专题04 阿伏加德罗常数及应用-高考化学母题题源系列（练习及答案解析）

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【母题来源】高考新课标Ⅱ卷
【母题题文】已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．3 g 3He含有的中子数为1NA
B．1 L 0.1 ml·L−1磷酸钠溶液含有的数目为0.1NA
C．1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D．48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
【答案】B
【试题解析】A．的中子数为3-2=1，则3 g 的中子数为=NA，A项正确；
B．磷酸钠为强碱弱酸盐，磷酸根离子在水溶液中会发生水解，则1 L 0.1 ml/L的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1 L×0.1 ml/L×NA ml-1 =0.1NA，B项错误；
C．重铬酸钾被还原为铬离子时，铬元素从+6降低到+3，1 ml重铬酸钾转移的电子数为3ml×2×NA ml-1 =6NA，C项正确；
D．正丁烷与异丁烷的分子式相同，1个分子内所含共价键数目均为13个，则48 g正丁烷与10 g异丁烷所得的混合物中共价键数目为×13×NA ml-1 =13NA，D项正确；
答案选B。
【命题意图】本题主要是考查阿伏加德罗常数的有关计算，涉及中子数目计算、盐类水解、氧化还原反应的计算以及共价键数目计算等。
【命题方向】阿伏加德罗常数是历年高考的“热点”问题。多年来全国高考化学试题重现率几乎为100％。考查阿伏加德罗常数的应用的题目，为高考必考题目，这是由于它既考查了学生对物质的量、粒子数、质量、体积等与阿伏加德罗常数关系的理解，又可以涵盖多角度的化学知识内容。以阿伏加德罗常数为载体，考查物质的量相互转化关系，通常涉及物质结构、氧化还原反应、离子反应、电解质溶液等相关知识。有关物质的量的概念、应用以及物质的量浓度的计算仍然是高考高频考点，题型以选择题为主，难度适中。非选择题多以溶液的配制、实验为载体考查化学实验基本操作、溶液浓度的测定、数据处理方法和化学实验中的定量分析能力。考点应用规律性强，能提升综合解题能力。该部分知识的前后关联性极强，应用广泛，尤其是条件性、规律性、结论性的数据快速处理运用，仍为命题的主要方向。展望2020年高考仍然会以重点考查氧化还原反应中电子得失数目、电解质溶液中粒子数目、可逆反应、化学键、微粒数目计算等相关知识，体现化学研究从定性到定量、从宏观到微观的特点，更凸显了化学学科特点和化学研究基本方法。对物质的量浓度的考查体现在其工具性上，结合滴定计算、产率的计算、百分含量的计算等考查物质的量和物质的量浓度的有关计算。[:学,科,网Z,X,X,K]
【得分要点】（1）阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。
（2）阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体；只有在相同温度和压强下，才能比较体积大小。
阿伏加德罗常数综合考查五注意
1．注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
巧记：见体积想条件。见物质想状态。
（1）在标准状况下非气态物质如H2O、SO3、戊烷、CHCl3等。
（2）物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2．注意物质的组成和结构
（1）特殊物质中所含微粒 (分子、原子、电子、质子、中子等) 的数目，如Ne、D2O、18O2、H37Cl。
（2）物质中所含化学键的数目，如CO2、CnH2n＋2等。
（3）最简式相同的物质中的微粒数目，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。
（4）摩尔质量相同的物质中的微粒数目，如N2、CO、C2H4等。
3．注意氧化还原反应中电子的转移
电子转移(得失)数目的问题分析，如Na2O2、NO2与H2O反应；电解AgNO3溶液、CuSO4溶液反应；Cl2与H2O、NaOH、Fe反应等，分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
4．注意弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离，可水解盐溶液中，离子发生微弱水解。如0.1 ml·L－1的乙酸溶液和
