新课标高考化学总复习讲义第1章 第2节物质的量 气体摩尔体积含答案解析.docx
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新课标高考化学总复习讲义第1章第2节物质的量气体摩尔体积含答案解析
第二节 物质的量 气体摩尔体积
[考纲定位] 1.了解物质的量的单位—摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。
2.根据物质的量与粒子(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
3.掌握利用化学方程式或离子方程式的计算。
知识点一 物质的量的单位——摩尔
1.物质的量
(1)基本概念
(2)物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系:
n=
。
2.摩尔质量
(1)概念:
单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)符号:
M,单位为g/mol或g·mol-1。
(3)物质的量与质量、摩尔质量之间的关系:
n=
。
(4)物质的摩尔质量以g/mol为单位在数值上等于该物质相对分子(或原子)质量,如O2的相对分子质量为32,其摩尔质量为32g/mol。
巩固练习:
1.下列说法是否正确(用“√”或“×”填写)。
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水摩尔质量的2倍
E.CO2的摩尔质量在数值上等于CO2的相对分子质量
F.阿伏加德罗常数是一常数没有单位
答案:
A.√ B.× C.× D.× E.× F.×
2.49g硫酸的物质的量为,硫酸分子数为,含有的氧原子数为。
答案:
0.5mol 3.01×1023 1.204×1024
知识点二 气体摩尔体积
1.气体体积的影响因素有粒子数目、粒子间距。
2.气体摩尔体积的含义
3.阿伏加德罗定律
(1)内容:
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
(2)使用范围:
任何气体,包括混合气体。
小规律:
3种求气体摩尔质量的方法
巩固练习:
3.下列说法是否正确(用“√”或“×”填写)。
(1)标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L
(2)0.5molH2所占体积为11.2L
(3)标准状况下,1molH2O的体积为22.4L
(4)标准状况下,28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L
(5)气体的摩尔体积为22.4L/mol时的状况一定为标准状况
(6)在同温同压下,体积相同的任何气体或混合气的物质的量相同
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
4.在标准状况下,3.01×1022个O2分子所占有的体积为,物质的量为。
答案:
1.12L 0.05mol
考点一[003] 与阿伏加德罗常数(NA)有关的计算与判断
考题引领
下列说法是否正确?
(用“√”或“×”)
1.(2013·江苏高考)常温常压下,14g由N2和CO组成的混合气体含有的原子数目为NA
2.(2012·江苏高考)常温常压下,18gH2O中含有的原子总数为3NA
3.(2011·新课标全国卷)1.00molNaCl中含6.02×1023个分子
4.(2011·广东高考)常温下,23gNO2含有NA个氧原子
答案:
1.√ 2.√
3.× NaCl是离子化合物,不存在分子
4.√
一、考查“温度、压强”的影响
1.在标准状况下非气态物质:
如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等,体积为22.4L时,其分子数不等于NA。
2.物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受温度、压强的影响。
3.在常温常压,22.4L气体的分子数小于NA。
二、考查物质的组成
1.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、H37Cl、—OH等。
2.物质中所含化学键的数目:
如H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
3.最简式相同的物质中的微粒数目:
如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等,他们质量相同时含原子总数相同。
4.摩尔质量相同的物质中的微粒数目:
如N2、CO、C2H4等,他们质量相同时,所含分子数相同。
三、考查电子转移、数目
电子转移(得失)数目问题的分析,如Na2O2、NO2与H2O反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;Cl2与NaOH、Fe反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
四、考查弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。
如1L0.1mol·L-1的乙酸溶液和1L0.1mol·L-1的乙酸钠溶液中CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA。
五、考查一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气常温常压下即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,合成氨反应等属于可逆反应。
Cl2与H2O反应为可逆反应。
——————[1个示范例]——————
(2013·广东高考)设nA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.常温常压下,8gO2含有4nA个电子
B.1L0.1mol·L-1的氨水中有nA个NH
C.标准状况下,22.4L盐酸含有nA个HCl分子
D.1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去2nA个电子
解析:
运用物质的组成、原子结构、电解质电离及氧化还原反应等概念分析。
A项,8gO2中的电子数为
×16×nA=4nA;B项,NH3·H2O为弱电解质,不完全电离,1L0.1mol·L-1氨水中NH
数少于0.1nA;C项,盐酸为混合物,HCl完全电离,没有HCl分子,且标准状况下盐酸为液体;D项,1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去nA个电子。
答案:
A
——————[2个预测练]——————
考向预测 阿伏加德罗常数考查
1.(2013·江苏高考)设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A.1L1mol·L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目为NA
B.78g苯含有C=C双键的数目为3NA
C.常温常压下,14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA
D.标准状况下,6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA
解析:
NaClO溶液中ClO-发生水解,因此1L1mol·L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目小于NA,A错。
苯分子中的碳碳键是介于C—C键和C=C键之间的一类特殊的化学键,不存在碳碳双键,B错。
N2和CO都是双原子分子,其摩尔质量均为28g·mol-1,14g混合气体的物质的量为0.5mol,含有的原子数目为NA,C对。
NO2与H2O发生的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO,6.72LNO2为0.3mol,与水发生反应时转移0.2mol(即0.2NA)电子,D错。
答案:
C
2.(2012·海南高考)NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是
A.在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2,充分反应可得到NH3分子数为NA
B.一定条件下,2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA
C.1.0L的0.1mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA
D.标准状况下,22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
解析:
A选项反应为可逆反应,不能完全转化为产物;B项反应后不论生成氧化钠还是过氧化钠,都会失去0.1mol电子,正确;C选项中S2-离子存在水解;D中CCl4为液态。
答案:
B
考点二[004] 阿伏加德罗定律及物质的量的应用
考题引领
下列说法是否正确?
