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第7讲　阿伏加德罗常数的综合应用
1.明确常用化学计量与阿伏加德罗常数的计算关系。2.熟记常见物质的结构、组成及主要性质。3.理解氧化还原反应、离子平衡等相关的化学基本原理。
考点一　阿伏加德罗常数判断的常见陷阱
1.重“两看”,排“干扰”,突破陷阱
(1)看“气体”是否处于“标准状况(0 ℃,101 kPa)”。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、HF、NO2、苯、CCl4、乙醇、己烷、N2O4、Br2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.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。
(4)求溶液中所含H、O原子数时,不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。
3.记“特殊”,析“变化”,突破陷阱
(1)常见可逆反应
2SO2+O22SO3;N2+3H22NH3;Cl2+H2O HCl+HClO;H2+I2 2HI。
(2)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)隐含反应
2NO+O2===2NO2,2NO2 N2O4。
(4)钝化:常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。
判断正误:正确打“√”,错误打“×”。
(1)标准状况下,11.2 L CH3CH2OH中含有的分子数为0.5NA。(　×　)
(2)25 ℃,101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA。(　×　)
(3)150 g质量分数为40%的乙酸溶液中含有的氧原子数目为7NA。(　√　)
(4)25 ℃时,1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA。(　×　)
(5)2.0 L 1.0 mol·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA。(　×　)
(6)0.1 mol·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA。(　×　)
(7)标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水充分反应,转移的电子数为0.1NA。(　×　)
(8)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA。(　×　)
(9)27 g铝片投入足量冷的浓硝酸中生成3NA个NO2分子。(　×　)
(10)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA。(　×　)
考点二　抓住特殊物质组成、结构特点灵活分析
1.厘清整体与部分的数量关系。弄清楚微观粒子中相关粒子(质子、中子、电子)、离子、化学键之间的数量关系。如单原子分子有稀有气体He、Ne等;双原子分子有Cl2、N2、O2、H2等。
2.熟记特殊物质中所含微观粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目。常考查的特殊微观粒子有Ne、D2O、18O2、O3、—OH、OH-等。
3.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;苯分子中存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的化学键等。
4.熟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原子数、电子数均相等。
5.明确特殊物质中所含化学键的数目。如1 mol白磷(P4)中含有P—P的数目为6NA,1 mol硅中含有Si—Si的数目为2NA,1 mol SiO2中含有Si—O的数目为4NA;再如1 mol H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3NA、(3n+1)NA,CxHyOz中含有化学键的数目为2x+0.5y+z等(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
6.记住σ键、π键数目的判断方法:一个单键即为1个σ键,一个双键中有一个σ键和一个π键,一个三键中有一个σ键和两个π键。
判断正误:正确打“√”,错误打“×”。
(1)18 g H2 18O含有的中子数为10NA。(　×　)
(2)78 g苯中含有的碳碳双键数目为3NA。(　×　)
(3)12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子。(　×　)
(4)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA。(　√　)
(5)8 g CH4中含有的中子数为3NA。(　√　)
(6)92 g NO2与N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA。(　√　)
(7)1 mol CH4分子或P4分子中含有的共价键数均为4NA。(　×　)
(8)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA。(　√　)
(9)34 g H2O2中含有的极性键总数为3NA。(　×　)
(10)46 g乙醇中含有的共价键总数为8NA。(　√　)
考点三　特殊氧化还原反应中电子转移数目的分析
1.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+;Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
(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,Cl2的量不同,转移的电子数不同;向FeI2溶液中通入Cl2,首先氧化I-,再氧化Fe2+。
2.熟记特殊反应中转移电子的物质的量或数目
特殊反应 物质变化量 转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O) 1 mol Na2O2 1 mol或NA
1 mol O2 2 mol或2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA
Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 mol或2NA
1 mol Fe 3 mol 或3NA
Cu+S 1 mol Cu 1 mol或NA
1 mol S 2 mol或2NA
判断正误:正确打“√”,错误打“×”。
(1)NO2与H2O反应生成1 mol HNO3时,转移NA个电子。(　√　)
(2)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA。(　×　)
(3)Na2O2与H2O反应生成0.1 mol O2时,转移的电子数为0.2NA。(　√　)
(4)标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA。(　×　)
(5)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子。(　√　)
(6)23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA。(　×　)
(7)5.6 g Fe和6.4 g Cu分别与0.1 mol Cl2充分反应,转移的电子数均为0.2NA。(　√　)
(8)电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.1NA。(　×　)
(9)6.4 g Cu与S完全反应,转移的电子数为0.2NA。(　×　)
(10)向FeBr2溶液中通入适量Cl2,有1 mol Fe2+被氧化时,转移的电子总数一定等于3NA。(　×　)
1.(2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　D　)
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
2.(2025·河北卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　B　)
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
解析:每个H2O平均形成2个氢键,18 g H2O晶体为1 mol,氢键数目为2NA,A正确;NaF溶液中阳离子包括Na+和H+,Na+为1 mol,Na+不会水解,并且H2O电离出少量H+,则有n(Na+)+n(H+)>1 mol,所以阳离子总数大于NA,B错误;环己烷和戊烯的最简式均为CH2,则28 g二者的混合物中碳原子的数目为2NA,C正确;铅酸蓄电池负极反应为Pb+S-2e-===PbSO4,增重96 g对应生成1 mol PbSO4,转移2 mol电子,数目为2NA,D正确。
3.(2025·湖南卷)加热时,浓硫酸与木炭发生反应:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　A　)
A.12 g 12C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
解析:12 g 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。
4.(2025·黑吉辽蒙卷)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　)
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
解析:反应①中电解熔融NaCl生成Cl2,标准状况下11.2 L Cl2为0.5 mol,含0.5 mol×2=1 mol原子,数目为NA,A正确;2.3 g(0.1 mol)Na与O2在加热条件下反应生成0.05 mol Na2O2,每个Na2O2含1个O—O非极性键,所以非极性键的数目为0.05NA,B错误;Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,1 mol Na2O2与H2O反应转移1 mol电子,数目为NA,C错误;ClO-会水解,故ClO-数目小于0.1NA,D错误。
5.(2024·辽宁卷)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(　D　)
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
解析:标准状况下,SO2为气体,11.2 L SO2为0.5 mol,其含有1.5 mol原子,原子数为1.5NA,A错误;S为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中S数目小于0.01NA,B错误;反应①的化学方程式为SO2+2H2S===3S+2H2O,反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S,3.4 g H2S为0.1 mol,故可以生成0.15 mol S,生成的硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-===S+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2 mol S2-共转移4 mol电子,因此,每生成1 mol S2-转移2 mol电子,数目为2NA,D正确。
课时作业7(总分:42分)
1.(3分)(2025·河南许昌模拟)设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　B　)
A.标准状况下,11.2 L SO3含有氧原子数为1.5NA
B.31 g白磷中共价键数目为1.5NA
C.0.1 mol·L-1 K2Cr2O7酸性溶液中含Cr2的数目小于0.1NA
D.9.2 g NO2与N2O4混合物中含有的分子数为0.2NA
2.(3分)(2025·内蒙古包头三模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　D　)
A.将1 mol Cl2通入足量水中,转移的电子数为NA
B.常温常压下,11.2 L N2含有的原子数大于NA
C.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中含有的S数目为NA
D.总质量为2.0 g的O和D2O的物质中含有的中子数为NA
3.(3分)(2025·山西平遥统考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　B　)
A.1 mol [Ni(NH3)4]2+中σ键的数目为12NA
B.44 g CH3CHO中sp3杂化的碳原子数目为NA
C.标准状况下,11.2 L HF中含有的电子数目为5NA
