山東 張世彬

“阿伏加德羅常數(shù)”考查角度及解題誤區(qū)分析

山東 張世彬

阿伏加德羅常數(shù)是貫穿高中化學始終的物理量，它是溝通微觀世界和宏觀世界的橋梁，有關阿伏加德羅常數(shù)的說法正誤判斷類型的選擇題由于區(qū)分度好，具有考試選拔的功能，因此常考常新，且在今后的高考中會繼續(xù)保持這種趨勢。那么，有關阿伏加德羅常數(shù)的常見的考查角度有哪些？在解題時又要注意哪些問題呢？

1．阿伏加德羅常數(shù)的考查角度

1．1 考查體積

標準狀況下（0℃，101．325kPa）是氣體摩爾體積的適用條件。在標準狀況的氣體，其體積為22．4L時，其物質的量為1mol，其所含分子數(shù)為1 NA。例如，在標準狀況下，22．4L以任意比混合的H2和CH4的混合氣體所含分子數(shù)為1 NA。又例如，常溫常壓下，判斷3．01×1023個CO分子所占的體積是11．2L的說法是否正確。分析此說法時，就要認清0．5 NA個CO分子是0．5mol，要使其體積是11．2L，就應該是在標準狀況下，而不能是常溫常壓條件下，所以說法不正確。但溫度和壓強影響氣體的體積，而不影響氣體的質量和物質的量，因此，如果討論物質的量、質量與微粒數(shù)目的關系，則與是否為標準狀況無關。如，常溫常壓下，28g CO和N2的混合氣體的分子數(shù)為1 NA就是正確的。

1．2 考查對標準狀況時物質狀態(tài)的了解

氣體摩爾體積研究的對象是在標準狀況時為氣體的物質，不是氣體的物質不適用，如不能說在標準狀況時5．6L SO3所含的分子數(shù)0．25 NA，因為該狀態(tài)下SO3為固態(tài)。高考命題者還常用水、四氯化碳、三氯甲烷、乙醇、乙酸、乙醛及碳原子數(shù)大于4的烴如己烷等在標準狀況時為液態(tài)或固態(tài)的物質來進行考查。

1．3 考查物質的組成形式

由分子構成的物質，有的是單原子分子（如稀有氣體），有的是雙原子分子（如O2、N2、H2、NO等），還有的是多原子分子（如O3、NH3、CO2、CH4等）。因此在求分子中含有的原子個數(shù)時要注意分子的構成情況，例如，求17g氨氣所含有的電子數(shù)為多少？

【解析】要求17g NH3中所含的電子數(shù)，首先要算出17g NH3的物質的量為1mol，根據(jù)NH3的化學式組成，再結合1個N原子中有7個電子，1個H原子中含1個電子，所以17g NH3含電子數(shù)為10 NA。另外，還要注意對混合物進行的有關考查。如46g NO2和N2O4的混合氣體所含有的分子數(shù)為1 NA，21g乙烯和丁烯的混合氣體含有的碳原子數(shù)目為1．5 NA，丙烯和環(huán)丙烷組成的42g混合氣體中氫原子的個數(shù)為6 NA，1．6g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0．1 NA，等等。解這類題時要找到混合物具有的共同部分，如將NO2和N2O4看成組成均為（NO2）n，則46g（NO2）n的物質的量為1mol，分子數(shù)為1 NA。

1．4 同位素原子差異的考查

同位素原子質子數(shù)、電子數(shù)分別相同，但由于中子數(shù)的不同，質量數(shù)、相對原子質量不同。因此運用NA知識結合同位素原子區(qū)別的考查，常是出題點。如計算10g重水（D2O）里含有的電子數(shù)是否是0．5 NA。計算時就要注意D的相對原子質量為2，因而重水的摩爾質量為20g／mol，10g重水的分子數(shù)為0．5 NA，1mol D2O含有電子數(shù)為10 NA，所以10g重水含有的電子數(shù)為5 NA，而如果不注意H和D的區(qū)別，按H2O的摩爾質量計算，其結果顯然錯誤。同位素原子經(jīng)?？疾榈挠蠬、D、T、16O、18O、12C、14C。

