最新201X版 第1章 第1节 物质的量 气体摩尔体积

1、第章化学计量在实验中的应用第一节物质的量气体摩尔体积考纲定位全国卷5年考情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。3.了解相对原子质量、相对分子质量的含义，并能进行有关计算。2017年：卷T26(5)；卷T8；卷T102016年：卷T8；卷T11(D)2015年：卷T8；卷T10、T28(1)2014年：卷T27(4)、T28(6)2013年：卷T9考点1| 物质的量摩尔质量和气体摩尔体积(对应学生用书第1页) 考纲知识

2、整合1物质的量、阿伏加德罗常数2摩尔质量(1)含义：单位物质的量的物质所具有的质量。(2)符号M，常用的单位g/mol(或g·mol1)，表达式：M。(3)示例：Mg的摩尔质量是24_g/mol，SO2的摩尔质量是64_g/mol，CO的摩尔质量是60_g/mol。由此可知，以g/mol 为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。提醒：(1)使用摩尔作单位时，必须指定化学式或指明微粒的种类，如1 mol H 不能描述为1 mol 氢等。(2)摩尔质量、相对分子(原子)质量、1 mol物质的质量三者是三个不同的物理量，具有不同的单位。如Fe的摩尔质量

3、为56 g·mol1，Fe的相对原子质量为56，1 mol Fe的质量为56 g。(3)离子晶体、原子晶体、金属晶体中不含有分子。3气体摩尔体积(1)影响物质体积大小的因素(2)气体摩尔体积含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm，常用单位是L/mol(或L·mol1)；基本表达式是Vm。影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。温度越高，压强越小，气体摩尔体积越大。特例：标准状况是指温度为0 ，压强为101 kPa，此时，Vm_L/mol。提醒：(1)“22.4 L/mol”仅适用于标准状况下，且标准状况下为气态的气体的体积计算。(2)

4、“22.4 L/mol”不仅适用于单一气体，也适用于混合气体。4阿伏加德罗定律及其推论(1)内容可总结为“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积的气体，具有相同的分子数。(2)推论条件结论推论一同温同压推论二同温同容注：以上用到的符号：n物质的量、M摩尔质量、V气体体积、密度、p压强提醒：(1)同温同压同体积的气体的分子数相等，但原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。应用体验1思考并回答下列问题。(1)H2O的摩尔质量与1 mol H2O的质量在数值上相等吗？为什么？×1023的意义相同吗？为什么？(3)标准状况下，任何气体的摩尔体积均为22.4

5、L/mol，能否说明气体的摩尔体积为22.4 L/mol时一定处于标准状况下？为什么？(4)任何物质在同温同压下，1 mol物质所占的体积一定相同吗？(5)标准状况下，1 mol H2与1 mol N2、H2混合气体体积均约为22.4 L，对吗？【提示】(1)不一定相等。两者的单位没有指明，数值不一定相等。(2)不相同。阿伏加德罗常数是一个物理量，单位为mol1×1023×1023只是一个数值。(3)不一定。若升高温度增大压强，气体体积可能不变。(4)不一定。(5)对。2如图所示三只气球，其中A、B的体积均为1.12 L，则A、B中气体的物质的量_是0.05 mol(填“一

6、定”或“不一定”)；标准状况下，A、B气球中的分子个数比是_；在相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相同，则两气球的体积之比是_。【提示】不一定1121高考命题点突破命题点1与物质的量有关概念的理解1下列说法正确的是_(填序号)。摩尔质量为M g/mol的气体，一个分子的质量为 gn mol O2的粒子数为N，则阿伏加德罗常数为H2SO4的摩尔质量为98 g1 mol H3PO4分子中含有3NA个H、NA个P和4NA个O利用气体摩尔体积可以计算一个气体分子的大致体积2 mol Na2CO3固体中含有2NA个Na2CO3分子在常温常压下，Cl2的密度为 g/L标准状况下，28 g CO与N2

7、的混合气体的体积约是22.4 L同温同压下，11.2 L Cl2和11.2 L SO2气体含有的原子数相同标准状况下，18 g H2O的体积为22.4 L同温同压下，5 L氧气与5 L氖气含有的原子数相同在同温同压下，1体积A2(g)与3体积B2(g)反应生成2体积C(g)，则C的组成为AB344 g CO2与N2O的混合气体中含有的原子数为NA【答案】2一定温度和压强下，30 L×1023×1024个原子构成，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22.4 LC该气体中每个分子含有2个原子D若O2在该条件下为气态

