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选择题突破二　阿伏加德罗常数及应用
(选择题每小题3分)
A级夯基达标练
题组1　基于物质结构的NA综合应用
1.(2025·四川名校联盟联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。石墨与热的浓硝酸反应生成苯六甲酸(如图)的反应为12C+18HNO3(浓)(CCOOH)6+18NO2↑+6H2O。下列叙述正确的是(　　)
A.12 mol·L-1硝酸溶液中含N的数目为12NA
B.2.4 g石墨完全反应转移的电子数目为0.3NA
C.1 mol HNO3完全反应时,体系中NO2的数目为NA
D.0.1 mol苯六甲酸分子中含sp2杂化的碳原子数目为0.6NA
2.(2025·黑龙江大庆期中)白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒,原理为11P4+60CuSO4+96H2O20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4。已知白磷、磷酸和硫酸的结构分别为、、。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol P4中σ键的数目为4NA
B.每生成1 mol Cu3P,转移电子数目为6NA
C.9.8 g H3PO4和H2SO4混合物中含有的羟基数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中含Cu2+的数目为0.1NA
3.(2025·江西南昌一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A.1 mol有机物含有σ键12NA
B.32 g S8()分子中含有S—S的数目为NA
C.常温下,pH=11的溶液中含有OH-的数目约为10-3NA
D.标准状况下,22.4 L Cl2和足量Fe反应,转移的电子数目为2NA
题组2　基于物质转化的NA综合应用
4.(2025·湖南湘潭模拟)氮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中,1 mol N2与足量H2反应,生成的NH3分子总数为2NA
B.反应②中每生成3.0 g NO,转移电子的数目为0.2NA
C.22.4 L NO2气体中含有氧原子的数目为2NA
D.pH=1的稀硝酸中,含有H+的数目为0.1NA
5.(2025·广东卷)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
C.在1 L 0.1 mol·L-1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
6.(2025·广州天河区一模)实验室可利用反应MnO2+2KBr+3H2SO4MnSO4+2KHSO4+Br2+2H2O制备Br2。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.0 ℃、101 kPa下,11.2 L H2O所含的分子数为0.5NA
B.9.8 g H2SO4和H3PO4混合物中含氧原子数为0.4NA
C.该反应中生成0.2 mol Br2时,转移的电子数为0.2NA
D.0.1 mol·L-1的KHSO4溶液中含有的离子数为0.3NA
7.(2025·辽宁名校联盟联考)如图所示为硫元素在自然界中的循环示意图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.0.1 mol·L-1硫酸溶液含有的H+数目约为0.2NA
B.2.24 L H2S中含有的孤电子对数目为0.2NA
C.2 mol SO2与1 mol O2充分反应后转移的电子数目为4NA
D.1 mol NaHSO4晶体中所含阳离子数目为NA
8.(2025·辽宁丹东一模)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。由CO和H2S反应可制COS:H2S+COCOS+H2。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.17 g H2S与CO充分反应,生成COS分子的数目为0.5NA
B.22.4 L CO参与反应,转移电子的数目为2NA
C.30 g COS中含有σ键的数目为NA
D.1 mol H2和D2的混合气体含有中子的数目为1.5NA
B级素能提升练
9.(2025·辽宁大连一模)利用生石灰和过量焦炭制备乙炔的一种流程如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.反应①每生成1 mol CaC2,转移电子数目为2NA
B.1 mol CaC2中含有的离子数为3NA
C.反应②中每生成1 mol C2H2,消耗H2O分子数为NA
D.标准状况下,11.2 L C2H2中含有π键数目为0.5NA
10.(2025·福建高三下学期适应考)绿矾(FeSO4·7H2O)分解可制备铁红,同时产生SO2、SO3和H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
A.1 L 1 mol·L-1 FeSO4溶液中含有的阳离子数大于NA
B.0.5 mol三聚SO3分子()中含有σ键数目为6NA
C.绿矾分解生成32 g Fe2O3时,转移电子数为0.4NA
D.标准状况下,22.4 L SO2溶于水,溶液中H2SO3、HS、S的数目总和为NA
11.(2025·辽宁名校联盟联考)制备S4N4(S呈+2价)的化学方程式为6S2Cl2+16NH3S4N4+S8+12NH4Cl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.40.5 g S2Cl2参与反应,转移电子的数目为0.5NA
B.25 ℃、101 kPa条件下,33.6 L NH3的分子数为1.5NA
C.由32 g S8()与S6()组成的混合物中所含共价键的数目为NA
D.常温下,1 L pH为5的NH4Cl溶液中,由水电离出的H+数目为10-9NA
12.(2025·八省联考内蒙古卷)CO2能与H2反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.反应①每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA
B.标准状况下,2.24 L HCHO中含中子数目为1.6NA
C.反应③每生成3.2 g CH3OH,转移电子数目为0.4NA
D.100 mL 1 mol·L-1 HCOOH溶液中含氢原子数目为0.2NA
参考答案
