4.物质的量(n)微粒个数(N)和阿伏加德罗常数(NA)三者之间的关系。
阿伏加德罗常数的测定与原理
阿伏加德罗常数的符号是NA,单位是每摩(mol-1),数值是
NA =(6.0221376±0.0000036)×1023 /mol
阿伏加德罗常数由实验测定。它的测定精确度随着实验技术的发展而不断提高。测定方法有电化学当量法、布朗运动法、油滴法、X射线衍射法、黑体辐射法、光散射法等。这些方法的理论依据不同,但测定结果几乎一样,可见阿伏加德罗常数是客观存在的重要常数。例如:用含Ag+的溶液电解析出1mol的银,需要通过96485.3C(库仑)的电量。已知每个电子的电荷是1.60217733×10-19C,
物质的量浓度是关于溶液组成的一个重要物理量,是高中化学溶液有关计算的重要内容。物质的量浓度概念及表达式虽然比较简单,但不注意理解其内涵、不注意问题的特点,应用起来常常会容易出错。一般说来,要注意以下几方面的问题:
1注意溶质是什么
溶液中的溶质是什么,是运用物质的量浓度表达式进行计算时首先要考虑的,对有些特殊情况,如
、
等溶于水后所得溶质及氨水中溶质是什么等,要注意辨别。
例1:标准状况下,用一定量的水吸收氨气后制得物质的量浓度为
、密度为
的氨水。试计算1体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水。(本题中氨的相对分子质量为17.0,水的密度为
)
解析:很多同学认为氨水中的溶质为
,导致计算出错。其实,我们习惯认为氨水中的溶质为
。设水的体积为1L,根据物质的量浓度表达式可得:

解得
,故1体积水吸收378体积的氨气可制得上述氨水。
2注意溶液的体积
主要注意两点:一是不能用水的体积代替溶液的体积;二是当题设未给出溶液的密度时,可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释),认为其和为溶液的总体积;当给出密度后则需通过密度进行换算求溶液的体积。
例2:在100g浓度为
、密度为
的浓硫酸中加入一定量的水稀释成
的硫酸,则加入水的体积( )
A. 小于100mL B.
等于100mL
C. 大于100mL D.
等于
解析:一些同学未考虑浓硫酸加水稀释后,溶液的密度会发生变化(减小),而直接将溶液和水的质量加和求体积。设加入水的体积为x mL,则
,解得x=100,导致错选B项。
设加入水的体积为ymL,由
得:
,化简得
,即y<100。故答案为A项。
3注意单位运算
在概念理解及应用中,要注意各物理量的单位,一是各物理量的单位要相互匹配;二是注意从单位运算入手,能简化解题思路,快捷求解。
例3:标准状况下,1体积水大约溶解560体积氨。求:(1)所得氨水中溶质的质量分数?(2)若测得上述氨水的密度为
,则此氨水的物质的量浓度为多少?(3)取此氨水10mL,加水稀释到1L,所得稀氨水的物质的量浓度为多少?
解析:(1)注意单位量及比例关系。设取用水的体积为1L(水的质量为1000g),则溶解标准状况下氨气的体积为560L,即所得到氨水中溶质的质量分数:
×100%=29.8%。
(2)可用不同公式解答:
。
(3)要注意将mL转化为L。根据公式
,解得
。
4注意溶解度的影响
第一,物质的量浓度适合于表示不饱和及饱和溶液中溶质与溶剂的关系,不适合于过饱和溶液(溶质未溶解完全);第二,注意一些典型问题,如
的溶解度情况及气体物质在溶液中的溶解问题等。
例4:将12.6g无水亚硫酸钠固体加入100mL
的硫酸中以制取
气体,反应完全后,若溶液中+4价硫元素的物质的量浓度为
,假定溶液的体积不变,忽略溶液及导管中的气体体积。求:(1)溶液中硫元素的质量。(2)收集到
气体的体积。(3)溶液中
和
的物质的量浓度(不考虑弱电解质的电离)。
解析:本题涉及
气体在溶液中的溶解问题,只有
在水中溶解量达到饱和后,才有气体逸出,因此,在计算收集到的气体体积时要减除溶解量。根据题意有以下关系量:
