2024高考化学课件 第6讲 物质的量 气体摩尔体积

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化学常用计量内容要求核心素养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、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。3.初步学会溶液配制等化学实验基础知识和基本技能[宏观辨识与微观探析]认识物质的量是联系宏观物质与微观粒子的重要工具,能基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化,从宏观与微观相结合的视角分析与解决实际问题。[证据推理与模型认知]运用分析、推理等方法建立以物质的量为中心计算的思维模型。[科学探究与创新意识]能从实际问题出发,设计配制一定物质的量浓度溶液的实验方案,并对实验中可能出现的误差问题进行正确分析使用建议一、教学建议化学计量的内容比较抽象,概念性和综合性强,易混淆的知识点较多,物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等是高考常考的知识点,通常以选择题、填空题或计算题的形式呈现,预测仍将是新高考命题的重点和热点。1.阿伏伽德罗常数正误判断是学习物质的量的一个难点。这类题目是高考的热点,涉及气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态、氧化还原反应中的电子转移知识、物质的组成与结构、电解质溶液中微粒数目的判断、物质转化中的隐含条件、电化学知识等,知识的综合性强、思维容量大。教学时要注意以物质的量为核心,一切知识都是从物质的量入手的;在教学过程中要善于运用归纳总结的方法,引导学生从物质的量入手,明确阿伏伽德罗常数的误区。阿伏伽德罗常数渗透到整个高中化学知识中,综合性强,对思维的严密性和准确性要求较高,是历年考查热点内容之一。使用建议2.阿伏伽德罗定律及其应用。命题的热点是已知同温、同压(或同温、同体积)下不同气体的某些条件,推断或比较某些物理量(如体积、质量或密度)的大小;或者根据反应原理,结合质量守恒定律、阿伏伽德罗定律推断气体产物的化学式,利用阿伏伽德罗定律及其推论判断气体物质的量与压强、密度等的关系等。由于推导出的结论和公式比较多,所以学生容易混淆,学习时感到困难。对于阿伏伽德罗定律及其推论,宜引导学生自己推导,解题时注意所给条件,仔细审题。把握相关知识点的命题规律及主要题型的解题思路,通过课时作业强化巩固学生对相关理论的本质的掌握,提高学生认识、分析、解决化学问题的能力。使用建议3.物质的量浓度的计算因涉及电解质的电离、气体摩尔体积、溶液的稀释与混合等知识,是教学中的重点和难点;教学时应准确把握概念、公式,在应用时还要注意溶质的质量守恒、物质的量守恒,以及溶液的电荷守恒、质量守恒等。二、课时安排本单元共2讲,建议3课时完成,其中2课时用于在课堂上互动式完成第6~7讲,1课时用于测试和讲评。第6讲

物质的量气体摩尔体积考点一物质的量考点二气体摩尔体积经典真题·明考向作业手册考点一物质的量知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.物质的量(联系宏观物质与微观粒子的“桥梁”)(1)基本概念间的关系集合体6.02×10236.02×1023mol-1

夯实必备知识(2)规范表示方法:[提示]摩尔(mol)作为物质的量的单位,其计量对象是微观粒子(如分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等),也可以是化学键(如H—H、H—O等),但不适用于宏观物质。2.摩尔质量(1)概念及单位夯实必备知识单位物质的量Mg·mol-1相对分(原)子质量

夯实必备知识(2)理解摩尔质量的“三性”夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)

1mol任何物质都含有6.02×1023个分子(

)(2)在标准状况下,1molO2与1molSO3的体积相同(

)×[解析]许多物质不是由分子构成的,如NaCl、SiO2等。×[解析]标准状况下,SO3为固体。夯实必备知识

(5)

