届高考化学大一轮总复习讲义第一章第3讲物质的量气体摩尔体积新人教版.docx

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届高考化学大一轮总复习讲义第一章第3讲物质的量气体摩尔体积新人教版

第3讲　物质的量　气体摩尔体积

[考纲要求]　1.理解摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积（标准状况下）、阿伏加德罗常数的含义。

2.能根据物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、物质的质量、气体体积（标准状况）之间的相互关系进行有关计算（混合气体的平均相对分子质量的相关计算不作要求）。

3.能正确解答阿伏加德罗常数及阿伏加德罗定律与物质的组成、结构及重要反应综合应用题。

考点一　物质的量　摩尔质量

1．物质的量

（1）物质的量（n）

物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔（mol）。

（2）物质的量的规范表示方法：

（3）阿伏加德罗常数（NA）

0．012kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol－1。

公式：

NA＝

2．摩尔质量

（1）摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。

单位是g·mol－1。

公式：

M＝。

（2）数值：

以g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子（原子）质量。

深度思考

1．阿伏加德罗常数（NA）与6.02×1023完全相同吗？

答案　不相同。

6.02×1023是个纯数值没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数（NA）是指1mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012kg12C所含的碳原子数相同，数值上约为6.02×1023。

2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）1molNaCl和1molHCl含有相同的粒子数目（　　）

（2）1mol任何物质都含有6.02×1023个分子（　　）

（3）1mol水中含有2mol氢和1mol氧（　　）

（4）NaOH的摩尔质量为40g（　　）

（5）1molO2的质量与它的相对分子质量相等（　　）

（6）1molOH－的质量为17g·mol－1（　　）

（7）氖气的摩尔质量（单位g·mol－1）在数值上等于它的相对原子质量（　　）

（8）2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍（　　）

（9）1molH3PO4与1molH2SO4的质量相同，溶于水后电离出的阴离子数目也相同（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）√　（8）×　（9）×

摩尔质量与相对原子（分子）质量的易混点

1．相对原子（分子）质量与摩尔质量（以g为单位时）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。

3．熟记几组摩尔质量相同的物质，如①H2SO4和H3PO4（98g·mol－1）；②Mg3N2和CaCO3（100g·mol－1）；③CO、N2、C2H4（28g·mol－1）。

题组一　有关分子（或特定组合）中微粒数的计算

1．标准状况下有①0.112L水　②0.5NA个HCl分子

③25.6gSO2气体　④0.2mol氨气　⑤2mol氦气　⑥6.02×1023个白磷分子，所含原子个数从大到小的顺序为______________________。

答案　①>⑥>⑤>③>②>④

2．计算或判断下列电解质溶液中的粒子数目

（1）含0.4molAl2（SO4）3的溶液中，含________molSO，Al3＋的物质的量__________0.8mol（填“>”、“<”或“＝”）。

答案　1.2　<

解析　n（SO）＝3n[Al2（SO4）3]＝3×0.4mol＝1.2mol,0.4molAl2（SO4）3中含有0.8molAl3＋，由于在溶液中Al3＋水解，故Al3＋的物质的量小于0.8mol。

（2）1L0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中，n（CH3COOH）________0.1mol，n（CH3COO－）________0.1mol（填“大于”“小于”或“等于”）。

答案　小于　小于

题组二　通过n＝＝，突破质量与微粒数目之间的换算

3．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______________，氢原子的物质的量____________mol。

答案　0.33NA　0.26

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。

4．某氯原子的质量是ag,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（　　）

A．该氯原子的相对原子质量为

B．mg该氯原子的物质的量为mol

C．该氯原子的摩尔质量是aNAg

D．ag该氯原子所含的电子数为17mol

答案　AB

解析　C项中摩尔质量的单位错误；由于该氯原子的质量是ag，故ag该氯原子所含的电子数为17，D项错。

　有关微粒数目比较的思维方法

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）含义：

单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，标准状况下，Vm约为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应用

（1）阿伏加德罗定律：

同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子（或气体的物质的量相同）。

（2）阿伏加德罗定律的推论（可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出）

相同条件

结论

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

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

T、p相同

＝

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

深度思考

1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）在标准状况下，1molO2与1molSO3的体积相同（　　）

（2）在标准状况下，1mol气体的体积约是22.4L，在非标准状况下，1mol气体的体积则一定不是22.4L（　　）

（3）22.4L气体在标准状况下是1mol，在非标准状况下一定不是1mol（　　）

（4）在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，原子个数也相同（　　）

（5）在相同条件下，相同物质的量的C2H4和C3H6，所含分子个数相同，原子个数也相同（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×

2．若把1题（5）中的相同“物质的量”改成相同“质量”，是“分子”个数相同还是“原子”个数相同？

答案　原子个数相同。

3．由阿伏加德罗常数（NA）和一个水分子的质量（m水）、一个水分子的体积（V水）不能确定的物理量是________。

①1摩尔水的质量　②1摩尔水蒸气的质量　③1摩尔水蒸气的体积

答案　③

解析　①、②中，1摩尔水或水蒸气的质量都为m水NA；③中，水蒸气分子间间距比分子直径大的多，仅由题给条件不能确定1摩尔水蒸气的体积。

题组一　以“物质的量”为中心的计算

1．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（　　）

A.B.

C.D.

答案　D

解析　解法一　公式法：

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L。

2．（2014·宿迁期末）某气体的摩尔质量为Mg·mol－1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为VL的该气体所含有的分子数为X。

则表示的是（　　）

A．VL该气体的质量（以g为单位）

B．1L该气体的质量（以g为单位）

C．1mol该气体的体积（以L为单位）

D．1L该气体中所含的分子数

答案　B

解析　X除以NA为该气体的物质的量；然后乘以M表示其质量；最后除以V为1L该气体的质量。

题组二　阿伏加德罗定律及推论的应用

3．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）

甲<乙

B．若M（甲）>M（乙），则气体摩尔体积：

甲<乙

C．若M（甲）

甲>乙

D．若M（甲）>M（乙），则气体的体积：

甲<乙

答案　C

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）

甲>乙，A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：

甲>乙，B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正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，D错误。

4．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）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________________。

（3）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__________________。

答案　

（1）mol　6dg·mol－1　

（2）22.4ρg·mol－1

（3）17a%＋44b%＋18c%

　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＝ρ×22.4（g·mol－1）。

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）。

考点三　突破阿伏加德罗常数应用的“六个”陷阱

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，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA（　　）

（2）常温下11.2L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA（　　）

（3）标准状况下，22.4L己烷中含共价键数目为19NA（　　）

（4）常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA（　　）

（2012·新课标全国卷，9D）

（5）标准状况下，2.24LHF含有的HF分子数为0.1NA（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×