第 讲 物质的量 气体摩尔体积Word格式文档下载.docx

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语言叙述

T、p

同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比

T、V

温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比

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

提醒　对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比例关系。

物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积概念的理解

（1）2g氦气所含的原子数目约为×

×

1023（　　）

（2）1mol任何物质都含有×

1023个分子（　　）

（3）在标准状况下，1molO2与1molSO3的体积相同（　　）

（4）在标准状况下，1mol气体的体积约是L，在非标准状况下，1mol气体的体积则一定不是L（　　）

（5）标准状况下，O2和O3中氧原子的摩尔质量均为16g·

mol－1（　　）

（6）常温常压下，14gN2与7g乙烯（C2H4）所含原子数相同（　　）

（7）22gCO2与标准状况下LHCl所含的分子数相同（　　）

答案　

（1）√　

（2）×

　（3）×

　（4）×

　（5）√　（6）×

　（7）√

题组一　有关n＝

的计算

1．

（1）含×

1023个中子的

Li的质量是________g。

（2）4gD2和20g18O2的单质化合时最多能生成________________gD218O。

（3）若gNa2X中含有mol钠离子，Na2X的摩尔质量是________，X的相对原子质量是________。

答案　

（1）

（2）22　（3）62g·

mol－1　16

解析　

（1）根据n＝

计算中子物质的量，

Li的中子数为7－3＝4，进而计算Li的物质的量，再根据m＝nM计算。

（2）根据不足量的物质计算生成D

O的质量；

18O2过量。

（3）1molNa2X中含有2mol钠离子，molNa2X中含有mol钠离子，则Na2X的摩尔质量为M（Na2X）＝

＝62g·

mol－1；

X的相对原子质量＝62－46＝16。

2．CO和CO2的混合气体18g，完全燃烧后测得CO2体积为L（标准状况），

（1）混合气体中CO的质量是________g。

（2）混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L。

（3）混合气体在标准状况下的密度是________g·

L－1。

（4）混合气体的平均摩尔质量是________g·

答案　

（1）7　

（2）　（3）　（4）36

解析　CO燃烧发生反应：

2CO＋O2

2CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，燃烧后CO2的总体积为L，故18gCO和CO2的混合气体的总体积为L，在标准状况下，18gCO和CO2的混合气体的物质的量为mol，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，

则

，解得x＝，y＝。

（1）混合气体中CO的质量＝28g·

mol－1×

mol＝7g。

（2）原混合气体中，CO2的体积为mol×

L·

mol－1＝L。

（3）原混合气体的密度＝

≈g·

（4）解法一：

＝ρ·

mol－1＝g·

L－1×

mol－1≈36g·

解法二：

＝36g·

解法三：

＝28g·

50%＋44g·

50%＝36g·

故平均摩尔质量为36g·

3．（2017·

长沙市第一中学高三检测）1个某种氯原子的质量是ag,1个12C原子的质量是bg，用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（　　）

