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专题一　化学用语与基本概念
阿伏加德罗常数
1.突破阿伏加德罗常数应用的“五大陷阱”
(1)重“两看”,排“干扰”,突破陷阱
①看气体是否处于标准状况。常温常压(25 ℃,101 kPa)、室温(20 ℃)都不是标准状况。
②看标准状况下物质是否为气体,如H2O、SO3、Br2、HF、NO2、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH、CH3COOH及碳原子数大于4的烃等在标准状况下为非气态。
③物质的量、物质的质量、摩尔质量不受温度、压强等外界条件的影响。
(2)记“组成”,明“结构”,突破陷阱
①熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,常考查的特殊微粒如Ne、D2O、T2O、18O2、O3、P4、H37Cl、—OH、OH-
等。
②明确特殊物质的结构,如Na2O2是由Na+和构成的;NaCl为离子化合物,只有离子,没有分子等。
③记最简式相同的物质,如NO2和N2O4,乙烯和丙烯等,如质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等。
④明确物质中所含化学键的数目,如1 mol晶体硅中含Si—Si的数目为2NA,1 mol SiO2中含Si—O的数目为4NA,1 mol H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3NA、(3n+1)NA,CxHyOz中共用电子对数为2x++z等。
[注意]苯环中无碳碳双键。
⑤记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
⑥含NA个Fe(OH)3的氢氧化铁胶粒数小于NA。
(3)理解“反应”,抓准“价态”,突破陷阱
①同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断
如Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只作氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既作氧化剂,又作还原剂。Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂。
②量不同,所表现的化合价不同
如Fe和HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+,Fe过量,生成Fe2+。
③氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同
如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
④注意氧化还原的顺序
如向FeI2溶液中通入Cl2,先氧化I-,再氧化Fe2+。
(4)细“审题”,明“原理”,突破陷阱
①是否指明了溶液的体积。
②是否有弱电解质或可水解的盐,如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L-1的乙酸钠溶液中含有CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA。
③所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;而0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
(5)记“隐含”,析“变化”,突破陷阱
①隐含“可逆反应”
2SO2+O2 2SO3
N2+3H2 2NH3
Cl2+H2O HCl+HClO
②隐含“浓度的变化”
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
③隐含“存在反应”
2NO2 N2O4
④隐含“钝化”
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
2.解答阿伏加德罗常数试题的思维模型
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数目为2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1Na2SiO3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,28 g晶体硅中含的Si—Si数目为2NA,正确;D.Na2SiO3溶液中除Na2SiO3,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。
3.(2025·深圳二模·10)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
(　　)
A.22.4 L乙炔中含有σ键的数目为3NA
B.1 L 1.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中C的数目为1.5NA
C.46 g NO2和N2O4的混合气体含有的原子数目为3NA
D.Na2S溶液与H2SO3溶液反应生成1 mol S,转移电子数目为2NA
C　
【解析】没有说明是在标准状况下,不确定乙炔的物质的量,不能确定σ键的数目,A错误;碳酸根离子水解,使得1 L 1.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中的数目小于1.5NA,B错误;二氧化氮和四氧化二氮的最简式均符合(NO2),46 g此混合气体含有(NO2)的物质的量为1 mol,含有原子的数目为3NA,C正确;
,生成1 mol S,转移电子数目为NA,D错误;故选C。
4.(2025·广东省一模·10)火法冶炼粗铜涉及反应2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2,粗铜经过电解精炼得到纯铜。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.16 g O2含有的质子数目为4NA
B.1 mol SO2含有的σ键数目为2NA
C.上述反应中,1 mol Cu2S完全反应,转移的电子数目为8NA
D.1 L 0.10 mol·L-1的CuSO4溶液中含有的Cu2+数目为0.1 NA
B　
【解析】16 g O2物质的量是0.5 mol,含有的质子数目为0.5×8×2=8NA,A错误;1个SO2含有2个δ键,1 mol SO2含有的δ键数目为2NA,B正确;上述反应中, S元素化合价由-2价升高到+4价,失去6个电子,1 mol Cu2S完全反应,转移的电子数目为6NA,C错误;Cu2+会水解,故1 L 0.10 mol·L-1的CuSO4溶液中含有的Cu2+数目小于0.1NA,D错误; 故选B。
