高考化学（新教材）总复习课件专题一第1讲物质的量气体摩尔体积

专题一

第1讲物质的量气体摩尔体积必备知识

·

整合

1.物质的量(1)物质的量(n)物质的量表示含有一定数目粒子的集合体,用来描述的对象是①

微观

粒

子,如分子、原子、离子、电子、质子、中子等。(2)阿伏加德罗常数(NA)1mol粒子集合体所含的粒子数叫做②

阿伏加德罗常数

,符号为NA,单位

为③

mol-1

,数值约为6.02×1023。(3)n、N、NA之间的关系:④

n=

。(4)规范表示:x

mol

H2SO4↓↓↓数值单位指定微粒符号或微粒名称思考11mol氧就是1molO2吗?提示

不是。1mol氧这种说法不规范,指代不明。2.摩尔质量概念—⑤

单位物质的量

的物质所具有的质量||符号—⑥

M

||单位—⑦

g·mol-1或g/mol

||数值—以g·mol-1为单位时,数值与该粒子的⑧

相对原子质量或相对分子质量相等

||关系—物质的量、质量、摩尔质量的关系:⑨

n=

思考21摩尔物质的质量,与物质的摩尔质量等同吗?提示

不等同。1摩尔物质的质量,指的是质量,单位是g;物质的摩尔质量是

指单位物质的量的物质所具有的质量,单位是g·mol-1。3.气体摩尔体积(1)影响物质体积的因素物质的体积

(2)气体摩尔体积思考3标准状况下,1mol气体的体积约为22.4L,当1mol气体的体积约为22.4L时,气体一定处于标准状况吗?提示不一定,因为影响气体体积的因素是温度和压强,非标准状况下,1mol

气体的体积也可能约为22.4L。4.阿伏加德罗定律(1)决定气体体积的外界条件:一定物质的量的气体,其体积的大小取决于气

体所处的

温度和压强

。(2)阿伏加德罗定律

可总结为“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的气体具有相同的分

子数。思考4气体化合物A的分子式可表示为OxFy,已知同温同压下10mLA受热

分解生成15mLO2和10mLF2,则A的化学式是什么?提示O3F2。根据阿伏加德罗定律,相同条件下,气体的物质的量之比等于体

积之比,则A分解反应的化学方程式可表示为2OxFy

3O2+2F2,根据质量守恒定律,x=3,y=2。

1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)(1)在0℃、101kPa的条件下,1mol任何物质的体积都是22.4L

()(2)同温同压下,等质量的12C18O和NO体积相同

()(3)某混合气体摩尔体积为22.4L·mol-1,则该气体一定处于标准状况

()(4)在标准状况下,1mol甲烷与1mol甲苯的体积相同()(5)同温同压下,两种单质气体体积相同,原子数一定相同

()√✕✕✕✕(6)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子

()(7)硫酸的摩尔质量为98g

()(8)在标准状况下,1molO2与1molSO3的体积相同

()(9)2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍

()(10)摩尔是物质的量的单位

()√✕✕✕✕2.下列有关气体体积的叙述中,正确的是

()A.在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小由气体分子的大小决定B.在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小由物质的量的多少决定C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数一定不同D.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4LB3.在铁的某种硫化物中,铁、硫的质量之比为7∶6,则该铁的硫化物的化学式

为

()A.FeSB.Fe2S3C.FeS2D.Fe6S7

B解析

在铁的某种硫化物中,铁、硫的质量之比为7∶6,假设铁、硫的质

量分别为7ag、6ag,则该铁的硫化物中Fe、S的物质的量之比n(Fe)∶n(S)=

∶

=

∶

=2∶3,因此该铁的硫化物的化学式为Fe2S3,故B符合题意。4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是

()A.标准状况下,18gH2O的体积约为22.4LB.28gN2和CO的混合气含有的分子数为NAC.1molCH4中含有的电子数约为6.02×1023D.同温同压下,体积相同的臭氧和氮气含有相同数目的原子B解析

