届一轮复习人教版 物质的量 气体摩尔体积共3课时 学案.docx
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届一轮复习人教版物质的量气体摩尔体积共3课时学案
第一节物质的量气体摩尔体积
物质的量、摩尔质量导学案(第1课时)
教材解读
一、理清3个概念
1.物质的量
(1)概念:
物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n,单位为mol。
(2)数值:
国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同。
2.阿伏加德罗常数
(1)概念:
1mol任何粒子所含的粒子数,符号为NA,通常用6.02×1023mol-1表示。
(2)区别与联系:
阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023的含义不同;NA为0.012kg12C中所含的碳原子的准确数目,是一个精准值,而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的一个近似值。
3.摩尔质量
(1)概念:
单位物质的量的物质所具有的质量,符号:
M,单位:
g·mol-1。
(2)数值:
当粒子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(原子)质量。
(3)区别与联系:
摩尔质量、相对分子质量、1mol物质的质量在数值上是相同的,但含义不同,三者的单位不同。
摩尔质量的单位是g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位是1,1mol物质的质量单位是g。
二、掌握2种换算关系
1.换算关系
(1)物质的量与微粒数间的关系:
n=
。
(2)物质的量与物质的质量间的关系:
n=
。
2.应用
(1)0.1NA个臭氧分子中的氧原子数与6.6gCO2分子中的氧原子数相等。
(2)8g甲烷分子中的氢原子数是2NA。
(3)1个NO分子的质量是ag,1个NO2分子的质量是bg。
则氧原子的摩尔质量是(b-a)NAg·mol-1。
考向分析
考向一、物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量
1、理解物质的量的相关概念要注意的四点
(1)物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量,其描述对象是微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物体。
(2)使用摩尔做单位时,应用化学式指明粒子的种类,如1molH不能描述为1mol氢。
(3)摩尔质量与相对分子(原子)质量是两个不同的概念,当摩尔质量以g/mol为单位时,二者在数值上相等,但前者有单位,后者是相对值,无单位。
(4)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态的变化而变化。
典例1、下列说法正确的是()
A.1mol氯含有6.02×1023个微粒
B.阿伏加德罗常数的数值约等于6.02×1023
C.钠的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.H2O的摩尔质量是18g
【答案】B
【解析】A项没有指明微粒的种类,错误;C项,摩尔质量与相对原子质量在数值上大小相等,错误;D项,H2O的摩尔质量为18g/mol,错误。
2、摩尔质量的计算方法
前提条件
公式
任意状态的任意物质
M=m/n(定义式)
已知一个分子的质量
M=m(分子)×NA
标准状况下的气体
M=ρ×22.4L·mol-1
同温同压下的气体
M(A)=M(B)×D(相对密度)
典例2.已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD,则C的摩尔质量为________。
解析:
根据质量守恒定律,0.04molC的质量为(16g+20g)-31.76g=4.24g,则M(C)=
=106g·mol-1。
答案:
106g·mol-1
考向二、n、M、NA、m和N之间的换算关系
有关微粒数计算的思维方法
典例3、最近材料科学家发现了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。
该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O,若用NA表示阿伏加德罗常数,则12.2g该晶体中含氧原子数为________,氢原子的物质的量为________。
解析:
该晶体的摩尔质量为122g·mol-1,则n=
=0.1mol,故晶体中氧原子数为0.1×(2+1.3)NA=0.33NA,氢原子的物质的量为0.1mol×1.3×2=0.26mol。
答案:
0.33NA0.26mol
对点训练
1.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是()
A.32gO2气体含有的氧原子数为NA
B.2L0.3mol/LNa2SO4溶液中含有Na+为0.6NA
C.54g铝完全反应后失去的电子数为6NA
D.11.2L氮气所含的分子数为0.5NA
【答案】C
【解析】
试题分析:
A.氧气的物质的量为:
32g÷32g/mol=1mol,一个氧气分子含2个氧原子,所以氧原子的个数为1mol×2×NA=2NA,故A错误;B.硫酸钠的物质的量为:
2L×0.3mol/L=0.6mol,1mol硫酸钠电离产生2mol钠离子,所以钠离子的物质的量为0.6mol×2=1.2mol,Na+个数为1.2mol×NA=1.2NA,故B错误;C.54g铝的物质的量为54g÷27g/mol=2mol,2mol铝失去6mol电子转化成铝离子,所以54g铝完全反应后失去的电子数为6NA,故C正确;D.没指明标准状况下,Vm≠22.4L/mol,则11.2L氮气的物质的量不是0.5mol,则所含的分子数不一定为0.5NA,故D错误。
故选C。
考点:
考查阿伏伽德罗常数
2.agH2O中含有b个氢原子,则阿伏伽德罗常数为()
A.
