第 讲 物质的量 气体摩尔体积Word格式文档下载.docx
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语言叙述
T、p
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
提醒 对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积概念的理解
(1)2g氦气所含的原子数目约为×
×
1023( )
(2)1mol任何物质都含有×
1023个分子( )
(3)在标准状况下,1molO2与1molSO3的体积相同( )
(4)在标准状况下,1mol气体的体积约是L,在非标准状况下,1mol气体的体积则一定不是L( )
(5)标准状况下,O2和O3中氧原子的摩尔质量均为16g·
mol-1( )
(6)常温常压下,14gN2与7g乙烯(C2H4)所含原子数相同( )
(7)22gCO2与标准状况下LHCl所含的分子数相同( )
答案
(1)√
(2)×
(3)×
(4)×
(5)√ (6)×
(7)√
题组一 有关n=
的计算
1.
(1)含×
1023个中子的
Li的质量是________g。
(2)4gD2和20g18O2的单质化合时最多能生成________________gD218O。
(3)若gNa2X中含有mol钠离子,Na2X的摩尔质量是________,X的相对原子质量是________。
答案
(1)
(2)22 (3)62g·
mol-1 16
解析
(1)根据n=
计算中子物质的量,
Li的中子数为7-3=4,进而计算Li的物质的量,再根据m=nM计算。
(2)根据不足量的物质计算生成D
O的质量;
18O2过量。
(3)1molNa2X中含有2mol钠离子,molNa2X中含有mol钠离子,则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)=
=62g·
mol-1;
X的相对原子质量=62-46=16。
2.CO和CO2的混合气体18g,完全燃烧后测得CO2体积为L(标准状况),
(1)混合气体中CO的质量是________g。
(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L。
(3)混合气体在标准状况下的密度是________g·
L-1。
(4)混合气体的平均摩尔质量是________g·
答案
(1)7
(2) (3) (4)36
解析 CO燃烧发生反应:
2CO+O2
2CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为L,故18gCO和CO2的混合气体的总体积为L,在标准状况下,18gCO和CO2的混合气体的物质的量为mol,设CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为ymol,
则
,解得x=,y=。
(1)混合气体中CO的质量=28g·
mol-1×
mol=7g。
(2)原混合气体中,CO2的体积为mol×
L·
mol-1=L。
(3)原混合气体的密度=
≈g·
(4)解法一:
=ρ·
mol-1=g·
L-1×
mol-1≈36g·
解法二:
=36g·
解法三:
=28g·
50%+44g·
50%=36g·
故平均摩尔质量为36g·
3.(2017·
长沙市第一中学高三检测)1个某种氯原子的质量是ag,1个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.②④C.①②D.②③
答案 C
解析 ①该原子的相对原子质量为一个氯原子的质量与一个12C质量的
的比值,即
,正确;
②阿伏加德罗常数个氯原子的质量,即为1mol该氯原子的质量,因而该氯原子摩尔质量为aNAg·
mol-1,n(Cl)=
mol,正确,③错误;
④电子数应为17,错误。
4.设NA为阿伏加德罗常数,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( )
答案 D
解析 解法一 公式法:
ag双原子分子的物质的量=
mol,
双原子分子的摩尔质量=
g·
mol-1,
所以bg气体在标准状况下的体积为
mol-1=
L。
解法二 比例法:
同种气体其分子数与质量成正比,设bg气体的分子数为N
ag ~ p
bg ~ N
则:
N=
,双原子分子的物质的量为
,所以bg该气体在标准状况下的体积为
题组二 阿伏加德罗定律及应用
5.(2018·
合肥模拟)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。
根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是( )
A.若M(甲)<M(乙),则分子数:
甲<乙
B.若M(甲)>
M(乙),则气体摩尔体积:
C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:
甲>
乙
D.若M(甲)>
M(乙),则气体的体积:
解析 等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比,若M(甲)<M(乙),则分子数:
乙,A项错误;
若M(甲)>
M(乙),则物质的量:
甲<乙,又气体体积相等,故气体摩尔体积:
乙,B项错误;
同温同体积同质量的气体或混合气体,压强与摩尔质量成反比,C项正确;
由质量和密度相等可知气体体积相等,D项错误。
6.等温等压下,有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,下列叙述中正确的是( )
A.体积之比为13∶13∶14B.密度之比为14∶14∶13
C.质量之比为1∶1∶1D.原子数之比为1∶1∶1
答案 B
解析 A项,三种气体分子的质子数均为14,质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,物质的量相等,等温等压下,气体的体积与其物质的量成正比,所以三者体积之比为1∶1∶1,错误;
B项,CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·
mol-1、28g·
mol-1、26g·
mol-1,等温等压下,气体摩尔体积相同,根据ρ=
知,密度与摩尔质量成正比,则密度之比为28∶28∶26=14∶14∶13,正确;
C项,三种气体分子的物质的量相等,CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·
mol-1,根据m=nM知:
质量之比与摩尔质量成正比为28∶28∶26=14∶14∶13,错误;
D项,1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4,所以三种气体原子数之比为1∶1∶2,错误。
7.在某温度时,一定量的元素A的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质,此时密闭容器中气体分子总的物质的量增加了75%。
则A单质的一个分子中有________个A原子,AH3分解反应的化学方程式为____________________。
答案 4 4AH3
A4+6H2
求气体的摩尔质量M的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):
M=m/n。
(2)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。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:
M=ρ×
(g·
mol-1)。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):
M1/M2=D。
(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:
M=M1×
a%+M2×