D.常温下,将56 g Fe投入足量浓硝酸中,反应转移电子数目为3NA
解析:一个[Ni(NH3)4]2+中含有12个N—H σ键和4个配位键,配位键也是σ键,故1 mol [Ni(NH3)4]2+中σ键的数目为16NA,A错误;CH3CHO中甲基中碳原子采用sp3杂化,醛基上碳原子采用sp2杂化,故44 g CH3CHO中sp3杂化的碳原子数目为NA,B正确;标准状况下HF为液体,故无法使用气体摩尔体积计算11.2 L HF中含有的电子数目,C错误;常温下,Fe遇到浓硝酸发生钝化,将56 g Fe投入足量浓硝酸中,无法计算反应转移电子数目,D错误。
4.(3分)(2025·河北张家口模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　B　)
A.0.1 mol CaC2固体中含0.2NA个阴离子
B.1 mol分子式为C5H10的烃可能含NA个π键
C.1 L 0.1 mol·L-1 [Co(NH3)5Cl]SO4溶液中含0.1NA个Cl-
D.1 mol CH4与4 mol Cl2混合光照反应可生成NA个CCl4
解析:CaC2由Ca2+和构成,因此0.1 mol CaC2固体中含0.1NA个阴离子,故A错误;分子式为C5H10的烃,不饱和度为1,可能为环烷烃,也可能为单烯烃,单烯烃含1个碳碳双键,即含1个π键,若为环烷烃,则没有π键,因此1 mol分子式为C5H10的烃可能含NA个π键,故B正确;[Co(NH3)5Cl]SO4内界和外界通过离子键结合,在溶液中内界和外界是可以完全电离的,溶液中为[Co(NH3)5Cl]2+、S,内界离子很难电离,其电离程度很小,故C错误;将1 mol CH4与4 mol Cl2混合光照,充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,故生成CCl4分子数不为NA,故D错误。
5.(3分)(2025·辽宁鞍山模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　D　)
A.1 L 0.01 mol·L-1 [Cu(NH3)4]SO4溶液中所含Cu2+数目为0.01NA
B.1 mol H2和1 mol I2充分反应后,所含分子数目小于2NA
C.0.1 mol环氧乙烷()中所含σ键数目为0.3NA
D.常温常压下,4.6 g乙醇中所含sp3杂化的原子数目为0.3NA
解析:溶液中Cu元素以[Cu(NH3)4]2+的形式存在,不含Cu2+,故A错误;H2和I2发生可逆反应生成HI,反应前后气体分子数不变,则所含分子数目等于2NA,故B错误;环氧乙烷中的C—O、C—C、C—H均为σ键,0.1 mol环氧乙烷中所含σ键数目为0.7NA,故C错误;1个乙醇分子中采取sp3杂化的有2个碳原子和1个氧原子,则4.6 g乙醇中所含sp3杂化的原子数目为0.3NA,故D正确。
6.(3分)(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(　C　)
A.1 mol有机物含有σ键数目为12NA
B.32 g S8()分子中含有的S—S数为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,转移的电子数为2NA
解析:有机物的分子式为C5H8,则1 mol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数为NA,B正确;未说明溶液体积,无法计算OH-的数目,C错误;标准状况下,22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,和足量Fe反应生成FeCl3,氯元素化合价由0价降低到-1价,则转移电子数为2NA,D正确。
7.(3分)(2025·辽宁师范大学附属中学二模)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　B　)
A.标准状况下,33.6 mL氯气通入足量水中发生反应,转移电子数为1.5×10-3NA
B.1 mol N2与3 mol H2充分反应后,生成0.5 mol NH3,转移1.5NA个电子
C.常温常压下,0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中含有的HC的数目一定小于0.5NA
D.含19.6 g H2SO4的浓硫酸与足量Cu反应,生成SO2的分子数为0.1NA
解析:A项,Cl2与水反应为可逆反应,转移电子数小于1.5×10-3NA,错误;B项,当N2与H2反应生成0.5 mol NH3时,转移1.5 mol电子,正确;C项,没有给出溶液的体积,不能计算HC的数目,错误;D项,随反应的进行,浓硫酸逐渐变稀,稀硫酸与Cu不反应,生成SO2的分子数小于0.1NA,错误。
8.(3分)(2025·东北师范大学附属中学二模)用H2O2溶液处理火箭发射场附近废水中偏二甲肼[(CH3)2NNH2]的反应原理为(CH3)2NNH2+8H2O2===N2↑+2CO2↑+12H2O,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　C　)
A.6 g (CH3)2NNH2中所含氮原子数目为0.4NA
B.2 L 1 mol·L-1 H2O2溶液中氧原子数目为4NA
C.标准状况下,22.4 L N2中孤电子对数目为2NA
D.反应生成0.5 mol CO2时转移电子数目为2NA
解析:6 g (CH3)2NNH2物质的量为=0.1 mol,所含氮原子数目为0.1 mol×2×NA mol-1=0.2NA,故A错误;2 L 1 mol·L-1 H2O2溶液中H2O2的物质的量为2 L×1 mol·L-1=2 mol,含4 mol氧原子,溶液中水分子还含有氧原子,则溶液中氧原子数目大于4NA,故B错误;标准状况下,22.4 L N2的物质的量为=1 mol,N2的电子式为,所以含有的孤电子对数为2NA,故C正确;该反应中只有H2O2中O元素化合价降低,由-1价降低至-2价,生成2 mol CO2时转移16 mol电子,则生成0.5 mol CO2时转移电子数目为4NA,故D错误。
9.(3分)(2026·湖北武汉联考)稀有气体化合物的合成更新了对“惰性”的认知。已知:6XeF4+12H2O===2XeO3+4Xe+24HF+3O2,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　D　)
A.1 mol XeF4中心原子的孤电子对数目为2NA
B.18 g H2O中所含质子数目为10NA
C.生成1 mol XeO3,转移电子数目为8NA
D.3.36 L HF(标准状况)所含的分子数为0.15NA
