高考化学大一轮复习讲义第一讲物质的量气体摩尔体积.docx
《高考化学大一轮复习讲义第一讲物质的量气体摩尔体积.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学大一轮复习讲义第一讲物质的量气体摩尔体积.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学大一轮复习讲义第一讲物质的量气体摩尔体积
第一讲物质的量气体摩尔体积
1、掌握物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数等概念。
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。
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。
一、物质的量
（1）物质的量是七个基本物理量之一，其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。
符号为：
n，单位为：
摩尔（mol），简称摩。
〖说明〗物质的量是用来描述微观粒子，如分子、原子、离子、电子、质子、中子等。
使用方法：
mol后应注明微粒符号，例如2molH2O、3molNACl、1.5molH＋、8molC—H键等，不能用1mol氢等表示。
（2）物质的量的基准—阿伏加德罗常数（NA）：
以0.012kg12C所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物质的量的基准。
阿伏加德罗常数可以表示为NA，其近似值为6.02×1023mol-1。
即1mol任何物质含有阿伏伽德罗常数各粒子（NA），约为6.02×1023个。
其数值约为6.02×1023，单位为mol－1。
公式：
NA＝
【典型例题1】下列关于物质的量的叙述中，错误的是（）
A．1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B．0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子
C．1mol水中含有2mol氢和1mol氧
D．1molNe含有6.02×1024个电子
【答案】AC
【解析】因为有些物质是由分子组成（例如水、硫酸等），有些物质是由离子组成（例如NACl、Ca（OH）2等），还有些物质是由原子直接构成的（例如金刚石等），所以A的叙述是错误的。
碳是由原子构成的，根据规定，0.012kg12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，其近似值为6.02×1023mol－1，所以B的叙述是对的。
根据规定，“使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称”。
C中表示水的组成时，却用名称表示，所以也是不正确的。
氖原子核外有10个电子，则1molNe也应含有10×6.02×1023个电子，所以D的叙述是正确的。
【点评】此题重点考察了物质的量以及阿伏伽德罗常数的概念。
用物质的量描述的时候要注意描述的对象为何种粒子。
题目中涉及物质结构关系的时候要具体分析，如原子中含有的电子数目。
【迁移训练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．1molH2O分子中含有10mol电子
D．一个NO分子的质量是ag，一个NO2分子的质量bg，氧原子的摩尔质量是（b－a）g•mol－1
【答案】C
【解析】
试题分析∶A、摩尔只是物质的量的单位，故错误;B、阿伏加德罗常数的规定是∶0012kg12C中所含碳原子的数目，数值上约为6.02×1023，故错误;C、H在周期表中位置1，O为8，根据质子数等于核电荷数，1mol水含有10mol电子，故正确;D、一个氧原子的质量为（b-a）g，无法求出氧原子的摩尔质量，故错误。
考点：
考查摩尔、阿伏加德罗常数、微粒数等知识。
二、摩尔质量（M）
摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，符号：
M，单位是g/mol。
如果g/mol作为单位，其数字上等于相对原子（分子）质量或式量。
物质的量、物质的质量和摩尔质量间的关系为：
M=
〖注意〗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。
【典型例题2】下列关于摩尔质量的说法正确的是（）
A．水的摩尔质量是18g
B．2mol水的摩尔质量是1mol水摩尔质量的2倍
C．任何物质的摩尔质量都等于它的相对分子质量或相对原子质量
D．水的摩尔质量是氢气摩尔质量的9倍
【答案】D
【解析】A、摩尔质量的单位是g·mol-1，错误；B、摩尔质量的数值取决于物质的种类，而与物质的多少无关，错误；C、物质的摩尔质量以g·mol-1单位，数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量，错误；D、水的摩尔质量为18g·mol－1，H2的为2g·mol－1，正确。
