化学讲义2.3.1摩尔与气体摩尔体积

2.3.1摩尔与气体摩尔体积(精讲）思维导图思维导图常见考点常见考点考点一物质的量【例11】下列化学用语不正确的是A．1molNaCl B． C．2mol氧 D．3molH【答案】C【解析】A．1molNaCl表述正确，故A不选；B．表述正确，故B不选；C．2mol氧中的“氧”指代不明，表述不正确，故C选；D．3molH表示3mol氢原子，表述正确，故D不选；故选C。【例12】下列叙述错误的是A．1mol水中含有约6.02×1023个原子B．0.012kg12C含有约6.02×1023个碳原子C．在使用摩尔表示物质的量的单位时，应指明粒子的种类D．物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一【答案】A【解析】A．1mol水中含有约6.02×1023个水分，约含3×6.02×1023个原子，A项错误；B．0.012kg12C的物质的量为1mol，则含有约6.02×1023个碳原子，B项正确；C．使用摩尔时，应指明粒子的种类，可以是原子、分子、离子等，C项正确；D．物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，表示一定数目粒子的集合体，D项正确；答案选A。【例13】2018年国际计量大会将“摩尔”的定义修改为：1摩尔包含6.02214076×1023个基本单元，这一常数被称为阿伏加德罗常数(NA)，通常用6.02×1023mol﹣1表示，新定义于2019年5月20日正式生效。下列说法错误的是A．1molKClO3和1molSO2中，所含氧原子的个数比为3∶2B．1mol氢中含有2mol氢原子和2mol电子C．1molH2O的质量等于NA个H2O分子质量的总和D．由新定义可知，阿伏加德罗常数表达为NA=6.02214076×1023mol﹣1【答案】B【解析】A．1molKClO3和1molSO2中，所含氧原子的物质的量分别为3mol和2mol，个数比为3∶2，A正确；B．1mol氢，没有指明是氢分子还是氢原子，无法确定所含的氢原子数和电子数，B错误；C．1molH2O的质量以克为单位时，在数值上等于H2O的摩尔质量，等于NA个H2O分子质量的总和，C正确；D．由新定义可知，1摩尔包含阿伏加德罗常数(NA)个基本单元，表达为NA=6.02214076×1023mol﹣1，D正确；故选B。【一隅三反】1．2018年11月13日至16日，第26届国际计量大会在巴黎召开，会上，对物质的量的单位——摩尔的定义进行了修改。摩尔来源于拉丁文moles，原意为大量、堆积，是在1971年10月，有41个国家参加的第14届国际计量大会决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。下列对于“摩尔”的理解正确的是A．1mol任何物质所含有的原子数都相同B．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为molC．摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来D．国际上规定，12C中所含有的碳原子数目为1摩【答案】B【解析】A．因不同物质分子中所含有的原子个数不尽相同，A错误；B．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol，B正确；C．物质的量是一个物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，物质的量把宏观物质与微观粒子联系起来，C错误；D．12C中所含有的碳原子数目是阿伏加德罗常数，D错误；故选B。2．下列说法中，不正确的是A．“物质的量”表示含有一定数目粒子的集体，单位是“摩尔”B．2含有的分子数约为3.01×1023C．1molCO2中含有的原子数为NAD．一个水分子的质量约为×1023g【答案】C【解析】A．“物质的量”表示含有一定数目粒子的集体，单位是“摩尔”，故A正确；B．