必修一第1章第1节物质的量、气体摩尔体积.ppt

【考纲点击】 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.根据物质的量与粒子(原子、分子、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.,【考情播报】 1.以物质的量为核心的各物理量之间的相互换算. 2.结合基本概念、基本理论、元素化合物知识考查 阿伏加德罗常数的具体应用. 3.气体摩尔体积的概念辨析及在化学计算中的应用.,1.物质的量 (1)概念：表示含有 的集合体，符号为 . (2)单位：摩尔，其符号为 .,一定数目粒子,n,mol,(3)适用范围及注意事项 作为物质的量的单位，mol仅能计量 粒子，如 原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等，不 能用于计量宏观物质. 使用时应用 指明粒子的种类，如1 mol H、 1 mol H2、0.5 mol H等.,微观,化学式,2.阿伏加德罗常数 (1)概念： 所含的碳原子数为阿伏加德罗常数. (2)符号：NA，单位为 ，实验测得其数值约为 . (3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间的关 系：n .,0.012 kg12C,mol1,6.021023,N/NA,3.摩尔质量 (1)概念：单位 的物质所具有的 ，符号为M. (2)单位： . (3)数值：摩尔质量以g/mol为单位时，数值上等于该粒子 或物质的 . (4)物质的量(n)、物质的摩尔质量(M)与物质的质量(m)之 间的关系：n .,物质的量,质量,g/mol,式量,m/M,阿伏加德罗常数的应用 解答涉及阿伏加德罗常数(NA)的问题时，要特别注意试题中的一些关键性的字、词，留心有无“陷阱”.解题思路是：在正确理解有关概念的基础上，将各物质的质量、气体的体积、溶液的浓度等转化为指定粒子的物质的量，然后进行判断，同时还应注意下面一些细微的知识点：,1.状态问题 (1)水在标准状况下为液体或固体； (2)SO3在标准状况下为固体，常温常压下为液体； (3)碳原子数大于4的烃，在标准状况下为液体或固体； (4)CCl4、CHCl3、C2H5OH、苯等在标准状况下为液体.,2.状况条件 考查气体时经常给出非标准状况，如常温常压下， 1.01105 Pa、25时等.要用22.4 L/mol时，必须注 意气体是否处于标准状况下.,3.物质结构 考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、 电子、质子、中子、离子等)，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、 18O2、D2O、Na2O2等特殊物质.,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(得失)数目方面的陷阱.如Na2O2与H2O 的反应，Cl2与NaOH溶液的反应，电解AgNO3溶液等.,5.电离和水解 考查电解质溶液中粒子数目及粒子浓度大小关系时， 常涉及弱电解质的电离平衡及盐类的水解平衡.如 NH4Cl溶液中n( )n(Cl).,6.一些物质中的化学键 如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等中的化学键.,(1)气体的体积受温度和压强的影响，应用阿伏加德罗常 数时，要注意条件是否是标准状况，是否是同温同压； (2)物质的量、质量不受任何条件的影响.如1 mol H2在任 何条件下其质量为2 g，所含分子数为NA.,1.能表示阿伏加德罗常数数值的是 ( ) A.1 mol金属钠含有的电子数 B.标准状况下，22.4 L苯所含的分子数 C.0.012 kg 12C所含的原子数 D.1 L 1 mol/L硫酸溶液所含的H数,解析：阿伏加德罗常数可用NA表示，其数值约为6.021023.钠的核电荷数是11,1 mol钠含有11NA个 电子，A错误；标准状况下，苯为液体，22.4 L苯 的物质的量远远大于1 mol，B错误；0.012 kg 12C所 含的原子数为NA，C正确；1 L 1 mol/L的H2SO4溶液 中所含H数为2NA，D错误.,答案：C,1.决定物质体积大小的因素,粒子数,决定于,粒子之间的距离,物质的体积,粒子的大小,(1)同物质的量的固体或液体的体积取决于粒子的 . (2)同物质的量的气体的体积取决于 .,大小,粒子之间的距离,2.气体摩尔体积 (1)概念：一定 下，单位物质的量的气体所占 的体积. (2)符号：Vm，其常用单位为 (3)数值：在标准状况(即0，1.01105 Pa)下，气体摩尔 体积约为 . (4)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 和 . (5)物质的量(n)、气体摩尔体积(Vm)和气体的体积(V)之间 的关系：n .,温度和压强,L/mol,22.4 L/mol,温度,压强,V/Vm,3.阿伏加德罗定律 在相同温度和压强下，相同体积的任何 都含有 .,气体,相同的分子数,阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律可表示为同温同压下 ，据此可以推论： 1.同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即 . 2.同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，即 . 3.