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题型突破3　NA应用的陷阱设置
1.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
2.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。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,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
4.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的数目为1.0NA
5.(2023·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是(　　)
A.1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
C.体积为1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HC数目为NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
常考陷阱总结
1.忽视气体摩尔体积的适用条件、忽视物质的聚集状态
如标况下CCl4、CHCl3、CH2Cl2、NO2、SO3、CH3OH、HF、苯、汽油、环己烷不是气体。
2.忽视原子结构中核素的计算关系
如:D2O的中子数是10,N的电子数是10,He是单原子分子。
3.没有正确理解物质的组成微观结构
如NaCl是由Na+、Cl-构成的,HCl的构成微粒是分子。
4.错记特殊物质的化学键
如:苯中无双键,1 mol金刚石中有2 mol C—C,1 mol SiO2中有4 mol Si—O。
5.混淆某些氧化还原反应中电子转移数目
Fe、Cu与Cl2反应生成FeCl3、CuCl2,与S反应生成FeS、Cu2S;Na2O2与H2O、CO2的反应、Cl2与碱液(常温)的反应是歧化反应,1 mol Na2O2、Cl2转移电子数分别为NA。
6.忽视可逆反应
常见的可逆反应有N2+H2、SO2+O2、H2+I2、NO2和N2O4的转化、PCl3+Cl2、Fe3++I-、Cl2+H2O、酯化反应等。
7.忽视电解质溶液中因离子的电离或水解造成微粒数目的变化
常见的弱酸有CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3等;易水解的离子有N、Fe3+、Cu2+、Fe2+、CH3COO-、C、HC、ClO-、S、F-等。
8.忽视胶体粒子的组成
胶体离子是胶团,如1 mol FeCl3水解生成的Fe(OH)3胶体离子数小于NA。
9.忽视溶液的体积及溶剂水中的氧原子或氢原子
对点训练
1.NA在计算粒子数目中的应用
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的阴离子数为2NA(　　)
(3)1 mol —OH中含有的电子数为10NA(　　)
(4)18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA(　　)
(5)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA(　　)
(6)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA(　　)
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子数均为NA(　　)
(9)1 mol C2H6含有的电子数为18NA(　　)
(10)0.1 mol S2Cl2的质子数为3.3NA(　　)
①因同位素而造成的摩尔质量不同的物质(如H2O、D2O组成的物质)需分别计算。
②对最简式相同的混合物,按最简式来计算(如乙烯、丙烯和环丁烷,它们的最简式都是CH2)。
③最简式不同的物质要分别计算。
2.NA在计算化学键或电子对数目中的应用
(1)1 mol苯中含有的碳碳双键数为3NA(　　)
(2)1 mol白磷中含有的P—P的数目为4NA(　　)
(3)1 mol金刚石(或晶体硅)中含有C—C(或Si—Si)的数目为4NA(　　)
(4)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤电子对数为0.2NA(　　)
(5)34 g呋喃()中含有的极性键数目为3NA(　　)
(6)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ键的数目为12NA(　　)
(7)1 mol烷烃(通式为CnH2n+2)含有共价键数目为(3n+1)NA(　　)
①苯环中不含碳碳双键。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金刚石(晶体硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥单键为σ键,双键中有1个σ键、1个π键,三键中有1个σ键、2个π键。如在H—C≡N中含有2个σ键,2个π键,1个孤电子对。
3.NA在计算电子转移数目中的应用
(1)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA(　　)
(2)1 mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA(　　)
(3)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(　　)
(4)反应KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2转移电子的总数为2NA(　　)
(5)2S2Cl2+2H2O===SO2+3S↓+4HCl中,生成4 mol HCl转移电子3NA(　　)
特别提醒:①注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1 mol氧气转移2 mol电子。
②铁与单质硫、单质碘、非氧化性酸反应,1 mol铁参与反应转移2 mol电子。
③1 mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3 mol电子。
思维建模:解答阿伏加德罗常数类题目的三步骤