5.(2024·鞍山二模)25 ℃时,利用反应8N2O+4CS2===S8+4CO2+8N2(反应Ⅰ)获得1 mol S8( ),同时将生成的CO2溶于水形成pH=5.6的溶液Ⅱ。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.反应Ⅰ中转移电子的数目为16NA
B.反应Ⅰ中形成S—S的数目为7NA
C.反应Ⅰ产物中π电子的数目为8NA
D.溶液Ⅱ中含H+的数目为10-5.6NA
A　
【解析】反应Ⅰ中,N元素化合价由+1价降低到0价,S元素化合价由-2价升高到0价,生成1 mol S8 转移电子的数目为16NA,A正确;由S8的结构可知,生成1 mol S8 时,形成S—S的数目为8NA,B错误;1个CO2 中含有2个π键,1个N2 中含有2个π键,获得1 mol S8 时生成4 mol CO2和8 mol N2,含有(4×2+8×2) mol=24 mol π键,π电子的数目为48NA,C错误;溶液的体积未知,无法计算溶液Ⅱ中含H+的数目,D错误。
6.(2024·新余二模)配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物,如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2===
2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。设NA是阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中含有σ键的数目为21NA
B.NH3和H2O的空间结构相同
C.0.1 mol N2与足量H2在催化剂作用下合成氨,生成的NH3分子数为0.2NA
D.100 g 溶质质量分数为17%的H2O2溶液中,氧原子总数为NA
A　
【解析】1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中含有σ键的数目为1 mol×(3×5+6)NA mol-1=21NA,A正确;NH3和H2O的中心原子的杂化方式相同,但是孤电子对数不同,故二者的空间结构不同,B错误;合成氨是可逆反应,故0.1 mol N2与足量H2 在催化剂作用下合成氨,生成的NH3分子数小于0.2NA,故C错误;100 g溶质质量分数为17%的H2O2 溶液中,H2O2中氧原子总数为×2NA mol-1=NA,水中还含有氧原子,氧原子总数大于NA,D错误。
7.(2024·漳州三模)用FeCl2与NaBH4制备纳米零价铁的反应为FeCl2+
2NaBH4+6H2O═Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1FeCl2溶液中Fe2+数为0.1NA
B.0.5 mol NaBH4固体中σ键数为2NA
C.每生成56 g Fe,转移的电子数为2NA
D.1 mol B(OH)3中采取sp3杂化的原子数为4NA
B　
【解析】Fe2+会发生水解,导致Fe2+浓度减小,故1 L 0.1 mol·L-1FeCl2 溶液中Fe2+ 数目小于0.1NA,A错误;NaBH4是由Na+与B 构成的离子化合物,而1个B 中有4个σ键,故0.5 mol NaBH4 固体中σ键数为2NA,B正确;56 g Fe的物质的量为1 mol,反应FeCl2+2NaBH4+6H2O═Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑中,Fe元素化合价由+2价降低为0价,H2O中的部分H 元素化合价由+1价降低为0价,NaBH4中H 元素化合价由-1价升高为0价,生成1 mol Fe转移8 mol电子,即转移电子数为8NA,C错误;B(OH)3分子的中心B原子采取sp2 杂化,O原子采取sp3 杂化,故1 mol B(OH)3 中采取sp3 杂化的原子数为3NA,D错误。
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　
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-1NaNO2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
【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-1K2CO3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-价升高为0价,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.(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 18O2的中子数,比1mol 16O2的多2NA
B.1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1 mol/L的NH4Cl溶液中,N的数目为0.1NA
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
D　
【解析O的中子数为10O的中子数为8,每个O2分子含2个O原子,1 mol O2比1 mol O2多4NA个中子,A错误;Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,1 mol Fe生成mol H2,数目为NA,B错误; 在水中会水解,溶液中 的数目小于0.1NA,C错误;1 mol Cl2与H2反应生成2 mol HCl,形成2 mol H-Cl键,共价键数目为2NA,D正确;故选D。
4.(2025·湖南卷·3)加热时,浓硫酸与木炭发生反应:2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2SO2↑+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
(　　)
A.12 g12C含质子数为6NA
B.常温常压下,6.72 L CO2含σ键数目为0.6NA
C.1.0 L pH=1的稀硫酸中含H+数目为0.2NA
D.64 g SO2与16 g O2充分反应得到SO3的分子数为NA
A　
【解析】12 g的12C的物质的量为1 mol,每个12C原子含有6个质子,因此总质子数为6NA,A正确;常温常压下,6.72 L CO2的物质的量小于0.3 mol,每个CO2分子含2个σ键,总σ键数小于0.6NA,B错误;pH=1的稀硫酸中,H+浓度为0.1 mol/L,1 L溶液中H+数目为0.1NA,而非0.2NA,C错误;SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应,无法完全转化,实际生成的SO3分子数小于NA,D错误;故选A。

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