①该氯原子的相对原子质量为12a/b　②mg该氯原子的物质的量为m/（aNA）mol　③该氯原子的摩尔质量是aNAg　④ag该氯原子所含的电子数为17mol

A．①③B．②④C．①②D．②③

答案　C

解析　①该原子的相对原子质量为一个氯原子的质量与一个12C质量的

的比值，即

，正确；

②阿伏加德罗常数个氯原子的质量，即为1mol该氯原子的质量，因而该氯原子摩尔质量为aNAg·

mol－1，n（Cl）＝

mol，正确，③错误；

④电子数应为17，错误。

4．设NA为阿伏加德罗常数，如果ag某气态双原子分子的分子数为p，则bg该气体在标准状况下的体积V（L）是（　　）

答案　D

解析　解法一　公式法：

ag双原子分子的物质的量＝

mol，

双原子分子的摩尔质量＝

g·

mol－1，

所以bg气体在标准状况下的体积为

mol－1＝

L。

解法二　比例法：

同种气体其分子数与质量成正比，设bg气体的分子数为N

ag　　～　　p

bg　　～　　N

则：

N＝

，双原子分子的物质的量为

，所以bg该气体在标准状况下的体积为

题组二　阿伏加德罗定律及应用

5．（2018·

合肥模拟）在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。

根据甲、乙的摩尔质量（M）的关系判断，下列说法中正确的是（　　）

A．若M（甲）＜M（乙），则分子数：

甲＜乙

B．若M（甲）>

M（乙），则气体摩尔体积：

C．若M（甲）＜M（乙），则气体的压强：

甲>

乙

D．若M（甲）>

M（乙），则气体的体积：

解析　等质量的气体，其摩尔质量与物质的量（或分子数）成反比，若M（甲）＜M（乙），则分子数：

乙，A项错误；

若M（甲）>

M（乙），则物质的量：

甲＜乙，又气体体积相等，故气体摩尔体积：

乙，B项错误；

同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，C项正确；

由质量和密度相等可知气体体积相等，D项错误。

6．等温等压下，有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，下列叙述中正确的是（　　）

A．体积之比为13∶13∶14B．密度之比为14∶14∶13

C．质量之比为1∶1∶1D．原子数之比为1∶1∶1

答案　B

解析　A项，三种气体分子的质子数均为14，质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，物质的量相等，等温等压下，气体的体积与其物质的量成正比，所以三者体积之比为1∶1∶1，错误；

B项，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·

mol－1、28g·

mol－1、26g·

mol－1，等温等压下，气体摩尔体积相同，根据ρ＝

知，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，正确；

C项，三种气体分子的物质的量相等，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·

mol－1，根据m＝nM知：

质量之比与摩尔质量成正比为28∶28∶26＝14∶14∶13，错误；

D项，1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，所以三种气体原子数之比为1∶1∶2，错误。

7．在某温度时，一定量的元素A的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质，此时密闭容器中气体分子总的物质的量增加了75%。

则A单质的一个分子中有________个A原子，AH3分解反应的化学方程式为____________________。

答案　4　4AH3

A4＋6H2

求气体的摩尔质量M的常用方法

（1）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：

M＝m/n。

（2）根据一定质量（m）的物质中微粒数目（N）和阿伏加德罗常数（NA）：

M＝NA·

m/N。

（3）根据标准状况下气体的密度ρ：

M＝ρ×

（g·

mol－1）。

（4）根据气体的相对密度（D＝ρ1/ρ2）：

M1/M2＝D。

（5）对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；

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）。

微专题　气体体积的测定

气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定（二者体积值相等），也可直接测量收集的气体体积。

测量气体体积的常用方法：

（1）直接测量法。

如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。

测量前，A装置可先通过调整左右两管的高度使左管（有刻度）充满液体，且两管液面相平。

C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。

D装置：

用于测量混合气体中被吸收（或不被吸收）的气体的体积。

读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。

解答该量气装置读数时的答题模板：

①将×

恢复至室温。

②调节×

与×

两端液面相平。

③视线与×

在同一水平线上。

E装置：

直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积（一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量）。

（2）间接测量法。

如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。

专题训练

欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置（每个仪器只能使用一次，假设气体的体积可看作标准状况下的体积）。

填写下列各项（气流从左到右）：

（1）各种仪器连接的先后顺序是________接________、________接________、________接________、________接________（用小写字母表示）。

（2）连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是___________________（填序号）。

①待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为VamL；

②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为mg，并将其投入试管B中的带孔隔板上；

③检查装置的气密性；

④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水VbmL。

（3）根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为

________________________________________________________________________。

（4）若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（5）仔细分析上述实验装置后，经讨论认为结果会有误差，于是又设计了如下图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是__________________________________________________________

