物质的量气体摩尔体积

1、物质的量气体摩尔体积一、物质的量1物质的量2阿伏加德罗常数3摩尔质量 1摩尔物质的质量，与物质的摩尔质量等同吗？提示不等同。1摩尔物质的质量，讲的是质量，单位是g；物质的摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是g·mol1。物质有1摩尔的质量，也可以有0.5 摩尔的质量，还可以有0.1摩尔的质量等，数值是可变的。而摩尔质量对于指定的物质而言，有一个固定不变的数值。二、气体摩尔体积1气体摩尔体积(1)概念：一定温度、压强下，单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。(2)常用单位：L/mol(或L·mol1)和m3/mol(或m3·mol1)。(3)数值：在

2、标准状况下(指温度为0_，压强为101_kPa)约为22.4_L·mol1。(4)计算公式：Vm。(5)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。2阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 标准状况下，1 mol气体的体积是22.4 L，如果当1 mol气体的体积是22.4 L时，一定是标准状况吗？提示不一定，因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件，非标准状况下1 mol气体的体积也可能是22.4 L。一条规律物质的量与摩尔、阿伏加德罗常数的关系(1)物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一，不能理解成物质的质

3、量或物质的数量，其单位是摩尔。(2)使用摩尔作单位时，应用化学式指明粒子的种类，如：1 mol H、1 mol NaCl等。(3)1 mol任何微粒含有的微粒数都等于阿伏加德罗常数的数值。两种方法1气体摩尔质量的求解方法2气体摩尔体积的使用方法Vm22.4 L·mol1，使用时一定注意以下几个方面：一个条件：标准状况。一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。二个数据：“1摩尔”“约22.4升”。我的警示在进行阿伏加德罗常数的计算时，易忽视气体之间发生的反应以及物质的状态。如一氧化氮与氧气混合，迅速化合成二氧化氮(2NOO2=2NO2)，反应后气体的总物质的量小于NO与

4、O2两种气体的物质的量之和；氨气与氯化氢等体积混合，恰好生成固体氯化铵，反应后气体的物质的量为0。考点1 阿伏加德罗常数热点应用阿伏加德罗常数是高考的“热点”问题，主要以选择题的形式呈现。命题者往往有意设置一些陷阱，增大试题的区分度。陷阱的设置主要有以下几个方面。1状况条件：考查气体时经常给出非标准状况如常温常压下等。用到22.4 L·mol1时，必须注意到气体是否处于标准状况。2物质的状态：水在标准状况下不是气态；SO3在标准状况下是固态，常温常压下是液态；在标准状况下，碳原子数为516的烷烃是液态。3物质结构：(1)考查一定物质的量的物质中含有粒子数(分子、原子、电子、中子、离子

5、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、P4、18O2、D2O、Na2O2等特殊物质。(2)考查一些物质中的化学键的数目，如：Si、CH4、P4、CO2等。(3)氧化还原反应：较复杂的氧化还原反应中，求算电子转移数目。如：Na2O2与H2O，Cl2与NaOH溶液反应等。(4)弱电解质的电离或盐类的水解：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水解平衡。如NH4Cl溶液中n(NH)n(Cl)。【典例1】 设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()。A16 g CH4中含有4NA个CH键B1 mol

6、83;L1 NaCl溶液含有NA个NaC1 mol Cu与足量稀硝酸反应产生NA个NO分子D常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子审题视角分析1 mol CH4分子含多少个CH键；Cu与足量稀硝酸反应的化学反应方程式；注意溶液体积；使用22.4 L·mol1的条件。解析1个CH4中含有4个CH键，则16 g CH4中的CH键数为：×4×NA4NA，A项正确；由于没有提供1 mol·L1 NaCl溶液的体积，则溶液所含Na数目无法确定，B项错误；根据Cu与稀硝酸的反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，则反应生成的n

7、(NO)n(Cu)，其分子数目为NA，C项错误；常温常压下气体的摩尔体积不为22.4 L·mol1，因此22.4 L CO2所含分子数不是NA，D项错误。答案A(1)A项中“16 g”改为“22.4 L”，是否正确？(2)1 mol·L1 NaCl(aq)、Na2CO3(aq)中c(Na)各为多少？(3)D项中，含有的CO2分子个数_NA(填“大于”或“小于”)。答案(1)不正确(2)1 mol·L12 mol·L1(3)小于【应用1】 NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是 ()。A等物质的量的N2和CO所含分子数均为NAB1.7 g H2O2中含有

