K12学习高考化学一轮复习 专题11 物质的量气体摩尔体积教学案.docx

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K12学习高考化学一轮复习专题11物质的量气体摩尔体积教学案

专题1.1物质的量、气体摩尔体积

【考纲解读】

1．理解摩尔（mol）是物质的量的单位，可用于进行简单的化学计算。

2．了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。

3．能根据物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状况）之间的相互关系进行有关计算。

【命题规律】

物质的量、气体摩尔体积是高考常考的知识点，命题主要方式为“已知NA为阿伏加德罗常数，判断和计算一定量的物质所含微粒的数目”。

题目主要结合物质的状态、物质结构、氧化还原反应、某些反应的原理、分散系、盐类水解等知识来考查计量关系。

覆盖面广，具有良好的区分度。

一、三个概念

1．物质的量

（1）概念：

物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为mol。

（2）数值：

国际上规定，1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同。

2．阿伏加德罗常数

（1）概念：

1mol任何粒子所含的粒子数，符号为NA，通常用6.02×1023mol－1表示。

（2）区别与联系：

阿伏加德罗常数（NA）与6.02×1023的含义不同；NA为0.012kg12C中所含的碳原子的准确数目，是一个精准值，而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的一个近似值。

3．摩尔质量

（1）概念：

单位物质的量的物质所具有的质量，符号：

M，单位：

g·mol－1。

（2）数值：

当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子（原子）质量。

（3）区别与联系：

摩尔质量、相对分子质量、1mol物质的质量在数值上是相同的，但含义不同，三者的单位不同。

摩尔质量的单位是g·mol－1，相对原子（分子）质量的单位是1，1mol物质的质量单位是g。

【易错警示】摩尔质量与相对原子（分子）质量的区别与联系

（1）相对原子（或分子）质量与摩尔质量不是同一个物理量，单位不同，只是在数值上相等。

（2）摩尔质量的单位为g·mol－1，相对原子（分子）质量的单位为“1”。

二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律

1．影响物质体积大小的因素

（1）构成物质的微粒的大小（物质的本性）。

（2）构成物质的微粒之间距离的大小（由温度与压强共同决定）。

（3）构成物质的微粒的多少（物质的量的大小）。

2．气体摩尔体积

（1）含义：

一定状况下，单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm，标准状况下，Vm＝22.4_L·mol－1。

（2）相关计算

①基本表达式：

Vm＝

②与气体质量的关系：

＝

③与气体分子数的关系：

＝

（3）影响因素：

气体所处的温度和压强。

3．阿伏加德罗定律

（1）决定气体体积的外界条件：

一定物质的量的气体，其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。

（2）阿伏加德罗定律：

可总结为：

“三同”定“一同”，即同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数。

【特别提醒】

阿伏加德罗定律的推论

相同条件

结论

公式

语言表达

T、p相同

＝

同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比

T、V相同

＝

同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比

T、p相同

＝

同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比

T、p、V相同

＝

同温、同压、相同体积的气体，其质量与其相对分子质量成正比

T、p、m相同

＝

同温、同压下，等质量的气体，其体积与其相对分子质量成反比

T、V、m相同

＝

同温、同体积下，等质量的气体，其压强与其相对分子质量成反比

【归纳总结】

求气体的摩尔质量M的常用方法

（1）根据标准状况下气体的密度ρ：

M＝22.4ρ；

（2）根据气体的相对密度（D＝ρ1/ρ2）：

M1/M2＝D；

（3）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：

M＝m/n；

（4）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；

（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：

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

三、突破阿伏加德罗常数应用的陷阱

洞悉有关NA判断的七大“陷阱”

考查方向

注意问题

气体摩尔体积的适用条件

若题中出现物质的体积，先考虑是否是气体，如是气体再需考虑条件是否为标准状况

物质的聚集状态

熟悉在标准状况下是液体或固体的物质，如CCl4、H2O、SO3、己烷、苯、酒精、CHCl3等

物质的微观结构

①某些物质分子中的原子个数，如Ne、O3、P4等；②特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数，如D2O、T2O、18O2、H37Cl等；③一些物质中的化学键数目，如SiO2、Si、CH4、P4、CO2、C60、烃中碳碳键数等

电解质的电离与水解

弱电解质的电离及某些离子的水解，如1molCH3COOH或1molFeCl3溶于水时，溶液中CH3COO－或Fe3＋的物质的量均小于1mol

氧化还原反应中的电子转移

如Na2O2、NO2与H2O反应，电解AgNO3溶液，Fe、Cu与S反应，Cl2与H2O、NaOH反应，Fe与稀HNO3反应等

分散系中的微粒数目

FeCl3溶液转化为Fe（OH）3胶体，因为胶体微粒是分子的集合体，所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3＋的数目

