曾 芳 衷明華
(韓山師范學(xué)院化學(xué)系,廣東潮州 521041)
阿伏伽德羅常數(shù)判斷在廣東省自從2010年實(shí)行理綜后,一直到2013年的單項(xiàng)選擇題都有考,題目一般為“設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù),下列說法正確(或錯(cuò)誤)的是……”,由于這類題目它的特點(diǎn)在于知識(shí)包容性強(qiáng)、涵蓋范圍廣、能力要求高,尤其現(xiàn)在高考采用的是文理分科,每科試題量相對(duì)較少,考查學(xué)生知識(shí)比較全面,但是對(duì)于這類題經(jīng)常有學(xué)生不知從何處著手,甚至有一部分學(xué)生屢戰(zhàn)屢敗,而且高考對(duì)于阿伏伽德羅常數(shù)的考查常常設(shè)置“陷阱”,考生一不留神便會(huì)成為命題設(shè)定者的“獵物”,因而這類題目也是難度系數(shù)較高、學(xué)生較懼怕的。本文總結(jié)了近年來阿伏伽德羅常數(shù)問題的四個(gè)主要考點(diǎn),希望對(duì)2014年的考生有所幫助。
氣體摩爾體積的概念是:在標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃、101 kPa)或(273K、101 kPa)下,1摩爾任何氣體所占的體積都約為22.4L,這個(gè)體積叫做該氣體的摩爾體積,單位是L/mol(升每摩爾),即標(biāo)準(zhǔn)狀況下(STP)氣體摩爾體積為22.4L/mol。因此,在選項(xiàng)中遇到體積是與22.4相關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)要注意以下兩種情況,免得誤入陷進(jìn)。
1、看是否在標(biāo)況(0℃、101 kPa)下,題目經(jīng)常會(huì)設(shè)置為在常溫常壓下(即25℃、101 kPa),值得注意的是,溫度和壓強(qiáng)影響氣體的體積,但不影響氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量,因此,如果討論物質(zhì)的量、質(zhì)量與微粒數(shù)目的關(guān)系時(shí),則與是否是標(biāo)況無關(guān)。
2、看物質(zhì)是否為氣體,要記住以下物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的狀態(tài)。①H20、H2O2、Br2為液態(tài),SO3、冰醋酸為固態(tài)等②在常見有機(jī)物中C≤4的烴、CH3Cl、甲醛為氣態(tài),其它一般為非氣體。③同時(shí)注意任意氣體是指單一氣體,或者不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的混合氣體。[1]
例如:
(1)(2010 廣東8)D.常溫常壓下,22.4L CO2中含有 NA個(gè) CO2分子(解析:常溫常壓下,22.4L CO2不是1mol,故錯(cuò)誤);
(2)(2011 廣東9)C、常溫常壓下,22.4LCCl4含有NA個(gè)CCl4分子(解析:CCl4為液體,兩個(gè)條件都不滿足,故錯(cuò)誤);
(3)(2012廣東11)D.常溫常壓下,22.4L的 NO2和CO2混合氣體含有2NA個(gè)O原子(解析:條件錯(cuò)誤,應(yīng)為標(biāo)況下);
(4)(2013廣東9)C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L鹽酸含有NA個(gè)HCl分子(解析:標(biāo)準(zhǔn)狀況下,鹽酸為液態(tài)混合物,無法換算,故錯(cuò)誤)。
當(dāng)考查一定量的物質(zhì)中含有的微粒數(shù)(分子、原子、質(zhì)子、中子、電子等)時(shí),一定要明確物質(zhì)的結(jié)構(gòu),需把握以下問題:
1.有關(guān)電子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、質(zhì)量數(shù)的計(jì)算:
質(zhì)子數(shù)=各元素的原子序數(shù)×原子個(gè)數(shù)之和
中性粒子:電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)