同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比，等于其摩 尔质量或密度之比，即 .,4.同温同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量成反比， 即 . 5.同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之 比，即 . 6.同温同体积下，等质量的任何气体，它们的压强与其 摩尔质量成反比，即 . 7.同温同压下，对于摩尔质量相同的气体，其质量与分 子个数成正比，即 .,(1)本定律又称“四同定律”，即同温、同压、同体积、同 分子数，只要有三个相同，第四个量必定相同； (2)适用范围：任何气体(可以是单一气体或混合气体)； (3)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例； (4)由公式pVnRT RT， 可推导出以上所有结论， 不必死记硬背.,2.下列说法正确的是 ( ) 标准状况下，6.021023个分子所占的体积约是22.4 L 0.5 mol H2所占体积为11.2 L 标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L,标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L 各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol 标准状况下，体积相同的气体的分子数相同 A. B. C. D.,解析： 6.021023个分子在标准状况下所占体积不一定是 22.4 L，因为这1 mol分子不一定是气体.中没有指明气体 所处状况，因此，0.5 mol H2的体积不一定是11.2 L.中的 水在标准状况下不是气体而是固体或液体.中虽是混合气 体，但N2和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其 摩尔质量数值不变，故28 g N2与CO的混合气体在标准状况下体积约为22.4 L.气体摩尔体积只有在标准状况下才是22.4 L/mol，错误.,答案：B,3.在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它 们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到 小的顺序是 ( ) A.p(Ne)p(H2)p(O2) B.p(O2)p(Ne)p(H2) C.p(H2)p(O2)p(Ne) D.p(H2)p(Ne)p(O2),解析：由阿伏加德罗定律的推论可知，当气体的温 度和密度相同时，气体的压强和摩尔质量成反比， 因M(H2)p(Ne)p(O2).,答案：D,例1 (2009广东高考)设nA代表阿伏加德罗常数(NA)的数 值，下列说法正确的是 ( ) A.1 mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为nA B.乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28 g混合气体中含有3nA个氢 原子 C.标准状况下，22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的 电子数为nA D.将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中，所得溶液含有0.1nA个Fe3,思路点拨 解答本题要注意以下两点： (1)nV/VmN/NAm/McV. (2)乙烯和环丙烷的最简式相同； 2NaOH = NaClNaClOH2O；Fe3能发生水解.,课堂笔记 选 选项A,1 mol硫酸钾中 所带的电荷数为2nA，A错误.选项B中，乙烯和环丙烷的最简式相同，均为“CH2”，因此两种气体不管以何种比例混合，碳、氢的质量分数都为定值，因此可求得m(H)28 g 4 g，所以28 g混合气体中应含有4nA个氢原子，B错误.选项C，反应的化学方程式为Cl22NaOH = NaClNaClOH2O，在标准状况下当有1 mol Cl2参与反应时，转移的电子总数为nA，C正确.选项D中Fe3是弱碱阳离子，在水中易水解，因此0.1 mol FeCl3溶解在1 L水溶液里含有Fe3的数目小于0.1nA，D错误.,C,已知混合气体的总质量，而未告诉混合气体的比例关 系，如例题中的选项B，此时首先想到的是气体的最简式 相同或者某一元素的质量分数为定值，这样方能求出某 一元素的质量或其原子的物质的量.类似的情况还有：16g O2和O3的混合气体中所含氧原子个数为NA ， 46 g NO2和 N2O4的混合气体中所含原子个数为3NA等.,例2 (2008海南高考)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少 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,思路点拨 首先根据V 确定甲、乙体积的大小关系，然后结合阿伏加德罗定律及其推论作出判断.,课堂笔记 选 V(甲) ，V(乙) ，因(甲)(乙)，则V(甲)M(乙)，D不正确.,B,气体的体积受温度和压强影响.在一定温度和压强 下，气体摩尔体积一定，但是气体摩尔体积一定时，温 度和压强不一定为定值.如标准状况下，气体摩尔体积为 22.4 L/mol，但气体摩尔体积为22.4 L/mol可能是标准状 况，也可能是273、2.02105 Pa的条件下等.,气体体积的测定 测定产生气体的体积时，由于外界温度、压强对气体的体积影响较大，因此在实验前后尽量保持装置内外的温度、压强相等，这样测得的气体的体积才准确. 