仲秀
阿伏加德羅常數(shù)(常用NA表示)是將物質(zhì)的量與其它物理量聯(lián)系起來的橋梁和紐帶,對以阿伏加德羅常數(shù)為中心的概念和計算考查,是高考命題的熱點,也是重點。其題型主要是正誤判斷和選擇?,F(xiàn)將有關考查點總結(jié)如下:
一、注意氣體是否處于標準狀況
只有當氣體處于標準狀況時,才可將氣體體積除以“22.4 L·mol-1”而轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量,進而由NA計算微粒數(shù)。例如:
1.常溫常壓下,NA個SO2分子的體積為22.4 L。(×)
2.101.3 kPa 273 K時,11.2LCO2氣體含有的分子數(shù)為0.5NA(√)
3.標準狀況下,3.36 L CO與CO2的混合氣體含有的碳原子數(shù)為0.15NA。(√)
分析在1中,SO2所處狀況是常溫常壓而非標準狀況,NA個SO2分子的物質(zhì)的量為1 mol,但體積并非22.4 L。2則恰為標準狀況,11.2 L CO2氣體的物質(zhì)的量為11.2 L÷22.4 mol·L-1=0.5 mol,則含有的分子數(shù)為0.5NA,該說法正確。類似地分析3,該說法是正確的。
值得指出的是,有些學生由于受“題?!庇绊懀豢吹健俺爻骸被蚍菢藴薁顩r就認為該說法錯誤,如:
4.常溫常壓下,32 g SO2氣體含有0.5NA個分子。(√)
5.常溫常壓下,0.5 mol SO2氣體含有0.5NA個分子。(√)
6.25℃,101.3 kPa下,NA個SO2分子的體積大于22.4 L。(√)
上述4、5并不涉及體積,而直接給出質(zhì)量或物質(zhì)的量,這時與物質(zhì)是否處于標準狀況無關。而6則巧妙地改常用的“等于”為“大于”,稍不注意,就會出錯。
二、注意物質(zhì)的狀態(tài)
設陷方式主要有:如H2O、SO3及C原子數(shù)多于4的烷烴等在標準狀況下不是氣體物質(zhì)。
看兩個例子:
7.標準狀況下,1 L辛烷完全燃燒后,所生成氣體產(chǎn)物的分子數(shù)為8/22.4NA個。(×)
8.標準狀況下,3.36 L SO3含有的分子數(shù)為1.5NA。(×)
其中7是高考試題,當時許多考生一看見“標準狀況”,便斷定1 L辛烷(C8H18)為1/22.4 mol,從而推出其完全燃燒生成8/22.4 mol氣體(CO2),即8/22.4NA個氣體分子。殊不知,在標準狀況下,辛烷為液體,此時的1L辛烷遠不止1/22.4 mol。8也是類似情況,標準狀況下SO3也不是氣態(tài)。
三、注意微粒的種類
當題目針對的微粒不同時,答案不一樣。微粒可以是分子、原子、離子、中子、電子、最外層電子、價電子,判斷時一定要注意。如將上述2中“分子數(shù)”改為“原子數(shù)”、“氧原子數(shù)”后,情況就有變化。
另外,涉及核外電子數(shù)時要注意“根”、“基”、“離子”的變換,如:
9.8 g NH-2含有的電子數(shù)為5NA。(√)
10.1 mol CH+3比1 mol CH-3少NA個電子。(×)
11.1.4 g亞甲基(-CH2-)含有的電子數(shù)為0.8NA個。(√)
在9中,8 g NH-2的物質(zhì)的量為0.5 mol,而1個 NH-2含有的電子數(shù)為10個,所以其含有的電子數(shù)為5NA。但許多學生由于沒有注意到 NH-2的-1價,認為1個 NH-2含有的電子數(shù)為9個而致錯。類似地,判斷10、11時也應特別注意此類變換。
四、注意電子轉(zhuǎn)移數(shù)目
涉及氧化還原反應時,還經(jīng)常對電子轉(zhuǎn)移數(shù)目進行判斷,如:
12. 6.4 g銅與足量硫粉(氯氣、液溴)反應,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA。(×/√/√)
13. 5.6 g鐵粉與足量硫粉(氯氣、液溴、碘)反應,失去3NA個電子。(×/√/√/×)
14.鐵和酸反應,放出標準狀況下2.24 L氣體時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)必為2NA。(×)
12、13、14都是在變價金屬與氧化劑反應時被氧化的價態(tài)上進行考查,因為銅或鐵與弱氧化劑硫粉、單質(zhì)碘反應時,往往只被氧化為低價(Cu+、Fe2+),每個原子反應時僅失去1個或2個電子,而它們與氯氣、單質(zhì)溴等反應時,卻被氧化為高價(Cu2+、Fe3+),每個原子反應時失去2個或3個電子。所以,必須認真審題,具體情況具體分析。14中“鐵和酸反應”未指明酸是強氧化性的硝酸等還是一般的酸如鹽酸,因為這兩種情況下,不僅生成的氣體不同(前者可能是NO或NO2,后者是H2),而且Fe被氧化的價態(tài)也不同(前者可能生成Fe3+,而后者生成Fe2+),因而放出標準狀況下2.24 L氣體時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不同,不一定為2NA。
五、注意其它問題變換
除上述幾種情況以外,有關阿伏加德羅常數(shù)的問題還有別的一些變換,稀有氣體中的原子數(shù)和分子數(shù)相等如:
15. 1 L 2 mol·L-1的鹽酸中含有2NA個HCl分子。(×)
16. 標準狀況下,11.2 L氦氣含有的原子數(shù)為NA個。(×)
分析15應考慮鹽酸在溶液中已完全電離為H+和Cl-,所以,不存在HCl分子;16則有一些同學草率地將氦氣(惰性氣體,為單原子分子)和常見的O2、H2等氣體一樣當作雙原子分子而判斷失誤。
從上述分析可見,有關阿伏加德羅常數(shù)的問題由于可以和許多其它化學知識聯(lián)系起來而極富變化,??汲P?,學生必須在平常的學習中打好堅實的基礎,才能以不變應萬變。高考題大多新穎而靈活,只有把握解決問題的方法和實質(zhì),才能無往而不勝。
(收稿日期:2015-06-20)