高考化学专题11物质的量气体摩尔体积解析版Word格式文档下载.docx
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Vm=
②与气体质量的关系:
=
③与气体分子数的关系:
(3)影响因素:
气体所处的温度和压强。
3.阿伏加德罗定律
(1)决定气体体积的外界条件:
一定物质的量的气体,其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。
(2)阿伏加德罗定律:
可总结为:
“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
难点提取
阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言表达
T、p相同
同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比
T、V相同
同温、同体积的气体,其压强与物质的量成正比
同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比
T、p、V相同
同温、同压、相同体积的气体,其质量与其相对分子质量成正比
T、p、m相同
同温、同压下,等质量的气体,其体积与其相对分子质量成反比
T、V、m相同
同温、同体积下,等质量的气体,其压强与其相对分子质量成反比
【归纳总结】
求气体的摩尔质量M的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ:
M=22.4ρ;
(2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):
M1/M2=D;
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):
M=m/n;
(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):
M=NA·
m/N;
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;
还可以用下式计算:
×
a%+
b%+
c%……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
三、突破阿伏加德罗常数应用的陷阱
洞悉有关NA判断的七大“陷阱”
考查方向
注意问题
气体摩尔体积的适用条件
若题中出现物质的体积,先考虑是否是气体,如是气体再需考虑条件是否为标准状况
物质的聚集状态
熟悉在标准状况下是液体或固体的物质,如CCl4、H2O、SO3、己烷、苯、酒精、CHCl3等
物质的微观结构
①某些物质分子中的原子个数,如Ne、O3、P4等;
②特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数,如D2O、T2O、18O2、H37Cl等;
③一些物质中的化学键数目,如SiO2、Si、CH4、P4、CO2、C60、烃中碳碳键数等
电解质的电离与水解
弱电解质的电离及某些离子的水解,如1molCH3COOH或1molFeCl3溶于水时,溶液中CH3COO-或Fe3+的物质的量均小于1mol
氧化还原反应中的电子转移
如Na2O2、NO2与H2O反应,电解AgNO3溶液,Fe、Cu与S反应,Cl2与H2O、NaOH反应,Fe与稀HNO3反应等
分散系中的微粒数目
FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体,因为胶体微粒是分子的集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3+的数目
隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底。
如2NO2N2O4,Cl2+H2OHClO+HCl,合成氨反应、二氧化硫的催化氧化等
【方法技巧】
判断阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”
第一步:
查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提
(1)当物质是气体时,应查看所给条件是不是标准状况;
(2)当条件是标准状况时,应查看所给物质在标准状况下是不是气体。
第二步:
分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提
(1)已知某种物质的质量或物质的量时,则这些数据不受外界条件的限制;
(2)已知数据是体积时,要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体;
(3)已知数据是物质的量浓度或pH时,要关注是否给出了溶液的体积。
第三步:
准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提
(1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系;
(2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。
高频考点突破
高频考点一、物质的量 摩尔质量
例1.【2016年高考上海卷】称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g,加入含0.1molNaOH的溶液,完全反应,生成NH31792ml(标准状况),则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为()
A.1:
1B.1:
2C.1.87:
1D.3.65:
1
【答案】C
【解析】
【举一反三】某氯原子的质量是ag,12C原子的质量是bg,用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )。
①该氯原子的相对原子质量为12a/b ②mg该氯原子的物质的量为m/(aNA)mol ③该氯原子的摩尔质量是aNAg
④ag该氯原子所含的电子数为17mol
A.①③B.②④
C.①②D.②③
【解析】③中摩尔质量的单位应为g·
mol-1;
由于该氯原子的质量是ag,故ag该氯原子所含的电子数为17,④错。
高频考点二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
例2.【2015海南化学】下列指定微粒的数目相等的是()
A.等物质的量的水与重水含有的中子数
B.等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数
C.同温、同压同体积的CO和NO含有的质子数
D.等物质的量的铁和铝分别于足量氯气完全反应时转移的电子数
【答案】BD
【解析】1mol普通水中含有的中子数是8mol,1mol重水中含有的中子数是10mol,所以等物质的量的
水与重水含有的中子数不相等,A错误;
乙烯、丙烯都属于烯烃,通式符合CnH2n,最简式是CH2,若二者的质量相等,含最简式的个数相等,含有的共用电子对数也相等,B正确;
同温同压下,同体积的CO和NO分子数相同,但是由于每个分子中含有的质子数不相同,所以同温同压下,同体积的CO和NO含有的质子数不相等,C错误;
由于Cl2的氧化性很强,与变价金属Fe反应时产生的是FeCl3,与Al发生反应产生AlCl3,所以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等,D正确。
【变式探究】设NA为阿伏加德罗常数的值,如果ag某气态双原子分子的分子数为p,则bg该气体在标准状况下的体积V(L)是( )。
A.
