必修1第一章第三讲 物质的量 气体摩尔体积知识点与典型题例

1、必修1 第一章 第三讲物质的量气体摩尔体积 知识点与典型题例特别提醒(1)突出物质的量这一核心，它是其他物理量之间换算的纽带和桥梁，通常模式是：一个物理量物质的量另一个物理量。(2)注意换算过程中各物理量的单位要对应准确。(3)n、Vm、V(g)之间换算时，气体摩尔体积务必明确是何种状况下的，不可一律取22.4 L/mol(除非标准状况)。(4)不同状况下，相同物质，状态可能不同。题组训练1设NA为阿伏加德罗常数，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是()A. B.C. D.解析解法一：公式法：双原子分子的物质的量 mol双原子分子的摩尔质量g

2、83;mol1所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol1 L解法二：比例法：同种气体其分子数与质量成正比，设b g气体的分子数为Na gpb gN则：N，双原子分子的物质的量为，所以b g该气体在标准状况下的体积为 L。答案D2某气体的摩尔质量为M g·mol1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为V L的该气体所含有的分子数为X。则表示的是()AV L该气体的质量(以g为单位)B1 L该气体的质量(以g为单位)C1 mol该气体的体积(以L为单位)D1 L该气体中所含的分子数解析X除以NA为该气体的物质的量，然后乘以M表示其质

3、量，最后除以V为1 L该气体的质量。答案B3科学家刚刚发现了某种元素的原子，其质量是a g，12C的原子质量是b g，NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A该原子的摩尔质量是aNABw g该原子的物质的量一定是 molCw g该原子中含有×NA个该原子D由已知信息可得：NA解析该原子的摩尔质量是aNA g·mol1，A项错误；一个原子的质量为a g，所以w g该原子中含有个该原子，C项错误；NA可以表示为 mol1，D项错误。答案B4(1)0.7 mol H2O的质量为_，其中含有_个水分子，氢原子的物质的量为_。(2)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体

4、中，含有分子数目最少的是_，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是_。(3)2 mol CO2与3 mol SO3的分子数比是_；原子数比是_。(4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl，此氯化物的摩尔质量为_，该金属元素的相对原子质量为_。解析(1)0.7 mol H2O的质量为0.7 mol×18 g·mol112.6 g，含有水分子的个数为0.7 mol×6.02×1023 mol14.214×1023，氢原子的物质的量为0.7 mol×21.4 mol。(2)根据nm/M可知，摩尔质量最大的是SO2，其物

5、质的量最小，含有分子数最少；摩尔质量最小的是H2，相同条件下物质的量最大，所占体积最大。(3)根据阿伏加德罗定律可知2 mol的CO2与3 mol SO3的分子数比是23；原子数比是(2×3)(3×4)12。(4)二价金属的氯化物可以表示为MCl2，在9.5 g该二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl，则9.5 g氯化物的物质的量为0.1 mol，该氯化物的摩尔质量为95 g·mol1；该金属元素的相对原子质量为957124。答案(1)12.6 g4.214×10231.4 mol(2)SO2H2(3)2312(4)95 g·mol124考点

6、2 阿伏加德罗定律及其推论1.阿伏加德罗定律同温同压同体积的任何气体都含有相同数目的分子。对阿伏加德罗定律的理解要明确三点：使用范围：气体；三个“同”条件下，才能分子数相同；气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。2阿伏加德罗定律的重要推论根据阿伏加德罗定律及气态方程，限定不同的条件，便可得到阿伏加德罗定律的多种形式，熟练掌握它们，在解答有关问题时，可达到事半功倍的效果。(1)同温同压下，气体的分子数与其体积成正比：T、p相同，。(2)温度、体积相同的气体，压强与其分子数成正比：T、V相同，。(3)同温同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比：T、p相同，。题组训练5.下列关于同温同压下的两种气体

7、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解析同温同压下密度比等于摩尔质量比，12C18O与14N2摩尔质量不同、密度不同，A项错；12C18O与14N2都为双原子分子，原子数相同时分子数相同，由于12C18O中子数为16,14N2中子数为14，故原子数相同时中子数不同，B项错；12C18O与14N2都含14电子，同温同压同体积时电子数相同，C项正确；二者摩尔质量不等，故等质量时质子数不等，D项错。答案C6下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是()A同质量的C2H4和COB同体积、同密度

