物质的量气体摩尔体积“百校联赛”一等奖

第3讲物质的量气体摩尔体积【考纲要求】

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。考点突破真题体验考点突破梳理、讲解、训练一站式突破知识梳理考点一物质的量摩尔质量1.物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数(1)基本概念间的关系含有一定数目粒子的集合体0.012kg12C6.02×1023mol-1(2)物质的量的表示方法x

mol

H2SO4↓↓↓数值单位指定化学式或微粒名称例如:0.2molH2、3molH2O等。(3)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系n=。微点拨(1)摩尔后面应为确切的微粒名称或化学式,如1mol氢(不确切)和1mol大米(宏观物质)皆为错误说法。(2)6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。2.摩尔质量单位物质的量Mg·mol-1或g/mol相对原子质量或相对分子质量微点拨涉及摩尔质量的辨析或判断的问题经常在单位上设错考查,一般地,摩尔质量的单位为g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位为1,质量单位为g。【思维诊断】提示:(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)在18g18O2中含有NA个氧原子。(

)(2)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(

)(3)1molH2O的摩尔质量与它的相对分子质量相等。(

)(4)1mol的质量是96g·mol-1。(

)(5)1molNaCl和1molHCl含有相同的粒子数目。(

)(6)2molHCl的摩尔质量是1molHCl的摩尔质量的2倍。(

)2.(1)0.1NA个臭氧分子中的氧原子数与

gCO2分子中的氧原子数相等。

(2)8g甲烷分子中的氢原子数是

。

(3)1个NO分子的质量是ag,1个NO2分子的质量是bg,则氧原子的摩尔质量是

g·mol-1。

(4)标准状况下有①0.112L水②0.5NA个HCl分子③25.6gSO2气体④0.2mol氨气⑤2mol氦气⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从大到小的顺序为

。

提示:(1)6.6

(2)2NA

(3)(b-a)NA(4)①>⑥>⑤>③>②>④考点演练考向一基本概念的理解与应用1.下列说法正确的是(

)A.常温常压下,氯气的摩尔质量等于71gB.1molH2SO4中含有2mol氢元素C.某物质的摩尔质量就是该物质的相对分子质量或相对原子质量D.2g氦气所含的原子数目约为0.5×6.02×1023解析:摩尔质量与状态无关,且摩尔质量的单位是g·mol-1,A项错误;物质的量只适用于微观粒子,不能用于宏观元素,B项错误;物质的摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量,两者表示的意义不同,C项错误;氦气、氩气等稀有气体是单原子分子,2g氦气的物质的量为0.5mol,含有的原子数目约为0.5×6.02×1023,D项正确。D2.冬季的降雪给机场和马路带来诸多不便,其中醋酸钾(CH3COOK)是融雪效果较好的融雪剂,下列关于醋酸钾的说法正确的是(

)A.1molCH3COOK的质量为98g·mol-1B.CH3COOK的摩尔质量等于它的相对分子质量C.一个“CH3COOK”微粒的质量约为gD.含有6.02×1023个碳原子的CH3COOK的物质的量为1molC正确理解三个易混关系(1)直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)数目之间的关系。(2)摩尔质量与相对分子质量的关系。(3)强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。练后反思3.高效能源——“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。(1)1mol甲烷中含有

个CH4分子,含有

个氢原子。

(2)甲烷的摩尔质量是

,32g甲烷和

g水所含氢原子数相同。

答案:(1)NA(或6.02×1023)

4NA(或2.408×1024)

(2)16g·mol-1

724.0.3molCH4分子中所含质子数与

个H2O分子中所含质子数相等。2.4gT218O中所含中子数为

,1.5g中的电子数为

,15.6gNa2O2中的阴离子数目为

。

答案:0.3NA(或1.806×1023)

1.4NA

0.8NA

0.2NA5.(1)某氯原子的质量是ag,12C原子的质量是bg,用NA表示阿伏加德罗常数的值。①该氯原子的相对原子质量为

;②该氯原子的摩尔质量是

;③mg该氯原子的物质的量为

;④ng该氯原子所含的电子数为

。

(2)12.4gNa2R含Na+0.4mol,则Na2R的摩尔质量为

,R的相对原子质量为

。含R的质量为1.6g的Na2R,其物质的量为

。

(2)62g/mol

16

0.1mol1.掌握好一种计算方法:摩尔质量的计算练后反思前提条件公式任意状态的任意物质M=m/n(定义式)已知一个分子的质量M=m(分子)×NA标准状况下的气体M=ρ×22.4L·mol-1同温同压下的气体M(A)=M(B)×D(相对密度)对于混合气体,求其平均摩尔质量=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)2.利用好一个转换“纽带”考点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律知识梳理1.影响物质体积的因素大小数目距离2.气体摩尔体积单位物质的量22.4温度压强3.阿伏加德罗定律及推论(1)阿伏加德罗定律分子(2)阿伏加德罗定律的推论【思维诊断】提示:(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)√(7)√

