易错专题18-阿伏加德罗常数的判断陷阱(解析版).docx

易错专题18 阿伏加德罗常数的判断陷阱
典例精讲
易错点一 忽视22.4 L/mol的适用对象是气体
【易错典例】
例1 列说法正确的是
①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L
④常温常压下，28 g CO与N2的混合气体所含的原子数为2NA
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol−1
⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同
A．①③⑤ B．④⑥ C．③④⑥ D．①④⑥
【答案】B
【解析】①标准状况下，6.02×1023个分子为1 mol，但该物质不一定是气体，故占有的体积不一定是22.4 L，故①错误；②氢气所处的状态不一定是标准化状况，气体摩尔体积不一定是22.4 L/mol，0.5 mol H2所占体积不一定为11.2 L，故②错误；③标准化状况下，水是液体，1 mol水的体积远大于22.4 L，故③错误；④28 g CO与N2的混合气体为1 mol，二者都是双原子分子，所含的原子数为2NA，故④正确；⑤影响气体摩尔体积的因素有温度、压强，气体所处的状态不确定，各气体的气体摩尔体积不一定是22.4 L/mol，故⑤错误；⑥同温同压下，体积相同，含有的分子数目相同，故⑥正确；故选B。
【解题必备】
考查气体摩尔体积相关判断时，常用标准状况下为非气态的物质迷惑考生，如：盐酸、氨水、苯等。因此，要着重强调谨记气体摩尔体积适用对象为气体，对非气态物质不适用。此外，还要识记、掌握常见物质的状态，如标准状况下，H2O为液态或固态 、SO3为固态等。另外，气体摩尔体积和阿伏加德罗常数定律适用于混合气体。
【变式突破】
1．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．1 mol·L-1Na2SO4溶液中含有的数目为NA
B．32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2NA
C．标准状况下，11.2 LH2O含有的分子数为0.5NA
D．含有NA个氧原子的氧气体积为22.4 L
【答案】B
【解析】A．只有溶液浓度，缺少溶液的体积，不能计算微粒数目，A错误；
B．O2和O3都是由O原子构成，32 g O2和O3的混合气体所含O原子的物质的量n(O)==2 mol，则含有的O原子的数目N(O)=2NA，B正确；
C．在标准状况下H2O为液态，不能使用气体摩尔体积计算微粒数目，C错误；
D．含有NA个氧原子的氧气的物质的量n(O2)=0.5 mol，由于不清楚气体所处的外界条件，因此不能确定气体的体积，D错误；
故合理选项是B。
易错点二 忽视条件是否为标准状况
【易错典例】
例2 NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．在常温常压下，11.2 L N2含有的分子数为0.5NA
B．在常温常压下，1 mol O2含有的原子数为2NA
C．在常温常压下，11.2 L O2所含的原子数目为NA
D．在同温同压下，相同体积的任何气体所含的原子数相同
【答案】B
【详解】A．在常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L/mol，因此该条件下11.2 L N2的物质的量小于0.5 mol，则其中含有的分子数小于0.5NA，A错误；
B．O2是双原子分子，1个分子中含有2个O原子，则1 mol O2中含有的原子数为2NA，B正确；
C．在常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L/mol，因此该条件下11.2 L O2的物质的量小于0.5 mol，但O2是双原子分子，1个分子中含有2个O原子，则其中含有的O原子数目小于NA，C错误；
D．在同温同压下，相同体积的任何气体所含的分子数相同，但由于物质分子中含有的原子数可能不同，因此气体分子数相同时所含有的原子数目不一定相同，D错误；
故合理选项是B。
【解题必备】
考查气体摩尔体积相关判断时，常在常温常压、25 ℃ 101 kPa等非标准状况条件下使用气体摩尔体积，所以要注意气体摩尔体积使用的条件。此外，物质的质量、物质的量一般不受温度压强影响，不要受到气体摩尔体积使用条件的影响，要避免思维定势。
【变式突破】
2．下列说法正确的是 （ ）
A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B．在标准状况下，0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合气体的体积约为22.4 L
C．标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 L
D．22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等
