考点 07 突破 NA 一、以物质的量为核心的转换与计算 1．已知物质的质量求物质所含的粒子数目 此类题型可采用以下解题思路求解物质所含的目标粒子数目： 可应用 N= ·NA 来计算。 （1）若物质为纯净物，可先求物质的量，然后求解目标粒子数目。 （2）若物质为混合物，先求混合物中各物质的最简式，若最简式相同，可先求最简式的物质的量， 然后求解目标粒子数目。若最简式不同，可先计算两物质的摩尔质量是否相同，当摩尔质量相同时，可先 求两物质的总物质的量，然后求解目标粒子的数目。 如：14 g 乙烯与丙烯中所含的碳原子数为 NA；22 g CO2 和 N2O 混合物中所含的原子数为 1.5NA；常考 查的还有 O2 和 O3，NO2 和 N2O4 等。 2．已知物质(气体)的体积求所含的粒子数目 主要应用 N= ·NA 来计算，解答此类题应注意： （1）气体体积是否在标准状况下测得 当题干中设置“常温常压”、“室温”等条件时，无法用标准状况下的气体摩尔体积求解粒子数目。 （2）标准状况下物质的聚集状态 当题干中所给物质在标准状况下为非气态物质时，无法用标准状况下的气体摩尔体积求解粒子数目。 如：水、苯、汽油、四氯化碳、乙醇、甲醇、CH2Cl2、CHCl3、SO3、HF 等在标准状况下均不为气态。 3．溶液中所含的粒子数目的计算 此类题的解题思路如下： 此类题的“陷阱”有以下几种： （1）“已知浓度缺体积”及“已知体积缺浓度”：以上两种情况均无法求解溶液中所含目标粒子的数目； 如 25 ℃ 时，pH=13 的 NaOH 溶液中所含 OH−的数目为 0.1NA：因为缺少溶液的体积无法计算 OH−的数 目，故此说法错误。 （2）电离：当溶质为弱电解质时，其在溶液中部分电离，溶液中所含的分子数及电离出的离子数目 均无法直接求解； 如 1 L 1 mol·L−1 的氨水中有 NA 个 ：一水合氨为弱电解质，不能全部电离，故氨水中所含 的 数目小于 NA，错误。 （3）水解：当电解质在溶液中发生水解时，溶液中发生水解的离子数目无法直接求解； 如将 0.1 mol FeCl3 配成 1 L 溶液，所得溶液含有 0.1NA 个 Fe3+：Fe3+部分水解导致所配溶液中的 Fe3+减 少，从而使溶液中的 Fe3+数目小于 0.1NA，错误。 （4）溶剂：当溶剂中也含有所求的粒子时，往往习惯性地只考虑溶质中所含粒子，而忽视了溶剂中 所含粒子导致出错。 如 50 g 质量分数为 46%的乙醇水溶液中，含氢原子数目为 3NA：由于陷入思维定式，忽视溶剂水中也 含有氢原子而出错。 二、以物质的结构为依据求共价键(或碳环)数目 解此类题目要依据物质的结构先计算结构单元的共价键(或碳环)数，然后再求解目标共价键(或碳环)数 目。其解题思路如下： 掌握常考物质所含共价键数目： 几种常考物质 CH4 Si SiO2 金刚石 (C—H) (Si—Si) (Si—O) (C—C) 每摩尔微粒所含共价 键数目(NA) 4 2 4 2 三、反应程度对粒子数目计算的影响 1．可逆反应类型 因为可逆反应进行不完全，当没给出转化率时，不能求出准确的目标粒子数目。 如某密闭容器盛有 0.1 mol N2 和 0.3 mol H2，在一定条件下充分反应，转移的电子数目为 0.6NA：该反 应为可逆反应，进行程度不确定，无法准确求解转移的电子数目，故错误。 2．溶液浓度变化使反应停止的类型 因为酸的浓度变化使反应停止，难以求出准确的目标粒子数目。 