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高考化学一轮复习微专题强化提升课阿伏加德罗常数的多维判断学案新人教版
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这是一份高考化学一轮复习微专题强化提升课阿伏加德罗常数的多维判断学案新人教版，共6页。学案主要包含了归纳总结等内容，欢迎下载使用。
【典例】(2021·唐山模拟)以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．用1 ml CH4理论上能生产标准状况下CH3OH 22.4 L
B．等物质的量的CH3OH和CH4，CH3OH的质子数比CH4多8NA
C．44 g CO2气体和44 g CH4与CO的混合气体，所含C原子数均为NA
D．用CH4制备合成气的反应中，若生成1 ml CO，反应转移电子数为3NA
【解析】选D。CH3OH在标准状况下不是气体，故无法得出标准状况下的体积是22.4 L的结论，A错误；1 ml的CH3OH和CH4，一个甲醇分子含有18个质子，一个甲烷分子含有10个质子，一个甲醇分子比一个甲烷分子多8个质子，1 ml的CH3OH比CH4多8NA 个质子，但等物质的量没给出具体的物质的量数值，故CH3OH的质子数不一定比CH4多8NA，B错误；44 g CO2气体的物质的量为 eq \f(m,M) ＝ eq \f(44 g,44 g·ml－1) ＝1 ml，一氧化碳的相对分子质量为28，甲烷的相对分子质量为16，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CH4气体，物质的量为 eq \f(44 g,16 g·ml－1) ＞1 ml，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CO气体，物质的量为 eq \f(44 g,28 g·ml－1) ＞1 ml，故44 g CH4与CO的混合气体的物质的量大于1 ml，所含C原子数大于1 ml，故C原子数大于NA，C错误；制备CH3OH的反应过程中生成一氧化碳，发生反应：CO2(g)＋C(s)===2CO(g)，生成2 ml一氧化碳时，转移2 ml电子消耗1 ml碳原子，消耗的碳原子来自于甲烷的分解，CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ，甲烷中碳的化合价从－4升高到0，生成1 ml碳原子转移的电子的物质的量为4 ml，要生成2 ml一氧化碳共需要转移6 ml电子，则若生成1 ml CO，反应转移电子的物质的量为3 ml，转移的电子数为3NA，D正确。
【归纳总结】阿伏加德罗常数问题分析的思维模型
Ｋ
阿伏加德罗常数考查中的5个关注点
1．(物质状态)(2021·资阳模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．电解精炼铜时，若转移了NA个电子，则阳极溶解32 g铜
B．标准状况下，33.6 L氟化氢中含有1.5 NA个氟化氢分子
C．在反应KClO4＋8HCl===KCl＋4Cl2↑＋4H2O中，每生成4 ml Cl2转移的电子数为8NA
D．25 ℃时，1 L pH＝13的氢氧化钡溶液中含有0.1NA个氢氧根离子
【解析】选D。电解精炼铜时，阳极是粗铜，粗铜中含有一些比铜活泼的金属也放电，故当转移NA个电子，阳极的铜溶解少于32 g，故A错误；在标准状况下，氟化氢不是气体，无法计算33.6 L氟化氢的物质的量，故B错误；在反应KClO4＋8HCl===KCl＋4Cl2↑＋4H2O中高氯酸钾中氯元素化合价从＋7降低到0，得到7个电子，转移7 ml电子时生成4 ml氯气，即当生成4 ml氯气时转移的电子数为7NA个，故C错误；25℃时，1 L pH＝13的氢氧化钡溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，1 L含有0.1NA个氢氧根离子，故D正确。
2．(物质的微观结构)(2021·郑州模拟)设阿伏加德罗常数的值为NA，下列叙述正确的是( )
A．1 L 0.1 ml·L－1 Na2S溶液中含有的S2－的数目小于0.1NA
B．同温同压下，体积均为22.4 L的卤素单质中所含的原子数均为2NA
C．1 ml苯中含有的碳碳双键数为3NA
D．78 g过氧化钠固体中所含的阴、阳离子总数为4NA
【解析】选A。由于硫离子水解，所以1 L 0.1 ml·L－1 Na2S溶液中含有的S2－的个数小于0.1NA，A正确；同温同压下不一定为标准状况下，卤素单质不一定为气体，体积为22.4 L的卤素单质的物质的量不一定为1 ml，故所含的原子数不一定为2NA，B错误；苯中不含有碳碳双键，C错误；过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成，78 g过氧化钠固体为1 ml，其中所含的阴、阳离子总数为3NA，D错误。
3．(溶液中粒子数目)(2021·昆明模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．常温常压下，11.2 L SO2含有的氧原子数小于NA
B．0.1 ml Na2O2和Na2O的混合物中含有的离子总数等于0.4NA
C．10 g质量分数为34%的H2O2溶液含有的氢原子数为0.2NA