【答案】B　
【解析】A项、D项，未指明标准状况；C项，物质不一定是气体。
易错点三 不明确物质的构成微粒及题干要求
【易错典例】
例3 设NA为阿伏加德罗常数的值，判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA（____）
(2)标准状况下，11.2L甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)混合物中含氢原子数目为2NA（____）
(3)同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同（____）
(4)标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA（____）
(5)1molCO和N2的混合气体中质子数为14NA（____）
(6)14g乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)混合气体中的氢原子数为2NA（____）
(7)常温常压下，22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023个（____）
(8)标准状况下，5.6LCO2气体中含有的氧原子数为0.5NA（____）
(9)标准状况下，22.4LN2和H2混合气中含NA个原子（____）
【答案】对 对 对 错 对 对 错 对 错
【解析】
(1)Ar为单原子分子，含有的质子数为18，标准状况下22.4 L氩气的物质的量是1mol，含有的质子数为18NA，故答案为：对；
(2) 甲烷和乙烯都含有4个氢原子，标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5mol，含有氢原子数目为2NA，故答案为：对；
(3) O2和O3的最简式相同，等质量的O2和O3中含有等物质的量的氧原子，含有的电子数相同，故答案为：对；
(4)标准状况下，2.24L L N2和O2的混合气体的物质的量为0.1mol，所含分子数为0.1NA，故答案为：错；
(5)1个CO分子和1个N2分子中均含14个质子，则1mol CO和N2的混合物中含有的质子数为14NA，故答案为：对；
(6) 乙烯和丙烯的最简式相同，14g乙烯和14 g丙烯中氢原子的物质的量均为2mol，则14 g混合气体中含氢原子数目为2 NA，故答案为：错；
(7)常温常压下，22.4 L Cl2的物质的量不是1mol，含有的分子数不是6.02×1023个，故答案为：错；
(8)标准状况下 ，5.6 L CO2的物质的量为0.25mol，含有的氧原子的物质的量为0.5mol，则含有氧原子数为0.5 NA，故答案为：对；
(9) 标准状况下，22.4 L N2和H2混合气的物质的量是1mol，所含原子的个数为2 NA，故答案为：错。
【解题必备】
考查一定量物质中含有的微粒数，如分子数、原子数、电子数、质子数、中子数时。其中电子数的考查主要集中在对稀有气体氦、氖等单原子分子，氯气、氧气、氮气等双原子分子，臭氧、等多原子分子等。在判断中子数时，要弄清楚不同核素中的中子数，如氕、氘、氚。此外，要熟知质子数、中子数、质量数三者间的关系。
【变式突破】
3．根据所学知识填空(NA表示阿伏加德罗常数):
(1)0.2 mol Cl2含有_______mol Cl。
(2)1.5 mol H2O中，氢原子与氧原子个数之比为_______，质量比为_______。
(3)1.204×1022个CO2分子，含O的质量为_______。
(4)1 mol OH-中含有_______mol 电子。
(5)同温同压下，同体积的N2和SO2分子数之比为_______，物质的量之比为_______，质量之比为_______。
【答案】0.4 2:1 1:8 0.64g 10 1:1 1:1 7:16
【详解】(1)0.2mol Cl2含有Cl的物质的量为:0.2mol×2=0.4mol，故答案为：0.4；
(2)1.5mol H2O中氢原子与氧原子个数之比为2:1；含有H、O的质量之比=(2×1):(1×16)=1:8，故答案为：2:1；1:8；
(3)1.204×1022个CO2分子的物质的量为:，含有O的物质的量为:0.02mol×2=0.04mol，含有O的质量为16g/mol×0.04mol=0.64g，故答案为：0.64g；
(4)1个OH-中含有的电子数为8+1+1=10，则1mol OH-中含有电子的物质的量为1mol×10=10mol，故答案为：10；
(5)同温同压下，同体积的N2和SO2分子数之比为等于物质的量之比，等于体积之比，等于1:1；质量之比等于摩尔质量之比，等于28:64=7:16，故答案为：1:1；1:1；7:16。
习题精练
1．相同条件下，下列各组中分子数一定相同的是
A．14gN2与32gO2 B．34gNH3与4gH2
C．2LCO2 与2LH2O D．11.2LCO与0.5molO2
【答案】B