2含有的分子数约，故B正确；C．1molCO2中含有的原子数为3NA，故C错误；D．1mol水的质量是18g，1mol水含有个分子，一个水分子的质量约为×1023g，故D正确；选C。3．（2021·四川·雅安中学高一期中）某一由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液中：，，，则为A． B． C． D．【答案】C【解析】根据题意和电荷守恒得到mol×1+0.4mol×3+×1=0.8mol×2，得到，故C符合题意。综上所述，答案为C。考点二摩尔质量【例2】下列关于“物质的量”“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是A．物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量B．“物质的量”是国际单位制的一个基本单位C．1mol任何物质都含有约6.02×1023个分子D．使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称【答案】D【解析】A．摩尔质量以“g/mol”为单位，物质的摩尔质量的数值等于其相对分子(原子)质量，故A错误；B．“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量，故B错误；C．1mol任何物质都含有约6.02×1023个构成该物质的粒子，故C错误；D．“摩尔”是“物质的量”的单位，使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称，故D正确；选D。【一隅三反】1．下列叙述错误的是①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一；②1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子；③6.02×1023就是阿伏加德罗常数；④氢原子的摩尔质量是1g；⑤HCl的摩尔质量等于1molHCl分子的质量；⑥1molCO2中含有1mol碳和2mol氧。A．①②③ B．②③④C．②③④⑥ D．全部【答案】D【解析】①摩尔不是物理量，是物质的量的单位，错误；②1mol任何物质都含有约6.02×1023个结构粒子，不一定是原子，错误；③阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol1，错误；④H的摩尔质量为1g·mol1，错误；⑤摩尔质量与质量单位不同，错误；⑥1mol碳和2mol氧均未指明粒子种类，错误。故答案选D。2．（2022·广东·中山中学高一期末）下列叙述正确的是A．摩尔是物质的量的单位，1mol任何物质都含有6.02×1023分子B．1mol氢气的质量为2g，它含有阿伏伽德罗常数个氢分子C．氧气的摩尔质量为32g，氧气的相对分子质量也为32gD．1mol氧气的体积为【答案】B【解析】A．摩尔是物质的量的单位，1mol任何物质所含粒子数约为6.02×1023，不一定是分子，A错误；B．1mol氢气的质量为2g，它含有阿伏伽德罗常数个氢分子，B正确；C．氧气的摩尔质量为32g/mol，氧气的相对分子质量为32，C错误；D．未标明温度和压强，无法计算体积，D错误；答案选B。3．计算下列物质的摩尔质量。(1)已知氨气的相对分子质量为17，则氨气的摩尔质量为_______g·mol1(2)1.28g某气体标准状况下体积为，则该气体的物质的量_______mol，其摩尔质量为_______g·mol1(3)已知一个铁原子的质量为bg，则铁的摩尔质量为_______g·mol1(4)NA为阿伏加德罗常数，已知ag某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为_______g·mol1(5)1g氮气所占有的体积为VL，则A个氮气分子的体积为_______L【答案】(1)17(2)