8、的电子数为0.9NAC1 mol Na2O2 固体中含离子总数为4NAD标准状况下，2.24 L戊烷所含分子数为0.1NA解析此题考查了阿伏加德罗常数知识。阿伏加德罗常数是指1 mol任何微粒中含有的微粒数，等物质的量不一定是1 mol，A错；H2O2的相对分子质量为34，故其1.7 g的物质的量为0.05 mol，其每个分子中含有的电子为18个，则其1.7 g中含有的电子的物质的量为0.9 mol，数目为0.9NA，B对；Na2O2固体中，含有的是Na和O两种离子，1 mol固体中含有3 mol离子，故其中的离子总数为3NA，C错；戊烷在标准状况下为液态，故其2.24 L不是0.1 mol，

9、D错。答案B考点2 阿伏加德罗定律的推广应用1阿伏加德罗定律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，同质量的气体的体积与其摩尔质量成反比，即。【典例2】 (2012·海口模拟)在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内气体的温度和密度相等时，下列说法正确的是()。A两种气体的压强相等BO2比O3质量小C两种气体的分子数目相等D两种气体的氧

10、原子数目相等解析两容器内的气体体积、密度相同，由mV可知m(O2)m(O3)，根据n可知n(O2)>n(O3)，同温同体积时，气体的压强与气体的物质的量成正比，即 ，故p(O2)>p(O3)，故A、B错误；气体的分子数与气体的物质的量成正比，则N(O2)>N(O3)，故C错误；因为O2和O3都由氧原子组成，两者质量相等，则两种气体的氧原子数目相同，故D正确。答案D阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的依据，要灵活运用，注意结合质量守恒定律和相关概念及公式进行换算，但一定要突出物质的量这一核心，它是其他物理量之间换算的桥梁，通常模式是：已知一个物理量物质的量另一个物理量。【应用

11、2】 同温同压下，x g的甲气体和y g的乙气体占有相同的体积，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述错误的是()。Axy等于甲与乙的相对分子质量之比Bxy等于等质量的甲与乙的分子个数之比Cxy等于同温同压下甲与乙的密度之比Dyx等于同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比解析由阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数，则物质的量相等，即，推出：，故A正确；B项，甲与乙的分子个数比为11，而x与y不一定相等，故不正确；C项，同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，即为质量比，故正确；D项，等质量的甲、乙压强之比为 ，故正确。答案B考点3 以物质的量为核心的多角度计算1公式nc·

12、;V溶液(注意各符号意义及单位)2依据化学方程式的计算N2 3H22NH3,物质的量之比 1 3 2气体体积之比 1 3 2物质的分子数之比 1 3 2物质的质量之比 28 6 34【典例3】 (2011·四川理综，12)25 和101 kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为()。A12.5% B25%C50% D75%解析乙烷、乙炔和丙烯完全燃烧的化学方程式分别为C2H6O22CO23H2OC2H2O22CO2H2OC3H6O23CO23H2O由式知，在25

13、 和101 kPa时，1 mL C2H6反应，气体会减少：mL2.5 mL1 mL C2H2反应，气体会减少：mL1.5 mL1 mL C3H6反应，气体会减少：mL2.5 mL设C2H6和C3H6共x mL，C2H2为y mL，可列方程组：解得x24，y8故原混合烃中乙炔的体积分数为：×100%25%，故B正确。答案B1以N·NA为中心的有关基本粒子的计算，解答此类题应注意看清所求粒子的种类，以及物质分子的构成(是单原子分子，还是双原子分子或多原子分子)。2以气体物质为中心的计算，解答此类题应注意：(1)若题目给出物质的体积，一要看是否是标准状况。若不是标准状况，则1 m

14、ol气体体积一般不等于22.4 L。二要看该物质在标准状况下是不是气体，若不是气体，则无法求知其物质的量和分子数目；若是气体，则可求其物质的量和分子数目，这与是混合气体还是单一气体无关。(2)若题目给出气体的质量或物质的量，则粒子数目与外界条件无关。(3)若题目要求稀有气体的粒子数目，须注意它们是单原子分子。【应用3】 (2012·青岛模拟)由CO、H2与O2组成的混合气体60 mL，在一定条件下恰好完全反应，测得生成物在101 kPa、120 下对空气的相对密度为1.293，则原混合气体中H2所占的体积分数为()。A. B. C. D.解析由反应方程式2H2O22H2O,2COO2