【点评】正确理解概念及其关系，是正确描述概念的前提。
准确把握概念的内涵和外延，是解答问题的关键。
【迁移训练2】下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是（）
A．0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子
B．1molH2O中含有2mol氢和1mol氧
C．氢氧化钠的摩尔质量是40g
D．2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍
【答案】A
【解析】
试题分析∶A、阿伏加德罗常数的规定是∶0012kg12C中所含碳原子的数目，数值上约为602x1023，故正确;B、应指明是氢原子和氧原子，故错误;C、摩尔质量的单位是g/mol，故错误;D、摩尔质量是单位物质的量的物质所占的质量，在数值上等于相对分子质量或相对原子质量，故错误。
考点：
考查阿伏加德罗常数、物质的量的表示、摩尔质量等知识。
三、气体的摩尔体积
（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）定义：
单位物质的量的气体所占的体积，叫做气体摩尔体积。
表示符号：
Vm
单位：
L/mol（或L·mol-1）
标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L/mol
数学表达式：
气体的摩尔体积＝
，即Vm=
（3）使用Vm＝22.4L·mol－1时，一定注意以下几个方面：
①一个条件：
标准状况下。
②一个对象：
只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。
③两个数据：
“1mol”、约“22.4L”。
④当1mol气体的体积是22.4L时，不一定是标准状况下；非标准状况下，1mol气体的体积也可能是22.4L。
④在做有关气体摩尔体积的题时，一定要注意单位：
摩尔体积的单位为L·mol－1，不要写成L；气体体积的单位为L，不要写成L·mol－1。
【典型例题3】【2020广东理综化学】设NA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是（）
A．23gNA与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
B．1molCu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子
C．标准状况下，22.4LN2和H2混合气中含NA个原子
D．3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子
【答案】D
【解析】23gNA完全反应时转移电子为1mol，生成H为0.5mol，个数为05NA个，A错;Cu和足量热浓硫酸反应生成的是SO2，不是SO3，B错;标准状况下，22.4LN2和H2混合气的物质的量为1mol，含有的分子数目是个，由于N2和H2都是双原子分子，故原子的物质的量为2mol，个数为2NA个，C错;Fe3O4看成Fe2O3.FeO，3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子，D对。
【点评】计算氧化还原反应中的转移电子数目时一定要抓住氧化剂或还原剂的化合价的改变以及物质的量，还原剂失去的电子数或氧化剂得到的电子数就是反应过程中转移的电子数；在计算一个反应消耗或生成物质的物质的量时一定要知道反应能否完全进行，反应物是否会全部反应等，只有根据具体情况才能判断；在进行混合物的有关计算是分析一下混合物有什么规律，如相对分子质量相同，最简式相同、所带电荷数相同、含有的原子数相同等，找出规律进行解答。
【迁移应用3】下列说法正确的是（NA为阿伏加德罗常数的值）（）
A．常温常压下，22.4LCO2中含有NA个CO2分子
B．标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子
C．22.4LCl2中含有NA个Cl2分子
D．标准状况下，1.12LO2和1.12LCO2均含0.1NA个氧原子
【答案】D
考点一：
阿佛加德罗常数
阿佛加德罗常数（用NA表示）涉及的知识面广，灵活性强，是高考的热点之一，主要以选择题的形式（选择正确的或错误的）进行考查。
分析近几年的高考试题，高考中常用阿伏加德罗常数（NA）为载体以选择题的形式考查物质的结构和性质，常见的考查角度有：
1．考查物质的结构
第1节 物质的量 气体摩尔体积第一单元 化学计量在实验中的应用一定质量或物质的量的物质中所含分子数、原子数、离子数、电子数、质子数、化学键数等。
注意一些特殊的物质，如D2O（注意中子数、质量数）、He（注意单原子分子）、NA2O2（注意阴离子个数）等。
2．考查氧化还原反应
