《物质的量和气体的摩尔体积》.docx
- 文档编号:28418394
- 上传时间:2023-07-13
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:81.98KB
《物质的量和气体的摩尔体积》.docx
《《物质的量和气体的摩尔体积》.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《物质的量和气体的摩尔体积》.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《物质的量和气体的摩尔体积》
2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《物质的量和气体的
摩尔体积》
【知识梳理】一、物质的量1.物质的量(n)
(1)概念:
是用来表示一定数目粒子集合体的物理量,其单位为摩尔,符号为mol。
(2)物质的量是一个专用名词,在表述时不可增减,不能将其理解成“物质的数量”或“物质的质量”。
(3)使物质的量的单位是摩尔,只用于表示微观粒子的多少,不适合表示宏观物质。
用摩尔必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。
温馨提示:
在化学方程式中,化学计量数不仅表示反应物和生成物之间微粒个数的关系,还可表示反应物和生成物之间的物质的量的关系。
如2H2+O2===2H2O,既可以理解成2个氢分子与1个氧分子反应生成2个水分子,也可以说2摩尔氢气与1摩尔氧气反应生成2摩尔水。
在化学方程式中,化学计量数之比等于微粒数之比,也等于物质的量之比。
2.阿伏加德罗常数(NA)
(1)国际上规定,1mol任何微粒所含有的微粒数与0.012kg12C所含有的碳原子数相等。
实验表明,0.012kg12C所含的碳原子数约为6.02×1023,6.02×1023mol-1为阿伏加德罗常数。
(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的换算关系是n=N/NA。
温馨提示:
阿伏加德罗常数与6.02×1023不能等同,阿伏加德罗常数不是一个纯数,它有单
位,其单位为“mol-1”,而6.02×1023只是一个近似值,它无单位。
3.摩尔质量(M)
(1)概念:
单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,常用单位为g/mol(或g·mol-1)。
(2)物质的量(n)、摩尔质量(M)与物质的质量(m)之间的换算关系为n=m/M。
温馨提示:
摩尔质量是从物质的量和质量引申出的一个物理量,摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上与被描述物质的相对分子(或原子)质量相等,但前者有单位,后者是相对值,可以认为单位为1,所以不能将摩尔质量与相对分子(或原子)质量等同来理解。
例题1、下列关于物质的量、摩尔质量的叙述中正确的是。
①0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子
②48gO3气体含有6.02×1023个O3分子
③氢氧化钠的摩尔质量是40g
④2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍
⑤1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
⑥1molNe含有6.02×1024个电子
⑦标准状况下,22.4LCHCl3中含有的氯原子数目为3NA
⑧1molNa2O2固体中含离子总数为4NA
⑨0.5mol/LCuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+
3
⑩1L0.5mol/LNa2CO3溶液中含有的CO2-数目为0.5NA
二、气体摩尔体积
1.影响物质体积的因素
影响物质体积的因素有粒子数目的多少,粒子大小,粒子间距离。
在粒子数目相同的情况下,固体、液体的体积大小主要由粒子本身大小决定,气体体积主要由粒子间距离决定,而气体的粒子间距离又由温度和压强决定。
2.气体摩尔体积
(1)一定温度和压强下,1mol的气体所占的体积,符号为Vm,单位为L·mol-1,标准状况下(0℃、101kPa),气体摩尔体积约为22.4L·mol-1。
(2)物质的量和气体摩尔体积之间的关系为n=V/Vm。
温馨提示:
理解此概念时应注意是气态物质;物质的量为1mol;0℃和1.01×105Pa(标准状况);
22.4L体积是近似值;Vm的单位为L·mol-1或m3·mol-1。
3.阿伏加德罗定律
(1)定义:
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
(2)应用:
①标准状况下气体的体积(L)=22.4mol/L×物质的量(mol)气体摩尔质量(g/mol)=
22.4mol/L×标准状况下气体的密度(g/L).
