化学专题-阿伏加德罗常数试题(精讲+精练高考题+解析)

1阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数类试题是高考化学的常考点，它以阿伏加德罗常数常数作为基础考查以物质的量为中心的相互转化关系、阿伏加德罗定律、气体体积关系等；同时还涉及物质结构、氧化还原反应、电解质溶液等相关知识。结合今年高考考查情况，对2017年高考做如下预测：①以阿伏加德罗常数为基础考查物质的量为中心的相互转化关系；②气体的体积的影响因素及关系；③阿伏加德罗定律；④物质的量浓度相关计算；⑤与物质的量有关的计算等以物质的量为基础有如下考点：1、物质的量的基本概念和物质的量的为中心的相互转化关系2、阿伏加德罗常数的应用，如与氧化还原反应、物质结构等的结合3、气体的体积影响因素，气体状态方程4、阿伏伽德罗定律5、物质的量浓度的表示、计算以及一定物质的量浓度溶液的配制6、物质的量在化学方程式中的计算及其他相关计算☆★考点一：阿伏加德罗常数阿佛加德罗常数（用NA表示）涉及的知识面广，灵活性强，是高考的热点之一，主要以选择题的形式（选择正确的或错误的）进行考查。分析近几年的高考试题，此类题型常以选择题形式出现，容易引起学生错误的有以下几点：1、温度和压强：22.4L/mol是在标准状况（0℃，1.01×105Pa）下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积，让考生与22.4L/mol进行转换，从而误入陷阱。2、物质状态：22.4L/mol使用的对象是气体（包括混合气体）。命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让考生落入陷阱。如SO3：常温下是固态；水：常温下是液态。戊烷，辛烷常温下是液态等。3、物质变化：一些物质间的变化具有一定的隐蔽性，有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。考生若不注意挖掘隐含变化往往会误入陷阱。如NO2：存在与N2O4的平衡。4、单质组成：气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如稀有气体Ne：单原子分子）、三原子分子（如O3）、四原子分子（如P4）等。考生如不注意这点，极容易误入陷阱。5、粒子数目：粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1mol微粒的数目即为阿佛加德罗2常数，由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。命题者往往通过NA与粒子数目的转换，巧设陷阱。【例1】【2015新课标Ⅰ卷理综化学】NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（）A．18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NAB．2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2NAC．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NAD．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA【答案】C【考点定位】考查阿伏伽德罗常数与微粒数的关系判断，涉及到核素、弱电解质电离、氧化还原反应、化学平衡等知识点。试题难度为较易等级【名师点晴】阿伏加德罗常数的考查，几乎可以将中学化学计算兼容到一个题中，所以几乎是高考必考题。在选择题前半部分（四道题）出现，一般试题偏易；在选择题后半部分或非选择题出现，一般试题偏难。阿伏加德罗常数的考题充分体现了化学研究从定性到定量、从宏观到微观的特点，更凸显了化学科学特点和化学研究基本方法，能较好的考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。☆★考点二：阿伏加德罗定律1、阿伏加德罗定律：在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。即：T1=T2；P1=P2；V1=V2n1=n22、阿伏加德罗定律的推论：原理：同T、P下，V1V2=N1N2=n1n2①n=NNA=mM=VVm②气体状态方程PV=nRT③（1）三正比：同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比V1V2=n1n23同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比P1P2=n1n2同温同压下，气体的密度比等于它们的相对分子质量之比M1M2=ρ1ρ2（2）二反比：同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反比V1V2=M2M1同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量的反比ρ1ρ2=M2M1。（3）一连比：同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比，也等于它们的密度之比。m1m2=M1M2=ρ1ρ2(注：以上用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为温度；上述定律及其推论仅适用于气体，不适用于固体或液体。)【例2】【2015海南化学】下列指定微粒的数目相等的是（）A．等物质的量的水与重水含有的中子数B．等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数C．同温、同压同体积的CO和NO含有的质子数D．等物质的量的铁和铝分别于足量氯气完全反应时转移的电子数【答案】B、D【考点定位】本题主要是考查阿伏加德罗常数的有关计算，涉及原子结构、乙烯和丙烯的分子结构、氧化还原反应中电子转移等。【名师点睛】将分子和原子的结构、物质质量、物质的体积、物质的量等在物质及其所含构成微粒关系式计算中的应用与原子的构成、物质的结构、氧化还原反应电子转移等联系起来。充分体现了化学研究4从定性到定量、从宏观到微观的特点，更突显了化学科学特点和化学研究基本方法，能较好的考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力考查相关物质的组成、结构与性质。☆★考点三：物质的量浓度及相关的计算【例3】【2014年高考上海卷第十（52~55）题】（本题共14分）硫有多种含氧酸，亚硫酸（H2SO3）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸（H2SO4·SO3）、硫代硫酸（H2S2O3）等等，其中硫酸最为重要，在工业上有广泛的应用。在实验室，浓硫酸是常用的干燥剂。完成下列计算：（1）焦硫酸（H2SO4·SO3）溶于水，其中的SO3都转化为硫酸。若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸，该硫酸的物质的量浓度为________mol/L。