0.02

64(3)bNA(4)g·(5)14【解析】(1)当以g.mol1为单位时，物质的摩尔质量数值上等于其相对分子质量，氨气的相对分子质量为17，所以氨气的摩尔质量为17g.mol1；(2)由公式n=，该气体的物质的量为=，由公式M=，得该气体的摩尔质量为1；(3)摩尔质量即为某粒子1mol的质量，单位常用1，已知一个铁原子的质量为bg，1mol铁中含有NA个铁原子，所以铁的摩尔质量为bNAg.mol1；(4)设该气体的摩尔质量为M，由公式n=和n×NA=N，得NA=b，所以该气体的摩尔质量为g/mol；(5)根据n==，n=，所以下A个氮气分子的质量为：m=n×M=0.5mol×28g/mol=14g，1g氮气所占有的体积为VL，所以为14g氮气所占有的体积为14VL，所以A个氮气分子的体积为14V；考点三气体摩尔体积【例31】（2022·广西·高一学业考试）在标准状况下，22.4L的物质的量是A．0.25mol B．0.50mol C．1.0mol D．1.5mol【答案】C【解析】标准状况下，22.4L的物质的量是，故选：C。【例32】下列物质的体积一定是的是（）A．氯气 B．氨气C．标准状况下二氧化碳 D．、时氢气【答案】C【解析】A．氯气不一定是在标准状况下，所以体积不一定是，A错误；B．氨气的物质的量，温度、压强不确定，不能确定气体的体积，B错误；C．二氧化碳的物质的量为，所以标准状况下二氧化碳气体的体积为，C正确；D．氢气的物质的量是，但、不是标准状况，所以氢气的体积不是，D错误；故选C。【一隅三反】1．（2022·江苏盐城·高一期末）在标准状况下气体体积约为A． B． C． D．【答案】A【解析】在标准状况下气体体积，根据V=nVm=1mol×，故选A。2．下列有关计量单位的说法中，错误的是A．物质的量的单位为mol B．物质质量的单位为g/molC．气体摩尔体积的单位为L/mol D．物质的量浓度的单位为mol/L【答案】B【解析】A．物质的量是一个物理量，它表示含有一定数目粒子的集体，物质的量的单位为mol，A正确；B．物质质量的单位为g，摩尔质量的单位是g/mol，B错误；C．单位物质的量的气体所占的体积是气体摩尔体积，其单位为L/mol，C正确；D．物质的量浓度是单位体积溶液里所含溶质的物质的量，其单位为mol/L，D正确；答案选B。3．用表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是A．非标准状况下，1mol的体积不可能是B．含有个氦原子的氦气在标准状况下的体积为C．含有的分子数为D．标准状况下，中含有的分子数为【答案】D【解析】A．改变温度与压强，在非标准状况下，1mol的体积也可能是，故A错误；B．氦气为单原子分子，故含有个氦原子的氦气的物质的量为1mol，在标准状况下的体积为，故B错误；C．未指明气体所处状态，不能确定的物质的量，故C错误；D．标准状况下，的物质的量为，含分子数为，故D正确；故答案为D。考点四阿伏伽德罗定律【例41】在同温同压下，等质量的二氧化硫和二氧化碳相比，下列叙述正确的是A．体积之比：11：16 B．密度之比：11：16C．物质的量之比：1：1 D．分子数之比：1：1【答案】A【解析】设两种气体的质量均为mg，则n(SO2)=，n(CO2)=，所以n(SO2)﹕n(CO2)=44：64=11：16，然后根据物质的量的有关公式及阿伏伽德罗定律分析、判断。A．根据V=n·Vm可知：在相同外界条件下气体的体积比等于它们的物质的量之比，所以V(SO2)﹕V(CO2)=n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，A正确；B．在相同外界条件下两气体的密度比等于它们的摩尔质量之比。则ρ(SO2)：ρ(CO2)=64：44=16：11，B错误；C．根据上述计算可知：在同温同压下，等质量的二氧化硫和二氧化碳的物质的量之比n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，C错误；D．根据N=n·NA可知：在同温同压下，等质量的二氧化硫和二氧化碳的分子数之比等于两气体的物质的量之比，N(SO2)﹕N(CO2)=n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，D错误；故合理选项是A。【例42】Ⅰ.对一定量气体体积的探究。已知1mol不同气体在不同条件下的体积：化学式条件1mol气体的体积/LH20℃，101kPaO2COH20℃，202kPaCO2N2NH3273℃，202kPa(1)从表中分析得出的结论：①1mol任何气体，在标准状况下的体积都约为_______。②1mol不同的气体，在不同的条件下，体积_______(填序号)。A．一定相等B．一定不相等C．不一定相等(2)理论依据：相同条件下，1mol任何气体的体积几乎相等，原因是①_______，②_______。(3)应用：在标准状况下，4g氧气的体积是_______。Ⅱ.在标准状况下与CO2的混合气体，体积为。则：(4)混合气体的密度是_______。(5)混合气体的平均摩尔质量是_______。(6)CO2和CO的体积之比是_______。(7)CO2和CO的质量之比是_______。(8)混合气体中所含氧原子的物质的量是_______。【答案】(1)

22.4L

C(2)

