物质的量气体摩尔体积课件

第一节物质的量气体摩尔体积12021/10/10星期日22021/10/10星期日考点一物质的量摩尔质量【基础回顾】1.物质的量、阿伏加德罗常数:(1)概念间的关系。32021/10/10星期日6.02×10236.02×102342021/10/10星期日(2)物质的量的规范表示方法。52021/10/10星期日2.摩尔质量:物质的量Mg·mol-162021/10/10星期日【思维诊断】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子。

(

)提示:√。国际上规定,1mol粒子集合体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023。72021/10/10星期日(2)0.5mol某气体质量是22g,则该气体的摩尔质量是44g。 (

)提示:×。该气体的摩尔质量是44g·mol-1,单位错误。82021/10/10星期日(3)12.0g熔融的NaHSO4中含有的阳离子数为0.2NA。

(

)提示:×。NaHSO4的摩尔质量为120g·mol-1,12gNaHSO4的物质的量为0.1mol。熔融状态下NaHSO4生成Na+和,因此阳离子数为0.1NA。92021/10/10星期日(4)常温下,将5.6g铁片投入足量浓硝酸中,充分反应后转移电子数为0.3NA。 (

)提示:×。常温下铁片在浓硝酸中钝化,不能溶解。102021/10/10星期日(5)常温常压下,92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA。 (

)提示:√。NO2、N2O4的最简式相同,等质量的两者含有的原子数相同,与状况无关。112021/10/10星期日【方法点拨】计算气体摩尔质量的常用方法(1)公式法:M=。(2)根据标准状况下气体的密度ρ计算:M=ρ×22.4(g·mol-1)。(3)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2)计算:M1/M2=D。(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)计算:M=NA·m/N。

122021/10/10星期日【题组过关】1.(2018·荆州模拟)草酸(分子式为H2C2O4,沸点: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 (

)世纪金榜导学号79100000132021/10/10星期日A.草酸的摩尔质量是90g·mol-1B.1mol草酸中含有6.02×1023个分子C.45g草酸中含有1.204×1024个氧原子D.1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L142021/10/10星期日【解析】选D。根据草酸的分子式:H2C2O4,相对分子质量为90,故草酸的摩尔质量是90g·mol-1,A正确;草酸是由分子构成的,1mol草酸中含有6.02×1023个分子,B正确;45g草酸物质的量为0.5mol,含有氧原子为0.5mol×4=2mol,个数为2×6.02×1023=1.204×1024,C正确;草酸沸点为150℃,故草酸在标准状况下不是气体,1mol草酸在标准状况下的体积小于22.4L,D错误。152021/10/10星期日2.(新题预测)某氯原子的质量为ag,12C的质量为bg,用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是 (

)世纪金榜导学号79100001A.氯元素的相对原子质量为B.氯元素的摩尔质量为aNAC.mg该氯原子的物质的量为molD.ng该氯原子所含的电子数为162021/10/10星期日【解析】选C。根据原子的相对原子质量等于该原子的质量除以12C质量的,可以求算出该氯原子的相对原子质量为,不能确定氯元素的相对原子质量,A错误;摩尔质量的单位是g·mol-1,并且aNAg·mol-1是该氯原子的摩尔质量,B错误。该氯原子的摩尔质量为aNAg·mol-1,则mg该氯原子的物质的量为mol,C172021/10/10星期日正确。ng该氯原子的原子数为,电子数为,D错误。182021/10/10星期日3.(RJ必修1·P17改编题)在0.5molNa2SO4中含有Na+数目是_________,所含氧原子的质量是_________。

【解析】0.5molNa2SO4中含有Na+物质的量为1mol,数目是6.02×1023,含氧原子为2mol,质量为32g。答案:6.02×1023

32g192021/10/10星期日【加固训练】1.雾霾天气对环境造成了严重影响,部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。下列有关说法正确的是 (

