届高考化学大一轮总复习讲义第一章第3讲物质的量气体摩尔体积新人教版.docx
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届高考化学大一轮总复习讲义第一章第3讲物质的量气体摩尔体积新人教版
第3讲 物质的量 气体摩尔体积
[考纲要求] 1.理解摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积(标准状况下)、阿伏加德罗常数的含义。
2.能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、物质的质量、气体体积(标准状况)之间的相互关系进行有关计算(混合气体的平均相对分子质量的相关计算不作要求)。
3.能正确解答阿伏加德罗常数及阿伏加德罗定律与物质的组成、结构及重要反应综合应用题。
考点一 物质的量 摩尔质量
1.物质的量
(1)物质的量(n)
物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
(2)物质的量的规范表示方法:
(3)阿伏加德罗常数(NA)
0.012kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
公式:
NA=
2.摩尔质量
(1)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。
单位是g·mol-1。
公式:
M=。
(2)数值:
以g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
深度思考
1.阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗?
答案 不相同。
6.02×1023是个纯数值没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012kg12C所含的碳原子数相同,数值上约为6.02×1023。
2.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)1molNaCl和1molHCl含有相同的粒子数目( )
(2)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子( )
(3)1mol水中含有2mol氢和1mol氧( )
(4)NaOH的摩尔质量为40g( )
(5)1molO2的质量与它的相对分子质量相等( )
(6)1molOH-的质量为17g·mol-1( )
(7)氖气的摩尔质量(单位g·mol-1)在数值上等于它的相对原子质量( )
(8)2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍( )
(9)1molH3PO4与1molH2SO4的质量相同,溶于水后电离出的阴离子数目也相同( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)×
摩尔质量与相对原子(分子)质量的易混点
1.相对原子(分子)质量与摩尔质量(以g为单位时)不是同一个物理量,单位不同,只是在数值上相等。
2.摩尔质量的单位为g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位为1。
3.熟记几组摩尔质量相同的物质,如①H2SO4和H3PO4(98g·mol-1);②Mg3N2和CaCO3(100g·mol-1);③CO、N2、C2H4(28g·mol-1)。
题组一 有关分子(或特定组合)中微粒数的计算
1.标准状况下有①0.112L水 ②0.5NA个HCl分子
③25.6gSO2气体 ④0.2mol氨气 ⑤2mol氦气 ⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从大到小的顺序为______________________。
答案 ①>⑥>⑤>③>②>④
2.计算或判断下列电解质溶液中的粒子数目
(1)含0.4molAl2(SO4)3的溶液中,含________molSO,Al3+的物质的量__________0.8mol(填“>”、“<”或“=”)。
答案 1.2 <
解析 n(SO)=3n[Al2(SO4)3]=3×0.4mol=1.2mol,0.4molAl2(SO4)3中含有0.8molAl3+,由于在溶液中Al3+水解,故Al3+的物质的量小于0.8mol。
(2)1L0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中,n(CH3COOH)________0.1mol,n(CH3COO-)________0.1mol(填“大于”“小于”或“等于”)。
答案 小于 小于
题组二 通过n==,突破质量与微粒数目之间的换算
3.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。
据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。
若用NA表示阿伏加德罗常数,试计算12.2g该晶体中含氧原子数______________,氢原子的物质的量____________mol。
答案 0.33NA 0.26
解析 晶体的摩尔质量为122g·mol-1,n==0.1mol,故氧原子数目=0.1×(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1mol×1.3×2=0.26mol。
4.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( )
A.该氯原子的相对原子质量为
B.mg该氯原子的物质的量为mol
C.该氯原子的摩尔质量是aNAg
D.ag该氯原子所含的电子数为17mol
答案 AB
解析 C项中摩尔质量的单位错误;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,D项错。
有关微粒数目比较的思维方法
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
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
深度思考
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)在标准状况下,1molO2与1molSO3的体积相同( )
(2)在标准状况下,1mol气体的体积约是22.4L,在非标准状况下,1mol气体的体积则一定不是22.4L( )
(3)22.4L气体在标准状况下是1mol,在非标准状况下一定不是1mol( )
(4)在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同( )
(5)在相同条件下,相同物质的量的C2H4和C3H6,所含分子个数相同,原子个数也相同( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)√ (5)×
2.若把1题(5)中的相同“物质的量”改成相同“质量”,是“分子”个数相同还是“原子”个数相同?
答案 原子个数相同。
3.由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)不能确定的物理量是________。
①1摩尔水的质量 ②1摩尔水蒸气的质量 ③1摩尔水蒸气的体积
答案 ③
解析 ①、②中,1摩尔水或水蒸气的质量都为m水NA;③中,水蒸气分子间间距比分子直径大的多,仅由题给条件不能确定1摩尔水蒸气的体积。
题组一 以“物质的量”为中心的计算
1.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 解法一 公式法:
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
×22.4L·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L。
2.(2014·宿迁期末)某气体的摩尔质量为Mg·mol-1,NA表示阿伏加德罗常数的值,在一定的温度和压强下,体积为VL的该气体所含有的分子数为X。
则表示的是( )
A.VL该气体的质量(以g为单位)
B.1L该气体的质量(以g为单位)
C.1mol该气体的体积(以L为单位)
D.1L该气体中所含的分子数
答案 B
解析 X除以NA为该气体的物质的量;然后乘以M表示其质量;最后除以V为1L该气体的质量。
题组二 阿伏加德罗定律及推论的应用
3.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) 甲<乙 B.若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积: 甲<乙 C.若M(甲) 甲>乙 D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积: 甲<乙 答案 C 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) 甲>乙,A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: 甲>乙,B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正确;由质量和密度相等可知气体体积相等,D错误。 4.在一定条件下,mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。 (1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。 NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。 (2)所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________________。 (3)在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为__________________。 答案 (1)mol 6dg·mol-1 (2)22.4ρg·mol-1 (3)17a%+44b%+18c% 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=ρ×22.4(g·mol-1)。 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)。 考点三 突破阿伏加德罗常数应用的“六个”陷阱 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,正确的划“√”,错误的划“×” (1)2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA( ) (2)常温下11.2L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA( ) (3)标准状况下,22.4L己烷中含共价键数目为19NA( ) (4)常温常压下,22.4L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2NA( ) (2012·新课标全国卷,9D) (5)标准状况下,2.24LHF含有的HF分子数为0.1NA( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
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- 高考 化学 一轮 复习 讲义 第一章 物质 气体 摩尔 体积 新人