高届高级高中化学第一轮复习配套学案第一章第3讲.docx

高届高级高中化学第一轮复习配套学案第一章第3讲.docx

《高届高级高中化学第一轮复习配套学案第一章第3讲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高届高级高中化学第一轮复习配套学案第一章第3讲.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高届高级高中化学第一轮复习配套学案第一章第3讲

第3讲　物质的量　气体摩尔体积

考纲要求

　1.了解物质的量（n）及其单位摩尔（mol）、摩尔质量（M）、气体摩尔体积（Vm）、物质的量浓度（c）、阿伏加德罗常数（NA）的含义。

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

1.物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数

（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＝

或N＝n·NA

2.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（或原子）质量。

（3）关系：

物质的量（n）、质量（m）与摩尔质量（M）之间的关系为n＝

。

（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.1.5NA　2molB.1.5NA　32g

C.3.01×1023　4molD.NA　64g

答案　B

2.3.4gOH－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－1　16

【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）＝

＝62g·mol－1；X的相对原子质量＝62－46＝16。

4.最近材料科学家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__________,氢原子的物质的量为____________mol。

答案　0.33NA　0.26

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～2.6H

1.影响物质体积的因素

2.气体摩尔体积

3.阿伏加德罗定律

4.阿伏加德罗定律的推论

公式

语言叙述

T、p相同

＝

同温、同压下,气体的体积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

T、V相同

＝

温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比

（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,气体摩尔体积一定不是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＝

＝

＝

的应用

1.已知：

①6.72LNH3（标准状况下）　②1.204×1023个H2S分子　③5.6gCH4　④0.5molHCl,下列关系正确的是（　　）

A.体积大小：

④＞③＞②＞①

B.原子数目：

③＞①＞④＞②

C.密度大小：

④＞②＞③＞①

D.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

＝0.3mol；②1.204×1023个H2S分子的物质的量为

＝0.2mol；③5.6gCH4的物质的量为

＝0.35mol；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,气体的体积之比等于物质的量之比,所以体积大小为④＞③＞①＞②,A项错误；①标准状况下6.72LNH3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为阿伏加德罗常数的值,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（　　）

A.

B.

C.

D.

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

×22.4L·mol－1＝

L。

解法二　比例法：

同种气体的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

mol,所以bg该气体在标准状况下的体积为

L。

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　0.448L　0.04NA

以物质的量（n）为核心的思维模板

N

m

　　　　　　　　　　V（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

4.（2020·哈尔滨模拟）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小

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　D

【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∶1

B.右侧CO的质量为5.6g

C.右侧气体密度是相同条件相氢气密度的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0.2molCO

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

＝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）64　SO2　

（2）64　（3）①1.61　②36

【解析】　

（1）M＝ρ×22.4g·mol－1≈64g·mol－1。

（2）M＝

＝64g·mol－1。

（3）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

解得x＝0.25,y＝0.25。

①原混合气体的密度＝

≈1.61g·L－1。

②解法一：

＝ρ·22.4L·mol－1＝1.61g·L－1×22.4L·mol－1≈36g·mol－1；

解法二：

＝

＝36g·mol－1；

解法三：

＝28g·mol－1×50%＋44g·mol－1×50%＝36g·mol－1；故平均摩尔质量为36g·mol－1。

7.在一定条件下,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）

mol　6dg·mol－1　

（2）22.4ρg·mol－1　（3）17a%＋44b%＋18c%

【解析】　因为NH4HCO3（s）

NH3（g）＋CO2（g）＋H2O（g）

（1）M（混）＝2d⇒n（混）＝

mol,

⇒M（NH4HCO3）＝2d×3g·mol－1＝6dg·mol－1。

（2）

（混）＝22.4ρg·mol－1。

（3）n（NH3）∶n（CO2）∶n（H2O）＝a%∶b%∶c%,

（混）＝17a%＋44b%＋18c%。

求气体摩尔质量M的常用方法

（1）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：

M＝

。

（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＝

。

（3）根据标准状况下气体的密度ρ：

M＝ρ×22.4L·mol－1。

（4）根据气体的相对密度（D＝

）：

＝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）。

1.（2017·全国卷Ⅲ,10）NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是（　　）

A.0.1mol的11B中,含有0.6NA个中子

B.pH＝1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H＋

C.2.24L（标准状况）苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA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0.1mol的11B中含有中子数为0.6NA,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。

2.（2019·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1NA

B.1L0.1mol·L－1磷酸钠溶液含有的PO

数目为0.1NA

C.1molK2Cr2O7被还原为Cr3＋转移的电子数为6NA

D.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PO

水解,故溶液中PO

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。

3.（2018·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0.1NA

B.22.4L（标准状况）氩气含有的质子数为18NA

C.92.0g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NA

D.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。

4.（2019·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6NA

B.500mL0.5mol·L－1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA

C.30gHCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA

D.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。

5.（2018·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4NA

B.100mL1mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NA

C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA

D.密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA

答案　C

【解析】　标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5mol,每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子,所以含有氢原子数目为2NA,C项正确；124gP4的物质的量为1mol,每个P4分子中含有6个P—P键,所以含有P—P键数目为6NA,A项错误；Fe3＋在水溶液中能发生水解,100mL1mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA,B项错误；SO2和O2的化合反应为可逆反应,2molSO2和1molO2催化反应后,混合气体的物质的量大于2mol,即分子总数大于2NA,D项错误。

