羅常數+李媛媛
阿伏伽德羅常數是聯系宏觀物質與微觀粒子的橋梁,它涉及的知識面廣,靈活性強,在高考中一直都是熱點,考法主要有:阿伏伽德羅常數的應用、阿伏伽德羅定律及推論應用、平均相對分子質量的計算等,其中以綜合考查阿伏伽德羅常數最為常見,預計在今后高考中仍是重要考點。
一、弄清概念及適用條件
國際上規定,1mol粒子集體所含的粒子數與0.012kg12C(原子核內有6個質子和6個中子的碳原子)中所含的碳原子數相同,約為6.02×1023。阿伏伽德羅常數因意大利化學家阿莫迪歐·阿伏伽德羅(Amedeo Avogadro,1776-1856)而得名。高中化學中,把1mol任何粒子的粒子數叫做阿伏伽德羅常數,符號為NA,通常用6.02×1023mol-1表示。
注意:阿伏伽德羅常數是一個非常精確的數,而6.02×1023mol-1只是阿伏伽德羅常數的一個近似值,兩者是有區別的,在關于概念性描述時要求非常準確,要使用阿伏伽德羅常數,而在涉及簡單計算時,則用6.02×1023mol-1進行粗略計算。二者關系類似于數學上的圓周率π與3.14的關系。
適用條件:適用于所有微觀粒子,如原子、分子、離子、原子團、電子、質子、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)考查物質的結構
一定質量、個數或物質的量的物質中所含分子數、原子數、離子數、電子數、質子數、化學鍵數等。
(二)考查“標準狀況”、“常溫常壓”等外界條件的應用
1.常見的標準狀況下非氣體物質有H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等,體積為22.4L時,其分子數不等于NA。
2.物質的質量、摩爾質量、微粒個數不受外界條件的影響。
(三)考查氧化還原反應
一定量的物質在化學反應中得失(轉移)電子數目,分析該類題目時還要注意反應產物以及過量計算問題。
(四)考查弱電解質的電離、鹽類的水解
弱電解質在水溶液中部分電離,考查NA時常結合PH的計算、強弱電解質的電離及物質之間的反應判斷溶液中離子濃度或物質的量的大小。
可水解的鹽溶于水后,離子發生微弱水解,陰陽離子的數目可能發生變化。
(五)考查化學方程式的計算
常結合過量問題、化學平衡、原子守恒進行考查,如:二氧化氮和四氧化二氮之間存在的相互轉化,合成氨反應等。
三、例題與解析
解答有關阿伏伽德羅常數的題目時要細心審題,特別注意題目中的關鍵性字詞,留心“陷阱”。下面我們來看兩個具體的例題。
1.(2015,全國新課標Ⅰ卷)NA為阿伏伽德羅常數的值,下列說法正確的是(C)
A.18g D2O和18g H2O中含有的質子數均為10NA
B.2L 0.5mol·L-1亞硫酸溶液中含有的H+離子數為2NA
C.過氧化鈉與水反應時,生成0.1mol氧氣轉移的電子數為0.2NA
D密閉容器中2mol NO與1mol O2充分反應,產物的分子數為2NA
解析:A項錯誤,18g D2O為0.9mol,18g H2O為1mol,而1個H2O分子和一個D2O分子中均含10個質子,故1mol H2O中含有質子數為10NA ,0.9mol D2O中含有質子數為9 NA ;
B項錯誤,亞硫酸是弱酸,不能完全電離,故H+數目少于2NA ;
C項正確,過氧化鈉制備氧氣時,每生成1mol O2轉移2mol電子,故生成0.1mol O2轉移0.2mol電子;
D項錯誤,2mol NO全部轉化為NO2時可得到2NA 個NO2分子,但因2NO2 · N2O4,故分子總數小于2NA。
2.(2015,全國新課標Ⅱ卷)NA代表阿伏伽德羅常數的值,下列敘述正確的是(C)
A.60g丙醇中存在的共價鍵總數為10NA
B.1L 0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO3—和CO32— 離子數之和為0.1NA
C.鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物,23g鈉充分燃燒時轉移電子數為1NA
D.235g核素23592U發生裂變反應:
凈產生的中子(10n)數為10NA
解析:A項錯誤,丙醇分子中有2個碳碳單鍵,7個碳氫鍵、1個碳氧單鍵和1個氧氫鍵,共11個共價鍵,則60g丙醇中共有11mol共價鍵,即11 NA ; B項錯誤,根據碳元素的守恒,HCO3—、CO32—、H2CO3的總物質的量為0.1mol;C項正確,金屬鈉在化學反應過程中,Na原子均失去1個電子生成Na+;D項錯誤,根據裂變反應可知,該核素消耗1mol中子,產生10mol中子,凈產生9mol中子。