高三化學(xué)復(fù)習(xí)難點2——阿氏常數(shù)的辯證思維

      有關(guān)阿伏伽德羅常數(shù)(N_A)的選擇題是一類定性與定量相結(jié)合的綜合選擇題，不僅是命題者喜歡編制且重現(xiàn)率高的試題，而且也是高三復(fù)習(xí)的重難點之一。主要原因在于此類題考查的知識點細(xì)致而又全面，考查的思維點靈活而又深刻，稍有不慎就易中命題者的圈套，結(jié)果出現(xiàn)低級錯誤而敗走麥城。筆者曾專題談及，今又重見N_A，試圖從辯證思維的層面再談破解這一難點的策略，并選擇近三年全國各地高考試題作為典例分析如下，以供商榷。

       一、定性分析與定量簡算相結(jié)合

       既然N_A題是屬于定性與定量相結(jié)合的綜合選擇題，就必須融入定性與定量相結(jié)合的學(xué)科思想解決問題。解題思路：先定性分析有哪些物質(zhì)、涉及什么性質(zhì)，然后根據(jù)性質(zhì)特點定量分析需求算的微粒到底有多少。若沒有牽涉物質(zhì)性質(zhì)的，則直接定量簡算。

      【例1】(2013·江蘇高考7)設(shè)N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是(  )

       A．1L1mol·L^-1的NaClO溶液中含有ClO^－的數(shù)目為N_A

       B．78g苯含有C＝C雙鍵的數(shù)目為3N_A

       C．常溫常壓下，14g由N₂與CO組成的混合氣體含有的原子數(shù)目為N_A

       D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，6.72LNO₂與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1N_A

       【解析】本題涉及的定性知識有：NaClO完全電離與ClO^－水解、苯分子中的化學(xué)鍵是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵、NO₂溶于水發(fā)生歧化反應(yīng)等；本題涉及的定量問題有：各種化學(xué)量的換算、雙鍵數(shù)計算、離子、原子、電子等微粒的計算。由于1molNaClO發(fā)生水解反應(yīng)使ClO^－離子數(shù)小于N_A，由于苯分子中沒有真正的雙鍵則無法定量計算，由于0.3molNO₂與水轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2mol，故選項A、B、D均不正確。由于CO和N₂的相對分子質(zhì)量皆為28，且皆為雙原子分子，故0.5mol混合氣體含有1mol原子。選項C為正確答案。

       【現(xiàn)場體驗】

       1．(2015·廣東高考10)設(shè)N_A為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法正確的是(   )

       A．23gNa與足量H₂O反應(yīng)完全后可生成N_A個H₂分子

       B．1molCu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成N_A個SO₃分子

       C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LN₂和H₂混合氣中含N_A個原子

       D．3mol單質(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e₃O₄，失去8N_A個電子

       2．(2013·廣東高考9)設(shè)N_A為阿佛加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法正確的是(   )

       A．常溫常壓下，8gO₂含有4N_A個電子

       B．1L0.1mol·L^-1的氨水中有N_A個NH₄⁺

       C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L鹽酸含有N_A個HCl分子

       D．1molNa被完全氧化生成Na₂O₂，失去個2N_A電子

      【參考答案】1．D      2．A

       二、宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)相統(tǒng)一

       因為宏觀與微觀相統(tǒng)一是化學(xué)學(xué)科的思維特點，物質(zhì)的性質(zhì)與變化是宏觀的，而物質(zhì)的內(nèi)部組成及結(jié)構(gòu)是微觀的。因此，N_A題的解題必須形成宏觀與微觀的統(tǒng)一，然后借助于相關(guān)的化學(xué)用語建立好微粒間的聯(lián)系，從而準(zhǔn)確解決有關(guān)問題。

       【例2】(2014·全國高考7)N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述正確的是(  )