1.(2024·重庆九龙坡阶段练)SiO2可与氢氟酸反应生成SiF4,也可与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,还可被还原得到制造芯片的Si。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子数为9NA
B.标准状况下,33.6 L HF中含有的质子数为15NA
C.28 g晶体硅中含的Si—Si键数目为2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数为6NA
2.(2024·辽宁锦州阶段练)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.反应①中物质的氧化性:Br2>Cl2
B.标准状况下,11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子数为0.5NA
D.反应②生成28.4 g Cl2时,还原产物分子数为0.05NA
3.(2024·重庆一模)已知反应:Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O,NA为阿伏加德罗常数的值,若反应消耗了28 g Fe粉(HNO3足量)。下列说法正确的是(　　)
A.所得溶液中Fe3+数目为0.5NA
B.收集到的NO2分子数为1.5NA
C.转移的电子数为1.5NA
D.生成的H2O含共价键数为2NA
4.(2024·重庆阶段练习)冰晶石(Na3AlF6)主要用作铝电解的助熔剂,它的制备原理为6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3===Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol冰晶石中含有6NA个σ键
B.电解Al2O3制Al过程中,每产生6.4 g O2,转移0.4NA个电子
C.加热分解NaHCO3固体,每减少4.65 g,产生3.36 L气体
D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中阴离子数目大于0.2NA
5.(2024·甘肃天水一模)锅炉水中有溶解氧时,会对锅炉的炉体造成腐蚀。工业上用N2H4除去锅炉水中氧的一种反应机理如图所示,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含0.1NA个OH-
B.标准状况下11.2 L H2O中含0.5NA个质子
C.除去氧时每消耗16 g N2H4转移2NA个电子
D.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有4NA个σ键
6.(2024·山东威海一模)磷烷(PH3)是集成电路、太阳能电池等电子工业生产的原材料。工业上制备PH3的反应原理为P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(　　)
A.常温下pH=13的NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的数目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共价键的数目为0.6NA
D.每转移3个电子,生成 g磷烷
7.(2024·江西赣州质检)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化剂作用下将X转化成Y的反应过程如下。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.X→Y的反应类型为取代反应
B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子数为18NA
C.等物质的量的X与Y,Y比X多NA个σ键
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均为sp2杂化
题型突破3　NA应用的陷阱设置
1.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
答案　A
解析　N中N为+3价,X、Y均为氮氧化物,由题图可知,N经三步还原转化为N2,则X为NO,Y为N2O,标准状况下2.24 L NO和N2O混合气体的物质的量为0.1 mol,故氧原子数为0.1NA,A项正确;由HNO2的电离常数知,HNO2为弱酸,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中,由于N发生水解,故N数小于0.1NA,B项错误;NH2OH转化为N时,N由-1价升高为+3价,3.3 g NH2OH的物质的量为0.1 mol,完全转化为N时,转移的电子数为0.4NA,C项错误;1个N2分子中含有10个价电子,2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,含有的价电子数为NA,D项错误。
2.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
答案　A
解析　CO2的结构式为O==C==O,44 g(1 mol)CO2中σ键的数目为2NA,A正确;KO2晶体中含有的离子为K+、,故1 mol KO2晶体中离子数目为2NA,B错误;该溶液中K2CO3的物质的量为1 mol,由于C在溶液中发生水解反应,故溶液中C的数目小于NA,C错误;根据题给反应可知,KO2产生O2时,O的化合价由-升高为0,故存在关系式O2~e-,则转移1 mol电子时,生成1 mol O2,即生成O2的数目为NA,D错误。
3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。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,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
答案　D
解析　二氧化硫在标准状况下为气体,11.2 L二氧化硫为0.5 mol,其原子总数为1.5NA,A错误;亚硫酸根离子在溶液中会水解,故亚硫酸根离子数目小于0.01NA,B错误;反应①为2H2S+SO2===3S↓+2H2O,则3.4 g (0.1 mol)硫化氢反应生成的硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②为3S+6OH-===2S2-+S+3H2O,每3 mol S发生反应转移4 mol电子,其中2 mol S被还原,则每生成1 mol还原产物S2-,转移2 mol电子,即转移电子数目为2NA,D正确。
