人教版高考化学一轮复习必修模块第2章物质的量第1节物质的量气体摩尔体积课件

第1节物质的量气体摩尔体积第2章课标要求1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。备考指导1.本部分知识在高考中一般以选择题形式进行考查,主要考查内容有阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等,同时又隐含对物质结构、氧化还原反应、弱电解质的电离、盐类水解等知识的考查。在第Ⅱ卷中主要在流程图题目、实验题目中设置以物质的量为中心的计算题,难度中等。2.高考的备考中,要重点掌握以物质的量为中心的化学计量关系网络,理解阿伏加德罗定律及其推论的应用。在有关物质的量的计算过程中,通过分析、推理认识计算的方法,建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。内容索引010203第一环节必备知识落实第二环节关键能力形成第三环节核心素养提升第一环节必备知识落实知识点1物质的量和摩尔质量知识筛查1.物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量(1)基本概念间的关系。特别提醒(1)物质的量的描述对象是微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物体。(2)勿忽视摩尔的使用对象:使用摩尔作单位时,必须用化学式指明粒子的种类,如1

mol

Fe、1

mol

O2等。2.摩尔质量定义—单位物质的量的物质所具有的质量↓符号—M↓单位—g·mol-1↓特别提醒(1)摩尔质量(g·mol-1)、相对分子质量、1

mol该物质的质量(g)在数值上是相同的,但含义不同,具有不同的单位。如Fe的摩尔质量为56

g·mol-1,Fe的相对原子质量为56,1

mol

Fe的质量为56

g。(2)摩尔质量只有当以g·mol-1作单位时,在数值上才等于物质的相对原子(或分子)质量。知识巩固1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量。(

)(2)物质的量就是1mol物质的质量。(

)(3)0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子。(

)(4)1molH2O中含有2mol氢和1mol氧。(

)(5)NaOH的摩尔质量为40g。(

)(6)1molO2的质量与它的相对分子质量相等。(

)(7)1molOH-的质量为17g·mol-1。(

)(8)2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍。(

)××√×××××2.若氖原子的质量是ag,12C原子的质量是b

g,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(

)。B3.草酸(分子式为H2C2O4,沸点为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.H2C2O4的摩尔质量是90g·mol-1B.1molH2C2O4中约含有6.02×1023个分子C.45gH2C2O4中约含有1.204×1024个氧原子D.1molH2C2O4在标准状况下的体积约为22.4LD知识点2气体摩尔体积阿伏加德罗常数知识筛查1.影响物质体积的因素2.气体摩尔体积

3.阿伏加德罗定律可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的

分子数。知识巩固1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)标准状况下,80gSO3中含3NA个氧原子,体积约为22.4L。(

)(2)1mol金刚石晶体中有4mol碳碳键。(

)(3)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。(

)(4)在相同条件下,相同物质量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。(

)(5)在相同条件下,相同物质的量的C2H4和C3H6,所含分子个数相同,而相同质量时,它们所含的原子个数相同。(

)×××√√2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(

)。A.常温常压下,11.2LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.5NAB.标准状况下,7.1g氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为0.2NAC.常温常压下,4.6g乙醇中含有的极性共价键数目为0.8NAD.在1L1.0mol·L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于NAD解析:常温常压下气体摩尔体积不等于22.4

L·mol-1,无法计算CO和CO2的物质的量,A项错误。标准状况下,7.1

g氯气的物质的量为0.1

mol,与足量的氢氧化钠溶液反应转移0.1

mol电子,即转移电子数为0.1NA,B项错误。4.6

g乙醇的物质的量n==0.1

mol,而1个乙醇分子中含7个极性共价键,故0.1

mol乙醇中含极性共价键数目为0.7NA,C项错误。碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,1

L

1.0

mol·L-1碳酸钠溶液中含有的阴离子总数大于NA,D项正确。3.取五个相同的气球,同温同压下,分别充入CO和以下四种混合气体,使气球的体积相等,如图所示。A、B、C、D四个气球内,与CO所含原子数一定相等的是(

)。C解析:同温、同压下,气体体积相等则物质的量相等,而CO是双原子分子,C项中N2、O2都是双原子分子,与CO原子数相等。第二环节关键能力形成能力点1分析解决有关阿伏加德罗常数问题的能力整合建构