②同温同压下任何气体的体积比等于其分子个数之比,也等于其物质的量之比.
③同温同压下任何气体的密度比等于其相对分子质量之比,也等于同体积的质量之比.
④在温度和体积一定时,气体的压强与物质的量成正比;若温度和压强一定时,气体的体积与物质的量成正比。
⑤在温度与气体的物质的量一定时,其气体的压强与体积成反比。
例题2、NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是。
①常温常压下,11.2L氧气所含的原子数为NA
②等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA
③常温常压下,4.6gNO2气体含有1.81×1023个NO2分子
④常温下,11.2L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA
⑤14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA
⑥2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA
⑦NA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的质量比为7:
4
⑧35.5gCl2参加氧化还原反应,转移的电子数可能为NA
⑨15.6gNa2O2与过量CO2反应时,转移的电子数为0.4NA
【指点迷津】有关阿伏加德罗常数试题的设陷方式
1、状态条件:
考查气体时经常给出非标准状况(如常温常压)下的气体体积,这就不能直接用“22.4L/mol”进行计算。
2、物质的状态:
考查气体摩尔体积时,命题者常用在标准状况下一些易混淆的液体或固体作“气体”来设问,迷惑考生。
如标准状况下,水(液态)、SO3(固态)、CCl4(液态)、甲苯(液态)、戊烷(液态)等。
这样也不能应用“22.4L/mol”进行计算。
3、物质的组成和结构:
考查包括原子、分子(含有机物和无机物)等各种粒子变换或转化关系、分子结构(所含质子数、电子数、中子数、化学键数等)。
如CO2、H2S等分子中的共用电子对数目。
4、氧化还原反应:
考查指定物质参加氧化还原反应时,常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移数目方面的陷阱。
特别要注意一些常见歧化反应电子转移的情况,如Na2O2+CO2(或H2O)、Cl2+NaOH(或H2O)、NO2+H2O等。
5、电解质溶液:
考查电解质溶液中微粒数目或浓度时,常涉及弱电解质的电离、盐类水解、化学平衡等方面的陷阱。
解题时要认真审题,充分挖掘这一隐含条件。
6、同位素的影响:
考查同位素原子质子数、电子数分别相同,但中子数不同,引起其质量数、相对原子质量不同,也经常以此为出题点来迷惑考生。
如果不注意H、D的区别,按H2O的摩尔质量计算,其结果显然是错误的。
三、物质的量应用于化学方程式的计算
物质的量架起了宏观物质的量如质量、体积等与微观粒子数目之间的关系,尤其巧妙的是,利用0.012kg12C中所含的碳原子数作为计量标准,与相对原子质量的计量标准——1/1212C的质量统一在了一起,使得物质的摩尔质量在用g·mol-1做单位时在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量,大大地方便了计算和计量。
又由于物质的量与粒子的个数成正比,因此,利用化学方程式计算时各物质的化学计量数、各物质的粒子数、各物质的物质的量成正
比,可以直接列在化学方程式中进行计算。
1.化学方程式在量方面的含义:
化学方程式可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系,即化学计量数之比等于反应中各物质的化学计量数之比。
2.根据方程式计算的基本步骤
(1)根据题意写出配平的化学方程式。
(2)求出已知物和未知物的物质的量(有时可用质量、体积等表示,分别写在化学方程式中有关的化学式下面)。
(3)把已知和待求的量[用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数x、y等表示]分别写在化学方程式中有关化学式的下面。
(4)将有关的量列出比例式,求出待求的量。
例题3、
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定地方法。
实验中称
取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。
交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。
计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值
(列出计算过程)。
(2)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。
取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用cmol·L-1EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。
滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+,写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω=。
(3)
4
硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定:
①准确称取1.7700g样品,配制成100ml溶液A。
