适用于新高考新教材广西专版2025届高考化学一轮总复习第2章物质的量第1讲物质的量气体摩尔体积课件

第1讲物质的量气体摩尔体积第二章【本章体系构建】【课程标准】1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积等之间的相互关系进行简单计算。强基础增分策略一、物质的量(n)和阿伏加德罗常数(NA)1.基本概念及相互关系3.物质的量(n)、粒子数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)阿伏加德罗常数就是指6.02×1023这一数字。(

×

)(2)1mol氮是指1molN,并非1molN2。(

×

)(3)1molH2O中约含NA个H2和NA个O。(

×

)(4)等物质的量的O2和O3所含氧原子数之比为2∶3。(

√

)二、摩尔质量(M)三、气体摩尔体积1.影响物质体积的因素应用提升

对影响物质体积大小因素的理解(1)1

mol不同的固态或液态物质含有的粒子数相同,由于粒子之间的距离非常小,使得其体积主要取决于粒子的大小。(2)气体分子之间的距离远远大于其分子本身的直径。(3)对于气体来说,当分子数相同时,气体的体积主要取决于气体分子之间的距离。2.气体摩尔体积(Vm)应用提升

(1)Vm受温度和压强影响,Vm≈22.4L·mol-1时不一定处于标准状况下。(2)使用标准状况下的气体摩尔体积进行计算时,对象必须是标准状况下的气体,可以是单一气体,也可以是混合气体;如水、苯、SO3、CHCl3等在标准状况下不能用Vm≈22.4L·mol-1进行相关计算。易错辨析判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)气体摩尔体积就是1

mol

气体所占的体积。(

×

)(2)相同温度和压强下,O2和N2的气体摩尔体积相等。(

√

)(3)常温常压下,22

g

CO2所占的体积约为11.2

L。(

×

)四、阿伏加德罗定律及推论1.阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下,相同

体积

的任何气体,含有

相同

数目的粒子(或气体的物质的量相同)。概括为“三同”定“一同”:

2.阿伏加德罗定律的3个重要推论

易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)22.4LN2的物质的量大于11.2LO2的物质的量。(

×

)(2)同温同压条件下,等质量的N2和CO两种气体所占的体积相同。(

√

)(3)相同温度和体积时,相同物质的量的气体的压强不同。(

×

)(4)同温、同压下,同体积的NH3和CH4两种气体所含的电子数不同。(

×

)增素能精准突破考点一物质的量摩尔质量考向1.物质的量及相关计算典例突破铋(Bi)的硒化物和碲化物具有半导体性质。金属铋不溶于盐酸,但能溶于浓硝酸:Bi+6HNO3(浓)===Bi(NO3)3+3NO2↑+3H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于该反应的说法错误的是(

)A.1molBi(NO3)3含有的离子总数为4NAB.消耗2molBi时,转移电子数为6NAC.生成1molNO2时,有2NA个HNO3被还原D.36gH2O中,含有的氢原子数为4NA答案

C解析

Bi(NO3)3由Bi3+和

构成,则1

mol

Bi(NO3)3含有的离子数为4NA,A正确;铋元素由0价升高到+3价,1个铋原子失去3个电子,故消耗2

mol

Bi时,转移电子数为6NA,B正确;结合反应方程式可知,生成1

mol

NO2时,消耗2

mol

HNO3,其中被还原的HNO3为NA个,C错误;1个H2O分子含有2个氢原子,36

g

H2O的物质的量为2

mol,则含有4

mol

氢原子,故含有的氢原子数为4NA,D正确。针对训练1.据央视新闻报道,在政府工作报告中指出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光纤的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是(

)A.6g光纤由0.1molSiO2分子构成B.标准状况下,15gSiO2的体积为5.6LC.SiO2中硅元素与氧元素的质量之比为7∶8D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同答案

