对阿伏加德罗常数测定实验的分析与改进
有关阿伏伽德罗常数的计算的探究
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。
关于“阿伏伽德罗常数”的历史考量
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ３ ８ ８ ４ ／ ｊ ． １ ０ ０ ３ — ３ ８ ０ ７ ｈ ｘ ｊ ｙ ． ２ ０ １ ５ ０ １ ０ １ ２ ８
在 “ 物质 的量 ” “ 摩 尔 ”这 ２个 教 学难 点 的成
因 中 ，“ 阿 伏伽 德 罗 常数 ” 是 极其 重 要 的一项 影 响 因素 。很 多关 于 “ 阿伏 伽德 罗常 数” 的疑 问给 “ 物
题 和关键 词进 行搜 索 。在搜 到 的研究 论 文 中 ，篇数 最 多 的是 针对 高考 考点 和高 考 复 习类 的文章 ，其 次 是关 于阿伏伽 德 罗常数 实验 测 定 的论文 。直 接针 对
“ 阿伏伽 德 罗常数 ” 的概 念及 其 发 展 史 的研 究 论 文
好 比物 理学 理论 之 网上 的定 量链 环 和支点 ，集 中反
数 ２大类 。 （ １ ）一般 物理 常数 ：同具 体 的物理 效应
或 物质 的一 般性 质 密 切 相 关 ，受 物 理 条件 的 限制 ， 不具有 普遍 的理 论 意 义 ，故 称 之为 一 般 物理 常数 ，
比如 物质 密度 、摩擦 系数 、电阻率 等 。（ ２ ）基 本物 理常 数 。与 具 体 的物 理 效 应 和 物 质 的 一 般 性 质 无
陈出新比如电子电荷法黑体辐射法n粒子计表5阿伏伽德罗常数的测定方法table5determinationmethodoftheconstantavogadro方法名称原理测量值tool一1电子电荷方法通过测量电子电荷并通过法拉第常数f计算出阿伏伽德罗常数nafena60641023通过黑体辐射可确定波尔兹曼常数从波尔兹曼常数和气体通用常数rtool一1黑体辐射方法na61751023可获得阿伏伽德罗常数为narkrutherford和geiger对镭源放射d粒子进行计数测量出镭元素放射a粒子tool1a粒子计数方法数的计量为34101
利用手持技术电解法测量阿伏伽德罗常数实验
文章编号： １ ０ ０ ５ — ６ ６ ２ ９ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０ ０ ５ ８ — ０ ３
中 图分 类 号 ： Ｇ６ ３ ３ ． ８
文 献 标 识码 ： Ｂ
从古代 先 哲 到现代 科 学 家们对 微 观世 界 的探 索从 未 间 断和 放 弃过 ， “ 原子一 分 子论 ”的建 立标 志 着 近代 化学 学 科 的建 立 ， 也 是 人们 对 微 观 世 界认 识 的 一个 重 要 里程 碑， 当人们 进行 任何 测 定微 观世 界 物理 量 的实 验时 ， 由于 实 验 总是 在 宏 观世 界 里进 行 ， 不论 你 有 意 或 无 意 都必 须
总之， 变化 发 明法， 为创造 者提 供了施展 才华 的广 阔天地 ， 变化 的思 路 和方 法 给各 个 课 堂 带来 效 益 ， 给 学 生带来 欢 乐 和愉 快， 也带 来方便 和享受 。
６ 运用联 想 发明法 改进 实验
然 机 遇” 只 能给 那 些 有科 学 素 养 的人 ， 给那 些 善 于 独 立 思 考 的
铁丝 选 择要求 较 高， 且 需要 在纯 氧巾燃烧 。 由于 物质反 应 的快慢 跟 颗粒 的 大小 有关 ， 颗 粒越 小 ， 反 应 越快 。 通过联想， 能否 直接
将铁 丝 用还 原性铁 粉来 代替 呢？
６ ２ 改 进 点
将 滤 纸 用手 撕 成 ０ ． ５ 厘 米 宽 的纸 条 ， 用酒 精 灯点燃 一 张 滤 纸； 用 镊 子 夹 住 另 一 张滤 纸 条 的一 端 ， 伸入 还 原铁 粉 中均 匀搅
倒人 到漏 斗 中。 （ ３ ） 变 化 ： 如图 ７ ， 取 两只烧 杯进 行 对 比实验 。 把 二氧化 碳 从 集气 瓶 中倒 人 其 中的一 个 烧 杯 中， 然 后用 两 支燃 着 的蜡 烛 分 别伸人 两 个 烧 杯 中， 其 中倒 入 二 氧化 碳 的烧 杯 中蜡 烛 立 即熄 灭， 没倒 二氧化 碳 的烧 杯中蜡 烛继 续燃 烧 ， 对 比效 果非 常明 。