1．5 結合物質晶體結構的考查

結合晶體結構考查NA的有關知識，解題時不能只看表面現(xiàn)象想當然，而要結合晶體結構抓本質，要通過晶體的空間結構，進行細致地分析求解，如：計算31g白磷中含有多少P—P共價鍵，不能憑白磷的化學式，想當然計算為31g／（124g／mol）×4＝1mol，而要通過白磷分子的空間結構得出1mol P4中含6mol P—P鍵，因而31g P4中含有1．5 NAP—P鍵，對化學鍵的考查的物質常有金剛石、白磷、SiO2等。另外，要注意離子晶體中不存在分子，如“58．5 g NaCl晶體中所含NaCl分子數(shù)目為1 NA”就是錯誤的。

1．6 對化學鍵數(shù)目的考查

對化學鍵的考查主要體現(xiàn)在有機物分子中化學鍵數(shù)目的計算，因此，要掌握有機物的結構特點，特別是成鍵情況。如（2015新課標Ⅱ）60g丙醇中存在的共價鍵總數(shù)為10 NA，分析：1個丙醇分子中含有11個共價鍵，60g丙醇的物質的量為1mol，含有的共價鍵總數(shù)應為11 NA。

1．7 考查氧化還原反應中電子轉移數(shù)目與元素價態(tài)變化

涉及氧化還原反應時，要注意根據(jù)氧化劑的氧化性與還原劑的還原性來確定反應中元素的價態(tài)變化情況及電子轉移的數(shù)目。同一氧化劑與還原性不同的物質作用，還原產(chǎn)物不同。同樣同一還原劑與氧化性不同的氧化劑反應，氧化產(chǎn)物不同，反應中元素的價態(tài)變化情況和電子轉移數(shù)目也不同。如Fe＋2HCl ===FeCl2＋H2，2Fe＋3Cl2=== FeCl3。相同的氧化劑與還原劑反應時，還要注意反應物用量的多少，不同的比例生成物就不同，電子轉移數(shù)目就不同，如FeBr2與Cl2反應，可以發(fā)生反應為6FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋4FeBr3；也可以發(fā)生反應為2FeBr2＋3Cl2=== 2FeCl3＋2Br2，另外還要注意幾個典型的反應，如2Na2O2＋2H2O ===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2NaCO3＋CO2，Cl2＋2NaOH ===NaCl＋NaClO＋H2O。

1．8對電離平衡和水解平衡的考查

首先，運用NA知識考查微粒時，如果試題所提供的情境中有各種微粒，當題目針對的微粒不同時，答題就不一樣，因此解題時要注意看清題目的要求，切實掌握要回答的微粒種類或所要回答的情況，避免錯誤的發(fā)生。如判斷1L 0．2mol／L CH3CH2OH溶液中的分子數(shù)是否等于0．2 NA，就是因為溶液中的分子既包括溶質分子，又包括溶劑分子，所以溶液中的分子數(shù)應遠大于0．2 NA。

其次，分析溶液中微粒數(shù)目還要考慮電離平衡或水解平衡。如果求2L1mol／L醋酸溶液中含H＋的個數(shù)是否為2 NA，則要考慮到醋酸是弱電解質，不可能完全電離，醋酸溶液中存在弱電解質的電離平衡。由于醋酸的電離程度小，所以2L1mol／L醋酸溶液中含H＋的個數(shù)要遠小于2 NA，1L1mol／LNaHCO3溶液中含有Na＋為1 NA但含HCO3－的物質的量小于1mol，因為HCO3－在水中要發(fā)生水解：HCO3－＋H2O ===H2CO3＋OH－，致使HCO3－的物質的量減小。

1．9 結合可逆過程的考查

分析4．6g NO2氣體含有的分子數(shù)時就要考慮NO2一般情況下易發(fā)生雙分子聚合反應：2NO2===N2O4，導致部分NO2轉變?yōu)镹2O4，使得氣體分子數(shù)減小，即46g NO2氣體所含分子數(shù)少于1 NA，因此在回答問題時要考慮到是否涉及可逆過程或是否存在化學平衡，如果涉及可逆過程或化學平衡，則要注意不能按純凈物或不可逆反應分析問題。

2．近五年新課標試題再現(xiàn)

1．（2011新課標全國卷Ⅰ，7）下列敘述正確的是（ ）

A．1．00mol NaCl中含有6．02×1023個NaCl分子

B．1．00mol NaCl中，所有Na＋的最外層電子總數(shù)為8×6．02×1023

C．欲配制1．00L，1．00mol／L的NaCl溶液，可將58．5g NaCl溶于1．00L水中

D．電解58．5g熔融的NaCl，能產(chǎn)生22．4L氯氣（標準狀況）、23．0g金屬鈉

2．（2012新課標全國卷Ⅰ，9）用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述中不正確的是（ ）