②准确量取25.00ml溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g。
③准确量取25.00ml溶液A,加入适量稀硫酸酸化后,用0.02000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00ml。
H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:
2MnO―+5H2O2+6H+=4Mn2++8H2O+5O2↑,通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
【课时作业】
1.下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是()
A.6.02×1023叫做阿伏加德罗常数
B.0.012kg12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数值
C.含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔
D.1摩尔氯含有6.02×1023个氯分子
2.1molCO和1molCO2具有相同的()
①分子数②原子数③C原子数④O原子数
A.②④B.①③C.①④D.①②
3.草酸(分子式为H2C2O4,沸点:
150℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。
下列有关判断不正确的是()
A.5g草酸中含有1.204×1024个氧原子
B.1mol草酸中含有6.02×1023个分子
C.草酸的摩尔质量是90g/mol
D.1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L
4.科学家最近合成了一种新型分子,它由4个氧原子构成,液化后能量、密度都比普通氧分子高得多。
下列说法正确的是
A.摩尔质量是64gB.它是一种新的化合物
C.它是由氧元素组成的一种单质D.1mol该分子中含有2NA个氧分子
5.下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是()
A.温度和压强不同,相同质量的一氧化二氮和二氧化碳两种气体的总原子数B.等温等压下,相同体积的乙烯和乙炔、乙烷的混合气体的总原子数
C.等温等压下,相同体积的氧气和臭氧两种气体中的氧原子数D.相同物质的量、不同体积的氨气和甲烷两种气体中的氢原子数6.关于SO2气体的叙述中,正确的是()
A.SO2的摩尔质量是64g
B.1molSO2中所含分子数约为6.02×1023
molSO2的质量是64g·mol-1
D.25℃,1.01×105Pa下,1molSO2的体积为22.4L
7.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.等体积的CO2和CO,分子数目均为NA
B.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10-12NAC.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数为2NA
D.H2O(g)通过足量Na2O2(s)充分反应,固体增重bg时,反应中转移的电子数为bNA/28.氢气的摩尔质量为Mg·mol-1,密度是ρg·L-1,阿伏加德罗常数为NA,则下列表述正确
的是
A.单位体积中所含氢气分子数目
M
NA
22.4
B.单位质量中所含氢气分子数目为ρ·NA
22.4
C.单个氢气分子的质量为gD.单个氢气分子占有的体积为L
AA
9.以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。
制备CH3OH的反应转化关系如图所示。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.用1molCH4理论上能生产标准状况下CH3OH22.4L
B.等物质的量的CH3OH和CH4,CH3OH的质子数比CH4多8NA
C.44gCO2气体和44gCH4与CO的混合气体,所含C原子数均为NAD.用CH4制备合成气的反应中,若生成1molCO,反应转移电子数为3NA10.设NA为阿伏加德罗常数,下列有关说法正确的是()
A.0.5mol羟基中所含电子数为5NA
B.标况下,11.2LCHCl3中,共用电子对的数目为2NAC.2.8g的乙烯和丙烯(C3H6)中含有的碳原子数为0.2NA
D.1mol苯乙烯(
)分子中含有碳碳双键的个数为4NA
11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的有几个
①1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA;
②标准状况下,体积为22.4L的SO3中含3NA个氧原子;
③1molC10H22分子中共价键总数为31NA;
④60g二氧化硅晶体中含有的分子数目为NA;
⑤1mol/LNaOH溶液中含有Na+数目为NA;
⑥1molD2O含10NA个电子;
⑦2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA。
A.2B.3C.4D.512.NA为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是()
A.1molC10H22分子中共价键总数为31NA个
B.0.1molCH4中含有NA个电子
C.标准状况下,22.4LCHCl3含有氯原子数目为3NA个
D.标准状况下,1.12L16O2和1.12L18O2均含有0.1NA个氧原子
13.
