物质的量 气体摩尔体积生.docx

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物质的量气体摩尔体积生

专题一物质的量气体摩尔体积

考纲：

1．了解物质的量的单位——摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积，阿伏加德罗常数的含义。

2．根据物质的量与微粒（分子、原子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算

知识点一物质的量

1．物质的量：

表示含有一定数目的物理量，符号为n，单位为摩尔（简称摩）。

2．阿伏加德罗常数

（1）定义：

1mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用表示。

（2）规定：

1mol任何粒子集合体所含的粒子数与中所含的碳原子数相同，约为。

（3）公式：

n、NA与N（粒子数）的关系为

3．摩尔质量

（1）定义：

单位物质的量的物质所具有的质量。

符号为M，单位为。

（2）规律：

以为单位时，数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。

（3）公式：

物质的量（n）、物质的质量（m）与摩尔质量的关系为。

思考探究：

1．使用mol时应注意什么问题？

“1mol氢”这种说法正确吗？

2．“阿伏加德罗常数就是6.02×1023”这种说法正确吗？

3．摩尔质量等于相对分子质量吗？

自测自评：

1．下列说法中正确的是（　　）

A．氨气的摩尔质量等于它的相对分子质量

B．阿伏加德罗常数是12kg12C中含有的碳原子数

C．1mol水分子中含有2mol氢原子和1mol氧原子

D．一个NO分子的质量是ag，一个NO2分子的质量是bg，则氧原子的摩尔质量是（b－a）g/mol

2．在化学学科中经常使用下列物理量，其中跟阿伏加德罗常数（NA）无关的组合是（　　）

①相对原子质量　②摩尔质量（g/mol）　③原子半径　④中和热（kJ/mol）　⑤物质的量　⑥化学反应速率[mol/（L·s）]　⑦气体摩尔体积（L/mol）　⑧溶解度　⑨燃烧热（kJ/mol）　⑩溶质的质量分数

A．①③⑧⑩　　　　B．②④⑤⑥⑦⑨C．①②③④⑤D．⑥⑦⑧⑨⑩

知识点二气体摩尔体积

1．定义：

单位物质的量的气体所占的体积，符号为，单位为。

2．数值：

标准状况下（0℃，101kPa）约为。

3．公式：

n、V和Vm的关系为：

思考探究

1．使用“22.4L/mol”时，注意哪些问题？

2．22.4L气体，其物质的量一定是1mol吗？

自测自评

1．物质的体积一定是22.4L的是（　　）

A．1mol水蒸气B．17g氨气

C．标准状况下44g二氧化碳D．0℃、202kPa时2g氢气

2．含有分子数为b的某气体质量为ag，则VL标准状况

下的该气体的质量为（式中NA为阿伏加德罗常数）（　　）

A.

g　　　　　B.

gC.

gD.

g

考情分析

考点

考频

命题指数

一、阿伏加德罗常数的应用

3年14考

★★★★★

二、阿伏加德罗定律及其推论

3年5考

★★

三、以物质的量为中心的计算

3年9考

★★★

考点一阿伏加德罗常数的应用

有关NA的考查，是每年高考的必考内容，主要以选择题的形式，涉及的内容有气体摩尔体积的应用，物质的分子结构，溶液中所含粒子数的判断，氧化还原反应中电子转移数目的判断，盐的水解。

本部分内容综合性强，涉及内容广，是高考的热点。

[例1]　（2012·新课标全国卷）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氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA

[例2]　（2012·广东高考）设nA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）

A．常温下，4gCH4含有nA个C－H共价键

B．1molFe与足量的稀HNO3反应，转移2nA个电子

C．1L0.1mol/LNaHCO3溶液中含有0.1nA个HCO

D．常温常压下，22.4L的NO2和CO2混合气体含有2nA个O原子

核心突破

解决与NA有关的问题时，以下几个方面常会设置陷阱，解题时要注意：

陷阱一　气体摩尔体积适用条件

22．4L/mol指在标准状况下（0℃101kPa）的气体摩尔体积。

若题中出现物质的体积，需考虑所给物质的状态是否为气体，条件是否为标准状况。

陷阱二　物质聚集状态

气体摩尔体积适用的对象是气体（包括混合气体）。

一些在标准状况下是液体或固体的物质，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。

陷阱三　物质的微观结构

此类题型要求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，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。