        A．lmolFeI₂與足量氯氣反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A

        B．2L0.5 mol·L^-1硫酸鉀溶液中陰離子所帶電荷數(shù)為N_A

        C．1molNa₂O₂固體中含離子總數(shù)為4N_A

        D．丙烯和環(huán)丙烷組成的42g混合氣體中氫原子的個數(shù)為6N_A

      【解析】本題涉及的宏觀性質(zhì)有：足量的氯氣將Fe²⁺與I^－全部氧化，硫酸鉀完全電離，Na₂O₂中的過氧根離子是原子團(tuán)，丙烯和環(huán)丙烷的化學(xué)式相同。可借助于“宏、微、符”的相互聯(lián)系解答各選項：lmolFe²⁺轉(zhuǎn)移1mol電子，2molI^－轉(zhuǎn)移2mol電子，共轉(zhuǎn)移3mol電子，選項A不正確。1molSO₄^2－帶2mol負(fù)電荷，選項B不正確。1molNa₂O₂含2molNa⁺和1molO₂^2－，共有3mol離子，選項C不正確。丙烯和環(huán)丙烷的化學(xué)式均為C₃H₆，42g混合氣體為1mol，含6mol氫原子。選項D為正確答案。

      【現(xiàn)場體驗】

       1．(2015·全國Ⅱ卷10)N_A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10N_A

       B．1L 0.1 mol·L^-1的NaHCO₃溶液中HCO₃^－和CO₃^2－離子數(shù)之和為0.1N_A

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

       D．235g核素 發(fā)生裂變反應(yīng)： ++ +10 ，凈產(chǎn)生的中子（）數(shù)為10N_A

       2．(2013·上海高考15)N_A代表阿伏伽德羅常數(shù)。已知C₂H₄和C₃H₆的混合物的質(zhì)量為ag，則該混合物(  )

       A．所含共用電子對數(shù)目為(a/7+1)N_A       B．所含碳?xì)滏I數(shù)目為aN_A/7

       C．燃燒時消耗的O₂一定是33.6a/14L   D．所含原子總數(shù)為aN_A/14

       【參考答案】1．C(提示：NaHCO₃溶液中還含有H₂CO₃)   

       2．B(提示：利用C₂H₄和C₃H₆最簡式相同求算各量) 

       三、物質(zhì)通性與物質(zhì)特性同關(guān)注

       一般與特殊的思想方法是化學(xué)學(xué)科思想方法之一，物質(zhì)的特性常作為反例蘊藏在具體物質(zhì)性質(zhì)、一般反應(yīng)規(guī)律和各種微粒結(jié)構(gòu)之中。這就要求學(xué)習(xí)化學(xué)中，要注意物質(zhì)性質(zhì)和變化的一般規(guī)律，又要注意規(guī)律之外的特殊性。因此，關(guān)注例外是正確解答N_A題的關(guān)鍵。

       【例3】(2015·全國Ⅰ卷8)N_A為阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法正確的(  )

       A．18gD₂O和18gH₂O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10N_A

       B．2L0.5 mol·L^-1亞硫酸溶液中含有的H⁺離子數(shù)為2N_A

       C．過氧化鈉與水反應(yīng)時，生成0.1mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2N_A

       D．密閉容器中2molNO與1molO₂充分反應(yīng)，產(chǎn)物的分子數(shù)為2N_A

     【解析】由D₂O和H₂O的化學(xué)式知質(zhì)子數(shù)均為10，但D與H的質(zhì)量數(shù)不同，D₂O和H₂O的物質(zhì)的量不同，質(zhì)子數(shù)也就不同，選項A不正確。H₂SO₃雖是二元中強(qiáng)酸，組成中有2個H原子，但與H₂SO₄不同，其電離是可逆的，電離出的H⁺離子遠(yuǎn)小于2mol，選項B不正確。由方程式2NO+O₂==2NO₂知生成2molNO₂，容易誤選D；由于在密閉容器中NO₂具有二聚合生成N₂O₄的特性，2NO₂  N₂O₄，故產(chǎn)物NO₂與N₂O₄分子數(shù)的一定小于2N_A，選項D不正確。0.1molO₂是由O^－1還原得到的，轉(zhuǎn)移電子0.2 mol。選項C為正確答案。

