2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第5讲　物质的量　气体摩尔体积

专题二物质的量第5讲物质的量气体摩尔体积内容要求1.了解物质的量及气体摩尔体积的含义和应用。2.体会定量研究对化学科学的重要应用。知识点1物质的量与摩尔质量1.物质的量、阿伏加德罗常数2.摩尔质量1.物质的量是表示微粒数目多少的物理量。()2.1mol任何物质都含有NA个分子。()3.1molOH-的质量是17g·mol-1。()4.设NA代表阿伏加德罗常数的值,22gCO2中含有的氧原子数为NA。()5.nmolO2中分子数为N,则阿伏加德罗常数为Nn6.1mol金刚石晶体中含有的共价键数目为4NA。()答案:1.×2.×3.×4.√5.×6.×1.下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是(A)A.0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子B.1molH2O中含有2mol氢和1mol氧C.氢氧化钠的摩尔质量是40gD.2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍解析:A.0.012kg12C的物质的量是1mol,其中含有约6.02×1023个碳原子,正确;B.1molH2O中含有2molH和1molO,2mol氢和1mol氧的描述不正确,错误;C.氢氧化钠的摩尔质量是40g·mol-1,单位不正确,错误;D.水的摩尔质量与水的物质的量的多少无关,错误。2.设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(B)A.KHSO4固体中,阴、阳离子的数目之比为1∶1B.NaH+H2ONaOH+H2↑,每生成1mol[NaOH+H2]转移电子数为2NAC.2g由H218O和D2D.S2和S8的混合物共6.4g,其中所含硫原子数一定为0.2NA解析:A.KHSO4固体中,阳离子为K+,阴离子为HSO4-,故阴、阳离子数目之比为1∶1,正确;B.题给反应为H元素的归中反应,每生成1mol[NaOH+H2]转移电子数为NA,错误;C.H218O和D2O的摩尔质量均为20g/mol,因此由H218O和D2O组成的物质中分子的物质的量为2g20g/mol3.(1)材料科学家研究发现了一种带结晶水的晶体在5K下呈现超导性,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2g该晶体中含氧原子数为,氢原子的物质的量为mol。

(2)12.4gNa2R中含Na+0.4mol,则Na2R的摩尔质量为;含R的质量为1.6g的Na2R,其物质的量为。

解析:(1)晶体的摩尔质量约为122g·mol-1,n=12.2g122g·mol-(2)根据电离方程式Na2R2Na++R2-,得1molNa2R电离生成2molNa+,Na+为0.4mol,则有0.2molNa2R,M(Na2R)=m(Na2R)n(Na2R)=12.4g0答案:(1)0.33NA0.26(2)62g·mol-10.1mol理解物质的量相关概念的“4点”注意1.物质的量不是物质的质量或物质的数量,其描述对象为微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等。2.6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1mol任何微粒所含的粒子数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。3.摩尔质量的单位是g/mol,相对原子(或分子)质量的单位为“1”,不是相同的物理量。4.对于具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少或物质的状态的变化而变化。知识点2气体摩尔体积与阿伏加德罗定律1.影响物质体积的因素2.气体摩尔体积3.阿伏加德罗定律及其推论(1)内容可总结为“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。(2)推论条件推论语言叙述T、p相同V1V同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比T、p相同ρ1ρ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T、V相同p1p温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比备注n为物质的量,M为摩尔质量,V为气体体积,ρ为密度,p为压强1.粒子的大小是决定1mol气体的体积大小的主要因素。()2.标准状况下,任何物质的摩尔体积均为22.4L/mol。()3.标准状况下,11.2LBr2的物质的量为0.5mol。()4.标准状况下,1个氧气分子的体积为2.24×105.同温、同压下,1molN2与2molH2的体积比为1∶2。()6.同温、同压下,M气体对H2的相对密度为14,则M气体的相对分子质量为28。()7.同温、同压下,同体积的CH4和NH3含有的质子数相同。()答案:1.×2.×3.×4.×5.√6.√7.√题点一气体摩尔体积1.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(C)A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距B.相同条件下,粒子数相同的任何气体都具有相同体积C.同温、同压下,1mol任何物质所占有的体积均相同D.等质量的H2,压强越小、温度越高,气体所占体积越大解析:固体中微粒之间的距离很小,决定固体体积大小的因素是粒子的数目和粒子的大小,同温、同压下,1mol任何气体所占有的体积均相同,故C错误。2.下列说法中正确的是(C)A.1molO2的质量是32g,它所占的体积是22.4LB.标准状况下,11.2LO2和O3的混合气体中含有6.02×1023个氧原子C.标准状况下,20mLNH3与60mLO2所含的分子个数比为1∶3D.18gH2O在标准状况下所占的体积约为22.4L解析:A.O2的摩尔质量是32g/mol,1molO2的质量是32g,标准状况下,1molO2所占的体积是22.4L,没有给定标准状况下,错误;B.标准状况下,11.2LO2和O3的混合气体中含有分子数为3.01×1023,含有氧原子的数目大于6.02×1023,错误;C.同一条件下,气体的物质的量之比和气体的体积成正比,气体的分子数和气体的物质的量也成正比,因此标准状况下,20mLNH3与60mLO2所含的分子个数比为20∶60=1∶3,正确;D.18gH2O的物质的量为1mol,因为标准状况下水不是气体,不能使用气体摩尔体积计算1mol水的体积,错误。题点二阿伏加德罗定律及其推论3.同温、同压下,ag甲气体和3ag乙气体所占体积之比为1∶2,根据阿伏加德罗定律及其推论判断,下列叙述正确的是(C)A.甲与乙的相对分子质量之比为2∶1B.同温、同压下,甲和乙的密度之比为3∶2C.同温、同体积下,等质量的甲和乙的压强之比为3∶2D.等质量的甲和乙中的原子数之比一定为3∶2解析:A.同温、同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,ag甲气体和3ag乙气体所占体积之比为1∶2,则甲、乙两气体的物质的量之比为1∶2,根据摩尔质量M=mn可知,甲、乙的摩尔质量之比为a1∶3a2=2∶3,则甲与乙的相对分子质量之比为2∶3,错误;B.同温、同压下,ag甲气体和3ag乙气体所占体积之比为1∶2,根据ρ=mV得,甲与乙的密度之比为a4.某温度下,向图中所示a、b、c、d中分别通入等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体中的一种(已知密封隔板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可自由滑动,且与容器内壁的摩擦忽略不计)。下列说法错误的是(B)A.d中通入的气体是CH4B.a和b中原子个数之比为16∶11C.a和c容器体积之比为1∶2D.c和d中气体密度之比为2∶1解析:设四种气体的质量均为mg,则CH4、CO2、O2、SO2的物质的量分别为m16mol、m44mol、m32mol、m64mol,同温、同压下,气体体积之比=物质的量之比,物质的量越大,气体体积越大,则a、b、c、d中分别通入的气体是SO2、CO2、OA.由分析可知,d中通入的气体是CH4,正确;B.a、b中分别为SO2、CO2,两者的物质的量之比为m64mol∶m44mol=11∶16,则原子个数之比为(11×3)∶(16×3)=11∶16,错误;C.a、c中分别为SO2、O2,同温、同压下,气体体积之比=物质的量之比,则a和c容器体积之比为m64mol∶m32mol=1∶2,正确;D.c、d中分别为O5.按要求回答下列问题。(1)已知标准状况下,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(填化学式)。