解析:Xe最外层有8个电子,提供4个电子分别与4个F形成共用电子对,则1 mol XeF4中心原子的孤电子对数目为2NA,A正确;18 g H2O是1 mol,1个H2O中有10个质子,则18 g H2O中所含质子数目为10NA,B正确;6XeF4+12H2O===2XeO3+4Xe+24HF+3O2,该反应中XeO3是氧化产物,Xe是还原产物,O2是氧化产物,生成1 mol XeO3时生成2 mol Xe,转移电子数目为2×4NA=8NA,C正确;标准状况时HF不是气体,则3.36 L HF(标准状况)不是0.15 mol,所含的分子数不是0.15NA,D错误。
10.(3分)铅丹(Pb3O4)可用作防锈涂料,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓) ===3PbCl2+Cl2↑+4H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　A　)
A.标准状况下,22.4 L Cl2溶于水所得溶液中含HClO分子数为NA
B.1 L 12 mol·L-1的浓盐酸与足量Pb3O4反应生成的Cl2分子数小于1.5NA
C.标准状况下,22.4 L H2O中,含有H原子数目大于2NA
D.反应中消耗137 g Pb3O4,转移电子数目为0.4NA
解析:标准状况下22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,Cl2与水的反应是可逆反应,生成的HClO也会发生部分电离,故HClO分子数小于NA,A项错误;1 L 12 mol·L-1浓盐酸完全反应生成的Cl2分子数为1.5NA,但随着反应的进行,浓盐酸逐渐变为稀盐酸,就不再发生该反应,故生成的Cl2分子数小于1.5NA,B项正确;H2O在标准状况下不为气态,22.4 L H2O中H原子数大于2NA,C项正确;由方程式可知,1 mol Pb3O4参加反应转移2 mol电子,137 g Pb3O4的物质的量为0.2 mol,转移电子数目为0.4NA,D项正确。
11.(3分)(2025·辽宁沈阳模拟)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(　D　)
A.1 L 1 mol·L-1 FeSO4溶液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16 g Fe2O3时,转移电子数为0.2NA
D.22.4 L SO2溶于水,溶液中H2SO3、HS的数目总和为NA
解析:FeSO4是强酸弱碱盐,Fe2+在溶液中水解使溶液中的阳离子数目增大,则1 L 1 mol/L FeSO4溶液含有的阳离子数大于1 mol/L×1 L×NA mol-1=NA,故A正确;由结构可知,一个三聚SO3分子中含有的σ键数目为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,故B正确;由题意可知,绿矾受热分解的方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,反应生成1 mol Fe2O3,转移2 mol电子,则生成16 g Fe2O3时,转移电子数为×2×NA mol-1=0.2NA,故C正确;温度和压强未知,无法计算22.4 L SO2的物质的量,且SO2与水的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全进行,所以无法计算溶液中H2SO3、HS的数目总和,故D错误。
12.(3分)(2025·四川眉山一模)用锂元素的转化过程来持续合成氨的原理如图所示。已知NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　B　)
A.若转化①消耗22.4 L N2,转移电子数为6NA
B.10 g 14N2和16O2的混合气体中含有质子数为5NA
C.2 L 0.5 mol·L-1 LiOH溶液中含有阴、阳离子总数为NA
D.若转化③消耗48 g LiOH,则生成氧化产物的分子数为NA
解析:未指明是否为标准状况,不能计算N2物质的量,故A错误;14N2的摩尔质量为28 g/mol,1个14N2分子中含有14个质子,16O2的摩尔质量为32 g/mol,1个16O2分子中含16个质子,设混合气体中14N2为x g,16O2为(10-x) g,则10 g14N2和16O2的混合气体含有质子的数目为×NA mol-1=5NA,故B正确;溶液中存在水的电离,阴、阳离子总数大于2NA,故C错误;转化③中Li元素化合价降低,O元素化合价升高,O2为氧化产物,根据得失电子守恒有如下关系:4LiOH~O2,则生成氧化产物的物质的量为n(O2)==0.5 mol,分子数为0.5 mol×NA mol-1=0.5NA,故D错误。
13.(3分)(2025·河南郑州二模)V、W、X、Y、Z、Q有如图所示的转化关系,常温下,V、W是气态单质,Z是红棕色气体,Q是常见液体。设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　B　)
A.1 mol W与足量V反应,可生成X的分子数目为2NA
B.反应①每生成1 mol Y,转移电子的数目为5NA
C.标准状况下,22.4 L Z中含有原子的数目为3NA
D.1 mol Z溶于Q中,可生成阴离子的数目为NA
解析:常温下,V、W是气态单质,Z是红棕色气体,Q是常见液体,Z是NO2、Q是H2O;V与O2反应生成H2O,V是H2;根据原子守恒,W是N2、X是NH3、Y是NO。合成氨是可逆反应,1 mol N2与足量H2反应,不可能完全转化为2 mol NH3,生成NH3的分子数目不为2NA,故A错误;反应①是4NH3+5O24NO+6H2O,N元素化合价由-3升高为+2,每生成1 mol NO,转移电子的数目为5NA,故B正确;标准状况下NO2是液体,22.4 L NO2中含有的原子的数目不是3NA,故C错误;NO2溶于水时生成HNO3和NO:3NO2+H2O===2H++2N+NO,1 mol NO2生成N mol,数目为NA,故D错误。
14.(3分)(2025·四川内江三模)一种光催化重整聚乳酸生成丙酮酸的过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　C　)
A.1 mol乳酸分子中含有sp3杂化原子数目为2NA
B.1 mol乳酸比1 mol丙酮酸多2NA个中子
C.生成1 mol丙酮酸,需要消耗2NA个h+
D.1 mol丙酮酸与足量Na2CO3溶液反应,生成CO2分子数为0.5NA