单分子膜法测阿伏伽德罗常数
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。
有关阿伏伽德罗常数的计算的探究
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
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
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
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。
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阴极,发生反应:Cu2+ +2eˉ = Cu 阳极,发生反应2H₂O–4eˉ =O₂↑+4H⁺ 根据铜的增重可得到铜增加的物质的量。 再根据通过的电量即可得到阿伏伽德罗常 数。 根据气体体积与气体物质的量(可由铜的增 重算得)可求得气体常数 。
需要测量的量 电流I
测量时系统误 差产生的原因
仪器允差 0.5mA 0.001g 0.11s(加上反应 时间）
相对误差 0.26% 0.88% 0.0061%
200mA电流计 仪器误差 铜片变化质量m 千分之一电子 称误差 时间t 滴定管a 液柱高h 氧气体积V 人的反应时间 和秒表误差 滴定管误差 测量时误差
0.05mL（允差） 0.22% 0.2cm — 0.48% 很小
仪器:直流稳压电源,直流电阻器,毫安表,分 析天平,定槽水银气压表,导线,电极夹,秒表, 温度计,50mL 酸式滴定管,250mL 烧杯,25mL 移液管,铂电极,零号砂纸, 米尺。
试剂:纯锌片,硫酸锌溶液。
锌片
(1) 滴定管无刻度部分的测量。 (2) 连接装置,初调电流。 参照图 1,取纯薄紫锌片(约 3cm伊5cm),用零号 砂纸擦用去离子水洗净,晾干。 以铂丝做阴极,伸入量气管内。 向 250mL 烧杯中加入 200mL 电解液。 以锌片做阳极,打开量气管活塞,用洗耳球从乳 胶管口吸气,使溶液充满量气管,然后关闭活塞。 接通电源,调节电阻箱的电阻和直流稳压电源 的输出电压,使毫安表的读数在 190mA 左右。
测量时系统误差产生的原因 改进方法 通过测量氢气的体积，可有效的减小因溶 解而引起的误差，从而使计算更加精确。 电流 I 200mA电流计仪器误差 用更高精度电流表测定 m 千分之一电子称误差 使用万分之一电子称测量 铜片变化质量 除此之外还有以下对其他误差的讨论结果
需要测量的量
时间t 滴定管a 液柱高h
王俊人 张丁元 潘烺 王廉皓 蔺俊杰 张国欢
2015年11月4日
讲解人：张丁元
经过讨论，我们对用电解法测定阿伏加德 罗常数的实验，进行了实验误差的分析。 对阿伏伽德罗常数与气体常数测定实验进 行了改进: 阴极：铂丝 阳极：锌片 在一定程度 上减少误差。 电解液：硫酸锌 称量质量增重称量→质量减少
氧气溶于水时 产生的误差
主要针对氧气体积：
原方案通过测量由阳极氧化产 生氧气的体积,再经计算得到气 体常数。
氧气在水中有一定溶解度 电解产生的气泡直径小,与溶液 接触表面积大、溶解速率较快
测定气体常数时 误差较大
阳极：Zn−2e⁻=Zn2⁺ 阴极：2H₂O+2e⁻ =2OH⁻+H₂↑ 阿伏伽德罗常数及气体常数的计算公式:
人的反应时间和秒表误差
可以多个同学同时计时取平均值
滴定管误差
保证正确方法读数，尽量减小误 差 在悬空用尺子测量时可在尺子下 面悬挂重物保证其垂直；读数时 在左右分别读数 取下锌片,用去离子水洗净铜片并晾干。 在分析天平上称重( 称准至 0. 1mg) 后重新 连接锌片,使量气管充满电解液。 接通电源同时启动秒表,记录电流强度。 电解过程中随时调节电阻箱的电阻,以维持 电流恒定。
(5) 记录数据及后处理。 通电 30min 后,切断电源,取下锌片。 用去 离子水漂洗锌片并晾干。 在分析天平上称 重。 测量量气管内液柱高度,记录温度和管 内液面读数(精确至 0. 01mL)。