2021版新高考化学一轮复习 第1章 认识化学科学 第3节 物质的量 气体摩尔体积教学案 鲁科版.doc

第3节物质的量气体摩尔体积课标解读要点网络1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(m)、气体摩尔体积(vm)、阿伏加德罗常数(na)的含义。2能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。3了解相对原子质量、相对分子质量的含义，并能进行有关计算。 物质的量摩尔质量1物质的量、阿伏加德罗常数2摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号为m，单位为gmol1或kgmol1。(2)数值：当微粒的摩尔质量以gmol1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。(3)关系：物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n或m或 mnm。补短板(1)物质的量及其单位(摩尔)不能描述宏观物质的数量。(2)使用摩尔作单位时，必须指定化学式或指明微粒的种类，如1 mol h 不能描述为1 mol 氢等。(3)6.021023是个纯数值，没有任何物理意义，它与阿伏加德罗常数(na)的关系应理解为6.021023是阿伏加德罗常数(na)的数值的近似值。(4)摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。如h2o的摩尔质量为18 gmol1，h2o的相对分子质量为18,1 mol h2o的质量为18 g。但若不指明各单位，数值也不一定相等。如h2o的摩尔质量也可以是0.018 kgmol1。(5)摩尔质量与温度、压强、物质的量多少无关。(1)1 mol oh的质量是17 gmol1。()(2)na代表阿伏加德罗常数的数值，22 g co2中含有的氧原子数为na。()(3)n mol o2中分子数为n，则阿伏加德罗常数为。()(4)h2so4的摩尔质量和相对分子质量的数值均为98。()(5)46 g no2和n2o4的混合气体中氧原子数为2na。()答案(1)(2)(3)(4)(5)有一瓶氯化钠试剂的标签如图所示，仔细观察该标签，然后回答下列问题：(1)该瓶未开封的试剂中含nacl的质量为_，物质的量约为_。(2)从上述试剂瓶中取出0.5 g样品配成溶液，溶液中na与cl总数目约为_(用数值表示)。答案(1)480 g8.2 mol(2)9.881021命题点1基本概念的理解与应用1(双选)下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(ch3cook)是效果较好的融雪剂。下列关于1 mol ch3cook的叙述正确的是()a1 mol ch3cook含有1 mol钾元素bch3cook的摩尔质量为98 gmol1c1 mol ch3cook含有2 mol氧d1 mol ch3cook含有约36.021023个hbd元素是一个宏观概念，a项错误；ch3cook的摩尔质量为98 gmol1，b项正确；“2 mol氧”中“氧”是指氧原子还是指氧分子，说法不明确，c项错误；1 mol ch3cook含有3 mol h，所以1 mol ch3cook约含有36.021023个h，d项正确。2(2019荆州模拟)草酸(分子式为h2c2o4，沸点：150 )是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是()a若1 mol草酸中含a个碳原子，则阿伏加德罗常数为b1 mol草酸中约含有6.021023个分子c45 g草酸中约含有1.2041024个氧原子d草酸分子中碳与氧原子的物质的量之比为12a阿伏加德罗常数的单位为mol1，无单位，a错误。解题“三注意”(1)审题时要注意常用计量的使用范围和条件。(2)分析时要注意常用计量的单位运用。(3)计算分子中含有的原子数目时要注意分子的组成。命题点2n、m、m、n的相关计算与换算3设na为阿伏加德罗常数的值，回答下列问题。(1)0.3 mol h2o分子中所含氢原子数与_个nh3分子中所含氢原子数相等。(2)12 g乙烷中所含共价键的物质的量是_。(3)分子数为0.5na的co2分子的质量是_。解析(2)乙烷的结构式为,1 mol乙烷分子中含有7 mol共价键。答案(1)0.2na(2)2.8 mol(3)22 g4(1)若12.4 g na2x中含有0.4 mol钠离子，na2x的摩尔质量是_，x的相对原子质量是_。(2)某矿泉水的规格为560 ml，若喝一瓶该矿泉水，则进入体内的h2o分子数约为_个(用数值表示)。解析(1)n(na2x)0.2 mol，m(na2x)62 gmol1。(2)水的密度约为1 gml1，n(h2o)31.1 mol，n(h2o)31.1 mol6.021023 mol11.871025。答案(1)62 gmol116(2)1.871025以“物质的量”为核心的基本计算 气体摩尔体积阿伏加德罗定律1气体摩尔体积(1)影响物质体积大小的因素(2)气体摩尔体积含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为vm，常用的单位是l/mol(或lmol1)和m3/mol(或m3mol1)，基本表达式是vm。