解析:乳酸分子中,甲基碳原子、羟基氧原子、与羟基相连的碳原子都是sp3杂化,1 mol乳酸分子中含有sp3杂化原子数目不是2NA,A错误;由结构简式可知,一分子乳酸比一分子丙酮酸多两个H原子,一分子乳酸比一分子丙酮酸多2个质子,则1 mol乳酸比1 mol丙酮酸多2NA个质子,二者中子数相同,B错误;生成1 mol丙酮酸转移2 mol电子,则需要消耗2NA个h+,C正确;1 mol丙酮酸与足量Na2CO3溶液反应,生成NaHCO3,没有CO2生成,D错误。(共58张PPT)
第二章　物质的量
第7讲　阿伏加德罗常数的
综合应用
目
录
考点二　抓住特殊物质组成、结构特点灵活分析
考点三　特殊氧化还原反应中电子转移数目的分析
课时作业
考点一　阿伏加德罗常数判断的常见陷阱
真题演练 感悟高考
复习目标
1.明确常用化学计量与阿伏加德罗常数的计算关系。2.熟记常见物质的结构、组成及主要性质。3.理解氧化还原反应、离子平衡等相关的化学基本原理。
一
考点一 阿伏加德罗常数判断的常见陷阱
1.重“两看”,排“干扰”,突破陷阱
(1)看“气体”是否处于“标准状况(0 ℃,101 kPa)”。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、HF、NO2、苯、CCl4、乙醇、己烷、N2O4、Br2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.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。
(4)求溶液中所含H、O原子数时,不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。
3.记“特殊”,析“变化”,突破陷阱
(1)常见可逆反应
2SO2+O2 　　　 2SO3;N2+3H2 　　 　2NH3;
Cl2+H2O HCl+HClO;H2+I2 2HI。
(2)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)隐含反应
2NO+O2===2NO2,2NO2 N2O4。
(4)钝化:常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。
判断正误:正确打“√”,错误打“×”。
(1)标准状况下,11.2 L CH3CH2OH中含有的分子数为0.5NA。(　　)
(2)25 ℃,101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA。(　　)
(3)150 g质量分数为40%的乙酸溶液中含有的氧原子数目为7NA。(　　)
(4)25 ℃时,1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA。(　　)
(5)2.0 L 1.0 mol·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA。(　　)
(6)0.1 mol·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA。(　　)
×
×
√
×
×
×
(7)标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水充分反应,转移的电子数为0.1NA。(　　)
(8)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA。(　　)
(9)27 g铝片投入足量冷的浓硝酸中生成3NA个NO2分子。(　　)
(10)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA。(　　)
×
×
×
×
二
考点二 抓住特殊物质组成、结构特点灵活分析
1.厘清整体与部分的数量关系。弄清楚微观粒子中相关粒子(质子、中子、电子)、离子、化学键之间的数量关系。如单原子分子有稀有气体He、Ne等;双原子分子有Cl2、N2、O2、H2等。
2.熟记特殊物质中所含微观粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目。常考查的特殊微观粒子有Ne、D2O、18O2、O3、—OH、OH-等。
3.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;苯分子中存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的化学键等。
4.熟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原子数、电子数均相等。
5.明确特殊物质中所含化学键的数目。如1 mol白磷(P4)中含有P—P的数目为6NA,1 mol硅中含有Si—Si的数目为2NA,1 mol SiO2中含有Si—O的数目为4NA;再如1 mol H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3NA、(3n+1)NA,CxHyOz中含有化学键的数目为2x+0.5y+z等(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
6.记住σ键、π键数目的判断方法:一个单键即为1个σ键,一个双键中有一个σ键和一个π键,一个三键中有一个σ键和两个π键。
判断正误:正确打“√”,错误打“×”。
(1)18 g H2 18O含有的中子数为10NA。(　　)
(2)78 g苯中含有的碳碳双键数目为3NA。(　　)
(3)12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子。(　　)
(4)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA。(　　)
(5)8 g CH4中含有的中子数为3NA。(　　)
(6)92 g NO2与N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA。(　　)
×
×
×
√
√
√
(7)1 mol CH4分子或P4分子中含有的共价键数均为4NA。(　　)
(8)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA。(　　)
(9)34 g H2O2中含有的极性键总数为3NA。(　　)
(10)46 g乙醇中含有的共价键总数为8NA。(　　)
×
√
×
√
三
考点三 特殊氧化还原反应中电子转移数目的分析
1.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+;Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
(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,Cl2的量不同,转移的电子数不同;向FeI2溶液中通入Cl2,首先氧化I-,再氧化Fe2+。