8、的C2H4和C3H6C同温度、同体积的H2和N2D同压强、同体积的N2O和CO2解析两种气体的质量相同，摩尔质量相同，所以所含分子数相同，但分子中原子个数不相同，故所含原子数不相等，A项错误。同体积、同密度的C2H4和C3H6，两种气体的质量相同，所含原子数相同，B项正确。同温度、同体积的H2和N2，因压强不确定，不能确定两种气体的物质的量是否相同，所含原子数不一定相等，C项错误。因为温度未知，所以同压强、同体积的N2O和CO2，两种气体的物质的量不一定相等，所含原子数不一定相等，D项错误。答案B7在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若它们的温度和密度均相同，试根据甲、乙的摩尔

9、质量(M)关系，判断下列说法正确的是()A若M(甲)>M(乙)，则气体的体积：甲<乙B若M(甲)<M(乙)，则气体的压强：甲>乙C若M(甲)>M(乙)，则气体的摩尔体积：甲<乙D若M(甲)<M(乙)，则气体的分子数：甲<乙解析两个密闭容器中，分别充有等质量、等密度的甲、乙两种气体，根据可知气体的体积相等，A项错误；若M(甲)<M(乙)，根据n，则气体的物质的量：甲>乙，由pVnRT可知，气体的压强：甲>乙，B项正确；若M(甲)>M(乙)，根据n，则气体的物质的量：甲<乙，由pVnRT可知，气体的压强：甲<乙，由

10、于温度相同，故气体的摩尔体积：甲>乙，C项错误；根据n，若M(甲)<M(乙)，则n(甲)>n(乙)，则气体的分子数：甲>乙，D项错误。答案B易错警示气体摩尔体积的计算公式Vm，根据pVnRT，因此同温同压下，任何气体的摩尔体积都是相同的。8如图所示装置，室温下密闭容器内分别充入空气和H2、O2的混合气体在可移动的活塞两边，在标准状况下若将H2、O2的混合气体点燃引爆，活塞先左弹，恢复原温度后，活塞右滑停留于容器的中央，则原来H2、O2的体积比最接近于()27544572ABC D解析根据阿伏加德罗定律的推论，恒温恒压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，可以假设空气的物

11、质的量为1 mol，H2、O2反应后剩余的气体也是1 mol。参加反应的H2、O2的体积比为21恰好反应，即H2是 mol，O2是 mol，若剩余的气体是1 mol H2，则原来H2、O2的体积比是72；若剩余的气体是1 mol O2，则原来H2、O2的体积比是45，B项正确。答案B考点3 阿伏加德罗常数的判断应注意的问题1.气体摩尔体积适用条件224 L·mol1指在标准状况下(0 101 kPa)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。2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，

12、如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。3物质的微观结构此类题型要求同学们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。4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(NH)。5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H

13、2O，Cl2与NaOH溶液反应等。6请勿忽视可逆反应不能进行到底。如2NO2N2O4，Cl2H2OHClOHCl，N23H22NH3。题组训练9.(2014·广东)设nA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()A1 mol甲苯含有6nA个CH键B18 g H2O含有10nA个质子C标准状况下，22.4 L氨水含有nA个NH3分子D56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子解析1 mol HHHCHHHHH含有8nA个CH键，A项错误；1个水分子含有10个质子，18 g H2O对应的物质的量为1 mol，含10nA个质子，B项正确；氨水是NH3的水溶液，标准状况下，无法

14、计算氨水溶液中氨气的物质的量，C项错误；铁片在浓硫酸中钝化，不可能有1 mol SO2分子生成，D项错误。答案B10(2014·江苏)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NAB0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NAC标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NAD在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA解析氧气和臭氧组成的混合物都是氧元素，1.6 g即是氧原子的质量，则混合物中氧原子的数目为×NA0.1NA，A项正确；丙烯酸的结构简式为CH2=CH