如 80 mL 12 mol·L−1 的浓盐酸与足量 MnO2 反应，生成 Cl2 的分子数目为 0.24NA：随着反应进行，浓盐 酸变为稀盐酸，反应停止，无法准确求解生成的 Cl2 的分子数目，错误。 3．物质组成不能确定的类型 当某些物质混合或反应进行一段时间后，产物的种类变化或物质的量不定，难以求出准确的目标粒子 数目。 如标准状况下，5.6 L NO 和 5.6 L O2 混合后的分子总数为 0.5NA：两种气体混合后生成 NO2，若不考虑 NO2 部分转化为 N2O4，气体的体积为 8.4 L，物质的量为 0.375 mol，事实上，混合气体中存在可逆反应 2NO2 N2O4，故无法准确求解分子数目，错误。 四、氧化还原反应中电子转移数目的计算 解答此类题应掌握氧化还原反应的实质和得失电子守恒规律。 掌握常考反应中转移的电子数： 反应 物质 转移电子数(NA) Na2O2+CO2 1 mol Na2O2 1 (或 H2O) 1 mol O2 2 Cl2+NaOH(H2O) 1 mol Cl2 1 Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 Cu+S 1 mol Cu 1 +I−(+H+) 1 mol I2 NH4NO3→N2 1 mol N2 3.75 如 1 mol Fe 与足量的稀 HNO3 反应，转移 2NA 个电子：铁与足量的稀硝酸反应时生成 Fe(NO3)3，转移 的电子数为 3NA，故上述说法错误。 考向一 阿伏加德罗常数经典陷阱方式 陷阱之一：标准状况与常温、常压以及气态与非气态的难辨别性 典例 1 设阿伏加德罗常数为 NA，下列说法正确的是 A．常温、常压下，NA 个氧气分子的体积小于 22.4 L B．标准状况下的 22.4 L 辛烷完全燃烧，生成 CO2 分子数为 8NA C．标准状况下，22.4 L CH3Cl 中所含的分子数为 NA D．常温常压下，35.5 g 氯气含有的原子数为 2NA 【答案】C 【解析】A 选项，标准状况特指 0 ℃、1 atm，温度越高，气体体积越大，在标况时，NA 个氧气分子 的体积约为 22.4 L，升高到常温 25 ℃时，体积应大于 22.4 L，A 错。辛烷 C8H18，在 0 ℃时是液态，则 B 错。选项 C 中 CH3Cl 为气体，故 C 正确。D 中的质量与温度、压强无关，应为 1 mol 氯原子，故 D 错误。 综合上述，选 C。 总结：只有体积才与温度、压强有关，而质量、物质的量与温度、压强无关。关于气态与非气态的判 断：标准状况下，无机物中常见的 SO3、H2O、Br2 等为非气态；有机物中，碳原子数 4 以内的烃为气态， 烃的衍生物中只有甲醛、一氯甲烷为气体。 陷阱之二：物质组成的特殊性 典例 2 设阿伏加德罗常数为 NA，下列说法正确的是 A．3.0 g 淀粉和葡萄糖混合物中共含碳原子数为 0.1 NA B．2.9 g 2CaSO4·H2O 含有的结晶水分子数为 0.02 NA(2CaSO4·H2O 式量为 290) C．在 100 g 98%的浓硫酸中含氧原子个数不等于 4NA D．1 L、0.1 mol/L 氨水中 NH3·H2O 的个数为 0.1NA 【答案】C 【解析】A 中，淀粉的分子式为（C6H10O5）n，而葡萄糖的分子式为 C6H12O6，两者的最简式很容易混 淆，则 A 错。B 中，1 mol 熟石膏中含有 2 mol CaSO4 和 1 mol H2O，则 0.01mol 熟石膏中含有 0.01mol 水分 子，B 错。