(8)×1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)在标准状况下,1molO2与1molSO3的体积相同。(

)(2)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。(

)(3)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。(

)(4)标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4L。(

)(5)同温同体积条件下,等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2。(

)(6)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。(

)(7)同温同压同体积的12C18O和14N2具有相同的电子数。(

)(8)标准状况下,22.4L己烷中含有的共价键数目为19NA。(

)2.(1)等物质的量的C2H4和C3H6中:①所含的分子数目之比为

;

②相同条件下体积之比为

;

③所含的原子总数目之比为

;

④相同条件下的密度之比为

。

(2)等质量的C2H4和C3H6中:①所含的分子数目之比为

;

②相同条件下体积之比为

;

③所含的原子总数目之比为

;

④相同温度和体积时,压强之比为

。

提示:(1)①1∶1②1∶1③2∶3④2∶3(2)①3∶2②3∶2③1∶1④3∶2考点演练考向一气体摩尔体积的有关判断及计算1.(2018·湖南浏阳三校期中联考)下列说法正确的是(

)BA.在常温常压下,11.2LN2含有的分子数为0.5NAB.标准状况下,22.4LH2和O2的混合物所含分子数为NAC.标准状况下,18gH2O的体积是22.4LD.1molSO2的体积是22.4L解析:常温常压下的气体摩尔体积不是22.4L/mol,A项错误;标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L,22.4LH2和O2的混合物所含分子数为NA,B项正确;标准状况下,H2O为液体,所以1mol水的体积不是22.4L,C项错误;未指明标准状况,D项错误。2.一定温度和压强下,30L某种气态纯净物质中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,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22.4LC.每个该气体分子含有2个原子D.若O2在该条件下为气态,则1molO2在该条件下的体积也为30L解析:6.02×1023个分子为1mol,若该物质为气态物质,则其在标准状况下的体积为22.4L,而此时为30L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项不正确,B项正确;由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,且其物质的量为1mol,C项正确;根据题意,在此温度和压强条件下,Vm=30L·mol-1,D项正确。A3.长征系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X2Y4。16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为X2Y4(l)+O2(g)X2(g)+2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物X2的体积为11.2L,其密度为1.25g·L-1,则:(1)反应前O2的体积(标准状况下)为

L,其物质的量为

mol。

(2)X2的摩尔质量为

,Y元素的名称是

。

答案:(1)11.2

0.5

(2)28g·mol-1氢(3)若反应生成0.1molX2,则转移电子的物质的量为

mol。

答案:(3)0.41.解答以物质的量为中心的相关计算思维流程如下:练后反思2.对于气体摩尔体积的有关判断要抓住两点(1)首先看研究对象是不是气体;(2)其次看所处外界条件是不是标准状况。考向二阿伏加德罗定律及其推论的应用4.同温同压下,对于等体积的一氧化氮(14N18O)和一氧化碳(13C18O)气体,下列说法正确的是(

