对阿伏加德罗常数测定实验的分析与改进
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有关阿伏伽德罗常数的计算的探究作者:刘睿花来源:《新课程·中学》2014年第11期关于阿伏伽德罗常数的计算是历年高考的“热点”问题,多年全国高考化学试题重现率几乎为100%。
之所以能成为高考的热点,是因为该类试题以中学所学过的一些重点物质为平台,能考查学生对阿伏伽德罗常数及与其有联系的物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏伽德罗定律等概念与原理的理解是否准确深刻,各类守恒关系、平衡的有关原理掌握的是否牢固。
题目涉及的知识面广,灵活性强,思维跨度大,高考中对这些知识反复进行考查,对考生思维能力的品质——严密性、深刻性是一个很好的检验。
命题者往往有意设置一些陷阱,增大试题的区分度,导致学生实际的得分率并不高。
所以我们应该掌握高考的考试要求,明确高考的命题趋势,完善知识要点梳理,认清题目陷阱设置,培养学生良好的思维品质。
经过十年的高中化学教学,我就阿伏伽德罗常数计算的常见题型及解题方法进行分析并小结如下,供高考学子们参考。
一、计算物质中所含微粒的数目这类题目往往是给出一定质量、一定物质的量或一定体积的物质(或微粒)来计算该物质(或微粒)中所含的微粒(分子、原子、质子、中子、电子、共价键、离子)数。
(1)计算物质中的分子数只要计算出其物质的量即可。
(2)计算溶液中的离子数。
做这类题要遵循“先看是否完全电离,再看是否水解”的思路。
对于完全电离且不水解的物质,根据电离方程式列比例式即可求出离子的物质的量,对于不完全电离或要水解的离子则无法算出具体的数值。
(这类题目中还常常出现“只已知溶质的物质的量浓度求算某离子数目”的陷阱。
遇此陷阱只需直接判断其错误无需计算。
)(3)计算较大微粒中的较小粒子。
即计算分子或离子中的原子、质子、中子、电子、共价键、离子数等。
做这类题的思路是:先计算出一个较大微粒中的较小粒子,在根据粒子数之比等于其物质的量之比列比例式求出较小粒子的物质的量即可。
(4)计算混合物中的粒子数。
单分子膜法测阿伏伽德罗常数在这个宇宙中,阿伏伽德罗常数就像一颗闪亮的星星,指引着我们理解微观世界的奥秘。
你想知道什么是阿伏伽德罗常数吗?简单来说,它就是每摩尔物质中所含的粒子数量,大约是6.02乘以10的23次方。
听起来是不是很神奇?这可不是随便掰的数字,它和我们日常生活息息相关。
你想想看,每当你喝水、吃饭,甚至是呼吸,里面都藏着无数的分子,阿伏伽德罗常数就像那位默默无闻的幕后英雄,帮我们厘清这些微小的联系。
说到测量阿伏伽德罗常数,有一种特别的手法,叫做单分子膜法。
这听上去好像科幻电影里的情节,但其实它非常酷炫!想象一下,在一个极小的空间里,只放一层分子膜,像是给分子穿上了“紧身衣”,这可不是随便能做到的哦。
这个膜就像一扇窗,让我们透过它来观察和测量分子的行为。
别小看这层膜,它可以帮助我们抓住那些难以捉摸的分子,就像钓鱼时的鱼饵,吸引着小鱼儿们上钩。
怎么操作呢?我们得准备一个装置,把这个单分子膜固定在某个地方。
这个膜得薄得像蝉翼一样,只有一层分子厚度。
然后,我们用一些高科技的仪器来探测分子在膜两侧的分布情况。
这就像是在玩捉迷藏,分子们在膜的两边不停地跑动,而我们则在努力找到它们。
通过观察这些分子的行为,我们可以推算出它们的数量,从而得出阿伏伽德罗常数。
有意思的是,这个过程不仅考验科学家们的技术水平,也需要极大的耐心和细致。
想象一下,科研人员在实验室里,像个老鼠在迷宫中转悠,不断调整仪器,观察数据,就像在追逐着自己的梦想,真是令人感同身受。
有时候实验会失败,数据会搞错,但这并不能打击他们的斗志。
就像老话说的:“失败乃成功之母”,只有经历过无数次的尝试,才能迎来最终的胜利。
有趣的是,阿伏伽德罗常数不仅仅是个数字,它背后还有一个动人的故事。
阿伏伽德罗这个名字的由来,源于意大利的科学家阿伏伽德罗。
他在19世纪初期提出了这个理论,真是个聪明绝顶的人物。
当时,科学界对分子和原子的认识还很有限,阿伏伽德罗却敢于打破常规,提出了这个大胆的假设。
