高考化学大一轮复习 第一章 化学计量在实验中的应用 1.1 物质的量 气体摩尔体积课件 新人教版.ppt

第一节物质的量气体摩尔体积 考点一物质的量摩尔质量 核心自主排查 1 物质的量 阿伏加德罗常数 1 概念间的关系 6 02 1023 6 02 1023 2 物质的量的规范表示方法 2 摩尔质量 1 含义 单位物质的量的物质所具有的质量 2 符号m 单位为 或 表达式m 3 数值 mg的摩尔质量是 so2的摩尔质量是 的摩尔质量是 g mol 1 g mol 24g mol 1 64g mol 1 60g mol 1 由此可知 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 或 相对原子质量 相对分 子质量 思维诊断 正确的打 错误的打 1 摩尔是表示物质的量多少的基本物理量 提示 物质的量是基本物理量 摩尔是它的单位 2 物质的量就是1mol物质的质量 提示 物质的量表示含有一定数目粒子的集合体 单位是摩尔 不能表示质量 3 0 012kg12c中含有约6 02 1023个碳原子 提示 国际上规定 1mol粒子集合体所含的粒子数与0 012kg12c中所含的碳原子数相同 约为6 02 1023 4 2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍 提示 摩尔质量以g mol 1为单位时 与相对分子质量在数值上相等 是一个固定值 5 1moloh 的质量为17g mol 1 提示 质量单位是g 摩尔质量单位是g mol 1 方法点拨 计算气体摩尔质量的常用方法 1 公式法 m 2 根据标准状况下气体的密度 计算 m 22 4 g mol 1 3 根据气体的相对密度 d 1 2 计算 m1 m2 d 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 计算 m na m n 基础小题快练 1 下列说法不正确的是 a 物质的量就是物质的质量b 物质的量是含有一定数目的粒子的集合体c 阿伏加德罗常数个微粒数就是12g12c原子所含的碳原子数d 任何一种微观粒子的摩尔质量以g mol 1为单位时 其数值与该种粒子的相对分子 或原子 质量相同 解析 选a 物质的量是一个基本物理量 是国际单位制中七个基本物理量之一 表示含有一定数目粒子的集合体 摩尔是物质的量的单位 故a错 b对 国际上规定 12g12c原子所含有的碳原子数为阿伏加德罗常数 c正确 任何一种粒子的摩尔质量以g mol 1为单位时 在数值上等于其相对分子 或原子 质量 d正确 2 4 时 若20滴水恰好1ml 那么1滴水中所含的水分子数约为 na表示阿伏加德罗常数的值 a 20nab na 360c 9na 10d 360 na 解析 选b 在4 时1ml水的质量为1g 其物质的量为mol 含水分子数个 故1滴水中含水分子数为 高考模拟预测 1 2017 洛阳模拟 na为阿伏加德罗常数的值 下列说法正确的是世纪金榜导学号30682000 a 2 4g镁在足量的氧气中燃烧 转移的电子数为0 1nab 标准状况下 5 6lco2气体中含有的氧原子数为0 5na c 氢原子数为0 4na的ch3oh分子中含有的共价键数为0 4nad 0 1l0 5mol l 1ch3cooh溶液中含有的h 数为0 05na 解析 选b 2 4g镁在足量的氧气中燃烧 生成mgo 转移0 2mol电子 a错误 标准状况下 5 6lco2为0 25mol 含有的氧原子数为0 5na b正确 氢原子数为0 4na的ch3oh的物质的量是0 1mol 含有0 5mol共价键 c错误 d项忽视了醋酸是弱酸 不能完全电离 d错误 2 2017 衡水模拟 物质的量是高中化学常用的物理量 请完成以下有关计算 1 0 2gh2含有 个氢原子 2 在9 5g某二价金属的氯化物中含有0 2molcl 此氯化物的摩尔质量为 该金属元素的相对原子质量为 3 8 4gco 标准状况 与一定量的fe2o3恰好完全反应 生成fe与co2 后 生成fe的质量为 g 解析 1 0 2gh2的物质的量为0 1mol 含有0 2mol氢原子 即0 2na个 2 二价金属的氯化物可表示为mcl2 在9 5g某二价金属的氯化物中含0 2molcl 则该氯化物的物质的量为0 1mol 摩尔质量为95g mol 1 该金属元素的相对原子质量为95 71 24 3 co与fe2o3反应的化学方程式为3co fe2o32fe 3co2 8 4gco的物质的量为0 3mol 完全反应后生成0 2mol铁 即11 