      【現(xiàn)場體驗】

       1．(2015·四川高考5)設(shè)N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(  )

       A．2.0gH₂¹⁸O與D₂O的混合物中所含中子數(shù)為N_A

       B．常溫常壓下，4.4g乙醛所含σ鍵數(shù)目為0.7N_A

       C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，5.6LCO₂與足量Na₂O₂反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5N_A

        D．50ml 12 mol·L^-1鹽酸與足量MnO₂共熱，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3N_A

       2．(2014·廣東高考10)設(shè)N_A為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值。下列說法正確的是

(    )

       A．1mol甲苯含有6N_A個C-H鍵

       B．18gH₂O含有10N_A個質(zhì)子

       C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L氨水含有N_A個NH₃分子

       D．56g鐵片投入足量濃硫酸中生成N_A個SO₂分子

      【參考答案】1．A(提示：選項D濃鹽酸變稀后與MnO₂不反應(yīng))   

       2．B(提示：選項D在常溫下濃硫酸與Fe發(fā)生鈍化)

       四、顯性信息與隱性信息同挖掘

      分析思考化學(xué)問題時，既要注意顯性知識，更要挖掘隱性知識，只有這樣，才能掃除解題盲點。在編制N_A題時，命題者常將以下幾個方面的知識作為隱性信息：在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的非氣態(tài)物質(zhì)、物質(zhì)的特殊組成與結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的特殊情況、弱電解質(zhì)電離、鹽類水解、一些特殊反應(yīng)等等。因此，在解答N_A題時，要時時提醒自己特別留意這些隱性信息，挖掘隱含，規(guī)避陷阱，強(qiáng)化訓(xùn)練，總結(jié)提高。

      【例4】(2014·江蘇高考6)設(shè)N_A為阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是(     )

       A．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0.1N_A

       B．0.1mol丙烯酸中含有雙鍵的數(shù)目為0.1N_A

       C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L苯中含有分子的數(shù)目為0.5N_A

       D．在過氧化鈉與水的反應(yīng)中，每生成0.1mol氧氣，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4N_A

      【解析】本題涉及的顯性知識有：各化學(xué)量、各物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)以及有關(guān)反應(yīng)，不經(jīng)意忽略某些隱性信息，就有錯誤選項相匹配。如：只注意丙烯酸中的烯鍵，未留意羧基中的碳氧雙鍵，則誤選B。忽略了在標(biāo)準(zhǔn)狀況下苯是液態(tài)的，則誤選C。將O₂當(dāng)做作由O^－2還原得到的，則誤選D。氧氣和臭氧組成隱含著最簡式均為“O”的信息，即含0.1molO，選項A為正確答案。

      【現(xiàn)場體驗】

       1．(2013·全國Ⅱ卷9)N_A為阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是(  )

       A．1.0L1.0 mol·L^-1的NaAlO₂水溶液中含有的氧原子數(shù)為2N_A

       B．12g石墨烯(單層石墨)中含有六元環(huán)的個數(shù)為0.5N_A

       C．25℃時pH=13的NaOH溶液中含有OH^－的數(shù)目為0.1N_A

       D．1mol的羥基與1 mol的氫氧根離子所含電子數(shù)均為9N_A

       2．(2014·四川高考5)設(shè)N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(  )

       A．高溫下，0.2molFe與足量水蒸氣反應(yīng)，生成的H₂分子數(shù)目為0.3N_A

       B．室溫下，1LpH=13的NaOH溶液中，由水電離的OH^－離子數(shù)目為0.1N_A

       C．氫氧燃料電池正極消耗22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，電路中通過的電子數(shù)目為2N_A

       D．5NH₄NO₃ 2HNO₃+4N₂↑+9H₂O反應(yīng)中，生成28gN₂時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為3.75N_A

       【參考答案】1．B(提示：選項A隱含H₂O中氧原子、選項D隱含羥基是

中性微粒與OH^－帶負(fù)電)      2．D(提示：選項A隱含F(xiàn)e與H₂O反應(yīng)同時有2價與3價Fe生成、選項D隱含部分NO₃^－分解時未變價)