高考化学 总复习学案4 化学计量在实验中的应用(一)物质的量 气体摩尔体积.doc

学案4化学计量在实验中的应用(一)物质的量气体摩尔体积考纲要求1.准确理解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义，并且掌握上述几种量之间的有关计算。2.了解阿伏加德罗定律，并能简单计算。3.掌握物质的量、气体摩尔体积在化学反应和计算中的应用。知识点一物质的量及其单位1物质的量物质的量表示一定数目的微粒集体。物质的量的符号为n，其单位是摩尔，简称摩，符号为mol。1 mol任何粒子的粒子数与0.012_kg_12c中所含的原子数相同。这里的粒子指分子、原子、质子、中子、电子、离子或它们的特定组合等。与可称量的物质联系起来。问题思考11 mol nacl和1 mol hcl所含的粒子数相同吗？答案不相同，因为nacl是离子化合物，组成微粒是na和cl，而hcl是共价化合物，组成微粒是hcl分子。2阿伏加德罗常数(1)规定：0.012 kg12c所含的原子数为阿伏加德罗常数。把含有6.021023个粒子的任何粒子集体的物质的量计量为1 mol,6.021023_mol1叫做阿伏加德罗常数。其符号是na，单位是mol1。(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(na)与微粒数(n)之间的关系为：n。问题思考2阿伏加德罗常数(na)与6.021023完全相同吗？答案不相同；原因是na是指1 mol 任何粒子的粒子数，即12 g 12c中含有的原子数，是一个真实值，而6.021023是一个实验值，是阿伏加德罗常数的近似值。3摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。(2)单位：gmol1，符号是m。(3)当摩尔质量以gmol1为单位时，在数值上与该物质的相对分子质量相等。(4)物质的量、物质的质量和摩尔质量之间的关系为：n。问题思考3摩尔质量、相对分子质量、1 mol 物质的质量三者的区别和联系。答案1 mol物质的质量在数值上和摩尔质量相同，二者的区别在于单位不一样，质量的单位是克或千克，而摩尔质量的单位是gmol1或kgmol1。相对分子质量与摩尔质量单位不同，相对分子质量为一比值，摩尔质量单位为gmol1，但在数值上二者相等。知识点二气体摩尔体积1气体摩尔体积(1)定义：在一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积。(2)符号vm，单位lmol1。(3)气体摩尔体积概念的要点：物质的聚集状态必须是气态，不适用于固态或液态。物质的量必须为1_mol。必须指明气体所处的外界条件，即温度和压强。问题思考4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？答案不一定；因气体的体积与温度、压强和气体的分子数有关，标准状况下，22.4 l气体的物质的量为1 mol。2影响气体摩尔体积大小的因素决定气体摩尔体积大小的主要因素是：气体分子间的平均距离。其影响因素主要有：温度、压强。标准状况下气体摩尔体积概念剖析：(1)四条件(2)结论：1_mol任何气体在标准状况下的体积都约是22.4_l。(3)单位：lmol1。3阿伏加德罗定律当温度和压强一定时，不同气体分子间平均距离一定且相等，一定物质的量的气体的体积一定，所以在相同温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子，这就是阿伏加德罗定律。可总结为“三同定一同”，适用对象是气体。一、气体摩尔质量的求解方法(1)标况密度法：m22.4(lmol1)(gl1)。(2)相对密度法：a气体对b气体的相对密度d(b)，如对空气：md(对空气)29。(3)体积分数法：m1v1%m2v2%(v1%、v2%表示各组分的体积分数，也等于物质的量分数)。典例导悟1(2011南京联考)在150时，将一定质量的nh4hco3放在密闭容器中分解完全。保持温度不变，求生成气体的平均相对分子质量。解析设nh4hco3为79 g，由方程式nh4hco3nh3h2oco279 g 1 mol 1 mol 1 mol则26.33 gmol1故生成气体的平均相对分子质量为26.33。答案26.33变式演练 某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验，操作如下：用质量和容积都相等的烧瓶收集气体，称量收集满气体的烧瓶质量。数据见下表(已换算成标准状况下的数值)。气体烧瓶和气体的总质量(g)a48.408 2b48.408 2c48.408 2d48.382 2e48.434 2f48.876 2已知标准状况下，烧瓶的容积为0.293 l，烧瓶和空气的总质量为48.4212 g，空气的平均相对分子质量为29。a、b、c、d、e、f是中学常见的气体。(1)上述六种气体中，能够使品红溶液褪色的是(写化学式)_。(2)e的相对分子质量是_。(3)实验室制取少量d的化学方程式是_。(4)a、b、c可能的化学式是_。