C 中，H2SO4 为 98g，1mol，4NA 氧原子，注意水中还有氧原子，则 C 正确。D 中氨水中含氮的 微粒除 NH3·H2O 外，还含有 NH3 和 ，这三者合起来为 0.1NA，D 错。综合上述，选 C。 总结：常见特殊组成有如下几种情况：①有些物质最简式相同，如乙烯、丙烯等单烯烃、葡萄糖与果 糖、淀粉与纤维素等、饱和一元羧酸与饱和一元酯等。②有些物质中某元素的百分含量相等，如 Cu2S 和 CuO 中 Cu，甲苯与甘油中的氢、CaCO3、KHCO3 中的碳等。③有些物质中阴阳离子个数的比值易混淆， BaO2 中 Ba2+与 之比为 1︰1，Na2O2 中 Na+与 为 2︰1。④计算溶液中氢、氧原子个数时，应算溶液 中水的氢、氧原子。 陷阱之三：化学反应的隐蔽性 典例 3 设阿伏加德罗常数为 NA，下列说法正确的是 A．金属和一定量的任意酸反应，只要放出 2 g 氢气，则转移的电子数为 2NA B．62 g Na2O 溶于水后所得溶液中含有 O2−离子数为 NA C．标准状况下，4.6 g 二氧化氮气体中含有 0.3NA 原子 D．足量的铜片与含 4 mol HNO3 的浓硝酸充分反应生成二氧化氮的分子数为 2NA 【答案】C 【解析】A 中，如是活泼金属与盐酸、稀硫酸反应，该选项没问题。如是 Zn 与浓硫酸反应，先放出 SO2，当浓硫酸变成稀硫酸时，才放出氢气，则电子转移的数目就大于 2NA，则 A 错。B 中，Na2O 溶于水 后生成 NaOH，溶液中没有 O2−离子，B 错。C 中，虽然存在反应 2NO2 N2O4，但方程式两边原子个数 是守恒的，故 C 正确。D 中，随着反应的进行，浓硝酸变成了稀硝酸，生成气体为 NO2 和 NO 混合物， NO2 分子数小于为 2NA，则 D 错。综合上述，选 C。 总结：首先注意有无隐含反应，如：NO2 和 N2O4、定量浓硝酸与金属反应、定量浓硫酸与活泼金属反 应等；其次，考虑了隐含反应，也要慎重对待，如本题 C 选项就与隐含反应无关。 陷阱之四：电子转移数目的难判断性 典例 4 设阿伏加德罗常数为 NA，下列说法正确的是 A．0.2 mol Cl2 溶于等体积水中，转移电子数为 0.2NA B．5.6 g 铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为 0.3 NA C．Na2O2 与过量 CO2 反应时，生成 0.2mol O2 时，转移的电子数为 0.4NA D．0.1 mol Fe 与 0.1 mol Cl2 充分反应，转移的电子数为 0.3 NA 【答案】C 【解析】A 中，氯气溶于水，只有一部分氯气与水反应，而且是一个可逆反应，因此转移的电子数比 0.2NA 小得多，A 错。B 中，铁与硝酸反应时，要判断铁是否过量，如铁过量，生成 Fe2+，铁不足，生成 Fe3+，也有可能既有 Fe2+，又有 Fe3+，则 B 错。C 中，Na2O2 与过量 CO2 反应时，Na2O2 既是氧化剂，又是还 原剂，放出的 O2 由过氧化钠中的氧而来，当生成 0.2 mol O2 时，应转移电子数 0.2×2NA，则 C 对。D 中， 铁与氯气反应产物值得关注如生成 FeCl3，但由题给的铁与氯气的可知氯气不足，铁过量，故只能按生成 FeCl2 计算转移的电子数为 0.2NA。综合上述，选 C。 总结：对于有电子转移的化学反应，首先要写出化学反应方程式，其次用单线桥或双线桥标出电子转 移的方向和数目，最后注意是否是可逆反应，是否要进行过量计算。 陷阱