2g 答案 1 0 2na 2 95g mol 124 3 11 2 加固训练 1 下列各组物质中含氧原子的物质的量相同的是 a 0 3molo2和0 3molh2ob 0 1molh2so4和3 6gh2oc 0 1molmgso4 7h2o和0 1molc12h22o11 蔗糖 d 6 02 1023个co2与0 1molkmno4 解析 选c 0 3molo2含氧原子的物质的量为0 6mol 0 3molh2o含氧原子的物质的量为0 3mol a错误 0 1molh2so4含氧原子的物质的量为0 4mol 3 6gh2o的物质的量是0 2mol 含氧原子的物质的量为0 2mol b错误 0 1molmgso4 7h2o含氧原子的物质的量为1 1mol 0 1molc12h22o11 蔗糖 含氧原 子的物质的量为1 1mol c正确 6 02 1023个co2含氧原子的物质的量为2mol 0 1molkmno4含氧原子的物质的量为0 4mol d错误 2 2017 邯郸模拟 下列与 物质的量 相关的计算正确的是 a 现有co co2 o3三种气体 它们分别都含有1molo 则三种气体的物质的量之比为3 2 1b ngcl2中有m个氯原子 则阿伏加德罗常数na的数值可表示为 c 标准状况下 11 2lx气体分子的质量为16g 则x气体的摩尔质量是32d 28gco和22 4lco2中含有的碳原子数一定相等 解析 选b a项若含有1molo 则三种气体的物质的量分别是1mol 1 2mol 1 3mol 它们的比值是6 3 2 错误 c项摩尔质量缺单位 g mol 1 错误 d项先求各自的物质的量 若物质的量相等 则碳原子数一定相等 未指明气体所处的状况 22 4lco2的物质的量不一定是1mol 错误 考点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律 核心自主排查 1 影响物质体积大小的因素 1 在相同条件下 粒子数相同时 2 气体粒子本身大小远小于分子间距离 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 单位是 基本表达式是vm 2 影响因素 气体摩尔体积的数值不是固定不变的 它取决于气体所处的温度和压强 3 特例 标准状况是指温度为0 压强为101kpa 此时 vm vm l mol 1 22 4l mol 1 3 阿伏加德罗定律 1 内容 分子数 可总结为 三同 定 一同 即同温 同压 同体积的气体 具有相同的 分子数 2 如图所示三只气球 其中a b的体积均为1 12l 则a b中气体的物质的量 是0 05mol 填 一定 或 不一定 标准状况下 a b气球中的分子个数比是 在相同温度和压强下 a c气球中气体的质量相同 则两气球的体积之比是 不一定 1 1 2 1 思维诊断 正确的打 错误的打 1 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 提示 标准状况下 1mol气体的体积约是22 4l 对非标准状况气体进行加压同时升温 1mol气体的体积也可能是22 4l 2 标准状况下 1molo2和1molso3的体积相同 提示 标准状况下 so3为固体 3 常温常压下 22 4l氯气与足量铁粉充分反应 转移的电子数为2na 提示 常温常压下 22 4l氯气小于1mol 转移的电子数小于2na 4 常温常压下 9gh2o和0 5molbr2所含分子数相同 提示 常温常压下 二者所含分子数均为0 5na 5 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 提示 相同物质的量的单一气体或混合气体 含有的分子个数均相同 co n2 o2都是双原子分子 故原子个数也相同 6 相同温度 压强下 相同质量的co和n2所占的体积相同 提示 相同质量的co和n2具有相同的物质的量 同温同压下 相同物质的量的气体具有相同的体积 方法点拨 阿伏加德罗定律的推论 基础小题快练 1 2017 潍坊模拟 下列说法正确的是 a 1mol任何气体的气体摩尔体积都约为22 4l mob 20 1 0 105pa时 同体积的o2与co2含有相同的分子数c 当1mol气态物质的体积为22 4l时 该气体一定处于标准状况d 2mol气体的体积约为44 8l 解析 选b a项 没有给出气体所处的温度和压强 标准状况下气体摩尔体积约为22 4l mol 1 b项 根据阿伏加德罗定律 同温 同压下 同体积的任何气体都含有相同的分子数 b项正确 c项 