隐含的可逆反应

可逆反应不能进行到底。

如2NO2N2O4，Cl2＋H2OHClO＋HCl，合成氨反应、二氧化硫的催化氧化等

【方法技巧】

判断阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”

第一步：

查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提

（1）当物质是气体时，应查看所给条件是不是标准状况；

（2）当条件是标准状况时，应查看所给物质在标准状况下是不是气体。

第二步：

分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提

（1）已知某种物质的质量或物质的量时，则这些数据不受外界条件的限制；

（2）已知数据是体积时，要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体；

（3）已知数据是物质的量浓度或pH时，要关注是否给出了溶液的体积。

第三步：

准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提

（1）清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系；

（2）熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。

高频考点一物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量的概念辨析与应用

例1．下列说法中正确的是（）

A．摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位

B．阿伏加德罗常数是12kg12C中含有的碳原子数

C．1mol水分子中含有2mol氢原子和1mol氧原子

D．一个NO分子的质量是ag，一个NO2分子的质量是bg，则氧原子的摩尔质量是（b－a）g·mol－1

答案C

【变式探究】下列说法正确的是（）

A．1mol氯含有6.02×1023个微粒

B．阿伏加德罗常数的数值约等于6.02×1023

C．钠的摩尔质量等于它的相对原子质量

D．H2O的摩尔质量是18g

答案B

高频考点二质量、物质的量与微粒数目之间的换算

例2．某硫原子的质量是ag,12C原子的质量是bg，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是（）

①该硫原子的相对原子质量为②mg该硫原子的物质的量为mol

③该硫原子的摩尔质量是aNAg④ag该硫原子所含的电子数为16NA

A．①③B．②④C．①②D．②③

答案C

解析①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的，即，正确；②mg该硫原子的个数为，其物质的量为mol，正确；③该原子的摩尔质量是aNAg/mol，不正确；④一个硫原子所含电子数为16，ag该硫原子的个数为1个，所含电子数为16，不正确。

【变式探究】

（1）1.204×1024个M分子的质量为88g，则M的摩尔质量为________。

（2）0.3molNH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。

2.2gDO中所含中子数为________，1.5gCH中的电子数为________，15.6gNa2O2中的阴离子数目为________。

（3）12.4gNa2R含Na＋0.4mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。

含R的质量为1.6g的Na2R，其物质的量为________。

（4）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________。

答案

（1）44g·mol－1

（2）0.3NA1.2NA0.8NA0.2NA（3）62g·mol－1160.1mol

（4）106g·mol－1

解析

（1）n（M）＝＝＝2mol，

M＝＝＝44g·mol－1。

（2）0.3molNH3分子中含质子数为0.3mol×10NA＝3NA,1个H2O分子中含有10个质子，故水分子个数为0.3NA；2.2gDO的物质的量为＝0.1mol，含有的中子数为0.1mol×12NA＝1.2NA；1.5gCH中电子数为×8NA＝0.8NA；15.6gNa2O2的物质的量为＝0.2mol，所含阴离子数目为0.2mol×NA＝0.2NA。

（3）1molNa2R电离生成2molNa＋，题目中有Na＋0.4mol，则有0.2molNa2R。

M（Na2R）＝＝＝62g/mol。

由Mr（Na2R）＝62，求得Ar（R）＝62－2×23＝16，已知m（R），根据n＝，得n（R）＝0.1mol，则n（Na2R）＝0.1mol。

（4）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。

高频考点三有关“n＝＝＝”的计算与应用

例3．工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下VL氨气完全反应，并转移n个电子，则阿伏加德罗常数（NA）可表示为（）

A.B.C.D.

答案D

【变式探究】设阿伏加德罗常数为NA，标准状况下，某O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积（L）应是（）

A.B.C.D.

答案A

解析mg含有b个分子，则ng该混合气体含有的分子数是，则混合气体的物质的量是mol，则混合气体的体积是L，A正确。

高频考点四阿伏加德罗定律及其推论的应用

例4．一定温度和压强下，用mg的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球，下列说法中正确的是（）

A．气球②中装的是O2

B．气球①和气球③中气体分子数相等

C．气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1

D．气球③和气球④中气体密度之比为2∶1

答案D

【变式探究】常温常压下，两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体，打开开关a，使两烧瓶内的气体相通，最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是（）

编号

①

②

③

④

气体X

HI

NH3

H2

NO

气体Y

Cl2

HCl

Cl2

O2

A．②>③>①>④B．③>①＝④>②

C．③>①>④>②D．④>①>②>③

答案C

1.（2018年全国卷Ⅰ）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0.1NA