C解析

二氧化硅是由原子直接构成的,不含分子,A项错误;标准状况下,SiO2为固体,B项错误;SiO2中硅元素与氧元素的质量之比为28∶(16×2)=7∶8,C项正确;SiO2和CO2的摩尔质量不同,则等质量的SiO2和CO2的物质的量不同,所含氧原子数不同,D项错误。2.下列各项比较中,正确的是(

)A.等质量的O2和O3,所含氧原子数相等B.标准状况下,等体积乙烷和苯,所含分子数相等C.等物质的量的Fe和Cu分别与足量的Cl2反应,转移的电子数相等D.等物质的量的丙烷和2-甲基丙烷中所含碳碳单键的数目相等答案

A解析

已知O2和O3均为O原子构成的单质,故等质量的O2和O3,所含氧原子数相等,A项正确;标准状况下苯为液态,乙烷是气态,等体积乙烷和苯,所含分子数不相等,B项错误;根据2Fe+3Cl22FeCl3、Cu+Cl2CuCl2可知,等物质的量的Fe和Cu分别与足量的Cl2反应,转移的电子数不相等,C项错误;一分子丙烷中含有碳碳单键的数目为2,而一分子2-甲基丙烷中含有碳碳单键的数目为3,故等物质的量的丙烷和2-甲基丙烷中所含碳碳单键的数目不相等,D项错误。归纳总结阿伏加德罗常数的理解及应用(1)从“两量”角度理解①基准量:国际上规定,1mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。②准确量:1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,通常用6.02×1023mol-1表示。(2)建立n和N之间的关系考向2.摩尔质量及相关计算典例突破偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是(

)A.偏二甲肼的摩尔质量为60gB.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60gC.1mol偏二甲肼的质量为60g·mol-1D.6g偏二甲肼含有1.2NA个偏二甲肼分子答案

B解析

摩尔质量的单位为g·mol-1,A错误;6.02×1023个偏二甲肼分子的物质的量为1

mol,质量为60

g,B正确;1

mol物质的质量在数值上等于摩尔质量,质量的单位为g,C错误;6

g偏二甲肼的物质的量为

=0.1

mol,分子数为0.1NA,D错误。针对训练1.下列说法正确的是(

)A.1molN2的质量是14gB.H2SO4的摩尔质量是98g·mol-1C.H2O的摩尔质量是18D.1molHCl的质量是36.5g·mol-1答案

B解析

1

mol

N2的质量为1

mol×28

g·mol-1=28

g,A项错误;摩尔质量的单位是g·mol-1,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,H2SO4的摩尔质量是98

g·mol-1,B项正确;同理,H2O的摩尔质量是18

g·mol-1,C项错误;质量的单位是g,m(HCl)=nM=1

mol×36.5

g·mol-1=36.5

g,D项错误。2.按要求解答下列问题。(1)已知在标准状况下,气体A的密度为2.857g·L-1,则气体A的相对分子质量为

,可能是

气体。

(2)CO和CO2的混合气体18g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2L(标准状况)。①混合气体在标准状况下的密度是

g·L-1;

②混合气体的平均摩尔质量是

g·mol-1。

(3)在一定条件下,mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则该混合气体的平均相对分子质量为

,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)。

答案

(1)64

SO2(2)①1.61

②36(3)2d

mol

6dg·mol-1解析

(1)M=ρ×22.4

L·mol-1=2.857

g·L-1×22.4

L·mol-1≈64

g·mol-1。

归纳总结计算摩尔质量的“5种”方法②依据单个粒子的质量:M=a·NA(a为单个粒子的质量,NA为阿伏加德罗常数)。③依据标准状况下气体的密度(ρg·L-1):M=22.4ρg·mol-1。⑤对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下列算式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。考点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律考向1.气体摩尔体积及有关计算典例突破CO和CO2是碳的两种重要氧化物,在标准状况下:(1)14gCO的物质的量为___________,体积为___________。