)A.臭氧的摩尔质量是48gB.同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3202021/10/10星期日C.16g臭氧中含有6.02×1023个原子D.1.00mol臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023【解析】选C。臭氧的摩尔质量是48g·mol-1,A错误;同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧体积比为3∶2,B项错误;1.00mol臭氧中含有电子总数为24×6.02×1023,D错误。212021/10/10星期日2.已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22,在反应X+2Y====2Q+R中,当1.6gX和Y完全反应后生成4.4gR,则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为(

)A.46∶9

B.32∶9

C.23∶9

D.16∶9222021/10/10星期日【解析】选D。应用化学方程式中化学计量数之比等于物质的量之比,应用质量守恒:X+2Y====2Q

+

R 2mol1mol232021/10/10星期日=2∶1,M(Q)∶M(R)=9∶22,=2∶1,m(Q)=3.6g。根据质量守恒有m(Y)=4.4g+3.6g-1.6g=6.4g,m(Y)∶m(Q)=6.4g∶3.6g=16∶9。242021/10/10星期日考点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律【基础回顾】1.影响物质体积大小的因素:大小数目距离252021/10/10星期日2.气体摩尔体积:单位物质的量22.4温度压强气体262021/10/10星期日3.阿伏加德罗定律:分子数272021/10/10星期日可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数,即具有相同的物质的量。282021/10/10星期日4.阿伏加德罗定律的推论:相同条件结论语言叙述同温同压

同温同压下,气体的体积与其物质的量成正比

同温同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比同温同容

温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比292021/10/10星期日【思维诊断】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在标准状况下,1mol氧气与1mol氦气的体积相同,含有原子数相同。 (

)提示:×。氧气为双原子分子,氦气为单原子分子,等物质的量的两种气体原子数不同。

302021/10/10星期日(2)同温同压下,等质量的12C18O和NO体积相同。(

)提示:√。12C18O和NO的摩尔质量均为30g·mol-1,等质量的两种气体物质的量相等,相同温度和压强下,二者体积相同。312021/10/10星期日(3)56gFe在标准状况下的22.4LCl2中充分燃烧,转移电子数为3NA。 (

)提示:×。铁和Cl2的物质的量均为1mol,根据反应2Fe+3Cl22FeCl3,反应中Fe过量,氯气完全反应,1molCl2完全反应转移2mol电子。322021/10/10星期日(4)不同温度下,相同体积的CO和N2密度相同,则二者含有的原子数相同。 (

)提示:√。两气体的体积相同、密度相同,则二者的质量相同,物质的量相等,CO和N2均为双原子分子,则二者含有的原子数相同。332021/10/10星期日【方法点拨】阿伏加德罗定律及推论的理解(1)阿伏加德罗定律适用于任何气体(包括混合气体)。(2)温度、压强、体积、分子数四个物理量相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。如:342021/10/10星期日①同温、同压下,相同物质的量的气体,气体体积相同。②同温、同体积下,相同物质的量的气体,气体的压强相同。

352021/10/10星期日(3)应用阿伏加德罗定律及推论时不宜死记硬背,要熟记相关化学计量的定义式,可结合pV=nRT=RT进行推导。362021/10/10星期日【题组过关】1.(RJ必修1·P17改编题)瓦斯中含有甲烷和O2的质量比为1∶4时极易爆炸,此时甲烷和氧气的体积比为(

)A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶1372021/10/10星期日【解析】选B。根据甲烷和O2的质量比,则二者物质的量之比n(CH4)∶n(O2)==1∶2。382021/10/10星期日2.(2018·株洲模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 (

)A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2LB.25℃,1.01×105Pa,64gSO2中含有的原子数为3NA392021/10/10星期日C.同温同压同体积下的两种气体12C18O和14N2具有的中子数相等D.标准状况下,11.2LCCl4含有的分子数为0.5NA402021/10/10星期日【解析】选B。氦气分子是单原子分子,所以含有NA个氦原子的氦气的物质的量为1mol,在标准状况下的体积约为22.4L,A错误;64gSO2的物质的量为1mol,含有3mol原子,所以含有的原子数为3NA,B正确;同温同压同体积下的两种气体12C18O和14N2的物质的量相等,12C18O中含有16个中子,14N2含有14个中子,因此两412021/10/10星期日气体中含有的中子数不同,C错误;CCl4在标准状况下是液体,所以无法计算11.2LCCl4的物质的量,也无法计算含有的分子数,D错误。422021/10/10星期日3.在下列条件下,两种气体的分子数一定相等的是