15、COOH，含碳碳双键和碳氧双键，故0.1 mol丙烯酸中含双键的数目为0.2NA，B项错误；标准状况下苯不是气体，C项错误；过氧化钠与水反应：2Na2O22H2O=4NaOHO2，氧元素化合价从1价升高到0价，每生成0.1 mol氧气，转移电子0.2 mol，D项错误。答案A11(2014·四川)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A高温下，0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成的H2分子数目为0.3NAB室温下，1 L pH13的NaOH溶液中，由水电离的OH离子数目为0.1NAC氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NAD5N

16、H4NO32HNO34N29H2O反应中，生成28 g N2时，转移的电子数目为3.75NA解析高温下Fe与水蒸气反应：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2,0.2 mol Fe反应生成0.27 mol H2，A项错误；室温时pH13的NaOH溶液中，c(H)1013 mol·L1，由于在任何水溶液中水电离的H和OH相等，所以水电离的OH为1013 mol·L1×1 L×NA mol11013NA，B项错误；氢氧燃料电池正极反应的气体是O2,1 mol O2反应转移4 mol电子，C项错误；在所给反应中3价的氮元素化合价升高到0价，共失去5×3

17、 mol电子，生成4 mol N2，当生成28 g N2时，转移电子为 mol，即3.75NA个电子，D项正确。答案D12(2014·大纲全国)NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是()A1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NAB2 L 0.5 mol·L1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NAC1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NAD丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6NA解析FeI2与足量的氯气反应，Fe2被氧化成Fe3，I被氧化成I2,1 mol FeI2反应转移电子数目为3NA，所以A项错误；SO带两个单位负电荷，1 mol硫酸

18、钾中阴离子所带电荷数为2NA，所以B项错误；Na2O2中阴离子是O，所以1 mol Na2O2中含离子总数为3NA，C项错误；丙烯和环丙烷的分子式都是C3H6,42 g混合气体的物质的量为1 mol，则混合气体中氢原子数目为6NA，D项正确。答案D13设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A1 L 1 mol·L1的NaClO溶液中含有ClO的数目为NAB78 g苯含有C=C键的数目为3 NAC常温常压下，14 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NAD标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA解析ClO能发生水解，故1 L 1 mol/

19、L的NaClO溶液中ClO的数目小于NA，故A项错误。苯分子中不含碳碳双键，B项错误。14 g N2与CO混合气体的物质的量为0.5 mol，所含原子数等于NA，C项正确。在反应3NO2H2O=2HNO3NO中，若有3 mol NO2与水反应转移2 mol电子，标况下6.72 L NO2为0.3 mol，转移电子数为0.2NA，故D项错误。答案C方法技巧如何突破阿伏加德罗常数应用的“陷阱”1只给出物质的体积，而不指明物质的状态，或者标准状况下物质的状态不为气体，所以求解时，一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4 L·mol1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质

20、在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。2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。3有关电解质溶液的判断，关键在于审题：(1)是否有弱离子的水解。(2)是否指明了溶液的体积。(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH1的H2SO4溶液c(H)0.1 mol·L1，与电解质的组成无关；0.05 mol·L1的Ba(OH)2溶液，c(OH)0.1 mol·L1，

21、与电解质的组成有关。4氧化还原反应中转移电子数目的判断(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。如Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只做氧化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既作氧化剂，又作还原剂。Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只作氧化剂。(2)量不同，所表现的化合价不同。如Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3，Fe过量，生成Fe2。(3)氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。(4)注意氧化还原的顺序。如向FeI2溶液中，通入Cl2，首先氧化I，再氧

22、化Fe2。考点4 物质的量应用于化学方程式的计算1.化学方程式计算的原理(1)参与反应的各物质的物理量之间列比例：aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)质量比 aMA bMBcMC dMD物质的量比 a b c d体积比 a b c d由已知条件和未知量列比例，求解。(2)据化学方程式推导出来的差量(n、m、V)等可以和参与反应的各物质的物理量列比例。例如：2COO22CO2n2 mol 32 g 2×22.4 L 1 moln(CO) m(O2) V(CO2) n。2计算的一般步骤(1)正确写出有关化学方程式(或关系式)。(2)找出相关物质的计量数。(3)将相关物质(已知和未知