b%+M3×
c%……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
微专题 气体体积的测定
气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等),也可直接测量收集的气体体积。
测量气体体积的常用方法:
(1)直接测量法。
如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。
测量前,A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。
C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中,另一反应物置于水槽中,二者反应产生的气体可以直接测量。
D装置:
用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。
读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
解答该量气装置读数时的答题模板:
①将×
恢复至室温。
②调节×
与×
两端液面相平。
③视线与×
在同一水平线上。
E装置:
直接测量固液反应产生气体的体积,注意应恢复至室温后,读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。
(2)间接测量法。
如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
专题训练
欲测定金属镁的相对原子质量,请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次,假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。
填写下列各项(气流从左到右):
(1)各种仪器连接的先后顺序是________接________、________接________、________接________、________接________(用小写字母表示)。
(2)连接好仪器后,要进行的操作有以下几步,其先后顺序是___________________(填序号)。
①待仪器B中的温度恢复至室温时,测得量筒C中水的体积为VamL;
②擦掉镁条表面的氧化膜,将其置于天平上称量,得质量为mg,并将其投入试管B中的带孔隔板上;
③检查装置的气密性;
④旋开装置A上分液漏斗的活塞,使其中的水顺利流下,当镁完全溶解时再关闭这个活塞,这时A中共放入水VbmL。
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量,其数学表达式为
________________________________________________________________________。
(4)若试管B的温度未冷却至室温,就读出量筒C中水的体积,这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)仔细分析上述实验装置后,经讨论认为结果会有误差,于是又设计了如下图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是__________________________________________________________
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL。
则产生氢气的体积为________mL。
答案
(1)a h g b c f e d
(2)③②④①(3)
(4)偏小(5)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;
可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1-V2
解析
(1)根据实验目的及各装置的特点可分析知:
利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B中,产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积,所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(2)综合考虑各实验步骤可知先后顺序为③②④①。
(3)由题意知:
M ~ H2
ML
m(Va-Vb)×
10-3L
所以M=
(4)由于试管B未冷却至室温,会导致Va变大,所以使Mg的相对原子质量偏小。
考点二 突破阿伏加德罗常数应用的“5个”陷阱
1.抓“两看”,突破气体与状况陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:
CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯等在标准状况下均不为气体]。
2.排“干扰”,突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3.记“组成”,突破陷阱
(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
(2)记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
(3)记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
(4)记物质中所含化学键的数目,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
4.要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱
(1)2SO2+O2
2SO3 2NO2N2O4N2+3H2
2NH3
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)NH3+H2ONH3·
H2ONH
+OH-
(4)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)盐溶液中弱酸根或弱碱阳离子的水解。
(6)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
5.抓“反应”,突破陷阱
(1)明确三步确定电子转移数目
(2)熟记常考氧化还原反应转移的电子数(其他反应物均过量)
反应
物质
转移电子的物质的量或电子数目
Na2O2+CO2(或H2O)
1molNa2O2
1mol或NA
1molO2
2mol或2NA
Cl2+NaOH
1molCl2
Cl2+Fe
1molFe
3mol或3NA
题组一 气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×
”
(1)LCO2中含有的原子数为( )
(2)常温下L甲烷气体含有的甲烷分子数为( )
(3)标准状况下,L氨水含有NH3分子数为( )
(4)标准状况下,LSO3中含有SO3分子数为NA( )
(5)标准状况下,L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子( )
答案
(1)×
(2)×
(5)√
题组二 物质的量或质量与状况
2.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×
(1)常温常压下,gO2所含的原子数为( )
(2)标准状况下,18gH2O所含的氧原子数目为NA( )
(3)室温下,1molCH4中含有5NA原子( )
(4)常温常压下,1molCO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA( )
答案
(1)√
(2)√ (3)√ (4)√
题组三 物质的组成与结构
3.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×