（1）so2 （2）30 （3）cac22h2oca(oh)2c2h2(4)n2、co、c2h4解析设烧瓶的质量为m，盛空气时，m48.04 g，据阿伏加德罗定律可得：，解得m(a)28 gmol1m(b)m(c)，所以a、b、c可能为n2、co、c2h4，同理可推出d、e、f的相对分子质量分别为26、30、64，所以d为c2h2，e为c2h6，f为so2(能使品红溶液褪色)。二、气体体积、质量的测定方法1下列气体中：h2、n2、o2、no2、nh3、hcl，哪些可以用排水法测量气体的体积？为什么？答案h2，n2，o2。因为这三种气体既不溶于水，也不和水发生化学反应。2实验室在做h2和cuo的实验时，如何测得参加反应的h2的质量？答案可以用盛浓h2so4的洗气瓶(或其他吸收水的装置)吸收生成的h2o。称量吸水前后洗气瓶(或装置)的质量差即可得到h2o的质量，再换算成h2的质量。3(1)下列装置中，可以用来量取气体体积的是_。可以用来测定气体质量的是_。(2)用d装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？答案(1)a、b、c、de、f、g(2)冷却至室温上下移动乙管，使两管中液面相平视线与凹液面的最低点水平相切典例导悟2 某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：.请将下述步骤补充完整(1)配制浓度为0.5 moll1 h2so4溶液和h2c2o4溶液；(2)用_量取10.00 ml 0.5 moll1 h2so4和h2c2o4溶液分别加入两个锥形瓶中；(3)分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端；(4)检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；(5)将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中(铜丝不与酸接触)，至反应完全，记录_；(6)反应结束后，读取量筒中水的体积为y ml。.回答下列问题：(1)以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：使乙、丙中液面相平；将装置冷却至室温；读取量筒内水的体积。这三步操作的正确顺序是_。(2)读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是_。(3)简述速率不等的原因是_。铜丝不能与酸接触的原因是_。解析.(2)由10.00 ml精确度0.01 ml可知所选仪器为滴定管。.了解乙、丙量气原理及操作是解本题的关键。答案.(2)酸式滴定管(5)反应所需时间.(1)(2)丙向下移动(3)氢离子浓度不同镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验的测定题组一对阿伏加德罗常数的考查1na表示阿伏加德罗常数，判断下列各项是否正确。考查物质的结构(1)1 mol羟基中电子数为10 na()(2010江苏5b)(2)1.7 g h2o2中含有电子数为0.9 na()(2010上海7b)(3)1 mol 乙烷分子中含有8na个共价键()(2009浙江理综8b)(4)58.5 g的nacl固体中含有na个氯化钠分子()(2009浙江理综8c)(5)24 g镁的原子最外层电子数为na()(2009福建理综8a)考查物质的物理性质(6)标准状况下，22.4 l乙醇的分子数为na()(2009福建理综8d)(7)标准状况下，22.4 l二氯甲烷的分子数约为4 na个()(2010四川理综7a)(8)标准状况下，22.4 l戊烷所含分子数为0.1 na()(2010上海7d)考查电离情况(9)1 l 0.1 moll1乙酸溶液中h数为0.1 na()(2009福建理综8b)考查氧化还原反应中电子的转移(10)1 mol ca变成ca2时失去的电子数为2na()(2009广东理基20d)(11)1 mol cl2与足量fe反应，转移的电子数为3na()(2008广东10a)(12)1 mol cl2参加反应转移电子数一定为2na()(2010福建理综7c)(13)在反应kio36hi=ki3i23h2o中，每生成3 mol i2转移的电子数为6na()(2010江苏5c)考查盐的水解(14)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)(15)在1 l 0.1 moll1碳酸钠溶液中，阴离子总数大于0.1 na()(2009浙江理综8d)气体摩尔体积(16)标准状况下，2.24 l h2o含有的分子数等于0.1na()(2009上海12a)(17)标准状况下，22.4 l空气含有na个单质分子()(2010福建理综7b)(18)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)(19)常温常压下，22.4 