第一章化学计量在实验中的应用第1讲物质的量气体摩尔体积Word格式文档下载.docx

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1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×

”。

（1）0.012kg12C中含有约6.02×

1023个碳原子（　√　）

（2）0.5mol某气体质量是22g，则该气体的摩尔质量是44g（　×

　）

（3）12.0g熔融的NaHSO4中含有的阳离子数为0.2NA（　×

（4）常温下，将5.6g铁片投入足量浓硝酸中，充分反应后转移电子数为0.3NA（　×

（5）常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA（　√　）

（6）2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍（　×

提示：

摩尔质量对某物质来说是固定的

（7）1molOH－的质量为17g·

mol－1（　×

（8）1molH3PO4与1molH2SO4的质量相同，溶于水后电离出的阴离子数目也相同（　×

2．

（1）（2019·

新题预测）某气体分子为双原子分子，它的摩尔质量为Mg·

mol－1，该气体质量为mg，阿伏加德罗常数用NA表示，则：

①该气体的物质的量为__

___mol。

②该气体所含原子总数为__

___个。

③该气体在标准状况下的密度为__

___g·

L－1。

④该气体一个分子的质量为__

___g。

（2）①硫酸钠（Na2SO4）的摩尔质量为__142g·

mol－1___；

71gNa2SO4中含钠离子的物质的量为__1mol___，氧原子的物质的量为__2mol___。

②已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD，则C的摩尔质量为__106g·

mol－1___。

[解析]　

（1）要明确各物理量之间的关系，严格按定义式进行计算。

（2）根据质量守恒定律，0.04molC的质量为（16g＋20g）－31.76g＝4.24g，则M（C）＝

＝106g·

mol－1。

1．（2019·

荆州模拟）草酸（分子式为H2C2O4，沸点：

150℃）是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中。

下列有关判断不正确的是（　D　）

A．草酸的摩尔质量是90g·

mol－1

B．1mol草酸中含有6.02×

1023个分子

C．45g草酸中含有1.204×

1024个氧原子

D．1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L

2．（2019·

新题预测）某氯原子的质量为ag,12C的质量为bg，用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（　C　）