0.1 ml·L－1的乙酸钠溶液中c(CH3COO－)不相等。
5．注意一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应，二氧化氮和四氧化二氮之间的相互转化、合成氨反应等属于可逆反应。
1．【福建省厦门市高中毕业班5月第二次质量检查】NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．11g超重水(T2O)含中子数为5NA
B．25℃，pH=13的1L Ba(OH)2溶液中OH—的数目为0.2NA
C．1ml金刚石中C—C键的数目为2NA
D．常温下，pH=6的MgCl2溶液中H+的数目为10-6NA
【答案】C
【解析】A. 11g超重水(T2O)的物质的量为0.5ml，由于在1个超重水(T2O)中含有12个中子，所以0.5ml超重水(T2O)中含中子数为6NA，A错误；
B.溶液中氢氧根的物质的量浓度是0.1ml/L，则1L溶液中含有的氢氧根离子的数目为0.1NA，B错误；
C.由于一个C原子与相邻的4个C原子形成共价键，每个共价键为相邻两个原子形成，所以1个C原子含有的C-C键数目为4×=2，因此1ml金刚石中C—C键的数目为2NA，C正确；
D.缺体积，无法计算H+的数目，D错误；故合理选项是C。
2．【湖南省长沙市雅礼中学高三下学期二模】NA表示阿伏加德罗常数的值。俗名为“臭碱”的硫化钠广泛应用于治金、染料、皮革、电镀等工业。硫化钠的一种制备方法是Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑。下列有关说法正确的是
A．溶液中含有的氧原子数目为NA
B．溶液中含有的阴离子数目小于0.1NA
C．生成1ml还原产物时转移电子数为8NA
D．通常状况下，中含有的共价键数目为2NA
【答案】C
【解析】解答本类题目要审清选项中涉及的以下几个方面：①要审清所求粒子的种类，如分子、原子、离子、质子、中子、电子等，②涉及物质的体积时要审清物质的状态和温度、压强，③涉及中子数和化学键的计算，要审清相关物质的结构和特殊物质的摩尔质量，④涉及化学反应要明确相关反应的特点和电子转移；⑤涉及溶液中的微粒要关注电离和水解；⑥要注意审清运算公式。
A项、溶剂水分子中也含有氧原子，故无法计算1L0.25ml/LNa2SO4溶液中含有的氧原子数目，故A错误；
B项、Na2S溶液中S2-水解：S2－＋H2OHS－＋OH－，导致阴离子总数增多，则阴离子数目大于0.1NA，故B错误；
C项、由方程式可知反应的还原产物为硫化钠，生成1ml硫化钠时转移电子数为1ml×[6-（-2）]=8ml，个数为8NA，故C正确；
D项、通常状况下，气体摩尔体积大于22.4L/ml，11.2LCO2的物质的量小于0.5 ml，所含有的共价键数目小于2NA，故D错误。故选C。
【点睛】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算，注意气体摩尔体积的适用范围和溶液中的水也含有氧原子是解答关键。
3．【辽宁省大连市高三第二次模拟】NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．2gD2O和H2l8O混合物中所含中子数为NA
B．1L0.1ml·L-1 NaHCO3溶液中HCO3-和CO32-离子数之和为0.1NA
C．常温常压下，0.5 ml Fe和足量浓硝酸混合，转移电子数为1.5NA
D．0.1 ml H2和0.1 ml I2 (g)于密闭容器中充分反应，其原子总数为0.2NA
【答案】A
【解析】A. D2O和H2l8O的摩尔质量相同都为20g/ml,中子数也相等均为10，所以2gD2O和H2l8O混合物中所含中子数为NA，故A正确；B. NaHCO3属于强碱弱酸盐，HCO3-既能发生电离：HCO3-H++CO32-，也能发生水解：H2O+HCO3-H2CO3+OH-，根据物料守恒可知，1L0.1ml·L-1 NaHCO3溶液中H2CO3、HCO3-和CO32-离子数之和为0.1NA,故B错误。C. 常温常压下， Fe和足量浓硝酸发生钝化反应，故C错误；D. 0.1 ml H2和0.1 ml I2 (g)于密闭容器中充分反应为H2（g）+I2 (g)2HI，其原子总数为0.4NA,故D错误；答案选A。
4．【江西省南昌市高三4月第二次模拟】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．17g H2O2中含有非极性键的数目为NA