评价研究新课程NEW CURRICULUM关于阿伏伽德罗常数的计算是历年高考的“热点”问题,多年全国高考化学试题重现率几乎为100%。
之所以能成为高考的热点,是因为该类试题以中学所学过的一些重点物质为平台,能考查学生对阿伏伽德罗常数及与其有联系的物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏伽德罗定律等概念与原理的理解是否准确深刻,各类守恒关系、平衡的有关原理掌握的是否牢固。
题目涉及的知识面广,灵活性强,思维跨度大,高考中对这些知识反复进行考查,对考生思维能力的品质———严密性、深刻性是一个很好的检验。
命题者往往有意设置一些陷阱,增大试题的区分度,导致学生实际的得分率并不高。
所以我们应该掌握高考的考试要求,明确高考的命题趋势,完善知识要点梳理,认清题目陷阱设置,培养学生良好的思维品质。
经过十年的高中化学教学,我就阿伏伽德罗常数计算的常见题型及解题方法进行分析并小结如下,供高考学子们参考。
一、计算物质中所含微粒的数目这类题目往往是给出一定质量、一定物质的量或一定体积的物质(或微粒)来计算该物质(或微粒)中所含的微粒(分子、原子、质子、中子、电子、共价键、离子)数。
(1)计算物质中的分子数只要计算出其物质的量即可。
(2)计算溶液中的离子数。
做这类题要遵循“先看是否完全电离,再看是否水解”的思路。
对于完全电离且不水解的物质,根据电离方程式列比例式即可求出离子的物质的量,对于不完全电离或要水解的离子则无法算出具体的数值。
(这类题目中还常常出现“只已知溶质的物质的量浓度求算某离子数目”的陷阱。
遇此陷阱只需直接判断其错误无需计算。
)(3)计算较大微粒中的较小粒子。
即计算分子或离子中的原子、质子、中子、电子、共价键、离子数等。
做这类题的思路是:先计算出一个较大微粒中的较小粒子,在根据粒子数之比等于其物质的量之比列比例式求出较小粒子的物质的量即可。
(4)计算混合物中的粒子数。
遇到此类题目时,首先要判断一下混合物之间是否反应,反应是否完全及产物是否稳定。
阿伏伽德罗常数是12克碳中所含的碳原子数
摘要:
1.阿伏伽德罗常数的定义
2.阿伏伽德罗常数的历史背景
3.阿伏伽德罗常数的应用
4.阿伏伽德罗常数在科学研究中的重要性
正文:
阿伏伽德罗常数是一个在物理学和化学中广泛应用的常数,它表示的是12 克碳中所含的碳原子数。
这个常数的名字来源于意大利化学家阿伏伽德罗,他在19 世纪初期首先提出了这个概念。
阿伏伽德罗常数的历史背景可以追溯到19 世纪初,当时科学家们正在寻找一种可靠的方法来描述物质中的原子数量。
阿伏伽德罗在这个背景下提出了他的常数,他发现,如果将12 克碳(约为0.012 千克)中的碳原子数量作为一个标准,就可以方便地描述其他物质中的原子数量。
阿伏伽德罗常数的应用非常广泛,它在物理学、化学、材料科学等领域都有重要的应用。
例如,在化学中,阿伏伽德罗常数可以用来计算物质的摩尔质量,从而确定物质的数量。
在物理学中,阿伏伽德罗常数可以用来描述光的波长和频率之间的关系。
阿伏伽德罗常数在科学研究中的重要性不言而喻。
如果没有这个常数,科学家们将难以描述和比较不同物质中的原子数量。
有了阿伏伽德罗常数,科学家们可以更准确地研究和描述物质的性质和行为。
阿伏伽德罗常数题目的注意事项1温度和压强22.4L/mol是指标准状况下(0℃ 1.01*105Pa)的气体摩尔体积命题者常常设置非标准状况下的气体体积,例如常温常压或者25℃2物质的状态22.4L/mol使用的对象是气体(包括混合气体)命题者常常把一些容易忽视的液态或者固态物质作为气体例如标准状态下的SO3是固体而不是气体3单质的组成气体单质的组成除了常见的双原子分子外,还有单原子分子(Ne)三原子分子(O3)四原子分子(P4)例如在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数相同,这是错的,应该说分子数相同4粒子的数目粒子的种类一般有分子,原子,离子,质子,中子,电子等1mol微粒的数目即为阿伏伽德罗常数例如1L1mol/L的盐酸溶液中,所含氯化氢分子数为N A,这是错的没有考虑没有氯化氢分子5物质的结构NaO2是由Na+和O22-构成,而不是Na+和O2-构成。
