高三化学一轮复习 第一章 第一节 物质的量 气体摩尔体积 新人教

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【考纲点击】1.了解物质的量的单位——摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义.2.根据物质的量与粒子(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算.

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【考情播报】1.以物质的量为核心的各物理量之间的相互换算.2.结合基本概念、基本理论、元素化合物知识考查阿伏加德罗常数的具体应用.3.气体摩尔体积的概念辨析及在化学计算中的应用.编辑ppt1.物质的量(1)概念：表示含有

的集合体，符号为

.(2)单位：摩尔，其符号为

.一定数目粒子nmol编辑ppt(3)适用范围及注意事项①作为物质的量的单位，mol仅能计量

粒子，如原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等，不能用于计量宏观物质.②使用时应用

指明粒子的种类，如1molH、1molH2、0.5molH＋等.微观化学式编辑ppt2.阿伏加德罗常数(1)概念：

所含的碳原子数为阿伏加德罗常数.(2)符号：NA，单位为

，实验测得其数值约为

.(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间的关系：n＝

.0.012kg12Cmol－16.02×1023N/NA编辑ppt3.摩尔质量(1)概念：单位

的物质所具有的

，符号为M.(2)单位：

.(3)数值：摩尔质量以g/mol为单位时，数值上等于该粒子或物质的

.(4)物质的量(n)、物质的摩尔质量(M)与物质的质量(m)之间的关系：n＝

.物质的量质量g/mol式量m/M编辑ppt

阿伏加德罗常数的应用解答涉及阿伏加德罗常数(NA)的问题时，要特别注意试题中的一些关键性的字、词，留心有无“陷阱”.解题思路是：在正确理解有关概念的基础上，将各物质的质量、气体的体积、溶液的浓度等转化为指定粒子的物质的量，然后进行判断，同时还应注意下面一些细微的知识点：编辑ppt1.状态问题(1)水在标准状况下为液体或固体；(2)SO3在标准状况下为固体，常温常压下为液体；(3)碳原子数大于4的烃，在标准状况下为液体或固体；(4)CCl4、CHCl3、C2H5OH、苯等在标准状况下为液体.编辑ppt2.状况条件考查气体时经常给出非标准状况，如常温常压下，1.01×105Pa、25℃时等.要用22.4L/mol时，必须注意气体是否处于标准状况下.编辑ppt3.物质结构考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、电子、质子、中子、离子等)，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、18O2、D2O、Na2O2等特殊物质.编辑ppt4.氧化还原反应考查指定物质参加氧化还原反应时，常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移(得失)数目方面的陷阱.如Na2O2与H2O的反应，Cl2与NaOH溶液的反应，电解AgNO3溶液等.编辑ppt5.电离和水解考查电解质溶液中粒子数目及粒子浓度大小关系时，常涉及弱电解质的电离平衡及盐类的水解平衡.如NH4Cl溶液中n()<n(Cl－).6.一些物质中的化学键如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等中的化学键.编辑ppt(1)气体的体积受温度和压强的影响，应用阿伏加德罗常数时，要注意条件是否是标准状况，是否是同温同压；(2)物质的量、质量不受任何条件的影响.如1molH2在任何条件下其质量为2g，所含分子数为NA.编辑ppt1.能表示阿伏加德罗常数数值的是()A.1mol金属钠含有的电子数B.标准状况下，22.4L苯所含的分子数C.0.012kg12C所含的原子数D.1L1mol/L硫酸溶液所含的H＋数编辑ppt解析：阿伏加德罗常数可用NA表示，其数值约为6.02×1023.钠的核电荷数是11,1mol钠含有11NA个电子，A错误；标准状况下，苯为液体，22.4L苯的物质的量远远大于1mol，B错误；0.012kg12C所含的原子数为NA，C正确；1L1mol/L的H2SO4溶液中所含H＋数为2NA，D错误.答案：C编辑ppt1.决定物质体积大小的因素粒子数决定于粒子之间的距离物质的体积粒子的大小(1)同物质的量的固体或液体的体积取决于粒子的