4.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的数目为1.0NA
答案　A
解析　A.异丁烷的结构式为,1 mol异丁烷分子含有13NA共价键,所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;B.在标准状况下SO3为固态,不能计算出2.24 L SO3物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;C.pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01 mol·L-1,则1.0 L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;D.Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中C会发生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的数目小于1.0NA,D错误。
5.(2023·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是(　　)
A.1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
C.体积为1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HC数目为NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
答案　D
解析　A.铵根中存在4个N-H共价键,1 mol NH4Cl 含有的共价键数目为4NA,A错误;B.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B错误;C.NaHCO3===Na++HC,HC会发生水解和电离,则含1 mol NaHCO3的溶液中HC数目小于NA,C错误;D.NaCl 和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物总的物质的量为1 mol,质子数为28NA,D正确。
命题立意:试题以学生熟知的阿伏加德罗常数为素材,主要考查物质的组成与结构、化学反应的实质、以物质的量为核心的计算等必备知识。
常考陷阱总结
1.忽视气体摩尔体积的适用条件、忽视物质的聚集状态
如标况下CCl4、CHCl3、CH2Cl2、NO2、SO3、CH3OH、HF、苯、汽油、环己烷不是气体。
2.忽视原子结构中核素的计算关系
如:D2O的中子数是10,N的电子数是10,He是单原子分子。
3.没有正确理解物质的组成微观结构
如NaCl是由Na+、Cl-构成的,HCl的构成微粒是分子。
4.错记特殊物质的化学键
如:苯中无双键,1 mol金刚石中有2 mol C—C,1 mol SiO2中有4 mol Si—O。
5.混淆某些氧化还原反应中电子转移数目
Fe、Cu与Cl2反应生成FeCl3、CuCl2,与S反应生成FeS、Cu2S;Na2O2与H2O、CO2的反应、Cl2与碱液(常温)的反应是歧化反应,1 mol Na2O2、Cl2转移电子数分别为NA。
6.忽视可逆反应
常见的可逆反应有N2+H2、SO2+O2、H2+I2、NO2和N2O4的转化、PCl3+Cl2、Fe3++I-、Cl2+H2O、酯化反应等。
7.忽视电解质溶液中因离子的电离或水解造成微粒数目的变化
常见的弱酸有CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3等;易水解的离子有N、Fe3+、Cu2+、Fe2+、CH3COO-、C、HC、ClO-、S、F-等。
8.忽视胶体粒子的组成
胶体离子是胶团,如1 mol FeCl3水解生成的Fe(OH)3胶体离子数小于NA。
9.忽视溶液的体积及溶剂水中的氧原子或氢原子
对点训练
1.NA在计算粒子数目中的应用
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的阴离子数为2NA(　　)
(3)1 mol —OH中含有的电子数为10NA(　　)
(4)18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA(　　)
(5)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA(　　)
(6)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA(　　)
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子数均为NA(　　)
(9)1 mol C2H6含有的电子数为18NA(　　)
(10)0.1 mol S2Cl2的质子数为3.3NA(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ (6)√　(7)√　(8)√　(9)√　(10)×
①因同位素而造成的摩尔质量不同的物质(如H2O、D2O组成的物质)需分别计算。
②对最简式相同的混合物,按最简式来计算(如乙烯、丙烯和环丁烷,它们的最简式都是CH2)。
③最简式不同的物质要分别计算。
2.NA在计算化学键或电子对数目中的应用
(1)1 mol苯中含有的碳碳双键数为3NA(　　)
(2)1 mol白磷中含有的P—P的数目为4NA(　　)
(3)1 mol金刚石(或晶体硅)中含有C—C(或Si—Si)的数目为4NA(　　)
(4)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤电子对数为0.2NA(　　)
(5)34 g呋喃()中含有的极性键数目为3NA(　　)
(6)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ键的数目为12NA(　　)
(7)1 mol烷烃(通式为CnH2n+2)含有共价键数目为(3n+1)NA(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ (6)√　(7)√
①苯环中不含碳碳双键。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金刚石(晶体硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥单键为σ键,双键中有1个σ键、1个π键,三键中有1个σ键、2个π键。如在H—C≡N中含有2个σ键,2个π键,1个孤电子对。