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。温度越高，压强越小，气体摩尔体积越大。特例：标准状况是指温度为0 ，压强为101 kpa，此时，vm22.4_lmol1。2阿伏加德罗定律及其推论(1)内容可总结为“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)推论条件结论推论一同温同压推论二同温同容注：以上用到的符号：n物质的量、m摩尔质量、v气体体积、密度、p压强补短板(1)在同温同压下，不同气体的摩尔体积相同，而固(液)体摩尔体积则不同。(2)气体摩尔体积既适用于单一气体也适用于混合气体。(3)1 mol气体在标准状况下是22.4 l，但22.4 l气体在非标准状况下可能是1 mol也可能不是1 mol。(4)同温同压同体积的气体的分子数相等，但原子数不一定相等。(5)阿伏加德罗定律既适用于单一气体也适用于混合气体。(6)在同温同压条件下，可利用气体的相对分子质量大小判断气体密度的大小。(1)标准状况下，1 mol h2与1 mol n2、h2混合气体体积均约为22.4 l。()(2)同温同压下，等体积的两种单质气体一定具有相同的原子数。()(3)标准状况下，1 mol ch4和1 mol so3的体积均为22.4 l。()(4)同温同体积条件下，等质量的so2和o2对应的压强之比为12。()(5)在非标准状况下，1 mol n2的体积可能为22.4 l。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(1)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_。1摩尔水的质量1摩尔水蒸气的质量1摩尔水蒸气的体积答案(2)在标准状况下，由co和co2组成的混合气体6.72 l，质量为12 g。此混合物中co和co2的总物质的量为_，混合气体的平均相对分子质量为_，混合气体中co与co2的个数比为_。答案0.3 mol4013命题点1气体摩尔体积的概念及有关计算1一定温度和压强下，30 l某种气态纯净物中含有6.021023个分子，这些分子由1.2041024个原子构成，下列有关说法中不正确的是()a该温度和压强可能是标准状况b标准状况下，该纯净物若为气态，其体积约是22.4 lc该气体中每个分子含有两个原子d若o2在该条件下为气态，则1 mol o2在该条件下的体积也为30 la若为标准状况，6.021023个气态分子的体积应为22.4 l，不是30 l。2一定量的液态化合物xy2，在适量的氧气中恰好完全燃烧，化学方程式为xy2(l)3o2(g)xo2(g)2yo2(g)，在标准状况下测得生成物的体积为672 ml，密度为2.56 gl1，则化合物xy2的相对分子质量为()a38b44c64 d76dn(生成物)0.03 mol，根据等气体体积反应可知n(o2)0.03 mol，m(o2)0.96 g，m(总)0.672 l2.56 gl11.72 g，根据质量守恒定律知m(xy2)0.76 g，n(xy2)n(o2)0.01 mol，m(xy2)76 gmol1。3在一定条件下，m g nh4hco3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)若所得混合气体的密度折合成标准状况为 gl1，则混合气体的平均摩尔质量为_(用含的代数式表示)。(3)若在该条件下，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_(用含a、b、c的代数式表示)。解析因为nh4hco3(s)nh3(g)co2(g)h2o(g)。(1)(混)2d gmol1n(混) mol，m(nh4hco3)(2d3) gmol16d gmol1。(2)(混)22.4 gmol1。(3)n(nh3)n(co2)n(h2o)a%b%c%，(混)(17a%44b%18c%) gmol1。答案(1) mol6d gmol1(2)22.4 gmol1(3)17a%44b%18c%气体摩尔质量(相对分子质量)求算方法(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：mm/n。(2)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)：mnam/n。(3)根据标准状况下气体的密度：m22.4(gmol1)。(4)根据气体的相对密度(d1/2)：m1/m2d。(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：m1a%m2b%m3c%，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。命题点2阿伏加德罗定律及其推论的基本应用4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c依据阿伏加德罗定律可知在同温同压下的两种气体体积相同，分子数相同时，而每个12c18o和n2分子所含电子数相同，c项正确；同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比，12c18o的摩尔质量为30 gmol1，14n2的摩尔质量为28 gmol1，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；n，m相同、m不同，n不同，d项错误。