粒子之间的距离相等

粒子数目相等(6)3：2(7)33：14【解析】(1)①从表中的H2、O2、CO在标准状况下体积可以看出：1mol任何气体在标准状况下，体积都约为；故答案是：；②根据克拉伯龙方程：PV=nRT可知，1mol不同的气体，物质的量n相同，在不同的条件下，如温度相等，压强不相等时，体积则不相等；或在温度不相等，压强也不相等时，体积可能相等；因此1mol不同的气体，在不同的条件下，体积不一定相等；故答案是：C；(2)因为在相同的温度和压强下，任何气体分子间的平均距离几乎相同且lmol气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1mol任何气体的体积几乎相等；故答案是：粒子之间的距离相等，粒子数目相等；(3)O2的摩尔质量是32g/mol，4gO2的物质的量是=mol；在标准状况下，4gO2的体积为22.4Lmol×。故答案是：；(4)混合气体的密度=，故答案为：1.68g·L1；(5)在标准状况下混合气体体积为，其物质的量为，混合气体的平均摩尔质量=37.6g·mol1，故答案为：37.6g·mol1；(6)设CO2和CO的物质的量分别为xmol、ymol，由题意可得：；，解得，，二氧化碳和一氧化碳的体积之比=物质的量之比：0.=3:2，故答案为：3:2；(7)结合(6)可知CO2的质量，CO的质量，两者的质量之比：5.6g=33∶14，故答案为：33∶14；(8)混合气体中所含氧原子的物质的量，故答案为：。【一隅三反】1．在两个相同体积的刚性容器中分别充入28gCO和N2气体，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是A．两容器的压强一定相等B．两容器的密度一定相等C．两容器所含的气体分子数均为NAD．若保持常温常压下，则气体的体积大于【答案】A【解析】A．两个容器的体积相同，气体的物质的量相同，气体的压强还与温度有关，由于温度不知道，无法判断压强大小，故A错误；B．两个容器的体积相同，气体的质量相同，由ρ＝可知，密度相同，故B正确；C．两种气体的物质的量相同，均为1mol，则所含的气体分子数均为NA，故C正确；D．温度越高，气体的体积越大，所以若保持常温常压下，则气体的体积大于4L，故D正确。故选A。2．（2022·河北邢台·高一期末）我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献.该法利用的原理为。根据要求回答下列问题：(1)同温同压下，等物质的量的和，前者与后者的分子数之比为_______，原子总数之比为_______，密度之比为_______。(2)与标准状况下中所含的氧原子数相等的的质量为_______g，与该质量的水中所含的氢原子数相等的在标准状况下的体积为_______L。(3)将一定量和混合测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为，则该混合气体中与物质的量之比为_______，该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的_______倍。【答案】(1)

(3)

13【解析】(1)同温同压下，等物质的量的和，分子数比等于物质的量比，前者与后者的分子数之比为1:1，原子总数之比为3:4，密度比等于摩尔质量的比，密度之比为44:17；(2)标准状况下的物质的量是，所含的氧原子的物质的量是，则的物质的量是，质量为，该质量的水中所含氢原子，则物质的量为，在标准状况下的体积为。(3)将一定量和混合测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为，碳元素与氮元素的物质的量比，则该混合气体中与物质的量之比为2:1，该混合气体的平均摩尔质量是，同温同压，密度比等于摩尔质量之比，密度是同温同压下氢气密度的倍。3．（2021·云南·昆明八中高一期中）回答下列问题：2SO4溶液中K+的物质的量为___________。(2)标准状况下，与___________的体积相等。某金属氯化物MCl2中含有，则该氯化物的摩尔质量为___________；金属M的相对原子质量为___________。(4)在同温同压下，等质量的CO和CO2，其体积之比为___________。(5)标准状况下有①4，②9.03×1023个NH3分子，③16g氦气三种气体，这三种气体的物质的量从大到小的顺序是___________(填序号)。【答案】(2)88(3)

111g/mol

40(4)11：7(5)③＞①＞②【解析】2SO4溶液