.(2)同物质的量的气体的体积取决于

.大小粒子之间的距离编辑ppt2.气体摩尔体积(1)概念：一定

下，单位物质的量的气体所占的体积.(2)符号：Vm，其常用单位为

(3)数值：在标准状况(即0℃，1.01×105Pa)下，气体摩尔体积约为

.(4)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的

和

.(5)物质的量(n)、气体摩尔体积(Vm)和气体的体积(V)之间的关系：n＝

.温度和压强L/mol22.4L/mol温度压强V/Vm编辑ppt3.阿伏加德罗定律在相同温度和压强下，相同体积的任何

都含有

.气体相同的分子数编辑ppt阿伏加德罗定律及其推论阿伏加德罗定律可表示为同温同压下，据此可以推论：1.同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即.2.同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，即.3.同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比，等于其摩尔质量或密度之比，即.编辑ppt4.同温同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量成反比，即.5.同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比，即.6.同温同体积下，等质量的任何气体，它们的压强与其摩尔质量成反比，即.7.同温同压下，对于摩尔质量相同的气体，其质量与分子个数成正比，即.编辑ppt(1)本定律又称“四同定律”，即同温、同压、同体积、同分子数，只要有三个相同，第四个量必定相同；(2)适用范围：任何气体(可以是单一气体或混合气体)；(3)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例；(4)由公式pV＝nRT＝RT，ρ＝可推导出以上所有结论，不必死记硬背.编辑ppt2.下列说法正确的是()①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L②0.5molH2所占体积为11.2L③标准状况下，1molH2O的体积为22.4L编辑ppt④标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L/mol⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同A.①③⑤B.④⑥C.③④⑥D.①④⑥编辑ppt解析：6.02×1023个分子在标准状况下所占体积不一定是22.4L，因为这1mol分子不一定是气体.②中没有指明气体所处状况，因此，0.5molH2的体积不一定是11.2L.③中的水在标准状况下不是气体而是固体或液体.④中虽是混合气体，但N2和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其摩尔质量数值不变，故28gN2与CO的混合气体在标准状况下体积约为22.4L.气体摩尔体积只有在标准状况下才是22.4L/mol，⑤错误.答案：B编辑ppt3.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()A.p(Ne)>p(H2)>p(O2)B.p(O2)>p(Ne)>p(H2)C.p(H2)>p(O2)>p(Ne)D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)编辑ppt解析：由阿伏加德罗定律的推论可知，当气体的温度和密度相同时，气体的压强和摩尔质量成反比，因M(H2)<M(Ne)<M(O2)，故有p(H2)>p(Ne)>p(O2).答案：D编辑ppt[例1](2009·广东高考)设nA代表阿伏加德罗常数(NA)的数值，下列说法正确的是()A.1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为nAB.乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3nA个氢原子C.标准状况下，22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为nAD.将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1nA个Fe3＋编辑ppt[思路点拨]解答本题要注意以下两点：(1)n＝V/Vm＝N/NA＝m/M＝c·V.(2)乙烯和环丙烷的最简式相同；＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；Fe3＋能发生水解.编辑ppt[课堂笔记]选选项A,1mol硫酸钾中所带的电荷数为2nA，A错误.选项B中，乙烯和环丙烷的最简式相同，均为“CH2”，因此两种气体不管以何种比例混合，碳、氢的质量分数都为定值，因此可求得m(H)＝28g×＝4g，所以28g混合气体中应含有4nA个氢原子，B错误.选项C，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，在标准状况下当有1molCl2参与反应时，转移的电子总数为nA，C正确.选项D中Fe3＋是弱碱阳离子，在水中易水解，因此0.1molFeCl3溶解在1L水溶液里含有Fe3＋的数目小于0.1nA，D错误.C编辑ppt已知混合气体的总质量，而未告诉混合气体的比例关系，如例题中的选项B，此时首先想到的是气体的最简式相同或者某一元素的质量分数为定值，这样方能求出某一元素的质量或其原子的物质的量.类似的情况还有：16gO2和O3的混合气体中所含氧原子个数为NA，

46gNO2和N2O4的混合气体中所含原子个数为3NA等.编辑ppt[例2](2008·海南高考)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编辑ppt[思路点拨]首先根据V＝确定甲、乙体积的大小关系，然后结合阿伏加德罗定律及其推论作出判断.编辑ppt[课堂笔记]选V(甲)＝，V(乙)＝，因ρ(甲)>ρ(乙)，则V(甲)<V(乙)，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体的体积与分子数、物质的量成正比，故N(甲)<N(乙)，n(甲)<n(乙)，A不正确，B正确；同温同压下气体摩尔体积为定值，C不正确；同温同压等质量的条件下，气体的摩尔质量与密度成正比，则M(甲)>M(乙)，D不正确.B编辑ppt气体的体积受温度和压强影响.在一定温度和压强下，气体摩尔体积一定，但是气体摩尔体积一定时，温度和压强不一定为定值.如标准状况下，气体摩尔体积为22.4L/mol，但气体摩尔体积为22.4L/mol可能是标准状况，也可能是273℃、2.02×105Pa的条件下等.编辑ppt