N2和CO的相对分子质量均是28,则28gN2和CO的混合气即1mol

混合气体含有的分子数为NA,B正确。5.(1)2molO3和3molO2的质量之比为

1∶1

,分子数之比为

2∶3

,同温

同压下密度之比为

3∶2

,含氧原子数之比为

1∶1

,同温同压下,体积

之比为

2∶3

。(2)O3与Cl2具有相似的性质,均可用于自来水消毒。已知两者在消毒时均被还

原为最低价态,则相同状况下10LO3与

30

LCl2的消毒能力相当。解析(1)2molO3与3molO2中都含有6mol氧原子,所以两者质量相等,质量

之比为1∶1;分子数之比等于两者物质的量之比,为2∶3;同温同压下,气体的

密度之比等于摩尔质量之比,为48∶32=3∶2;两者中都含有6mol氧原子,氧

原子数之比为1∶1;同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,为2∶3。(2)相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比;消毒能力强弱与转移的

电子数有关,若消毒能力相当,说明转移的电子数相等,所以需要氯气的体积

为

L=30L。关键能力

·

突破

考点一物质的量、摩尔质量1.下列叙述中正确的是

()A.摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质约含有6.02×1023个分子B.1mol氧的质量为16gC.0.5molHe约含有6.02×1023个电子D.2H既可表示2个氢原子又可表示2mol氢分子C解析

C作为物质的量的单位,mol可以计量微观粒子(包括原子、分子、

离子、原子团等),每摩尔物质约含有6.02×1023个“粒子”,这里的“粒子”

并不一定是分子,选项A错误;使用“mol”作单位时,所指粒子必须明确,“1mol氧”的说法错误,选项B错误;0.5molHe约含有0.5×2×6.02×1023=6.02×1023个电子,选项C正确;2H只表示2个氢原子,选项D错误。2.物质的量是高中常用的物理量,请回答以下有关问题:(1)0.2克H2含有

0.2NA

个氢原子;标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体

共6.72L,质量共12克,此混合物中,CO和CO2的物质的量之比是

1∶3

,CO

的体积分数是

25%

,CO的质量分数是

17.5%

,C和O的原子个数比是

4∶7

,混合气体的平均相对分子质量是

40

,对氢气的相对密度是

20

。(2)在9.5克某二价金属的氯化物中含有0.2molCl-,此氯化物的摩尔质量为

95g/mol

,该金属元素的相对原子质量是

24

;标准状况下,6.72LCO与一

定量的氧化铁恰好完全反应,剩余固体的质量是

11.2

g。(3)0.3molH2O分子中所含氢原子数与

0.2NA

个NH3分子中所含氢原子数

相等;8克甲烷中所含共价键的物质的量是

2mol

;0.5molH2O的质量是

9g

。解析(1)N(H)=

×2NA=0.2NA;根据题意,n(CO)+n(CO2)=

=0.3mol,n(CO)×28g/mol+n(CO2)×44g/mol=12g,解得n(CO)=0.075mol,n(CO2)=0.225mol,则n(CO)∶n(CO2)=1∶3;CO的体积分数=

×100%=25%;CO的质量分数=

×100%=17.5%;C和O的原子个数比=(1+3)∶(1+3×2)=4∶7;混合气体的平均相对分子质量数值上等于平均摩尔质量,平均摩尔质量=

=40g/mol,则混合气体的平均相对分子质量为40;对氢气的相对密度=

=20。(2)设该二价金属的氯化物的化学式为MCl2,含有0.2molCl-时,氯化物的物质

的量为0.1mol,摩尔质量=

=95g/mol,该金属元素的相对原子质量=95-35.5×2=24;3CO+Fe2O33CO2+2Fe,标准状况下,6.72LCO的物质的量为0.3mol,则生成单质铁0.2mol,质量为0.2mol×56g/mol=11.2g。规律方法摩尔质量的三种求算方法依据计算公式根据摩尔质量的定义计算M=

根据标准状况下气体的密度ρ计算M=ρ×22.4L·mol-1根据气体的相对密度(D=

)计算M(A)=M(B)×D根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)计算M=

注意涉及摩尔质量的辨析或使用表达经常在单位上设错考查,摩尔质量、

相对原子(分子)质量、1mol物质的质量在数值上可能是相同的,但含义不同,

三者的单位不同。摩尔质量的单位是g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位是

“1”,1mol物质的质量的单位是g。考点二气体摩尔体积、阿伏加德罗定律1.下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是