【详解】根据 N=n⋅NA，可知分子物质的量相同时，分子数一定相同。
A．14 g N2 的物质的量为 n(N2)==0.5 mol，32 g O2 的物质的量为 n(O2)==1 mol，二者物质的量不同，故分子数一定不同，故 A 不选；
B．34 g NH3 物质的量为 n(NH3)==2 mol，4 g H2 物质的量为 n(H2)==2 mol，二者物质的量相等，故分子数一定相同，故 B 选；
C．相同条件下未告知 CO2 与 H2O 的状态，不能确定二者的物质的量是否相等，故不能确定分子数是否相同，故 C 不选；
D．题中未告知 CO 是否处于标准状况下，故 n(CO) 不一定等于 0.5 mol，故 CO 与 O2 的物质的量不一定相等，故分子数不一定相同，故 D 不选；
故选 B 。
2．下列说法中，不正确的是（ ）
A．1molCl2的质量是71g
B．标准状况下，22.4LCH4的物质的量为1mol
C．1molNH3中含有的分子数约为6.02×1023
D．1mol·L-1Na2SO4溶液中含有2molNa+
【答案】D
【解析】A.Cl2的相对分子质量为71，1molCl2的质量为71g，故A正确；
B.标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol，22.4LCH4的物质的量是1mol。故B正确；
C.1mol任何物质均含有阿伏伽德罗常数个微粒，阿伏伽德罗常数的近似值为6.02×1023，1molNH3含有的分子数约为6.02×1023，故C正确；
D. Na2SO4溶液的体积未知，无法计算出其中钠离子物质的量，D不正确；
故选D。
3．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)
A．含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
B．298 K、1.01×105 Pa时64 g SO2中含有的原子数为3NA
C．11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
D．标准状况下，11.2 L CCl4含有的分子数为0.5NA
【答案】B
【解析】含有NA个氦原子的氦气的物质的量为1 mol，在标准状况下的体积约为22.4 L，A错误；64 g SO2的物质的量为1 mol，含有1 mol S原子和2 mol O原子，B正确；C项未指明温度和压强，C错误；D项中CCl4在标准状况下不是气态，D错误。
4．科学家发现某种元素的一个原子，其质量是a g，一个C原子的质量是b g，NA是阿伏伽德罗常数的数值。下列说法正确的是
A．该原子的摩尔质量是aNA B．W g该原子的物质的量是mol
C．W g该原子含有个该原子 D．由已知信息可得NA=
【答案】B
【详解】A．摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是g/mol，1个该原子质量为a g，则1 mol原子的质量为aNA g，所以该原子的摩尔质量为aNA g/mol，选项未带单位，A错误；
B．该原子物质的量，B正确；
C．1个原子质量为a g，故W g该原子个数=个，C错误；
D．1个C原子，bg C原子，故，所以，选项未带单位，D错误；
故答案选B。
5．NA代表阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是
A．2.3 g钠由原子变成离子时，失去的电子数为 0.2NA
B．0.2NA个硫酸分子与19.6 g磷酸含有的氧原子数不同
C．28 g氮气所含的原子数为2NA
D．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
【答案】C
【详解】A．金属钠由原子变成离子时，化合价升高1，失去1个电子，2.3g金属钠，其物质的量为==0.1mol，失去电子数为0.1，故A错误；
B．0.2个硫酸分子中含有的氧原子数为=0.8；19.6g磷酸的物质的量为==0.2mol，其中含氧原子的物质的量为=0.8mol，两者所含氧原子数相同，故B错误；
C．28g氮气的物质的量为==1mol，其中所含原子数为=2，故C正确；
D．个氧气分子的质量为==32g；个氢气分子的质量为==2g，其质量比为，故D错误；
故选C。
6．下列说法中不正确的是
A．lmol氧气中含有1.204×1024个氧原子，在标准状况下约占有体积22.4L
B．1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有相同的氧原子数
C．在常温常压下，11.2LN2含有的分子数为0.5NA
D．等物质的量的干冰和葡萄糖（C6Hl2O6)中所含碳原子数之比为1：6，氧原子数之比为1：3
【答案】C
【解析】A．lmol氧气含有2molO，个数为1.204×1024个，标况下1mol氧气的体积为22.4L，故A正确；
