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微题型4　阿伏加德罗常数的应用
核心精讲
1.结合“两看法”,识破“Vm=22.4 L·mol-1”使用陷阱
[应用体验] 判断正误:对的打“√”,错的打“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)(2023·全国甲卷)标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA。(　 　)
(2)(2022·广东卷)22.4 L CO2被还原生成1 mol CO。(　 　)
(3)(2022·全国甲卷)25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA。
(　 　)
(4)(2021·河北卷)22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA。(　 　)
×
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√
2.识破“物质的组成及分析”的陷阱
(1)特殊物质中所含粒子(分子、原子、质子、中子、电子)的数目:
①单原子分子,如稀有气体(He、Ne、Ar等);
②双原子分子,如Cl2、N2、O2、H2、Br2、I2等;
③多原子分子,如D2O、O3、P4(白磷)、CH4、CO2等。
(2)最简式相同的物质,如O2和O3、NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等,等质量时含有原子数目相等。
(3)注意胶体粒子的构成,如0.1 mol FeCl3水解得到Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA。
[应用体验] 判断正误:对的打“√”,错的打“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)(2023·浙江6月选考)1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA。(　 　)
(2)(2022·浙江6月选考)12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子。(　 　)
(3)(2020·全国Ⅲ卷)1 mol重水比1 mol水多NA个质子。(　 　)
×
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3.基于“价态变化”,识破电子转移的陷阱
[特别提示] 判断电子转移总数做到“三注意”
(1)注意是否发生歧化反应,如Na2O2与H2O、CO2的反应;Cl2、NO2与H2O或NaOH的反应。
(2)注意变价元素,如Fe与足量硝酸反应生成Fe3+,与少量硝酸反应生成Fe2+。
(3)注意氧化还原反应的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,消耗Cl2的量不同,转移的电子数不同。
[应用体验] 判断正误:对的打“√”,错的打“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)(2023·海南卷)2.4 g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2NA。
(　 　)
(2)(2022·全国甲卷)电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.10NA。(　 　)
(3)(2022·浙江1月选考)足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA。(　 　)
(4)(2021·河北卷)用惰性电极电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总质量为73 g,则转移电子数为NA。(　 　)
√
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4.识破“可逆反应或浓度变化”的陷阱
(1)关注可逆反应。
(2)关注浓度变化对反应的影响。
①足量MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
②足量Cu与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,反应停止。
③足量Cu与浓硝酸的反应,随着反应的进行,浓硝酸变成稀硝酸,得到NO2和NO的混合气体。
④足量Zn与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体。
⑤常温下,铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生氧化还原反应,在其表面生成一层致密的薄膜,阻止反应继续进行。
[应用体验] 判断正误:对的打“√”,错的打“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)(2023·浙江6月选考)标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA。(　 　)
(2)(2023·海南卷)标准状况下,2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应,生成的SO3分子数目为0.1NA。(　 　)
(3)(2023·海南卷)1.7 g NH3完全溶于1 L水所得溶液,NH3·H2O粒子数目为0.1NA。(　 　)
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5.基于“粒子变化”,识破电解质溶液的陷阱
[应用体验] 判断正误:对的打“√”,错的打“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)(2023·浙江6月选考)向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中通氨至中性,铵根离子数目为0.1NA。(　 　)
(2)(2023·全国甲卷)1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA。(　 　)
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(4)(2022·辽宁卷)pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NA。(　 　)
(5)(2022·全国甲卷)2.0 L 1.0 mol·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA。
(　 　)
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6.识破“物质的结构及分析”的陷阱
(1)掌握常考物质中所含化学键的数目,如下表所示:
常考物质 1 mol物质中含有共价键的数目
CH4(C—H) 4NA
