阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)用的七大陷阱

劉羽中

陷阱一：氣體摩爾體積的適用條件

氣體摩爾體積，特別是標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃，101 kPa)的22.4 L·mol-1。若題中出現(xiàn)物質(zhì)的體積時(shí)，需考慮所給物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否為氣體（包括混合氣體），條件是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況。常見(jiàn)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液態(tài)或固態(tài)的物質(zhì)有：H2O、HF、Br2、SO3、PCl3、PCl5、含四個(gè)或以上碳原子的烴（如己烷、苯等）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、CH3OH、CH3CH2OH、CH3CHO、HCOOH、CH3COOH等。需特別指出的是:①并非只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol氣體的體積才是約22.4 L。如273℃，202 kPa下，1 mol氣體的體積也是約22.4 L；②物質(zhì)的質(zhì)量或微粒數(shù)與物質(zhì)的量的換算因不涉及氣體體積，因此是與條件無(wú)關(guān)的。如常溫常壓下，22 g CO2氣體中所含的分子數(shù)等于0.5NA。

陷阱二：物質(zhì)的組成

①特殊物質(zhì)的微粒數(shù)：如1 mol D2O和1 mol H2O所含質(zhì)子數(shù)都均為10NA，但所含中子數(shù)分別為10NA和8NA；1 mol -OH和1 mol OH－所含質(zhì)子數(shù)均為9NA，但所含電子數(shù)分別為9NA和10NA；1 mol NaHSO4在固態(tài)或熔融狀態(tài)時(shí)都含離子2NA，但在水中因?yàn)橥耆婋x，產(chǎn)生的離子數(shù)為3NA；1 mol Na2O2和1 mol Na2O陰離子數(shù)都是NA；1 mol氦氣分子數(shù)和原子數(shù)都是NA等；需特別指出的是：在判斷時(shí)應(yīng)分析清楚物質(zhì)所含微粒，如NaCl的構(gòu)成微粒是陰陽(yáng)離子，故1 mol NaCl固體中不存在NA個(gè)NaCl分子；同樣，1 L 1 mol·L-1的鹽酸中也不存在NA個(gè)HCl分子。②特殊物質(zhì)的化學(xué)鍵數(shù)：判斷時(shí)，既要分析物質(zhì)的組成，又要判斷晶體的類型。分子晶體需根據(jù)結(jié)構(gòu)式，如1 mol P4含P-P數(shù)6NA；1 mol CnH2n+2化學(xué)鍵的數(shù)目為（3n+1）NA等。原子晶體要用均攤法，如12g金剛石含有C-C數(shù)是2NA，60 g SiO2含有Si-O數(shù)是4NA等。③最簡(jiǎn)式相同的物質(zhì)中的微粒數(shù)目：如46g NO2和N2O4的混合氣體N原子數(shù)是NA，O原子數(shù)是2NA；28 g乙烯和環(huán)丁烷的混合氣體含有的碳原子數(shù)為2NA等。

陷阱三：一些典型氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目

①Na2O2和Cl2參加的氧化還原反應(yīng)有兩種類型：與還原劑反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2O2或1 mol Cl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為2NA；Na2O2與CO2或H2O、Cl2常溫與NaOH等自身的歧化反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2O2或1 mol Cl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為NA；②變價(jià)元素在不同的氧化還原反應(yīng)中價(jià)態(tài)可能不同，電子轉(zhuǎn)移情況也可能不同。如：Fe～FeCl3～3e-；Fe～FeCl2～2e-。

陷阱四：電離或水解

弱電解質(zhì)分子在水中發(fā)生部分電離，可水解的鹽在水中離子發(fā)生微弱水解，都會(huì)使微粒數(shù)發(fā)生變化。如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L-1的乙酸鈉溶液中CH3COO-的數(shù)目不相等且都小于0.1NA。

陷阱五：可逆反應(yīng)

可逆反應(yīng)因其在該條件下有一定的限度，故不可能將所有反應(yīng)物都反應(yīng)完，也是阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)用的常見(jiàn)陷阱之一。如標(biāo)準(zhǔn)狀況下，44.8 L NO與22.4 L O2混合后生成NO2因部分轉(zhuǎn)化為N2O4，分子總數(shù)略小于2NA；1 mol氯氣通入水中反應(yīng)生成的H+的數(shù)目比NA少；1 mol N2與3 mol H2反應(yīng)生成的NH3比2NA少等。