電子數(shù)-陽(yáng)離子:電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)一所帶電荷數(shù)
電子數(shù)-陰離子:電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+所帶電荷數(shù)
質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)[2]
2.某些物質(zhì)中的原子個(gè)數(shù)的判斷:
(1)要注意特殊的物質(zhì):稀有氣體He、Ne等單原子分子,Cl2、O2、N2等雙原子分子及臭氧(O3)、白磷(P4)等多原子分子。
(2)具有相同最簡(jiǎn)式的物質(zhì)(如NO2和N2O4、乙烯與丙烯、同分異構(gòu)體、乙炔與苯、乙酸與葡萄糖等),只要總質(zhì)量一定,則其中所含原子數(shù)與兩者比例無關(guān)。
3.某些物質(zhì)的摩爾質(zhì)量比較特殊:
要注意同位素引入時(shí),同位素原子的中子數(shù)變化對(duì)質(zhì)量數(shù)變化的影響,核電荷數(shù)和核外電子數(shù)未發(fā)生變化,如 D2O、T2O、18O2、14CO2、D2等物質(zhì)。
4.離子數(shù)目的判斷:
(1)特殊物質(zhì):Na2O2(陽(yáng)離子與陰離子之比為2:1),CaC2(陽(yáng)離子與陰離子之比為1:1),BaO2(陽(yáng)離子與陰離子之比為1:1)
(2)在鹽的水溶液中,我們要考慮鹽中的弱酸的酸根離子或者弱堿的陽(yáng)離子的水解,是否知道溶液的體積等。
例如:
(1)(2010廣東 8)B.1mol·L -1 NaCl溶液含有NA個(gè)Na+(解析:沒有告訴溶液的體積,無法知道NaCl的物質(zhì)的量,故錯(cuò)誤);
(2)(2011廣東9)A、常溫下,23g NO2含有NA個(gè)氧原子(解析:23g NO2為0.5molNO2,氧原子個(gè)數(shù)為2×0.5molNA,即 23g NO2含有 NA個(gè)氧原子,故正確);
B.1L0.1mol·L -1 的氨水含有 0.1NA個(gè) OH―(解析:NH3·H2O是弱堿,弱電解質(zhì)部分電離,小于0.1NA個(gè),故錯(cuò)誤);
(3)(2012 廣東 11)C.1L 0.1 mol/L NaHCO3溶液中含有0.1NA個(gè)HCO-3(解析:HCO-3是弱酸跟,會(huì)水解,水解后,溶液中HCO-3小于0.1NA個(gè),故錯(cuò)誤);
(4)(2013廣東9)A.常溫常壓下,8gO2含有4NA個(gè)電子(解析:1個(gè)O2分子含有的電子數(shù)為16個(gè),8gO2的物質(zhì)的量為0.25mol,所以8gO2含有的電子數(shù)為0.25 mol×16=4 mol,故正確);
B.1L0.1mol·L-1的氨水中有 NA個(gè) NH4+(解析:氨水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),故錯(cuò)誤)。
由此可見,近四年來廣東省考查物質(zhì)中的粒子數(shù)時(shí),多是以溶液中離子是否會(huì)發(fā)生水解來作陷阱,因此,要多注意這方面的復(fù)習(xí)。
解決此類問題應(yīng)正確分析氧化還原反應(yīng)、電解反應(yīng)及電極反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移與反應(yīng)物或生成物之間的關(guān)系,以及熟悉常見元素的化合價(jià),要注意某些物質(zhì)在反應(yīng)中遇到不同氧化劑(或還原劑)可生成不同產(chǎn)物導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的不同。歧化反應(yīng)、歸中反應(yīng)、有變價(jià)金屬參與的反應(yīng)是考查的常見熱點(diǎn)。物質(zhì)的常見化合價(jià)、平時(shí)重要知識(shí)點(diǎn)的強(qiáng)化等容易使學(xué)生在解題時(shí)形成思維定式。此時(shí),需要提醒學(xué)生以下幾個(gè)問題:
1.Cl2與堿或水反應(yīng)時(shí):1molCl2轉(zhuǎn)移1mol電子;Cl2與還原性的物質(zhì)反應(yīng)時(shí):1molCl2轉(zhuǎn)移2mol電子。