B.
C.
D.
【答案】D
高频考点三、阿伏加德罗常数应用
例3.【2016年高考四川卷】NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是()
A.2.4g镁在足量的氧气中燃烧,转移的电子数为0.1NA
B.标准状况下,5.6L二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NA
C.氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为0.4NA
D.0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA
【答案】B
【解析】2.4g镁的物质的量为2.4/24=0.1mol,反应中失去0.2mol电子,A错误;
标准状况下5.6L二氧化碳的物质的量为5.6/22.4=0.25mol,含有的氧原子为0.5mol,B正确;
氢原子数为0.4NA的甲醇分子为0.1mol,含有5molσ键,C错误;
醋酸是弱酸,不能完全电离,D错误。
【变式探究】【2015新课标Ⅱ卷理综化学】NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是()
A.60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B.1L0.1mol·
L-1的NaHCO3溶液中HCO3-和CO32-离子数之和为0.1NA
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。
23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D.235g核互
U发生裂变反应:
U+
n
Sr+
U+10
n,净产生的中子(
n)数为10NA
真题感悟
1.【2016年高考新课标Ⅰ卷】设NA为阿伏加德罗常数值。
下列有关叙述正确的是()
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
【答案】A
【解析】乙烯和丙烯的最简式相同,均是CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为
=2NA,A正确;
N2与H2反应生成的NH3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物。
1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA,B错误;
1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁,电子转移数为3NA,C错误;
标准状况下四氯化碳是液态,不能利用气体摩尔体积计算物质的量,D错误。
2.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】NA为阿伏伽德罗常数的值。
A.18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA
B.2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA
【解析】
3.【2014年高考江苏卷第6题】设NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是
A.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B.0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L苯中含有分子的数目为0.5NA
D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.4NA
【解析】A、氧气和臭氧都是氧原子形成的单质,则1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA,A正确;
B、丙烯酸的结构简式为CH2=CHCOOH,则0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.2NA,B不正确;
C、标准状况下,苯不是气态不能适用于气体摩尔体积,则11.2L苯中含有分子的数目一定不是0.5NA,C不正确;
D、在过氧化钠与水的反应中,过氧化钠既是氧化剂也是还原剂,氧元素的化合价从-1价升高到0价,部分降低到-2价,因此反应中每生成1mol氧气转移2mol电子,则每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.2NA,D不正确。
4.【2014年高考四川卷第5题】设NA为阿伏伽德罗常数的值。
A.高温下,0.2molFe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3NA
B.室温下,1LpH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
C.氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D.5NH4NO3
2HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28gN2时,转移的电子数目为3.75NA
5.【2014年高考广东卷第10题】设NA为阿伏伽德罗常数的数值。
A.1mol甲苯含有6NA个C-H键
B.18gH2O含有10NA个质子
C.标准状况下,22.4L氨水含有NA个NH3分子
D.56g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子