D．100 mL 0.1 ml·L－1醋酸中含有的醋酸分子数是0.01NA
【解析】选A。常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·ml－1，故11.2 L二氧化硫的物质的量小于0.5 ml，含有的氧原子个数小于NA，A正确；由Na2O2的电子式为Na＋[ eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) ]2－Na＋，Na2O的电子式为Na＋[ eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) ]2－Na＋可知，1 ml Na2O中含3 ml离子，1 ml Na2O2中含3 ml离子，则0.1 ml Na2O和Na2O2混合物中离子为0.3 ml，即含有的阴、阳离子总数是0.3NA，B错误；H2O2溶液中，除了H2O2，水也含氢原子，故10 g质量分数为34%的H2O2溶液中溶质的质量10 g×34%＝3.4 g，物质的量n＝ eq \f(m,M) ＝ eq \f(3.4 g,34 g·ml－1) ＝0.1 ml，一个过氧化氢分子中含有两个氢原子，1 ml过氧化氢分子中含有2 ml氢原子，0.1 ml过氧化氢分子中含有0.2 ml氢原子，0.2 ml氢原子个数等于0.2NA，水也含氢原子，氢原子的个数大于0.2NA，C错误；醋酸为弱酸，在水中不完全电离，100 mL 0.1 ml·L－1醋酸的物质的量n＝cV＝0.1 ml·L－1×0.1 L＝0.01 ml，含有的醋酸分子数小于0.01NA，D错误。
4.(双选)(氧化还原反应)NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.5.6 g Fe完全溶于一定量溴水中,反应过程中转移的总电子数一定为0.3NA
B.1 ml Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,共转移电子数为NA
C.标准状况下,22.4 L二氯甲烷所含有的分子数为NA
D.镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,有1.5NA对共用电子对被破坏
【解析】选B、D。铁完全溶于一定量溴水,反应后的最终价态可能是+3价,还可能是+2价,故0.1 ml铁转移的电子数不一定是0.3NA个,还可能是0.2NA个,A错误;Na原子最外层是1个电子,则1 ml Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子,B正确;标准状况下二氯甲烷为液体,不能根据气体摩尔体积计算其物质的量,C错误;镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,参加反应的N2为0.5 ml,而N2分子含有氮氮三键,则有1.5NA对共用电子对被破坏,D正确。
5．(反应限度)(2021·宜宾模拟)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．2.0 g CO2与SO2的混合气体分子中，含有的质子数为NA
B．7.1 g Cl2与100 mL 1.0 ml·L－1NaOH溶液反应，转移电子数为0.1NA
C．17 g NH3与48 g O2在催化剂作用下充分反应，得到NO分子数为NA
D．标准状况下，2.24 L CH4和C3H6混合气体中，含有极性键数目为0.5NA
【解析】选A。若2.0 g全为CO2，含质子物质的量为 eq \f(2.0 g,44 g·ml－1) ×22＝1 ml，若2.0 g全为SO2，含质子物质的量为 eq \f(2.0 g,64 g·ml－1) ×32＝1 ml，则2.0 g CO2与SO2的混合气体分子中含有的质子数为NA，A项正确；7.1 g Cl2的物质的量为0.1 ml，100 mL 1.0 ml·L－1 NaOH为0.1 ml，1 ml氯气与2 ml NaOH反应转移1 ml电子，故转移的电子数小于0.1NA，B项错误；n(NH3)＝ eq \f(17 g,17 g·ml－1) ＝1 ml，n(O2)＝ eq \f(48 g,32 g·ml－1) ＝1.5 ml，依据方程式：4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O可知，该反应生成1 ml NO，同时氧气过量0.25 ml，则生成的一氧化氮部分与氧气反应生成二氧化氮(2NO＋O2===2NO2)，所以最终生成一氧化氮分子数小于NA，C项错误；n(混合气体)＝2.24 L÷22.4 L·ml－1＝0.1 ml，若全为CH4则含极性键为0.4 ml，若全为C3H6则含极性键0.6 ml，由于CH4和C3H6的比例未知，则含极性键数目无法确定，D项错误。关注点
具体阐释
反应环境
及物质状态
在涉及用n＝ eq \f(V,22.4 L·ml－1) 进行计算时，一要看气体是否在标准状况下，不在标准状况下无法直接使用该公式；二要看物质在标准状况下时是否为气态，若不为气态也无法使用该公式，如HF、CCl4、己烷等在标准状况下为液态，常作为命题的干扰因素迷惑考生
微观结构
注意考查的微粒类型，熟悉物质的微观结构，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数等)之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等。还要注意对化学键数目的考查，如1 ml石墨、金刚石、SiO2、P4中的共价键数目分别是1.5NA、2NA、4NA、6NA