8、，则1 mol O2在该条件下的体积也为30 LA×1023个气态分子的体积应为22.4 L，不是30 L。(1)涉及体积数值时要注意气态、温度和压强(0 、101 kPa)能否使用“22.4 L/mol”。(2)判断一定量的物质中所含原子数时要注意物质的组成。(3)22.4 L气体，在标准状况下是1 mol，在非标准状况下，可能是1 mol，也可能不是1 mol。(4)×1023 mol1×1023。(5)涉及求体积比时要注意同温同压条件。命题点2以物质的量(n)为核心的计算3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

9、况下的体积V是() 【导学号：97500000】A LB LC L D LDM g/mol g/mol，V×22.4 L。4设NA为阿伏加德罗常数。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为a g，则该混合物()A所含共用电子对数目为(1)NAB所含碳氢键数目为C燃烧时消耗的O2一定是 LD所含原子总数为Ba g混合物中含有碳氢键数目为NA；不知反应所处的温度、压强，无法求算反应消耗氧气的体积；二者最简式相同，均为CH2，因此a g混合物中所含原子总数为。5(1)含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中，含_mol SO，Al3的物质的量_(填“>”“<”或“”)0.8

10、mol。(2)0.3 mol CH4分子中所含质子数与_个H2O分子中所含质子数相等。2.4 g TO中所含中子数为_，1.5 g CH中的电子数为_，15.6 g Na2O2中的阴离子数为_。(3)1 L 0.1 mol·L1的CH3COOH溶液中，n(CH3COOH)_0.1 mol，n(CH3COO)_0.1 mol(填“大于”“小于”或“等于”)。(4)1 L 0.1 mol·L1的Na2CO3溶液中n(Na)_mol, n(CO)n(HCO)n(H2CO3)_mol。【解析】(1)Al3在水中发生水解反应，故物质的量小于0.8 mol。(2)CH4分子和H2O分子

11、的质子数都是10，所以H2NA；TO中的中子数为14,2.4 g TNA；CH中的电子数为8,1.5 g CHNA；Na2O2中的阴离子为O，15.6 g Na2O2NA。(3)CH3COOH为弱酸，部分电离。(4)根据物料守恒可知：n(Na)2n(CO)n(HCO)n(H2CO3)0.2 mol。【答案】(1)1.2<NANANANA(3)小于小于 注Vm与温度、压强有关，标准状况时Vm22.4 L/mol。命题点3阿伏加德罗定律及推论的简单应用6(2018·哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说

12、法正确的是()A充入的CO分子数比CO2分子数少B甲容器的体积比乙容器的体积小CCO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小D甲中CO的密度比乙中CO2的密度小D质量相等的CO和CO2的物质的量之比为117，在温度和压强相同时体积比为117，但摩尔体积相同。7在一定温度下，向一固定容积的密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生反应，达到平衡时，N2的转化率为25%，则反应前后的压强之比为_。【解析】N23H22NH3起始： 1 mol 3 mol 0转化： 0.25 mol 0.75 mol 0.5 mol平衡： 0.75 mol 2.25 mol 0.5 mol故：。【答案】87在两个密闭

13、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BA项，根据m、相同可知甲、乙体积相同；B项，M(甲)<M(乙)知n(甲)>n(乙)，因体积相同，故压强：甲>乙；C项，摩尔体积：甲>乙；D项，因n(甲)>n(乙)故分子数：甲>乙。命题点4气体相对分子质量的

14、求算8(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g/L，则气体A的相对分子质量为_，可能是_气体。(2)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为_。(3)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为_。NH4HCO3的摩尔质量为_(用含m、d的代数式表示)。若所得混合气体的密度折合成标准状况为 g·L1，则混合气体的平均摩尔质量为_(用含的代数式表示)。若在该条件下，所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气

15、体的平均相对分子质量为_(用含a、b、c的代数式表示)。【解析】(1)M×22.4 g/mol64 g/mol。(2)M64 g/mol。(3)因为NH4HCO3(s)=NH3(g)CO2(g)H2O(g)M(混)2dn(混) mol，M(NH4HCO3)2d×3 g·mol16d g·mol1。(混 g·mol1。n(NH3)n(CO2)n(H2O)a%b%c%，(混)17a%44b%18c%。【答案】(1)64SO2(2)64(3) mol6d g·mol122.4 g·mol117a%44b%18c%(1)根据标准状况

16、下气体的密度：M×22.4(g·mol1)。(2)根据气体的相对密度(D1/2)：M1/M2D。(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：Mm/n。(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：MNA·m/N。(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M1×a%M2×b%M3×c%+，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。考点2| “七角度”突破以NA为载体的微观计算与判断(对应学生用书第3页)命题点122.4 L/mol的适用条件分析(1)陷阱：从