(用“√”或“×”)
1.(2012·福建高考)0.5molO3与11.2LO2所含的分子数一定相等
2.(2012·广东高考)常温常压下,22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子
3.(2012·山东高考)电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况),理论上转移NA个电子
4.(2012·江苏高考)常温常压下,2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
5.(2011·新课标全国卷)电解58.5g熔融的NaCl,能产生22.4L氯气(标准状况)、23.0g金属钠
答案:
1.× 未指明O2所处的状态
2.× 常温常压下22.4LNO2、CO2总分子数小于1mol,氧原子数小于2NA
3.× 转移电子2NA
4.× 常温常压下,2.24LCO和CO2混合气体的物质的量小于0.1mol
5.× 2NaCl
2Na+ Cl2↑
117g 46g 22.4L
58.5g m(Na) V(Cl2)
m(Na)=
=23g
V(Cl2)=
=11.2L
一、阿伏加德罗定律:
在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
即:
N1=N2⇒n1=n2
二、阿伏加德罗定律的推论
相同条件
推论
公式
语言叙述
T、p相同
=
同温同压下,气体的体积比等于其物质的量之比
T、p相同
=
同温同压下,气体的密度比等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强比等于物质的量之比
三、化学方程式中化学计量数的意义
化学计量数之比=反应中各物质的粒子数之比=反应中各物质的物质的量之比=反应中各气体的体积之比(同温同压)
四、根据化学方程式计算的基本步骤及注意问题
1.根据化学方程式计算的基本步骤
(1)根据题意写出配平的化学方程式。
(2)找出方程式中已知物和未知物的物质的量(有时可用质量、体积等表示)分别写在化学方程式中有关的化学式下面。
(3)把已知量和待求的量[用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数x、y等表示]分别写在化学方程式中有关化学式的下面。
(4)将有关的量列出比例式,求出待求的量。
2.根据化学方程式计算需注意的问题
(1)化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系,所以不纯物质的质量只有换算成纯净物质的质量,才能按化学方程式列出比例式进行计算。
(2)单位问题
一般说来在一个题目里如果都用统一的单位,不会出现错误,但如果题内所给的两个量不一致,这时只要做到两个量及其单位“上下一致,左右相当”即可。
——————[1个示范例]——————
在常压和500℃条件下,等物质的量的Ag2O、Fe(OH)3、NH4HCO3、NaHCO3完全分解,所得气体体积依次是V1、V2、V3、V4。
体积大小顺序正确的是
A.V3>V2>V4>V1 B.V3>V4>V2>V1
C.V3>V2>V1>V4 D.V2>V3>V1>V4
【解析】 500℃时,水为气态。
当物质的量均为1mol时,
由2Ag2O
4Ag+O2↑ 2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O↑
2 1 2 3
1mol
mol 1mol
mol
NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O↑
1 1_______1_______
1mol 3mol
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O↑
2 1_______
1mol 1mol
相同条件时,气体的体积与物质的量成正比,故V3>V2>V4>V1。
【答案】 A
——————[2个预测练]——————
考向预测1 阿伏加德罗定律推论
3.下列条件下,两种气体分子数一定不相等的是
A.相同质量、不同密度的N2O和CO2
B.相同体积、相同密度的CO和C2H4
C.相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3
D.相同压强、相同质量的NO2和N2O4
【解析】 A项中N2O和CO2的相对分子质量均为44,故质量相同时,分子数一定相等;B项中CO和C2H4相对分子质量均为28,体积相同、密度相同,则质量相等,故分子数相等;C项为同温、同压、同体积,则气体所含分子数一定相同。
【答案】 D
考向预测2 化学方程式有关的计算
4.(2013上海)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠多少克?