P4(P—P) 6NA
晶体硅(Si—Si) 2NA
二氧化硅(Si—O) 4NA
石墨(C—C) 1.5NA
金刚石(C—C) 2NA
(2)分子(或离子)中σ键总数=单键数+双键数+三键数+配位键数。
(3)中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数。
(4)分子(或离子)中只形成单键的C、N、O大都采取sp3杂化,双键和苯环上的碳原子采取sp2杂化,三键碳原子采取sp杂化。
[应用体验] 判断正误:对的打“√”,错的打“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)(2023·浙江6月选考)4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA。(　 　)
(2)(2023·全国甲卷)0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA。(　 　)
(3)(2021·广东卷)1 mol CHCl3含有C—Cl的数目为3NA。(　 　)
(4)(2023·湖北卷)1 mol Si含Si—Si的数目约为4×6.02×1023。(　 　)
(5)(2022·浙江6月选考)11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA。
(　 　)
√
√
√
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√
典例示范
[典例1] (2025·云南卷,4)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
(　　)
[A]22.4 L CH4中原子的数目为5NA
[B]1 mol 18O所含中子的数目为10NA
[C]28 g铁粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA
[D]0.1 L 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA
B
【解析】 未指明气体是否处于标准状况,22.4 L CH4的物质的量不一定为
1 mol,因此原子数目不一定为5NA,A错误;18O的中子数为18-8=10,1 mol 18O含10 mol中子,数目为10NA,B正确;28 g (0.5 mol)Fe与S反应生成FeS,Fe的化合价为+2,转移电子的物质的量为0.5 mol×2=1 mol,即转移电子的数目为NA,C错误;浓盐酸与MnO2反应时,随反应进行浓盐酸的浓度降低,变为稀盐酸时,反应停止,实际生成Cl2的物质的量小于0.3 mol,D错误。
[B]每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
[C]0.1 mol·L-1H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
[D]标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
D
思维建模
题型验收
1.(2025·黑吉辽内蒙古卷,4)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
[A]反应①生成的气体,每11.2 L(标准状况)含原子的数目为NA
[B]反应②中2.3 g Na完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
[C]反应③中1 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
[D]100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1NA
经典再现
A
2.(2025·广东卷,10)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
(　　)
[A]1 mol 18 O2的中子数,比1 mol 16O2的多2NA
[B]1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
D
[D]标准状况下的22.4 L Cl2与足量H2反应,形成的共价键数目为2NA
3.(2025·河北卷,4)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
[A]18 g H2O晶体内氢键的数目为2NA
[B]1 L 1 mol·L-1的NaF溶液中阳离子总数为NA
[C]28 g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为2NA
[D]铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为2NA
B
4.(2024·广西卷,12)实验小组用如图流程探究含氮化合物的转化。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
[A]“反应1”中,每消耗0.1 mol NH4Cl,在25 ℃、101 kPa下得到2.24 L NH3
[B]“反应2”中,每生成0.1 mol NO,转移电子数为0.5NA
[C]在密闭容器中进行“反应3”,0.1 mol NO充分反应后体系中有0.1NA个NO2
[D]“反应4”中,为使0.1 mol NO2完全转化成HNO3,至少需要0.02NA个O2
B
模拟预测
B
[A]反应消耗22.4 L Cl2时转移的电子数目为NA
[B]标准状况下,22.4 L H2O含有的孤电子对数目为2NA
[C]1 L 0.1 mol/L NaClO溶液中含有的ClO-数目小于0.1NA
[D]1 L 0.1 mol/L NaCl溶液中含有的NaCl分子数目为0.1NA
C
【解析】 题中没有说明标准状况下,所以无法确定22.4 L Cl2的物质的量,无法计算反应时转移的电子数目,故A错误;标准状况下,水不是气态,22.4 L H2O含有的孤电子对数目远大于2NA,故B错误;1 L 0.1 mol/L NaClO溶液中含有NaClO的物质的量为0.1 mol,由于次氯酸是弱酸,次氯酸根离子在水溶液中发生水解反应,所以溶液中含有的ClO-数目小于0.1NA,故C正确;NaCl为强电解质,在水溶液中全部电离,所以NaCl溶液中不含有NaCl分子,故D错误。
[A]火箭点火时出现的红棕色的烟雾是N2O4
[B]11.2 L N2含有的π键数目为NA
[C]1 mol (CH3)2NNH2含共价键数目为10NA
[D]每反应生成44 g CO2转移电子数目为8NA
D
【解析】 红棕色的烟雾是NO2而非N2O4,A错误;未指明气体是否处于标准状况,11.2 L N2的物质的量无法确定,无法计算π键数目,B错误;偏二甲肼[(CH3)2NNH2]的结构中共有11个共价键,1 mol该物质含11NA个共价键,
C错误;每生成2 mol CO2转移16 mol电子,则生成1 mol CO2转移8 mol电子,即转移电子数目为8NA,D正确。

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