15、2CO2可推知CO和H2与O2反应时，体积之比皆为21，在一定条件下恰好完全反应时，则混合气体中CO和H2的体积之和为40 mL，O2的体积为20 mL。生成物的平均摩尔质量为1.293×29 g·mol137.5 g·mol1，反应后的混合气体为CO2和H2O(g)，则44 g·mol1×n(CO2)18 g·mol1×n(H2O)37.5 g· mol1×n(CO2)n(H2O)，求得n(CO2)3n(H2O)，则n(CO)3n(H2)。据阿伏加德罗定律：相同的条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，

16、所以H2与CO的体积之比为13，则40 mL混合气体中H2占10 mL，CO占30 mL。则原混合气体中H2所占的体积分数为10 mL/60 mL。答案A考向1 （5年9考）阿伏加德罗常数1.考查电子数(1)1.00 mol NaCl中，所有Na的最外层电子总数为8×6.02×1023() (2011·课标7B)(2)1 mol羟基中电子数为10NA(×) (2010·江苏5B)(3)1.7 g H2O2中含有电子数为0.9NA() (2010·上海7B)2考查分子数(1)常温常压下，22.4 L CCl4含有NA个CCl4分子(&#

17、215;) (2011·广东9C)(2)1.00 mol NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子(×) (2011·课标7A)(3)标准状况下，2.24 L乙醇的分子数为NA(×) (2009·福建理综8D)(4)标准状况下，22.4 L二氯甲烷的分子数约为4NA个(×) (2010·四川理综7A)(5)标准状况下，2.24 L戊烷所含分子数为0.1 NA(×) (2010·上海7D)3考查化学键数(1)12 g金刚石中含有的共价键数为4NA(×) (2011·全国1

18、2B) (2)1 mol乙烷分子中含有8NA个共价键(×) (2009·浙江理综8B)(3)常温常压下，22.4 L乙烯中CH键数为4NA(×) (2010·江苏5D)4考查氧化还原反应中电子的转移(1)1 mol Cl2与足量的铁反应，转移的电子数为3NA(×) (2011·海南10B)(2)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子()(2011·全国12D)(3)1 mol Ca变成Ca2时失去的电子数为2NA() (2009·广东理基20D)(4)1 mol Cl2参

19、加反应转移电子数一定为2NA(×) (2010·福建理综7C)5考查离子数(1)1 L 0.1 mol·L1氨水含有0.1NA个OH(×) (2011·广东9B)(2)10 L pH1的硫酸溶液中含有的H离子数为2NA(×) (2011·海南10C)(3)10 L pH13的NaOH溶液中含有的OH离子数为NA() (2011·海南10D)(4)将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中，所得溶液含有0.1NA Fe3(×) (2009·广东6D)(5)在1 L 0.1 mol·L1碳酸钠溶

20、液中，阴离子总数大于0.1 NA() (2009·浙江理综8D)6考查气体中所含微粒数(1)常温下，23 g NO2含有NA个氧原子() (2011·广东9A)(2)等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA(×) (2010·上海7A)(3)标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子(×) (2010·福建7B)(4)分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4 L，质量约为28 g(×) (2009·上海12C)考向2 （5年7考）气体摩尔体积与阿伏加德罗定律1考查气体摩尔体积(1)电解58.5 g熔

21、融的NaCl，能产生22.4 L氯气(标准状况)、23.0 g金属钠(×)(2011·课标7D)(2)标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子(×) (2010·福建理综7B)(3)常温常压下，22.4 L乙烯中CH键数为4NA(×) (2010·江苏5D)(4)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28 g混合气体中含有3NA个氢原子(×) (2009·广东6B)(5)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()（2009·广东6C)(6)22.4 L Cl2中含有NA个Cl2

22、分子(×) (2009·广东理基20A)2考查阿伏加德罗定律(2008·海南，3)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解析由公式mV得出，甲V甲乙V乙，即，因为甲>乙，则V甲<V乙，同温同压下，n乙>n甲。M甲，M乙得M乙<M甲，因此B正确。答案B考向3 （5年5考）以物质的量为中心的综合拓展计算1(2010·全国，11)在一定的温度、压强下，向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460 mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为()。A14 B13 C12 D11解析点燃条件下CH4与O2反应，完全反应后生成的干燥气体为CO2。CH42O2CO22H2OV1 2V(CH4)(400100