羅常數(shù)+李媛媛
阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物質(zhì)與微觀粒子的橋梁,它涉及的知識(shí)面廣,靈活性強(qiáng),在高考中一直都是熱點(diǎn),考法主要有:阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用、阿伏伽德羅定律及推論應(yīng)用、平均相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算等,其中以綜合考查阿伏伽德羅常數(shù)最為常見,預(yù)計(jì)在今后高考中仍是重要考點(diǎn)。
一、弄清概念及適用條件
國(guó)際上規(guī)定,1mol粒子集體所含的粒子數(shù)與0.012kg12C(原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子的碳原子)中所含的碳原子數(shù)相同,約為6.02×1023。阿伏伽德羅常數(shù)因意大利化學(xué)家阿莫迪歐·阿伏伽德羅(Amedeo Avogadro,1776-1856)而得名。高中化學(xué)中,把1mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù),符號(hào)為NA,通常用6.02×1023mol-1表示。
注意:阿伏伽德羅常數(shù)是一個(gè)非常精確的數(shù),而6.02×1023mol-1只是阿伏伽德羅常數(shù)的一個(gè)近似值,兩者是有區(qū)別的,在關(guān)于概念性描述時(shí)要求非常準(zhǔn)確,要使用阿伏伽德羅常數(shù),而在涉及簡(jiǎn)單計(jì)算時(shí),則用6.02×1023mol-1進(jìn)行粗略計(jì)算。二者關(guān)系類似于數(shù)學(xué)上的圓周率π與3.14的關(guān)系。
適用條件:適用于所有微觀粒子,如原子、分子、離子、原子團(tuán)、電子、質(zhì)子、中子等以及一些微粒的特定組合,如NH3·H2O、膠體粒子等。
二、常見的考查方向
(一)考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)
一定質(zhì)量、個(gè)數(shù)或物質(zhì)的量的物質(zhì)中所含分子數(shù)、原子數(shù)、離子數(shù)、電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、化學(xué)鍵數(shù)等。
(二)考查“標(biāo)準(zhǔn)狀況”、“常溫常壓”等外界條件的應(yīng)用
1.常見的標(biāo)準(zhǔn)狀況下非氣體物質(zhì)有H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等,體積為22.4L時(shí),其分子數(shù)不等于NA。
2.物質(zhì)的質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、微粒個(gè)數(shù)不受外界條件的影響。
(三)考查氧化還原反應(yīng)
一定量的物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中得失(轉(zhuǎn)移)電子數(shù)目,分析該類題目時(shí)還要注意反應(yīng)產(chǎn)物以及過量計(jì)算問題。
(四)考查弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解
弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離,考查NA時(shí)常結(jié)合PH的計(jì)算、強(qiáng)弱電解質(zhì)的電離及物質(zhì)之間的反應(yīng)判斷溶液中離子濃度或物質(zhì)的量的大小。
可水解的鹽溶于水后,離子發(fā)生微弱水解,陰陽離子的數(shù)目可能發(fā)生變化。
(五)考查化學(xué)方程式的計(jì)算
常結(jié)合過量問題、化學(xué)平衡、原子守恒進(jìn)行考查,如:二氧化氮和四氧化二氮之間存在的相互轉(zhuǎn)化,合成氨反應(yīng)等。
三、例題與解析
解答有關(guān)阿伏伽德羅常數(shù)的題目時(shí)要細(xì)心審題,特別注意題目中的關(guān)鍵性字詞,留心“陷阱”。下面我們來看兩個(gè)具體的例題。
1.(2015,全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(C)
A.18g D2O和18g H2O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA
B.2L 0.5mol·L-1亞硫酸溶液中含有的H+離子數(shù)為2NA
C.過氧化鈉與水反應(yīng)時(shí),生成0.1mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA
D密閉容器中2mol NO與1mol O2充分反應(yīng),產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA
解析:A項(xiàng)錯(cuò)誤,18g D2O為0.9mol,18g H2O為1mol,而1個(gè)H2O分子和一個(gè)D2O分子中均含10個(gè)質(zhì)子,故1mol H2O中含有質(zhì)子數(shù)為10NA ,0.9mol D2O中含有質(zhì)子數(shù)為9 NA ;
B項(xiàng)錯(cuò)誤,亞硫酸是弱酸,不能完全電離,故H+數(shù)目少于2NA ;
C項(xiàng)正確,過氧化鈉制備氧氣時(shí),每生成1mol O2轉(zhuǎn)移2mol電子,故生成0.1mol O2轉(zhuǎn)移0.2mol電子;
D項(xiàng)錯(cuò)誤,2mol NO全部轉(zhuǎn)化為NO2時(shí)可得到2NA 個(gè)NO2分子,但因2NO2 · N2O4,故分子總數(shù)小于2NA。
2.(2015,全國(guó)新課標(biāo)Ⅱ卷)NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(C)
A.60g丙醇中存在的共價(jià)鍵總數(shù)為10NA
B.1L 0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO3—和CO32— 離子數(shù)之和為0.1NA
C.鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物,23g鈉充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1NA
D.235g核素23592U發(fā)生裂變反應(yīng):
凈產(chǎn)生的中子(10n)數(shù)為10NA
解析:A項(xiàng)錯(cuò)誤,丙醇分子中有2個(gè)碳碳單鍵,7個(gè)碳?xì)滏I、1個(gè)碳氧單鍵和1個(gè)氧氫鍵,共11個(gè)共價(jià)鍵,則60g丙醇中共有11mol共價(jià)鍵,即11 NA ; B項(xiàng)錯(cuò)誤,根據(jù)碳元素的守恒,HCO3—、CO32—、H2CO3的總物質(zhì)的量為0.1mol;C項(xiàng)正確,金屬鈉在化學(xué)反應(yīng)過程中,Na原子均失去1個(gè)電子生成Na+;D項(xiàng)錯(cuò)誤,根據(jù)裂變反應(yīng)可知,該核素消耗1mol中子,產(chǎn)生10mol中子,凈產(chǎn)生9mol中子。