2024高考化学一轮复习第1章化学中常用的物理量-物质的量第1讲物质的量气体摩尔体积学案

PAGE9-第1讲物质的量气体摩尔体积目标要求1.能基于物质的量相识物质的组成。2.能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的关系进行简洁计算。1．物质的量及其单位——摩尔(1)基本概念间的关系(2)物质的量的规范表示方法：如：1molFe、1molO2、1molNa＋或钠离子。(3)物质的量与微粒数、阿伏加德罗常数之间的关系：n＝eq\f(N,NA)或N＝n·NA2．摩尔质量(M)(1)概念理解写出下列三种微粒的摩尔质量：①Fe56g·mol－1；②O348g·mol－1；③NHeq\o\al(＋,4)18g·mol－1。(2)物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)之间的关系公式：n＝eq\f(m,M)或m＝n·M。(1)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子()(2)硫酸的摩尔质量为98g()(3)2molH2O是1molH2O摩尔质量的2倍()(4)摩尔是物质的量的单位()(5)1molO2的质量与它的相对分子质量相等()(6)22gCO2中含有的氧原子数为NA()(7)1molNaCl和1molHCl含有相同的分子数目()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×1．在0.5molNa2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是()A．1.5NA2mol B．1.5NA32gC．3.01×10234mol D．NA64g答案B2．3.4gOH－含有的电子数目为。答案2NA或(1.204×1024)3．若12.4gNa2X中含有0.4mol钠离子，Na2X的摩尔质量是，X的相对原子质量是。答案62g·mol－116解析1molNa2X中含有2mol钠离子，0.2molNa2X中含有0.4mol钠离子，则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)＝eq\f(12.4g,0.2mol)＝62g·mol－1；X的相对原子质量＝62－46＝16。4．最近材料科学家探讨发觉了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数，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。答案0.33NA0.26物质中某指定微粒数目的计算技巧(1)明确整体与部分的关系：谁是整体？谁是部分？(2)原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)个数第4题中，Na0.35CoO2·1.3H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为：Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H1．影响物质体积的因素2．气体摩尔体积3．阿伏加德罗定律(1)内容：在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，即“三同”定“一同”。(2)推论公式语言叙述T、p相同eq\f(V1,V2)＝eq\f(n1,n2)同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(M1,M2)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eq\f(p1,p2)＝eq\f(n1,n2)温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比(3)适用范围：任何气体，包括混合气体。(1)标准状况下，H2和N2的气体摩尔体积均为22.4L(×)(2)在非标准状况下，气体摩尔体积肯定不是22.4L·mol－1(×)(3)在标准状况下，1molO2与1molSO3的体积相同(×)(4)标准状况下，11.2LO2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023(√)(5)同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同(√)(6)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(√)(7)同温、同压、同体积的CH4和NH3含有的质子数相等(√)题组一n＝eq\f(V,Vm)＝eq\f(m,M)＝eq\f(N,NA)的应用1．已知：①6.72LNH3(标准状况下)②1.204×1023个H2S分子③5.6gCH4④0.5molHCl，下列关系正确的是()A．体积大小：④＞③＞②＞①B．原子数目：③＞①＞④＞②C．密度大小：④＞②＞③＞①D．质量大小：④＞③＞②＞①答案B解析①标准状况下，6.72LNH3的物质的量为eq\f(6.72L,22.4L·mol－1)＝0.3mol；②1.204×1023个H2Smol；④HCl物质的量为0.5mol。由上述计算可知物质的量④＞③＞①＞②，相同条件下，气体的LNH3所含原子的物质的量为0.3mol×4＝1.2mol，②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2mol×3＝0.6mol，③5.6gCH4所含原子的物质的量为0.35mol×5＝1.75mol，④0.5molHCl所含原子的物质的量为0.5mol×2＝1mol，原子数目之比等于所含原子的物质的量之比，所以原子数目③＞①＞④＞②，B项正确；同温同压下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，①NH3相对分子质量为17，②H2S相对分子质量为34，③CH4相对分子质量为16，④HCl相对分子质量为36.5，故密度大小④＞②＞①＞③，C项错误；①NH3的质量为17g·mol－1×0.3mol＝5.1g，②H2S的质量为34g·mol－1×0.2mol＝6.8g，③CH4质量为5.6g，④HCl质量为36.5g·mol－1×0.5mol＝18.25g，故质量大小④＞②＞③＞①，D项错误。2．设NA为阿伏加德罗常数，现有ag甲烷气体。(1)该甲烷的物质的量为mol。(2)该甲烷气体所含原子总数为。(3)该甲烷气体在标准状况下的体积为L。答案(1)eq\f(a,16)(2)eq\f(5aNA,16)(3)eq\f(22.4a,16)(或eq\f(7,5)a或1.4a)3.利用太阳能制氢，若光解0.36gH2O，可生成H2的体积(标准状况)，转移电子数为。答案0.448L0.04NA以物质的量(n)为核心的思维模板Neq\o(,\s\up7(÷NA),\s\do5(NA×))eq\o(,\s\up7(×M),\s\do5(M÷))mV(g)注Vm与温度、压强有关，标准状况下Vm＝22.4L·mol－1。题组二阿伏加德罗定律的应用(不定项选择题)4．(2024·青岛模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的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．甲容器的体积比乙容器的体积大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BD解析质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7，在温度和压强相同时体积之比为11∶7，但摩尔体积相同。5．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左边充入1molN2，右边充入肯定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是()A．右边与左边分子数之比为4∶1B．右侧CO的质量为5.6gC．右侧气体密度是相同条件相氢气密度的14倍D．若变更右边CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入0.2molCO答案C解析左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左右体积之比为4∶1，则左右气体物质的量之比为4∶1，所以右侧气体物质的量＝0.25mol。