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1、阿佛加德罗常数是指12克碳—12(即0.12千克碳—12)所含碳原子(原子核内有6个质子和6个中子的碳原子)的数目,它是一个比较精确具体的数值。目前,采用它的近似值6.02×1023,但不能说6.02×1023就是阿佛加德罗常数,它是实验值,随着测定方法的不同,所得的数值不完全相同。测定的方法精度越高,所得数值才越接近阿佛加德常数。
2、与“阿佛加德罗常数”有关的计算题;
涉及“阿佛加德罗常数”的计算题是各类考试的热点,各物理量之间的关系如图所示。
n为物质的量,m为纯物质的质量(在液态时为溶质的质量),M为物质的摩尔质量,N为物质的微粒数,NA为阿佛加德罗常数,C为溶液的物质的量浓度,V为溶液的体积,V气为气体在标准状况下的体积。
【例1】用NA表示表阿佛加德罗常数,下列说法正确的是()
(A)1摩Na做还原剂可提供电子数为NA
(B)2.3克钠由原子变成离子时,失去的电子数为0.1NA
(C)17克氨气所含电子数目为10NA
(D)NA个氧分子和NA个氢分子的质量比等于16:1
【解析】
(A)由N=nNA知1mol钠做还原剂可提供电子数为1×NA=NA
(B)由N= mNA/M知2.3克钠由原子变成离子时,失去电子数为2.3g2.3g/mol•NA =0.1NA
(C)17克氨气含电子数17g17g/mol×10NA=10NA
(D)由NA个氧分子的质量在数值上等于它的摩尔质量,故二者质量比为32:2=16:1故答案为(A)(B)(C)(D)。理解,较易。
【例2】设NA为阿佛加德罗常数,下列说法正确的是()
(A)在标准状况下,0.5NA个氯分子所占的体积是11.2升
(B)在20℃,1.01×105Pa时,11.2升氧气所含的原子数为NA
(C)在标准状况下,22.4升氯气中含氯原子数目为NA
(D)在常温常压下,22.4升氯气中含氯原子数目为NA
【解析】
(A)由N=V'NA/22.4得0.5NA个氯分子所占的体积是V'=22.4N/NA=22.4×0.5NA/NA升=11.2升。
(B)11.2升氧气在标准状况下含的原子数为NA,20℃,1.01×105帕为非标准状况,故所含原子数不等于NA。
(C)标准状况下22.4升氯气原子数目为N=2NA×22.4/22.4=2NA
(D)同(B),注常温常压是25℃,1.01×05帕。由上可知答案为(A)。
3、与“阿佛加德罗常数”有关计算题技巧
(1)选项分析法:选项分析法是根据选项提供的信息,对选项进行分析或验证,从选项反推至题干所给条件,从而进行求解。这种方法是一种逆向思维法,它常可打破常规,避繁就简,提高解题速度。
【例3】如果a克某气体中含有的分子数为b,则 c克该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿佛加德罗常数)()
(A)22.4bc/aNA升 (B)22.4ab/cNA升 (C)22.4ac/bNA升(D)22.4b/acNA升
【解析】
题中a和c的单位都是克,b和NA无单位所以选项C和D的代数单位不是升,故应排除C、D;选项B的代数式的值与c值成反比,即气体的质量越大而在相同条件下气体的体积越小,与事实相背,显然B也不符合题意也应排除,正确答案是A。
(2)特殊情形试探法:特殊情形试探法是依据在一般条件下成立的结论在“特殊”的条件下也一定成立(因为表达式的一般规律包括某些特殊的数值)的原则,给题目赋予的数值来快速解题的一种方法,但赋予题目数值时,要使该数值有一定的化学意义。
【例4】某温度下,1摩/升氢氟酸的电离度(已电离的电解质分子数占溶液中原有电解质分子总数的百分比)为a在1升该溶液中阴、阳离子和未电离的氟化氢的分子总数与阿佛加德罗常数之比等于()
(A)1+a(B)2a(C)(1+a)/6.02×1023 (D)2a/6.02×1023
【解析】
令a=0.5,即氢氟酸的电离度为50%。由题意知溶液中氟化氢的物质的量为1摩/升×升=1摩,因为氟化氢的电离度为50%,即有0.5摩的氟化氢电离成H+和F—离子,所以溶液中还剩下0.5摩未电离的氟化氢和氟化氢电离后生成的氢离子、氟离子各0.5摩,它们的总数为(0.5+0.5+0.5)摩,设NA为阿佛加德罗常数(题目未说明采用近似值,故不能用6.02×1023代替),则溶液中阴、阳离子和未电离的氟化氢的分子总数与阿佛加德罗常之比为(0.5+0.5+0.5)NA/NA=3/2;把a=0.5代入答案(A)1.5 (B)1 (C)3/2×6.02×1023 (D)1×6.02×1023只有A符合,故正确答案为A。
【例5】若NA表示阿佛加德罗常数,在方程式:(NH4)2SO4分解成N2+NH3+SO2+SO3+H2O的反应中,当有NA个电子转移时,以下说法中错误的是()
(A)有NA个S原子被还原
(B)有NA个N原子被氧化
(C)有NA个SO2生成
(D)有NA个(NH4)2SO4分解
【解析】
由方程式可得: 化合价升高〔0—(—3)〕×2=6
化合价降低2价,由得失电子守恒规律知n(SO2)/n(N2)=3/1即在反应方程式中SO2和N2前系数分别为3、1然后观察配平方程式为:
4(NH4)2SO4 N2+6NH3+3SO2+SO3+7H2O对照答案知C
正确,故选(C)。中等难度。