A．氯元素的相对原子质量为

B．氯元素的摩尔质量为aNA

C．mg该氯原子的物质的量为

mol

D．ng该氯原子所含的电子数为

萃取精华：

摩尔质量的计算方法

前提条件

公式

任意状态的任意物质

M＝m/n（定义式）

已知一个分子的质量

M＝m（分子）×

NA

标准状况下的气体

M＝ρ×

22.4L·

同温同压下的气体

M（A）＝M（B）×

D（相对密度）

对于混合气体，求其平均摩尔质量

＝M1a%＋M2b%＋M3c%＋……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数（或体积分数）

3．（2019·

山西汾阳校级月考）下列数量的各物质所含原子个数按由多到少顺序排列的是（　B　）

①0.5mol氨气　②1g氢气　③4℃时9mL水　④0.2mol磷酸钠

A．④③②①B．①④③②

C．②③④①D．①④②③

4．（2019·

新题预选）8.34gFeSO4·

7H2O（相对分子质量：

278）样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示，下列说法正确的是（　C　）

A．温度为78℃时固体物质M的化学式为FeSO4·

5H2O

B．取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe3O4

C．在隔绝空气条件下，N得到P的化学方程式为FeSO4·

H2O

FeSO4＋H2O

D．温度为159℃时固体N的化学式为FeSO4·

2H2O

[解析]　本题看似推断化学式，实则考查以物质的量为核心的计算。

8.34gFeSO4·

7H2O样品的物质的量为8.34g÷

278g/mol＝0.03mol，其中m（H2O）＝0.03mol×

7×

18g/mol＝3.78g，如晶体失去全部结晶水，固体的质量应为8.34g－3.78g＝4.56g，可知在加热到373℃之前，晶体失去部分结晶水。

温度为78℃，固体质量为6.72g，其中m（FeSO4）＝0.03mol×

152g/mol＝4.56g，m（H2O）＝6.72g－4.56g＝2.16g，n（H2O）＝2.16g÷

18g/mol＝0.12mol，n（H2O）︰n（FeSO4）＝0.12mol︰0.03mol＝4︰1，则M的化学式为FeSO4·

4H2O，A项错误；

加热至650℃时，固体的质量为2.40g，其中n（Fe）＝n（FeSO4·

7H2O）＝0.03mol，m（Fe）＝0.03mol×

56g/mol＝1.68g，则固体中m（O）＝2.40g－1.68g＝0.72g，n（O）＝0.72g÷

16g/mol＝0.045mol，n（Fe）︰n（O）＝0.03mol︰0.045mol＝2︰3，所以固体物质Q的化学式为Fe2O3，B项错误；

固体N的质量为5.10g，其中m（FeSO4）＝0.03mol×

152g/mol＝4.56g，m（H2O）＝5.10g－4.56g＝0.54g，n（H2O）＝0.54g÷

18g/mol＝0.03mol，n（H2O）︰n（FeSO4）＝0.03mol︰0.03mol＝1︰1，所以N的化学式为FeSO4·

H2O，而P的化学式为FeSO4，则由N得到P的化学方程式为FeSO4·

FeSO4＋H2O，C项正确；

温度为159℃时，由C项可知N的化学式为FeSO4·

H2O，D项错误。

[知识拓展]　金属硫酸盐的分解规律：

含结晶水的硫酸盐

无水硫酸盐

金属氧化物＋SO3

金属氧化物＋SO2＋O2。

5．

（1）含6.02×

1023个中子的

Li的质量是__1.75___g。

（2）4gD2的20g18O2的单质化合时最多能生成__22___gD218O。

（3）若12.4gNa2X中含有0.4molNa＋，Na2X的摩尔质量是__62g·

mol－1___，X的相对原子质量是__16___。

6．最近材料科学研究发现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__0.33NA___，氢原子的物质的量为__0.26___mol。

[解析]　晶体的摩尔质量为122g·

mol－1，n＝

＝0.1mol，故氧原子数目＝0.1×

（2＋1.3）NA＝0.33NA，n（H）＝0.1mol×

1.3×

2＝0.26mol。

1．有关微粒数计算的思维方法

2．求算原子相对原子质量的两种方法

（1）Mr＝

（2）先求M，再根据Mr与M的数值关系，确定Mr的数值。

7．（2019·

新题预选）物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算（设NA为阿伏加德罗常数的值）：

（1）2.3g乙醇含有__0.3NA___个H原子，所含共价键的物质的量为__0.4mol___，其中官能团羟基所含的电子数为__0.45NA___。

（2）某条件下，8g氧气所占的体积为6L，则在该条件下的气体摩尔体积为__24L/moL___。

（3）9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2molCl－，则此氯化物的摩尔质量为__95g/mol___。

（4）6.72LCO（标准状况）与一定量的Fe2O3恰好完全反应（生成Fe与CO2）后，生成Fe的质量为__11.2___g，转移的电子数目为__0.6NA___。

[解析]　

（1）2.3g乙醇的物质的量为

＝0.05mol,0.05mol乙醇分子中含有H原子的物质的量为0.05mol×

6＝0.3mol，含有H原子数为0.3NA；

乙醇分子共含有8条共价键，则0.05mol乙醇分子中含共价键的物质的量为0.05mol×

8＝0.4mol；

0.05mol乙醇分子中含0.05mol羟基，0.05mol羟基含有的电子的物质的量为9×

0.05mol＝0.45mol，含有电子数为0.45NA；

（2）8g氧气的物质的量为

＝0.25mol,0.25mol氧气在该条件下的体积为6L，则该条件下的气体摩尔体积为

＝24L/mol。

（3）9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2molCl－，该氯化物的物质的量为0.1mol，则此氯化物的摩尔质量为