B．常温常压下，17g甲基（-14CH3）所含的中子数为9NA
C．在含CO32-总数为NA的Na2CO3溶液中，Na+总数为2NA
D．13. 8g NO2与足量水反应，转移的电子数为0.2NA
【答案】D
【解析】A. H2O2的结构式为，17gH2O2物质的量为0.5ml，含有非极性键数目为0.5NA，A错误；
B.甲基(—14CH3)的质量数A为17，质子数Z =6+3×1= 9，故中子数N = A－Z = 8，17g甲基(—14CH3)物质的量为17g÷17g/ml=1ml，因此17g甲基(—14CH3)所含的中子数为8NA，B错误；
C.Na2CO3溶液中会有少量CO32-发生水解，因此在含CO32-总数为NA的Na2CO3溶液中，溶质的总量大于1ml，所以Na+总数大于2NA，C错误；
D.NO2与水反应的方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，在该反应中NO2既是氧化剂，又是还原剂，与转移的电子数的关系为：3NO2~2e-，13.8NO2的物质的量为13.8g÷46g/ml=0.3ml，则转移的电子为0.2ml，故D正确。答案选D。
5．【辽宁省兴城市高三第九次模拟考试】NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．1 ml铁在一定条件下分别和氧气、氯气、硫完全反应转移电子数都为2NA
B．30 g葡萄糖和冰醋酸的混合物中含有的氢原子数为4NA
C．12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为2NA
D．2.1 g DTO中含有的质子数为NA
【答案】D
【解析】A、1 ml铁在一定条件下分别与氧气、氯气、硫完全反应，与氧气生成四氧化三铁，转移了ml电子，与氯气反应生成氯化铁，转移了3ml电子，与S反应生成FeS，转移了2ml电子，故A错误；
B、葡萄糖和冰醋酸最简式相同为CH2O，30g葡萄糖和冰醋酸的混合物含有原子团CH2O的物质的量==1ml，含有的氢原子数为2NA，故B错误；
C、石墨烯中每一个六元环平均含有2个碳原子，故12g石墨烯即1ml石墨中含1mlC原子，含有0.5ml六元环，即0.5NA个六元环，故C错误；
的物质的量为=0.1ml，而一个DTO中含10个质子，故0.1mlDTO中含NA个质子，故D正确；答案选D。
6．【山东师范大学附属中学高考考前模拟】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A．常温常压下，1 ml甲基(—14CD3)所含的中子数和电子数分别为11NA、9NA
B．pH＝1的H2SO3溶液中，含有0.1NA个H＋
C．1 ml Fe分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应转移电子数均为3NA
D．1 ml CH3COOC2H5在稀硫酸中水解可得到的乙醇分子数为NA
【答案】A
【解析】A.一个14C中的中子数为8，一个D中的中子数为1，则1个甲基(—14CD3)所含的中子数为11，一个14C中的电子数为6，一个D中的电子数为1，则1个甲基(—14CD3)所含的电子数为9；则1 ml甲基(—14CD3)所含的中子数和电子数分别为11NA、9NA，故A正确；
B. pH＝1的H2SO3溶液中，c(H+)为0.1ml/L，没有给出溶液的体积，无法根据公式n=cV计算出氢离子的物质的量，也无法计算氢离子的数目,故B错误；
C.铁和稀硫酸反应变为+2价，和足量稀硝酸反应变为+3价，故1 ml Fe分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应转移电子数依次为2ml、3ml，故C错误；
D.酯在酸性条件下的水解反应是可逆反应，故1 ml CH3COOC2H5在稀硫酸中水解可得到的乙醇分子数小于NA，故D错误。答案选A。
【点睛】本题考查的是与阿伏加德罗常数有关的计算。解题时注意C选项中铁和稀硫酸反应变为+2价，和足量稀硝酸反应变为+3价，故失电子数不同；D选项酯在酸性条件下的水解反应是可逆反应，可逆反应的特点是不能进行彻底，故1 ml CH3COOC2H5在稀硫酸中不会完全水解。
7．【安徽省六安市第一中学、合肥八中、阜阳一中三校高三最后一卷】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．向1L0.5ml/L盐酸溶液中通入NH3至中性(忽略溶液体积变化)，此时NH4+个数为0.5NA
B．向含有FeI2的溶液中通入适量氯气，当有1 ml Fe2+被氧化时，该反应中转移电子数目为3NA