mol-1B.
mol-1C.
mol-1D.
mol-1
【答案】B
考点:
考查阿伏加德罗常数计算
3.标准状况下,①6.72LNH3②1.204×1023个H2S③5.6gCH4④0.5molBr2,下列关系正确的是()
A.体积大小:
④>③>①>②
B.原子数目:
③>①>④>②
C.密度大小:
④>②>③>①
D.质量大小:
④>③>②>①
【答案】B
【解析】
试题分析:
①6.72LNH3物质的量为
=0.3mol,②1.204×1023个H2S分子的物质的量为0.2mol,③5.6gCH4的物质的量为
=0.4mol,④0.5molHCl;A.相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以体积体积:
④>③>①>②,故A错误;B.各物质中原子的物质的量分别为①NH3为0.3mol×4=1.2mol②H2S为0.2mol×3=0.6mol③CH40.4mol×5=2mol④HCl为0.5mol×2=1mol,所以原子个数③>①>④>②,故B正确;C.各物质的摩尔质量分别为①NH3为17g/mol②H2S为34g/mol③CH4为16g/mol④HCl为36.5g/mol,相同条件下,密度之比等于摩尔质量之比,所以密度④>②>①>③,故C错误;D.各物质的质量分别为①NH3为0.3mol×17g/mol=5.1g,②H2S为0.2mol×34g/mol=6.8g,③CH4为5.6g,④HCl为0.2mol×36.5g/mol=7.3g,所以质量④>②>③>①,故D错误;故选B。
.
考点:
考查物质的量的有关计算,涉及常用化学计量有关计算、阿伏伽德罗定律及推论。
4.NA为阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是()
A.0.1molNaHSO4晶体中含阴阳离子总数是0.3NA
B.6.2gNa2O溶入水配成1L溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.2mol/L
C.11.2LCO2和O3混合气体中含有的原子数是1.5NA
D.17gH2O2完全分解,转移电子数是1NA
【答案】B
考点:
考查物质的结构及物质的量基本计算。
5.下列说法正确的是(设阿伏加德罗常数的数值为NA)()
A.在标准状况下,22.4L水所含分子数目为NA
B.1mol·L-1K2SO4溶液所含K+数目为2NA
C.1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时,失电子数目均为NA
D.O2的摩尔体积约为22.4L·mol-1
【答案】C
【解析】
试题分析:
A.标准状况下,水为液体,A错误;B.由于不知道溶液的体积,因此不能计算K+的数目,B错误;C.1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时,Na元素都是从零价变为+1价,因此失电子数目均为NA,C正确;D.标准状况下,O2的摩尔体积约为22.4L·mol-1,D错误。
故答案C。
考点:
考查阿伏伽德罗常数的相关计算。
气体摩尔体积、阿伏加德罗定律导学案(2课时)
教材解读
1.影响物质体积大小的因素
(1)微粒的大小(物质的本性)
(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)
(3)微粒的数目(物质的量的大小)
2.气体摩尔体积
(1)含义:
单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为22.4_L·mol-1。
(2)相关计算
①基本表达式:
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:
气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
3.阿伏加德罗定律及其推论应用
(1)阿伏加德罗定律:
同温同压下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
(2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV=nRT及n=
、ρ=
导出)
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
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
考向分析
考向一、气体摩尔体积的使用和计算
典例1、长征系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X2Y4。
16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为X2Y4(l)+O2(g)===X2(g)+2Y2O(l)。
冷却后标准状况下测得生成物X2的体积为11.2L,其密度为1.25g·L-1,则:
(1)反应前O2的体积(标准状况下)为________,其物质的量为________mol。
(2)X2的摩尔质量为______,Y元素的名称是________________。
(3)若反应生成0.1molX2,则转移电子的物质的量为________mol。
解析:
(1)由化学方程式可知,反应前O2的体积与生成的X2气体体积相同,为11.2L,其物质的量为
=0.5mol。
(2)X2的摩尔质量为1.25g·L-1×22.4L·mol-1=28g·mol-1,X2Y4的摩尔质量为
=32g·mol-1,故X为氮元素,Y为氢元素。
(3)由N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)可知每生成1molN2转移4mol电子,所以反应生成0.1molN2时,转移电子的物质的量为0.4mol。
答案:
(1)11.2L0.5
(2)28g·mol-1氢
(3)0.4
解题策略:
(1)掌握基本概念,找出各化学量之间的关系;
(2)加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系;
(3)找出解题的突破口,在常规解法和计算技巧中灵活选用。
顺利解答该类题目的关键是:
一方面要仔细审题,注意关键字词,熟悉常见的“陷阱”;另一方面是要把各种量转化为物质的量,以此为中心进行计算。
指导:
气体摩尔体积的解题思路
⇒
⇒
⇒
考向二、阿伏加德罗定律及推论的应用
典例2、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
【答案】C
【解析】依据阿伏加德罗定律:
