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热点情境专练(一)　阿伏加德罗常数的创新考法
(选择题每小题3分)
创新考法1　基于某具体反应考查NA的综合应用
1.(2025·广东江门一模)我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时的反应为S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑。设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 KNO3晶体中离子的数目为5NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2S溶液中S2-的数目为NA
D.每生成2.24 L N2转移电子的数目为NA
2.(2025·湖南师大附中模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知BrF3与H2O可以发生如下反应:3BrF3+5H2OHBrO3+Br2+9HF+O2↑。下列说法正确的是(　　)
A.1 mol BrF3中Br的价层电子对数目为4NA
B.标准状况下,22.4 L HF所含原子数为2NA
C.0.1 mol·L-1的HBrO3溶液中含Br数目为0.1NA
D.若反应中有1 mol H2O被氧化,则转移的电子数目为3NA
3.(2025·陕西榆林二模)世界卫生组织和中国卫健委公认二氧化氯(ClO2)是绿色消毒剂。实验室可通过下列反应制取ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(　　)
A.标准状况下,11.2 L CO2分子中含有σ键的数目为NA
B.每生成1 mol ClO2,转移NA个电子
C.1 L pH=3.0的H2C2O4溶液中含有C2数目为0.000 5NA
D.制取ClO2过程中,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
4.(2025·湖北鄂东南名校联考)离子化合物KC8水解可用于制备石墨,其反应原理为2KC8(s)+2H2O(l)16C(石墨,s)+2KOH(aq)+H2(g),设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.2.7 g KC8中含有的离子总数为0.18NA
B.常温下,pH=13的KOH溶液中含OH-的数目为0.1NA
C.7.2 g单层石墨中含有六元环的数目为0.3NA
D.每生成3.36 L H2,转移电子的数目为0.6NA
创新考法2　基于物质的转化关系考查NA的综合应用
5.(2025·黑龙江示范高中联考)催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2,实现了氯资源的再利用,如图为该法的一种催化机理。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.18 g 3H2O中含有的质子数为10NA
B.过程Ⅴ,氧化1 mol CuCl需氧气分子数为0.25NA
C.标准状况下,11.2 L Cl2溶于足量水中,转移电子数为0.5NA
D.标准状况下,等物质的量的Cl2与HCl所占的体积均为22.4 L
6.(2025·江西赣州一模)以Fe/ZSM-5为催化剂分解N2O,向原料气中加入适量C3H6能提高催化剂的活性,其反应机理如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.3.2 g O2中含有的价层电子总数为0.8NA
B.22.4 L N2与22.4 L CO2所含π键数均为2NA
C.22 g N2O与CO2的混合气体中所含质子数为11NA
D.由反应机理可知分解1 mol N2O,该反应转移的电子总数为18NA
7.(2025·河北保定一模)我国科技人员在一定的条件下用四氯化碳制造出纳米级金刚石粉末:CCl4+4Na4NaCl+C(金刚石),这项成果被称为“稻草变黄金”,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.反应生成1 mol金刚石,转移电子数为2NA
B.12 g金刚石中含有的共价键数为2NA
C.标准状况下,11.2 L CCl4含有的氯原子数为2NA
D.1 L 1 mol·L-1的NaCl溶液中含有的粒子总数为2NA
8.(2025·湖北宜昌协作体联考)部分含氯物质的转化如图所示(部分生成物已省略)。设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是(　　)
A.24.5 g KClO3含Cl-数为0.2NA
B.标准状况下,2.24 L Cl2含原子数为0.4NA
C.反应①中,生成0.2 mol氧化产物时转移电子数为0.2NA
D.反应②中,生成1 mol KCl时消耗Cl2分子数为0.6NA
9.(2025·辽宁名校协作体联考)解耦电解水可实现用电低谷期的过剩电力向氢能的高效转化,一种以多硫化物离子(链状结构)为介质的转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol的中含有σ键数目为xNA
B.1 L 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中含阴离子的数目小于0.1NA
C.用电低谷期生成1 mol 得到电子数目为4NA
D.用电高峰期生成11.2 L H2时,发生还原反应的H2O分子数为NA
10.(2025·辽宁重点高中二模)氮的化合物部分转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(　　)
A.在反应①中,9.2 g NO2和N2O4的混合气体完全反应转移电子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NH2OH溶液中含氧原子的数目为0.1NA
C.常温下,1 L 0.1 mol·L-1HNO2溶液中含N的数目为0.1NA
D.在反应②中,0.2 mol NH2OH完全反应时生成N2O分子的数目为0.1NA
11.(2025·河北高三下学期模拟)河北省是中国的六大金矿集中分布区之一。湿法冶金涉及反应:
①4Au+8NaCN+O2+2H2O4Na[Au(CN)2]+4NaOH
②2Na[Au(CN)2]+Zn2Au+Na2[Zn(CN)4]
设NA为阿伏加德罗常数的值。已知:常温下,Ka(HCN)=6.2×10-10。下列叙述正确的是 (　　)