SiO2,SiC都是原子晶体,其结构中只有原子无分子,SiO2为正四面体结构1mol SiO2中含有的共价键为4N A, 1 mol P4含有的共价键为6N A这些都是比较特殊的,要记住。
6物质的变化一些物质间的变化具有一定的隐蔽性,有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。
例如2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1N A这是错的,要考虑1金属镁失去的是2个电子才会变成镁离子7只说了浓度却没有说体积是多少从而不知道具体的物质的量题目1下列叙述正确的是(D)A.标准状况下,5.6LCCl4含有的C-Cl共价键数为N A(2)B.2.4g Mg与足量的稀硫酸反应时,失去的电子数为0.1N A(6)C.1L 0.5 mol/L的CuCl2溶液中含有的Cu2+数为0.5N A(4)D.16g氧气与臭氧的混合物中氧原子数为N A(3)2 下列说法正确的是(A)A. 2.3g金属钠与过量的氧气反应,无论加热与否转移的电子数均为0.1N A (6)B. 1 mol Na2CO3晶体中含有CO32-的数目小于N A(4)C. 惰性电极电解食盐水,若线路通过N A个电子,则阳极产生的气体为11.2L (1)D. 0.1mol的CaO2中含阴离子数是0.2N A(5)3下列叙述正确的是(D)A 标准状况下,22.4L己烷中C-C共价键的数目为5N A (2)B 0.1 mol/L AlCl3溶液中含有的氯离子数为0.3N A(7)C 1mol Fe在1 molCl2中充分燃烧,转移电子数为3N A (6)D 20g重水所含的电子数为10N A( 4)4 下列说法正确的是(C)A 常温常压下,22.4L NH3中含有3N A个N-H键(1)B 1mol/L CaCl2溶液中含有N A个Ca2+ (7)C 48g O3和O2的混合气体中含有3N A个O原子(3)D 1mol/L的NO2溶于足量水后溶液中含有N A个NO3- (6)。
阿伏加德罗常数的测定 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998阿伏加德罗常数的测定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 = ±×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-19C,则下面着重介绍单分子膜法测定常数的操作方法。
实验目的1.进一步了解阿伏加德罗常数的意义。
2.学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。
实验用品胶头滴管、量筒(10 mL)、圆形水槽(直径 30 cm)、直尺。
硬脂酸的苯溶液。
实验原理硬脂酸能在水面上扩散而形成单分子层,由滴入硬脂酸刚好形成单分子膜的质量m及单分子膜面积s,每个硬脂酸的截面积A,求出每个硬脂酸分子质量m分子,再由硬脂酸分子的摩尔质量M,即可求得阿伏加德罗常数N。
实验步骤1.测定从胶头滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的体积取一尖嘴拉得较细的胶头滴管,吸入硬脂酸的苯溶液,往小量筒中滴入 1mL,然后记下它的滴数,并计算出 1滴硬脂酸苯溶液的体积V1。
2.测定水槽中水的表面积用直尺从三个不同方位准确量出水槽的内径,取其平均值。
3.硬脂酸单分子膜的形成用胶头滴管(如滴管外有溶液,用滤纸擦去)吸取硬脂酸的苯溶液在距水面约 5 cm处,垂直往水面上滴一滴,待苯全部挥发,硬脂酸全部扩散至看不到油珠时,再滴第二滴。
如此逐滴滴下,直到滴下一滴后,硬脂酸溶液不再扩散,而呈透镜状时为止。
记下所滴硬脂酸溶液的滴数d。
4.把水槽中水倒掉,用清水将水槽洗刷干净后,注入半槽水,重复以上操作二次。
实验探究活动教学设计方案一、实验课题:阿伏加德罗常数的测定二、实验目的:1进一步了解阿伏加德罗常数的意义。
2学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。