2.Cu、Fe等是變價(jià)金屬,在與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí)分別為 +2、+3價(jià)(如 Cl2、HNO3等),而在與弱氧化劑反應(yīng)時(shí)分別為 +l、+2價(jià)(如 H+、S等)。
3.Na2O2與水、CO2反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子:1molNa2O2轉(zhuǎn)移1mol電子。
4.H2O2分解時(shí):1molH2O2轉(zhuǎn)移 1mol電子;H2O2與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí):1molH2O2轉(zhuǎn)移 2mol電子。[3]
例如:
(1)(2010廣東8)C.1mol Cu和足量稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NA個(gè) NO分子(解析:根據(jù)關(guān)系式,1molCu―2molNO,故錯(cuò)誤);
(2)(2011廣東9)D.1molFe2+與足量的H2O2溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移2NA個(gè)電子(解析:l mol Fe2+化為Fe3+時(shí),失去 1.00 mol e-,l mol Fe2+與足量的 H2O2溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子,故錯(cuò)誤);
(3)(2012廣東11)B.1 mol Fe與足量稀 HNO3反應(yīng),轉(zhuǎn)移2NA個(gè)電子(解析:稀硝酸是強(qiáng)氧化劑,可以完全把Fe氧化成Fe3+,則1 mol Fe與足量稀HNO3反應(yīng),轉(zhuǎn)移3NA個(gè)電子,故錯(cuò)誤);
(4)(2013廣東9)D.1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去2NA電子(解析:1 mol Na完全氧化為Na2O2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1 mol,即失去的電子數(shù)為NA個(gè),故錯(cuò)誤)。
1.要熟記某些無機(jī)物中的化學(xué)鍵:
SiO2(1mol含 4mol Si—O)、Si、石墨、CH4、P4(1mol含6molP—P)、CO2等較為復(fù)雜的物質(zhì)的化學(xué)鍵數(shù)目。
2.要熟記某些有機(jī)物中的化學(xué)鍵,且此類題現(xiàn)在多考查有機(jī)物:
(1)烷烴(CnH2n+2)中:C—H鍵為:2n+2(與H原子數(shù)相同),C—C鍵為:n-1(比C原子數(shù)少1),總鍵數(shù)為:3n+1;
(2)烯烴或環(huán)烷烴(CnH2n)中:C—H鍵為:2n,C—C(視雙鍵為兩條單鍵)為n,總鍵數(shù)為:3n;
(3)炔烴(C2H2:)中:C—H 鍵為:2n一2,C—C(視三鍵為三條單鍵)為:n+1,總鍵數(shù)為:3n -1。[4]
例如:
(1)(2010廣東8)A.16g CH4中含有4NA個(gè)C-H鍵 (解析:每個(gè)CH4中含有4個(gè)C-H鍵,故16g(1mol)CH4中含有4NA個(gè)C-H鍵,故正確);
(2)(2012 廣東11)A.常溫下,4g CH4含 NA個(gè) C—H共價(jià)鍵 (解析:每個(gè)CH4中含有4個(gè)C-H鍵,故4g(0.25mol)CH4中含有 4×0.25NA個(gè) C -H 鍵,故正確)。
總之,雖然阿伏伽德羅常數(shù)涉及的內(nèi)容多,但多為基本概念和基礎(chǔ)知識(shí),因此只要加強(qiáng)對(duì)基本知識(shí)的歸納總結(jié),在練習(xí)中不斷反思,就能提高自己解答有關(guān)阿伏伽德羅常數(shù)問題的能力。
[1]王海華.高考熱點(diǎn)阿伏伽德羅常數(shù)[J].中國(guó)校外教育,2012年17期:124.
[2-3]康曉娟.高考選擇題熱點(diǎn)——阿伏伽德羅常數(shù)判斷[J].試題與研究:教學(xué)論壇,2013年17期:66.
[4]張莉.高考中阿伏伽德羅常數(shù)的六點(diǎn)突破[J].考試周刊,2013年02期:7-8.