C．标准状况下，22.4L二氯甲烷中含有4NA极性共价键
D．用惰性电极电解CuSO4溶液，标况下，当阴极生成22.4L气体时，转移的电子数为2NA
【答案】A
【解析】A. 向1L0.5ml/L盐酸溶液中通入NH3至中性(忽略溶液体积变化)，n(NH4+)= n(Cl-)，所以NH4+个数为0.5NA，故A正确；
B. 向含有FeI2的溶液中通入适量氯气，氯气先氧化碘离子，没有FeI2的物质的量，不能计算当有1 ml Fe2+被氧化时转移电子的物质的量，故B错误；
C. 标准状况下，二氯甲烷是液体，22.4L二氯甲烷的物质的量不是1ml，故C错误；
D. 用惰性电极电解CuSO4溶液，阴极先生成铜单质再生成氢气，标况下，当阴极生成22.4L氢气时，转移的电子数大于2NA，故D错误。
8．【黑龙江省哈尔滨市第六中学高三冲刺押题卷（二)】下列说法中，正确的是
A．将2 g H2与足量的N2混合，充分反应后转移的电子数为2NA
B．1mlNa218O2与足量水反应，最终水溶液中18O原子为2NA个
C．常温下，46gNO2和N2O4组成的混合气体中所含有的分子数为NA
D．100mL 12ml/L的浓HNO3与过量Cu反应，转移的电子数大于0.6NA
【答案】D
【解析】A．将2 g H2与足量的N2混合，该反应为可逆反应，不能进行彻底，充分反应后转移的电子数小于2NA，故A错误；
B. 1mlNa218O2与足量水生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠中的氧原子转化为氢氧化钠和氧气中的氧原子，最终水溶液中18O原子为NA个，故B错误；
C．NO2、N2O4的摩尔质量不同，无法计算混合气体的组成，故C错误；
D．由于浓HNO3与铜反应生成NO2，而稀HNO3与铜反应生成NO，Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O，100 mL 12 ml•L-1的浓HNO3完全被还原为NO2转移0.6ml电子，完全被还原为NO转移0.9ml电子，转移的电子数大于0.6NA，故D正确；答案选D。
9．【甘肃省定西市陇西县第一中学高三适应性训练】硫酸亚铁铵受热分解的反应方程式为，用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A．1 L 0.1 ml·L−1溶液中Fe2+的数目小于0.1
B．将1 ml 和1 ml 充分反应后，其分子总数为1.5
C．标准状况下，每生成15.68 L气体转移电子数目为0.8
D．常温常压下，3.0 g中含有的中子总数为1.6
【答案】B
【解析】A.由于Fe2+水解，1L0.1ml·L−1(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+的数目小于0.1NA，故A正确；
B.SO2与O2反应2SO2+O22SO3属于可逆反应，不能反应完全，若1mlSO2和1mlO2完全反应生成1mlSO3和剩余的0.5mlO2，共1.5ml，现不能完全反应，其物质的量大于1.5ml，分子总数大于1.5NA，故B错误；
C.标准状况下，15.68L气体的物质的量为0.7ml，其中NH3占，N2占，SO2占，根据反应可知，生成4mlSO2转移8ml电子，所以生成0.4mlSO2转移0.8ml电子，数目为0.8NA，故C正确；
D.15N的中子数=15-7=8，3.0g15N2的物质的量为0.1ml，含有的中子总数为=0.1×16×NA=1.6NA，故D正确。故选B。
10．【福州市高三毕业班第三次质量检测】设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．1 L0.2ml/L亚硫酸钠溶液中H2SO3、HSO3−、SO32−的总数为0.2NA
B．标准状况下，等物质的量的C2H4和CH4所含的氢原子数均为4NA
C．向含1 ml FeI2的溶液中通入等物质的量的Cl2，转移的电子数为NA
D．100g 9.8%的硫酸与磷酸的混合溶液中含氧原子数为0.4NA
【答案】A
【解析】A．根据物料守恒，1 L0.2ml/L亚硫酸钠溶液中H2SO3、HSO3—、SO32—的总物质的量为1L×0.2ml/L=0.2ml，其含硫微粒总数为0.2NA，故A正确；B．标准状况下，等物质的量的C2H4和CH4所含的氢原子数相等，因两者的物质的量不一定是1ml，则不一定均为4NA，故B错误；C．向含1 ml FeI2的溶液中通入等物质的量的Cl2，1mlCl2全部被还原为Cl-，则转移的电子数为2NA，故C错误；D．100g 9.8%的硫酸与磷酸的混合溶液中含有硫酸和磷酸的总质量为9.8g，物质的量总和为0.1ml，酸中含有氧原子数为0.4NA，但水中也有氧原子，则总氧原子数大于0.4NA，故D错误；故答案为A。