【典例】(2021·唐山模拟)以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．用1 ml CH4理论上能生产标准状况下CH3OH 22.4 L
B．等物质的量的CH3OH和CH4，CH3OH的质子数比CH4多8NA
C．44 g CO2气体和44 g CH4与CO的混合气体，所含C原子数均为NA
D．用CH4制备合成气的反应中，若生成1 ml CO，反应转移电子数为3NA
【解析】选D。CH3OH在标准状况下不是气体，故无法得出标准状况下的体积是22.4 L的结论，A错误；1 ml的CH3OH和CH4，一个甲醇分子含有18个质子，一个甲烷分子含有10个质子，一个甲醇分子比一个甲烷分子多8个质子，1 ml的CH3OH比CH4多8NA 个质子，但等物质的量没给出具体的物质的量数值，故CH3OH的质子数不一定比CH4多8NA，B错误；44 g CO2气体的物质的量为 eq \f(m,M) ＝ eq \f(44 g,44 g·ml－1) ＝1 ml，一氧化碳的相对分子质量为28，甲烷的相对分子质量为16，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CH4气体，物质的量为 eq \f(44 g,16 g·ml－1) ＞1 ml，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CO气体，物质的量为 eq \f(44 g,28 g·ml－1) ＞1 ml，故44 g CH4与CO的混合气体的物质的量大于1 ml，所含C原子数大于1 ml，故C原子数大于NA，C错误；制备CH3OH的反应过程中生成一氧化碳，发生反应：CO2(g)＋C(s)===2CO(g)，生成2 ml一氧化碳时，转移2 ml电子消耗1 ml碳原子，消耗的碳原子来自于甲烷的分解，CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ，甲烷中碳的化合价从－4升高到0，生成1 ml碳原子转移的电子的物质的量为4 ml，要生成2 ml一氧化碳共需要转移6 ml电子，则若生成1 ml CO，反应转移电子的物质的量为3 ml，转移的电子数为3NA，D正确。
【归纳总结】阿伏加德罗常数问题分析的思维模型
Ｋ
阿伏加德罗常数考查中的5个关注点
1．(物质状态)(2021·资阳模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．电解精炼铜时，若转移了NA个电子，则阳极溶解32 g铜
B．标准状况下，33.6 L氟化氢中含有1.5 NA个氟化氢分子
C．在反应KClO4＋8HCl===KCl＋4Cl2↑＋4H2O中，每生成4 ml Cl2转移的电子数为8NA
D．25 ℃时，1 L pH＝13的氢氧化钡溶液中含有0.1NA个氢氧根离子
【解析】选D。电解精炼铜时，阳极是粗铜，粗铜中含有一些比铜活泼的金属也放电，故当转移NA个电子，阳极的铜溶解少于32 g，故A错误；在标准状况下，氟化氢不是气体，无法计算33.6 L氟化氢的物质的量，故B错误；在反应KClO4＋8HCl===KCl＋4Cl2↑＋4H2O中高氯酸钾中氯元素化合价从＋7降低到0，得到7个电子，转移7 ml电子时生成4 ml氯气，即当生成4 ml氯气时转移的电子数为7NA个，故C错误；25℃时，1 L pH＝13的氢氧化钡溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，1 L含有0.1NA个氢氧根离子，故D正确。
2．(物质的微观结构)(2021·郑州模拟)设阿伏加德罗常数的值为NA，下列叙述正确的是( )
A．1 L 0.1 ml·L－1 Na2S溶液中含有的S2－的数目小于0.1NA
B．同温同压下，体积均为22.4 L的卤素单质中所含的原子数均为2NA
C．1 ml苯中含有的碳碳双键数为3NA
D．78 g过氧化钠固体中所含的阴、阳离子总数为4NA
【解析】选A。由于硫离子水解，所以1 L 0.1 ml·L－1 Na2S溶液中含有的S2－的个数小于0.1NA，A正确；同温同压下不一定为标准状况下，卤素单质不一定为气体，体积为22.4 L的卤素单质的物质的量不一定为1 ml，故所含的原子数不一定为2NA，B错误；苯中不含有碳碳双键，C错误；过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成，78 g过氧化钠固体为1 ml，其中所含的阴、阳离子总数为3NA，D错误。
3．(溶液中粒子数目)(2021·昆明模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．常温常压下，11.2 L SO2含有的氧原子数小于NA
B．0.1 ml Na2O2和Na2O的混合物中含有的离子总数等于0.4NA
C．10 g质量分数为34%的H2O2溶液含有的氢原子数为0.2NA
D．100 mL 0.1 ml·L－1醋酸中含有的醋酸分子数是0.01NA