(2)4.4gCO2所占的体积为___________。

(3)相同质量的CO和CO2的体积之比为___________。

答案

(1)0.5mol

11.2L

(2)2.24L

(3)11∶7解析

(1)M(CO)=28

g·mol-1,则14

g

CO的物质的量为0.5

mol,在标准状况下的体积为0.5

mol×22.4

L·mol-1=11.2

L。(2)4.4

g

CO2的物质的量为0.1

mol,在标准状况下的体积为0.1

mol×22.4

L·mol-1=2.24

L。针对训练1.下列说法中,正确的是(

)A.22.4LN2中一定含有2mol氮原子B.20g重水(D2O)在标准状况下的体积约为22.4LC.在标准状况下,20mLPH3和60mLO2所含分子个数比为1∶3D.常温常压下,22gCO2气体所占的体积约为11.2L答案

C解析

题目未指明22.4

L

N2所处的状况,不能确定其物质的量及所含氮原子数,A错误;20

g重水(D2O)的物质的量为1

mol,在标准状况下为非气体,其体积不是22.4

L,B错误;根据阿伏加德罗定律及推论,在标准状况下,20

mL

PH3与60

mL

O2的物质的量之比为1∶3,故所含分子个数比为1∶3,C正确;22

g

CO2的物质的量为0.5

mol,常温常压下Vm≠22.4

L·mol-1,故所占的体积不是11.2

L,D错误。2.瓦斯中甲烷与氧气的体积比为1∶2时极易发生爆炸,此时甲烷与氧气的质量比为(

)A.1∶1 B.1∶2C.1∶3 D.1∶4答案

D解析

相同条件下,甲烷与氧气的体积比为1∶2时,n(CH4)∶n(O2)=1∶2,此时m(CH4)∶m(O2)=(1×16)∶(2×32)=1∶4。3.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果ag某气态双原子分子的分子数为p,则bg该气体在标准状况下的体积V(L)是(

)答案

D归纳总结

“四看法”突破气体摩尔体积(标准状况下)的有关计算考向2.阿伏加德罗定律及应用典例突破在甲、乙两个容积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是(

)A.充入的CO分子数比CO2分子数少B.甲容器的容积比乙容器的容积小C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小答案

D解析

同温同压下,气体摩尔体积相等,根据n=可知,相同质量时其物质的量之比等于其摩尔质量的反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28

g·mol-1、44

g·mol-1,所以二者的物质的量之比为44

g·mol-1∶28

g·mol-1=11∶7。根据N=nNA知,二者分子数之比等于其物质的量之比,为11∶7,所以CO分子数多,A错误;根据V=nVm知,相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,所以甲容器的容积比乙容器的容积大,B错误;同温同压下,气体摩尔体积相等,所以二者的摩尔体积相等,C错误;根据ρ=可知,相同条件下,其密度之比等于摩尔质量之比,所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小,D正确。思路点拨本题考查阿伏加德罗定律的应用。首先应从题干中提取有用信息:“充入质量相同的CO、CO2气体”“两容器的温度和压强”,然后利用所学知识,结合选项问题分析解答。针对训练1.氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料,可用作LED的基质材料,通过等离子法由SiH4(沸点为-111.9℃)与NH3反应制取Si3N4的化学方程式为3SiH4+4NH3===Si3N4+12H2。设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)A.常温常压下,1.8gSiH4所含质子数为3.2NAB.标准状况下,4.48LNH3和H2的混合气体所含分子总数为0.2NAC.NA个NH3分子溶于1L的水,所得溶液的物质的量浓度为1mol·L-1D.当生成1molSi3N4时,转移电子数为6NA答案

B2.下列各组中两种气体的分子数一定相等的是(

)A.温度相同、体积相同的O2和N2B.体积相等、密度不等的CO和N2C.质量相等、密度不等的CO和N2D.压强相同、体积相同的CO2和O2答案

C解析

同温、同体积时,若压强不同,则O2和N2的分子数不等,A错误;CO和N2的摩尔质量均为28

g·mol-1,体积相等、密度不等,则二者的质量不等,其物质的量不等,故两种气体的分子数不相等,B错误;质量相等时,CO和N2的物质的量相等,则所含分子数相等,C正确;压强相同、体积相同时,若温度不同,则CO2和O2的分子数不等,D错误。3.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),下列说法正确的是(