一定量的物质在化学反应中得失电子数，如NA与H2O、Cl2与NAOH溶液反应等。
注意反应物量的关系，如1molFe2＋与足量的H2O2溶液反应，只能转移NA个电子。
3．考查电离、水解
考查电解质溶液中粒子数目或浓度时常设计弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。
4．考查气体摩尔体积
考查气体摩尔体积时，常给出：
（1）标准状况下非气态的物质，如H2O、CCl4、乙醇等；
（2）非标准状况，如常温常压下等。
5．考查化学反应方程式的计算
常结合过量问题、化学平衡、原子守恒等进行考查，如1molN2与3molH2，不能生成2NA个NH3。
【典型例题4】【百强校·2020届沙市长郡中学上学期第四次月考】用NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列叙述正确的是（）
A．在标况下，22.4LSO3和22.4LC2H4原子个数比为2:
3
B．将78gNA2O2与过量CO2反应CO2转移的电子数为2NA
C．含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量铜充分反应，生成SO2分子的数目少于0.1NA
D．电解精炼铜时，若阳极质量减少32g，则阴极转移的电子的数目为NA
【答案】C
【解析】
试题分析∶A.在标况下SO3是固体，不能使用气体摩尔体积，错误;B.78gNAO的物质的量是1mol，将78gNA2O2与过量CO2反应，NA2O2既作氧化剂，又作还原剂，因此NA2O2转移的电子数为NA，错误;C.只有浓硫酸可以与铜发生反应，稀硫酸不能反应，因此含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量铜充分反应，反应的硫酸的物质的量小于0.2mol，因此生成SO2分子的数目少于0.1NA，正确;D.电解精炼铜时，粗铜作阳极，由于发生的物质有铜、活动性比铜强的杂质，活动性比铜弱的杂质形成阳极泥，故若阳极质量减少32g，则反应的铜的物质的量小于0.5mol，因此阴极转移的电子的数目不一定为NA，错误。
【考点定位】考查阿伏加德罗常数的计算的知识。
【点评】阿伏加德罗常数的计算贯穿于整个高中化学阶段，它是单位物质的量的物质所具有的该物质的基本微粒数目，通常与物质的质量、物质的体积及物质的量结合一起考查。
要掌握有关物质的量的计算公式，
、
、
、
。
、
、适用于任何状态的物质，
适用于气态物质，可以是纯净物，也可以是混合物，但如果掌握不准物质的存在状态，或气体的体积与气体摩尔体积不相适应，也会导致计算错误；
适用于溶液中溶质的物质的量及浓度的计算，溶液的体积与溶剂的体积是不同的概念。
要掌握各个符号表示的含义，同时结合物质的结构、反应原理，进行直接的或有关化学反应方程式的计算。
【迁移训练4】【2020四川理综化学】设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）
A．2.0gH218O与D2O的混合物中所含中子数为NA
B．常温常压下，4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NA
C．标准状况下，5.6LCO2与足量NA2O2反应转移的电子数为0.5NA
D．50ml12mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA
【答案】A
【解析】A、H218O与D2O的相对分子质量均为20，且所含有中子数均为10个，A正确；B、4.4g乙醛为0.1mol，每个乙醛分子6个σ键，应为0.6NA，B错误；C、应为0.25NA，C错误；D、浓盐酸反应变稀且具有挥发性，实际反应的盐酸小于0.6mol，故转移的电子数小于0.3NA，D错误。
选A。
考点二：
阿伏伽德罗定律
1、阿伏加德罗定律：
在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。
同温、同压、同体积、同分子数，这“四同”相互制约，只要其中“三同”成立，第“四同”也成立，即“三同”定“一同”。
即：
T1=T2；P1=P2；V1=V2
n1=n2
2、阿伏加德罗定律的推论：
原理：
同T、P下，
=
=
①
n=
=
=
②
气体状态方程PV=nRT③
（1）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相对分子质量之比
=
（2）二反比：
同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反比
=
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的反比
=
。
（3）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相对分子质量之比，也等于它们的密度之比。
=
=
（注：
以上用到的符号：
ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为温度；上述定律及其推论仅适用于气体，不适用于固体或液体。
）
3、求混合气体的平均摩尔质量
（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）。
【典型例题5】【内蒙古巴彦淖尔一中2020届9月月考】标准状况下，mgA气体和ngB气体的分子数相同。
下列说法不正确的是（）
A．同体积气体A和气体B的质量比为m∶n
B．25℃时，1kg气体A和1kg气体B的分子数之比为n∶m
C．同温同压下，气体A和气体B的密度之比为n∶m
D．标准状况下，等质量的气体A和气体B的体积之比为n∶m
【答案】C
【考点定位】本题主要是查阿伏加德罗定律以及推论的有关判断
【点评】阿伏加德罗定律适用于任何气体（包括混合气体），阿伏伽德罗定律及推论的复习不在于死记硬背，要熟记相关化学计量的定义式，并结合相互关系进行推导，灵活运用。
【迁移训练5】下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是（）
A．同质量的C2H4和COB．同体积、同密度的C2H4和C3H6
C．同温度、同体积的H2和N2D．同压强、同体积的N2O和CO2
【答案】B
【解析】
试题分析：
A选项，由N=nNA=
NA知，两种气体的质量相同，摩尔质量相同，所以所含分子数相同，但分子中原子个数不相同，故所含原子数不相等。
B选项，同体积同密度的C2H4和C3H6，两种气体的质量相同，由N=nNA=
NA知，所含原子数相同，故正确。
C选项，压强为确定，故，无法确定。
D选项，气体体积受温度压强的影响，因为温度未知，所以同压同体积的N2O和CO2，两种气体的物质的量不一定相等，所含分子数不一定相等，导致所含原子数不一定相等，故错误。
考点：
阿伏加德罗定律及推论
【迁移训练6】由CO、H2和O2组成的混合气体60mL，在一定条件下恰好完全反应，测得生成物在101kPa、120℃下对空气的相对密度为1.293，则原混合气体中H2所占的体积分数为（）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
考点：
阿伏伽德罗定律及推论的具体应用
考点三：
以物质的量为中心的转化关系
熟练掌握下列恒等式：
n=
=
=
=
=c×V（aq）=
。
式中n为物质的量，单位为mol；m为物质的质量，单位为g；M为摩尔质量，单位为g/mol；V（g）为标准状况下气体体积，单位为L；Vm为标准状况下气体摩尔体积，单位为L/mol；N为粒子个数；NA为阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1；Q为物质的反应热，单位为J或kJ；ΔH为摩尔反应热，单位为kJ/mol；c为物质的量浓度，单位为mol/L；V（aq）为溶液体积，单位为L；x为饱和溶液的质量，单位为g；S为溶解度，单位为g。
【典型例题7】【江西临川一中2020届上期中】NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（）
A．常温常压下，1molNAHCO3与足量稀硫酸反应，生成气体的体积大于22.4L
B．1molNABH4与足量水反应（NABH4+H2O→NABO2+H2↑，未配平）时转移的电子数为8NA
C．30gSiO2所含分子数为0.5NA
D．0.06molNA投入100mL0.5mol/L盐酸溶液中，产生气体的质量为0.05g
【答案】A
【考点定位】考查物质的量的计算，阿伏伽德罗常数及有关计算。
【点评】本题主要是通过物质的量的有关计算，综合考查学生的基本计算能力和分析问题的能力。
该类题的特点是以微粒数目的计算为依托，考查物质的结构、元素化合物、氧化还原反应、电解质溶液等知识。
顺利解答该类题目的关键是：
一方面要仔细审题，注意关键字词，熟悉常见的“陷阱”；另一方面是要把各种量转化为物质的量，以此为中心进行计算。
对于氧化还原反应，要明确解题的思路：
找变价、判类型、分升降、定其他。
其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况，而对于物质的组成，我们要熟知物质的微粒构成，例如SiO2是原子晶体、CO2是分子晶体、NACl是离子晶体，这些都需要我们在复习过程中给予足够的重视。
【迁移训练8】向100 mL水中投入K和Al共15 g，充分反应后，剩余金属为1.8 g
（1）计算放出H2多少升（标准状况下）
（2）过滤出未反应的金属，向滤液中逐滴加入4 mol/L 的 H2SO4 溶液，生成沉淀的最大值是多少，此时消耗 H2SO4 溶液的体积是多少？
（3）生成沉淀后，再加入 H2SO4 溶液，使沉淀刚好完全溶解，此时消耗 H2SO4 溶液的体积是多少？
【答案】
（1） V（H2）=8.96L
（2）15.6g. V（H2SO4）=25ml（3）100ml。
【解析】
考点：
考查铝、钾两元素的单质及化合物性质的知识。
升级会员 