【解析】选A。常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·ml－1，故11.2 L二氧化硫的物质的量小于0.5 ml，含有的氧原子个数小于NA，A正确；由Na2O2的电子式为Na＋[ eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) ]2－Na＋，Na2O的电子式为Na＋[ eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \\al(\s\up1(·),\s\d1(·)) ]2－Na＋可知，1 ml Na2O中含3 ml离子，1 ml Na2O2中含3 ml离子，则0.1 ml Na2O和Na2O2混合物中离子为0.3 ml，即含有的阴、阳离子总数是0.3NA，B错误；H2O2溶液中，除了H2O2，水也含氢原子，故10 g质量分数为34%的H2O2溶液中溶质的质量10 g×34%＝3.4 g，物质的量n＝ eq \f(m,M) ＝ eq \f(3.4 g,34 g·ml－1) ＝0.1 ml，一个过氧化氢分子中含有两个氢原子，1 ml过氧化氢分子中含有2 ml氢原子，0.1 ml过氧化氢分子中含有0.2 ml氢原子，0.2 ml氢原子个数等于0.2NA，水也含氢原子，氢原子的个数大于0.2NA，C错误；醋酸为弱酸，在水中不完全电离，100 mL 0.1 ml·L－1醋酸的物质的量n＝cV＝0.1 ml·L－1×0.1 L＝0.01 ml，含有的醋酸分子数小于0.01NA，D错误。
4.(双选)(氧化还原反应)NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.5.6 g Fe完全溶于一定量溴水中,反应过程中转移的总电子数一定为0.3NA
B.1 ml Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,共转移电子数为NA
C.标准状况下,22.4 L二氯甲烷所含有的分子数为NA
D.镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,有1.5NA对共用电子对被破坏
【解析】选B、D。铁完全溶于一定量溴水,反应后的最终价态可能是+3价,还可能是+2价,故0.1 ml铁转移的电子数不一定是0.3NA个,还可能是0.2NA个,A错误;Na原子最外层是1个电子,则1 ml Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子,B正确;标准状况下二氯甲烷为液体,不能根据气体摩尔体积计算其物质的量,C错误;镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,参加反应的N2为0.5 ml,而N2分子含有氮氮三键,则有1.5NA对共用电子对被破坏,D正确。
5．(反应限度)(2021·宜宾模拟)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．2.0 g CO2与SO2的混合气体分子中，含有的质子数为NA
B．7.1 g Cl2与100 mL 1.0 ml·L－1NaOH溶液反应，转移电子数为0.1NA
C．17 g NH3与48 g O2在催化剂作用下充分反应，得到NO分子数为NA
D．标准状况下，2.24 L CH4和C3H6混合气体中，含有极性键数目为0.5NA
【解析】选A。若2.0 g全为CO2，含质子物质的量为 eq \f(2.0 g,44 g·ml－1) ×22＝1 ml，若2.0 g全为SO2，含质子物质的量为 eq \f(2.0 g,64 g·ml－1) ×32＝1 ml，则2.0 g CO2与SO2的混合气体分子中含有的质子数为NA，A项正确；7.1 g Cl2的物质的量为0.1 ml，100 mL 1.0 ml·L－1 NaOH为0.1 ml，1 ml氯气与2 ml NaOH反应转移1 ml电子，故转移的电子数小于0.1NA，B项错误；n(NH3)＝ eq \f(17 g,17 g·ml－1) ＝1 ml，n(O2)＝ eq \f(48 g,32 g·ml－1) ＝1.5 ml，依据方程式：4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O可知，该反应生成1 ml NO，同时氧气过量0.25 ml，则生成的一氧化氮部分与氧气反应生成二氧化氮(2NO＋O2===2NO2)，所以最终生成一氧化氮分子数小于NA，C项错误；n(混合气体)＝2.24 L÷22.4 L·ml－1＝0.1 ml，若全为CH4则含极性键为0.4 ml，若全为C3H6则含极性键0.6 ml，由于CH4和C3H6的比例未知，则含极性键数目无法确定，D项错误。关注点
具体阐释
反应环境
及物质状态
在涉及用n＝ eq \f(V,22.4 L·ml－1) 进行计算时，一要看气体是否在标准状况下，不在标准状况下无法直接使用该公式；二要看物质在标准状况下时是否为气态，若不为气态也无法使用该公式，如HF、CCl4、己烷等在标准状况下为液态，常作为命题的干扰因素迷惑考生
微观结构
注意考查的微粒类型，熟悉物质的微观结构，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数等)之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等。还要注意对化学键数目的考查，如1 ml石墨、金刚石、SiO2、P4中的共价键数目分别是1.5NA、2NA、4NA、6NA
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