5如图所示三只气球，其中a、b的体积均为1.12 l，则a、b中气体的物质的量_是0.05 mol(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_。答案不一定11216(1)2 mol o3和3 mol o2的质量之比为_，分子数之比为_；同温同压下的密度之比为_，含氧原子数之比为_，体积之比为_。(2)气体化合物a的化学式可表示为oxfy，已知同温同压下10 ml a受热分解生成15 ml o2和10 ml f2，则a的化学式为_，推断的依据是_。答案(1)1123321123(2)o3f2阿伏加德罗定律和质量守恒定律n23h22nh3化学计量数之比： 1 32n(分子)之比： 1 3 2n(分子)之比： 1 3 2v(g)之比： 1 3 2(同温同压) 有关“na”的多角度判断与计算宏观辨识与微观探析na的多角度考查题型在高考命题时一直保持较高的连续性(如2018年，部分卷涉及，如2019年、卷涉及)。在命题角度上主要从物质的状态、组成、原子结构，氧化还原反应、电离、水解、可逆反应等不同方面进行微观粒子数或共价键数的计算。体现了宏观辨识与微观探析和变化观念与平衡思想的化学核心素养。角度122.4 lmol1的适用条件与物质状况陷阱解读此角度通常在标准状况下气体摩尔体积具体应用的易错点上组织命题，有时候虽然满足标准状况的使用条件，但不满足是气体；有时候虽然满足是气体的条件，但不满足是在标准状况下。有时候一些物理量与标准状况无关。典题示例1na为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是_(填序号)。a(2017全国卷)2.24 l(标准状况)苯在o2中完全燃烧，得到0.6na个co2分子b(2017全国卷)标准状况下，2.24 l n2和o2的混合气体中分子数为0.2nac标准状况下，2.24 l ccl4含有的共价键数为0.4nad常温常压下，3.2 g o2所含的原子数为0.2nae标准状况下，2.24 l hcl和hf的混合物中含有氢原子数为0.1na解析a项，苯在标准状况下为液体，不适用22.4 lmol1；b项，2.24 l混合气体中分子数应为0.1na；c项，ccl4在标准状况下为液体，不适用22.4 lmol1；d项，质量与温度、压强无关；e项，hf在标准状况下为液体。答案d陷阱突破(1)一要看是否为标准状况，不为标准状况无法直接用22.4 lmol1(标准状况下气体的摩尔体积)求n。(2)二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求n，如水、液溴、hf、chcl3、ch2cl2、ccl4、so3、己烷、苯、cxhy(x4)、乙醇、乙酸等。(3)三要看指定的物理量是否与状况有关。要明确物质的量或质量或摩尔质量或微粒数与物质所处状况无关，物质的量或质量确定时，物质所含的微粒数与温度、压强等外界条件无关。角度2一定量的混合物中微粒数的计算陷阱解读此角度通常涉及一定质量或一定物质的量的混合物中微粒数的计算。混合物组成气体一般在摩尔质量相同或最简式相同或分子式中某原子数相同等方面组织命题，设置陷阱。典题示例2设na为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是_(填序号)。a(2016全国卷)14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2nab标准状况下，5.6 l co2和so2的混合气体中含有的氧原子数为0.5nac14 g n2和co的混合气体中含有的原子数为0.5nad常温常压下，92 g no2和n2o4的混合气体中含有的原子数为6na解析a项，乙烯与丙烯的最简式均为ch2,14 g二者混合物含2na个h；b项，co2与so2中均含有2个氧原子；c项，n2与co的m相同，14 g二者混合气体中原子数应为0.52na；d项，no2与n2o4的最简式均为no2。答案c陷阱突破(1)等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如no2与n2o4，c2h4与c3h6，o2与o3。(2)等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如n2与co，co2与n2o，h2so4与h3po4。(3)物质的量相同的物质含有的分子数相同，原子数不一定相同。如co2与co的混合气体若为1 mol，则含分子数为1na，原子数介于2na和3na之间。角度3一定量物质中微观粒子与共价键数目的计算陷阱解读此角度涉及题目主要从一定量的物质中所含相关微粒的数目(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数、胶体微粒数等)和一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目)等方面设置陷阱。典题示例3设na为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是_(填序号)。