A组

1.雾霾天气对环境造成了严重影响,部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。

下列有关说法正确的是（　　）

A.臭氧的摩尔质量是48g

B.同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧的体积之比为2∶3

C.16g臭氧中含有6.02×1023个原子

D.1.0mol臭氧中含有的电子总数为18×6.02×1023

答案　C

【解析】　臭氧的摩尔质量是48g·mol－1,A项错误；同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧的体积之比为3∶2,B项错误；1.0mol臭氧中含有的电子总数为24×6.02×1023,D项错误。

2.（2020·天津市第一中学高三月考）双酚基丙烷（BPA）的分子式为C15H16O2。

下列有关判断不正确的是（　　）

A.BPA的摩尔质量是228g·mol－1

B.1molBPA中含有6.02×1023个分子

C.BPA属于有机化合物

D.1molBPA在标准状况下的体积约为22.4L

答案　D

3.下列说法中正确的是（　　）

A.在一定温度和压强下,固体或液体物质的体积大小只由构成微粒的大小决定

B.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数一定不同

C.在一定温度下,各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定

D.22gCO2与标准状况下11.2LHCl所含的分子数相同

答案　D

4.（2019·延安模拟）偏二甲肼（C2H8N2）是一种高能燃料,燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。

下列叙述正确的是（　　）

A.偏二甲肼的摩尔质量为60g

B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60g

C.1mol偏二甲肼的质量为60g·mol－1

D.6g偏二甲肼含有1.2NA个偏二甲肼分子

答案　B

【解析】　A项,摩尔质量的单位为g·mol－1,错误；B项,6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为1mol,质量为60g,正确；D项,6g偏二甲肼的物质的量为

＝0.1mol,分子数为0.1NA,错误。

5.一定温度和压强下,30L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是（　　）

A.该温度和压强可能是标准状况

B.若标准状况下该纯净物为气态,则其体积约是22.4L

C.每个该气体分子含有2个原子

D.若O2在该条件下为气态,则1molO2在该条件下的体积也为30L

答案　A

【解析】　1mol气态物质在标准状况下的体积为22.4L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项错误,B项正确；由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,且其物质的量为1mol,C项正确；根据题意,在此温度和压强条件下,Vm＝30L·mol－1,D项正确。

6.乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构简式如图所示。

将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。

若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比应为（　　）

A.1∶1B.2∶3C.3∶2D.2∶1

答案　C

【解析】　根据乌洛托品的结构简式可知分子式为C6H12N4,碳原子来自HCHO,氮原子来自NH3,发生的反应为6HCHO＋4NH3―→C6H12N4＋6H2O,根据原子守恒,则甲醛与氨的物质的量之比为3∶2。

7.如图表示1gO2与1g气体X在相同容积的密闭容器中压强（p）与温度（T）的关系,则气体X可能是（　　）

A.C2H4B.CH4

C.NOD.CO2

答案　D

【解析】　根据阿伏加德罗定律推论,同温同容下,存在

＝

可得n（O2）＞n（X）,又因质量均为1g,由n＝

可得M（X）＞M（O2）,故仅有D项符合题意。

8.（2018·浙江11月选考,20）设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是（　　）

A.32gS8（分子结构：

）中的共价键数目为NA

B.2g由H218O和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA

C.8gCuO与足量H2充分反应生成Cu,该反应转移的电子数为0.2NA

D.标准状况下,11.2LCl2溶于水,溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和为NA

答案　D

【解析】　A项,在一个S8分子中含有8个共价键,所以32gS8中含有共价键数目为NA；B项,H218O、2H2O的摩尔质量均为20g·mol－1,所以2g由H218O、2H2O组成的物质中含有的质子数为NA；C项,8gCuO被H2还原生成Cu转移电子数为

×2NAmol－1＝0.2NA；D项,Cl2溶于水,含氯元素的微粒有Cl2、Cl－、ClO－和HClO,Cl－、ClO－与HClO的微粒数之和应小于NA。

9.（2018·浙江4月选考,20）设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是（　　）

A.10g的2H216O含有的质子数与中子数均为5NA

B.32g硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为6NA

C.26gC2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA

D.120gNaHSO4和KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA

答案　B

【解析】　A项,10g的2H216O为0.5mol,所含质子数与中子数均为5NA,正确；B项,S＋O2

SO2,32g硫能与1mol氧气完全燃烧,转移电子数为4NA,错误；C项,C2H2与C6H6的最简式都是CH,26g混合气体含2molC—H键,所含C—H键为2NA,正确；D项,NaHSO4和KHSO3的摩尔质量都为120g·mol－1,120g的固体混合物的物质的量为1mol,故其中含有的阳离子数为NA,正确。

10.（2019·大连高三质检）设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是（　　）

A.高温下,0.2molFe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3NA

B.工业用电解法进行粗铜精炼时,每转移1mol电子,阳极