0.5molH2SO4含有O2分子数为6.02×1023(

)√×(3)1molO2的摩尔质量是0.5molO2摩尔质量的2倍(

)×夯实必备知识

6.02×1023721.2<

夯实必备知识

62g·mol-11622

提升关键能力题组一物质的量、阿伏伽德罗常数B1.下列说法中正确的是 (

)A.单位物质的量的物质所具有的质量叫作摩尔质量,如CO2的摩尔质量为44gB.3molO2与2molH2O所含原子数相等C.摩尔是一个基本物理量,1mol粒子的数目约为6.02×1023D.1mol水中含有2mol氢和1mol氧提升关键能力[解析]摩尔质量的单位是g·mol-1,CO2的摩尔质量为44g·mol-1,A错误;3molO2含有6molO原子,2molH2O含有4molH原子和2molO原子,故二者所含原子数相等,B正确;摩尔不是物理量,而是物质的量的单位,C错误;1mol水中含有2mol氢原子和1mol氧原子,题目中“2mol氢”和“1mol氧”指代不明,D错误。提升关键能力2.下列说法正确的是(

)A.4℃、101kPa时,18mL水的物质的量为1molB.2molH2O的摩尔质量是36C.1molH2O中含有3mol电子D.0.5molH2O的摩尔质量为9g·mol-1A提升关键能力

提升关键能力题组二摩尔质量及计算1.设NA为阿伏伽德罗常数的值。判断下列说法的正误。(1)3g3He含有的中子数为NA(

)(2)48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA(

)√√[解析]3He的质子数为2,中子数为1,3g3He的物质的量为1mol,中子数为NA,正确。

提升关键能力(3)24g镁与27g铝中,含有相同的质子数 (

)(4)同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同(

)×√[解析]24gMg的物质的量为1mol,含有质子的物质的量为12mol,27gAl的物质的量为1mol,含有质子的物质的量为13mol,错误。

提升关键能力2.碳的氧化物有CO和CO2,前者易引起人体中毒,后者易造成温室效应。在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体13.44L,质量为24g,则此混合气体中碳原子和氧原子的物质的量之比是(

)A.1∶3 B.2∶3C.3∶7 D.4∶7D

[方法技巧]

求气体摩尔质量M的常用方法提升关键能力

考点二气体摩尔体积知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.气体摩尔体积(1)影响物质体积的因素大小数目距离[提示]对于气体,分子之间的距离受温度和压强影响;一般来说,温度越高,压强越小,气体分子之间的距离越大。夯实必备知识(2)气体摩尔体积单位物质的量22.4

温度压强[提醒]①1mol不同的固态或液态物质含有的粒子数相同,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。因此对于气体来说,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。夯实必备知识2.阿伏伽德罗定律及推论夯实必备知识(1)内容

分子数目即“三同”(T、p、V)“一同”(n)。夯实必备知识(2)推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)前提条件结论公式语言叙述T、p相同同温同压下,气体的

等于其物质的量之比

T、p相同同温同压下,气体的

等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比T、V相同同温度同体积下,气体的

等于其物质的量之比

体积之比密度之比压强之比[提醒]①阿伏伽德罗定律适用于任何气体(包括相互不反应的混合气体)。②同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)常温常压下,14gN2与7g乙烯(C2H4)所含原子数相同(

)(2)22gCO2与标准状况下11.2LHCl所含的分子数相同(

)×√(3)常温常压下,92gNO2和N2O4的混合气体含有的原子数为6NA(设NA为阿伏伽德罗常数的值)(

)√[解析]14gN2所含原子的物质的量为1mol,7g乙烯(C2H4)所含原子的物质的量为1.5mol,即所含原子数不相同。夯实必备知识(4)标准状况下,1mol己烷所占的体积约为22.4L(

)(5)同温、同压、同体积的12C18O和14N2具有相同的电子数(

)×√[解析]同温、同压、同体积的NH3和HF分子数相同,NH3和HF均含10个质子,则二者所含质子数相同。(6)同温、同压、同体积的NH3和HF所含的质子数不同(