某实验小组拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应(已知硅与稀硫酸不反应),测定通常状况(20℃,101kPa)下的气体摩尔体积。
拟选用下列实验装置完成实验:
(1)该小组同学必须选用的装置依次连接的合理顺序为A、。
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,开始时稀硫酸能滴人锥形瓶中,一段时间后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中,其原因是。
(3)金属铝与稀硫酸反应的离子方程式为。
(4)实验结束时,测量实验中生成H2体积的操作方法是。
(5)实验中准确测得3个数据:
实验前铝硅合金的质量m1g,实验后残留固体的质量m2g,实验后量筒中液面读数为Vml。
。
则通常状况下气体摩尔体积Vm=L·mol-l。
若合金中含少量铜,则所测得的Vm将(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
14.氧元素形成的单质在环境、生命活动、生产、科研等方面有重要作用。
(1)氟利昂在紫外线的作用下能产生氯原子,氯原子对臭氧层有破坏作用。
氯原子对臭氧层
的破坏作用可用如下过程表示:
Cl+O3
ClO+O2、O3O2+O、ClO+O
Cl+O2。
这一过程总的化学方程式是。
根据总反应的化学方程式,可知氯原子在反应中作。
(2)意大利科学家使用普通氧分子和带正电的氧离子制出了新型的氧分子O4,它可能具有与S4相似的长方形结构。
O4的摩尔质量为;相同质量的O2、O3、O4的分子数之比为,原子数之比为;下列有关O4的说法不正确的是(填序号)。
A.题述中生成O4的反应不属于化学变化
B.O4与O2、O3都是氧的同素异形体
C.O2可能具有很强的氧化性
15.Ⅰ.甲、乙、丙三种物质有如图所示的转化关系。
若甲、乙、丙依次是氢气、水、硫酸。
(1)写出甲―→乙的化学方程式:
。
(2)乙―→丙时所需另一种反应物中,一定含有和氧元素。
若甲为碳酸钙,丙为氯化钙。
(3)乙可以是(填名称)。
Ⅱ.N原子的摩尔质量是;1molHNO3的质量是;标准状况下11.2LHCl气体的物质的量是;2molOH-约含有个电子。
16.
(1)0.5molCO2的质量为克,其中含有CO2分子个,在标准状况下的体积是升。
(2)标况下,1.92g某气体的体积为672mL,则此气体的相对分子质量为。
(3)NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。
已知NaNO2能发生如下反应:
2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
该反应中氧化剂是,根据该反应,鉴别
NaNO2和NaCl。
可选用的物质有:
①食醋、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒,你认为必须选用的物质有(填.序.号.)。
(4)为除去Fe粉中混有的少量Al粉,可以选用的试剂为(填.化.学.式.),其反应的离子方程式。
(5)H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味、有毒的可燃性气体。
用30%FeCl3溶液作吸收液能吸收H2S气体,该反应离子方程式为:
。
参考答案
例题1、①②⑥
【解析】碳是由原子构成的,根据规定0.012kg12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数,其近似值为6.02×1023mol-1,①正确;48gO3的物质的量为1mol,含O3分子6.02×1023个,
2
33
②正确;摩尔质量的单位为g/mol而不是g,③错误;水的摩尔质量为定值,与其物质的量的多少无关,④错误;有些物质是由分子组成(例如水、硫酸等),有些物质是由离子组成(例如NaCl、Ca(OH)2等),还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等),⑤错误;氖原子核外有10个电子,则1molNe也应含有10×6.02×1023个电子,⑥正确;标准状况下,CHCl3为液态,不能用22.4L/mol进行计算,⑦错误;Na2O2固体中,含有的是Na+和O2-两种离子,1mol固体中含有3mol离子,故其中的离子总数为4NA,⑧错误;由于不知道CuCl2溶液的体积,故无法确定Cu2+离子的数目,⑨错误;由于在水溶液中CO2-要水解,故CO2-数目应小于0.5NA,⑩错误。