问题引领有关阿伏加德罗常数问题的常见考查角度有哪些?点拨有关阿伏加德罗常数问题的常见考查角度总结如下。(1)通过结构考查粒子数。命题方向举例(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项原子结构①18

g

H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA×①注意特殊分子中的中子数;②注意官能团与离子的区别②0.1

mol的11B中,含有0.6NA个中子√③1

mol

H37Cl中含有的质子数、中子数均为18NA×④1

mol

—OH与1

mol

OH-所含电子数均为9NA×命题方向举例(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项化学键数目①1

mol

H2O2含有的化学键数目为3NA√白磷的分子结构为正四面体构型,1

mol

P4(白磷)中含有的P—P的数目为6NA②0.1

mol

CCl4中含有的共价键数目为0.4NA√③1

mol

P4(白磷)中含有的P—P的数目为4NA×④1

mol

CnH2n+2中化学键的数目为(3n+1)NA√命题方向举例(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项特定组成①28

g乙烯和环丁烷(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(如乙烯与环丁烷);②看物质的相对分子质量是否相同(如N2、CO);③看物质是否由同一种元素组成(如O2、O3)②常温常压下,92

g

NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA√③16

g

O2和O3的混合气体中含有的氧原子数为NA√④1

mol

Na2O2中含有的离子总数为3NA√⑤1

mol

CO2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(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项可逆反应①2

mol

NO2置于密闭容器中,最终生成的N2O4分子数为NA×①注意隐含反应,如2NO2

N2O4;②Cl2与H2O、N2与H2、SO2与O2、酯化反应等均是可逆反应,反应不能进行到底;③盐的水解、弱电解质的电离是可逆的②密闭容器中1

mol

N2与3

mol

H2充分反应,生成2

mol

NH3×③密闭容器中2

mol

NO与1

mol

O2充分反应,产物的分子数为2NA×④1

L

0.1

mol·L-1

CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA×⑤2

L

1

mol·L-1

FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为2NA×命题方向举例(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项浓度变化①常温下,含1

mol

HNO3的浓硝酸与足量Cu反应,产生0.5

mol

NO2×①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浓硝酸与足量金属反应,先生成NO2,后生成NO;③浓硫酸与金属活动性顺序中氢前面的金属反应,先生成SO2,后生成H2②50

mL

12

mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA×③含2

mol

H2SO4的浓硫酸与足量铜共热,产生1

mol

SO2×(3)电子转移数目判断。

命题方向举例(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项常规反应①过氧化钠与水反应时,生成0.1

mol

O2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1

mol

O2转移2

mol电子;铁与硫、碘、非氧化性酸反应,1

mol

Fe转移2

mol电子;1

mol

Fe与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3

mol电子②铁与硫的反应中,1

mol

Fe失去的电子数为3NA×③标准状况下,6.72

L

NO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA×④1

mol

Fe在1

mol

Cl2中燃烧,转移的电子数为3NA×⑤KIO3+6HI══KI+3H2O+3I2中,生成3

mol

I2转移电子的总数为6NA×⑥0.1

mol

Cl2全部溶于水后转移电子的数目为0.2NA×(4)警惕两大设陷。

设陷方向举例(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项气体摩尔体积①常温常压下,22.4

L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA×常温常压,气体摩尔体积不能用22.4

L·mol-1计算;标准状况下为非气体的物质有水、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22.4

L

H2,转移电子数为2NA×③标准状况下,2.24

L

SO3中含有0.3NA个氧原子×④标准状况下,22.4

L

CCl4中含有NA个分子×⑤在标准状况下,11.2

L

H2和D2的混合气体中含质子数为NA√设陷方向举例(设NA代表阿伏加德罗常数的值)判断正误注意事项溶液浓度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,所含粒子数也无法计算②0.1

mol·L-1

NaF溶液中所含F-的数目小于0.1NA×③0.1

mol·L-1

CH3COOH溶液中c(H+)=0.1

mol·L-1×训练突破1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是(

)。A.某温度和压强下,48gO2和O3的混合气体中含有的氧原子总数为3NAB.在合成氨反应中,当有2.24L氨(标准状况下)生成时,转移的电子数为0.3NAC.1L1mol·L-1Na2CO3水溶液中含有的氧原子数为3NAD.4.6g乙醇中含有O—H数目为0.1NAC解析:O2和O3均由氧原子构成,48