)×[解析]标准状况下,己烷不是气态,不能利用22.4L·mol-1进行计算。夯实必备知识2.下列叙述正确的是 (

)A.标准状况下,1LHCl和1LH2O的物质的量相同B.28gCO的体积为22.4LC.两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同D.同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大D夯实必备知识[解析]标准状况下,HCl是气体,H2O是非气体,1LHCl和1LH2O的物质的量不同,A错误;28gCO的物质的量为1mol,但其体积不一定是22.4L,B错误;两种物质的物质的量相同,若在标准状况下为气体,则体积相同,否则可能不同,C错误;同温同体积时,气体的压强与其物质的量呈正比,气体的物质的量越大,压强越大,D正确。夯实必备知识

提升关键能力题组一气体摩尔体积及应用

A2.CH4和H2是两种重要的气体燃料。(1)标准状况下,5.6L的CH4的质量为

。

(2)4gH2在标准状况下的体积为

,所含的氢原子数约为

。

提升关键能力4g

44.8L2.408×1024(3)含6.02×1023个电子的CH4在标准状况下的体积为

。

提升关键能力[解析](3)1个CH4中含10个电子,则含6.02×1023个电子的CH4的物质的量为0.1mol,根据V=nVm可知,CH4在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L·mol-1=2.24L。2.24L[归纳总结]“四看法”突破气体摩尔体积(标准状况下)的有关计算提升关键能力提升关键能力题组二阿伏伽德罗定律及推论1.[2023·湖北黄冈中学调研]甲、乙两容器中分别装有N2和O2,且气体的温度、压强均相同,下列判断正确的是(

)A.若V(甲)=V(乙),则ρ(N2)=ρ(O2)B.若V(甲)=V(乙),则m(N2)=m(O2)C.若V(甲)≠V(乙),则气体分子数可能相等D.若V(甲)≠V(乙),则n(N2)≠n(O2)D提升关键能力

提升关键能力2.同温同压下,由NO和CO组成的混合气体的密度是H2的14.5倍。下列关系正确的是(提示:空气的平均相对分子质量约为29)(

)A.混合气体中,CO与NO的质量之比为14∶15B.混合气体中,CO与NO的分子数之比为1∶2C.同温同压下,该混合气体的密度与空气的密度不同D.同温同压下,同体积的该混合气体与空气的质量不相等A提升关键能力[解析]同温同压下,由NO和CO组成的混合气体的密度是H2的14.5倍,则混合气体的平均相对分子质量为29,从而可知NO和CO的物质的量之比为1∶1,故CO和NO的质量之比为28∶30=14∶15,A正确。由A项分析可知,CO与NO的分子数之比为1∶1,B错误。根据阿伏伽德罗定律及推论可知,同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,故该混合气体的密度与空气的密度相等,C错误。该混合气体与空气的平均摩尔质量均为29g·mol-1,同温同压下,同体积的该混合气体与空气的物质的量相同,二者质量相等,D错误。经典真题·明考向知识梳理

1.[2022·海南卷]在2.8gFe中加入100mL3mol·L-1HCl溶液,Fe完全溶解。NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是(

)A.反应转移电子为0.1molB.HCl溶液中Cl-数为3NAC.2.8g56Fe含有的中子数为1.3NAD.反应生成标准状况下气体3.36LA[解析]2.8gFe的物质的量为0.05mol,100mL3mol·L-1HCl溶液中H+和Cl-的物质的量均为0.3mol,Fe和HCl发生反应后,Fe完全溶解,而盐酸过量。Fe完全溶解生成Fe2+,该反应转移电子0.1mol,A正确;HCl溶液中Cl-的物质的量为0.3mol,则Cl-数为0.3NA,B不正确;56Fe的质子数为26、中子数为30,2.8g56Fe的物质的量为0.05mol,则中子数为1.5NA,C不正确;反应生成H2的物质的量为0.05mol,在标准状况下的体积为1.12L,D不正确。2.[2022·辽宁卷]设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是(

)A.1.8g18O中含有的中子数为NAB.28gC2H4分子中含有的σ键数目为4NAC.标准状况下,22.4LHCl气体中H+数目为NAD.pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NAA

3.[2022·全国甲卷]NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 (

)A.25℃,101kPa下,28L氢气中质子的数目为2.5NAB.2.0L1.0mol·L-1AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NAC.0.20mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NAD.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4g,外电路中通过电子的数目为0.10NAC

D

C

备用习题C备用习题

2.