3.NA在计算电子转移数目中的应用
(1)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA(　　)
(2)1 mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA(　　)
(3)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(　　)
(4)反应KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2转移电子的总数为2NA(　　)
(5)2S2Cl2+2H2O===SO2+3S↓+4HCl中,生成4 mol HCl转移电子3NA(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
特别提醒:①注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1 mol氧气转移2 mol电子。
②铁与单质硫、单质碘、非氧化性酸反应,1 mol铁参与反应转移2 mol电子。
③1 mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3 mol电子。
思维建模:解答阿伏加德罗常数类题目的三步骤
1.(2024·重庆九龙坡阶段练)SiO2可与氢氟酸反应生成SiF4,也可与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,还可被还原得到制造芯片的Si。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子数为9NA
B.标准状况下,33.6 L HF中含有的质子数为15NA
C.28 g晶体硅中含的Si—Si键数目为2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数为6NA
答案　C
解析　A.不知道HF和DF的比例,无法计算,错误;B.标准状况下HF是液态,不能用22.4 L/mol计算33.6 L HF物质的量,错误;C.1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,28 g晶体硅中含的Si—Si键数目为2NA,正确;D.Na2SiO3溶液中除Na2SiO3外,水中还含有O原子,即1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数大于6NA,错误。
2.(2024·辽宁锦州阶段练)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.反应①中物质的氧化性:Br2>Cl2
B.标准状况下,11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子数为0.5NA
D.反应②生成28.4 g Cl2时,还原产物分子数为0.05NA
答案　D
解析　A.反应①中,Br2作还原剂,Cl2是还原产物,还原性:Br2>Cl2,错误;B.标准状况下,Br2呈液态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,错误;C.HClO4是强酸,在水溶液中不存在HClO4分子,错误;D.n(Cl2)=0.4 mol,还原产物n(Cl2)=0.4 mol×=0.05 mol,正确。
3.(2024·重庆一模)已知反应:Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O,NA为阿伏加德罗常数的值,若反应消耗了28 g Fe粉(HNO3足量)。下列说法正确的是(　　)
A.所得溶液中Fe3+数目为0.5NA
B.收集到的NO2分子数为1.5NA
C.转移的电子数为1.5NA
D.生成的H2O含共价键数为2NA
答案　C
解析　A.28 g Fe的物质的量为0.5 mol,因为Fe3+要水解,所得溶液中Fe3+的数目小于0.5NA,错误;B.由于生成的NO2一部分转化为N2O4,收集到的NO2分子数少于1.5NA,错误;C.28 g Fe为0.5 mol,参与反应,Fe由0价变为+3价,转移的电子数为1.5NA,正确;D.反应消耗28 g Fe,生成1.5 mol H2O,所含共价键数为3NA,错误。
4.(2024·重庆阶段练习)冰晶石(Na3AlF6)主要用作铝电解的助熔剂,它的制备原理为6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3===Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol冰晶石中含有6NA个σ键
B.电解Al2O3制Al过程中,每产生6.4 g O2,转移0.4NA个电子
C.加热分解NaHCO3固体,每减少4.65 g,产生3.36 L气体
D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中阴离子数目大于0.2NA
答案　A
解析　A.Na3AlF6中6个F和Al形成配位键,属于σ键,故1 mol冰晶石中含有6 mol σ键,即6NA个σ键,正确;B.Al2O3中氧元素为-2价,失2个电子变为氧气中0价,6.4 g O2物质的量是0.2 mol,共转移0.8NA个电子,错误;C.没有说明是否为标准状况,故3.36 L气体无法计算物质的量,错误;D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中C未水解前n(C)=0.1NA,C水解时(C+H2OHC+OH-)阴离子数增多,HC水解时(HC+H2OH2CO3+OH-)阴离子数不变,所以200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中阴离子数目大于0.1NA,错误。
5.(2024·甘肃天水一模)锅炉水中有溶解氧时,会对锅炉的炉体造成腐蚀。工业上用N2H4除去锅炉水中氧的一种反应机理如图所示,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含0.1NA个OH-
B.标准状况下11.2 L H2O中含0.5NA个质子
C.除去氧时每消耗16 g N2H4转移2NA个电子
D.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有4NA个σ键
答案　C