(

)世纪金榜导学号79100002A.同密度、同压强的N2和C2H4B.同温度、同体积的O2和N2C.同体积、同密度的C2H4和COD.同压强、同体积的O2和N2432021/10/10星期日【解析】选C。N2和C2H4,体积未知,质量无法确定,不能得出物质的量的关系,故A错误;O2和N2,压强未知,物质的量的关系不确定,故B错误;同体积、同密度的C2H4和CO,根据公式m=ρV,则气体质量相同,且气体摩尔质量相同,则物质的量相同,分子数相同,故C正确;O2和N2,温度未知,物质的量关系不确定,故D错误。442021/10/10星期日【加固训练】1.下列说法中,正确的是 (

)A.气体的摩尔体积为22.4L·mol-1B.1molH2的质量是2g,它所占的体积是22.4LC.在标准状况下,1mol任何物质所占的体积都为22.4L·mol-1452021/10/10星期日D.在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约为22.4L462021/10/10星期日【解析】选D。气体的摩尔体积与温度和压强有关,标准状况下气体的摩尔体积约为22.4L·mol-1,选项A错误;B中没有注明气体所处的温度和压强,B项错误;C中体积单位不对,选项C错误;在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约为22.4L,选项D正确。472021/10/10星期日2.在标准状况下,mg气体A与ng气体B的分子数相同,下列说法中不正确的是 (

)A.气体A与气体B的相对分子质量比为m∶nB.同质量的气体A与B的分子个数比为n∶mC.同温同压下,A气体与B气体的密度比为n∶mD.同温同压下,同体积的A气体与B气体的质量比为m∶n482021/10/10星期日【解析】选C。标准状况下,分子数相同的气体A和B,它们的物质的量相同,气体体积相同。A项中气体物质的量相同,相对分子质量之比等于质量之比,即A与B相对分子质量之比为mg∶ng=m∶n,故A正确;A与B相对分子质量之比为m∶n,同质量时由n=可知,分子数之比等于=n∶m,故B正确;同温同压下,气体492021/10/10星期日密度之比等于相对分子质量之比,即为m∶n,故C错误;相同状况下,同体积的A与B的物质的量相同,则质量之比等于相对分子质量之比,即为m∶n,故D正确。502021/10/10星期日考点三突破阿伏加德罗常数的“五个陷阱”【典题探究】角度一气体摩尔体积的适用条件【典题1】NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (

)A.(2016·四川高考)标准状况下,5.6LCO2气体中含有的氧原子数为0.5NA512021/10/10星期日B.(2016·全国卷Ⅰ)标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NAC.标准状况下,22.4L氨水含有NA个NH3分子D.常温常压下,22.4L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2NA522021/10/10星期日【解析】选A。标准状况下,5.6LCO2的物质的量为0.25mol,含有的氧原子数为0.5mol,故A正确。标准状况下,CCl4为液体,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,B错误。氨水是液体,氨水的浓度不知,无法计算NH3分子的个数,C错误。常温常压下22.4L氯气的物质的量不是1mol,而只有1molCl2与足量镁粉充分反应转移的电子数才是2NA,D错误。532021/10/10星期日【归纳提升】重“两看”,排“干扰”,突破陷阱一看:看是否处于“标准状况”。二看:看“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、Br2、SO3、己烷、HF、苯、乙醇等在标准状况下均不是气体)。542021/10/10星期日排“干扰”:若题中给出非标准状况下的气体,应认真审题,切勿直接判为错误说法,对于气体的物质的量或质量与温度、压强等外界条件无关,可直接计算。

552021/10/10星期日角度二物质的组成与结构【典题2】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是 (

