例析高三化学“阿伏伽德罗常数”的计算
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摘要：计算是化学知识的重要组成部分，计算贯穿于整个化学学习过程。在初中化学中，计算一直以质量为中心，但进入高中后，化学计算便以物质的量为中心，在历年的高考化学选择题中，物质的量的计算又以微粒数目的计算为考点，联系微粒数目的重要物理量便是阿伏伽德罗常数，微粒数目的计算实际就是关于阿伏伽德罗常数的计算。
关键词：阿伏伽德罗常数；计算；化学
一、直接利用物质的量求微粒数
根据公式：N（微粒）=n（微粒）×NA，要求计算物质中的微粒数目，必须求得物质中微粒的物质的量，如果已知组成物质的微粒的物质的量，便可以直接求算微粒数。但在解该类问题时，审题一定要仔细，弄清题干具体要求计算的微粒种类。
1.直接考查组成物质的微观粒子
例如.（2011全国新课标）下列叙述正确的是
A.1.00molNaCl中含有6.02×1023个NaCl分子
B.1.00molNaCl中，所有Na+的最外层电子总数为8×6.02×1023
C.欲配制1.00L1.00mol·L—1的NaCl溶液，可将58.5gNaCl溶于1.00L水中
D.电解58.5g熔融的NaCl，能产生22.4L氯气（标准状况）、 23.0g金属钠
分析：B项中，直接已知了NaCl的物质的量是1.00mol，但是题意要求我们算Na+的最外层电子总数，一个Na+的最外层电子数是8。1.00molNaCl中含有1.00molNa+，1.00molNa+含有8mol的电子，所以最外层电子总数为8×6.02×1023。因此，B项正确。
2.氧化还原反应中转移电子数的计算
例如.（2011广东高考9）设nA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是
A.常温下，23gNO2含有nA个氧原子
B.1L0.1mol·L—1的氨水含有0.1nA个OH—
C.常温常压下，22.4LCCl4含有个nA个CCl4分子
D.1molFe2+与足量的H2O2溶液反应，转移2nA个电子
分析：D项中直接已知了Fe2+的物质的量是1.00mol，题意要求我们计算转移的电子数，因此我们必须弄清楚实际参加反应的物质的物质的量，1molFe2+与足量的H2O2溶液反应时，Fe2+被完全氧化Fe3+，1个Fe2+转化为Fe3+时失去1个e—，1molFe2+转化为Fe3+时，失去1.00mole—，1molFe2+与足量的H2O2溶液反应，转移nA个电子。
3.物质中“化学键”数目的计算
例如.（2011江苏高考8）设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.1mol甲醇中含有C—H键的数目为4NA
B.25℃，pH=13的NaOH溶液中含有OH—的数目为0.1NA
C.标准状况下，2.24L乙烷含有分子的数目为0.1NA
D.常温常压下，Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2molO2，转移电子的数目为0.4NA
分析：A项中直接已知了甲醇的物质的量是1.00mol，题意要求我们计算甲醇中含有C—H键的数目，因此，我们必须弄清楚1个甲醇分子含有几个C—H键，甲醇的结构简式为CH3OH，1个甲醇分子含有3个C—H键，因此，1mol甲醇中含有3mol的C—H键，A项中1mol甲醇中含有C—H键的数目为3NA。
二、利用物质的质量求算微粒数
根据物质的质量无法直接计算物质中所含的微观粒子的数目。因此，已知物质的质量时，必须首先利用已知条件求算物质中微粒的物质的量，再根据物质的量计算微粒的数目。因此，利用物质的质量来计算微粒数，关键是通过物质的质量和物质的摩尔质量计算微粒的物质的量，即：n（微粒）=m（微粒）/M（微粒）。
例如.（2011全国II卷12）NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述错误的是
A.18gH2O中含的质子数为10NA
B.12g金刚石含有的共价键数为4NA
C.46gNO2和N2O4混合气体中含有原子总数为3NA
D.1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子
分析：B项中C的摩尔质量为12g/mol，12g金刚石的物质的量为1mol，1mol金刚石含有2molC—C，所以12g金刚石含有的共价键数为2NA，B项错误。
三、利用气体的体积计算微粒数
根据气体的体积并不能直接计算气体分子的数目。根据气体的体积计算物质中所含的微粒的数目，关键是要通过气体的体积计算气体分子的物质的量。根据公式：Vm=V（气）/n（气），即n（气）=V（气）/Vm，因此，只要知道气体的体积{V（气）}和在该条件下的气体摩尔体积（Vm），就能计算气体分子的物质的量。平时，我们利用Vm≈22.4L/mol来求算气体的物质的量时，必须注意它的使用条件：一是外界条件是标准状况（温度：0℃，101Pa；或者温度273K，101Pa）；二是物质在标准状况下必须是气体。利用n（气）=V（气）/{22.4L/mol}计算气体的物质的量时，必须紧紧记住两个使用条件。在高考试题中，利用气体的体积计算微粒数的习题也主要围绕两个使用条件来设置陷阱。
例如.（2011广东高考9）设nA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法不正确的是
A.常温下，23gNO2含有nA个氧原子
B.1L0.1mol·L—1的氨水含有0.1nA个OH—
C.常温常压下，22.4LCCl4含有个nA个CCl4分子
D.1molFe2+与足量的H2O2溶液反应，转移2nA个电子
分析：C项中，常温常压下，已知CCl4的体积为22.4L，计算CCl4的分子数。CCl4的体积已知，但CCl4在常温常压下不是气体，因此C项错误。
四、在溶液中计算微粒数
溶液中计算微粒数，关键要准确判断溶液中的具体微粒。不同的物质在溶液中的存在形式不同，非电解质在溶液中以分子的形式存在；弱电解质在溶液中只有少部分电离成离子，在弱电解质的溶液中，既有分子又有少量的阴、阳离子；强电解质在溶液中完全电离成离子，在强电解质的溶液中，只有阴、阳离子。在高中阶段，绝大多数的盐都是强电解质，但盐中如果有弱酸的酸根离子或者弱碱的阳离子，这些离子就会水解，因此，在盐的水溶液中，我们要考虑盐中的弱酸的酸根离子或者弱碱的阳离子的水解。
例如.（2011海南试卷）设NA是阿伏伽德罗常数的数值，下列说法不正确的是（ ）
A.1molAl3+离子含有的核外电子数为3NA
B.1molCl2与足量的铁反应，转移的电子数为3NA
C.10LpH=1的硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
D.10LpH=13的NaOH溶液中含有的OH—离子数为NA
分析：C项中，已知硫酸溶液的体积10L和溶液的pH=1，要求计算溶液中含有的H+离子数。根据pH=1可知溶液中C（H+）溶液=0.1mol/L，根据公式：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+离子数为1NA，因此，C项错误。
参考文献：
[1]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学化学第一册（必修）[M].重庆：人民教育出版社，2007：40—50.
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（作者单位 重庆市云阳江口中学校）