B．1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有的氧原子都是3mol，根据N=nNA可知二者含有氧原子数相同，故B正确；
C．在常温常压下，气体摩尔体积不是 22.4L/mol，11.2LN2的物质的量不是0.5mol，故C错误；
D．1个二氧化碳分子中含有1个C、2个O，1个C6H12O6分子中含有6个C、6个O，根据N=nNA可知等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为1：6，氧原子数之比为1：3，故D正确；
故选C。
【点睛】明确标况下气体摩尔体积的使用条件为解答关键，注意掌握物质的量与其它物理量之间的关系。本题的易错点为C。
7．以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础．下列与物质的量相关的计算正确的为 （ ）
A．现有 CO、CO2、O3 三种气体，它们分别都含有 1 摩尔 O，则三种气体的物质的量之比 3：2：1
B．5.6gCO 和 4.48LCO2 中含有碳原子数一定相等
C．标况下，11.2 升 X 气体分子质量为 16g，则 X 气体的摩尔质量为 32
D．agCl2 中有b 个氯原子，则阿伏加德罗常数NA的数值可以表示为35.5b/a
【答案】D
【解析】A.CO、CO2、O3三种气体，它们含有的氧原子个数之比为1：2：3，则氧原子的物质的量相同，设都为1mol，则n（CO）=1mol，n（CO2）=1/2mol，n（O3）=1/3mol，则这三种气体的物质的量之比为1：1/2：1/3=6：3：2，故A错误；
B.气体不一定是标准状况，无法求二氧化碳的物质的量，故B错误；
C.摩尔质量的单位是g·mol－1，所以M气体的摩尔质量是32g·mol－1，故C错误；
D.ag Cl2的物质的量为a/71mol，所含氯原子数为：a/71×2NA，则有a/71mol×2NA=b，因此阿伏加德罗常数NA的数值可表示为35.5b/a，故D正确；
故选D。
8．阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是
A．在常温常压下，1 mol O3分子中含有的原子数目为2NA
B．标准状况下，2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.4NA
C．2.4 g Mg与足量稀硫酸完全反应，生成氢气的体积(标况下)约为2.24 L
D．0.1 mol H2和0.1 mol Cl2于密闭容器中充分反应后，最终所有分子总数为0.6 NA
【答案】C
【解析】A．1个臭氧分子含有3个氧原子，1 mol O3分子中含有的原子数目为3NA，故A错误；
B．标准状况下，2.24 L N2和O2的混合气体的物质的量是0.1mol，分子数为0.1 NA，故B错误；
C．Mg与足量稀硫酸完全反应生成硫酸镁和氢气，2.4 gMg的物质的量是0.1mol，生成氢气的物质的量是0.1mol，体积(标况下)约为2.24 L，故C正确；
D．氢气和氯气反应生成氯化氢，0.1 mol H2和0.1 mol Cl2于密闭容器中充分反应后生成0.2mol氯化氢，最终所有分子总数为0.2NA，故D错误；
选C。
9．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法不正确的是
A．Na2O2与足量的CO2反应生成标准状况下体积为11.2 L的O2，转移的电子数为NA
B．56 g铁和71 g氯气完全反应，转移的电子数为3NA
C．50 mL 12 mol·L-1的浓盐酸与MnO2反应，生成的Cl2分子数小于0.15NA
D．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子
【答案】B
【解析】A．Na2O2与足量的CO2反应生成标准状况下体积为11.2 L的O2，氧气的物质的量是0.5mol，由于反应中氧元素化合价从－1价升高到0价，因此转移的电子数为NA，A正确；
B．56 g铁和71 g氯气的物质的量均是1mol，二者完全反应后铁过量，氯气不足，转移的电子数为2NA，B错误；
C．50 mL 12 mol·L-1的浓盐酸与MnO2反应，氯化氢的物质的量是0.6mol，由于反应过程中浓盐酸的浓度逐渐减小，稀盐酸和二氧化锰不反应，则生成的Cl2分子数小于0.15NA，C正确；
D．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，铁元素化合价从0价升高到(平均) 价，因此失去8NA个电子，D正确；
答案选B。
10．在下面的横线上填上适当的内容。
(1)6.02×1024个Na+约含______molNa+，其质量为______g。
(2)4.5molCH4含有______个CH4分子，其质量为______g。
(3)3.01×1023个SO约含_________molSO，其质量为_________g；49gH2SO4约含有_________个H，共含有_________个原子。