a(2017全国卷)0.1 mol 的11b中，含有0.6na个中子b18 g d2o和18 g h2o中含有的质子数均为10nac60 g丙醇中存在的共价键总数为10nad4.5 g sio2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3nae12 g 金刚石中含有的cc键数目为4naf31 g p4分子中含有的pp键数目为1.5na解析a项，11b中含中子数1156；b项，d2o与h2o的摩尔质量不同，二者分子数不同，含有的质子数不同；c项，丙醇的结构式为,1分子中共有11个共价键；d项，1 mol sio2中含4 mol sio键；e项，1 mol 金刚石中含2 mol cc键；1 mol p4含6 mol pp键。答案adf陷阱突破熟记常考物质的组成与结构(1)物质的构成有些物质是由分子构成的，分子又是由原子构成的。 有的分子是单原子分子，如稀有气体he、ne等，有的分子为双原子分子，如cl2、n2、o2、h2、br2、i2等，有的分子为多原子分子，如o3、p4、d2o、ch4、co2等。(2)物质的微观结构记住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。(3)物质中所含的化学键 理解物质中所含化学键的数目，如一分子h2o2、cnh2n2中化学键的数目分别为3、3n1。常考物质所含的共价键数目：几种常考物质ch4(ch)p4 (pp)si(sisi)sio2 (sio)石墨(cc)金刚石(cc)每摩尔含共价键数目4na6na2na4na1.5na2na角度4电解质溶液中微粒数目的计算陷阱解读此角度的题目主要从电解质电离程度、盐水解程度、是否指明溶液体积等方面设置陷阱。典题示例4设na为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是_(填序号)。a(2017全国卷)ph1的h3po4溶液中，含有0.1na个hb2 l 0.5 moll1亚硫酸溶液中含有的氢离子数为2nac1 l 0.1 moll1的nahco3溶液中hco和co微粒数之和为0.1nad(2017全国卷)1 l 0.1 moll1 nh4cl溶液中，nh的数目为0.1nae1 l 0.1 moll1的c2o溶液中含h2c2o4、hc2o、c2o微粒数之和为0.1naf含1 mol nh4cl的溶液中加氨水至中性时溶液中含有的nh数目为1na解析a项，没有指明溶液体积；b项，h2so3为弱酸，不能完全电离；c项，溶液中还有h2co3；d项，nh水解；e项，利用物料守恒可知；f项，n(nh)n(h)n(cl)n(oh)，因为n(h)n(oh)，故n(nh)n(cl)1na。答案ef陷阱突破细审题、抓“四看”：一看是否指明溶液的体积；二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子(或弱碱阳离子)；三看所给条件是否与电解质的组成有关；四看是否忽略溶剂水中的h、o原子数目。角度5氧化还原反应中转移电子数的计算陷阱解读此角度易在特殊氧化还原反应中电子转移数目上命题，主要的命题陷阱有：歧化反应或归中反应中转移的电子数；变价元素的单质参与反应时转移的电子数，氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。典题示例5设na为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是_(填序号)。a(2017全国卷)2.4 g mg与h2so4完全反应，转移电子数为0.1nab(2016全国卷)1 mol fe溶于过量硝酸，电子转移数为2nac(2015全国卷)过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2nad(2015全国卷)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1nae惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上生成2.24 l(标准状况下)气体时，电路中通过的电子数为0.2naf向1 l 0.1 moll1的febr2溶液中通入足量cl2充分反应，转移电子数为0.1na解析a项，转移电子数应为0.2na；b项，fe被氧化为fe3，电子转移数为3na；d项，na的氧化物中na均为1价；f项，cl2足量，fe2、br均被氧化，转移电子数为0.3na。答案cde陷阱突破(1)关注特殊反应na2o2与水或co2反应，产生1 mol o2均转移2 mol电子。铁与硝酸反应时，常温时在浓硝酸中钝化，溶于足量稀硝酸生成fe(no3)3，硝酸不足时生成fe(no3)2。no2与h2o反应，当1 mol no2参加反应，转移电子 mol。氯气与足量naoh溶液反应，1 mol cl2转移1 mol电子；氯气与足量金属反应，1 mol cl2转移2 mol电子。(2)明确反应实质na、mg、al在化合物中的化合价分别为1、2、3，因此1 mol na与o2反应，无论生成na2o还是na2o2，均转移1 mol电子；1 mol mg与o2、n2、盐酸等物质反应，均转移2 mol电子；1 mol al无论溶于盐酸还是naoh溶液，均转移3 mol电子。(3)注意过量问题如含1 mol febr2的溶液中通少量cl2和通足量cl2，转移的电子数不一样。