据2N_xO_y+2yCu ＝2yCuO + xN₂，以及题中数据反应后气体体积为反应前气体体积的一半，可以得到x ＝ 1，因此只有A选项符合题意。

答案：A