g

O2和O3的混合气体中氧原子的物质的量为

=3

mol,则含有的氧原子总数为3NA,A项正确。在标准状况下,2.24

L氨的物质的量为0.1

mol,在合成氨反应中,氮元素由0价降低到-3价,故转移的电子数为0.3NA,B项正确。1

L

1

mol·L-1

Na2CO3溶液中,溶剂水中也含有氧原子,所以1

L

1

mol·L-1

Na2CO3水溶液中含有的氧原子数大于3NA,C项错误。一个乙醇分子中含有一个O—H,4.6

g乙醇的物质的量为

=0.1

mol,则含有O—H数目为0.1NA,D项正确。2.(2021河北卷)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(

)。A.22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NAB.1mol碘蒸气和1mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NAC.电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为NAD.1L1mol·L-1溴化铵水溶液中

与H+的总数大于NAC解析:F的原子序数为9,一个F2分子中含有的质子数为18,则标准状况下22.4

L

F2含有的质子数为18NA,A项正确。I2与H2的反应为可逆反应,反应生成的HI分子数小于2NA,B项正确。电解饱和食盐水时,阴阳两极分别产生氢气和氯气,当两极产生气体的总质量为73

g时,即分别产生1

mol

H2和

1

mol

Cl2,转移电子数应该为2NA,C项错误。溴化铵溶液中

水解产生的H+等于水解过程中减少的

,但是水自身还电离出H+,故

与H+的总数大于NA,D项正确。能力点2运用阿伏加德罗定律及其推论分析有关气体问题的能力整合建构

(1)总结一口诀——“三同”(T、p、V)“一同”(N)→(n)。可概括为“三同”定“一同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。(3)适用一范围——气体。阿伏加德罗定律及其推论适用于气体,既适用于单一气体,也适用于混合气体。问题引领如何利用阿伏加德罗定律及其推论解题?点拨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,结合物质的粒子结构,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。训练突破1.同温同压下,相同体积的CO和CO2的下列比较中正确的是(

)。①所含的分子数目之比为1∶1②所含的氧原子数目之比为1∶2③所含的原子总数目之比为2∶3④两者的密度之比为7∶11⑤所含的电子数目之比为7∶11A.①④

B.②③C.④⑤

D.①②③④⑤D解析:同温同压下等体积的CO和CO2的物质的量相同,则分子数相等,即所含的分子数目之比为1∶1、所含的氧原子数目之比为1∶2、所含的原子总数目之比为2∶3,故①②③正确。④同温同压下,两者的密度之比等于摩尔质量之比,为7∶11,故正确。⑤同温同压下等体积的CO和CO2的物质的量相同,每个分子含有的电子数分别为14、22,则所含的电子数目之比为7∶11,故正确。2.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是(

)。A.若M(甲)<M(乙),则分子数:甲<乙B.若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:甲<乙C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙C解析:根据题给信息,质量相等、温度和密度相同的甲、乙两种气体的体积相等,D项错误。等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比,若M(甲)<M(乙),则分子数甲>乙,A项错误。若M(甲)>M(乙),则物质的量甲<乙,又气体体积相等,故气体摩尔体积甲>乙,B项错误。同温、同体积、同质量的气体或混合气体,压强与摩尔质量成反比,C项正确。能力点3运用物质的量进行有关计算的能力整合建构

问题引领运用物质的量进行有关计算时,特别需要注意什么问题?点拨运用物质的量进行有关计算时,特别需要注意如下几个问题。(1)“两个前提”:在应用Vm=22.4

L·mol-1时,一定要有“标准状况”和“气体状态”两个前提条件(混合气体也适用)。(2)“三个关系”: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)间的关系;②摩尔质量与相对分子质量间的关系;③强电解质、弱电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。(3)“七个无关”:物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关;物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。训练突破1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)。A.若1molFeCl3与水完全反应转化为氢氧化铁胶体后,其中胶体粒子的数目为NAB.将一定量的Cl2通入FeBr2溶液中,当有1molBr-转化为Br2时,转移的电子数为NAC.44g环氧乙烷中含有6NA个极性共价键D.1molCaO2晶体中含离子总数为3NAC解析:氢氧化铁胶体粒子是由许多个Fe(OH)3“分子”聚集而成,因此1

mol

FeCl3与水完全反应转化成氢氧化铁胶体后,其中胶体粒子的数目小于NA,A项错误。Fe2+的还原性强于Br-,通入氯气,先发生2Fe2++Cl2══2Fe3++2Cl-,再发生Cl2+2Br-══2Cl-+Br2,当Br-转化成Br2时,Fe2+全部转化成Fe3+,转移电子的数目大于NA,B项错误。环氧乙烷的键线式为