A．分子總數(shù)為NA的NO2和CO2混合氣體中含有的氧原子數(shù)為2 NA

B．28g乙烯和環(huán)丁烷（C4H8）的混合氣體中含有的碳原子數(shù)為2 NA

C．常溫常壓下，92g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為6 NA

D．常溫常壓下，22．4L氯氣與足量鎂粉充分反應，轉移的電子數(shù)為2 NA

3．（2013新課標全國卷Ⅱ，9）NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是（ ）

A．1L1．0mol／L的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2 NA

B．12g石墨烯（單層石墨）中含有六元環(huán)的個數(shù)為0．5 NA

C．25℃時pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的數(shù)目為0．1 NA

D．1mol的羥基與1mol的氫氧根離子所含電子數(shù)均為9 NA

4．（2015新課標全國卷Ⅰ，8）NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是（ ）

A．18g D2O和18g H2O中含有的質子數(shù)均為10 NA

B．2L0．5mol／L亞硫酸溶液中含有的H＋數(shù)為2 NA

C．過氧化鈉與水反應時，生成0．1mol氧氣轉移的電子數(shù)為0．2 NA

D．密閉容器中2mol NO與1mol O2充分反應，產(chǎn)物的分子數(shù)為2 NA

5．（2015新課標全國卷Ⅱ，10）NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是（ ）

A．60g丙醇中存在的共價鍵總數(shù)為10 NA

B．1L0．1mol／L的NaHCO3溶液中HCO－3和CO2－3離子數(shù)之和為0．1 NA

C．鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物。23g鈉充分燃燒時轉移電子數(shù)為1 NA

【參考答案及解題分析】

1．B 【解析】因NaCl為離子化合物，則不存在NaCl分子，故A錯誤。因Na＋的最外層電子總數(shù)為8電子穩(wěn)定結構，則最外層電子的物質的量為8mol，其電子總數(shù)為8× 6．02×1023，故B正確；欲配制1．00L，1．00mol／L的NaCl溶液，可將58．5g NaCl溶于適量水中，配成1L溶液，而不是溶于1L的水中，故C錯誤；NaCl的物質的量為1mol，則電解58．5g熔融的NaCl，能產(chǎn)生0．5mol×22．4L／mol＝11．2L氯氣（標準狀況），而不是22．4L氯氣，故D錯誤。

2．D 【解析】NO2和CO2混合氣體中，每個分子中都含有2個氧原子，所以A中分子總數(shù)為NA的NO2和CO2混合氣體，含有的氧原子數(shù)為2 NA；乙烯和環(huán)丁烷的最簡式均為CH2，故28g混合氣體中含CH22mol，所以B中含碳原子數(shù)為2 NA；常溫常壓下92g的NO2和N2O4混合氣體，由2NO2N2O4可知原子守恒，所以C中含有的原子數(shù)為6 NA；常溫常壓下，22．4L氯氣，其物質的量不一定是1mol，所以D中轉移的電子數(shù)無法確定，故選D。

3．B 【解析】A選項，水也含有氧元素，錯誤；B選項，一個六元環(huán)中含有6個碳原子，1個碳原子被3個六元環(huán)共用，所以應該1個碳原子可形成個六元環(huán)，1mol碳原子可形成mol六元環(huán)，正確；C選項不知道溶液體積，錯誤；D選項，1個氫氧根離子含有10個電子，錯誤。

4．C 【解析】A．D和H的質量數(shù)不同，則18g D2O和18g H2O的物質的量不同，所以含有的質子數(shù)不同，錯誤；B．亞硫酸為弱酸，水溶液中不完全電離，所以溶液中氫離子數(shù)目小于2 NA，錯誤；C．過氧化鈉與水反應生成氧氣，則氧氣的來源于－1價的O元素，所以生成0．1mol氧氣時轉移電子0．2 NA，正確；D．NO與氧氣反應生成二氧化氮，但常溫下，二氧化氮與四氧化二氮之間存在平衡，所以產(chǎn)物的分子數(shù)小于2 NA，錯誤。

5．C 【解析】A．每個CH3CH2CH2OH中含有11個共價鍵，應該為11 NA；B．根據(jù)物料守恒，HCO3－、CO23－離子數(shù)和H2CO3之和為0．1 NA；C．根據(jù)Na～e－，轉移電子數(shù)為1 NA；D．凈產(chǎn)生的中子（10n）數(shù)為9 NA。

（作者單位：山東省實驗中學）