A.1 L 0.5 mol·L-1 NaCN溶液含CN-的数目为0.5NA
B.在反应①中,4.48 L O2完全反应时消耗H2O分子数目为0.4NA
C.在反应②中,生成3.94 g Au时转移电子数目为0.02NA
D.0.1 mol [Zn(CN)4]2-含σ键数目为0.4NA
参考答案
1.A　解析:1个二氧化碳分子中含有2个σ键,44 g CO2的物质的量是1 mol,含σ键的数目为2NA,A正确;硝酸钾由钾离子和硝酸根离子构成,1 mol KNO3晶体中离子的数目为2NA,B错误;溶液中S2-发生水解,1 L 1 mol·L-1 K2S溶液中S2-的数目小于NA,C错误;没有给出气体是否在标准状况下,不能计算其物质的量,D错误。
2.D　解析:BrF3中Br的价层电子对数目为3+=5,1 mol BrF3中Br的价层电子对数目为5NA,A错误;标准状况下HF为液体,不能用气体摩尔体积计算,B错误;没有给出溶液的体积,无法计算Br的数目,C错误;由方程式可知,5 mol H2O参加反应,有2 mol H2O被氧化,反应转移6 mol电子,则有1 mol H2O被氧化时,反应转移的电子数目为3NA,D正确。
3.C　解析:CO2的结构式为OCO,1个分子中含有2个σ键。标准状况下,11.2 L CO2的物质的量为0.5 mol,含有σ键的数目为NA,A正确;由方程式可知,每生成1 mol ClO2,转移NA个电子,B正确;H2C2O4是二元弱酸,第一步电离大于第二步电离,1 L pH=3.0的H2C2O4溶液中含有C2的数目小于0.000 5NA,C错误;制取ClO2过程中,KClO3是氧化剂,H2C2O4是还原剂,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,D正确。
4.C　解析:KC8由K+和构成,2.7 g KC8物质的量为0.02 mol,含有的离子总数为0.04NA,A错误;溶液体积未知,无法计算离子的数目,B错误;石墨中每个碳原子被3个六元环共用,故每个六元环实际占有2个碳原子,7.2 g单层石墨含有0.6 mol碳原子,石墨中含有的六元环的个数为0.3NA,C正确;氢气所处的温度、压强未知,无法计算转移电子的数目,D错误。
5.B　解析:一分子3H2O中含有的质子数为2+8=10,18 g 3H2O的物质的量为≈0.82 mol,其含有的质子数约为8.2NA,A错误;过程Ⅴ为4CuCl+O22Cu2OCl2,氧元素化合价由0降低到-2价,铜元素化合价由+1价升高到+2价,4 mol CuCl被氧化共转移4 mol电子,需要1 mol O2,故氧化1 mol CuCl需氧气分子数为0.25NA,B正确;标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,溶于水发生反应Cl2+H2OHClO+HCl,该反应是可逆反应,转移电子数小于0.5NA,C错误;标准状况下,等物质的量的Cl2与HCl所占的体积相等,但未给出物质的量是多少,无法确定体积,D错误。
6.C　解析:1个O2含有的价层电子为12,3.2 g O2的物质的量为0.1 mol,价层电子总数为1.2NA,故A错误;没有说明是标准状况,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算,B错误;N2O与CO2的摩尔质量都为44 g·mol-1,22 g N2O与CO2的混合气体共为0.5 mol,1个N2O或CO2都含有22个质子,0.5 mol N2O与CO2的混合气体所含质子数为11NA,C正确;分解N2O时,加入的C3H6的量未知,转移的总电子数无法计算,D错误。
7.B　解析:该反应中,碳元素由+4价降低到0价,故生成1 mol金刚石时转移电子数为4NA,A错误;金刚石中每个碳原子形成4个C—C,每个C—C被2个碳原子共用,根据“均摊法”,每个碳原子形成C—C的数目为4×=2,12 g金刚石含1 mol碳原子,则含有共价键的数目为2NA,B正确;标准状况下,CCl4是液体,11.2 L CCl4中氯原子数大于2NA,C错误;1 L 1 mol·L-1 NaCl溶液中含有1 mol NaCl,阴、阳离子总数为2NA,溶液中还有溶剂水分子,故含有的粒子总数大于2NA,D错误。
8.D　解析:氯酸钾中不含氯离子,A错误;标准状况下,2.24 L Cl2的物质的量为0.1 mol,即2.24 L Cl2含原子数为0.2NA,B错误;根据反应①ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O,Cl2既是氧化产物又是还原产物,根据化合价变化,可知生成0.2 mol Cl2(氧化产物),转移0.4 mol电子,C错误;根据反应②3Cl2+6OH-Cl+5Cl-+3H2O,生成1 mol KCl时需要氯气为0.6 mol,即消耗Cl2分子数为0.6NA,D正确。
9.A　解析:中硫原子之间以单键相连,且为链状结构,则1 mol的中含有σ键数目为xNA,A正确;Na2S溶液中存在S2-+H2OHS-+OH-,故1 L 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中含阴离子的数目大于0.1NA,B错误;用电低谷期的反应为2H2O+22+2S2-+O2↑+4H+,氧元素从-2价升到0价,则生成1 mol 得到电子数目为2NA,C错误;选项中没有指明在标准状况下,无法进行计算,D错误。
10.A　解析:9.2 g NO2和N2O4的混合气体相当于0.2 mol NO2,反应①中,2NO2+H2OHNO2+HNO3,0.2 mol NO2完全反应时转移0.1 mol电子,A正确;水中也含有氧原子,故1 L 0.1 mol·L-1 NH2OH溶液中含氧原子数大于0.1NA,B错误;HNO2为弱酸,不能完全电离,故常温下,1 L 0.1 mol·L-1 HNO2溶液中含N的数目小于0.1NA,C错误;反应②为HNO2+NH2OHN2O↑+2H2O,0.2 mol NH2OH完全反应时生成N2O分子的数目为0.2NA,D错误。
11.C　解析:HCN是弱酸,NaCN会发生水解,1 L 0.5 mol·L-1 NaCN溶液含CN-的数目小于0.5NA,A错误;未注明气体所处的条件,无法计算气体的物质的量,B错误;反应②中,生成Au的物质的量为n(Au)==0.02 mol,由方程式可知转移0.02 mol电子,即转移电子数目为0.02NA,C正确;1个CN-含1个σ键,1个配位键也是1个σ键,则0.1 mol [Zn(CN)4]2-含σ键的数目为0.8NA,D错误。
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