王凱
阿伏伽德羅常量是物理學(xué)和化學(xué)中的一個(gè)重要常量,它的數(shù)值為:一般計(jì)算時(shí)取6.02×1023或6.022×1023,正式的定義是0.012千克碳-12中包含的碳12的原子的數(shù)量。在物理中,阿伏伽德羅常數(shù)(符號(hào):NA或L)的定義是一個(gè)比值,是一個(gè)樣本中所含的基本單元數(shù)(一般為原子或分子)N與它所含的物質(zhì)量n(單位為摩爾)間的比值,公式為NA = N/n。因此,它是聯(lián)系一種粒子的摩爾質(zhì)量(即一摩爾時(shí)的質(zhì)量)及其質(zhì)量間的比例常數(shù)。 阿伏伽德羅常量(NA)是學(xué)生學(xué)習(xí)和理解物質(zhì)的量的有關(guān)知識(shí)的重要工具,因此,也是高考中的重點(diǎn)內(nèi)容,但常有學(xué)生反映在做此題時(shí)不知題目要考查哪些知識(shí)點(diǎn),思維混亂,不易做對(duì),得分不高。我就高考中NA常見(jiàn)考查形式總結(jié)如下,希望對(duì)大家有所幫助。
一、考查鹽類水解
例1: 設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是( )。
A.100 mL l mol·L-1的Na2C03溶液中含有的離子總數(shù)為0.3NA。
B.1 L1 mol/L的NH4CL(aq)中NH4+數(shù)目小于NA。
解析:CO32-在水中會(huì)發(fā)生水解,生成HCO3-和H2CO3,因此陰離子數(shù)目會(huì)增多,離子總數(shù)會(huì)大于0.3NA,A錯(cuò)。NH4+在水中的一部分發(fā)生水解,生成一水合氨,因此NH4+數(shù)目小于NA ,B對(duì)。
二、考查氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目
例2:設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.2.4g鎂在二氧化碳中燃燒所轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.2NA。
B.7.1g Cl2與足量NaOH(aq)反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.2NA。
解析:2.4g鎂與二氧化碳反應(yīng),鎂的化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?2價(jià),因此0.1mol鎂失去0.2mol的電子,A選項(xiàng)正確。7.1g Cl2與足量NaOH(aq)反應(yīng),氯的化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?1價(jià)和-1價(jià),是歧化反應(yīng),0.1mol氯氣轉(zhuǎn)移0.1mol電子,因此B錯(cuò)。
三、考查氣體摩爾體積的知識(shí)
例3:設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.常溫常壓下,22.4L氯氣與足量的鎂粉反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA。
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCO和CO2混合氣體中含有的碳原子數(shù)目為0.1NA。
解析:A項(xiàng)非標(biāo)準(zhǔn)狀況,無(wú)法確定22.4L氣體的體積物質(zhì)的量,故無(wú)法判斷電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。B項(xiàng),標(biāo)況下,2.24L CO和CO2混合氣體中的分子數(shù)為0.1NA,因此含碳原子數(shù)目為0.1NA,B對(duì)。
四、考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)
例4:設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.78 g 苯含有C=C 雙鍵的數(shù)目為3NA。
B.12g石墨烯(單層石墨)中含有六元環(huán)的個(gè)數(shù)為0.5NA。
C.1mol甲醇中含有C—H鍵的數(shù)目為4NA。
D.7.8 g Na2S和Na2O2的混合物中含有的陰離子數(shù)等于0.1NA。
解析:苯事實(shí)上沒(méi)有真正的雙鍵,而是介于單鍵和雙鍵之間一種獨(dú)特的鍵。A 錯(cuò);12g石墨烯含有NA個(gè)C原子,每一個(gè)C原子為三個(gè)六邊形共用,每一個(gè)六邊形含2個(gè)C原子,共有1NA×[12]=0.5NA,B正確;甲醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3OH,故1mol甲醇中含有C—H鍵的數(shù)目為3NA ,C錯(cuò);Na2S和Na2O2的摩爾質(zhì)量都為78g/mol,且兩者陽(yáng)離子和陰離子數(shù)目比都為1:1,因此D正確。
五、考查強(qiáng)、弱電解質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)
例5:設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.1L0.11mol·L-1的氨水中有個(gè)NA個(gè)NH4+。
B.1L0.1mol·L-1CH3COONa溶液中Na+數(shù)等于 0.1NA。
解析:一水合氨為部分電離的弱電解質(zhì),所以1L1 mol/L的氨水中NH4+的數(shù)目會(huì)小于NA個(gè),A錯(cuò);CH3COONa為強(qiáng)電解質(zhì),全部電離,故Na+數(shù)等于0.1NA,B對(duì)。
六、考查原電池、電解池的相關(guān)知識(shí)