气体体积的测定测定产生气体的体积时，由于外界温度、压强对气体的体积影响较大，因此在实验前后尽量保持装置内外的温度、压强相等，这样测得的气体的体积才准确.常见的量气装置有以下几种：编辑ppt编辑ppt反应完成时，b、c两装置不易实现液面保持相平，而a、d两装置易实现液面保持相平.a装置可采取量筒上下移动的方法来实现量筒内外气压相等，d装置可采取乙管上下移动的方法实现装置内外气压相等，这样测得的结果才比较准确.编辑ppt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：①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ag.②装好实验装置.③检查装置气密性.④加热，开始反应，直到产生一定量的气体.⑤停止加热(如图所示，导管出口高于液面).⑥测量收集到气体的体积.

编辑ppt⑦准确称量试管和残留物的质量为bg.⑧测量实验室的温度.⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净.⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量.编辑ppt回答下列问题：(1)如何检查装置的气密性？.(2)如以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积.这三步操作的正确顺序是：

(请填写步骤代号).编辑ppt(3)测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？

.(4)如果实验中得到的氧气体积是cL(25℃、1.01×105Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c，不必化简)：M(O2)＝

.编辑ppt【解析】解答定量实验题的一般步骤为：先看实验目的，再明确实验的反应原理和计算原理.该实验的反应原理为：2KClO32KCl＋3O2↑，计算原理为：M(O2)＝，m(O2)＝ag－bg，编辑pptn(O2)＝，所以，此实验的关键在于准确测定氧气的体积.而气体的体积取决于两个因素，一是温度，二是压强.这就要求读数时，气体温度要与室温一致，量筒内外压强一致.弄清原理后，再考虑实验的每一步操作.编辑ppt【答案】(1)将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置气密性良好(2)②①③(3)慢慢将量筒下移(4)编辑ppt1.下列说法正确的是()A.物质的量就是一定体积的物质的质量B.阿伏加德罗常数就是6.02×1023C.钠的摩尔质量等于它的相对原子质量D.在标准状况下，1mol任何气体的体积均为22.4L编辑ppt解析：物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体，是一个基本物理量，A不正确；阿伏加德罗常数通常用6.02×1023mol－1表示，B不正确；摩尔质量的单位是g/mol，而相对原子质量无单位，二者不相等，C不正确；在标准状况下，气体的摩尔体积均为22.4L/mol，D正确.答案：D编辑ppt2.(2009·福建高考)设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是()A.24g镁的原子最外层电子数为NAB.1L0.1mol/L乙酸溶液中H＋数为0.1NAC.1mol甲烷分子所含质子数为10NAD.标准状况下，22.4L乙醇的分子数为NA

编辑ppt解析：A项，24g镁的原子最外层电子数是2NA.B项，乙酸是弱酸，在水溶液中部分电离.C项，CH4是10电子分子，1molCH4分子含质子数为10NA.D项，标准状况下乙醇呈液态.答案：C编辑ppt3.下列叙述正确的是()A.一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定B.一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定C.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积为22.4LD.不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等编辑ppt解析：气体分子之间的距离是决定气体体积的主要因素，A错误，一定温度、压强下，气体分子之间的距离可以看成是相等的，气体体积由其物质的量的多少决定，B正确.标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol，C错误.气体体积与温度和压强有关，不明确温度和压强，不能通过体积比较气体分子数的多少，D错误.答案：B编辑ppt4.(2010·北师附中模拟)下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计).其中能表示等质量的氢气与氦气的是()编辑ppt解析：H2是双原子分子，而He是单原子分子，B不正确；等质量的H2与He物质的量之比为∶＝2∶1，则N(H2)∶N(He)＝2∶1，D不正确；同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，A正确，C不正确.答案：A编辑ppt5.(1)2molO3和3molO2的质量之比

，分子数之比

，同温同压的密度之比

，含氧原子数之比

，体积之比

.(2)O3与Cl2具有相似的性质，均可用于自来水的消毒.已知二者在消毒时均被还原为最低价态，则相同状况下10L