常见的量气装置有以下几种：,反应完成时，b、c两装置不易实现液面保持相平，而a、d两装置易实现液面保持相平.a装置可采取量筒上下移动的方法来实现量筒内外气压相等，d装置可采取乙管上下移动的方法实现装置内外气压相等，这样测得的结果才比较准确.,某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下： 把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为a g. 装好实验装置. 检查装置气密性. 加热，开始反应，直到产生一定量的气体. 停止加热(如图所示，导管出口高于液面). 测量收集到气体的体积.,准确称量试管和残留物的质量为b g. 测量实验室的温度. 把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净. 处理实验数据，求出氧气的摩尔质量.,回答下列问题： (1)如何检查装置的气密性？ . (2)如以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：调整量筒内外液面高度使之相同；使试管和量筒 内的气体都冷却至室温；读取量筒内气体的体积.这三步 操作的正确顺序是： (请填写步骤代号).,(3)测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？ . (4)如果实验中得到的氧气体积是c L(25、1.01105 Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c，不必化简)：M(O2) .,【解析】 解答定量实验题的一般步骤为：先看实验目的，再明确实验的反应原理和计算原理. 该实验的反应原理为：2KClO3 2KCl3O2， 计算原理为：M(O2) ，m(O2)a gb g，,n(O2) ，所以，此实验的关键在于准确测定氧气的体积.而气体的体积取决于两个因素，一是温度，二是压强.这就要求读数时，气体温度要与室温一致，量筒内外压强一致.弄清原理后，再考虑实验的每一步操作.,【答案】 (1)将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置气密性良好 (2) (3)慢慢将量筒下移 (4),1.下列说法正确的是 ( ) A.物质的量就是一定体积的物质的质量 B.阿伏加德罗常数就是6.021023 C.钠的摩尔质量等于它的相对原子质量 D.在标准状况下，1 mol任何气体的体积均为22.4 L,解析： 物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体， 是一个基本物理量，A不正确；阿伏加德罗常数通常 用6.021023 mol1表示，B不正确；摩尔质量的单位 是g/mol，而相对原子质量无单位，二者不相等，C不 正确；在标准状况下，气体的摩尔体积均为22.4 L/mol， D正确.,答案：D,2.(2009福建高考)设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确 的是 ( ) A.24 g镁的原子最外层电子数为NA B.1 L 0.1 mol/L乙酸溶液中H数为0.1NA C.1 mol甲烷分子所含质子数为10NA D.标准状况下，22.4 L乙醇的分子数为NA,解析：A项，24 g镁的原子最外层电子数是2NA.B项，乙酸是弱酸，在水溶液中部分电离.C项，CH4是10电子分子，1 mol CH4分子含质子数为10NA.D项，标准状况下乙醇呈液态.,答案：C,3.下列叙述正确的是 ( ) A.一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定 B.一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定 C.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 L D.不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定 不等,解析：气体分子之间的距离是决定气体体积的主要因素， A错误，一定温度、压强下，气体分子之间的距离可以看 成是相等的，气体体积由其物质的量的多少决定，B正确. 标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol，C错误.气体体积与 温度和压强有关，不明确温度和压强，不能通过体积比较气体分子数的多少，D错误.,答案：B,4.(2010北师附中模拟)下列示意图中，白球代表氢原子， 黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可 以上下滑动的隔板(其质量忽略不计).其中能表示等质 量的氢气与氦气的是 ( ),解析：H2是双原子分子，而He是单原子分子，B不正确；等质量的H2与He物质的量之比为 21，则N(H2)N(He)21，D不正确；同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，A正确，C不正确.,答案：A,5.(1)2 mol O3和3 mol O2的质量之比 ，分子数之 比 ，同温同压的密度之比 ，含氧原 子数之比 ，体积之比 . (2)O3与Cl2具有相似的性质，均可用于自来水的消毒. 已知二者在消毒时均被还原为最低价态，则相同状况 下10 L O3与 L