②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL。

则产生氢气的体积为________mL。

答案　

（1）a　h　g　b　c　f　e　d　

（2）③②④①（3）

　（4）偏小（5）①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；

可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差　②V1－V2

解析　

（1）根据实验目的及各装置的特点可分析知：

利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。

（2）综合考虑各实验步骤可知先后顺序为③②④①。

（3）由题意知：

M　　　～　　　H2

ML

m（Va－Vb）×

10－3L

所以M＝

（4）由于试管B未冷却至室温，会导致Va变大，所以使Mg的相对原子质量偏小。

考点二　突破阿伏加德罗常数应用的“5个”陷阱

1．抓“两看”，突破气体与状况陷阱

一看“气体”是否处在“标准状况”。

二看“标准状况”下，物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2（注：

CH3Cl为气体）、H2O、溴、SO3、己烷、苯等在标准状况下均不为气体]。

2．排“干扰”，突破质量（或物质的量）与状况无关陷阱

给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生的正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。

3．记“组成”，突破陷阱

（1）记特殊物质中所含微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等。

（2）记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯（C2H4）和丙烯（C3H6）等。

（3）记摩尔质量相同的物质，如N2、CO、C2H4等。

（4）记物质中所含化学键的数目，如一分子H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1。

4．要识破隐含的可逆反应，记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响，突破陷阱

（1）2SO2＋O2

2SO3　2NO2N2O4N2＋3H2

2NH3

（2）Cl2＋H2OHCl＋HClO

（3）NH3＋H2ONH3·

H2ONH

＋OH－

（4）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（5）盐溶液中弱酸根或弱碱阳离子的水解。

（6）常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。

5．抓“反应”，突破陷阱

（1）明确三步确定电子转移数目

（2）熟记常考氧化还原反应转移的电子数（其他反应物均过量）

反应

物质

转移电子的物质的量或电子数目

Na2O2＋CO2（或H2O）

1molNa2O2

1mol或NA

1molO2

2mol或2NA

Cl2＋NaOH

1molCl2

Cl2＋Fe

1molFe

3mol或3NA

题组一　气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

”

（1）LCO2中含有的原子数为（　　）

（2）常温下L甲烷气体含有的甲烷分子数为（　　）

（3）标准状况下，L氨水含有NH3分子数为（　　）

（4）标准状况下，LSO3中含有SO3分子数为NA（　　）

（5）标准状况下，L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子（　　）

答案　

（1）×

（2）×

　（5）√

题组二　物质的量或质量与状况

2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

（1）常温常压下，gO2所含的原子数为（　　）

（2）标准状况下，18gH2O所含的氧原子数目为NA（　　）

（3）室温下，1molCH4中含有5NA原子（　　）

（4）常温常压下，1molCO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）√

题组三　物质的组成与结构

3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

（1）在常温常压下，18gH2O与18gD2O所含电子数均为10NA（　　）

（2）17g—OH与17gOH－所含电子数均为10NA（　　）

（3）30gSiO2中含有硅氧键个数为1NA（　　）

（4）32g甲醇中所含共价键数目为5NA（　　）

（5）常温常压下，32gO2和O3的混合气体中含有的原子数为2NA（　　）

（6）56g乙烯中所含共用电子对数目为12NA（　　）

（7）78g苯中含有3NA碳碳双键（　　）

（8）60℃时，92gNO2与N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA（　　）

　（4）√　（5）√　（6）√　（7）×

　（8）√

解析　（3）每个硅原子都以单键与周围的四个氧原子直接相连。

（5）直接计算氧原子的物质的量。

（6）乙烯中碳碳双键是两对共用电子对。

（7）苯分子中不含碳碳双键。

（8）混合气体抽出特定组合“NO2”，其摩尔质量为46g·

题组四　电解质溶液中粒子数目的判断

4．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

（1）Lmol·

L－1的NH4NO3溶液中含有的N原子数目为（　　）

（2）等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA（　　）

（3）mol·

L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为（　　）

（4）25℃时，pH＝13的LBa（OH）2溶液中含有的OH－数目为（　　）

（5）1Lmol·

L－1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为（　　）

　（4）√　（5）×

解析　

（2）等体积不是1L、等浓度不是1mol·

L－1，无法计算。

（3）没有体积无法计算。

（5）溶液中水分子也含有氧原子。

审“组成、体积”因素，规避电解质溶液中粒子数目判断陷阱

（1）是否存在弱电解质的电离或盐类水解。

（2）已知浓度，是否指明体积，用好公式n＝cV。

（3）在判断溶液中微粒总数时，是否忽视溶剂水。

题组五　物质转化中的“隐含反应”