【答案】 18.9g
【解析】 H2SO4+Na2SO3===Na2SO4+SO2↑+H2O
126g 22.4L
m 3.36L
m=18.9g。
气体体积测量的常见装置及原理
一、气体体积的测定原理
既可通过测量气体排出的液体体积来确定气体的体积(二者体积值相等),也可直接测量收集的气体体积。
二、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。
装置D:
用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积数。
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。
装置E:
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。
为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数w(Zn)和镀层厚度,查询得知锌易溶于强碱:
Zn+2NaOH===Na2ZnO2+H2↑。
据此,截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样,剪碎、称得质量为m1g。
用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行相关实验。
通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。
(1)选用B和________(填仪器标号)两个装置进行实验。
(2)测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状况),w(Zn)=________。
(3)计算镀层厚度,还需检索的一个物理量是________。
(4)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案:
(1)D
(2)
(或
等其他合理答案)
(3)镀层的密度(或其他合理答案) (4)偏大
解析:
(1)由于实验二的目的是通过测气体体积来计算Zn的质量分数,则选择的仪器必有计量仪器,只有D中有计量仪器,所以D装置可用于测量生成H2的体积。
(2)由方程式Zn+2NaOH===Na2ZnO2+H2↑,结合已知数据可计算Zn的质量分数。
Zn+2NaOH===Na2ZnO2+H2↑
1mol 22.4L
x VL
x=
=
mol
即m(Zn)=
mol×65g·mol-1=
g
w(Zn)=
=
(3)计算镀层厚度,即镀层体积,可结合密度计算。
(5)恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方,故排气时收集少了,所以用普通漏斗时收集的H2多一些,则计算出的Zn的量偏多。
1.(必修1P17T3)瓦斯中甲烷与氧气的质量比为1:
4时极易爆炸,此时甲烷与氧气的体积比为
A.1:
4 B.1:
2C.1:
1 D.2:
1
答案:
B
解析:
n(CH4):
n(O2)=
:
=1:
2。
2.(必修1P20T4、T6改编)下列说法中正确的是
A.5.6LN2(标准状况)和11gCO2中含有的分子数相同
B.9gH2O和0.5molBr2中含的原子数相同
C.22.4LO2中一定含有NA个O2
D.在常温常压下20mLNH3与60mLO2所含的原子个数比为1:
3
答案:
A
解析:
A项,
=
=
,正确;B项,9gH2O中含原子数为
×3NA,0.5molBr2中含原子数为0.5×2NA,错误;
C项,22.4LO2不一定为1mol,错误;D项,20mLNH3与60mLO2的物质的量比为1:
3,含有的原子个数比为1×4:
3×2=2:
3。
3.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.同温、同压下,相同体积的氯气和氩气所含的原子数相等
B.常温下,pH=2的醋酸溶液中所含有的H+数为0.01NA
C.标准状况下,11.2L以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为NA
D.用0.50L8mol·L-1浓盐酸与87g二氧化锰共热制取氯气转移电子数为2NA
答案:
C
解析:
同温、同压、同体积的气体所含分子数相同,氯气为双原子分子,而氩气是单原子分子,故原子数不同,A项错误。
常温下,pH=2的醋酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,B项中没有提供醋酸溶液的体积,所以无法计算H+的数目,B项错误。
C项中11.2L标准状况下的混合气体的分子数为0.5NA,其中氮气和氧气都是双原子分子,故原子数为NA,C项正确。
D项中,随着反应的进行,盐酸的浓度降低,稀盐酸不能与二氧化锰反应,故转移的电子数小于理论值(2NA),D项错误。
4.设NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A.标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
B.常温常压下,18gH2O中含有的原子总数为3NA
C.标准状况下,11.2LCH3CH2OH中含有的分子数目为0.5NA
D.常温常压下,2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
答案:
B
解析:
A项中,0.1mol氯气溶于水,仅有少量Cl2与水反应,转移的电子数远小于0.1NA,故A错。
B项中n(H2O)=
=1mol,含有3mol原子,正确。
C项中,在标准状况下,CH3CH2OH为液态,故C错。
D项中,常温常压下2.24LCO和CO2的混合气体的物质的量不等于0.1mol,故D错。
5.(2014·北京西城区高三期末)下列说法正确的是
A.等质量的乙烯和丙烯中,所含碳原子数之比为2:
3
B.等体积、等浓度的NH4Cl溶液和稀氨水中,所含NH
的数目相等
C.等物质的量的Cl2分别与足量的Fe和Cu反应,转移的电子数相等
D.等物质的量的过氧化钡(BaO2)和Ba(OH)2固体中,阴阳离子个数之比均为2:
1
解析:
乙烯和丙烯的最简式均为CH2,等质量的两物质中含有的碳原子数相同,A错。
NH4Cl是强电解质而NH3·H2O是弱电解质,等体积、等浓度的NH4Cl溶液和稀氨水中,前者所含NH
的数目多,B错误。
过氧化钡(BaO2)中,阴阳离子个数之比为1:
1,Ba(OH)2中,阴阳离子个数之比为2:
1,故D错误。
答案:
C
6.下列叙述正确的是
A.气体的摩尔体积为22.4L·mol-1
B.1molO2的质量为32g,它所占的体积是22.4L
C.标准状况下,22.4L水的质量约为18g
D.标准状况下,22.4L的任何气体的物质的量都约是1mol
答案:
D
解析:
在标准状况下气体的摩尔体积为22.4L·mol-1,A项没有指出所处的状况,A项错误;1molO2的质量为32g,B项未指明是在标准状况下,故它所占的体积不一定是22.4L,B项错误;气体摩尔体积仅适用于气体,水在标准状况下不是气体,C项错误。