[2021·浙江卷]设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 (

)A.1molNH4F晶体中含有的共价键数目为3NAB.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0.25NAC.向100mL0.10mol·L-1FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应,转移电子数目为0.01NAD.0.1molCH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA备用习题C备用习题

3.设NA是阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 (

)A.22.4L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B.1mol重水比1mol水多NA个质子C.12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子D.1L1mol·L-1NaCl溶液含有28NA个电子备用习题C备用习题[解析]本题考查NA的正误判断。标准状况下,22.4L氮气的物质的量为1mol,一个氮气分子中含有14个中子,故1mol氮气分子中含有14NA个中子,A项错误;一个重水分子和一个普通水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数都是10,故1mol重水和1mol水所含质子数相等,B项错误;石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12g石墨烯和12g金刚石中都含有1mol碳原子,C项正确;1L1mol·L-1NaCl溶液中含有1molNaCl和大量的水,1molNaCl中就含有28mol电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液中的电子数大于28NA,D项错误。4.设NA表示阿伏伽德罗常数的值,则下列说法正确的是 (

)A.100g34%的双氧水中含有H—O的数目为2NAB.1.8g氨基(—ND2)中含有的电子数为NAC.142gNa2SO4和Na2HPO4固体混合物中,阴、阳离子总数为3NAD.6.4gCu与3.2gS粉混合隔绝空气加热,充分反应后,转移电子数为0.2NA备用习题C备用习题

考点一物质的量气体摩尔体积1.[2023·辽宁东北育才学校月考]用NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是(

)A.CO2的摩尔质量为44gB.1L0.5mol·L-1K2SO4溶液中含有K+的质量为78gC.常温常压下,22.4LO2含分子数为NAD.16gCH4中含有氢原子的总数为4NAD123456789101112131415161234567891011121314

1516

C12345678910111213141516

123456789101112131415163.下列说法中正确的是(

)A.22.4LN2中一定含有2molN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所含的分子个数比为1∶3D.常温常压下,22gCO2气体所占的体积约为11.2LC12345678910111213141516123456789101112131415[解析]题目未指明22.4LN2是否处于标准状况,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量及所含N原子数,A错误;20g重水(D2O)的物质的量为1mol,在标准状况下为非气体,其体积不是22.4L,B错误;根据阿伏伽德罗定律及其推论,在标准状况下,20mLPH3和60mLO2的物质的量之比为1∶3,故所含分子个数比为1∶3,C正确;22gCO2的物质的量为0.5mol,常温常压下Vm≠22.4L·mol-1,故所占的体积不是11.2L,D错误。16

D12345678910111213141516

123456789101112131415165.[2023·广东深圳调研]设阿伏伽德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(

)A.常温下,pH=9的NaF溶液中,水电离出的H+数为10-9NAB.1molN2与3molH2充分反应生成NH3的分子数为2NAC.56gCO和N2的混合气体,所含的原子总数为4NAD.标准状况下,22.4LCO2与足量的Na2O2充分反应,转移的电子数为2NAC12345678910111213141516[解析]溶液体积未知,无法确定溶液中微粒数目,A错误;N2与H2的反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,生成NH3的分子数小于2NA,B错误;CO和N2的摩尔质量均为28g·mol-1,所以56g混合物中含有2mol分子,CO和N2均为双原子分子,含有4mol原子,则原子总数为4NA,C正确;标准状况下22.4LCO2为1mol,与足量的Na2O2充分反应生成0.5molO2,根据O元素的价态变化可知转移的电子数为NA,D错误。123456789101112131415166.[2022·浙江湖州模拟]标准状况下,CH4和CO的混合气体8.96L,总质量为7.60g。下列说法不正确的是(

