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有关阿伏加德罗常数(NA)始终是高考考查和命题的热点,虽然该种试题重现率极高,但很多学生还是难以避免该试题设置的种种陷阱,为了提高学生解答此类问题的正确率,下面对有关阿伏加德罗常数试题的种类及陷阱设置的方式进行探讨,主要分析2004、2005、2006及2009、2010、2011高考试题,来发现该类试题的变迁规律,切实掌握该知识点的本质特征,即使在新情况下也能应对自如。根据阿伏加德罗常数概念和定律内容,常见有下列一些情形值得注意:
1、 前提条件
前提条件是指问题设置的前提(外界因素),如标准状况、常温常压、温度为25℃、壓强为1.01×105Pa(或1atm)等。若后面设置的量为物质的体积,则需考虑两个问题,一是所给物质是否为气体,二是物质所处环境是否为标注状况,二者缺一不可;若后面所给的是物质的质量或物质的量,则不需考虑物质所处环境是否为标准状况。
①(05全国卷Ⅱ9、A)在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同。(错:应为在同温同压下,相同体积的气体所含的分子数目相同,而不是原子。如O2和O3)
②(05全国卷Ⅱ9、C)在常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NA(错:应为标准状况下,11.2L氮气所含的原子数目才为NA)
③(06江苏6、D)22.4LN2中所含的分子数为6.02×1023(错:在标准状况下才正确)
④(06重庆7、C) 标准状况下,22.4L氦气与22.4L氟气所含原子数均为2NA(错:He为单原子分子,故1molHe中原子个数为NA)
2、 物质的状态
只有气体才可用气体摩尔体积,但命题者常选一些易混淆的液体或固体当作“气体”来设问,迷惑一些对条件认识不清的学生。例如水在标准状况时为液体或固体,在100℃及以上才为气体;SO3在标准状况下为固体,碳原子小于或等于4的烃为气态(新戊烷除外),碳原子大于4的烃为液体或固体;甲醛在通常情况下为气体等。
①(05江苏10、C)标准状况下,22.4L甲苯所含的分子数约为6.02×1023(错:在标准状况下甲苯为液体,22.4L甲苯的物质的量远大于1mol)
②(05广东3、C) 标准状况下,22.4L单质溴所含有的原子数目为2NA(错:在标准状况下单质溴为液体,22.4L液态溴的物质的量远大于1mol)
③(2011广东9、C)常温常压下,22.4LCCl4含有nA个CCl4分子(错:在常温常压下,CCl4为液体, 22.4LCCl4的物质的量远大于1mol)
④(2009江苏4 、D)标准状况下,22.4L 甲醇中含有的氧原子数为1.0NA(错:在常温常压下,甲醇为液体, 22.4L甲醇的物质的量远大于1mol)
3、 物质结构
包括原子、分子等各种粒子变换或转化关系、分子结构(所含质子数、电子数、中子数等)、晶体结构(所含化学键、粒子数等)。
①(05全国综合卷Ⅱ9、B)2g氢气所含原子数目为NA(错:应为2NA)
②(06上海12、A)9gD2O中含有的电子数为5NA(错:应为9gH2O中所含电子数为5NA,而9gD2O中含有的电子数为4.5NA)
③(06上海12、B)1molMgCl2中含有的离子数为2NA(错:应为3NA)
④(06上海12、C)1molCH4分子中共价键总数为4NA(对)
⑤(2011广东9、A)常温下,23g NO2含有nA个氧原子(对)
⑥ (2011全国大纲版9、A)18gH2O中含有的质子数为10NA(对)
⑦(2011全国大纲版9、B)12g金刚石中含有的共价键数为4NA(错,应为2NA)
⑧(2011全国大纲版9、C)46gNO2和N2O4混合气体中含有原子总数为3NA(对)
4、 氧化还原反应
包括电子得失情况分析或一些特殊的氧化还原反应分析、求电子转移数等。
①(06江苏6、B)Na2O2与H2O反应生成1.12LO2(标准状况),反应中转移的电子数为2×6.02×1023(错:2Na2O2 2H2O=4NaOH O2↑,生成1molO2转移2mol电子,则生成1.12LO2应转移0.05×2×6.02×1023个电子)
②(06上海12、D)7.1gCl2与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA(错:Cl2发生歧化反应,转移的电子数应为0.1NA)
③(06重庆理综7、A)5.6g铁与足量盐酸反应转移的电子数为0.3NA(错:铁发生置换反应生成 2价亚铁离子,故应为0.2NA)
④ (2011全国大纲版9、D)1molNa与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子(对)
⑤(2011广东9、D)1molFe2 与足量的H2O2溶液反应,转移2nA个电子(错: 2价亚铁离子氧化为 3价铁离子,故应为1NA,而不是考虑1molH2O2)
5、 电解质溶液
这方面知识是高考考查较多的一类问题,因其本身涉及概念较多,如电离、水解、电解、强弱电解质、非电解质等。
①(06重庆理综7、B)100mL2.0mol/L的盐酸与醋酸溶液中氢离子数均为0.2NA(错:CH3COOH为弱酸,不会完全电离,故应小于0.2NA)
②(06江苏6、A)1.0L1.0mol/LCH3COOH溶液中,CH3COOH分子数为6.02×1023(错:醋酸溶液中醋酸分子部分电离,CH3COOH分子数小于6.02×1023)
③(2011广东9、B)1L0.1mol