例6:設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.精煉銅時(shí),電路中每轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子,陽(yáng)極減少的質(zhì)量為32克。
B.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極每消耗1mol氧氣,則負(fù)極失去電子數(shù)為4NA。
C.Pt電極電解飽和食鹽水時(shí),陽(yáng)極每生成11.2LCl2(標(biāo)況下),陰極產(chǎn)生氣體數(shù)為0.5NA。
解析:精煉銅時(shí),粗銅作陽(yáng)極,含有Zn、Fe、Au、Ag等雜質(zhì),因此電路中每轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子,陽(yáng)極減少的質(zhì)量不是32克,A錯(cuò)。B選項(xiàng),鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極每消耗1mol氧氣,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA,負(fù)極失去電子數(shù)應(yīng)為4NA,B對(duì)。
七、考查有關(guān)物質(zhì)的量濃度的計(jì)算
例7:36.5gHCl溶解在1L水中(水的密度近似為1g/ml),所得溶液的密度為ρg/ml,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω,物質(zhì)的量濃度為c mol/L,NA表示阿伏伽德羅常數(shù),則下列敘述中不正確的是( )。
A.所得溶液的體積為(36.5+1000)/ρml 。
B.所得溶液中含有NA個(gè)HCl分子。
C.所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù):ω=36.5c/(1000ρ)。
D.所得溶液的物質(zhì)的量濃度C=1000ρ/1036.5 mol/L。
解析:根據(jù)V=m/ρ可知,A正確;溶液中不存在HCl分子,HCl完全電離成Cl-、H+,B錯(cuò);可假定溶液為1L,則ω=(1L×Cmol/L×36.5g/mol)/1000ml×ρg/ml=36.5c/(1000ρ),C正確;根據(jù)C=n/vd得C=1000ρ/1036.5 mol/L,D正確。
八、考查可逆反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)
例8:設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.在密閉容器中加入l.5mol H2和0.5molN2,充分反應(yīng)后可得到NH3分子數(shù)為NA。
B.某密閉容器盛有0.2molSO2和0.1molO2,一定條件下充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于0.4 NA。
解析:本題考查阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用。因合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能進(jìn)行到底,A選項(xiàng)錯(cuò);SO2與O2反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于0.4 NA, B項(xiàng)對(duì)。
綜上觀之,考查阿伏伽德羅常數(shù)的試題常設(shè)置以下幾個(gè)方面的陷阱:氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。解決這類問(wèn)題時(shí),學(xué)生需掌握其基本原理,還需關(guān)注特殊的幾個(gè)規(guī)律,如價(jià)態(tài)歸中規(guī)律、歧化反應(yīng)等;物質(zhì)結(jié)構(gòu),包括宏觀物質(zhì)的結(jié)構(gòu):涉及不同類型晶體的結(jié)構(gòu),如金剛石、石墨、白磷、氯化鈉、二氧化碳、銅等的結(jié)構(gòu)以及有機(jī)物(如甲烷、乙醇等化學(xué)鍵的數(shù)目),也包括微觀粒子的結(jié)構(gòu):重水中質(zhì)子的數(shù)目、羥基中所含電子的數(shù)目等;鹽類的水解,如水解使粒子數(shù)目發(fā)生變化;原電池、電解池等電化學(xué)相關(guān)知識(shí);氣體摩爾體積的計(jì)算,需關(guān)注是否為標(biāo)況和氣態(tài);物質(zhì)的量濃度的計(jì)算,需熟練掌握轉(zhuǎn)化公式;強(qiáng)、弱電解質(zhì)知識(shí)。
這種題型在近幾年的各種高考試題中保持了相當(dāng)強(qiáng)的連續(xù)性,涉及的知識(shí)非常豐富,在備考復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多加注意,強(qiáng)化訓(xùn)練,并在平時(shí)的復(fù)習(xí)中注意知識(shí)的積累和總結(jié)。解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵是:靈活應(yīng)用各種知識(shí),尤其是基本概念與理論中元素守恒、化學(xué)鍵問(wèn)題、晶體結(jié)構(gòu)問(wèn)題、氧化還原中電子轉(zhuǎn)移問(wèn)題、可逆反應(yīng)問(wèn)題及物質(zhì)的量計(jì)算題中一些特殊物質(zhì)的狀態(tài)等,可結(jié)合阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行相關(guān)判斷。只要分清題目考查的知識(shí)點(diǎn)在哪,對(duì)癥下藥,問(wèn)題就可迎刃而解,提高做題的準(zhǔn)確率,達(dá)到事半功倍的效果,在高考決戰(zhàn)中占得先機(jī)。
(責(zé)任編輯 林 娟)