)A.CO和CH4物质的量之比为1∶3B.CO的质量分数约为36.8%C.H和C原子个数之比为2∶1D.混合气体的密度约为0.848g·L-1C12345678910111213141516

123456789101112131415167.[2022·山东日照校际联考]同温同压下,等质量的SO2气体和NO2气体,下列比较中正确的是(

)A.密度之比为1∶1B.物质的量之比为23∶32C.氧原子数之比为1∶1D.体积之比为1∶1B12345678910111213141516考点二阿伏伽德罗定律及其推论的应用

123456789101112131415168.[2023·山东潍坊期末]下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是(

)A.同质量、不同密度的N2和O2

B.同温度、同体积的H2和N2C.同体积、同密度的C2H4和C3H6D.同压强、同体积的N2O和CO2C12345678910111213141516[解析]N2和O2的摩尔质量不同,同质量时其物质的量不同,则所含原子数不同,A错误;由于压强未知,同温度、同体积的H2和N2的物质的量不一定相等,则所含原子数不一定相等,B错误;同体积、同密度的C2H4和C3H6的质量相等,由于二者的最简式均为“CH2”,则“CH2”的物质的量相等,故所含原子数相等,C正确;由于温度未知,同压强、同体积的N2O和CO2的物质的量不一定相等,则所含原子数不一定相等,D错误。123456789101112131415169.在三个密闭容器中分别充入Ne、H2和O2三种气体,在以下各种情况下排序正确的是 (

)A.当它们的体积、温度和压强均相同时,三种气体的密度:ρ(H2)>ρ(Ne)>ρ(O2)B.当它们的温度和密度都相同时,三种气体的压强:p(H2)>p(Ne)>p(O2)C.当它们的质量、温度和压强均相同时,三种气体的体积:V(O2)>V(Ne)>V(H2)D.当它们的压强、体积和温度均相同时,三种气体的质量:m(H2)>m(Ne)>m(O2)B12345678910111213141516

1234567891011121314151610.三种气体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.原子数目相等的三种气体,质量最大的是ZB.相同条件下,同质量的三种气体,气体密度最小的是XC.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0.1molD.同温下,体积相同的两容器分别充入2gY气体和1gZ气体,则其压强比为2∶1B12345678910111213141516

1234567891011121314151611.一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1molN2,右侧充入一定量的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.右侧与左侧分子数之比为4∶1B.右侧CO的质量为5.6gC.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍D.若改变右侧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0.2molCOC12345678910111213141516

12345678910111213141516C

12345678910111213141516考点三物质的量综合应用[解析]SiO2是共价晶体,没有分子,A错误;铁在浓硝酸中发生钝化,B错误;根据生成标准状况下89.6L气体,可知气体总物质的量为4mol,则生成了2molH2,所以转移了4mol电子,C正确;没有溶液的体积,无法计算粒子总数,D错误。1234567891011121314151613.[2022·河北唐山模拟]2021年,我国科学家首次在实验室实现CO2到淀粉的全合成,其合成路线如图:设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法错误的是(

)A.标准状况下,11.2LCO2含有共用电子对数目为2NAB.反应②中,3.2gCH3OH生成HCHO时转移电子数目为0.2NAC.0.1molDHA中含有碳原子数目为0.3NAD.1molDHA与乙酸发生取代反应,可消耗乙酸分子数目为NA123456789101112131415D16

1234567891011121314151614.[2022·浙江普陀中学质量检测]侯氏制碱法制得的NaHCO3固体中含有部分Na2CO3·nH2O(n<10)。取该固体8.50g充分加热,产生的气体依次通过浓硫酸(质量增加1.44g)和碱石灰(质量增加1.76g)。请计算:(1)固体中NaHCO3的质量为

g。

123456789101112131415166.72[解析](1)碱石灰质量增加1.76g,则n(CO2)=0.04mol,NaHCO3固体受热发生反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,根据方程式由CO2的量可知n(NaHCO3)=0.08mol、NaHCO3的质量为6.72g。(2)固体中Na2CO3·nH2O的n值为

。

12345678910111213141516