例析高三化學“阿伏伽德羅常數”的計算

摘要：計算是化學知識的重要組成部分，計算貫穿于整個化學學習過程。在初中化學中，計算一直以質量為中心，但進入高中后，化學計算便以物質的量為中心，在歷年的高考化學選擇題中，物質的量的計算又以微粒數目的計算為考查重點，聯系微粒數目的重要物理量便是阿伏伽德羅常數，微粒數目的計算實際就是關于阿伏伽德羅常數的計算。

關鍵詞：阿伏伽德羅常數；計算；化學

一、直接利用物質的量求微粒數

根據公式：N（微粒）=n（微粒）×NA，要求計算物質中的微粒數目，必須求得物質中微粒的物質的量，如果已知組成物質的微粒的物質的量，便可以直接求算微粒數。但在解該類問題時，審題一定要仔細，弄清題干具體要求計算的微粒種類。

1.直接考查組成物質的微觀粒子

例如.（2011全國新課標）下列敘述正確的是

A.1.00molNaCl中含有6.02×1023個NaCl分子

B.1.00molNaCl中，所有Na+的最外層電子總數為8×6.02×1023

C.欲配制1.00L1.00mol·L—1的NaCl溶液，可將58.5gNaCl溶于1.00L水中

D.電解58.5g熔融的NaCl，能產生22.4L氯氣（標準狀況）、 23.0g金屬鈉

分析：B項中，直接已知了NaCl的物質的量是1.00mol，但是題意要求我們算Na+的最外層電子總數，一個Na+的最外層電子數是8。1.00molNaCl中含有1.00molNa+，1.00molNa+含有8mol的電子，所以最外層電子總數為8×6.02×1023。因此，B項正確。

2.氧化還原反應中轉移電子數的計算

例如.（2011廣東高考9）設nA為阿伏伽德羅常數的數值，下列說法正確的是

A.常溫下，23gNO2含有nA個氧原子

B.1L0.1mol·L—1的氨水含有0.1nA個OH—

C.常溫常壓下，22.4LCCl4含有個nA個CCl4分子

D.1molFe2+與足量的H2O2溶液反應，轉移2nA個電子

分析：D項中直接已知了Fe2+的物質的量是1.00mol，題意要求我們計算轉移的電子數，因此我們必須弄清楚實際參加反應的物質的物質的量，1molFe2+與足量的H2O2溶液反應時，Fe2+被完全氧化Fe3+，1個Fe2+轉化為Fe3+時失去1個e—，1molFe2+轉化為Fe3+時，失去1.00mole—，1molFe2+與足量的H2O2溶液反應，轉移nA個電子。

3.物質中“化學鍵”數目的計算

例如.（2011江蘇高考8）設NA為阿伏伽德羅常數的值。下列敘述正確的是

A.1mol甲醇中含有C—H鍵的數目為4NA

B.25℃，pH=13的NaOH溶液中含有OH—的數目為0.1NA

C.標準狀況下，2.24L乙烷含有分子的數目為0.1NA

D.常溫常壓下，Na2O2與足量H2O反應，共生成0.2molO2，轉移電子的數目為0.4NA

分析：A項中直接已知了甲醇的物質的量是1.00mol，題意要求我們計算甲醇中含有C—H鍵的數目，因此，我們必須弄清楚1個甲醇分子含有幾個C—H鍵，甲醇的結構簡式為CH3OH，1個甲醇分子含有3個C—H鍵，因此，1mol甲醇中含有3mol的C—H鍵，A項中1mol甲醇中含有C—H鍵的數目為3NA。

二、利用物質的質量求算微粒數

根據物質的質量無法直接計算物質中所含的微觀粒子的數目。因此，已知物質的質量時，必須首先利用已知條件求算物質中微粒的物質的量，再根據物質的量計算微粒的數目。因此，利用物質的質量來計算微粒數，關鍵是通過物質的質量和物質的摩爾質量計算微粒的物質的量，即：n（微粒）=m（微粒）/M（微粒）。

例如.（2011全國II卷12）NA為阿伏伽德羅常數，下列敘述錯誤的是

A.18gH2O中含的質子數為10NA

B.12g金剛石含有的共價鍵數為4NA

C.46gNO2和N2O4混合氣體中含有原子總數為3NA

D.1molNa與足量O2反應，生成Na2O和Na2O2的混合物，鈉失去NA個電子

分析：B項中C的摩爾質量為12g/mol，12g金剛石的物質的量為1mol，1mol金剛石含有2molC—C，所以12g金剛石含有的共價鍵數為2NA，B項錯誤。

三、利用氣體的體積計算微粒數

根據氣體的體積并不能直接計算氣體分子的數目。根據氣體的體積計算物質中所含的微粒的數目，關鍵是要通過氣體的體積計算氣體分子的物質的量。根據公式：Vm=V（氣）/n（氣），即n（氣）=V（氣）/Vm，因此，只要知道氣體的體積{V（氣）}和在該條件下的氣體摩爾體積（Vm），就能計算氣體分子的物質的量。平時，我們利用Vm≈22.4L/mol來求算氣體的物質的量時，必須注意它的使用條件：一是外界條件是標準狀況（溫度：0℃，101Pa；或者溫度273K，101Pa）；二是物質在標準狀況下必須是氣體。利用n（氣）=V（氣）/{22.4L/mol}計算氣體的物質的量時，必須緊緊記住兩個使用條件。在高考試題中，利用氣體的體積計算微粒數的習題也主要圍繞兩個使用條件來設置陷阱。

例如.（2011廣東高考9）設nA為阿伏伽德羅常數的數值，下列說法不正確的是

A.常溫下，23gNO2含有nA個氧原子

B.1L0.1mol·L—1的氨水含有0.1nA個OH—

C.常溫常壓下，22.4LCCl4含有個nA個CCl4分子

D.1molFe2+與足量的H2O2溶液反應，轉移2nA個電子

分析：C項中，常溫常壓下，已知CCl4的體積為22.4L，計算CCl4的分子數。CCl4的體積已知，但CCl4在常溫常壓下不是氣體，因此C項錯誤。

四、在溶液中計算微粒數

溶液中計算微粒數，關鍵要準確判斷溶液中的具體微粒。不同的物質在溶液中的存在形式不同，非電解質在溶液中以分子的形式存在；弱電解質在溶液中只有少部分電離成離子，在弱電解質的溶液中，既有分子又有少量的陰、陽離子；強電解質在溶液中完全電離成離子，在強電解質的溶液中，只有陰、陽離子。在高中階段，絕大多數的鹽都是強電解質，但鹽中如果有弱酸的酸根離子或者弱堿的陽離子，這些離子就會水解，因此，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離子的水解。

例如.（2011海南試卷）設NA是阿伏伽德羅常數的數值，下列說法不正確的是（ ）

A.1molAl3+離子含有的核外電子數為3NA

B.1molCl2與足量的鐵反應，轉移的電子數為3NA

C.10LpH=1的硫酸溶液中含有的H+離子數為2NA

D.10LpH=13的NaOH溶液中含有的OH—離子數為NA

分析：C項中，已知硫酸溶液的體積10L和溶液的pH=1，要求計算溶液中含有的H+離子數。根據pH=1可知溶液中C（H+）溶液=0.1mol/L，根據公式：n（B）=c（B）×V（溶液），可知溶液中n（H+）溶液=C（H+）溶液×V（溶液）=0.1mol/L×10L=1mol，因此，10LpH=1的硫酸溶液中含有的H+離子數為1NA，因此，C項錯誤。

參考文獻：

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（作者單位 重慶市云陽江口中學校）