阿伏加德罗常数考点诊治的策略分析

阿伏加德罗常数与微粒问题是高考的传统必考题型之一。认真研读2012年全国各地的高考化学试卷，从中不难发现广东、海南、四川、江苏、全国（新课标）等都涉及到了这方面的题目，且试题以中学学过的一些重点物质为载体，以阿伏加德罗常数为核心，将微观粒子与宏观计量（物质的量、质量、摩尔质量、气体摩尔体积等）联系起来，着力考查学生解决问题的能力。本文从示例及训练上为切入点，将各地试题考点作如下诊治，以期给同学们警示之作用。

一、病例分析

阿伏加德罗常数是将微观粒子（分子、原子、离子、电子等）跟宏观计量联系起来的一个重要常数，起着桥梁的作用。基于此，正确理解阿伏加德罗常数的定义，抓住它与宏观计量（物质的量、质量、摩尔质量、气体摩尔体积等）的联系及运用，并能对题目逐一审核，从而检测病灶，解决问题。

1. 从状况条件上。

【例1】（2012·江苏卷）标准状况下，11.2LCH3CH2OH中含有分子的数目为0.5NA。

诊断：试题中错把乙醇当作气体对待，实际上在标准状况下为液态，则无法用摩尔体积进行计算，从而得出题设说法错误。

练习：（2012·四川卷）标准状况下，33.6L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA。

【答案】错误

2. 从物质条件上。

【例2】（2012·广东卷）常温常压下，22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子

诊断：气体摩尔体积适用的条件是标准状况（即0℃，1.01×105Pa），试题中把常温常压设错为标准状况，据此求得混合气体的物质的量为1mol（22.4L/22.4L·mol-1=1mol），从而得出题设说法错误。

练习：（2012·江苏卷）常温常压下，2.24L的CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA。

【答案】错误

3. 从物质结构上。

【例3】（2012·四川卷）常温常压下，7.0g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为NA。

诊断：乙烯与丙烯的最简式为CH2，则7.0g乙烯与丙烯的混合物的物质的量为0.5mol，所以氢原子的数目为1 mol，从而得出题设说法错误。

练习：（2012·广东卷）常温下，4g CH4含NA个C-H共价键。

【答案】正确

4. 从氧化还原反应上。

【例4】（2012·广东卷）1 mol Fe与足量稀HNO3反应，转移2NA个电子。

诊断：根据反应可知，1mol Fe与足量稀HNO3反应，转移3NA个电子，从而得出题设说法错误。

练习：（2012·海南卷）在一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA。

【答案】正确

5. 从电离、水解知识上。

【例5】（2012·广东卷）1L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中含有0.1NA个HCO3-。

诊断：由于HCO3-发生水解反应，则溶液中含有HCO3-小于0.1NA，从而得出题设说法错误。

练习：（2012·海南卷）1.0L的0.1 mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA。

【答案】错误

6. 从“特殊”反应上。

【例6】（2012·四川卷）50mL18.4mol/L浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分子数目为0.46NA。

诊断：浓硫酸与足量铜微热反应，随着反应的进行，浓硫酸的浓度变稀，反应会停止，则生成的SO2分子数目小于0.46NA，从而得出题设说法错误。

练习：（2012·四川卷）某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA。

【答案】错误

二、对症下药

以阿伏加德罗常数为核心的考题主要是围绕如下几个方面来命题的：

1. 与基本概念相联系。

以N=m/M·NA为核心，涉及有关基本微粒数的计算。解答这类问题的切入点就是要看清所求微粒的种类，以及物质分子的构成等等（比如是单原子分子，还是双原子分子或多原子分子或基团）。