)A.2.0gH218O与D2O的混合物中所含中子数为NAB.60g丙醇中存在的共价键总数为10NAC.(2016·全国卷Ⅰ)14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA562021/10/10星期日D.将1mL1mol·L-1的FeCl3溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体,若FeCl3完全水解,则可制得Fe(OH)3胶体粒子少于0.001NA个572021/10/10星期日【解析】选B。H218O与D2O的相对分子质量均为20,中子数均为10,因此2.0g该混合物中所含中子数为NA,A正确。60g丙醇的物质的量为1mol,1mol丙醇中存在的共价键总数为11NA,B错误。乙烯和丙烯的最简式相同,都是CH2,所以14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA,C正确。Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子聚合而成的,故所含的胶体粒子数目少于0.001NA,D正确。582021/10/10星期日【归纳提升】记“组成”,突破陷阱(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne(稀有气体为单原子分子)、D2O、18O2;—OH和OH-(质子数均为9,电子数分别为9和10)。592021/10/10星期日(2)记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。等质量的乙烯和丙烯(或环丙烷)原子数、氢原子数、碳原子数、碳氢键数、共用电子对数分别相等,但分子数不同,气体的物质的量不同,相同状况下体积不同。602021/10/10星期日(3)记摩尔质量相同的物质,如N2、C2H4和CO等。等质量的N2和CO原子数相等。(4)记物质中所含化学键的数目。612021/10/10星期日几种常见物质化学键数目622021/10/10星期日角度三氧化还原反应中电子转移数目的判断【典题3】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 世纪金榜导学号79100003(

)A.(2016·全国卷Ⅰ)1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NAB.标准状况下,5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA632021/10/10星期日C.氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NAD.镁在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2的混合物,24g镁在空气中完全燃烧转移电子数为2NA642021/10/10星期日【解析】选D。1molFe与过量硝酸反应,生成硝酸铁,电子转移数为3NA,A错误。CO2与Na2O2发生如下反应:2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2,标准状况下5.6L即0.25molCO2应转移0.25mol电子,即转移电子数为0.25NA,B错误。氢氧燃料电池工作时,正极消耗1mol氧气,转移4mol电子,C错误。Mg在化合物中的化合价只有+2,因此24gMg燃烧转移电子数为2NA,D正确。652021/10/10星期日【归纳提升】抓特殊反应,明反应实质,突破陷阱(1)抓特殊反应。①Na2O2与水或CO2反应,产生1molO2均转移2mol电子。②铁与硝酸反应时,常温时在浓硝酸中钝化,溶于足量稀硝酸生成Fe(NO3)3,硝酸不足时也可生成Fe(NO3)2。662021/10/10星期日③氯气与足量NaOH溶液反应,1molCl2转移1mol电子;Cl2与水反应,1molCl2转移电子少于1mol;氯气与足量金属反应,1molCl2转移2mol电子。672021/10/10星期日(2)明反应实质。Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1、+2、+3,因此1molNa与O2反应,无论生成Na2O还是Na2O2,均转移1mol电子;1molMg与O2、N2、盐酸等物质反应,均转移2mol电子;1molAl无论溶于盐酸还是NaOH溶液,均转移3mol电子。682021/10/10星期日角度四溶液中微粒数目的判断【典题4】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 世纪金榜导学号79100004(

)A.1.0L1.0mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NAB.25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA692021/10/10星期日C.(2016·四川高考)0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NAD.0.1mol·L-1的Na2CO3溶液1L含有Na+数为0.2NA,含有阴离子数大于0.1NA702021/10/10星期日【解析】选D。溶质NaAlO2和溶剂H2O中都含有O,因此氧原子数大于2NA,A错误。B中缺乏NaOH溶液体积,不能计算溶液中OH-数目,B错误。0.1L0.5mol·L-1