＝95g/mol；

（4）标准状况下6.72L一氧化碳的物质的量为

＝0.3mol,0.3molCO完全反应生成二氧化碳失去的电子的物质的量为0.3mol×

（4－2）＝0.6mol，转移电子的数目为0.6NA，根据得失电子守恒，反应生成铁的物质的量为

＝0.2mol，质量为56g/mol×

0.2mol＝11.2g。

考点二　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律

1．影响物质体积大小的因素

（1）微粒的__大小___（物质的本性）

（2）微粒__间距___的大小（由温度与压强共同决定）

（3）微粒的__数目___（物质的量的大小）

2．气体摩尔体积

（1）定义：

一定温度和压强下，单位__物质的量___的气体所占的体积，符号为__Vm___。

（2）常用单位：

L/mol（或L·

mol－1）。

（3）数值：

在标准状况下（指温度为__0℃___，压强为__101kPa___）约为__22.4L·

（4）计算公式：

Vm＝__

___。

（5）影响因素：

气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的__温度___和__压强___。

3．阿伏加德罗定律及其推论

（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都含有__相同数目的分子___。

即

⇒N1＝N2　“三同”（T、p、V）→“一同”（N）→（n）

（2）阿伏加德罗定律的推论

描述

关系

三正比

同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比

＝

同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比

同温同压下，气体的密度比等于它们的摩尔质量之比

二反比

同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比

同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比

一连比

同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比，也等于它们的密度之比

（1）阿伏加德罗定律适用于任何气体（包括混合气体）。

（2）同温、同压、同体积、同分子数，这“四同”相互制约，只要有三个量相同，第四个量必定相同，即“三同”推“一同”，“两同”定“比例”。

（3）上述结论均可由pV＝nRT＝

RT＝

RT导出，不需要“机械记忆”。

（1）在标准状况下，1mol氧气与1mol氦气的体积相同，含有原子数相同（　×

（2）同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同（　√　）

（3）56gFe在标准状况下的22.4LCl2中充分燃烧，转移电子数为3NA（　×

（4）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（　√　）

（5）标准状况下，22.4L盐酸含有NA个上HCl分子（　×

（6）标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA（　×

（7）将乙烯、CO、N2三种气体分别盛放在三个相同容器中，若三个容器的温度和质量相等，则三个容器中的气体压强比为1︰1︰1（　√　）

（8）在相同条件下，相同物质的量的C2H4和C3H6，所含分子个数相同，而相同质量时，它们所含的原子个数相同（　√　）

（9）同温同压同体积的12C18O和14N2具有相同的电子数（　√　）

（10）标准状况下，22.4L己烷中含有的共价键数目为19NA（　×

青岛高三检测）

（1）如图两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是（　A　）

A．原子数相等B．密度相等

C．质量相等D．摩尔质量相等

（2）若两瓶内气体的质量相等，则N2、O2物质的量之比应为__1︰1___。

[解析]　根据阿伏加德罗定律及其推论可知：

同温、同压、同体积，则可得两瓶内分子的物质的量相同，又都是双原子分子，所以原子的物质的量相同，由原子个数之比等于物质的量之比可得，两瓶内分子所含原子数相同，A项正确；