陷阱四　电解质溶液

此类题型要注重对弱电解质的电离和盐类水解等知识点的理解，关键是要弄清电离和水解的实质。

如NH4Cl（aq）中c（Cl－）>c（NH4+）。

陷阱五　氧化还原反应的电子转移数目

较复杂的氧化还原反应中，求算电子转移的数目。

如Na2O2与H2O，Cl2与NaOH溶液反应等。

陷阱六　忽视可逆反应不能进行到底

如2NO2，N2O4，Cl2＋H2O，HClO＋HCl，合成氨等。

针对训练

1．（2013·江西师大附中高三期中）NA表示阿伏加德罗常数。

下列说法中正确的是（　　）

A．Cu和足量的稀硝酸反应产生4.48L气体时，转移的电子数为0.6NA

B．1.2gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为0.03NA

C．标准状况下，44.8LNO与22.4LO2混合后气体中分子总数为2NA

D．S2和S8的混合物共6.4g，其中所含硫原子数一定为0.2NA

考点二阿伏加德罗定律的推论及应用

本部分内容的主要考查点，根据阿伏加德罗定律求气体的相对密度、摩尔质量、确定气体的分子组成，题型以选择题和填空题为主，今后的考查还是以阿伏加德罗定律为核心，适当拓展其推论和应用。

[例3]　（2012·大纲全国卷）在常压和500℃条件下，等物质的量的Ag2O、Fe（OH）3、NH4HCO3、NaHCO3完全分解，所得气体体积依次为V1、V2、V3、V4，体积大小顺序正确的是（　　）