23、物质)的量写在对应计量数下面。(4)列出关系式进行计算。题组训练14为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将1 g样品加热，其质量变为2 g，则该样品的纯度(质量分数)是()A. B.C. D.解析样品加热发生的反应为2NaHCO3Na2CO3H2OCO2m168 106 62m(NaHCO3) g (12)g当然，本题也可用常规方法，依据化学方程式直接求解。质量差为(12)g，故样品中NaHCO3质量为g，样品中Na2CO3质量为1gg，其质量分数为。另解：假设样品有x mol NaHCO3固体，则：2NaHCO3Na2CO3CO2H2Ox mol 0.5x mol据样品

24、加热前后固体质量的关系，有1 gx mol×84 g·mol10.5x mol×106 g·mol12g，解得x(12)/31，那么NaHCO3的质量为m(NaHCO3)(12)/31 mol×84 g·mol184(12)/31 g，从而推知Na2CO3的质量为m(Na2CO3)1 g84(12)/31 g(842531)/31 g，因此Na2CO3样品的纯度为(Na2CO3)m(Na2CO3)/m(样品)。答案A15将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到

25、标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是()AxV/(11.2n)B0<x0.5CV33.6n(1x) D11.2n<V22.4n解析Na、Al混合物中没有具体指明Na、Al的物质的量，且二者相对量的多少与H2O反应后产生H2的量有关，故需要采用极值法来确定V的范围，根据题意求出两个端值，则实际介于两个端值之间。据题意金属钠的物质的量为nx mol，Al的物质的量为n(1x) mol，产生的H2是溶液中的H获得Na、Al失去的电子而生成的，根据得失电子守恒可得产生H2的物质的量 mol，根据反应2Na2H2O=2NaOHH2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2和题中

26、“金属没有剩余”，可知n(Na)n(Al)，即0.5x<1。当x1时，产生H2的物质的量为0.5n mol，即11.2n L；当x0.5时，产生H2的物质的量为n mol，即22.4n L，故产生H2的体积的取值范围为11.2n<V22.4n, 故选项D正确。答案D16取3.5 g某二价金属的单质投入50 g溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中，反应结束后，金属仍有剩余；若取2.5 g 该金属投入相同质量、相同质量分数的稀盐酸中，等反应结束后，加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为()A24 B40 C56 D65解析n(HCl)0.25 molR2HCl=RCl2H2二价金

27、属最大摩尔质量28 g·mol1二价金属最小摩尔质量20 g·mol120<Mr<28。答案A17在15 g铁和氧化铁混合物中，加入稀硫酸150 mL，能放出H2 1.68 L(标准状况)。同时铁和氧化铁均无剩余，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化。为了中和过量的H2SO4，且使Fe2完全转化成Fe(OH)2，共消耗3 mol·L1的NaOH溶液200 mL，则原硫酸的物质的量浓度是()A1.5 mol·L1 B2 mol·L1C2.5 mol·L1 D3 mol·L1解析此题反应过程复杂，但最后溶液

28、中只有Na2SO4，因为NaOH共0.6 mol，故Na2SO4为0.3 mol，所以原H2SO4为0.3 mol。答案B18已知：IO5I6H=3I23H2O。工业上利用NaIO3和NaHSO3反应来制取单质I2。NaIO3不足时：2NaIO36NaHSO3=2NaI3Na2SO43H2SO4NaIO3足量时还会发生：5NaINaIO33H2SO4=3I23Na2SO43H2O现模拟工业制取I2。在含31.2 g NaHSO3的溶液中逐滴加入2 mol·L1NaIO3溶液V mL。(1)当V_ mL时，再滴NaIO3就开始析出I2。(2)当V为55 mL时，生成的I2的质量为_g。解析(1)n(NaHSO3)0.3 mol，依据化学方程式2NaIO36NaHSO3=2NaI3Na2SO43H2SO42 6n(NaIO3) 0.3 mol，得出n(NaIO3)0.1 molV(NaIO3)0.05 L即50 mL。(2)参加反应的n(NaIO3)(0.055 L0.05 L)×2 mol·L10.01 mol，依据方程式可知NaI过量，用NaIO3求解5NaINaIO33H