2.熟记特殊反应中转移电子的物质的量或数目
特殊反应 物质变化量 转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O) 1 mol Na2O2 1 mol或NA
1 mol O2 2 mol或2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA
Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 mol或2NA
1 mol Fe 3 mol 或3NA
Cu+S 1 mol Cu 1 mol或NA
1 mol S 2 mol或2NA
判断正误:正确打“√”,错误打“×”。
(1)NO2与H2O反应生成1 mol HNO3时,转移NA个电子。(　　)
(2)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA。(　　)
(3)Na2O2与H2O反应生成0.1 mol O2时,转移的电子数为0.2NA。(　　)
(4)标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA。(　　)
(5)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子。(　　)
(6)23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA。(　　)
√
×
√
×
√
×
(7)5.6 g Fe和6.4 g Cu分别与0.1 mol Cl2充分反应,转移的电子数均为0.2NA。(　　)
(8)电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.1NA。
(　　)
(9)6.4 g Cu与S完全反应,转移的电子数为0.2NA。(　　)
(10)向FeBr2溶液中通入适量Cl2,有1 mol Fe2+被氧化时,转移的电子总数一定等于3NA。(　　)
√
×
×
×
四
真题演练 感悟高考
1.(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
2.(2025·河北卷)设NA是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
解析:每个H2O平均形成2个氢键,18 g H2O晶体为1 mol,氢键数目为2NA,A正确;NaF溶液中阳离子包括Na+和H+,Na+为1 mol,Na+不会水解,并且H2O电离出少量H+,则有n(Na+)+n(H+)>1 mol,所以阳离子总数大于NA,B错误;环己烷和戊烯的最简式均为CH2,则28 g二者的混合物中碳原子的数目为2NA,C正确;铅酸蓄电池负极反应为Pb+S-2e-===PbSO4,增重96 g对应生成1 mol PbSO4,转移2 mol电子,数目为2NA,D正确。
3.(2025·湖南卷)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 g 12C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 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。
4.(2025·黑吉辽蒙卷)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
A
解析:反应①中电解熔融NaCl生成Cl2,标准状况下11.2 L Cl2为0.5 mol,含0.5 mol×2=1 mol原子,数目为NA,A正确;2.3 g(0.1 mol)Na与O2在加热条件下反应生成0.05 mol Na2O2,每个Na2O2含1个O—O非极性键,所以非极性键的数目为0.05NA,B错误;Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,1 mol Na2O2与H2O反应转移1 mol电子,数目为NA,C错误;ClO-会水解,故ClO-数目小于0.1NA,D错误。
5.(2024·辽宁卷)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:标准状况下,SO2为气体,11.2 L SO2为0.5 mol,其含有1.5 mol原子,原子数为1.5NA,A错误;S为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中S数目小于0.01NA,B错误;反应①的化学方程式为SO2+2H2S===3S+2H2O,反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S,3.4 g H2S为0.1 mol,故可以生成0.15 mol S,生成的硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-===S+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2 mol S2-共转移4 mol电子,因此,每生成1 mol S2-转移2 mol电子,数目为2NA,D正确。
五
课时作业7
1.(3分)(2025·河南许昌模拟)设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,11.2 L SO3含有氧原子数为1.5NA
B.31 g白磷中共价键数目为1.5NA
C.0.1 mol·L-1 K2Cr2O7酸性溶液中含Cr2的数目小于0.1NA
D.9.2 g NO2与N2O4混合物中含有的分子数为0.2NA
B
2.(3分)(2025·内蒙古包头三模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.将1 mol Cl2通入足量水中,转移的电子数为NA
B.常温常压下,11.2 L N2含有的原子数大于NA
C.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中含有的S数目为NA
D.总质量为2.0 g的O和D2O的物质中含有的中子数为NA
D
3.(3分)(2025·山西平遥统考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol [Ni(NH3)4]2+中σ键的数目为12NA
B.44 g CH3CHO中sp3杂化的碳原子数目为NA
C.标准状况下,11.2 L HF中含有的电子数目为5NA
D.常温下,将56 g Fe投入足量浓硝酸中,反应转移电子数目为3NA
B