【解析】A、根据甲苯的结构简式判断1mol甲苯含有8NA个C-H键,错误;
B、1个水分子中含有10个质子,18g水的物质的量是1mol,所以18gH2O含有10mol即10NA个质子,正确;
C、标准状况下氨水不是气体,所以不能计算其物质的量,错误;
D、铁在常温下与浓硫酸发生钝化,加热可使反应继续进行,但56g即1molFe与足量浓硫酸发生氧化还原反应时,生成铁离子,转移电子3mol,所以应生成1.5mol的二氧化硫即1.5NA个SO2分子,错误。
6.【2014年高考全国大纲卷第7题】NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是
A.lmolFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
B.2L0.5mol•L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1molNa2O2固体中含离子总数为4NA
D.丙烯和环丙烷组成的42g混合气体中氢原子的个数为6NA
【解析】A项lmolFeI2与足量氯气反应时转移的电子数应该为3NA(Fe2+、I-均被氧化),错误;
B项2L0.5mol•L-1硫酸钾溶液中SO42-所带电荷数应该为2NA,错误;
C项1molNa202固体中含离子总数应该为3NA,错误。
D项丙烯和环丙烷为同分异构体,故42g混合气体中氢原子的个数为6NA,正确。
7.【2014年高考上海卷第16题】含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。
若砷的质量为1.50mg,则
A.被氧化的砒霜为1.98mg
B.分解产生的氢气为0.672ml
C.和砒霜反应的锌为3.90mg
D.转移的电子总数为6×
10―5NA
8.【2014年高考上海卷第22题】已知:
2[NaAl(OH)4]+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。
向含2molNaOH、1molBa(OH)2、2mol[NaAl(OH)4]的混合液中慢慢通入CO2,则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是
选项
A
B
C
D
n(CO2)(mol)
2
3
4
6
n(沉淀)(mol)
【答案】AC
【解析】反应的先后顺序为①Ba2++2OH-+CO2→BaCO3↓+H2O、②2OH-+CO2→CO32-+H2O、③2Al(OH)4-+CO2→2Al(OH)3↓+CO32-+H2O、④CO32-+CO2+H2O→2HCO3-、⑤BaCO3+CO2+H2O→Ba2++2HCO3-,则A、当通入2molCO2时,生成1mol碳酸钡,A正确;
B、当通入3molCO2时,生成1mol碳酸钡和2mol氢氧化铝沉淀,共计是3mol,B不正确;
C、当通入4molCO2时,生成1mol碳酸钡和2mol氢氧化铝沉淀,共计是3mol,C正确;
D、当通入6molCO2时,只有2mol氢氧化铝沉淀,D不正确。
9.【2013·
上海卷】NA代表阿伏伽德罗常数。
已知C2H4和C3H6的混合物的质量为ag,则该混合物
A.所含共用电子对数目为(a/7+1)NAB.所含碳氢键数目为aNA/7
C.燃烧时消耗的O2一定是33.6a/14LD.所含原子总数为aNA/14
【解析】1个C2H4分子中含共用电子对数目为6对,碳氢键数目为4个,1个C3H6分子中含共用电子对数目为9对,碳氢键数目为6个,则A错误(应该为3aNA/14);
B正确;
C项没有给氧气的状态,D项含原子总数为3aNA/14,因此选B。
10.【2013·
新课标II卷】NA为阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.1.0L1.0mo1·
L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
B.12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA
C.25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
D.1mol的羟基与1moL的氢氧根离子所含电子数均为9NA
11.【2013·
四川卷】1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀,下列说法不正确的是()
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2︰1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
【解析】设铜镁的物质的量分别为x、y,则①64x+24y=1.52②64x+24y+34x+34y=2.54,
解得x=0.02mol,y=0.01mol,设N2O4、NO2的物质的量分别为a、b,则根据得失电子数相等:
2x+2y=2a+b,a+b=0.05,则a=0.01mol,b=0.04mol,A、C正确;
c(HNO3)=1000×
1.4×
63%/63=14.0mol·
L-1,C项正确;
沉淀达最大时,溶液中只有硝酸钠,根据原子守恒:
n(NaOH)=n(HNO3)-(2a+b)=0.7-0.06=0.64mol,氢氧化钠溶液体积为640mL,D错误。
12.【2013·
大纲卷】下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()
A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等
13.【2013·
江苏卷】设NA为阿伏加德罗常数的值。
A.1L1mol·