l乙烯中ch键数为4na()(2010江苏5d)(20)乙烯和环丙烷(c3h6)组成的28g混合气体中含有3na个氢原子()(2009广东6b)(21)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)(22)22.4 l cl2中含有na个cl2分子()(2009广东理基20a)题组二物质的量、气体摩尔体积2(2008四川理综，6)下列说法中不正确的是()a1 mol氧气中含有12.041023个氧原子，在标准状况下占有体积22.4 lb1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有相同的氧原子数c等体积、浓度均为1 moll1的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为31d等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为16，氧原子数之比为13答案c解析o2为双原子分子，1 mol o2含有12.041023个氧原子，1 mol o2在标准状况下占有体积为22.4 l，a正确；臭氧为o3，因此b正确；由于h3po4为弱电解质，不能完全电离，因此c错误；干冰和葡萄糖的分子式分别为co2、c6h12o6，因此d正确。3(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答案b解析由公式mv得出，甲v甲乙v乙，即，因为甲乙，则v甲n甲。m甲，m乙得m乙2w%9.8%9.8%。a错；由h2o2cl2=2hclo2，b正确； 标准状况下，由分子形成的单一气体或混合气体，只要体积相同，含有的分子数也相等，其中m(co)28 gmol1，m(c2h4)28 gmol1，因此c正确；由nvc可求得1 l 0.50 moll1和2 l 0.25 moll1的nh4cl溶液中nh的物质的量相等。但nh水解，浓度越小水解程度越大，d正确。2(2008上海，8)在一定条件下，完全分解下列某化合物2 g，产生氧气1.6 g，此化合物是()a1ho b2ho c1ho d2ho答案b3(2011苏州调研)阿伏加德罗常数约为6.021023 mol1，下列叙述中正确的是()a常温常压下，20.0 g重水(d2o)所含的中子数约为6.021023b室温下，42.0 g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数约为36.021023c通常状况下，1 mol的no2与n2o4混合气体变为标准状况时其分子数约为6.021023d常温下，7.1 g cl2与足量naoh溶液反应转移的电子数约为0.26.021023答案b4（2011哈尔滨调研）用na表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是()a4.0 g重水(d2o)中所含质子数为2nab4.48 l n2与co的混合物中所含分子数为0.2nac6.2 g白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为0.2nad12.5 ml 16 moll1浓硫酸与足量铜反应，转移电子数为0.2na答案ac解析a项一个d2o中有10个质子，4.0 g重水的物质的量为0.2 mol，因此4.0 g重水中所含质子数为2na；b中未指明气体所处状态，故无法计算分子数；c中无论白磷与红磷的比例如何，磷原子总数一定为0.2na；d中浓硫酸不可能完全反应，当浓度变稀时不再与铜反应。题组二气体体积和阿伏加德罗定律5在体积相同的两个密闭容器中分别充满o2、o3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是()a两种气体的压强之比为3：2bo2比o3的质量小c两种气体的分子数目相等d两种气体的氧原子数目相等答案ad解析本题主要考查对气体温度、压强、体积、密度、质量等物理量的相互关系及阿伏加德罗定律的理解和掌握情况。根据mv，体积、密度相等的o2、o3的质量相等，物质的量之比为32，压强之比为32，分子数目之比为32，o原子数目之比为11。正确答案为ad。6（2011孝感模拟）在三个密闭容器中分别充入ne、h2、o2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是()ap(ne)p(h2)p(o2)bp(o2)p(ne)p(h2)cp(h2)p(o2)p(ne)dp(h2)p(ne)p(o2)答案d解析根据阿伏加德罗定律的推论pnemneph2mh2po2mo2，代入式量而得出选项d正确。7在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是1714。若乙气体是co，则甲气体可能是()ah2s bhcl cnh3 dcl2答案a题组三实验探究8某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下：把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为a g。装好实验装置。检查装置气密性