解析:一个[Ni(NH3)4]2+中含有12个N—H σ键和4个配位键,配位键也是σ键,故1 mol [Ni(NH3)4]2+中σ键的数目为16NA,A错误;CH3CHO中甲基中碳原子采用sp3杂化,醛基上碳原子采用sp2杂化,故44 g CH3CHO中sp3杂化的碳原子数目为NA,B正确;标准状况下HF为液体,故无法使用气体摩尔体积计算11.2 L HF中含有的电子数目,C错误;常温下,Fe遇到浓硝酸发生钝化,将56 g Fe投入足量浓硝酸中,无法计算反应转移电子数目,D错误。
4.(3分)(2025·河北张家口模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.0.1 mol CaC2固体中含0.2NA个阴离子
B.1 mol分子式为C5H10的烃可能含NA个π键
C.1 L 0.1 mol·L-1 [Co(NH3)5Cl]SO4溶液中含0.1NA个Cl-
D.1 mol CH4与4 mol Cl2混合光照反应可生成NA个CCl4
B
解析:CaC2由Ca2+和构成,因此0.1 mol CaC2固体中含0.1NA个阴离子,故A错误;分子式为C5H10的烃,不饱和度为1,可能为环烷烃,也可能为单烯烃,单烯烃含1个碳碳双键,即含1个π键,若为环烷烃,则没有π键,因此1 mol分子式为C5H10的烃可能含NA个π键,故B正确;[Co(NH3)5Cl]SO4内界和外界通过离子键结合,在溶液中内界和外界是可以完全电离的,溶液中为[Co(NH3)5Cl]2+、S,内界离子很难电离,其电离程度很小,故C错误;将1 mol CH4与4 mol Cl2混合光照,充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,故生成CCl4分子数不为NA,故D错误。
5.(3分)(2025·辽宁鞍山模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 L 0.01 mol·L-1 [Cu(NH3)4]SO4溶液中所含Cu2+数目为0.01NA
B.1 mol H2和1 mol I2充分反应后,所含分子数目小于2NA
C.0.1 mol环氧乙烷( 　　)中所含σ键数目为0.3NA
D.常温常压下,4.6 g乙醇中所含sp3杂化的原子数目为0.3NA
D
解析:溶液中Cu元素以[Cu(NH3)4]2+的形式存在,不含Cu2+,故A错误;H2和I2发生可逆反应生成HI,反应前后气体分子数不变,则所含分子数目等于2NA,故B错误;环氧乙烷中的C—O、C—C、C—H均为σ键,0.1 mol环氧乙烷中所含σ键数目为0.7NA,故C错误;1个乙醇分子中采取sp3杂化的有2个碳原子和1个氧原子,则4.6 g乙醇中所含sp3杂化的原子数目为0.3NA,故D正确。
6.(3分)(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键数目为12NA
B.32 g S8( 　　　　　)分子中含有的S—S数为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,转移的电子数为2NA
C
解析:有机物 　　　的分子式为C5H8,则1 mol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数为NA,B正确;未说明溶液体积,无法计算OH-的数目,C错误;标准状况下,22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,和足量Fe反应生成FeCl3,氯元素化合价由0价降低到-1价,则转移电子数为2NA,D正确。
7.(3分)(2025·辽宁师范大学附属中学二模)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,33.6 mL氯气通入足量水中发生反应,转移电子数为1.5×10-3NA
B.1 mol N2与3 mol H2充分反应后,生成0.5 mol NH3,转移1.5NA个电子
C.常温常压下,0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中含有的HC的数目一定小于0.5NA
D.含19.6 g H2SO4的浓硫酸与足量Cu反应,生成SO2的分子数为0.1NA
B
解析:A项,Cl2与水反应为可逆反应,转移电子数小于1.5×10-3NA,错误;B项,当N2与H2反应生成0.5 mol NH3时,转移1.5 mol电子,正确;C项,没有给出溶液的体积,不能计算HC的数目,错误;D项,随反应的进行,浓硫酸逐渐变稀,稀硫酸与Cu不反应,生成SO2的分子数小于0.1NA,错误。
8.(3分)(2025·东北师范大学附属中学二模)用H2O2溶液处理火箭发射场附近废水中偏二甲肼[(CH3)2NNH2]的反应原理为(CH3)2NNH2+8H2O2===
N2↑+2CO2↑+12H2O,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.6 g (CH3)2NNH2中所含氮原子数目为0.4NA
B.2 L 1 mol·L-1 H2O2溶液中氧原子数目为4NA
C.标准状况下,22.4 L N2中孤电子对数目为2NA
D.反应生成0.5 mol CO2时转移电子数目为2NA
C
解析:6 g (CH3)2NNH2物质的量为=0.1 mol,所含氮原子数目为0.1 mol×2×NA mol-1=0.2NA,故A错误;2 L 1 mol·L-1 H2O2溶液中H2O2的物质的量为2 L×1 mol·L-1=2 mol,含4 mol氧原子,溶液中水分子还含有氧原子,则溶液中氧原子数目大于4NA,故B错误;标准状况下,22.4 L N2的物质的量为=1 mol,N2的电子式为,所以含有的孤电子对数为2NA,故C正确;该反应中只有H2O2中O元素化合价降低,由-1价降低至-2价,生成2 mol CO2时转移16 mol电子,则生成0.5 mol CO2时转移电子数目为4NA,故D错误。
9.(3分)(2026·湖北武汉联考)稀有气体化合物的合成更新了对“惰性”的认知。已知:6XeF4+12H2O===2XeO3+4Xe+24HF+3O2,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A.1 mol XeF4中心原子的孤电子对数目为2NA
B.18 g H2O中所含质子数目为10NA
C.生成1 mol XeO3,转移电子数目为8NA
D.3.36 L HF(标准状况)所含的分子数为0.15NA
D