A．V3>V2>V4>V1　　　B．V3>V4>V2>V1C．V3>V2>V1>V4D．V2>V3>V1>V4

[例4]　在标准状况下，mg气体A与ng气体B的分子数相同，下列说法不正确的是（　　）

A．两种气体A、B的摩尔质量之比为m∶n

B．等质量的气体A与B的分子数之比为n∶m

C．同温、同压下，A、B两种气体的密度之比为m∶n

D．相同状况下，体积相同的A、B两种气体的质量之比为n∶m

核心突破

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粒子（原子或分子）。

2．阿伏加德罗定律的推论

相同条件

推论

公式

语言叙述

T、p

相同

＝

＝

同温同压下，气体的物质的量之比等于气体的体积之比，也等于其分子数之比

T、p

相同

＝

同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比

T、V

相同

＝

同温同容下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比

3.阿伏加德罗定律的应用

（1）求算物质的摩尔质量（相对分子质量）：

①根据气体的密度求解：

在标准状况下气体的密度

ρ＝

（g/L），M＝ρ·22.4L/mol。

②同温同压下，A气体的密度[ρ（A）]与B气体的密度[ρ（B）]之比称为A气体对B气体的相对密度，即D＝ρ（A）/ρ（B）＝Mr（A）/Mr（B）。

根据气体的相对密度（D＝

）求算：

M2＝D·M1。

③摩尔质量定义法：

M＝

，对于混合物

＝

。

（2）确定气体的分子组成：

根据阿伏加德罗定律，由体积比推导出微粒分子个数比，再根据质量守恒定律确定化学式。

如：

2体积气体Ax与1体积气体By恰好完全反应生成2体积A2B，由阿伏加德罗定律可知：

同温、同压下，气体的分子数之比等于其体积比，即N（Ax）∶N（By）∶N（A2B）＝2∶1∶2，所以根据质量守恒定律推出两气体反应物均为双原子分子即A2和B2。

针对训练

2．在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是（　　）

A．甲的分子数比乙的分子数多B．甲的物质的量比乙的物质的量小

C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小

考点三以物质的量为中心的有关计算

分析近年的高考，以物质的量为中心的化学计量的考查保持了相当强的稳定性，考查内容主要有：

物质的量与粒子数，物质的质量、气体的体积之间的换算，主要以选择题和填空题形式考查；预计今后的高考，仍会以物质的量为中心，考查化学计量之间的计算。

[例5]　（2012·四川高考改编）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）

A．标准状况下，33.6LCCl4中含有氯原子的数目为6NA

B．常温常压下，7.0g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为NA

C．50mL18.4mol/L浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA

D．某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA

[例6]　（2011·新课标全国卷）下列叙述正确的是（　　）

A．1.00molNaCl中含有6.02×1023个NaCl分子

B．1.00molNaCl中，所有Na＋的最外层电子总数为8×6.02×1023

C．欲配制1.00L1.00mol/L的NaCl溶液，可将58.5gNaCl溶于1.00L水中

D．电解58.5g熔融的NaCl，能产生22.4L氯气（标准状况）、23.0g金属钠

核心突破

各物理量之间进行换算时，一般要先换算成物质的量，即以物质的量为桥梁；计算过程中要特别注意各物理量的单位，以及Vm的适用条件。

公式n＝

＝

＝

＝

＝cV，其中NA为宏观物理量和微观物理量的桥梁。

针对训练

3．由三个原子构成的某气体分子，其摩尔质量为M

g/mol，该气体的体积为VL（标准状况），设阿伏加德罗常数的值为NA，则：

（1）该气体的物质的量为________mol；

（2）该气体中所含的原子总数为________个；

（3）该气体在标准状况下的密度为________g/L；

（4）该气体的一个分子的质量为________g。

[课后巩固提升]

1．下列物质中，与0.3molH2O含有相同氢原子数的物质是（　　）

A．18.9gHNO3B．3.612×1023个HNO3分子

C．0.1molH3PO4D．4.48LCH4（标准状况）

2．（2013·长沙联考）下列叙述正确的是（　　）

A．同温同压下，相同体积的物质，它们的物质的量必相等

B．任何条件下，等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数相等

C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小

D．等体积、等物质的量浓度的强酸中所含的H＋数一定相等

3．（2012·龙岩高三质检）NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

A．5.6g铁与足量稀盐酸反应，转移0.3NA个电子

B．10LpH＝1的硫酸溶液中，所含的H＋数为NA

C．1L1mol/L的醋酸钠溶液中，所含的CH3COO－数目等于NA

D．28gC2H4和C3H6的混合气体中碳原子数为NA

4．（2010·广东高考）设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）

A．16gCH4中含有4NA个C—H键

B．1mol/LNaCl溶液含有NA个Na＋

C．1molCu和足量稀硝酸反应产生NA个NO分子

D．常温常压下，22.4LCO2中含有NA个CO2分子

5．

（1）2molO3和3molO2的质量之比__________，分子数之比________，同温同压的密度之比为________，含氧原子数之比为________，体积之比为________。

（2）气体化合物A分子式可表示为OxFy，已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2，则A的化学式为________，推断的依据为_____________________________。