CH3COOH溶液中因为醋酸是弱酸,不能完全电离,所以溶液中含有的H+数小于0.05NA,C错误。Na2CO3在溶液中发生水解:+H2O+OH-,+H2O712021/10/10星期日H2CO3+OH-,因此溶液中减少,但阴离子数增多,D正确。722021/10/10星期日【归纳提升】抓住“两个过程”,勿忘“水中原子”,理解“计算公式”,突破陷阱抓住“两个过程”:明确溶液中弱电解质电离和盐类水解的特点,正确判断微粒数目。如1L0.001mol·L-1的CH3COOH中含氢离子数少于0.001NA,但1LpH=3的732021/10/10星期日醋酸中含氢离子数为0.001NA。根据物料守恒,1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中含、和H2CO3总数为0.1NA。742021/10/10星期日勿忘“水中原子”:计算溶液中氢原子或氧原子数时,不要忽略了溶剂水中含有的氢原子和氧原子。理解“计算公式”:计算一定浓度的溶液中离子数目时,常使用公式n=cV,若没有溶液体积,则无法计算。计算时分清溶质的浓度和离子的浓度,正确计算。如25℃时,1LpH=2的稀硫酸中含氢离子数为0.02NA,说法错误。752021/10/10星期日角度五物质转化中的隐含反应【典题5】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (

)A.足量MnO2与12mol·L-1的盐酸10mL加热条件下充分反应(不考虑盐酸挥发),则生成Cl2分子数为0.03NAB.工业上铜的电解精炼时电解池中每转移1mol电子时阴极上析出的铜原子数为0.5NA762021/10/10星期日C.(2016·全国卷Ⅰ)1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NAD.密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA772021/10/10星期日【解析】选B。10mL12mol·L-1的盐酸与MnO2反应,若盐酸完全反应,则可生成Cl2为0.03mol。由于MnO2与浓盐酸反应时,随着反应的进行,盐酸浓度降低,反应停止,因此生成氯气分子数少于0.03NA,A错误。电解精炼铜时,阴极上只有放电,转移1mol电子时,阴极析出的铜原子数为0.5NA,B正确。N2和H2的反应为782021/10/10星期日可逆反应,1molN2不可能完全反应,所以1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA,C错误。NO与氧气反应生成二氧化氮,但常温下,二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡,产物的分子数小于2NA,D错误。792021/10/10星期日【归纳提升】抓住三类反应,突破陷阱(1)随反应进行,溶液浓度降低,反应停止或改变的反应。如Cu与浓硫酸反应、MnO2与浓盐酸反应,随反应的进行溶液浓度降低,反应停止;Cu与一定量浓硝酸反应,随反应进行,硝酸浓度降低,得到NO2和NO混合气体;Zn与一定量浓硫酸反应,随反应进行,硫酸浓度降低,可得到SO2和H2的混合气体。802021/10/10星期日(2)可逆反应。如合成氨的反应、NO2与N2O4的转化等。(3)电解反应。如电解精炼铜过程中,阳极质量减少64g,转移电子数不是2NA,阴极增重64g,转移电子数为2NA。在铁件镀银时,若开始铁件和银电极质量相等,当两极质量差为1.08g时,转移电子数为0.005NA。812021/10/10星期日【题组过关】1.(RJ必修1·P20改编题)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (

)A.标准状况下,11.2LNH3和O2的混合气体含有的分子数为NAB.标准状况下,22.4L水中含有原子数为3NA822021/10/10星期日C.常温常压下,28g乙烯和丙烯的混合物含分子数为NAD.1molNO2与水充分反应,转移电子数为NA832021/10/10星期日【解析】选D。标准状况下,11.2LNH3和O2的混合气体含有的分子数为0.5NA,A错误。标准状况下水为非气态,22.4L水的物质的量远大于1mol,含有的原子数多于3NA,B错误。28g乙烯的物质的量为1mol,28g丙烯的物质的量为mol,因此28g乙烯和丙烯的混合物含分子数不是NA,C错误。NO2与水反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO,当有3molNO2反应时,转移842021/10/10星期日2mol电子,因此1molNO2与水充分反应,转移电子数为NA,D正确。852021/10/10星期日2.(2018·佛山模拟)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是 (

)A.标准状况下,22.4L苯含有的分子数为NAB.0.5mol·L-1AlCl3溶液中含有的Cl-数目为1.5NAC.1molNO与11.2LO2充分反应,产物的原子总数为3NAD.密闭容器中2molSO2与10molO2充分反应,生成的SO3分子数少于2NA862021/10/10星期日2mol电子,因此1molNO2与