三、实验仪器与试剂:胶头滴管、量筒(10mL)、圆形水槽(直径30cm)、直尺、硬脂酸苯溶液。
四、实验探索的重点与难点分析:本实验是高一化学中的选做实验,难度不特别大,但准确度不高,在做本实验之前我们经过了多方面的探索发掘后认为有两种方法值得一试。
第一种是电解法测阿伏加德罗常数,第二种是单分子油膜法测阿伏加德罗常数。
第一种方法的难点在于本实验是课堂演示实验,所以对时间的要求比较严格,但本方法实验时间比较长,此外本实验电解的是稀H2SO4溶液,有腐蚀性,这是本方法需要克服的又一难点。
第二种方法操作比较简单,花费时间不长,是测阿伏加德罗常数比较完善的课堂演示方法,但本方法可变因素颇多,例如水槽中水的波动,水槽直径的测量,滴管的校正都会影响到最后的结果,这是本方法需要克服的一大难点。
五、实验探索的过程:由于实验室的设备有限,我们并未针对第一种方法作可行性的实验探究,我们已经提供了实验方法,如果将来有条件可以一试。
我们重点针对第二种方法的那些问题进行了探究。
1实验开始前针对水槽要做甚末准备工作?答:在开始实验前,一定要刷洗干净水槽方可开始实验。
2水槽中的水的波动如何解决?答:水槽中的水的波动会影响到硬脂酸苯的扩散,我们在实验前保持水槽不被移动,使水面保持稳定。
3如何使滴管的校正比较准确?答:校正滴管的时候应选择一个性能比较完好的滴管,在校正的时候要保持实验动作规范,这样校正的结果才能比较准确。
4如何准确测量水槽的直径?答:在测量水槽的直径的时候本来应该选择内卡尺,条件所限只好改用直尺,在测量的时候要选择水槽直径,但目测会有误差,最好的方法是使用手固定直尺一端后,将直尺的另一端左右晃动一下选择最大处,然后测量三次,取平均值。
5如何准确测定滴入水槽的硬脂酸苯的滴数?答:在滴定的时候开始时扩散的速度会比较快,然后速度会逐渐减慢,这时一定要耐心等待一会,直至滴到液面上的液滴不再扩散且呈透镜状方可记下滴数。
总结高考化学:阿伏伽德罗常数阿伏加德罗常数的考查,几乎可以将中学化学计算兼容到一个题中,所以是高考必考题。
常常在考题中有意设置一些极易疏忽的干扰因素。
小编在这里整理了相关知识,快来学习学习吧!总结高考化学:阿伏伽德罗常数知识点归纳01标准状况条件(1)考查气体时经常给非标准状况如常温常压下,101kPa、25℃时等。
(2)若给出的是气体的物质的量或质量,则求微粒数与外界条件无关。
例如:11.2L N2 含有 N2分子数为0.5NA(×)解释:未注明标况,不能用22.4L/mol数值进行计算。
标况下22.4 L以任意比例混合甲烷和丙烷的混合物分子数为NA(√)解释:混合气体的计算。
因为标况下1mol任何气体的体积都是22.4L,所以可以认为混合气体是其中的一种进行计算。
1mol甲烷的分子数为NA,1mol丙烷的分子数为NA,则1mol甲烷和丙烷的混合气体的分子数也为NA,如标准状况下,11.2 L N2和CO的混合气体所含原子数约为6.02×1023(√)常温下32g SO2气体中含有0.5NA个SO2 (√)02物质状态考查气体摩尔体积时,常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如H2O、SO3、HF,己烷(C6H14),辛烷(C8H18),二氯甲烷(CH2Cl2),三氯甲烷(CHCl3),四氯化碳(CCl4),HCHO,苯为液态或固态等。
如:标准状况下,5.6L四氯化碳含有的分子数为0.25NA(×)解释:如果是液态的物质则不能用22.4L/mol这个数值来进行计算。
四氯化碳为液态,故错误。
03微粒问题考查一定物质的量的物质中含有多少微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)时常涉及稀有气体He、Ne、Ar等为单原子分子,Cl2、N2、O2、H2、NO为双原子分子,O3为三原子分子,白磷(P4)、NH3为四原子分子等。
所求微粒个数与微粒种类必须一一对应要注意特殊物质摩尔质量:1H:1;2D:2 ;3T:3;H2O:18g/mol;D2O:20g/mol;T2O:22g/mol;18O2:36g/mol;Na37Cl :60。