解析　A.NH3·H2O为弱电解质,部分电离,1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含OH-小于0.1NA个,错误;B.标准状况下,水不是气态,不适用于气体摩尔体积进行计算,错误;C.除去氧时N2H4转化为N2,N的化合价由-2→0价,每消耗16 g N2H4(0.5 mol)转移0.5 mol×4=2 mol电子,正确;D.每个[Cu(NH3)4]2+中含有16个σ键,1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有16NA个σ键,错误。
6.(2024·山东威海一模)磷烷(PH3)是集成电路、太阳能电池等电子工业生产的原材料。工业上制备PH3的反应原理为P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(　　)
A.常温下pH=13的NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的数目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共价键的数目为0.6NA
D.每转移3个电子,生成 g磷烷
答案　D
解析　A.常温下pH=13的NaOH溶液中,由NaOH电离产生的c(OH-)=0.1 mol·L-1,则由水电离出的c(OH-)=10-13 mol·L-1,不正确;B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液的体积未知,无法求出H2P的数目,不正确;C.白磷的分子结构为,平均每个P原子形成1.5个共价键,3.1 g白磷中P原子的物质的量为0.1 mol,则共价键的数目为0.15NA,不正确;D.由化学方程式可建立如下关系式:PH3~3e-,则每转移3 mol e-,生成1 mol PH3,质量为34 g,每转移3个电子,生成 g磷烷,正确。
7.(2024·江西赣州质检)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化剂作用下将X转化成Y的反应过程如下。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.X→Y的反应类型为取代反应
B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子数为18NA
C.等物质的量的X与Y,Y比X多NA个σ键
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均为sp2杂化
答案　B
解析　A.取代反应是指有机物分子中原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应,从题目可以看出X转化为Y不是取代反应,错误;B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子物质的量为18 mol,则含电子数为18NA,正确;C.1个Y比1个X多1个σ键,但这里并没有告诉具体的物质的量,物质的量不一定是1 mol,错误;D.X、Y中含有饱和碳原子和不饱和碳原子,有sp3和sp2杂化,氨硼烷中存在配位键,N与B均为sp3杂化,错误。(共38张PPT)
第一篇　新高考题型突破
板块Ⅰ　化学用语与基本概念
题型突破选择题　题型突破3　NA应用的陷阱设置
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核心整合
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1.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,
Ka(HNO2)=7.2×10-4,
Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,
Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
A
解析　N中N为+3价,X、Y均为氮氧化物,由题图可知,N经三步还原转化为N2,则X为NO,Y为N2O,标准状况下2.24 L NO和N2O混合气体的物质的量为0.1 mol,故氧原子数为0.1NA,A项正确;由HNO2的电离常数知,HNO2为弱酸,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中,由于N发生水解,故N数小于0.1NA,B项错误;NH2OH转化为N时,N由-1价升高为+3价,3.3 g NH2OH的物质的量为0.1 mol,完全转化为N时,转移的电子数为0.4NA,C项错误;1个N2分子中含有10个价电子,2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,含有的价电子数为NA,D项错误。
2.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
A
解析　CO2的结构式为O==C==O,44 g(1 mol)CO2中σ键的数目为2NA,A正确;KO2晶体中含有的离子为K+、,故1 mol KO2晶体中离子数目为2NA,B错误;该溶液中K2CO3的物质的量为1 mol,由于C在溶液中发生水解反应,故溶液中C的数目小于NA,C错误;根据题给反应可知,KO2产生O2时,O的化合价由-升高为0,故存在关系式O2~e-,则转移1 mol电子时,生成1 mol O2,即生成O2的数目为NA,D错误。
3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。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,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
D
解析　二氧化硫在标准状况下为气体,11.2 L二氧化硫为0.5 mol,其原子总数为1.5NA,A错误;亚硫酸根离子在溶液中会水解,故亚硫酸根离子数目小于0.01NA,B错误;反应①为2H2S+SO2===3S↓+2H2O,则3.4 g (0.1 mol)硫化氢反应生成的硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②为3S+6OH-===2S2-+S+3H2O,每3 mol S发生反应转移4 mol电子,其中2 mol S被还原,则每生成1 mol还原产物S2-,转移2 mol电子,即转移电子数目为2NA,D正确。