)A.原子数相等的三种气体,质量最大的是ZB.若一定条件下,三种气体体积均为2.24L,则它们的物质的量一定均为0.1molC.同温、同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是XD.同温下,容积相同的两容器分别充2gY气体和1gZ气体,则压强比为1∶1答案

C解析

因为不确定X、Y、Z三种气体分子中原子个数和组成,所以原子数相等的三种气体就不能确定三种气体的分子数,故A项错误;三种气体体积均为2.24

L,Vm不一定等于22.4

L·

mol-1,所以它们的物质的量不一定均为0.1

mol,故B项错误;同温、同压下,同质量的三种气体,密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故C项正确;同温同体积下,气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体的压强比为突破方法解答阿伏加德罗定律及推论题的思维模板研专项前沿命题阿伏加德罗常数判断的5个“陷阱”题型考查内容选择题考查知识物质的组成、结构及变化、电离、盐的水解、氧化还原反应等核心素养宏观辨识与微观探析陷阱1围绕物质的组成及结构设置陷阱例1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(

)A.18g

含有的中子数为10NAB.1molCHCl3含有C—Cl的数目为3NAC.22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NAD.18g重水(D2O)中含有的质子数为9NA思路指导

答案

A突破方法熟记“组成与结构”,跳出物质的组成与结构陷阱(1)熟记特殊物质中所含微粒(分子、原子、质子、中子、电子等)的数目,常考的物质有:①单原子分子,如稀有气体He、Ne、Ar等;②双原子分子,如Cl2、N2、O2、H2、Br2、I2等;③多原子分子,如D2O、O3、P4(白磷)、CH4、CO2等。(2)记住最简式相同的物质,明确微粒数目的特点,如O2和O3、NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。(3)掌握常考物质中所含化学键的数目,如下表:常考物质CH4(C—H)P4(P—P)晶体硅(Si—Si)二氧化硅(Si—O)石墨(C—C)金刚石(C—C)1

mol物质中含有共价键的数目4NA6NA2NA4NA1.5NA2NA(4)注意胶体粒子的构成,如0.1

mol

FeCl3水解得到Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA。针对训练1.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)2.0g

与D2O的混合物中所含中子数为NA。(

)(2)78g苯中含有碳碳双键的数目为3NA。(

)(3)7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA。(

)(4)28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA。(

)(5)12g金刚石中含有的共价键数为4NA。(

)(6)17g—OH与17gOH-所含电子数均为10NA。(

)(7)CH2=CH2+H2→CH3CH3,生成1mol乙烷时断裂的共价键总数为NA。(

)(8)26g乙炔中含有π键的个数为2NA。(

)√×√√×××√陷阱2围绕Vm=22.4

L·mol-1及使用条件设置陷阱例2.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,2.24LC2H5OH所含氢原子数为0.6NAB.11.2LNO与11.2LO2混合后的分子数目为NAC.CH4和C2H4混合气体2.24L(标准状况)完全燃烧,则消耗O2分子数目为0.25NAD.11.2LCH4和22.4LCl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA思路指导

答案

D突破方法基于“两看法”,跳出Vm=22.4

L·mol-1的使用陷阱针对训练2.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)常温常压下,22.4LCl2中含有的分子数为NA。(

)(2)常温常压下,18gH2O含有的原子总数为3NA。(

)(3)室温下,1molCH4中含有5NA个原子。(

)(4)标准状况下,22.4L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子。(

)(5)标准状况下,22.4LCCl4中含有的CCl4分子数为NA。(

)(6)标准状况下,80gSO3中含3NA个氧原子。(

)×√√√×√陷阱3围绕氧化还原反应中电子的转移设置陷阱例3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(

)A.3mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为2NAB.电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总质量为73g,则转移的电子数为NAC.向100mL0.10mol·L-1的FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应,转移的电子数目为0.01NAD.4+5HCHO+12H+===4Mn2++5CO2↑+11H2O,1mol