1.B　解析:溶液的体积未知,无法计算溶质的物质的量,无法计算N的数目,A错误;由反应方程式可知,1 mol石墨完全反应,转移电子1.5 mol,故2.4 g石墨完全反应转移电子的数目为0.3NA,B正确;反应生成的部分NO2会转化成N2O4,故1 mol HNO3完全反应生成NO2的数目小于NA,C错误;苯六甲酸分子中所有碳原子都是sp2杂化,故0.1 mol苯六甲酸分子中含sp2杂化的碳原子数目为1.2NA,D错误。
2.B　解析:每个白磷分子含有6个σ键,故1 mol P4中σ键的数目为6NA,A错误;生成Cu3P时,铜元素的化合价降低1价,磷元素的化合价降低3价,故每生成1 mol Cu3P,转移电子数目为6NA,B正确;由于H3PO4和H2SO4的摩尔质量均为98 g·mol-1,1个H3PO4、H2SO4的羟基个数分别为3、2,故9.8 g H3PO4和H2SO4混合物中羟基的数目介于0.2NA与0.3NA之间,C错误;由于CuSO4溶液中Cu2+会部分水解,故1 L 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+的数目小于0.1NA,D错误。
3.C　解析:有机物的分子式为C5H8,则1 mol该有机物含有σ键数目为(8+5-1)NA=12NA,A正确;32 g环状S8分子的物质的量为 mol,而一个环状S8分子中含有8个S—S,32 g环状S8分子中含有S—S的数目为NA,B正确;未指明溶液的体积,无法计算OH-的数目,C错误;标准状况下,22.4 L Cl2物质的量为1 mol,与足量的Fe反应生成FeCl3,氯气完全反应,则转移电子数为2NA,D正确。
4.B　解析:工业合成氨反应为可逆反应,氮气不能完全转化为氨气,则1 mol N2与足量H2反应,生成的NH3分子总数小于2NA,A错误;反应②中氮元素的化合价由0价变为+2价,则每生成3.0 g NO(0.1 mol)转移电子数目为0.2NA,B正确;未指明NO2所处的温度和压强,不能计算出其物质的量,C错误;未指明稀硝酸的体积,无法计算H+的数目,D错误。
5.D　解析:O的中子数为10O的中子数为8,1 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;N在水中会水解,1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中N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,共价键数目为2NA,D正确。
6.B　解析:0 ℃、101 kPa为标准状况,H2O在标准状况下不是气体,不能使用气体摩尔体积进行有关计算,A错误;9.8 g H2SO4、9.8 g H3PO4的物质的量均为0.1 mol,含有的氧原子数均为0.4NA,则9.8 g H2SO4和H3PO4的混合物中含氧原子数为0.4NA,B正确;该反应中每生成1分子溴转移2个电子,则该反应中生成0.2 mol Br2时,转移的电子数为0.4NA,C错误;溶液的体积未知,离子的数目无法计算,D错误。
7.D　解析:溶液的体积未知,不能求H+的数目,A错误;没有给出气体所处的状况,无法计算H2S的物质的量,B错误;SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应,2 mol SO2与1 mol O2不能完全反应,反应后转移的电子数小于4NA,C错误;1 mol NaHSO4晶体中含有1 mol Na+和1 mol HS,则晶体中含有的阳离子总数为NA,D正确。
8.C　解析:17 g H2S的物质的量为0.5 mol,由于是可逆反应,反应物无法完全转化为COS,实际生成的COS的分子数小于0.5NA,A错误;未注明标准状况,无法计算转移电子的数目,B错误;COS的结构为OCS,每个双键含1个σ键,故每个COS分子含2个σ键,30 g COS为0.5 mol,故含有σ键的数目为NA,C正确;H2分子无中子,1个D2分子含2个中子,H2和D2的混合气体中二者的比例未知,无法确定中子数,D错误。
9.A　解析:生石灰与过量焦炭在高温下反应生成CaC2和CO:CaO+3CCaC2+CO↑,生成1 mol CaC2同时生成1 mol CO,转移电子数目为2NA,A正确;CaC2由Ca2+和构成,故1 mol CaC2中含有的离子数为2NA,B错误;CaC2与水发生反应:CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑,故生成1 mol C2H2,消耗的H2O分子数为2NA,C错误;标准状况下,11.2 L C2H2为0.5 mol,1个C2H2分子含2个π键,故含有π键数目为NA,D错误。
10.D　解析:FeSO4是强酸弱碱盐,Fe2+水解使溶液中的阳离子数目增大,则1 L 1 mol·L-1硫酸亚铁溶液含有的阳离子数大于NA,A正确;由结构可知,三聚SO3分子中含有的σ键数为12,则0.5 mol三聚SO3分子中含有的σ键的数目为0.5 mol×12×NA mol-1=6NA,B正确;绿矾受热发生分解:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,反应生成1 mol Fe2O3,转移2 mol电子,则生成32 g Fe2O3时,转移电子数为×2×NA mol-1=0.4NA,C正确;标准状况下,22.4 L SO2的物质的量是1 mol,SO2与水的反应为可逆反应,溶液中SO2、S、HS、H2SO3的数目总和为NA,D错误。
11.C　解析:根据化学方程式可知,6 mol S2Cl2反应转移电子数为8NA,则40.5 g S2Cl2(物质的量为0.3 mol)参与反应转移的电子数为0.4NA,A错误;25 ℃、101 kPa时气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1,该条件下,33.6 L NH3的分子数小于1.5NA,B错误;S8()与S6()中每个硫原子平均形成1个共价键,32 g该混合物中所含共价键数目为NA,C正确;N的水解促进水的电离,常温下,1 L pH为5的NH4Cl溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA,D错误。
12.A　解析:反应①为CO2+4H2CH4+2H2O,每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA,A正确;标准状况下,2.24 L HCHO的物质的量为0.1 mol,1个HCHO分子中的中子数为14,故2.24 L HCHO中含中子数目为1.4NA,B错误;反应③中CO2→CH3OH过程中碳元素从+4价到-2价,每生成3.2 g CH3OH(0.1 mol),转移电子数目为0.6NA,C错误;HCOOH溶液中HCOOH和H2O中都含氢原子,故氢原子数目大于0.2NA,D错误。
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