11．【陕西省西北工业大学附属中学高三适应性训练】用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．0.1mlCH4和0.1mlCl2充分反应，生成的C-Cl键和H-Cl键的数目均为0.2NA
B．7.8gNa2S和Na2O2的混合物中所含阴离子的数目等于0.2NA
C．18g固态水（冰）中含有的氢键的数目为2NA
D．25℃时，Ksp（AgI）=1.0×10-16，则AgI饱和溶液中Ag+数目为1.0×10-8NA
【答案】C
【解析】A.甲烷和氯气在光照条件下发生反应，生成有机物由一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢，四步反应同时进行，每种产物的物质的量不确定，且一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷中所含的C-Cl键数目也不相同，则不确定生成的C-Cl键的数目，故A错误；
B.Na2O2中的阴离子是，Na2S中的阴离子是，二者的相对分子质量都是78，所以78g Na2O2和Na2S的混合物中含有的阴离子数目一定是NA，故B错误；
C.依据n=m/M计算物质的量=18g/18g/ml=1ml，氢键是分子间作用力，每个水分子形成两个氢键，18g冰中含有的氢键数目为2NA，故C正确；
D. 25℃时，Ksp（AgI）=1.0×10-16，则AgI饱和溶液中c(Ag+)为1.0×10-8ml/L，没给出溶液的体积，故无法计算银离子的数目，故D错误。答案选C。
【点睛】本题考查的是阿伏加德罗常数。解题时注意B选项Na2O2中的阴离子是，Na2S中的阴离子是，二者的相对分子质量都是78，所以78g Na2O2和Na2S的混合物中含有的阴离子数目一定是NA ；C选项依据n=m/M计算物质的量，氢键是分子间作用力，每个水分子形成两个氢键。据此解答。
12．【湖北省黄冈中学高三5月二模】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是
A．在电解精炼铜的过程中，当阴极析出32g铜时转移电子数目为NA
B．将1mlCH4与1mlCl2混合光照，充分反应后，生成气体分子数为NA
C．9.2g甲苯被酸性KMnO4氧化生成苯甲酸时，反应中转移电子数为0.6NA
D．向100mL0.1ml/L醋酸溶液中加入CH3COONa固体至溶液刚好为中性，溶液中醋酸分子数为0.01NA
【答案】B
【解析】A. 电解精炼铜时，阴极是铜离子放电，若转移了NA个电子，有0.5ml铜单质生成，质量为0.5ml×64g/ml=32g，A项正确；
B. 将1mlCH4与1mlCl2混合光照，充分反应后，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，其中氯化氢与一氯甲烷是气体，根据元素守恒可知，氯化氢的物质的量为1ml，B项错误；
C. 依据5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO4=5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O可知，1ml甲苯被氧化为苯甲酸转移6ml电子，9.2g甲苯物质的量为0.1ml，被氧化为苯甲酸转移0.6ml电子，转移电子数为0.6NA，C项正确；
D. 向100mL0.1ml/L醋酸溶液中加入CH3COONa固体至溶液刚好为中性，则溶液中氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等，醋酸分子的电离程度与醋酸根离子的水解程度相当，则可认为醋酸不电离，醋酸根离子不水解，因此醋酸分子数为100mL×0.1ml/L×NA=0.01NA，D项正确；答案选B。
【点睛】要准确把握阿伏加德罗常数的应用，一要认真理清知识的联系，关注状况条件和物质状态、准确运用物质结构计算、留心特殊的化学反应，如本题中合成氨的反应、阿伏加德罗定律和化学平衡的应用。避免粗枝大叶不求甚解，做题时才能有的放矢。二要学会留心关键字词，做题时谨慎细致，避免急于求成而忽略问题的本质。必须以阿伏加德罗常数为基础点进行辐射，将相关知识总结归纳，在准确把握各量与阿伏加德罗常数之间关系的前提下，着重关注易错点，并通过练习加强理解掌握， 这样才能通过复习切实提高得分率。