在同温同压下的两种气体体积相同,分子数相同,而12C18O和14N2分子中所含电子数相同,C项正确;同温同压同体积条件下密度之比等于其摩尔质量之比,12C18O的摩尔质量为30g·mol-1,14N2的摩尔质量为28g·mol-1,A项错误;1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数为14,B项错误;12C18O和14N2分子中所含质子数相同,n=
,m相同、M不同,n不同,故等质量的两种气体所具有的质子数不同,D项错误。
技巧:
(1)阿伏加德罗定律适用于任何气体(包括混合气体)。
(2)气体体积受温度和压强的影响,而与分子大小无关。
(3)同温、同压、同体积、同粒子数,这“四同”相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。
(4)应用阿伏加德罗定律及推论时不宜死记硬背,要熟记相关化学计量的定义式,并结合相互关系进行推导。
对点训练
1.物质的量相等的CO和CO2相比较,下列有关叙述中正确的是()
①它们所含的分子数目之比为1∶1
②它们所含的氧原子数目之比为1∶2
③它们所含的原子总数目之比为2∶3
④它们所含的碳原子数目之比为1∶1
A.①④B.②③C.④D.①②③④
【答案】D
考点:
考查物质的量的相关计算
2.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()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
试题分析:
根据m/M=n=N/NA,求的此气体的摩尔质量为aNA/pg·mol-1,bg该气体的物质的量为bp/aNA,则气体体积为
,故选项D正确。
考点:
考查物质的量、质量、微粒数、体积之间的关系等知识。
3.在下列条件下,两种气体的分子数一定相等的是()
A.同质量、不同密度的N2和C2H4
B.同温度、同体积的O2和N2
C.同体积、同密度的CO和CH4
D.同压强、同体积的N2和O2
【答案】A
误。
故答案A。
考点:
考查物质的量的相关计算。
4.同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列说法错误的是()
A.所占的体积由大到小的顺序是:
H2>CH4>O2>CO2>SO2
B.所含分子数由多到少的顺序是:
H2>CH4>O2>CO2>SO2
C.密度由大到小的顺序是:
SO2>CO2>O2>CH4>H2
D.所含的电子数由多到少是:
CO2>SO2>CH4>O2>H2
【答案】D
【解析】
试题分析:
A.根据n=
可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,则同温同压下体积与物质的量成正比,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,所占的体积由大到小的顺序是:
H2>CH4>O2>CO2>SO2,故A正确;B.根据n=
可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,分子数越少,同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2,分子数由多到少的顺序是:
H2>CH4>O2>CO2>SO2,故B正确;C.同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体摩尔质量由大到小的顺序是:
SO2>CO2>O2>CH4>H2,密度之比为:
SO2>CO2>O2>CH4>H2,故C正确;D.取mg四种气体,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体含电子数分别为:
×22,
×2,
×16,
×10,
×32,所含的电子数由多到少是:
H2>CH4>CO2=O2=SO2,故D错误;故选;D。
考点:
考查了阿伏伽德罗常数的计算及应用
5.下列说法正确的是()
A.同温同压下,相同数目的分子具有相同的体积
B.等质量的O2和H2的物质的量之比为16:
1
C.不同的气体若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
D.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
【答案】D
考点:
考查物质的量相关计算、阿伏加德罗定律
突破阿伏加德罗常数应用的“五大陷阱”导学案(第3课时)
要点解读
围绕阿伏加德罗常数(NA)的有关说法的正误判断,可通过多方面的知识点来进行考查。
这类问题常设置的陷阱大致有如下六个方面。
1、状况不一定为标准状况或物质不一定是气态
只给出物质的体积,而不指明物质的状态,或者标准状况下物质的状态不为气体,所以求解时,一要看是否为标准状况下,不为标准状况无法直接用22.4L·mol-1(标准状况下气体的摩尔体积)求n;二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n,如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯、汽油等常作为命题的干扰因素迷惑学生。
2、物质的量或质量与状况
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生正确判断,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、物质的微观结构
此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉,弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。
常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子;Cl2、N2、O2、H2等双原子分子;O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质;金刚石、Si、SiO2、P4等物质中的化学键数目。
4、电解质溶液中粒子数目的判断
突破此类题目的陷阱,关键在于审题:
1.是否有弱离子的水解;
2.是否指明了溶液的体积;
3.所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1,与电解质的组成有关。
5、电子转移的特殊情况
氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的陷阱,突破陷阱的关键是:
.