陷阱六：濃度的影響

有些反應(yīng)有特殊的濃度要求，一旦不符合要求，反應(yīng)將不進(jìn)行，如實(shí)驗(yàn)室制Cl2必須用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)，實(shí)際反應(yīng)則需要考慮鹽酸變稀和HCl揮發(fā)的因素，因此，1 mol MnO2與足量的濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2數(shù)目為NA，而足量的MnO2與含4 mol HCl的濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2數(shù)目小于NA。

陷阱七：用量的變化

在有的題目中，故意已知多種反應(yīng)物的物質(zhì)的量，但實(shí)際應(yīng)根據(jù)少量計(jì)算，如5.6 g鐵粉在0.1 mol氯氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為0.2NA，此時(shí)鐵粉是過(guò)量的；有時(shí)，雖然該反應(yīng)會(huì)得到不止一種產(chǎn)物，但根據(jù)某一反應(yīng)物也可以得到轉(zhuǎn)移電子的情況，如“1 mol Na與O2反應(yīng)，生成Na2O和Na2O2的混合物，鈉失去NA個(gè)電子”這種說(shuō)法是正確的。

陷阱八：只有物質(zhì)的量濃度沒(méi)有溶液體積

不要直接把溶液的濃度代替指定物質(zhì)的物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算，如“1 mol·L-1的NaCl溶液中含Na+的數(shù)目為NA”這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的.(收稿日期： 2013-12-15)

陷阱一：氣體摩爾體積的適用條件

氣體摩爾體積，特別是標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃，101 kPa)的22.4 L·mol-1。若題中出現(xiàn)物質(zhì)的體積時(shí)，需考慮所給物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否為氣體（包括混合氣體），條件是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況。常見(jiàn)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液態(tài)或固態(tài)的物質(zhì)有：H2O、HF、Br2、SO3、PCl3、PCl5、含四個(gè)或以上碳原子的烴（如己烷、苯等）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、CH3OH、CH3CH2OH、CH3CHO、HCOOH、CH3COOH等。需特別指出的是:①并非只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol氣體的體積才是約22.4 L。如273℃，202 kPa下，1 mol氣體的體積也是約22.4 L；②物質(zhì)的質(zhì)量或微粒數(shù)與物質(zhì)的量的換算因不涉及氣體體積，因此是與條件無(wú)關(guān)的。如常溫常壓下，22 g CO2氣體中所含的分子數(shù)等于0.5NA。

陷阱二：物質(zhì)的組成

①特殊物質(zhì)的微粒數(shù)：如1 mol D2O和1 mol H2O所含質(zhì)子數(shù)都均為10NA，但所含中子數(shù)分別為10NA和8NA；1 mol -OH和1 mol OH－所含質(zhì)子數(shù)均為9NA，但所含電子數(shù)分別為9NA和10NA；1 mol NaHSO4在固態(tài)或熔融狀態(tài)時(shí)都含離子2NA，但在水中因?yàn)橥耆婋x，產(chǎn)生的離子數(shù)為3NA；1 mol Na2O2和1 mol Na2O陰離子數(shù)都是NA；1 mol氦氣分子數(shù)和原子數(shù)都是NA等；需特別指出的是：在判斷時(shí)應(yīng)分析清楚物質(zhì)所含微粒，如NaCl的構(gòu)成微粒是陰陽(yáng)離子，故1 mol NaCl固體中不存在NA個(gè)NaCl分子；同樣，1 L 1 mol·L-1的鹽酸中也不存在NA個(gè)HCl分子。②特殊物質(zhì)的化學(xué)鍵數(shù)：判斷時(shí)，既要分析物質(zhì)的組成，又要判斷晶體的類型。分子晶體需根據(jù)結(jié)構(gòu)式，如1 mol P4含P-P數(shù)6NA；1 mol CnH2n+2化學(xué)鍵的數(shù)目為（3n+1）NA等。原子晶體要用均攤法，如12g金剛石含有C-C數(shù)是2NA，60 g SiO2含有Si-O數(shù)是4NA等。③最簡(jiǎn)式相同的物質(zhì)中的微粒數(shù)目：如46g NO2和N2O4的混合氣體N原子數(shù)是NA，O原子數(shù)是2NA；28 g乙烯和環(huán)丁烷的混合氣體含有的碳原子數(shù)為2NA等。