)A.含相同的分子数和原子数B.含相同的分子数和电子数C.含相同的质子数和中子数D.所含分子数和质量均不相同解析:同温同压下,等体积的气体的分子数相同,即14N18O、13C18O分子数相同,因两者都是双原子分子,分子数相同,原子数也相同,A正确;14N18O、13C18O分子含有质子数分别为15、14,分子中质子数等于电子数,含有的质子数不同,则电子数不同,B错误;两分子中的中子数都是17,分子数相同时中子数相等,但含有的质子数不同,C错误;14N18O、13C18O分子数相同,质量不同,D错误。A5.(2018·山东泰安期中)标准状况下,mg气体A与ng气体B的分子数目一样多,下列说法不正确的是()A.在任意条件下,A与B的相对分子质量之比为m∶nB.同质量的A、B,其分子数之比为n∶mC.25℃、1.01×105Pa时,两气体的密度之比为n∶mD.相同状况下,同体积的气体A与B的质量之比为m∶nC解析:mg气体A与ng气体B的分子数目一样多,即表示两种气体的物质的量相等,所以A与B的摩尔质量之比为m∶n,相对分子质量在数值上应该等于摩尔质量(以g/mol为单位),所以A、B两种气体的相对分子质量之比为m∶n,选项A正确;同质量的A、B,其分子数(即物质的量)之比为其摩尔质量的反比,即为n∶m,选项B正确;同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量的比,所以两气体的密度之比为m∶n,选项C不正确;相同状况下,同体积代表物质的量相等,物质的量相等时,质量比等于其摩尔质量的比,即为m∶n,选项D正确。阿伏加德罗定律及其推论解题模板第一步:找“相同”明“不同”(1)找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的微粒结构,求出相应的粒子数;(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。第二步:用“规律”利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。注:可利用理想气体状态方程推导判断:pV=nRT,其中R为常数。练后反思强化突破5有关阿伏加德罗常数的多维判断要点解读1.考情解读在近几年高考中,阿伏加德罗常数的正误判断一直备受青睐,保持着较高的稳定性与连续性。在命题思路上主要以阿伏加德罗常数为载体,结合气体摩尔体积、物质的组成或原子结构、氧化还原反应及电离、水解等基本概念和基本理论,考查常用化学计量的相关计算。2.考点研判(1)通过结构考查粒子数命题方向举例判断正误注意事项原子结构①18gH2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA×应注意整体与部分的关系;是离子还是官能团;是等质量还是等物质的量;如D2O与H2O结构的差别②0.1mol的11B中,含有0.6NA个中子√③1molOD-中含有的质子、中子数均为9NA√④1mol的羟基与1mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA×⑤1molF2和Ar所含质子数均为18NA√化学键数①0.1mol乙醇含有的共价键数为0.8NA√有机物如丙醇等应写出结构式,苯环中不含有碳碳双键;1mol白磷(P4)中含有的P—P键的数目为6NA②1mol苯中含有碳碳双键数为3NA×③0.1molCCl4中含有的共价键数为0.4NA√④1mol白磷中含有的P—P键的数目为4NA×⑤1mol甲烷中含有的C—H键的数目为4NA√特定组成①28g乙烯和丁烯(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA√①看物质的最简式是否相同(如乙烯与丁烯);②看物质的相对分子质量是否相同(如N2、CO);③看A、B是否由同一种元素组成(如O2、O3);④看A、B中相同元素的质量分数是否相同(如CuO、Cu2S)②常温常压下,92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA√③16gO2和O3的混合气体中含有的O原子数为NA√④78gNa2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA(两者不反应)√⑤1molCO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA√(2)通过反应程度确定粒子数目命题方向举例判断正误注意事项可逆反应①2molNO2置于密闭容器中,最终生成的N2O4分子数为NA×①盐的水解、弱电解质的电离是可逆的;②Cl2与H2O、N2与H2、SO2与O2、酯化反应等均是可逆反应,反应物不可能消耗完③特别注意NO2中的平衡2NO2N2O4②密闭容器中1molN2与3molH2充分反应,生成2molNH3×③密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA×④1L0.1mol·L-1CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA×⑤2L1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为2NA×浓度变化①常温下,1molHNO3(浓)与足量Al反应,转移电子数为3NA×①浓盐酸与MnO2、浓硫酸与金属活动性顺序中氢后面的金属反应,酸不可能消耗完;②浓硝酸与足量金属(NO2→NO)、浓硫酸与金属活动性顺序中氢前面的金属反应(SO2→H2)②50mL12mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA×③含2mol硫酸的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA×(3)电子转移数目判断命题方向举例判断正误注意事项常规反应①过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.4NA×要注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1mol氧气转移2mol电子;铁与硫、碘、非氧化性酸反应,1mol铁转移2mol电子;1mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3mol电子②铁与硫的反应中,1mol铁失去的电子数为3NA×③3mol铁在足量的氧气中燃烧,转移电子数为9NA×④标准状况下,6.72LNO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA×⑤1mol铁在1mol氯气中燃烧,转移的电子数为3NA×⑥KIO3+6HIKI+3H2O+3I2中,生成1molI2转移电子的总数为2NA×与量、反应顺序等有关的反应①5.6g铁与硝酸完全反应时转移的电子数为0.3NA×②向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1molFe2+被氧化时,该反应转移电子的数目至少为3NA√③0.1molCl2全部溶于水后转移电子的数目为0.1NA×④1molFe(NO3)3与足量HI溶液反应时转移的电子数为3NA×(4)两大设陷方向命题方向举例判断正误注意事项气体摩尔体积适用条件①常温常压下,22.4L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA×气体若在非标准状况下,气体摩尔体积不能用22.4L·mol-1计算;标准状况下为非气体的物质:水、乙醇、硫酸、三氧化硫、四氯化碳、苯、甲醇等②锌与足量的稀硫酸反应生成22.4LH2,转移电子数为2NA×③标准状况下,2.24LSO3中含有0.3NA个氧原子×④标准状况下,22.4LCCl4中含有NA个分子×⑤在标准状况下,11.2LH2和D2的混合气体中含质子数为NA√只给溶液浓度不知溶液体积①在pH=13的NaOH溶液中OH-的数目为0.1×6.02×1023×溶液的体积未知,溶质的物质的量无法计算,所含微粒数也无法计算②0.1mol·L-1NaF溶液中所含F-的数目小于0.1NA×③0.1mol·L-1CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA×④0.1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA×3.解题关键由于阿伏加德罗常数有关的正误判断所设选项知识隐蔽,特别是涉及微粒计算的判断出错率最高,所以能正确求解微粒数是解题关键。“阿伏加德罗常数”所涉微粒数目转换示意图如下:对点专训1.(2018·福建三校联考)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(