,1

mol环氧乙烷中含有6

mol极性共价键,则44

g环氧乙烷的物质的量为1

mol,含有的极性共价键的数目为6NA,C项正确。CaO2由Ca2+和

构成,1

mol

CaO2晶体中含离子总数为2NA,D项错误。2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(

)。A.12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子B.0℃、101kPa下,0.1mol乙炔和甲醛(HCHO)的混合物中含有C—H的数目为0.2NAC.x

molR2(R的核内中子数为N,质量数为A)所含的核外电子数为x(A-N+2)NAD.1.00L0.2mol·L-1的稀硫酸与足量的金属钠反应,消耗金属钠的质量大于9.2gC解析:石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12

g石墨烯和12

g金刚石都含有1

mol碳原子,A项正确。1个乙炔(H—C≡C—H)和1个甲醛(HCHO)分子中都含2个C—H,所以0.1

mol乙炔和甲醛(HCHO)的混合物中含有C—H的数目为0.2NA,B项正确。R的核内中子数为N,质量数为A,则R的质子数为A-N,R的核外电子数也为A-N,则x

mol

R2所含的核外电子数为2x(A-N)NA,C项错误。1.00

L

0.2

mol·L-1的稀硫酸中H+的物质的量为0.4

mol,能与0.4

mol

Na(9.2

g)发生反应,但Na还能与溶液中的水反应,所以加入足量的金属钠时,消耗金属钠的质量大于9.2

g,D项正确。第三环节核心素养提升【高考真题剖析】

【例1】

(2023全国甲)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(

)。A.0.50mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NAB.标准状况下,2.24LSO3中电子的数目为4.00NAC.1.0LpH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NAD.1.0L1.0mol·L-1的Na2CO3溶液中

的数目为1.0NAA

解析:每个异丁烷(结构简式为

)分子中有13条共价键,故0.50

mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A项正确;标准状况下,SO3是固体,B项错误;pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01

mol·L-1,1.0

L该溶液中H+的数目为0.01NA,C项错误;1.0

L

1.0

mol·L-1的Na2CO3溶液中,含溶质Na2CO3的物质的量是1

mol,由于

水解,实际存在的

的数目小于1.0NA,D项错误。【学科思想方法】

化学计算中的常用方法——关系式法、守恒法1.关系式法(1)应用原理。关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。(2)解题步骤。第一步—写出各步反应的化学方程式↓第二步—根据化学方程式找出作为“中介”的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间量的关系↓第三步—确定最初反应物和最终生成物之间量的关系↓第四步—根据已知条件及关系式列出比例式计算求解2.守恒法(1)应用原理。所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒,如元素守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。(2)解题步骤。第一步—明确题目要求解的量↓第二步—根据题目中要求解的量,分析反应过程中物质的变化,找出守恒类型及相关的量↓第三步—根据守恒原理,梳理出反应前后守恒的量,列式计算求解【例2】

黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00mL。(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)

。

(2)煅烧10t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为

L,制得98%的硫酸质量为

t。

【核心素养考查点剖析】本题主要考查了化学计算中的常用方法——关系式法。综合考查了考生的

“证据推理与模型认知”等化学核心素养。实际化工生产中往往涉及多步反应,但原料和产品中某种主要元素是相同的,据此可列出关系式。寻找关系式时,要特别注意原料中的主要元素是否全部转化为产物,中间反应是否有原料参与,不可盲目根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。【答案及评分细则】(1)90.0%(写成0.9或0.90也得分)

(2)3.36×106(写成3360000也得分)

15n(SO2)=1.5×105

mol,V(SO2)=3.36×106

L。由SO2

~

SO3

~

H2SO4

1

mol

98

g1.5×105

mol

m(H2SO4)×98%得m(H2SO4)=1.5×107

g=15

t。【典题训练】

1.(2022全国甲)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)。A.25℃、101kPa下,28L氢气中质子的数目为2.5NAB.2.0L1.0mol·L-1AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0N