(4)1.7gNH3所含的分子数与______g氮气所含的分子数相同，所含原子数与______g氮气所含的原子数相同。
【答案】10 230 72 0.5 48 2.8 5.6
【解析】
(1)6.02×1024个Na+约含molNa+，其质量为；
(2)4.5molCH4含有个CH4分子，其质量为。
(3)3.01×1023个SO约含mol SO，其质量为；49gH2SO4约含有个H，共含有个原子。
(4)设1.7gNH3所含的分子数与xg氮气所含的分子数相同，则，解得x=2.8g；
设1.7gNH3所含的原子数与yg氮气所含的原子数相同，则，解得y=5.6g。
14．（2021·大名县第一中学月考）请回答下列问题：
（1）同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为__________；
（2）同质量的氨气和硫化氢气体在相同条件下的体积比为________，其中含有的氢原子数目比为________；
（3）若氨气和硫化氢(H2S)气体的氢原子数相等，则它们在相同条件下的体积比为________。
（4）由氨气和氢气组成的混合气体的平均相对分子质量为14，则氨气与氢气的物质的量为：________。
【答案】（1）1：2 （2）2：1 3：1 （3） 2：3 （4） 4：1
【解析】（1）同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体含有相同的分子数，N=nNA即含有相同的物质的量，根据m=nM，则质量比为17g/mol：34g/mol=1：2；
（2）同质量的氨气和硫化氢气体的物质的量之比等于体积比为：=2：1，一个氨分子含有3个氢原子，一个硫化氢分子含有2个氢原子，其中含有的氢原子数目比为3：1；
（3）若氨气和硫化氢(H2S)气体的氢原子数相等，则分子数之比为：=2：3，其他条件不变，体积比和分子个数成正比，则它们在相同条件下的体积比为2：3；
（4）设氨气与氢气的物质的量分别为x、y，由氨气和氢气组成的混合气体的平均相对分子质量为14，则：=14，x：y=4：1。
15．（2020·西华县第一高级中学月考）物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算：
（1）标准状况下，含有相同氧原子数的CO和CO2的体积之比为_________。
（2）在一定温度和压强下，0.4mol某气体的体积为9.8L，则该条件下的气体摩尔体积_________。
（3）6.72L(标况)CO 与一定量的Fe2O3恰好完全反应，生成Fe的质量为_____g。
（4）某气体氧化物的化学式为RO2，在标准状况下，1.28g该氧化物的体积为448mL，则该氧化物的摩尔质量为_________，R的相对原子质量为___________。
（5）标准状况下，1.7g NH3与____________L H2S气体含有的氢原子数相同。
（6）标准状况下，NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75g/L，该混合气体的平均摩尔质量为_____，NH3的体积分数为________。
【答案】（1）2：1
（2）24.5L/mol
（3）11.2
（4）64g·mol－1 32
（5）3.36L
（6）16.8g/mol 80%
【解析】（1）一氧化碳含有1个氧原子，二氧化碳含有2个氧原子，则氧原子个数相同的一氧化碳和二氧化碳的物质的量之比为2:1，由阿伏加德罗定律可知，标准状况下，一氧化碳和二氧化碳的体积之比为2:1，故答案为：2:1；
（2）在一定温度和压强下，0.4mol某气体的体积为9.8L，则气体摩尔体积Vm===24.5L/mol，故答案为：24.5L/mol；
（3）一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成二氧化碳和铁，反应的化学方程式为3CO+ Fe2O33CO2+2Fe，标准状况下6.72L一氧化碳的物质的量为=0.3mol，由化学方程式可知，反应生成铁的质量为0.3mol××56g/mol=11.2g，故答案为：11.2；
（4）标准状况下，448mLRO2的物质的量为=0.02mol，则该氧化物的摩尔质量为=64g·mol－1；RO2的摩尔质量在数值上与相对分子质量相等，则R的相对原子质量为(64-32)=32，故答案为：64g·mol－1；32；
（5）氨分子含有3个氢原子，硫化氢分子含有2个氢原子，由氨分子和硫化氢分子的氢原子个数相等可得×3=×2，解得V=3.36L，故答案为：3.36L；
（6）标准状况下，气体的摩尔质量M=22.4d，由NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75g/L可知，混合气体的平均摩尔质量M=22.4L/mol×0.75g/L=16.8g/mol；设NH3的体积分数为x，由混合气体的平均摩尔质量为16.8g/mol可得17x+16(1—x)=16.8，解得x=0.8，即80%，故答案为：16.8g/mol；80%。