1mol气态物质在非标准状况时 体积也有可能等于22 4l d项 没有给出气体所处的温度和压强 2 下列两种气体的分子数一定相等的是 a 质量相等 密度不同的n2和c2h4b 体积相等的co和n2c 等温 等体积的o2和n2d 等压 等体积的n2和ch4 解析 选a n2和c2h4的摩尔质量相等 则质量相等时物质的量相等 所含的分子数也一定相等 a正确 根据阿伏加德罗定律及其推论加以判断 所含分子数均不一定相等 b c d不符合题意 高考模拟预测 1 2015 海南高考改编 下列指定微粒的数目不相等的是世纪金榜导学号30682001 a 等物质的量的水与重水含有的电子数b 等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数c 同温同压同体积的co和no含有的质子数d 等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数 解析 选c a 1mol普通水和1mol重水中含有的电子数均是10mol 所以等物质的量的水与重水含有的电子数相等 b 乙烯 丙烯都属于烯烃 分子式符合cnh2n 最简式是ch2 若二者的质量相等 含最简式的个数相等 含有的共用电子对数也相等 c 同温同压下 同体积的co和no分子数相等 但是由于每个分子中含有的质子数不相同 所以同温同压下 同体积的 co和no含有的质子数不相等 d 由于cl2的氧化性很强 与变价金属fe反应时产生的是fecl3 与al发生反应产生alcl3 所以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等 2 2017 济南模拟 同温同压下 质量忽略不计的两气球a和b 分别充入x气体和y气体 且充气后两气球的体积相同 若相同条件下 a气球放在co中静止不动 b气球放在o2中上浮 下列叙述或表示正确的是 世纪金榜导学号30682002 a x气体的相对分子质量比y气体的相对分子质量大b x可能是n2 y可能是ch4c x气体的密度小于y气体的密度d 充气后a气球质量比b气球质量大 解析 选b a气球放在co中静止不动 b气球放在o2中上浮 说明x气体的密度和co的密度接近 y气体的密度小于o2 同温同压下 气体的密度之比等于摩尔质量之比 所以x的相对分子质量与co相近 m 28 y的相对分子质量小于氧气 即小于32 但x气体的相对分子质量不一定比y大 a错误 n2的相对分子质量是28 ch4的相对分子质量是16 所以x可能是n2 y可能 是ch4 b正确 x的密度接近co 但不一定小于y的密度 c错误 相同条件下 等体积的两种气体的物质的量相等 因为其摩尔质量的相对大小未知 所以无法确定其质量的相对大小 d错误 加固训练 1 na表示阿伏加德罗常数 下列说法中不正确的是 a kio3 6hi ki 3h2o 3i2 生成3moli2转移电子的总数为5nab 标准状况下 5 6l氧气中含有o的总数为0 5na c 25 时 1 0lph 13的ba oh 2溶液中含有oh 总数为0 1nad 20g重水 d2o 中所含电子总数为8na 解析 选d 反应化学方程式kio3 6hi ki 3h2o 3i2中 碘酸钾中碘元素被还原成0价的碘单质 化合价降低5价 得到5个电子 所以生成3moli2转移电子的物质的量为5mol 转移的电子总数为5na a正确 标准状况下 5 6l氧气的物质的量为0 25mol 含有氧原子的物质的量为0 5mol 含有o的总数为0 5na b正确 25 时 ph 13的ba oh 2溶液中氢氧 根离子浓度为0 1mol l 1 1 0l溶液中含有0 1mol氢氧根离子 含有的oh 总数为0 1na c正确 20g重水 d2o 的物质的量为1mol 1mol重水中含有10mol电子 所含电子总数为10na d错误 2 标准状况下有 6 72lch4 3 01 1023个hcl 13 6gh2s 0 2molnh3 下列对四种气体的关系从小到大表示不正确的是 a 体积 b 密度 c 质量 d 氢原子数 解析 选a 标准状况下6 72lch4的物质的量是0 3mol 3 01 1023个hcl的物质的量是0 5mol 13 6gh2s的物质的量是0 4mol nh3的物质的量是0 2mol 相同条件下 体积与物质的量成正比 故a错误 相同条件下 密度与摩尔质量成正比 故b正确 标准状况下6 72lch4的质量是4 8g 3 01 1023个hcl的质量是18 25g h2s的质量是13 6g 0 2molnh3的质量是3 4g 故c正确 0 