【例7】 NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（ ）

A. 等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA

B. 1mol甲基中含有10NA个电子

C. 室温下，21.0 g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA

D. 1mol铁完全转化成氢氧化铁胶体后，便有NA个氢氧化铁胶体微粒。

分析：阿伏加德罗常数是指1 mol任何微粒中含有的微粒数，A选项中的等物质的量不一定是1 mol，则选项A错；B选项中甲基是甲烷分子中失去一个H后所得的原子团，每摩甲基中含有9mol电子，则选项B错；乙烯和丁烯的最简式相同（即为CH2），则21.0 g乙烯和丁烯的混合气体的物质的量为1.5 mol，所以n（C）=1.5mol，N（C）=1.5NA，选项C正确；氢氧化铁胶体是许多个Fe（OH）3分子的集合体，因此胶体微粒数远小于NA，则选项D错。

【答案】C

2. 与物质结构相联系。

以物质结构为核心，涉及物质相关知识的计算。解答这类问题的切入点就是抓物质所含的电子数、质子数、中子数等。同时，还要弄清物质的构成，正确运用好质子数等于电子数以及质子数加中子数等于质量数等相关知识。

【例8】设 NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（ ）

A. 16 g CH4中含有4NA个C-H键

B. 标准状况下，22.4LDT所含的中子数为2NA。

C. 31g白磷分子中含有NA个P-P键

D. 常温常压下，22.4 L CO2中含有 NA个CO2分子

分析：每个CH4中含有4个C-H键，故16g CH4（1mol）中含有4NA个C-H键，则选项A正确；D、T是氢的两种同位数原子，原子核组成分别为21H、

31H，一个DT分子中应含3个中子，所以正确答案应为3NA个中子，则选项B错；31g白磷，即n（P4）=31g/（31×4g·mol-1）=1/4mol，白磷分子结构为正四面体，内含6个P-P键，所以含P-P键为1/4×6NA=1.5NA，选项C错；气体摩尔体积适用的条件是0℃，1.01×105Pa，试题中给出的的条件为常温常压，据此得出错误结论，则选项D错

【答案】A

3. 与物质状态相联系。

以气体物质为核心，涉及有关气体体积的计算。解答这类问题的切入点就是：一看是否是标准状况，若不是标准状况，则1mol气体体积一般均不为22.4L；二看该物质在标准状况下是不是气体，若不是气体，则无法求知其物质的量和微粒数目；若是气体，则可求其物质的量和分子数目，且与混合气体还是单一气体无关。

【例9】NA代表阿伏加德罗常数。下列有关叙述正确的是（ ）

A. 标准状况下，2.24 L H2O含有的分子数等于0.1NA

B. 常温下，100 mL 1 mol·L-1Na2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NA

C. 分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4L，质量为28 g

D. 标准状 况下，2.24 L戊烷所含分子数为0.1 NA

分析：标准状况下，水是液体，选项A错；由碳酸根离子水解的离子方程式可知，水解能引起阴离子数目增多，选项B正确；C选项没有指明条件，22.4 L并不一定是1 mol，但该混合气体的质量为28 g是正确的，故选项C错误；戊烷在标准状况下为液态，则其2.24 L不是0.1mol，选项D错。

【答案】B

4. 与氧化还原反应相联系。

以氧化还原为核心，涉及氧化还原反应过程中电子转移的数目等。解答这类问题的关键就是抓住氧化还原反应的实质和电子守恒规律。

【例10】NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）

A. 2.3g金属钠变为钠离子时失去的电子数目为0.1NA个

B.在5I-+ IO3-+ 6H+=3 I2 + 3H2O反应中，每生成3 mol I2转移的电子数为6NA个

2与足量烧碱溶液完全反应转移的电子数目为2aNA个

D.电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少64 g

分析：2.3g（即0.1mol）Na作还原剂时，可提供0.1mol电子，即提供电子数目为0.1NA个，A项正确；在反应中，每生成3 mol I2，转移5NA个电子，B项错误；根据Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O可知，转移电子数为aNA个，C项错误；精炼铜时，阳极为粗铜，当转移2mol电子时，阳极消耗的质量不一定为64 g，所含杂质也要失去电子，故D项错误。