专题二一定物质的量浓度溶液的配置和相关计算

考纲：

1．了解物质的量浓度的含义。

2．能根据要求配制溶液。

知识点一物质的量浓度

（1）概念：

表示溶液里所含溶质B的的物理量，符号为cB。

（2）表达式：

cB＝，常用单位为。

思考探究

1．把1molNaCl固体溶解在1L水中，得到的是1mol/L的NaCl溶液吗？

2．5%的NaCl溶液和0.05mol/L的NaCl溶液是否一样？

3．CuSO4·5H2O与CuSO4，Na2SO4·10H2O与Na2SO4，NH3与NH3·H2O，上述三组物质，分别溶于水后，溶质是否一样？

4．现有两种溶液：

①1mol/LKCl溶液　②1mol/LBaCl2溶液，均取1L上述两溶液，填写下表（填“相同”或“不同”）：

c（溶质）

v（溶液）

n（溶质）

m（溶质）

c（Cl－）

二者质量分数

自测自评

1．（2012·上海检测）下列溶液中物质的量浓度肯定是1mol/L的是（　　）

A．将40gNaOH固体溶解于1L水中B．将22.4L氯化氢气体溶于水配成1L溶液

C．将1L10mol/L浓盐酸与10L水混合D．10gNaOH固体溶解在水中配成250mL溶液

2．下列溶液中，跟100mL0.5mol/LNaCl溶液中所含的Cl－物质的量浓度相同的是（　　）

A．100mL0.5mol/LMgCl2溶液B．200mL0.25mol/LAlCl3溶液

C．50mL1mol/LNaCl溶液D．25mL0.5mol/LHCl溶液

知识点二一定物质的量浓度溶液的配置

1．主要仪器

（1）托盘天平：

精确度为，称量前要先，称量时放物品，放砝码。

（2）容量瓶：

容积精确的容器，容量瓶上标有、和刻度线，主要规格有mL、______________mL、mL和1000mL。

（3）其他仪器：

量筒、、、等。

2．容量瓶使用的注意事项

（1）根据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶。

如配制950mL某浓度的溶液应选用的容量瓶。

（2）容量瓶在使用前要检查。

（3）在容量瓶中，将固体或浓溶液直接溶解或稀释，容量瓶也作为反应容器（填“能”或“不能”）。

（4）引流时，玻璃棒下端应伸到以下。

（5）在容量瓶的使用过程中，移动容量瓶，手应握在瓶颈刻度线以上部位，以免瓶内溶液受热而发生体积变化，使溶液的浓度不准确。

（6）容量瓶长时间盛放所配制的溶液，应及时分装在试剂瓶中。

（填“能”或“不能”，下同）

（7）定容后的容量瓶在反复上下颠倒、振荡后，会出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，这时_____再向容量瓶中加入蒸馏水。

3．方法步骤

以配制100mL1.00mol/LNaCl溶液为例。

（1）计算：

需NaCl固体的质量为g。

（2）称量：

用称量NaCl固体。

（3）溶解：

将称好的NaCl固体放入烧杯中，用适量溶解。

（4）移液：

待烧杯中的溶液后，用玻璃棒引流将溶液注入。

（5）洗涤：

用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒次，洗涤液，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。

（6）定容：

将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线1～2cm时，改用，滴加蒸馏水至。

（7）摇匀：

盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。

配制流程图如下图所示：

思考探究

1．能否用托盘天平称量10.00gNaCl固体？

2．定容加水时，若超过刻度线，应该如何操作？

3．实验室需要950mL0.20mol/L的NaCl溶液，需称取NaCl固体的质量是多少？

4．配制时两次用到玻璃棒，作用分别是什么？

自测自评

1．（2013·潍坊质检）实验室配制1mol/L的盐酸250mL，下列不需要的仪器是（　　）

A．250mL容量瓶　　　　B．托盘天平C．胶头滴管D．烧杯

2．实验室里需用480mL0.1mol/L的硫酸铜溶液，现选取500

mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是（　　）

A．称取7.68g硫酸铜配成500mL溶液B．称取12.0g胆矾配成500mL溶液

C．称取8.0g硫酸铜加入500mL水D．称取12.5g胆矾配成500mL溶液

考情分析

考点

考频

命题指数

一、有关物质的量浓度的计算

3年15考

★★★★★

二、一定物质的量浓度溶液的配制

3年7考

★★★

考点一有关物质的量浓度的计算

有关物质的量浓度的计算是高考的热点，考查以选择题和填空题为主，常和溶液的配制一起考查。

预计今后的高考将减少单一的知识考查，会渗透在实验、计算中综合考查。

[例1]　（2010·新课标全国卷）把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含amol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含bmol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。

则该混合溶液中钾离子浓度为（　　）

A．0.1（b－2a）mol/L　　B．10（2a－b）mol/LC．10（b－a）mol/LD．10（b－2a）mol/L

[例2]　（2010·四川高考）标准状况下VL氨气溶解在1L水中（水的密度近似为1g/mL），所得溶液的密度为ρg/mL，质量分数为w，物质的量浓度为cmol/L，则下列关系中不正确的是（　　）