4.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的数目为1.0NA
A
5.(2023·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是(　　)
A.1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
C.体积为1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HC数目为NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
D
解析　A.铵根中存在4个N-H共价键,1 mol NH4Cl 含有的共价键数目为4NA,A错误;B.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B错误;C.NaHCO3===Na++HC,HC会发生水解和电离,则含1 mol NaHCO3的溶液中HC数目小于NA,C错误;D.NaCl 和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物总的物质的量为1 mol,质子数为28NA,D正确。
命题立意:试题以学生熟知的阿伏加德罗常数为素材,主要考查物质的组成与结构、化学反应的实质、以物质的量为核心的计算等必备知识。
常考陷阱总结
1.忽视气体摩尔体积的适用条件、忽视物质的聚集状态
如标况下CCl4、CHCl3、CH2Cl2、NO2、SO3、CH3OH、HF、苯、汽油、环己烷不是气体。
2.忽视原子结构中核素的计算关系
如:D2O的中子数是10,N的电子数是10,He是单原子分子。
3.没有正确理解物质的组成微观结构
如NaCl是由Na+、Cl-构成的,HCl的构成微粒是分子。
4.错记特殊物质的化学键
如:苯中无双键,1 mol金刚石中有2 mol C—C,1 mol SiO2中有4 mol Si—O。
5.混淆某些氧化还原反应中电子转移数目
Fe、Cu与Cl2反应生成FeCl3、CuCl2,与S反应生成FeS、Cu2S;Na2O2与H2O、CO2的反应、Cl2与碱液(常温)的反应是歧化反应,1 mol Na2O2、Cl2转移电子数分别为NA。
6.忽视可逆反应
常见的可逆反应有N2+H2、SO2+O2、H2+I2、NO2和N2O4的转化、PCl3+Cl2、Fe3++I-、Cl2+H2O、酯化反应等。
7.忽视电解质溶液中因离子的电离或水解造成微粒数目的变化
常见的弱酸有CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3等;易水解的离子有N、Fe3+、Cu2+、Fe2+、CH3COO-、C、HC、ClO-、S、F-等。
8.忽视胶体粒子的组成
胶体离子是胶团,如1 mol FeCl3水解生成的Fe(OH)3胶体离子数小于NA。
9.忽视溶液的体积及溶剂水中的氧原子或氢原子
对点训练
1.NA在计算粒子数目中的应用
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的阴离子数为2NA(　　)
(3)1 mol —OH中含有的电子数为10NA(　　)
(4)18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA(　　)
(5)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA(　　)
(6)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA(　　)
×
×
×
×
√
√
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子数均为NA(　　)
(9)1 mol C2H6含有的电子数为18NA(　　)
(10)0.1 mol S2Cl2的质子数为3.3NA(　　)
√
√
√
×
①因同位素而造成的摩尔质量不同的物质(如H2O、D2O组成的物质)需分别计算。
②对最简式相同的混合物,按最简式来计算(如乙烯、丙烯和环丁烷,它们的最简式都是CH2)。
③最简式不同的物质要分别计算。
2.NA在计算化学键或电子对数目中的应用
(1)1 mol苯中含有的碳碳双键数为3NA(　　)
(2)1 mol白磷中含有的P—P的数目为4NA(　　)
(3)1 mol金刚石(或晶体硅)中含有C—C(或Si—Si)的数目为4NA(　　)
(4)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤电子对数为0.2NA(　　)
(5)34 g呋喃( )中含有的极性键数目为3NA(　　)
(6)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ键的数目为12NA(　　)
(7)1 mol烷烃(通式为CnH2n+2)含有共价键数目为(3n+1)NA(　　)
×
×
×
√
√
√
√
①苯环中不含碳碳双键。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金刚石(晶体硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥单键为σ键,双键中有1个σ键、1个π键,三键中有1个σ键、2个π键。如在H—C≡N中含有2个σ键,2个π键,1个孤电子对。
3.NA在计算电子转移数目中的应用
(1)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA(　　)
(2)1 mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA(　　)
(3)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(　　)
(4)反应KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2转移电子的总数为2NA(　　)
(5)2S2Cl2+2H2O===SO2+3S↓+4HCl中,生成4 mol HCl转移电子3NA(　　)
×
×
×
×
√
特别提醒:①注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1 mol氧气转移2 mol电子。
②铁与单质硫、单质碘、非氧化性酸反应,1 mol铁参与反应转移2 mol电子。
③1 mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3 mol电子。