由于N2、O2、NO分子的摩尔质量M不同，则两瓶中气体的摩尔质量M不一定相等，由于两瓶中物质的量相等，根据m＝n·

M，故m不一定相等，同理由ρ＝

可得ρ不一定相等。

（2）由上题知，n（N2）＋n（O2）＝n（NO），若其质量相等，则

（N2、O2）＝M（NO），即当n（N2）︰n（O2）＝1︰1时，平均摩尔质量相等。

3．如图所示有三只气球，其中VA＝VB＝1.12L。

（1）A、B中气体的物质的量__不一定___（填“一定”或“不一定”）是0.05mol。

（2）标准状况下，A、B气球中的分子个数比为__1︰1___。

（3）相同温度和压强下，A、C气体中气体的质量相等，则VA︰VC＝__2︰1___

莱芜高三检测）下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板（其质量忽略不计）。

其中能表示等质量的氢气与氦气的是（　A　）

[解析]　设H2与He质量都为m，则二者物质的量之比为

︰

＝2︰1，则同温同压下气体的分子数之比或体积比等于物质的量之比。

故A正确。

山东滨州检测）在标准状况下，对下列四种气体的描述正确的是（　D　）

①6.72LCH4　②3.01×

1023个HCl分子　③13.6gH2S　④0.2molNH3

a．体积②>

③>

①>

④　　b．密度②>

④>

①

c．质量②>

④　　d．氢原子个数①>

②

A．仅abcB．仅bcd

C．仅abdD．abcd

[解析]　先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量，然后再比较它们的体积、密度等。

标准状况下6.72LCH4的物质的量为0.3mol,3.01×

1023个HCl分子的物质的量为0.5mol,13.6gH2S的物质的量为0.4mol，然后进行比较即可得出结论。

经典习题选萃）设NA为阿伏加德罗常数的值，如果ag某双原子分子气体的分子数为p，则bg该气体在标准状况下的体积V（L）是（　D　）

A．

B．

C．

D．

[解析]　ag该双原子分子气体的分子数为p，则bg该气体的分子数为

，可得bg该气体的物质的量为

（mol），则bg该气体在标准状况下的体积为

（L）。

经典习题选萃）同温、同压下，某容器充满O2质量为为116g，若充满CO2质量为122g，现充满某气体X质量为114g，则该气体的相对分子质量为（　A　）

A．28B．44

C．32D．64

[解析]　设容器质量为mg，该气体的相对分子质量为Mr，根据阿伏加德罗定律：

同温、同压下，容器容积一定，气体的质量之比等于其相对分子质量之比。

则有

，解得m＝100，Mr＝28。

[解题技巧]　估算法：

由阿伏加德罗定律可知，气体的物质的量相等，再由M＝

可知，在n相同时，M与m成正比，现m（X）<

m（O2），则Mr应小于32，只有A项符合。

5．（2019·

新题预选）在一定条件下，某化合物X受热分解：

2X

A↑＋2B↑＋4C↑，测得反应后生成的混合气体是H2相对密度的11.43倍，相同条件下，X的相对分子质量是（　C　）

A．11.43B．22.85

C．80.01D．160.02

[解析]　混合气体的平均相对分子质量为：

2×

11.43＝22.86

2x＝A↑＋2B↑＋4C↑

设反应的x为2mol，则生成的气体为1＋2＋4＝7mol，根据质量守恒，M（x）×

2mol＝M（混）×

7mol＝22.86g·

mol－1×

7mol

解得M（x）＝80.01g·

故选C。

6．某液体化合物X2Y4，常用做火箭燃料。

16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为X2Y4（l）＋O2（g）===X2（g）＋2Y2O（l）。

冷却后标准状况下测得生成物的体积为11.2L，其密度为1.25g/L，则：

（1）反应前O2的体积V（O2）为__11.2L___；

（2）X2的摩尔质量为__28g/mol___；

Y元素的名称是__氢___。

（3）若反应生成0.1molX2，则转移电子的物质的量为__0.4___mol。

[解析]　

（1）根据化学方程式，参加反应的O2与生成的X2的物质的量相等。

根据阿伏加德罗定律，则参加反应的O2也为11.2L。

（2）生成的X2的质量为11.2L×

1.25g/L＝14g，故X2的摩尔质量为14g÷

0.5mol＝28g/mol，参加反应的X2Y4与O2的物质的量相等，均为0.5mol，则X2Y4的摩尔质量为

＝32g/mol，故Y为氢元素。

新题预选）

（1）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__64___。

（2）在25℃、101kPa的条件下，相同质量的CH4和A气体的体积之比是15︰8，则A的摩尔质量为__30g·

（3）两个相同容积的密闭容器X、Y，在25℃下，X中充入agA气体，Y中充入agCH4气体，X与Y内的压强之比是4︰11，则A的摩尔质量为__44g·

（4）相同条件下，体积比为a︰b和质量比为a︰b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量分别是__

g·

mol－1___和__

[解析]　

（1）n＝

＝0.03mol，M＝

＝64g·

（2）温度、压强相同时，气体体积之比等于其物质的量之比，15︰8＝

，M（A）＝30g·

（3）温度、体积相同时，气体压强之比等于其物质的量之比，4︰11＝

，M（A）＝44g·

（4）

1＝MH2×

＋MO2×

＝2g·

＋32g·

2＝

气体摩尔体积（22.4L·

mol－1）应用的“五大误区”

（1）使用“条件”是标准状况，即0℃、101kPa，而不是常温、常压。

（2）使用对象必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。

标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有：

SO3、乙醇、水、己烷、CCl4等。

（3）标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·

mol－1，其他条件下Vm一般不是22.4L·

（4）22.4L气体，在标准状况下的物质的量是1mol，在非标准状况下，可能是1mol，也可能不是1mol。

（5）物质的质量、物质的量一定时，所含微粒数与物质处于何种条件无关。

如常温常压下32gO2所含的原子数目是2NA。

注意不要形成定势思维，看到“常温常压”就排除选项。

考点三　阿伏加德罗常数的综合应用

识破“阿伏加德罗常数”常见陷阱

1．气体摩尔体积的适用条件：

考查气体时经常给定非标准状况下，如25℃、1.01×

105Pa气体体积，让考生用22.4L·

mol－1进行换算，误入陷阱。

2．物质的聚集状态：

mol－1适用对象是气体（包括混合气体）。

命题者常用在标准状况下呈非气态的物质来迷惑考生，如H2O、CCl4、SO3、苯、己烷、CS2、乙醇、单质硫、石墨等。

3．物质的组成、结构：

气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如He、Ne等）、三原子分子（如O3）等。

NO2和N2O4，的最简式相同，根据质量计算它们的混合物中元素的原子个数时，可将最简式看作是混合物的分子式来计算。

Na2O2由Na＋和O

构成，而不是Na＋和O2－，苯中不含碳碳单键和碳碳双键等。

4．物质中的化学键数目：

如白磷（31g白磷含1.5molP—P键）、金刚石（12g金刚石含2