17、Vm22.4 L·mol1的适用条件和物质的状态设置陷阱。(2)突破：一要看是否为标准状况，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，如水、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、己烷、苯、CxHy(x>4)、乙醇、乙酸等。突破训练1下列说法正确的是_(填序号)。标准状况下，22.4 L N2和H2混合气中含NA个原子标准状况下，22.4 L氨水中含有NA个NH3分子常温常压下，22.4 L Cl2×1023个标准状况下，5

18、.6 L CO2NA标准状况下，NA个CCl4分子占有的体积为22.4 L常温常压下，22.4 L H2含有的分子数小于NA标准状况下，11.2 L己烷含有的氢原子数为7NA标准状况下，33.6 L SO2和SO3NA【解析】标准状况下，22.4 L(即1 mol)N2和H2的混合气体，含有原子数应为2NA；氨水为溶液，无法用22.4 L/mol计算其物质的量；常温常压下，22.4 L Cl2不是1 mol；标准状况下，CCl4为非气态；标准状况下，己烷为液态；标准状况下SO3为非气态。【答案】命题点2某些物理量与物质所处的状况无关的分析(1)陷阱：设置与计算无关的一些干扰条件，给出非标准状况

19、下气体的物质的量或质量，干扰正确判断。(2)突破：排“干扰”，明确物质的量或质量与物质所处状况无关，物质的量或质量确定时，物质所含的微粒数与温度、压强等外界条件无关。突破训练2下列说法正确的是_(填序号)。 【导学号：97500001】常温常压下，3.2 g O2NA标准状况下，18 g H2O所含的氧原子数为NA室温下，1 mol CH4中含有原子数为5NA常温常压下，1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA【答案】命题点3一定量的物质中微粒数目的分析(1)陷阱：从物质的组成特点、摩尔质量特点等设置陷阱。(2)突破：特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，

20、如DO(M20，中子数10)，HO(M20，中子数10)。稀有气体分子为单原子分子。OH与OH中含有的电子数不同。等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如NO2与N2O4，C2H4与C3H6，O2与O3。等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如N2与CO，CO2与N2O，H2SO4与H3PO4。等物质的量的NO2与SO2中氧原子数相同。突破训练3下列说法不正确的是_(填序号)。 【导学号：97500002】(2016·全国卷)14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA(2015·全国卷)18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA(2013&#

21、183;全国卷)1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA12 g金刚石和石墨混合物中含有的碳原子数为NA标准状况下，11.2 L氖气分子中含有的原子数为NA49 g H3PO4和H2SO4的混合物中氧原子数为2NA常温常压下，22 g CO2与N2NA【解析】二者的最简式均为CH2，故14 g 混合气体中含氢原子数为2NA；18 g D2O和18 g H2O的物质的量不相同，则含有的质子数不相同；OH与OH含有的电子数不同；乙烯与C4H8的

22、最简式相同，即CH2，故28 g混合气体中含CH2的物质的量为2 mol，即含有的碳原子数为2NA；NO2与N2O4的最简式均为NO2；金刚石和石墨均由碳原子构成，等质量时含有的碳原子数相同；氖气分子为单原子分子；H3PO4与H2SO4的摩尔质量均为98 g/mol；CO2与N2O的摩尔质量相同，22 g混合气体中分子数为NANA。【答案】命题点4一定量的物质中共价键(或共用电子对)数目分析(1)陷阱：从物质结构中含有的共价键设置陷阱。(2)突破：熟记常见物质中的共价键数目突破训练4下列说法正确的是_(填序号)。(2016·全国卷)标准状况下，2.24 L CCl4NA78 g苯含有

23、C=C的数目为3NA常温下，8 g CH4含有2NA个CH12 g金刚石中含有的共价键数为4NA34 g NH3中含有NH数目为2NA标准状况下，2.24 LNA常温下，58 g C4H10中含有共价键数为14NA30 g SiO2中含有SiO数目为2NA23 g乙醇中含有的共价键数为4NA【解析】标准状况下，CCl4为液态；苯分子中不含有C=C；共价键数为×4NA2NA；12 g金刚石形成CC为2NA；NH为6NA；1个C2H6分子中共价键数NA；1 mol C4H10中含有共价键数为13NA；1 mol SiO2中含4NA SiO；1 mol乙醇(CH3CH2OH)中含有8NA共

24、价键。【答案】命题点5电解质溶液中微粒数目的分析(1)陷阱：从难电离、易水解的微粒的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上设置陷阱。(2)突破：细审题、抓“三看”：一看是否指明溶液的体积；二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子(或弱碱阳离子)，如1 L 0.1 mol·L1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L1的乙酸钠溶液中含CH3COONA；三看所给条件是否与电解质的组成有关，如pH1的H2SO4溶液中c(H)0.1 mol·L1(与电解质的组成无关)，0.05 mol·L1 的Ba(OH)2溶液中c(OH)0.1 mol·L1(与电解质