思维建模:解答阿伏加德罗常数类题目的三步骤
1.(2024·重庆九龙坡阶段练)SiO2可与氢氟酸反应生成SiF4,也可与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,还可被还原得到制造芯片的Si。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子数为9NA
B.标准状况下,33.6 L HF中含有的质子数为15NA
C.28 g晶体硅中含的Si—Si键数目为2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数为6NA
C
解析　A.不知道HF和DF的比例,无法计算,错误;B.标准状况下HF是液态,不能用22.4 L/mol计算33.6 L HF物质的量,错误;C.1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,28 g晶体硅中含的Si—Si键数目为2NA,正确;D.Na2SiO3溶液中除Na2SiO3外,水中还含有O原子,即1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数大于6NA,错误。
2.(2024·辽宁锦州阶段练)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.反应①中物质的氧化性:Br2>Cl2
B.标准状况下,11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子数为0.5NA
D.反应②生成28.4 g Cl2时,还原产物分子数为0.05NA
D
解析　A.反应①中,Br2作还原剂,Cl2是还原产物,还原性:Br2>Cl2,错误;B.标准状况下,Br2呈液态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,错误;C.HClO4是强酸,在水溶液中不存在HClO4分子,错误;D.n(Cl2)=0.4 mol,还原产物n(Cl2)=0.4 mol×=0.05 mol,正确。
C
解析　A.28 g Fe的物质的量为0.5 mol,因为Fe3+要水解,所得溶液中Fe3+的数目小于0.5NA,错误;B.由于生成的NO2一部分转化为N2O4,收集到的NO2分子数少于1.5NA,错误;C.28 g Fe为0.5 mol,参与反应,Fe由0价变为+3价,转移的电子数为1.5NA,正确;D.反应消耗28 g Fe,生成1.5 mol H2O,所含共价键数为3NA,错误。
4.(2024·重庆阶段练习)冰晶石(Na3AlF6)主要用作铝电解的助熔剂,它的制备原理为6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3===Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol冰晶石中含有6NA个σ键
B.电解Al2O3制Al过程中,每产生6.4 g O2,转移0.4NA个电子
C.加热分解NaHCO3固体,每减少4.65 g,产生3.36 L气体
D.200 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中阴离子数目大于0.2NA
A
5.(2024·甘肃天水一模)锅炉水中有溶解氧时,会对锅炉的炉体造成腐蚀。工业上用N2H4除去锅炉水中氧的一种反应机理如图所示,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含0.1NA个OH-
B.标准状况下11.2 L H2O中含0.5NA个质子
C.除去氧时每消耗16 g N2H4转移2NA个电子
D.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有4NA个σ键
C
解析　A.NH3·H2O为弱电解质,部分电离,1 L 0.1 mol·L-1 NH3·H2O中含OH-小于0.1NA个,错误;B.标准状况下,水不是气态,不适用于气体摩尔体积进行计算,错误;C.除去氧时N2H4转化为N2,N的化合价由-2→0价,每消耗16 g N2H4(0.5 mol)转移0.5 mol×4=2 mol电子,正确;D.每个[Cu(NH3)4]2+中含有16个σ键,1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有16NA个σ键,错误。
6.(2024·山东威海一模)磷烷(PH3)是集成电路、太阳能电池等电子工业生产的原材料。工业上制备PH3的反应原理为P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(　　)
A.常温下pH=13的NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的数目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共价键的数目为0.6NA
D.每转移3个电子,生成 g磷烷
D
7.(2024·江西赣州质检)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化剂作用下将X转化成Y的反应过程如下。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.X→Y的反应类型为取代反应
B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子数为18NA
C.等物质的量的X与Y,Y比X多NA个σ键
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均为sp2杂化
B
解析　A.取代反应是指有机物分子中原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应,从题目可以看出X转化为Y不是取代反应,错误;B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子物质的量为18 mol,则含电子数为18NA,正确;C.1个Y比1个X多1个σ键,但这里并没有告诉具体的物质的量,物质的量不一定是1 mol,错误;D.X、Y中含有饱和碳原子和不饱和碳原子,有sp3和sp2杂化,氨硼烷中存在配位键,N与B均为sp3杂化,错误。

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