5．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

（1）50mL12mol·

L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为（　　）

（2）常温下，密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA（　　）

（3）常温下，56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子（　　）

（4）一定条件下合成氨反应，用molH2和molN2，充分反应后可得到NH3分子数为NA（　　）

L－1KAl（SO4）2溶液中含有的阳离子数大于（　　）

解析　

（1）随着反应进行浓盐酸变为稀盐酸，反应停止。

（2）隐含NO2与N2O4的转化平衡。

（3）常温下铁遇浓硫酸钝化。

（4）合成氨反应为可逆反应，不可能完全反应。

（5）一个铝离子水解，产生三个氢离子（阳离子）。

题组六　氧化还原反应中电子转移数目的判断

6．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

（1）g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为（　　）

（2）molZn与含molHCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为（　　）

（3）1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA（　　）

（4）1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA（　　）

（5）向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1molFe2＋被氧化时，共转移的电子的数目为NA（　　）

（6）1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA（　　）

　（3）√　（4）×

　（5）×

　（6）×

解析　

（1）当铁粉过量时生成Fe2＋。

（2）盐酸不足，Zn不能完全反应。

（3）不论是哪种氧化物，钠均是从0价变为＋1价。

（4）该反应为Na2O2中－1价的氧元素的歧化反应，1molNa2O2反应转移1mol电子。

（5）I－的还原性比Fe2＋强，Cl2首先氧化I－。

（6）氯气与水、碱反应时既是氧化剂又是还原剂。

1．（2017·

全国卷Ⅱ，8）阿伏加德罗常数的值为NA。

下列说法正确的是（　　）

A．1Lmol·

L－1NH4Cl溶液中，NH

的数量为

B．gMg与H2SO4完全反应，转移的电子数为

C．标准状况下，LN2和O2的混合气体中分子数为

D．molH2和molI2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为

解析　A项，因铵根离子水解，其数量小于，错误；

B项，gMg为mol，与硫酸完全反应后转移的电子数为，错误；

C项，标准状况下，L任何气体所含有的分子数都为，错误；

D项，H2（g）＋I2（g）2HI（g），反应前后气体物质的量不变，正确。

2．（2017·

全国卷Ⅲ，10）NA为阿伏加德罗常数的值。

A．mol的11B中，含有个中子

B．pH＝1的H3PO4溶液中，含有个H＋

C．L（标准状况）苯在O2中完全燃烧，得到个CO2分子

D．密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5（g），增加2NA个P—Cl键

答案　A

解析　A项，硼原子的质子数为5,11B的中子数为6，故mol的11B中含有中子数为，正确；

B项，未指明溶液体积，无法计算H＋的物质的量，错误；

C项，标准状况下苯为液体，不能用气体摩尔体积计算苯燃烧生成的CO2分子数，错误；

D项，PCl3＋Cl2PCl5，这是一个可逆反应，1molPCl3与1molCl2不可能完全反应生成1molPCl5，故增加的P—Cl键数目小于2NA，错误。

3．（2016·

全国卷Ⅰ，8）设NA为阿伏加德罗常数值。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA

B．1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA

C．1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

D．标准状况下，LCCl4含有的共价键数为

解析　A项，乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1molCH2，则其氢原子数为2NA，正确；

B项，合成氨的反应是可逆反应，则1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA，错误；

C项，铁和过量硝酸反应生成硝酸铁，故1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为3NA，错误；

D项，标准状况下CCl4为液态，故LCCl4的物质的量不是mol，则其含有的共价键数不是，错误。

4．（2015·

全国卷Ⅱ，10）NA代表阿伏加德罗常数的值。

下列叙述正确的是（　　）

A．60g丙醇中存在的共价键总数为10NA

B．1Lmol·

L－1的NaHCO3溶液中HCO

和CO

的离子数之和为

C．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。

23g钠充分燃烧