1.同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。
如:
(1)Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只作氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既作氧化剂,又作还原剂。
(2)Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂。
2.量不同,所表现的化合价不同。
如Fe和HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+,Fe过量,生成Fe2+。
3.氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。
如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
4.注意氧化还原的顺序。
如向FeI2溶液中通入Cl2,首先氧化I-,再氧化Fe2+。
解阿伏加德罗常数应用题时需留意的五大陷阱及对策
陷阱一、忽视气体摩尔体积的使用条件及物质的状态
陷阱二、忽视物质的组成与结构
(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。
陷阱三、忽视电解质溶液中的“弱粒子”
(1)是否指明了溶液的体积。
(2)是否有弱电解质或可水解的盐,如1L0.1mol·L-1的乙酸溶液和1L0.1mol·L-1的乙酸钠溶液中含有CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液c(H+)=0.1mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1mol·L-1,与电解质的组成有关。
陷阱四、忽视物质转化中的“隐含反应”
(1)隐含“可逆反应”:
(2)隐含“浓度的变化”:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(3)隐含“钝化”
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
陷阱五、忽视氧化还原反应中电子转移的数目
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
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
Cl2+NaOH
1molO2
2mol或2NA
1molCl2
1mol或NA
Cl2+Fe
1molCl2
2mol或2NA
1molFe
3mol或3NA
模拟训练
1.用NA表示阿伏加徳罗常数,下列叙述正确的是()
A.标准状况下,22.4LH2O含有的分子数为NA
B.常温常压下,1.06gNa2CO3含有的Na+离子数为0.02NA
C.通常状况下,NA个CO2分子占有的体积为22.4L
D.物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
【答案】B
考点:
阿伏伽德罗常数的计算
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中不正确的是()
A.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
B.28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA.
C.常温常压下,92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
D.常温常压下,22.4L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA
【答案】D
【解析】
试题分析:
A、分子总数为NA的NO2和CO2混合气体的物质的量为1mol,含有的氧原子数为2NA,正确;B、乙烯和环丁烷的最简式均为CH2,28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含CH2的物质的量为2mol,含有的碳原子数为2NA,正确;C、NO2和N2O4的最简式均为NO2,92g的NO2和N2O4混合气体含最简式NO2的物质的量为2mol,含有的原子数为6NA,正确;D、常温常压下,22.4L氯气的物质的量小于1mol,与足量的镁粉充分反应转移的电子数小于2NA,错误。
考点:
考查阿伏加德罗常数的计算
3.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.标准状况下,22.4L的CCl4中C—Cl键数为为4NA
B.常温下,1L0.1mol•L﹣1的
溶液中氮原子数为0.2NA
C.在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3molI2转移的电子数为6NA
D.0.1mol乙酸与0.1mol乙醇反应生成乙酸乙酯的分子数为0.1NA
【答案】B
考点:
考查阿伏加德罗常数等知识。
4.设NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是(C-12H-1)()
A.标准状况下,22.4LCCl4所含的分子数为NA
B.1mol的羟基(-OH)与1mol的氢氧根(OH-)离子所含电子数均为9NA
C.常温常压下,在30g的乙烷气体分子中,碳氢键的总个数为6NA
D.一定条件下,将2molSO2与足量的O2充分反应,生成SO3的分子数为2NA
【答案】C
【解析】
试题分析:
A、标准状况下,CCl4不是气体,22.4LCCl4的物质的量远大于1mol,所含的分子数远大于NA,错误;B、1mol的羟基(-OH)所含电子数为9NA,1mol的氢氧根(OH-)离子所含电子数均为10NA,错误;C、乙烷的结构式为
,常温常压下,30g的乙烷气体分
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