【答案】A

5. 与电离、水解知识相联系

以电离、水解方面的知识为基点，涉及电离、水解中的微粒数目等。解答这类问题的关键就是抓住强、弱电解质的电离及盐类的水解规律。

【例11】 设 NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（ ）

A. 0.1 mol·L-1 的氢氧化钠溶液中含钠离子数为0.1NA个

B. 0.1L3mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH+4数目为0.1NA个

C. 100 mL2.0 mol·L-1 的盐酸与醋酸溶液中氢离子均为0.2NA

D. 100mL1mol·L-1的Na3PO4溶液中含有离子数多于0.4NA

分析：试题所给氢氧化钠溶液只知道浓度，不知体积，无法确定物质的量，则A选项错误；由于NH4NO3溶液中的NH4+发生水解反应，则NH4+数目小于0.1NA，选项B错误；醋酸是弱电解质，只能部分电离，则氢离子数目小于0.2NA，选项C错误；由于Na3PO4溶液中的PO43-发生水解，则溶液中含有的离子数多于0.4NA，选项D正确。

【答案】D

三、诊治良策

阿伏伽德罗常数（NA）可以说是历年来的高考热点，经久不衰，常常在考题中有意设置一些极易疏忽的干扰因素。为此，在分析解答这类问题时，要特别注意以下几点：

1. 要注意只有气体的体积受外界条件（温度、压强等）的影响，而质量、物质的量不受温度、压强的影响。例如，常温常压下，32g O2所含的氧气分子数为NA，其说法是正确的，但部分考生认为不是标准状况，分子数应小于NA而造成错误。另外，要特别注意用气体摩尔体积（即22.4L·mol-1）计算时必须满足两个条件：“标准状况”和“气态”。

2. 要熟悉常见物质的聚集状态。考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下的非气态物质来迷惑考生。例如，H2O在标准状况下是固液混合态；SO3在标准状况下是固态；CH2Cl2、CHCl3、CCl4及碳原子数大于4的烃等在标准状况下均为非气态，等等。

3. 要防止误入“水解陷阱”，忘记了考虑水解因素而致错。对于溶液中的离子，考查电解质溶液中粒子数目或浓度时常常设置弱电解质的电离和盐类水解方面的陷阱。例如，1L0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有CO32-数目应小于0.5NA；而1 mol Na2CO3晶体中，CO32-的数目等于0.5NA。对于胶体中的粒子数的考查，注意由于胶体粒子较大，由多个微粒组合而成。例如，一个Fe（OH）3胶体粒子是由多个Fe（OH）3粒子吸附一些离子组成的，所以Fe（OH）3胶体粒子数小于Fe（OH）3粒子的数目。

4. 要注意等质量的同素异形体、同分异构体、最简式相同的物质中所含的原子数目一定相同。

5. 要熟悉一些常见物质晶体结构中的化学键数目。1 mol金刚石中含有1 molC-C共价键、1 mol石墨中含有1.5molC-C共价键、1 mol晶体硅中含2molSi-Si共价键、1molSiO2 中含有4 mol Si-O共价键、1 molCH4中含有4 mol C-H共价键、1 molP4中含有6molP-P共价键、1 molCO2中含有2molC=O双键，等等。

6. 要注意某些物质或者几种物质的混合物可能发生反应的情况。例如，常温常压下，由于NO2与N2O4间存在着化学平衡，则46gNO2气体中含有的分子数应小于6.02×1023（即NA）。

7. 要重视特殊的氧化还原反应中，转移电子数目的计算。例如，Na2O2 + H2O、H2S + SO2，等等。

8. 要重视物质的量与各量之间的关系及使用范围。例如，n=m/M、n=N/NA、n=V/Vm、n =C·V。

9. 要认真读题和审题。审题是“审”而不是“看”，审题的过程中要注意题目中概念的层次，要特别注意试题中一些关键性的字、词；要边阅读边思考，谨防题设“陷阱”。同时，对常见的一些设陷方式要千万警惕，在认真审题的基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较，作出正确解答。

（作者单位：河北省衡水市故城县教育局教研室）