A．ρ＝（17V＋22400）/（22.4＋22.4V）B．w＝17c/（1000ρ）

C．w＝17V/（17V＋22400）D．c＝1000Vρ/（17V＋22400）

核心突破

物质的量浓度的计算主要涉及溶液的稀释、混合、溶解度、质量分数等，主要类型如下：

1．物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算

c＝

＝

＝

＝

；w＝

（ρ单位为g/cm3）。

2．物质的量浓度与溶解度（S）的换算

c＝

＝

＝

；

S＝

（ρ单位为g/cm3）。

3．质量分数与溶解度之间的换算

饱和溶液中：

w＝

×100%

4．气体溶质溶于水中制得溶液，其物质的量浓度的计算

在标准状况下，1L水中溶解某气体VL，所得溶液密度为ρ（ρ单位为g/cm3），则：

c＝

＝

＝

；

w＝

×100%＝

×100%＝

×100%。

5．溶液的稀释与混合的计算

（1）溶液稀释定律（守恒观点）：

①溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2②溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。

③溶液质量守恒，即m稀＝m浓＋m水。

（2）同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算：

①混合后溶液体积保持不变时，c1V1＋c2V2＝c混×（V1＋V2）。

②混合后溶液体积发生改变时，c1V1＋c2V2＝c混V混，（其中V混＝

）。

针对训练

1．20℃时，饱和KCl溶液的密度为1.174g/cm3，物质的量浓度为4.0mol/L，则下列说法中不正确的是（　）

A．25℃时，饱和KCl溶液的物质的量浓度大于4.0mol/L

B．此溶液中KCl的质量分数为

×100%

C．20℃时，密度小于1.174g/cm3的KCl溶液是不饱和溶液

D．将此溶液蒸发部分水，再恢复到20℃时，溶液密度一定大于1.174g/cm3

考点二一定物质的量浓度溶液的配制

本部分的考查主要涉及物质的量浓度的计算，仪器的使用，误差的分析，题型主要是填空题，今后考查的趋势会加强与实验的结合。

[例3]　有下列化学仪器：

①托盘天平，②玻璃棒，③药匙，④烧杯，⑤量筒，⑥容量瓶，⑦胶头滴管，⑧细口试剂瓶，⑨标签纸。

（1）现需要配制500mL1mol/L硫酸溶液，需用质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸__________mL。

（2）从上述仪器中，按实验使用仪器的先后顺序，其编号排列是__________________________________。

（3）若实验遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响？

（填“偏高”、“偏低”或“不变”）

①用以稀释硫酸的烧杯未洗涤，________。

②未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中，__________。

③摇匀后发现液面低于刻度线再加水，________。

④容量瓶中原有少量蒸馏水，________。

⑤定容时仰视观察液面，________。

核心突破

配制一定物质的量浓度溶液过程中的误差分析

（1）分析判断的依据：

由cB＝nB/V可分析实验误差，若nB偏小，V值准确，则cB偏小；若nB准确，V值偏小，则cB偏大。

（2）具体分析判断的方法：

可能引起误差的一些操作（以配制0.1mol/L的NaOH溶液为例）

m

V

c/（mol/L）

称量

称量前小烧杯内有水

不变

不变

无影响

称量时所用天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀

增大

不变

偏大

称量时，所用天平的砝码有残缺

减小

不变

偏小

溶解转移洗涤

向容量瓶注液时少量流出

减小

不变

偏小

未洗涤烧杯和玻璃棒

减小

不变

偏小

溶液未冷却到室温就注入容量瓶并定容

不变

减小

偏大

定容

定容摇匀时，液面下降，再加水

不变

增大

偏小

定容时，俯视刻度线

不变

减小

偏大

定容时，仰视刻度线

不变

增大

偏小

针对训练

2．（2012·深圳模拟）实验室需要0.80mol/LNaOH溶液475mL和0.40mol/L硫酸500mL。

根据这两种溶液的配制情况回答下列问题：

（1）如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是________（填字母），配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是__________（填仪器名称）。

（2）根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为______g。

在实验中其他操作均正确，若容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥，则所得溶液浓度________0.80mol/L（填“大于”、“等于”或“小于”，下同）。

若还未等溶液冷却就定容了，则所得溶液浓度__________0.80mol/L。

（3）根据计算得知，所需质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积为________mL（计算结果保留一位小数）。

如果实验室有10mL、15