在做阿佛加德罗常数的计算题时,首先要熟练掌握各种计算的关系式,然后找已知量与未知量之间通过哪个公式进行计算,再代入数据进行计算解题。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
2、与“阿佛加德罗常数”有关的计算题;
涉及“阿佛加德罗常数”的计算题是各类考试的热点,各物理量之间的关系如图所示。
n为物质的量,m为纯物质的质量(在液态时为溶质的质量),M为物质的摩尔质量,N为物质的微粒数,NA为阿佛加德罗常数,C为溶液的物质的量浓度,V为溶液的体积,V气为气体在标准状况下的体积。
【例1】用NA表示表阿佛加德罗常数,下列说法正确的是()
(A)1摩Na做还原剂可提供电子数为NA
(B)2.3克钠由原子变成离子时,失去的电子数为0.1NA
(C)17克氨气所含电子数目为10NA
(D)NA个氧分子和NA个氢分子的质量比等于16:1
【解析】
(A)由N=nNA知1mol钠做还原剂可提供电子数为1×NA=NA
(B)由N= mNA/M知2.3克钠由原子变成离子时,失去电子数为2.3g2.3g/mol•NA =0.1NA
(C)17克氨气含电子数17g17g/mol×10NA=10NA
(D)由NA个氧分子的质量在数值上等于它的摩尔质量,故二者质量比为32:2=16:1故答案为(A)(B)(C)(D)。理解,较易。
【例2】设NA为阿佛加德罗常数,下列说法正确的是()
(A)在标准状况下,0.5NA个氯分子所占的体积是11.2升
(B)在20℃,1.01×105Pa时,11.2升氧气所含的原子数为NA
(C)在标准状况下,22.4升氯气中含氯原子数目为NA
(D)在常温常压下,22.4升氯气中含氯原子数目为NA
【解析】
(A)由N=V'NA/22.4得0.5NA个氯分子所占的体积是V'=22.4N/NA=22.4×0.5NA/NA升=11.2升。
(B)11.2升氧气在标准状况下含的原子数为NA,20℃,1.01×105帕为非标准状况,故所含原子数不等于NA。
(C)标准状况下22.4升氯气原子数目为N=2NA×22.4/22.4=2NA
(D)同(B),注常温常压是25℃,1.01×05帕。由上可知答案为(A)。
3、与“阿佛加德罗常数”有关计算题技巧
(1)选项分析法:选项分析法是根据选项提供的信息,对选项进行分析或验证,从选项反推至题干所给条件,从而进行求解。这种方法是一种逆向思维法,它常可打破常规,避繁就简,提高解题速度。
【例3】如果a克某气体中含有的分子数为b,则 c克该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿佛加德罗常数)()
(A)22.4bc/aNA升 (B)22.4ab/cNA升 (C)22.4ac/bNA升(D)22.4b/acNA升
【解析】
题中a和c的单位都是克,b和NA无单位所以选项C和D的代数单位不是升,故应排除C、D;选项B的代数式的值与c值成反比,即气体的质量越大而在相同条件下气体的体积越小,与事实相背,显然B也不符合题意也应排除,正确答案是A。
(2)特殊情形试探法:特殊情形试探法是依据在一般条件下成立的结论在“特殊”的条件下也一定成立(因为表达式的一般规律包括某些特殊的数值)的原则,给题目赋予的数值来快速解题的一种方法,但赋予题目数值时,要使该数值有一定的化学意义。
【例4】某温度下,1摩/升氢氟酸的电离度(已电离的电解质分子数占溶液中原有电解质分子总数的百分比)为a在1升该溶液中阴、阳离子和未电离的氟化氢的分子总数与阿佛加德罗常数之比等于()
(A)1+a(B)2a(C)(1+a)/6.02×1023 (D)2a/6.02×1023
【解析】
令a=0.5,即氢氟酸的电离度为50%。由题意知溶液中氟化氢的物质的量为1摩/升×升=1摩,因为氟化氢的电离度为50%,即有0.5摩的氟化氢电离成H+和F—离子,所以溶液中还剩下0.5摩未电离的氟化氢和氟化氢电离后生成的氢离子、氟离子各0.5摩,它们的总数为(0.5+0.5+0.5)摩,设NA为阿佛加德罗常数(题目未说明采用近似值,故不能用6.02×1023代替),则溶液中阴、阳离子和未电离的氟化氢的分子总数与阿佛加德罗常之比为(0.5+0.5+0.5)NA/NA=3/2;把a=0.5代入答案(A)1.5 (B)1 (C)3/2×6.02×1023 (D)1×6.02×1023只有A符合,故正确答案为A。
【例5】若NA表示阿佛加德罗常数,在方程式:(NH4)2SO4分解成N2+NH3+SO2+SO3+H2O的反应中,当有NA个电子转移时,以下说法中错误的是()
(A)有NA个S原子被还原
(B)有NA个N原子被氧化
(C)有NA个SO2生成
(D)有NA个(NH4)2SO4分解
【解析】
由方程式可得: 化合价升高〔0—(—3)〕×2=6
化合价降低2价,由得失电子守恒规律知n(SO2)/n(N2)=3/1即在反应方程式中SO2和N2前系数分别为3、1然后观察配平方程式为:
4(NH4)2SO4 N2+6NH3+3SO2+SO3+7H2O对照答案知C
正确,故选(C)。中等难度。
在做阿佛加德罗常数的计算题时,首先要熟练掌握各种计算的关系式,然后找已知量与未知量之间通过哪个公式进行计算,再代入数据进行计算解题。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文