角度6一些特殊反应或隐含的反应的微粒数计算陷阱解读此角度的题目主要从可逆反应、钝化、与浓度有关及反应中隐含的反应上设置陷阱。典题示例6设na为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是_(填序号)。a(2017全国卷)0.1 mol h2和0.1 mol i2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2nab(2016全国卷)1 mol n2与4 mol h2反应生成的nh3分子数为2nac(2015全国卷)密闭容器中2 mol no与1 mol o2充分反应，产物的分子数为2nad(2015四川高考)50 ml 12 moll1盐酸与足量mno2共热，转移的电子数为0.3nae室温下，56 g铁片投入足量浓硫酸中生成na个so2f电解精炼铜，当电路中通过0.2na个电子时，阳极溶解减轻6.4 gg标准状况下，将22.4 l cl2通入足量水中充分反应转移电子数小于na解析a、b项涉及的反应均有可逆反应，但a项，h2i22hi，反应前后分子数不变，b项，1 mol n2不能完全反应，c项，2no2n2o4，分子数小于2na；d项，浓盐酸不能完全反应；e项，室温下，铁遇浓硫酸发生钝化；f项，阳极还有zn、fe、ni溶解；g项，cl2与h2o反应为可逆反应，cl2不完全反应。答案ag陷阱突破熟记常见的特殊反应或隐含反应(1)no与o2反应生成no2，no2又部分转化成n2o4。(2)一些可逆反应不能反应完全：如n2与h2化合生成nh3；so2与o2反应生成so3；cl2与h2o反应；cl2与pcl3反应；h2与i2反应；酯化反应和酯的水解反应等。(3)特殊的变化浓度因素mno2与浓盐酸的反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀盐酸，反应停止。cu与浓硫酸的反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，反应停止。cu与浓硝酸反应，随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，得到no2和no的混合气体。zn与浓硫酸反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，得到so2和h2的混合气体。常温下，铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”。(4)金属精炼时阳极杂质的反应。1(2019全国卷)已知na是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()a3 g 3he含有的中子数为1nab1 l 0.1 moll1磷酸钠溶液含有的po数目为0.1nac1 mol k2cr2o7被还原为cr3转移的电子数为6nad48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13naba项，3 g 3he含有的中子数为1na，正确；b项，磷酸钠为强碱弱酸盐，po会发生水解，所以所含po的数目小于0.1na，错误；c项，cr的化合价变化为633,1 mol k2cr2o7含有2 mol cr，所以转移电子数为6na，正确；d项，58 g正丁烷、异丁烷的混合物为1 mol，烷烃(cnh2n2)中总键数为3n1，则该混合物中共价键数目为13na，正确。2(双选)(2019湖东六校联考)设na表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ()a6 g sio2晶体中含有sio键的数目为0.2nab1 mol乙酸与足量的乙醇发生酯化反应，生成乙酸乙酯的分子数目小于nac叠氮化铵(nh4n3)可发生爆炸反应：nh4n3=2n22h2，则每收集89.6 l气体，爆炸时转移电子数为4nad常温下，向1 l 0.1 moll1醋酸钠溶液中加入醋酸至溶液为中性，则溶液含醋酸根离子数为0.1nabd1 mol sio2含有4 mol sio键，6 g sio2的物质的量为0.1 mol，含有0.4 mol sio键，a错误。乙酸与乙醇发生的酯化反应属于可逆反应，1 mol乙酸与足量的乙醇反应时，生成的乙酸乙酯的物质的量小于1 mol，b正确。c项未指明气体所处的温度和压强，无法计算反应转移的电子数，c错误。利用电荷守恒，可知n(ch3coo)n(na)0.1 mol，d正确1(2018全国卷，t10)na是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()a16.25 g fecl3水解形成的fe(oh)3胶体粒子数为0.1nab22.4 l(标准状况)氩气含有的质子数为18nac92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0nad1.0 mol ch4与cl2在光照下反应生成的ch3cl分子数为1.0nab16.25 g fecl3的物质的量n(fecl3)0.1 mol，如果氯化铁完全水解，则生成0.1 mol fe(oh)3，而氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁分子聚集而成