（2）若以浓硫酸吸水后生成的H2SO4·H2O计算，250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水？（3）硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下：3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO24FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2若48molFeS2完全反应耗用氧气2934.4L（标准状况），计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比。（4）用硫化氢制取硫酸，既能充分利用资源又能保护环境，是一种很有发展前途的制备硫酸的方法。硫化氢体积分数为0.84的混合气体（H2S、H2O、N2）在空气中完全燃烧，若空气过量77%，计算产物气体中SO2体积分数（水是气体）。（已知空气组成：N2体积分数0.79、O2体积分数0.21）【答案】（1）1.25（2）250×98%÷98×16＝40g（3）2934.4÷22.4＝131mol设Fe3O4amolFe2O3bmol3a+2b＝488a+11÷2b＝131a＝4b＝18n(Fe3O4):n(Fe2O3)＝2:9（4）设混合气为1体积，0.84体积硫化氢完全燃烧生成0.84体积二氧化硫和0.84体积水，消耗1.26体积氧气。所需空气为1.26÷0.21×1.77＝10.62体积＝0.84÷（10.62－1.26+1.84）＝0.0755【命题意图】考查硫及其化合物反应的有关化学计算，属于中等难度试题的考查，旨在考查学生的化学计算能力以及学生对基础知识的理解，有利于培养学生的规范答题意识，以及灵活应用基础知识解决实际问题的能力。1．【2016年高考海南卷】利用太阳能分解制氢，若光解0.02mol水，下列说法正确的是（）A．可生成H2的质量为0.02gB．可生成氢的原子数为2.408×1023个C．可生成H2的体积为0.224L（标准情况）D．生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量【答案】D6考点：考查水的分解及简单方程式的计算【名师点睛】本类题的解题策略：（1）掌握基本概念，找出各化学量之间的关系；（2）加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系；（3）找出解题的突破口，在常规解法和计算技巧中灵活选用。顺利解答该类题目的关键是：一方面要仔细审题，注意关键字词，熟悉常见的“陷阱”；另一方面是要把各种量转化为物质的量，以此为中心进行计算。2．【2016年高考江苏卷】下列说法正确的是（）A．氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子B．0.1mol/LNa2CO3溶液加热后，溶液的pH减小C．常温常压下，22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023个D．室温下，稀释0.1mol/LCH3COOH溶液，溶液的导电能力增强【答案】A【解析】试题分析：A、氢氧燃料电池工作时，H2发生氧化反应，在负极上失去电子，A正确；B、升高温度，促进碳酸钠的水解，溶液的pH增大，B错误；C、常温常压下，气体的摩尔体积大于22.4L/mol，22.4LCl2中的物质的量小于1mol，含有的分子数小于6.02×1023个，C错误；D、室温下，稀释稀醋酸，虽然电离平衡正向移动，自由移动离子的数目增加，但溶液体积的增大起主导作用，自由移动离子的浓度减小，溶液的导电能力减弱，D错误。答案选A。【考点定位】本题主要是考查燃料电池，电解质溶液中的离子平衡，阿伏加德罗常数计算等【名师点晴】该题考查的知识点较多，综合性较强，但难度不大。明确原电池的工作原理、碳酸钠的水解、气体摩尔体积以及弱电解质的电离是解答的关键，易错选项是D，注意理解溶液导电性影响因素，溶液的导电能力强弱取决于溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷的多少，离子浓度越大，离子所带的电荷越多，溶液的导电性越强。若强电解质溶液中离子浓度很小，而弱电解质溶液中离子浓度大，则弱电解质溶液的导电能力强，因此电解质的强弱与电解质溶液的导电性并无必然联系。3．【2016年高考四川卷】NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（）A．2.4g镁在足量的氧气中燃烧，转移的电子数为0.1NAB．标准状况下，5.6L二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NAC．氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为0.4NAD．0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA【答案】B7【考点定位】考查阿伏加德罗常数、以物质的量为中心的计算、相关物质的结构与性质。【名师点睛】本题型为新课标高考的常见题型。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。4．【2016年高考新课标Ⅰ卷】设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是（）A．14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NAB．1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NAC．1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NAD．标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA【答案】A【考点定位】考查阿伏加德罗常数计算的知识。【名师点睛】阿伏加德罗常数是单位物质的量的物质内含有的该物质的基本微粒数目，用NA表示，其近似值是6.02×1023/mol；在国际上规定：0.012kg的12C所含有的碳原子数，任何物质只要其构成的基本微粒数与0.012kg的12C所含有的碳原子数相同，就说其物质的量是1mol。有关公式有ANNn；8Mmn；mVVn；Vnc。掌握各个公式的适用范围、对象，是准确应用的保证。有时阿伏加德罗常数会与物质结构、氧化还原反应、电化学等知识结合在一起考查，要掌握物质的物理性质、化学性质及发生的反应特点等，才可以得到准确的解答。5．【2015四川理综化学】设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．2.0gH218O与D2O的混合物中所含中子数为NAB．常温常压下，4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NAC．标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NAD．50ml