(2)标准状况下,1.92g某气体的体积为672mL,则此气体的相对分子质量为。

(3)CO和CO2的混合气体18g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2L(标准状况),则①混合气体在标准状况下的密度是g·L-1(保留两位小数);

②混合气体的平均摩尔质量是g·mol-1。

解析:(1)M=ρ×22.4L·mol-1≈64g·mol-1;根据相对分子质量,推测可能是二氧化硫气体。(2)标准状况下,气体的体积为672mL,则n=672×10-322.4mol=0.03mol,M=(3)CO燃烧发生反应2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2L,故18gCO和CO2的混合气体的总体积为11.2L,在标准状况下,18gCO和CO2的混合气体的物质的量为0.5mol。①原混合气体的密度为mV=18g11.②M=m总n总=18g答案:(1)64SO2(2)64(3)①1.61②36气体摩尔质量的计算方法依据计算公式条件根据气体的质量(m)和物质的量(n)计算M=m任意状态下的任意物质根据标准状况下气体的密度ρ计算M=ρ×22.4L/mol标准状况下的气体根据同温同压下气体的相对密度(D=ρAM(A)=M(B)×D同温同压下的气体根据一定质量(m)的气体中微粒数目(N)计算M=mN·N任意状态的单一气体根据混合气体中各成分的物质的量分数或体积分数(a%、b%、c%……)计算M=M1×a%+M2×b%+M3×c%+……任意状态的混合气体当堂检测1.下列说法不正确的是(A)A.温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同B.同温同压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11C.温度和容积相同的两容器分别盛有5molO2(g)和2molN2(g),则压强之比为5∶2D.同温同压下,5molO2(g)和2molH2(g)的体积之比等于5∶2解析:压强未知,无法判断温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数是否相同,A错误;同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,B正确;同温同体积的气体的压强之比等于其物质的量之比,C正确;同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,D正确。2.(2021·舟山期末)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(C)A.1mol甲基(—CH3)中含有9NA个电子B.5.6g铁粉与足量硝酸充分反应后,转移电子数为0.3NAC.标准状况下,22.4L氦气与氟气的混合气体中所含有的原子数为2NAD.36gC5H12分子中含有8NA个共价键解析:A.一个甲基含有9个电子,1mol甲基(—CH3)中含有9NA个电子,正确;B.5.6g铁粉(0.1mol)与足量硝酸充分反应后,生成硝酸铁,转移电子数为0.3NA,正确;C.氦气是单原子分子,氟气是双原子分子,标准状况下,22.4L氦气与氟气的混合气体中所含有的原子数介于NA～2NA之间,错误;D.每个C5H12分子中含有16个共价键,36gC5H12(0.5mol)分子中含有8NA个共价键,正确。3.在一定条件下,mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),得混合气体体积为3.0L。(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为(用含m、d的代数式表示,下同);NH4HCO3的摩尔质量为。

(2)混合气体的平均摩尔质量为。

(3)1molO2在该条件下的体积为L;该条件下,若将1molO2与此混合气体分别装入容积均为V的密闭容器,则两容器中的气体压强之比为。

(4)已知密闭体系中气体A的分压(pA)=气体总压(p总)×A的体积分数,若此混合气体置于标准状况下某恒温密闭容器中,测得其总压强为p,则其中NH3的分压p分等于。

解析:(1)根据质量守恒定律,混合气体总质量等于碳酸氢铵的质量,混合气体对H