例题2、⑤
【解析】常温常压(25℃,1.01×105Pa)下,11.2L氧气物质的量小于0.5mol,其所含原子数必小于NA,①错误;等物质的量不一定是1mol,②错误;由于存在2NO2N2O4这一隐含条件,故4.6gNO2气体中含有的NO2分子数应界于0.1NA和0.05NA之间,③错误;不是标准状况下,甲烷的物质的量不是0.5mol,④错误;乙烯和丙烯的最简式为CH2,其最简式的物质的量为14g/14g·mol-1=1mol,故其总原子数为3NA,⑤正确;未指明温度、压强,无法确定N2的物质的量,⑥错误;NA个CO为1mol,其质量为28g,0.5mol甲烷质量为8g,故其质量比为7:
2,⑦错误;0.5molCl2若只作氧化剂生成Cl-时应转移电子1mol,
⑧错误;2molNa2O2与过量CO2反应转移2mol电子,故0.2molNa2O2参与此反应转移0.2mol
电子,⑨错误。
例题3、
(1)3
(2)
(3)2Na2SO4·H2O2·2H2O
【解析】
(1)由题意可得下列关系式:
FeClx—xCl——xOH——xHCl,则n(Cl)=n(Cl—)=n(OH—)
=n(HCl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.01mol,m(Fe)=0.54g–0.10mol×35.5g·mol-1=0.19g,n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol。
n(Fe)∶n(Cl)=0.0034∶0.010≈1∶3,即x=3。
(2)由题意可得下列关系式:
CuSO4·5H2O—Cu2+—H2Y2-,则ag试样中n(CuSO4·5H2O)=n(H2Y2-)=cmol·L-1×0.001×bL×5,所以CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω=
。
(3)由②可得n(Na2SO4)=n(BaSO4)=0.5825g÷233g/mol=2.50×10-3mol,则
m(Na2SO4)=142g·mol-1×2.50×10-3mol=0.355g;由2MnO4―+5H2O2+6H+=4Mn2++
8H2O+5O2↑得n(H2O2)=5/2n(KMnO4)=5/2·(0.0200mol·L-1×25.00mL)/1000mL·L-
1=1.25×10-3mol,则m(H2O2)=34g·mol-1×1.25×10-3mol=0.0425g,由质量守恒得n(H2O)=[(1.7700g×25.00mL/100mL)-0.355g-0.0425g]/18g·mol-1=2.5×10-3mol,由此得x:
y:
z=n(Na2SO4):
n(H2O2):
n(H2O)=2:
1:
2,即硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O。
1.B【解析】A.阿伏加德罗常数是精确值,其近似值为6.02×1023mol-1,6.02×1023不是阿伏伽德罗常数,A错误;
B.0.012kg12C的物质的量是1mol,所以0.012kg12C含有的碳原子数为阿伏加德罗常数,B正确;
C.含有阿伏加德罗常数个微粒的物质不一定是1摩尔,例如含有阿伏加德罗常数个氢原子的氢气物质的量是0.5mol,C错误;
D.1mol氯不知氯原子、离子、分子,应用物质的量要指明微粒种类,D错误;答案选B。
2.B【解析】二者物质的量相同,所以具有相同的分子数,碳原子角标一样,所以C原子
数相同
3.D【解析】A.45g草酸中含有
45g90g/mol
⨯
4⨯NA
=1.204×1024个氧原子,故A正确;
B.草酸是共价化合物,1mol草酸中含有6.02×1023个草酸分子,故B正确;
C.摩尔质量用g/mol作单位,其数值等于相对分子质量,草酸的摩尔质量是90g/mol,故C
正确;
D.标准状况下,草酸不是气体,1mol草酸在标准状况下的体积不是22.4L,故D错误;选D。
4.C【解析】A.根据上述分析可知,新型分子化学式可表示为O4,O4的摩尔质量为64g/mol,A选项错误;
B.O4只有O元素一种元素组成,属于单质,B选项错误;
C.O4只有O元素一种元素组成,是一种单质,C选项正确;D.1molO4分子中含有NA个O4分子,4NA个O原子,D选项错误
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物质的量和气体的摩尔体积 物质 气体 摩尔 体积