罗常数+李媛媛
阿伏伽德罗常数是联系宏观物质与微观粒子的桥梁,它涉及的知识面广,灵活性强,在高考中一直都是热点,考法主要有:阿伏伽德罗常数的应用、阿伏伽德罗定律及推论应用、平均相对分子质量的计算等,其中以综合考查阿伏伽德罗常数最为常见,预计在今后高考中仍是重要考点。
一、弄清概念及适用条件
国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C(原子核内有6个质子和6个中子的碳原子)中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023。阿伏伽德罗常数因意大利化学家阿莫迪欧·阿伏伽德罗(Amedeo Avogadro,1776-1856)而得名。高中化学中,把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数,符号为NA,通常用6.02×1023mol-1表示。
注意:阿伏伽德罗常数是一个非常精确的数,而6.02×1023mol-1只是阿伏伽德罗常数的一个近似值,两者是有区别的,在关于概念性描述时要求非常准确,要使用阿伏伽德罗常数,而在涉及简单计算时,则用6.02×1023mol-1进行粗略计算。二者关系类似于数学上的圆周率π与3.14的关系。
适用条件:适用于所有微观粒子,如原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等以及一些微粒的特定组合,如NH3·H2O、胶体粒子等。
二、常见的考查方向
(一)考查物质的结构
一定质量、个数或物质的量的物质中所含分子数、原子数、离子数、电子数、质子数、化学键数等。
(二)考查“标准状况”、“常温常压”等外界条件的应用
1.常见的标准状况下非气体物质有H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等,体积为22.4L时,其分子数不等于NA。
2.物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
(三)考查氧化还原反应
一定量的物质在化学反应中得失(转移)电子数目,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
(四)考查弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离,考查NA时常结合PH的计算、强弱电解质的电离及物质之间的反应判断溶液中离子浓度或物质的量的大小。
可水解的盐溶于水后,离子发生微弱水解,阴阳离子的数目可能发生变化。
(五)考查化学方程式的计算
常结合过量问题、化学平衡、原子守恒进行考查,如:二氧化氮和四氧化二氮之间存在的相互转化,合成氨反应等。
三、例题与解析
解答有关阿伏伽德罗常数的题目时要细心审题,特别注意题目中的关键性字词,留心“陷阱”。下面我们来看两个具体的例题。
1.(2015,全国新课标Ⅰ卷)NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是(C)
A.18g D2O和18g H2O中含有的质子数均为10NA
B.2L 0.5mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
D密闭容器中2mol NO与1mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
解析:A项错误,18g D2O为0.9mol,18g H2O为1mol,而1个H2O分子和一个D2O分子中均含10个质子,故1mol H2O中含有质子数为10NA ,0.9mol D2O中含有质子数为9 NA ;
B项错误,亚硫酸是弱酸,不能完全电离,故H+数目少于2NA ;
C项正确,过氧化钠制备氧气时,每生成1mol O2转移2mol电子,故生成0.1mol O2转移0.2mol电子;
D项错误,2mol NO全部转化为NO2时可得到2NA 个NO2分子,但因2NO2 · N2O4,故分子总数小于2NA。
2.(2015,全国新课标Ⅱ卷)NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是(C)
A.60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B.1L 0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO3—和CO32— 离子数之和为0.1NA
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D.235g核素23592U发生裂变反应:
净产生的中子(10n)数为10NA
解析:A项错误,丙醇分子中有2个碳碳单键,7个碳氢键、1个碳氧单键和1个氧氢键,共11个共价键,则60g丙醇中共有11mol共价键,即11 NA ; B项错误,根据碳元素的守恒,HCO3—、CO32—、H2CO3的总物质的量为0.1mol;C项正确,金属钠在化学反应过程中,Na原子均失去1个电子生成Na+;D项错误,根据裂变反应可知,该核素消耗1mol中子,产生10mol中子,净产生9mol中子。