L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目为NA
B.78g苯含有C=C双键的数目为3NA
C.常温常压下,14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA
D.标准状况下,6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA
【解析】A项ClO-会水解,所以ClO-数目少于NA个,A项错误。
B项苯的结构不含碳碳双键,苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间一种独特的键,B项错误。
C项14g由N2与CO组成的混合气体总物质的量为0.5mol,则混合气体的原子数为0.5×
2=1mol,即NA个。
D项NO2与水反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,每消耗3molNO2,则转移电子为2mol,所以6.72LNO2参加反应,则转移电子0.2NA,D项错误。
14.【2013·
上海卷】一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO42-)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO12.0g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1﹕1,则V可能为
A.9.0LB.13.5LC.15.7LD.16.8L
【解析】若混合物全是CuS,其物质的量为12/80=0.15mol,根据得失电子数相等:
0.15×
(6+2)=
22.4×
3+
1,V=13.44L,若混合物全是Cu2S,其物质的量为=0.075mol,根据得失电子数相等:
0.075×
10=
1,V=8.4L,因此选A。
押题专练
1.“物质的量”是联系宏观世界和微观世界的桥梁。
下列说法正确的是( )
A.“摩尔”是“物质的量”的单位
B.1molO2的质量是32g/mol
C.任何气体的“气体摩尔体积”均为22.4L/mol
D.10mL2mol/LH2SO4溶液中取出的5mL溶液,其浓度为1mol/L
【答案】:
【解析】:
2.下列说法正确的是( )
A.摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
B.在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积相等
C.阿伏加德罗常数的数值是0.012kg14C所含的原子个数
D.若气体摩尔体积为22.4L·
mol-1,则所处条件为标准状况
考查了物质的量、体积摩尔体积的相关知识。
A.摩尔是物质的量的单位,不是物理量,故A错误;
B.气体摩尔体积的定义是1mol气体在一定条件下所占有的体积,气体体积与温度和压强有关,温度和压强一定的条件下,气体摩尔体积相同,故B正确;
C.阿伏加德常数的数值是0.012kg12C所含的原子个数,故C错误;
D.气体摩尔体积的定义是1mol气体在一定条件下所占有的体积,气体体积与温度和压强有关,故气体摩尔体积为22.4L·
mol-1,不一定是在标况下,故D错误;
故选B。
3.下列两种气体的分子数一定不相等的是( )
A.质量相等密度不等的N2和C2H4
B.等体积等密度的CO和C2H4
C.等温、等压、等体积的O2和N2
D.常温常压下,等质量的NO和CO
4.下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,22.4L·
mol-1就是气体摩尔体积
B.非标准状况下,1mol任何气体的体积不可能为22.4L
C.标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02×
1023个分子
D.1molH2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L
考查气体摩尔体积,气体的体积等知识。
A.气体的体积由温度和压强决定,在标准状况下,22.4L·
mol-1就是气体摩尔体积,A项正确;
B.气体的体积由温度和压强决定,温度升高,体积增大,增大压强,体积减小,所以在非标准状况下,1mol任何气体的体积也有可能为22.4L,B项错误;
C.根据n=V/Vm,n=N/NA,标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02×
1023个分子,C项正确;
D.气体的体积与温度、压强和气体分子数有关,与气体的种类无关,D项正确;
答案选B。
5.依照阿伏加德罗定律,下列叙述正确的是( )
A.同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
B.同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度反比
C.同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度反比
D.同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比
本题考查阿伏加德罗定律及其推论。
A.同温同压下两种气体的体积之比与摩尔质量之比无关,错误;
B.同温同压下两种气体的物质的量之比与密度无关,错误;
C.同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比,错误;
D.同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比,正确。
6.在标准状
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