白 凌
(遼寧省大連市第三中學(xué) 遼寧大連 116033)
阿伏伽德羅常數(shù)的知識點(diǎn)在高中化學(xué)必修一課本中就進(jìn)行了學(xué)習(xí),包括關(guān)于物質(zhì)的量的基礎(chǔ)公式4個(gè),以及衍生公式多個(gè),并且這一項(xiàng)知識一直是高中化學(xué)計(jì)算的核心,也正是這個(gè)原因,在高考化學(xué)選擇題中單獨(dú)有一題對阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行考察。這里主要對此知識點(diǎn)的易錯(cuò)情況進(jìn)行總結(jié)分析[2][3]。
有些反應(yīng)為可逆反應(yīng),鹽類物質(zhì)會水解,弱電解質(zhì)電離,因?yàn)楹鲆曔@些情況的存在,造成判斷錯(cuò)誤。
如:2016新課標(biāo)Ⅰ卷中,8題選項(xiàng)B,1molN2與4molH2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA, 此反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物NH3,因此生成氨氣要小于2NA。
1L1mol·L-1的NaClO溶液中含有ClO-的數(shù)目為NA,此選項(xiàng)中的NaClO是強(qiáng)堿弱酸鹽,ClO-進(jìn)行水解,因此數(shù)目小于NA。
對于氣體狀態(tài)物質(zhì)的相應(yīng)數(shù)值運(yùn)算,需要給出標(biāo)準(zhǔn)狀況,否則無法計(jì)算,包括混淆液體物質(zhì)用標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體摩爾體積進(jìn)行體積計(jì)算,也是錯(cuò)誤的。
如:2016江蘇卷,7題C選項(xiàng),常溫常壓下,22.4LCl2中含有的分子數(shù)為6.02×1023個(gè)。因常溫常壓時(shí)氣體摩爾體積是24.5L·mol-1,用22.4L除不開24.5L·mol-1,因此不能得到整數(shù)倍的分子個(gè)數(shù)。
2016新課標(biāo)Ⅰ,8題D選項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA。此題中的CCl4是液體物質(zhì),不能利用給出的體積計(jì)算出對應(yīng)的物質(zhì)的量,因此這里給出的標(biāo)準(zhǔn)狀況就是混淆條件。
某些氣體物質(zhì)給出非標(biāo)準(zhǔn)狀況條件,并要求計(jì)算質(zhì)量、濃度、微粒個(gè)數(shù)等不需要標(biāo)準(zhǔn)狀況條件的題,干擾學(xué)生判斷和計(jì)算。
如:某選項(xiàng),在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.8gN2和2.24LCO所含電子數(shù)均為1.4NA。此題雖然給了標(biāo)準(zhǔn)狀況,但是計(jì)算氮?dú)獾碾娮訑?shù),是不需要這個(gè)條件的。
某選項(xiàng),常溫常壓下,46gNO2和N2O4的混合氣體中含有原子總數(shù)為3NA。雖然給出了常溫常壓的條件,但是這個(gè)條件對計(jì)算后面原子總數(shù)是不需要的。此題只需要用質(zhì)量除以混合氣體的摩爾質(zhì)量,再進(jìn)行原子個(gè)數(shù)計(jì)算就可以了。
某些物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)比較特殊,例如Na2O2中陽離子2個(gè),陰離子應(yīng)該是1個(gè),計(jì)算時(shí)需要特別注意。
如:某選項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L氦氣中含有0.5NA個(gè)原子。氦氣是單原子分子,不是雙原子分子。因此計(jì)算原子數(shù)值時(shí),要清楚知道應(yīng)該乘以1還是2。
某選項(xiàng),1mol羥基(-OH)含有的電子數(shù)為10NA。該題需要清除羥基與OH-在電子數(shù)值上的區(qū)別,才能準(zhǔn)確計(jì)算羥基的電子數(shù)值。
某些題中,計(jì)算H+,OH-,氧原子,氫原子個(gè)數(shù)時(shí),忽略了溶液中還存在著水,而水中也存在這些粒子。
如:2 0 1 6 四川卷,4 題的D 選項(xiàng),0.1 L 0.5 m o l/LCH3COOH溶液中含有的氫離子數(shù)為0.05NA,次題除了應(yīng)該考慮乙酸為弱酸,部分電離出氫離子,還有在水中也存在著氫離子。
某題一選項(xiàng),10g46%的乙醇水溶液中所含氫原子數(shù)目為1.2NA,也是除了計(jì)算在乙醇中的氫原子,還有水中存在的氫原子數(shù)目。
如:2016新課標(biāo)Ⅰ,8題C選項(xiàng),1molFe溶于過量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA。因硝酸屬于強(qiáng)氧化性酸,所以鐵與之反應(yīng)后應(yīng)氧化為+3價(jià),轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為3NA。
某選項(xiàng)10mL18.4mol·L-1濃硫酸與足量鋅反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.184NA。此題中鋅與硫酸反應(yīng)分兩個(gè)階段,濃硫酸階段,硫從硫酸+6價(jià)變?yōu)镾O2的+4價(jià),隨反應(yīng)進(jìn)行,逐漸變?yōu)橄×蛩?,化合價(jià)變化部分由氫元素承擔(dān),由硫酸中氫+1價(jià)變?yōu)镠2的0價(jià)。所以此題計(jì)算錯(cuò)誤。
某選項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.1molCl2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目一定為0.2NA。此選項(xiàng)中雖然給出標(biāo)準(zhǔn)狀況,但是并不是此題必須的條件,此題只要清楚氯氣和水反應(yīng)方程式,氯氣價(jià)態(tài)變化分兩部分,一半從0價(jià)到-1價(jià),一半從0價(jià)到+1價(jià),所以0.1mol反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)是0.1NA。
很多關(guān)于溶液的計(jì)算題,學(xué)生計(jì)算時(shí),直接默認(rèn)體積為1L,進(jìn)行了相應(yīng)的計(jì)算,造成計(jì)算錯(cuò)誤。
如:某選項(xiàng),1mol·L-1的NaClO溶液中所含ClO-的數(shù)目為NA。此題除了要考慮NaClO為強(qiáng)酸弱堿鹽,陰離子要進(jìn)行水解,還存在的問題就是題里并沒有給出體積數(shù),沒辦法計(jì)算粒子個(gè)數(shù)。
某選項(xiàng),25℃時(shí)pH=13的NaOH溶液中含有OH-的數(shù)目為0.1NA,該題也是出現(xiàn)了不知道體積,無法計(jì)算粒子數(shù)的問題。
阿伏伽德羅常數(shù)的相關(guān)運(yùn)算,涉及的高中化學(xué)知識方面很多,需要學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識,多次練習(xí),仔細(xì)運(yùn)算。在上面所提到的易錯(cuò)方面多加注意,就不會在此類題中丟分。