3molch4的氢原子的物质的量是1 2mol 0 5molhcl的氢原子的物质的量是0 5mol 0 4molh2s的氢原子的物质的量是0 8mol 0 2molnh3的氢原子的物质的量是0 6mol d正确 考点三突破阿伏加德罗常数应用的 六个陷阱 高考命题探究 角度1气体摩尔体积的适用条件 高考母题示例 na代表阿伏加德罗常数的值 下列叙述正确的是 a 2012 全国卷 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 b 2016 四川高考 标准状况下 5 6lco2气体中含有的氧原子数为0 5nac 2015 广东高考 标准状况下 22 4ln2和h2混合气体中含有na个原子d 2014 江苏高考 标准状况下 11 2l苯中含有分子的数目为0 5na 解析 选b 常温常压下22 4l氯气的物质的量不是1mol 而只有1mol氯气与足量镁粉充分反应转移的电子数才是2na a错误 标准状况下5 6lco2的物质的量为0 25mol 含有的氧原子为0 5mol b正确 n2和h2都是双原子分子 标准状况下 22 4l混合气体是1mol 含有2na个原子 c错误 标准状况下 苯为液态 不适用于气体摩尔体积计算公式 d错误 探究归纳总结 重 两看 排 干扰 突破陷阱一看 看 气体 是否处于 标准状况 二看 看 标准状况 下 物质是否为 气体 如ccl4 br2 so3 己烷 hf 苯等在标准状况下均不是气体 但若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 实质上 此时物质所含的粒子数与温度 压强等外界条件无关 角度2物质的组成与结构 高考母题示例 na代表阿伏加德罗常数的值 下列叙述不正确的是 a 2015 乙卷 18gd2o和18gh2o中含有的质子数均为10nab 2012 全国卷 12g金刚石中含有的共价键数为2na c 2012 全国卷 28g乙烯和环丁烷 c4h8 的混合气体中含有的碳原子数为2nad 2013 甲卷 12g石墨烯 单层石墨 中含有六元环的个数为0 5na 解析 选a d和h的质量数不同 则18gd2o和18gh2o的物质的量不同 其含有的质子数不同 a错误 12g金刚石的物质的量为1mol 1mol金刚石中存在的共价键数目为2na b正确 乙烯和环丁烷的最简式相同 等质量的两者含有的碳原子数相同 c正确 石墨层内碳原子呈正六边形结构 每个六元环有6个碳原子 而每个碳原子同时为三个六元环所共有 故每个 六元环平均只占有2个碳原子 12g石墨烯含碳原子数为1mol 故其中含六元环的个数应为0 5na d正确 探究归纳总结 记 组成 突破陷阱 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 乙烯和丙烯等 3 记摩尔质量相同的物质 如n2 c2h4和co等 4 记物质中所含化学键的数目 如si sio2 石墨 h2o2 白磷 na2o2 烷烃 烯烃 醇等 角度3氧化还原反应中的电子转移数目的判断 高考母题示例 设na为阿伏加德罗常数的值 下列说法正确的是 a 2015 甲卷 钠在空气中燃烧可生成多种氧化物 23g钠充分燃烧时转移电子数为nab 2014 四川高考 氢氧燃料电池正极消耗22 4l 标准状况 气体时 电路中通过的电子数目为2na c 2015 四川高考 50ml12mol l 1盐酸与足量mno2共热 转移的电子数为0 3nad 2014 江苏高考 在过氧化钠与水的反应中 每生成0 1mol氧气 转移电子的数目为0 4na 解析 选a 23g钠完全燃烧转移电子的物质的量为1mol 即失去na个电子 a正确 氢氧燃料电池工作时 正极消耗1mol氧气 转移4mol电子 b错误 盐酸浓度变稀后不再与mno2反应 故转移的电子数小于0 3na c错误 2na2o2 2h2o 4naoh o2 反应中na2o2既是氧化剂又是还原剂 每生成0 1molo2 转移电子的数目为0 2na d错误 角度4电解质溶液中微粒数目的判断 高考母题示例 设na为阿伏加德罗常数的值 下列说法正确的是 a 2015 甲卷 1l0 1mol l 1的nahco3溶液中和离子数之和为0 1nab 2016 四川高考 0 1l0 5mol l 1ch3cooh溶液中含有的h 数为0 05na c 2013 江苏高考改编 1l1mol l 1的naclo溶液中含有clo 的数目小于nad 2013 甲卷 25 时 ph 13的naoh溶液中含有oh 的数目为0 1na 解析 选c 1l0 1mol l 