)DA.通入1molCl2的新制氯水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NAB.标准状况下,22.4LCCl4中所含分子数为NAC.常温下,1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中含有的离子总数为0.3NAD.0.1molFe和足量的稀硝酸充分反应,转移电子数为0.3NA2.(2018·河南洛阳期中)下列有关说法正确的是(

)DA.标准状况下,6.72LNO2与水反应转移的电子数为0.1NAB.1L0.1mol/L的碳酸钠溶液中的阴离子总数等于0.1NAC.1molCl2与足量Fe反应转移电子数一定为3NAD.1molNa2O和Na2O2混合物中含有的阴、阳离子总数是3NA3.(2018·陕西西安中学摸底)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)A.标准状况下,2.24L乙醇中碳氢键的数目为0.5NAB.1L0.1mol·L-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NAC.0.1molKI与0.1molFeCl3在溶液中反应转移的电子数为0.2NAD.0.1mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NAD4.(2018·湖南郴州高三一检)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)A.80℃时,1LpH=1的硫酸溶液中,含有的OH-数目为10-13NAB.向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1molFe2+被氧化时,该反应转移电子数目为3NAC.100g质量分数为46%的乙醇水溶液中氧原子数为4NAD.以Mg、Al为电极,NaOH溶液为电解质溶液的原电池中,有1molH2产生时,导线上流过NA个电子C5.(2018·湖南怀化高三期末)下列说法正确的是(

)A.2.8g环己烷含共价键数目为0.4NAB.过氧化钠与水反应,生成0.1mol氧气时,转移的电子数为0.4NAC.142gNa2SO4和Na2HPO4固体混合物中,阴阳离子总数为3NAD.用惰性电极电解CuSO4溶液后,如果加入0.1molCu(OH)2能使溶液复原,则电路中转移电子数为0.2NAC真题体验考题、考向、考法感悟中升华1.(2018·全国Ⅰ卷,10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

)B解析:Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体,A错误;氩气是单原子分子,标准状况下,22.4L氩气的物质的量为1mol,含有的质子数为18NA,B正确;92.0g甘油的物质的量为1mol,每个甘油分子含有3个羟基,所以1mol甘油含有的羟基数为3.0NA,C错误;CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外,还有CH2Cl2、CHCl3和CCl4,生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,D错误。A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NAB.22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NAD.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA2.(2018·全国Ⅱ卷,11)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

)C解析:124gP4的物质的量为1mol,每个P4分子中含有6个P—P键,所以含有P—P键数目为6NA,A错误;Fe3+在水溶液中能发生水解,100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5mol,每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子,所以含有氢原子数目为2NA,C正确;SO2和O2的化合反应为可逆反应,2molSO2和1molO2催化反应后,混合气体的物质的量大于2mol,即分子总数大于2NA,D错误。A.常温常压下,124gP4中所含P—P键数目为4NAB.100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NAC.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD.密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA3.(2018·全国Ⅲ卷,8)下列叙述正确的是(

)A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相