25、的组成有关)，不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。突破训练5下列说法正确的是_(填序号)。(2015·全国卷)2 L 0.5 mol·L1亚硫酸溶液中含有的H离子数为2NA(2013·全国卷)1.0 L 1.0 mol·L1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA室温下，1 L pH13的NaOH溶液中，由水电离出的OHNA1 L 0.5 mol/L的Na2CO3NA1 L 0.1 mol/L的NaHS溶液中HS和S2NA25 时，1.0 L pH13的Ba(OH)2溶液中含有的OHNA1 mol·L1 NaCl溶液中含有的Cl数目为NA1

26、mol FeCl3与水反应，完全转化为氢氧化铁胶体后，其中胶体粒子的数目为NA500 mL 0.1 mol·L1的MgCl2溶液中，Mg2NA1 L 0.5 mol/L的NaClO溶液中ClONA【解析】H2SO3为弱酸，不能完全电离；H2O中也含有氧原子；由水电离出的c(OH)c(H)1013mol/L，故1 L溶液中水电离出的OH为1013NA；CO水解生成HCO和OH，阴离子数目增多；根据物料守恒知n(HS)n(H2S)n(S2)0.1 mol；pH13时c(OH)0.1 mol/L，溶液中含OH×NA；未指明溶液体积；氢氧化铁胶体粒子是氢氧化铁形成的集合体，故胶粒数

27、一定小于NA；Mg2部分水解；ClO部分水解而减少。【答案】命题点6反应中转移电子数的分析(1)陷阱：易在特殊氧化还原反应中电子转移(得失)数目上设置陷阱。(2)突破：三步确定电子转移数目：熟记常考氧化还原反应中转移的电子数：反应物质转移电子的物质的量或电子数目Na2O2CO2(或H2O)1 mol Na2O21 mol或NA1 mol O22 mol或2NACl2NaOH1 mol Cl21 mol或NACl2Fe1 mol Cl22 mol或2NA1 mol Fe3 mol或3NA注做到“三注意”：一要注意是否发生歧化反应，如Cl2与NaOH发生歧化反应时，1 mol Cl2转移1 mol

28、电子，其他反应一般转移2 mol电子；二要注意变价元素，如1 mol Fe与足量盐酸反应转移 2 mol 电子，而与足量稀硝酸反应转移3 mol电子；三要注意过量问题，如FeBr2溶液中通入少量Cl2与足量Cl2，转移的电子数是不一样的。突破训练6下列说法正确的是_(填序号)。(2015·全国NA(2016·全国卷)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(2015·四川高考)50 mL 12 mol/L盐酸与足量MnO2NA(2016·四川高考)2.4 g Mg在足量O2NA常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA5

29、NH4NO32HNO34N29H2O反应中，生成28 g N2NA1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上生成2.24 L(标准状况NA【解析】过量硝酸时，Fe变为Fe3，电子转移3NANA；N(e) mol×2NA mol1NA；常温常压下，22.4 L Cl2的物质的量小于1 mol。【答案】命题点7一些特殊反应或隐含反应的分析(1)陷阱：从特殊反应(钝化反应、可逆反应)以及隐含反应(2NO2N2O4)设置陷阱。(2)突破：熟记常见的特殊反应或隐含反应。NO与O2反应生成NO2，NO2又部分转化成N2O4

30、。一些可逆反应不能反应完全：如N2与H2化合生成NH3，SO2与O2反应生成SO3，Cl2与H2O反应、Cl2与PCl3反应，H2与I2反应等。浓H2SO4与Cu反应时浓H2SO4反应不完全，浓HNO3与足量Cu反应，还原产物有NO2和NO，常温下Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3钝化等。酯化反应与酯的水解反应为可逆反应。突破训练7下列说法正确的是_(填序号)。 【导学号：97500003】(2015·全国卷)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA60 g乙酸与足量乙醇发生酯化反应，充分反应后断裂的CO键数目为NA(2014·广东高考)

31、56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子标准状况下，将22.4 L Cl2通入足量水中充分反应转移电子数小于NA(2016·全国卷)1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA1 mol CH3COOC2H5在足量稀H2SO4溶液中水解得到乙醇分子数为NA标准状况下，将2.24 L SO2通入足量水中生成H2SO3NA【解析】NO与O2反应生成NO2，NO2又部分生成N2O4，故生成的分子数小于2NA；酯化反应为可逆反应，60 g乙酸不完全反应；常温下铁片投入浓H2SO4中发生钝化；Cl2与H2O的反应为可逆反应，1 mol Cl2不能完全反应，转移电子数小于NA；N2与H2的反应为可逆反应，不能完全反应，生成NH3分子数小于2NA