相同条件下密度之比与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的eq\f(28,2)＝14倍。题组三(平均)摩尔质量的计算6．按要求解答问题：(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，可能是气体。(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。②混合气体的平均摩尔质量是g·mol－1。答案(1)64SO2(2)64(3)①1.61②36解析(1)M＝ρ×22.4g·mol－1≈64g·mol－1。(2)M＝eq\f(1.92g,\f(0.672L,22.4L·mol－1))＝64g·mol－1。(3)CO燃烧发生反应：2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2，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，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(28x＋44y＝18,x＋y＝\f(11.2,22.4)))，解得x＝0.25，y＝0.25。①原混合气体的密度＝eq\f(18g,11.2L)≈1.61g·L－1。②解法一：eq\x\to(M)＝ρ·22.4L·mol－1＝1.61g·L－1×22.4L·mol－1≈36g·mol－1；解法二：eq\x\to(M)＝eq\f(18g,\f(11.2,22.4)mol)＝36g·mol－1；解法三：eq\x\to(M)＝28g·mol－1×50%＋44g·mol－1×50%＝36g·mol－1；故平均摩尔质量为36g·mol－1。7．在肯定条件下，mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。(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。NH4HCO3的摩尔质量为(用含m、d的代数式表示)。(2)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为_________(用含ρ的代数式表示)。(3)若在该条件下，所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为(用含a、b、c的代数式表示)。答案(1)eq\f(m,2d)mol6dg·mol－1(2)22.4ρg·mol－1(3)17a%＋44b%＋18c%解析因为NH4HCO3(s)eq\o(=,\s\up7(△))NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)(1)M(混)＝2d⇒n(混)＝eq\f(m,2d)mol，⇒M(NH4HCO3)＝2d×3g·mol－1＝6dg·mol－1。(2)eq\x\to(M)(混)＝22.4ρg·mol－1。(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)＝a%∶b%∶c%，eq\x\to(M)(混)＝17a%＋44b%＋18c%。求气体摩尔质量M的常用方法(1)依据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝eq\f(m,n)。(2)依据肯定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝eq\f(NA·m,N)。(3)依据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4L·mol－1。(4)依据气体的相对密度(D＝eq\f(ρ1,ρ2))：eq\f(M1,M2)＝D。(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍旧成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。1．(2024·全国卷Ⅱ，8)已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()A．3g3He含有的中子数为1NAB．1L0.1mol·L－1磷酸钠溶液含有的POeq\o\al(3－,4)数目为0.1NAC．1molK2Cr2O7被还原为Cr3＋转移的电子数为6NAD．48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA答案B解析3g3He的物质的量为1mol，每个3He含1个中子，则1mol3He含1mol中子，A项正确；该溶液中含0.1molNa3PO4，由于部分POeq\o\al(3－,4)水解，故溶液中POeq\o\al(3－,4)的数目小于0.1NA，B项错误；K2Cr2O7中Cr元素为＋6价，1molK2Cr2O7被还原成Cr3＋时，得到6mol电子，C项正确；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，每个分子中均含10个C—H键和3个C—C键，即每个分子中含13个共价键，则48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中含13mol共价键，D项正确。2．(2024·全国卷Ⅰ，10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NAB．22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC．92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NAD．1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA答案B解析氩气是单原子分子，标准状况下，22.4L氩气的物质的量为1mol，含有的质子数为18NA，B项正确；Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体，A项错误；92.0g甘油的物质的量为1mol，每个甘油分子含有3个羟基，所以1mol甘油含有的羟基数为3.0NA，C项错误；CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还有CH2Cl2、CHCl3和CCl4，生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D项错误。3．(2024·浙江4月选考，19)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是()A．1molCH2=CH2分子中含有的共价键数为6NAB．500mL0.5mol·L－1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NAC．30gHCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NAD．2.3gNa与O2完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间答案D解析1个乙烯分子中含两个碳碳共价键，4个碳氢共价键，总共6个共价键，因而1molCH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA，A项正确；n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.5L×0.5mol·L－1＝0.25mol，n(Na＋)＋n(Cl－)＝0.5mol，因而钠离子和氯离子总数为0.5NA，但水会电离出极少量的H＋和OH－，因而NaCl溶液中微粒数大于0.5NA，B项正确；HCHO与CH3COOH的最简式均为CH2O，原混合物相当于30gCH2O，n(CH2O)＝1mol，因而C原子数为NA，C项正确；不管钠和氧气生成氧化钠还是过氧化钠，钠元素的化合价都是由0变为＋1，因而2.3gNa为0.1mol，转移的电子数为0.1NA，D项错误。4．(2024·全国卷Ⅱ，11)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．常温常压下，124gP4中所含P—P键数目为4NAB．100mL1mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.