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SAT II化学:阿伏伽德罗常数

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例子问题

问题1:阿伏伽德罗常数

一摩尔中有多少硝酸盐离子 $Ca(NO_{3})_{2}$ ？

可能的答案:

$3.0\cdot10^{23}$

$6.0\cdot10^{23}$

$2.4\cdot10^{24}$

$1.2\cdot10^{24}$

$1.8\cdot10^{24}$

正确答案:

$1.2\cdot10^{24}$

解释：

注意有两种硝酸盐( $NO_{3}$ 每一单位硝酸钙的离子。这意味着在一摩尔的硝酸钙中，有两摩尔的硝酸盐离子。从摩尔到离子，用2乘以阿伏伽德罗常数。

$2\cdot6.0\cdot10^{23} = 1.2\cdot10^{24}$

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问题1:化学计量学

一摩尔物质中有多少个氢原子 $(NH_{4})_{2}S$ ？

可能的答案:

$2.4\cdot10^{24}$

$1.2\cdot10^{24}$

$6.0\cdot10^{23}$

$3.6\cdot10^{24}$

$4.8\cdot10^{24}$

正确答案:

$4.8\cdot10^{24}$

解释：

在一个分子中 $(NH_{4})_{2}S$ ，有2个铵离子，每个有4个氢原子，总共有8个氢原子。因此，要算出一摩尔的 $(NH_{4})_{2}S$ 必须将阿伏伽德罗常数乘以8。

$8(6.0\cdot10^{23})=4.8\cdot10^{24}$

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问题1:化学计量学

计算铝离子的数量 $4.5\times10^{-2}$ 摩尔的 $\text{Al}_2(\text{Cr}_2\text{O}_7)_3$ _。

可能的答案:

$1.8\times10^{23}\, \text{Al}^{3+}\,\text{ions}$

$4.8\times10^{22}\, \text{Al}^{3+}\,\text{ions}$

$3.3\times10^{21}\, \text{Al}^{3+}\,\text{ions}$

$6.6\times10^{22}\, \text{Al}^{3+}\,\text{ions}$

$5.4\times10^{22}\,\text{Al}^{3+}\,\text{ions}$

正确答案:

$5.4\times10^{22}\,\text{Al}^{3+}\,\text{ions}$

解释：

为了计算铝离子的数量，我们必须首先找到整个化合物中铝离子的数量。在这种情况下，有两分子 $\text{Al}^{3+}$ 对于每一个 $\text{Al}_2(\text{Cr}_2\text{O}_7)_3$ 。在理解了这一点之后，我们可以用阿伏伽德罗常数来确定铝的原子(更具体地说是离子)的数量。具体计算见下式。

$4.5\times10^{-2}\,\text{mol Al}_2(\text{Cr}_2\text{O}_7)_3\times\frac{2\;\text{mol Al}^{3+}}{1\,\text{mol Al}_2(\text{Cr}_2\text{O}_7)_3}$ $\times\frac{6.02\times10^{23}\; \text{Al}^{3+}\,\text{ions}}{1\;\text{mol Al}^{3+}}=5.4\times10^{22}\; \text{Al}^{3+}\,\text{ions}$

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问题1:化学计量学

0.2550克氯化铝中有多少个氯原子， $\text{AlCl}_3$ ？

可能的答案:

$4.125\times10^{21}\text{ atoms Cl}$

$3.652\times10^{21}\text{ atoms Cl}$

$4.332\times10^{21}\text{ atoms Cl}$

$3.823\times10^{21}\text{ atoms Cl}$

$3.454\times10^{21}\text{ atoms Cl}$

正确答案:

$3.454\times10^{21}\text{ atoms Cl}$

解释：

氯化铝的分子式是 $\text{AlCl}_3$ 。的摩尔质量 $\text{Al}$ 是26.98 g，摩尔质量是 $\text{Cl}$ 是35.45克。有三个 $\text{Cl}$ 原子 $\text{AlCl}_3$ 。计算的分子质量 $\text{AlCl}_3$ ，我们需要算出一个铝原子和三个氯原子的质量之和:

$1(26.98\text{ amu Al})+3(35.45\text{ amu Cl})=133.33\text{ amu}$

总分子量为130.33 g。从g开始 $\text{AlCl}_3$ ，我们把它转换成摩尔的量 $\text{AlCl}_3$ 用我们刚刚计算的分子量。然后我们计算氯离子的摩尔数 $\text{AlCl}_3$ 。使用3:1的比例。最后，我们用阿伏伽德罗数来计算原子数。计算如下:

$0.2550\text{ g AlCl}_3 \times \frac{1\text{ mol AlCl}_3}{133.33\text{ g AlCl}_3} \times\frac{3\text{ mol Cl}}{1\text{ mol AlCl}_3}$ $\times\frac{6.02\times10^{23}\text{ atoms Cl}}{1\text{ mol Cl}}\,= 3.454\times10^{21}\text{ atoms Cl}$

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