陷阱三：一些典型氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目

①Na2O2和Cl2參加的氧化還原反應(yīng)有兩種類型：與還原劑反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2O2或1 mol Cl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為2NA；Na2O2與CO2或H2O、Cl2常溫與NaOH等自身的歧化反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2O2或1 mol Cl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為NA；②變價(jià)元素在不同的氧化還原反應(yīng)中價(jià)態(tài)可能不同，電子轉(zhuǎn)移情況也可能不同。如：Fe～FeCl3～3e-；Fe～FeCl2～2e-。

陷阱四：電離或水解

弱電解質(zhì)分子在水中發(fā)生部分電離，可水解的鹽在水中離子發(fā)生微弱水解，都會(huì)使微粒數(shù)發(fā)生變化。如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L-1的乙酸鈉溶液中CH3COO-的數(shù)目不相等且都小于0.1NA。

陷阱五：可逆反應(yīng)

可逆反應(yīng)因其在該條件下有一定的限度，故不可能將所有反應(yīng)物都反應(yīng)完，也是阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)用的常見(jiàn)陷阱之一。如標(biāo)準(zhǔn)狀況下，44.8 L NO與22.4 L O2混合后生成NO2因部分轉(zhuǎn)化為N2O4，分子總數(shù)略小于2NA；1 mol氯氣通入水中反應(yīng)生成的H+的數(shù)目比NA少；1 mol N2與3 mol H2反應(yīng)生成的NH3比2NA少等。

陷阱六：濃度的影響

有些反應(yīng)有特殊的濃度要求，一旦不符合要求，反應(yīng)將不進(jìn)行，如實(shí)驗(yàn)室制Cl2必須用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)，實(shí)際反應(yīng)則需要考慮鹽酸變稀和HCl揮發(fā)的因素，因此，1 mol MnO2與足量的濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2數(shù)目為NA，而足量的MnO2與含4 mol HCl的濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2數(shù)目小于NA。

陷阱七：用量的變化

在有的題目中，故意已知多種反應(yīng)物的物質(zhì)的量，但實(shí)際應(yīng)根據(jù)少量計(jì)算，如5.6 g鐵粉在0.1 mol氯氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為0.2NA，此時(shí)鐵粉是過(guò)量的；有時(shí)，雖然該反應(yīng)會(huì)得到不止一種產(chǎn)物，但根據(jù)某一反應(yīng)物也可以得到轉(zhuǎn)移電子的情況，如“1 mol Na與O2反應(yīng)，生成Na2O和Na2O2的混合物，鈉失去NA個(gè)電子”這種說(shuō)法是正確的。

陷阱八：只有物質(zhì)的量濃度沒(méi)有溶液體積

不要直接把溶液的濃度代替指定物質(zhì)的物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算，如“1 mol·L-1的NaCl溶液中含Na+的數(shù)目為NA”這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的.(收稿日期： 2013-12-15)

陷阱一：氣體摩爾體積的適用條件

氣體摩爾體積，特別是標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃，101 kPa)的22.4 L·mol-1。若題中出現(xiàn)物質(zhì)的體積時(shí)，需考慮所給物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否為氣體（包括混合氣體），條件是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況。常見(jiàn)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液態(tài)或固態(tài)的物質(zhì)有：H2O、HF、Br2、SO3、PCl3、PCl5、含四個(gè)或以上碳原子的烴（如己烷、苯等）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、CH3OH、CH3CH2OH、CH3CHO、HCOOH、CH3COOH等。需特別指出的是:①并非只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol氣體的體積才是約22.4 L。如273℃，202 kPa下，1 mol氣體的體積也是約22.4 L；②物質(zhì)的質(zhì)量或微粒數(shù)與物質(zhì)的量的換算因不涉及氣體體積，因此是與條件無(wú)關(guān)的。如常溫常壓下，22 g CO2氣體中所含的分子數(shù)等于0.5NA。

