阿伏加德罗常数的计算
误区警示:
阿伏加德罗常数(N A)是高考命题的热点之一,其涉及的知识面广,灵活性强。
分析近几年的高考试题,发现对阿伏加德罗常数命题设置的陷阱主要有以下几个方面:
陷阱一:前提条件
前提条件是指问题设置的前提(外界因素),常表现为温度和压强。
如标准状况,常温常压,温度为25℃、压强为1.01105 Pa 等。
若后面设置的量为物质的体积,则需要考虑所
给物质是否为气体、是否为标准状况;若后面所给的量为物质的质量或物质的量,则不需要考虑
物质所处环境是否为标准状况。
22.4L mol 1是在标准状况(0℃,1.01105 Pa )下的气体摩尔体积。
命题者常有意在
题目中设置非标准状况下的气体体积,从而使同学们误入陷阱。
例 1:①常温常压下, 11.2L 氧气所含的氧原子个数为N A。
②在25℃、1.01105 Pa 时,11.2L 氮气所含的氮原子个数为N A。
解析:①标准状况下,11.2L 氧气为 0.5mol ,其所含原子数为N A,而常温常压(25℃、
1.01 105 Pa )下,11.2L氧气的物质的量小于0.5mol ,其所含的原子个数必小于N A,故叙
述错误。
②叙述也错误,分析方法同上。
陷阱二:物质状态
22.4L mol 1使用的对象是气体(包括混合气体)。
命题者常把一些容易忽视的液态或
固态物质如 CCl 4、水、溴、 SO3等作为气体来命题,让考生误入陷阱。
例 2:①标准状况下,11.2L 四氯化碳所含分子数为0.5N A。
②标准状况下,1L 水所含分子
1。
③标准状况下, 11.2L SO3中含1.5N A个氧原子。
数为N A
22.4
解析:①、②题中的四氯化碳、水在标准状况下均为液体,③题中SO 3在标准状况下为固体。
故以上说法都不正确。
陷阱三:物质变化
一些物质间的变化具有一定的隐蔽性,有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情
况,若不注意挖掘隐含的变化往往就会误入陷阱。
例 3:① 2.4g 金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1N A。
②常温常压下,1mol NO 2气体与水反应生成 N A个 NO3 。
③62g Na2 O 溶于水后所得溶液中含有O 2数目为 N A。
④在铜与硫的反应中, 1mol 铜失去的电子数为 2N A。
解析:① 2.4g Mg 的物质的量为0.1mol ,据 Mg 2e Mg 2,可知2.4g Mg变为 Mg 2 时失去的电子数为 0.2N A ,故叙述错误。
②据化学反应方程式
3NO 2 H 2 O 2HNO 3 NO 可知,1mol NO 2气体与水反应生成 2 mol NO 3,即为2
N A
3 3
个 NO3,故叙述错误。
③Na 2O 溶于水后发生反应Na 2 O H 2 O 2NaOH
,所得溶液中不
含 O 2 ,故叙述错误。
④ Cu 与 S 反应的化学方程式为2Cu S 高温
Cu 2S ,Cu的化合价由0
升为 +1,2mol Cu失去2N A个电子转变为Cu ,则 1mol Cu 失去的电子数为N A,故叙述错误。
陷阱四:单质组成
气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如Ne 等稀有气体)、三原子分子(如 O3)、四原子分子(如P4)等。
同学们如不注意这点,极容易误入陷阱。
例 4:①标准状况下,11.2L 臭氧(O3)中含N A个氧原子。
② 10g 氖气所含原子个数
为 N A。
③在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子个数相同。
解析:①臭氧( O3)为三原子分子, n(O) 3n(O3 ) 1.5mol ,即11.2L O3中含有 1.5 N A 个氧原子,故叙述错误。
②氖气(Ne)为单原子分子,10g Ne 为 0.5mol ,所含原子个数为0.5mol N A,故叙述错误。
③因为组成气体单质的原子数目不同,故叙述错误。
若说成“在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同”则正确。
陷阱五:粒子数目
粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。
1mol 粒子的数目即为阿伏加德罗常数的值,由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等粒子的数目。
命题者
往往通过 N A与粒子数目的转换,巧设陷阱。
例5:① 53g 碳酸钠中含N A个CO23。
② 1L 1mol L1的氯化氢溶液中,所含氯化氢分
子数为 N A。
解析:① 53g Na2 CO 3的物质的量为 53g 106g mol 10.5mol ,即53g Na 2 CO 3中
含0.5N A个 CO 23,故叙述错误。
②氯化氢溶液中无氯化氢分子,因氯化氢分子在水分子
作用下全部电离成 H 和 Cl ,故叙述错误。