()A.密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等C解析

本题涉及阿伏加德罗定律及其推论的应用,着重考查理解与辨析

和分析与推理能力,体现宏观辨识与微观探析的学科核心素养。同温同压下,

密度之比等于摩尔质量之比,12C18O的摩尔质量为30g·mol-1,14N2的摩尔质量为

28g·mol-1,A错误;1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数

为14,B错误;在同温同压下,两种气体体积相同,则分子数相同,而1个12C18O和1

个14N2分子中所含电子数相同,C正确;1个12C18O和1个14N2分子中所含质子数相

同,根据n=m/M,m相同,M不同,则n不同,故等质量的两种气体所具有的质子数

不同,D错误。2.同温同压下,ag甲气体和2ag乙气体所占体积之比为1∶2,根据阿伏加德罗

定律判断,下列叙述不正确的是

()A.同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1B.甲与乙的相对分子质量之比为1∶1C.同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为1∶1D.等质量的甲和乙中的原子数之比一定为1∶1D解析

同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,设甲与乙的摩尔

质量分别为M甲、M乙,则

∶

=1∶2,M甲∶M乙=1∶1;同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比;同温同体积下,气体的压强之比等于物质的量之

比,综上所述,A、B、C均正确。等质量的甲和乙的物质的量相等,气体分子

数相等,但原子数不一定相等,D不正确。3.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,11.2L的CCl4所含的分子数为0.5NAB.14g乙烯所含共用电子对数目为3NAC.11.2L甲烷所含分子数为0.5NAD.1mol甲基所含的电子总数为10NA

B解析

标准状况下,CCl4不是气体,不能用气体摩尔体积计算物质的量,故

A错误;28gC2H4为1mol,共用电子对数目为6NA,14g乙烯所含共用电子对数

目为3NA,故B正确;没有指明状态,不一定是标准状况,11.2L甲烷的物质的量

不一定为0.5mol,故C错误;1mol甲基含有9mol电子,所含的电子总数为9NA,

故D错误。规律方法阿伏加德罗定律的六大推论相同条件结论公式语言表达T、p相同

=

同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比T、V相同

=

同温、同体积的气体,其压强与物质的量成正比T、p相同

=

同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比T、p、V相同

=

同温、同压、相同体积的气体,其质量与摩尔质量成正比T、p、m相同

=

同温、同压下,等质量的气体,其体积与摩尔质量成反比T、V、m相同

=

同温、同体积下,等质量的气体,其压强与摩尔质量成反比注意(1)使用对象:必须是气体,可以是单一气体,也可以是互不反应的混合

气体。(2)同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等,但原子数不一定相等。考点三以“物质的量”为中心的计算核心整合1.以物质的量为核心的计算基本公式:n=

=

=

=c·V溶液(注意各符号意义及单位)(1)物质的量(n)、微粒数(N)、物质的质量(m)之间的换算

=n(mol)=

(2)物质的量(n)、气体体积(V)之间的换算

=n(mol)=

注意①任何状况下的任何气体均存在一个Vm。②标准状况是指0℃、101kPa,该条件下Vm=22.4L·mol-1。③以上计算公式只适用于气体。2.依据化学方程式计算的基本原理N2+3H2

2NH31∶3∶2物质的量之比1∶3∶2气体体积之比1∶3∶2物质的分子数之比28∶6∶34物质的质量之比典型案例例1若ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是

(设NA为阿伏加德罗常数的值)

()A.

LB.

LC.

LD.