陷阱二：物質(zhì)的組成

①特殊物質(zhì)的微粒數(shù)：如1 mol D2O和1 mol H2O所含質(zhì)子數(shù)都均為10NA，但所含中子數(shù)分別為10NA和8NA；1 mol -OH和1 mol OH－所含質(zhì)子數(shù)均為9NA，但所含電子數(shù)分別為9NA和10NA；1 mol NaHSO4在固態(tài)或熔融狀態(tài)時(shí)都含離子2NA，但在水中因?yàn)橥耆婋x，產(chǎn)生的離子數(shù)為3NA；1 mol Na2O2和1 mol Na2O陰離子數(shù)都是NA；1 mol氦氣分子數(shù)和原子數(shù)都是NA等；需特別指出的是：在判斷時(shí)應(yīng)分析清楚物質(zhì)所含微粒，如NaCl的構(gòu)成微粒是陰陽(yáng)離子，故1 mol NaCl固體中不存在NA個(gè)NaCl分子；同樣，1 L 1 mol·L-1的鹽酸中也不存在NA個(gè)HCl分子。②特殊物質(zhì)的化學(xué)鍵數(shù)：判斷時(shí)，既要分析物質(zhì)的組成，又要判斷晶體的類型。分子晶體需根據(jù)結(jié)構(gòu)式，如1 mol P4含P-P數(shù)6NA；1 mol CnH2n+2化學(xué)鍵的數(shù)目為（3n+1）NA等。原子晶體要用均攤法，如12g金剛石含有C-C數(shù)是2NA，60 g SiO2含有Si-O數(shù)是4NA等。③最簡(jiǎn)式相同的物質(zhì)中的微粒數(shù)目：如46g NO2和N2O4的混合氣體N原子數(shù)是NA，O原子數(shù)是2NA；28 g乙烯和環(huán)丁烷的混合氣體含有的碳原子數(shù)為2NA等。

陷阱三：一些典型氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目

①Na2O2和Cl2參加的氧化還原反應(yīng)有兩種類型：與還原劑反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2O2或1 mol Cl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為2NA；Na2O2與CO2或H2O、Cl2常溫與NaOH等自身的歧化反應(yīng)時(shí)，1 mol Na2O2或1 mol Cl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為NA；②變價(jià)元素在不同的氧化還原反應(yīng)中價(jià)態(tài)可能不同，電子轉(zhuǎn)移情況也可能不同。如：Fe～FeCl3～3e-；Fe～FeCl2～2e-。

陷阱四：電離或水解

弱電解質(zhì)分子在水中發(fā)生部分電離，可水解的鹽在水中離子發(fā)生微弱水解，都會(huì)使微粒數(shù)發(fā)生變化。如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L-1的乙酸鈉溶液中CH3COO-的數(shù)目不相等且都小于0.1NA。

陷阱五：可逆反應(yīng)

可逆反應(yīng)因其在該條件下有一定的限度，故不可能將所有反應(yīng)物都反應(yīng)完，也是阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)用的常見(jiàn)陷阱之一。如標(biāo)準(zhǔn)狀況下，44.8 L NO與22.4 L O2混合后生成NO2因部分轉(zhuǎn)化為N2O4，分子總數(shù)略小于2NA；1 mol氯氣通入水中反應(yīng)生成的H+的數(shù)目比NA少；1 mol N2與3 mol H2反應(yīng)生成的NH3比2NA少等。

陷阱六：濃度的影響

有些反應(yīng)有特殊的濃度要求，一旦不符合要求，反應(yīng)將不進(jìn)行，如實(shí)驗(yàn)室制Cl2必須用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)，實(shí)際反應(yīng)則需要考慮鹽酸變稀和HCl揮發(fā)的因素，因此，1 mol MnO2與足量的濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2數(shù)目為NA，而足量的MnO2與含4 mol HCl的濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2數(shù)目小于NA。

陷阱七：用量的變化

在有的題目中，故意已知多種反應(yīng)物的物質(zhì)的量，但實(shí)際應(yīng)根據(jù)少量計(jì)算，如5.6 g鐵粉在0.1 mol氯氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為0.2NA，此時(shí)鐵粉是過(guò)量的；有時(shí)，雖然該反應(yīng)會(huì)得到不止一種產(chǎn)物，但根據(jù)某一反應(yīng)物也可以得到轉(zhuǎn)移電子的情況，如“1 mol Na與O2反應(yīng)，生成Na2O和Na2O2的混合物，鈉失去NA個(gè)電子”這種說(shuō)法是正確的。

陷阱八：只有物質(zhì)的量濃度沒(méi)有溶液體積

不要直接把溶液的濃度代替指定物質(zhì)的物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算，如“1 mol·L-1的NaCl溶液中含Na+的數(shù)目為NA”這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的.(收稿日期： 2013-12-15)