解析:Xe最外层有8个电子,提供4个电子分别与4个F形成共用电子对,则1 mol XeF4中心原子的孤电子对数目为2NA,A正确;18 g H2O是1 mol,1个H2O中有10个质子,则18 g H2O中所含质子数目为10NA,B正确;6XeF4+12H2O===2XeO3+4Xe+24HF+3O2,该反应中XeO3是氧化产物,Xe是还原产物,O2是氧化产物,生成1 mol XeO3时生成2 mol Xe,转移电子数目为2×4NA=8NA,C正确;标准状况时HF不是气体,则3.36 L HF(标准状况)不是0.15 mol,所含的分子数不是0.15NA,D错误。
10.(3分)铅丹(Pb3O4)可用作防锈涂料,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓)===3PbCl2+Cl2↑+4H2O。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,22.4 L Cl2溶于水所得溶液中含HClO分子数为NA
B.1 L 12 mol·L-1的浓盐酸与足量Pb3O4反应生成的Cl2分子数小于1.5NA
C.标准状况下,22.4 L H2O中,含有H原子数目大于2NA
D.反应中消耗137 g Pb3O4,转移电子数目为0.4NA
A
解析:标准状况下22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,Cl2与水的反应是可逆反应,生成的HClO也会发生部分电离,故HClO分子数小于NA,A项错误;1 L 12 mol·L-1浓盐酸完全反应生成的Cl2分子数为1.5NA,但随着反应的进行,浓盐酸逐渐变为稀盐酸,就不再发生该反应,故生成的Cl2分子数小于1.5NA,B项正确;H2O在标准状况下不为气态,22.4 L H2O中H原子数大于2NA,C项正确;由方程式可知,1 mol Pb3O4参加反应转移2 mol电子,137 g Pb3O4的物质的量为0.2 mol,转移电子数目为0.4NA,D项正确。
11.(3分)(2025·辽宁沈阳模拟)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16 g Fe2O3时,转移电子数为0.2NA
D.22.4 L SO2溶于水,溶液中H2SO3、HS的数目总和为NA
D
解析:FeSO4是强酸弱碱盐,Fe2+在溶液中水解使溶液中的阳离子数目增大,则1 L 1 mol/L FeSO4溶液含有的阳离子数大于1 mol/L×1 L×NA mol-1=NA,故A正确;由结构可知,一个三聚SO3分子中含有的σ键数目为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,故B正确;由题意可知,绿矾受热分解的方程式为2FeSO4·7H2O 　　　Fe2O3+SO2↑+SO3↑+
14H2O,反应生成1 mol Fe2O3,转移2 mol电子,则生成16 g Fe2O3时,转移电子数为×2×NA mol-1=0.2NA,故C正确;温度和压强未知,无法计算22.4 L SO2的物质的量,且SO2与水的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全进行,所以无法计算溶液中H2SO3、HS的数目总和,故D错误。
12.(3分)(2025·四川眉山一模)用锂元素的转化过程来持续合成氨的原理如图所示。已知NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.若转化①消耗22.4 L N2,转移电子数为6NA
B.10 g 14N2和16O2的混合气体中含有质子数为5NA
C.2 L 0.5 mol·L-1 LiOH溶液中含有阴、阳离子总数为NA
D.若转化③消耗48 g LiOH,则生成氧化产物的分子数为NA
B
解析:未指明是否为标准状况,不能计算N2物质的量,故A错误;14N2的摩尔质量为28 g/mol,1个14N2分子中含有14个质子,16O2的摩尔质量为32 g/mol,1个16O2分子中含16个质子,设混合气体中14N2为x g,16O2为(10-x) g,则10 g14N2和16O2的混合气体含有质子的数目为×NA mol-1=5NA,故B正确;溶液中存在水的电离,阴、阳离子总数大于2NA,故C错误;转化③中Li元素化合价降低,O元素化合价升高,O2为氧化产物,根据得失电子守恒有如下关系:4LiOH~O2,则生成氧化产物的物质的量为n(O2)==0.5 mol,分子数为0.5 mol×NA mol-1=0.5NA,故D错误。
13.(3分)(2025·河南郑州二模)V、W、X、Y、Z、Q有如图所示的转化关系,常温下,V、W是气态单质,Z是红棕色气体,Q是常见液体。设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 mol W与足量V反应,可生成X的分子数目
为2NA
B.反应①每生成1 mol Y,转移电子的数目为5NA
C.标准状况下,22.4 L Z中含有原子的数目为3NA
D.1 mol Z溶于Q中,可生成阴离子的数目为NA
B
解析:常温下,V、W是气态单质,Z是红棕色气体,Q是常见液体,Z是NO2、Q是H2O;V与O2反应生成H2O,V是H2;根据原子守恒,W是N2、X是NH3、Y是NO。合成氨是可逆反应,1 mol N2与足量H2反应,不可能完全转化为2 mol NH3,生成NH3的分子数目不为2NA,故A错误;反应①是4NH3+5O2 　　　4NO+6H2O,N元素化合价由-3升高为+2,每生成1 mol NO,转移电子的数目为5NA,故B正确;标准状况下NO2是液体,22.4 L NO2中含有的原子的数目不是3NA,故C错误;NO2溶于水时生成HNO3和NO:3NO2+H2O===2H++2N+NO,1 mol NO2生成N mol,数目为NA,故D错误。
14.(3分)(2025·四川内江三模)一种光催化重整聚乳酸生成丙酮酸的过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol乳酸分子中含有sp3杂化原子数目为2NA
B.1 mol乳酸比1 mol丙酮酸多2NA个中子
C.生成1 mol丙酮酸,需要消耗2NA个h+
D.1 mol丙酮酸与足量Na2CO3溶液反应,
生成CO2分子数为0.5NA
C
解析:乳酸分子中,甲基碳原子、羟基氧原子、与羟基相连的碳原子都是sp3杂化,1 mol乳酸分子中含有sp3杂化原子数目不是2NA,A错误;由结构简式可知,一分子乳酸比一分子丙酮酸多两个H原子,一分子乳酸比一分子丙酮酸多2个质子,则1 mol乳酸比1 mol丙酮酸多2NA个质子,二者中子数相同,B错误;生成1 mol丙酮酸转移2 mol电子,则需要消耗2NA个h+,C正确;1 mol丙酮酸与足量Na2CO3溶液反应,生成NaHCO3,没有CO2生成,D错误。
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