[4+5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA思路指导

答案

B

突破方法基于“价态变化”,跳出转移电子数目的陷阱针对训练3.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)1molFe与过量氯气反应,转移2NA个电子。(

)(2)1molCl2参加反应,转移电子数一定为2NA。(

)(3)过氧化钠与水反应生成0.1mol氧气时,转移的电子数为0.2NA。(

)(4)标准状况下,5.6LCO2与足量Na2O2反应,转移的电子数为0.5NA。(

)(5)3mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子。(

)(6)2.3gNa与O2完全反应,反应中转移的电子数为0.1NA~0.2NA。(

)××√×√×陷阱4围绕特殊反应(或隐含反应)设置陷阱例4.已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

)A.2molNO与1molO2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NAB.1mol碘蒸气和1mol氢气在密闭容器中充分反应,生成碘化氢的分子数小于2NAC.1LpH=4的0.1mol·L-1的K2Cr2O7溶液中

的数目为0.1NAD.0.1molCH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3的分子的数目为0.1NA思路指导

答案

B突破方法理解“反应原理”,跳出特殊反应(或隐含反应)的陷阱(1)特殊反应——可逆反应:不能正向进行到底,反应物不能全部转化为生成物。(2)特殊因素——浓度变化:①足量MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止;②足量Cu与浓硫酸在加热条件下反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止;③足量Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,还原产物为NO2和NO的混合气体;④足量Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体;⑤常温下,铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”。针对训练4.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)标准状况下,0.1molCl2溶于水充分反应,转移的电子数为0.1NA。(

)(2)50mL12mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA。(

)(3)27g铝片投入足量冷的浓硝酸中生成3NA个NO2分子。(

)(4)在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2,充分反应后可得到NA个NH3分子。(

)(5)60gNO和32gO2在一定条件下充分反应后,产物的分子数为2NA。(

)×××××陷阱5围绕电解质溶液中粒子变化设置陷阱例5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

)A.0.1mol·L-1HClO4溶液中含有的H+数为0.1NAB.1L1mol·L-1溴化铵水溶液中

与H+数之和大于NAC.1L1.0mol·L-1的盐酸中含有阴离子总数为2NAD.常温下,pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的H+数为10-5NA思路指导

答案

B突破方法基于“粒子变化”,跳出电解质溶液的陷阱(1)注意所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=3的H2SO3溶液中c(H+)=10-3

mol·L-1,与电解质组成无关。(2)多元弱酸根离子发生水解,溶液中阴离子的数目增加;多元弱碱阳离子发生水解,溶液中阳离子数目增加。(3)求溶液中所含氢、氧原子数时,不要忽略溶剂水中的氢、氧原子数目。针对训练5.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)标准状况下,22.4L氨水含有NA个NH3分子。(

)(2)150g质量分数为40%的乙酸溶液中含氧原子数目为7NA。(

)(3)将0.1molFeCl3溶于水中形成胶体后含有胶体粒子的数目为0.1NA。(

)(4)25℃时,1.0LpH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA。(

)(5)1.0L0.1mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-数目为0.1NA。(

)(6)0.1mol·L-1NaHSO4溶液中,阴、阳离子的数目之和为0.2NA。(

)(7)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,Cl-数目均为NA。(

)×√×××××明考向

真题演练1.(2023辽宁卷)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)A.11.2LCO2含π键数目为NAB.每生成2.8gN2转移电子数目为NAC.0.1molKNO3晶体中含离子数目为0.2NAD.1L0.1mol·L-1K2S溶液中含S2-数目为0.1NA答案

C解析

未指明11.2

L

CO2所处的温度和压强,无法计算,A项错误;每生成1

mol

N2,该反应转移的电子为12

mol,2.8

g

N2为0.1

mol,故转移的电子数目为1.2NA,B项错误;KNO3中含有的离子为K+、

,0.1

mol

KNO3晶体中含离子数目为0.2NA,C项正确;1

L

0.1

mol·L-1

K2S