1的nahco3溶液中含有碳元素0 1mol 而含碳元素的物质有h2co3 和 所以三者的物质的量和为0 1mol a错误 0 1l0 5mol l 1ch3cooh溶液中醋酸的物质的量为0 05mol 因为醋酸是弱酸 不能完全电离 所以溶液中含有的h 数小于0 05na b错误 clo 水解生成hclo 所以clo 的数目小于na c正确 没有naoh溶液的体积 无法得知其物质的量 d错误 角度5物质转化中的隐含反应 模拟母题示例 2017 保定模拟 设na为阿伏加德罗常数的值 下列说法正确的是 a 密闭容器中2molno与1molo2充分反应 产物的分子数为2nab 工业上铜的电解精炼时电解池中每转移1mol电子时阳极上溶解的铜原子数为0 5na c 过量的铁粉加入稀硝酸中 当溶解5 6g时转移的电子数为0 2nad 标准状况下 0 1mol氯气溶于水 转移的电子数目为0 1na 解析 选c no与氧气反应生成二氧化氮 二氧化氮与四氧化二氮之间存在化学平衡 产物的分子数小于2na a错误 电解精炼铜时 阳极上除了铜 铁 镍等金属也放电 转移1mol电子时 阳极溶解的铜原子数小于0 5na b错误 过量铁与硝酸生成fe2 故c正确 氯气与水的反应是可逆的 转移的电子数目小于0 1na d错误 角度6分散系中微粒数目的判断 模拟母题示例 2017 邯郸模拟节选 判断正误 25 时 1l0 1mol l 1fecl3溶液中含有0 1na个fe oh 3胶体粒子 解析 fe oh 3胶体粒子是若干个fe oh 3分子聚合而成的 故所含的胶体粒子数目远小于0 1na 高考模拟预测 1 设na为阿伏加德罗常数的值 下列有关说法正确的是 a 78gna2o2晶体中含2na个阴离子b 200ml5mol l 1na2co3溶液中含na个cc 足量的铜与含2molh2so4的浓硫酸充分反应 可生成na个so2分子d 3mol铁与足量的水蒸气充分反应 转移电子8na个 解析 选d 过氧化钠晶体中含有na 和 1molna2o2中含有1mol阴离子 a错误 在水溶液中发生水解 所以溶液中数目小于na b错误 浓硫酸与铜反应 稀硫酸与铜不反应 c错误 铁与水蒸气反应生成fe3o4 所以3mol铁与足量的水蒸气充分反应 转移电子8na d正确 2 2017 安庆模拟 设na表示阿伏加德罗常数的值 下列说法中正确的是世纪金榜导学号30682003 a 25 101kpa时 0 1na个h2分子完全燃烧生成气态水 放出akj热量 表示氢气燃烧热的热化学方程式为h2 g o2 g h2o g h 10akj mol 1 b 500 30mpa下 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 38 6kj mol 1 将分子数为1 5na的h2和过量n2在此条件下充分反应 放出热量19 3kjc 在反应kclo3 6hcl 浓 kcl 3cl2 3h2o中 每生成3molcl2转移的电子数为5nad 以mg al为电极 naoh溶液为电解质溶液的原电池中 导线上流过na个电子 则正极生成的h2在标准状况下的体积为22 4l 解析 选c a 燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 此时的水应是液态 因此该反应不是氢气燃烧热的热化学方程式 故错误 b 此反应是可逆反应 题中不知道反应物的转化率 无法计算放出的热量 故错误 c kclo3只作氧化剂 化合价由 5价降至0价 hcl除作还原剂 还起酸 性 因此每生成3molcl2 转移电子数为5na 故正确 d al为负极 mg为正极 导线上流过na个电子时 正极上生成0 5molh2 在标准状况下的体积为11 2l 加固训练 1 设阿伏加德罗常数为na 则下列说法正确的是 a 12 0gnahso4晶体中阳离子和阴离子的总数为0 3nab ago2和o3的混合气体中含有的分子总数为ana 32c 标准状况下 22 4lh2s和so2的混合气体中含有的分子总数为na d 常温常压下 28gco和n2的混合气体中含有的分子总数为na 解析 选d nahso4晶体中含有na 和 12 0gnahso4晶体中阳离子和阴离子的总数为0 2na a错误 氧气和臭氧的摩尔质量不同 无法计算混合气体的分子数 b错误 h2s和so2会发生反应生成s和水 气体物质的量减少 所含分子数小于na c错误 co和n2的摩尔质量相同 等质量的气体所含分子数相同 d正确 2 下列叙述正确的是 7li 中含有的中子数与电子数之比为2 1 在c2h6分子中极性共价