(1)在常温常压下,18gH2O与18gD2O所含电子数均为10NA( )
(2)17g—OH与17gOH-所含电子数均为10NA( )
(3)30gSiO2中含有硅氧键个数为1NA( )
(4)32g甲醇中所含共价键数目为5NA( )
(5)常温常压下,32gO2和O3的混合气体中含有的原子数为2NA( )
(6)56g乙烯中所含共用电子对数目为12NA( )
(7)78g苯中含有3NA碳碳双键( )
(8)60℃时,92gNO2与N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA( )
(4)√ (5)√ (6)√ (7)×
(8)√
解析 (3)每个硅原子都以单键与周围的四个氧原子直接相连。
(5)直接计算氧原子的物质的量。
(6)乙烯中碳碳双键是两对共用电子对。
(7)苯分子中不含碳碳双键。
(8)混合气体抽出特定组合“NO2”,其摩尔质量为46g·
题组四 电解质溶液中粒子数目的判断
4.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×
(1)Lmol·
L-1的NH4NO3溶液中含有的N原子数目为( )
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA( )
(3)mol·
L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为( )
(4)25℃时,pH=13的LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为( )
(5)1Lmol·
L-1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为( )
(4)√ (5)×
解析
(2)等体积不是1L、等浓度不是1mol·
L-1,无法计算。
(3)没有体积无法计算。
(5)溶液中水分子也含有氧原子。
审“组成、体积”因素,规避电解质溶液中粒子数目判断陷阱
(1)是否存在弱电解质的电离或盐类水解。
(2)已知浓度,是否指明体积,用好公式n=cV。
(3)在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水。
题组五 物质转化中的“隐含反应”
5.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×
(1)50mL12mol·
L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为( )
(2)常温下,密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA( )
(3)常温下,56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子( )
(4)一定条件下合成氨反应,用molH2和molN2,充分反应后可得到NH3分子数为NA( )
L-1KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数大于( )
解析
(1)随着反应进行浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
(2)隐含NO2与N2O4的转化平衡。
(3)常温下铁遇浓硫酸钝化。
(4)合成氨反应为可逆反应,不可能完全反应。
(5)一个铝离子水解,产生三个氢离子(阳离子)。
题组六 氧化还原反应中电子转移数目的判断
6.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×
(1)g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为( )
(2)molZn与含molHCl的盐酸充分反应,转移的电子数目为( )
(3)1molNa与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数为NA( )
(4)1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA( )
(5)向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有1molFe2+被氧化时,共转移的电子的数目为NA( )
(6)1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA( )
(3)√ (4)×
(5)×
(6)×
解析
(1)当铁粉过量时生成Fe2+。
(2)盐酸不足,Zn不能完全反应。
(3)不论是哪种氧化物,钠均是从0价变为+1价。
(4)该反应为Na2O2中-1价的氧元素的歧化反应,1molNa2O2反应转移1mol电子。
(5)I-的还原性比Fe2+强,Cl2首先氧化I-。
(6)氯气与水、碱反应时既是氧化剂又是还原剂。
1.(2017·
全国卷Ⅱ,8)阿伏加德罗常数的值为NA。
下列说法正确的是( )
A.1Lmol·
L-1NH4Cl溶液中,NH
的数量为
B.gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为
C.标准状况下,LN2和O2的混合气体中分子数为
D.molH2和molI2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为
解析 A项,因铵根离子水解,其数量小于,错误;
B项,gMg为mol,与硫酸完全反应后转移的电子数为,错误;
C项,标准状况下,L任何气体所含有的分子数都为,错误;
D项,H2(g)+I2(g)2HI(g),反应前后气体物质的量不变,正确。
2.(2017·
全国卷Ⅲ,10)NA为阿伏加德罗常数的值。
A.mol的11B中,含有个中子
B.pH=1的H3PO4溶液中,含有个H+
C.L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到个CO2分子
D.密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键
答案 A
解析 A项,硼原子的质子数为5,11B的中子数为6,故mol的11B中含有中子数为,正确;
B项,未指明溶液体积,无法计算H+的物质的量,错误;
C项,标准状况下苯为液体,不能用气体摩尔体积计算苯燃烧生成的CO2分子数,错误;
D项,PCl3+Cl2PCl5,这是一个可逆反应,1molPCl3与1molCl2不可能完全反应生成1molPCl5,故增加的P—Cl键数目小于2NA,错误。
3.(2016·
全国卷Ⅰ,8)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,LCCl4含有的共价键数为
解析 A项,乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1molCH2,则其氢原子数为2NA,正确;
B项,合成氨的反应是可逆反应,则1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA,错误;
C项,铁和过量硝酸反应生成硝酸铁,故1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为3NA,错误;
D项,标准状况下CCl4为液态,故LCCl4的物质的量不是mol,则其含有的共价键数不是,错误。
4.(2015·
全国卷Ⅱ,10)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.1Lmol·
L-1的NaHCO3溶液中HCO
和CO
的离子数之和为
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。
23g钠充分燃烧
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