LA解析

ag某气体中含有的分子数为b,则cg气体含有的分子数为

,cg该气体的物质的量为

=

mol,在标准状况下Vm=22.4L/mol,则cg该气体的体积为

mol×22.4L/mol=

L。例2过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒的物质,带有结晶水,通常还含有CaO。

经审查,面粉中添加过氧化钙已无技术上的必要性,因此,卫生部严令禁止在

面粉生产中添加过氧化钙等添加剂。但过氧化钙在工农业生产中广泛用作

杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂等。(1)称取5.42g过氧化钙样品,加热时发生如下反应:2(CaO2·xH2O)

2CaO+O2↑+2xH2O,得到O2在标准状况下体积为672mL,该样品中CaO2的物质的量为

0.06mol

。(2)另取同一样品5.42g,溶于适量稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶

液中Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO37.0g。①样品中CaO的质量为

0.56g

。②样品中CaO2·xH2O中的x值为

0.5

。解析(1)n(O2)=0.672L÷22.4L/mol=0.03mol,则根据方程式可知:2(CaO2·xH2O)

2CaO+O2↑+2xH2O21n(CaO2·xH2O)0.03mol解得n(CaO2·xH2O)=0.06mol,则n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=0.06mol。(2)n(CaCO3)=7.0g÷100g/mol=0.07mol。①根据Ca原子守恒可知,n(CaO)=0.07mol-0.06mol=0.01mol,所以m(CaO)=0.01mol×56g/mol=0.56g。②样品中结晶水的质量m(H2O)=5.42g-m(CaO2)-m(CaO)=5.42g-0.06mol×72g/mol-0.56g=0.54g,所以n(H2O)=0.54g÷18g/mol=0.03mol,则x=

=0.03mol÷0.06mol=0.5。

规律方法围绕“物质的量”计算的三个要领1.“两个前提”:在应用Vm=22.4L·mol-1时,一定要有“标准状况”和“气

态”两个前提条件(混合气体也适用)。2.“三个关系”:①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子

等)间的关系;②摩尔质量与相对分子(原子)质量间的关系;③“强、弱、非”

电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。3.“七个无关”:物质的量、质量、粒子数的多少均与温度的高低、压强的

大小无关;物质的量浓度的大小与所取溶液体积的大小无关(但溶质粒子数

的多少与溶液体积的大小有关)。题组训练1.(2021湖北荆门龙泉中学月考)利用太阳能分解水制氢,若光解0.02mol水,

下列说法正确的是

()A.可生成H2的质量为0.02gB.可生成氢的原子数为2.408×1023个C.可生成H2的体积为0.224L(标准状况)D.生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量D解析

利用太阳能分解水制氢气的化学方程式为2H2O

2H2↑+O2↑,0.02mol的水被分解,产生H2的物质的量为0.02mol,在标准状况下的体积为0.448L,质量为0.04g,氢原子总数为2.408×1022个,A、B、C项均错误;Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O

2NaOH+H2↑,0.04molNa与水反应,放出的H2的物质的量为0.02mol,D项正确。2.200℃时,11.6g由CO2和H2O(g)组成的混合气体与足量Na2O2充分反应后,固

体质量增加3.6g,则原混合气体的平均相对分子质量为

()A.5.8B.11.6

C解析

本题属于有关混合物的计算题。设气体混合物中CO2的物质的量

为xmol,H2O(g)的物质的量为ymol。2CO2+2Na2O2

2Na2CO3+O2

Δm2mol56gxmol28xg2H2O(g)+2Na2O2

4NaOH+O2

Δm2mol4gymol2yg则

,解得x=0.1,y=0.4,

=

=23.2。

1.常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后,若固体质量增加了28g,反应中有

关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)

()

二氧化碳碳酸钠转移的电子A1mol

2NAB22.4L1mol

C

106g1molD

106g2NAC解析

二氧化碳和过氧化钠反应的化学方程式为2CO2+2Na2O2

2Na2CO3+O2,每生成1mol氧气,固体质量增加56g,消耗2mol二氧化碳和2mol过氧化钠,同时生成2mol碳酸钠,而转移的电子数是2NA。C解析

标准状况下乙醇不为气体,A说法错误;H2O和H2F+含有的质子个数

分别为10、11,则1molH2O和H2F+的混合物中所含质子数大于10NA,B说法错

误;乙醇催化氧化生成1mol乙醛时,消耗0.5mol的氧气,则转移电子数为2NA,C

说法正确;46g乙醇中所含共价键的数目为5molC—H键、1molC—C键、1molC—O键和1molH—O键,合计8NA,D说法错误。3.将含有2.05