6 课题3 物质的量 气体摩尔体积.docx

1、6 课题3 物质的量 气体摩尔体积课题3物质的量气体摩尔体积学习任务1物质的量、气体摩尔体积一、物质的量1物质的量物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，符号为n。物质的量的单位为摩尔，简称摩，符号为mol。2物质的量的规范表示 数值单位指定微粒符号或微粒名称3阿伏加德罗常数规定：以0.012 kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，符号为NA，其数值约为6.021023，单位为mol1。公式：NA。4概念间的关系二、摩尔质量1概念：摩尔质量指单位物质的量的物质所具有的质量，其符号为M，单位为gmol1(或g/mol)。2数值：以gmol1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于

2、该粒子的相对分子(原子)质量。3关系：摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系为n。三、气体摩尔体积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。3基本关系式：n。4影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。四、阿伏加德罗定律及其推论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相同条件推论公式语言叙述T、p相

3、同同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比T、V相同同温、同体积下，气体的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(1)对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比。(2)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”。(3)应用阿伏加德罗定律及其推论要熟记相关化学计量的定义式，并结合相互关系进行推导（可通过pVnRT及n、导出）。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2017高考海南卷)1 mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA。 ()(2)2.0

4、g HO与D2O的混合物中所含中子数为NA。 ()(3)23 g Na 与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子。 ()(4)2 g氦气所含的原子数目约为0.56.021023。 ()(5)标准状况下，H2和N2的气体摩尔体积均为22.4 L。 ()(6)1 mol任何物质都约含有6.021023个分子。 ()(7)标准状况下，1 mol O2与1 mol SO3的体积相同。 ()(8)标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，非标准状况下，1 mol气体的体积则一定不是22.4 L。 ()(9)标准状况下，O2和O3中氧原子的摩尔质量均为16 gmol1。 ()(10)常温常压下，

5、14 g N2与7 g乙烯(C2H4)所含原子数相同。 ()(11)22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl所含的分子数相同。 ()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2填空题。(1)含6.021023个中子的 Li的质量是_g。(2)4 g D2和20 g18O2的单质化合时最多能生成_g DO。(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子，则Na2X的摩尔质量是_，X的相对原子质量是_。解析：(1)根据n计算中子的物质的量，Li的中子数为734，进而计算Li的物质的量，再根据mnM计算其质量。(2)根据不足量的物质计算生成DO的质

6、量；18O2过量。(3)1 mol Na2X中含有2 mol钠离子，0.2 mol Na2X中含有0.4 mol钠离子，则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)62 gmol1；X的相对原子质量为6222316。答案：(1)1.75(2)22(3)62 gmol116(1)物质的量只能衡量微观粒子，使用时必须指明具体粒子的种类或化学式。(2)摩尔质量与相对原子(分子)质量是两个不同的概念，当摩尔质量以gmol1为单位时，二者在数值上相等。(3)气体摩尔体积使用的对象是气体；标准状况是0 、1.01105 Pa，不是常温、常压。(4)标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 Lmol1，非标准状况下，气

7、体摩尔体积不一定是22.4 Lmol1。 宏观物理量(质量、体积)与微观粒子数的换算宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知1(双选)已知标准状况下：6.72 L NH3；1.2041023个H2S分子；5.6 g CH4；0.5 mol HCl。下列关系正确的是 ()A体积大小：B原子数目：C密度大小：D质量大小：解析：选AB。标准状况下，6.72 L NH3的物质的量为0.3 mol；1.2041023个H2S分子的物质的量为0.2 mol；5.6 g CH4的物质的量为0.35 mol；HCl的物质的量为0.5 mol。由上述计算可知物质的量大小为，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之

8、比，故体积大小为，A项正确。标准状况下6.72 L NH3所含原子的物质的量为0.3 mol41.2 mol；1.2041023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol30.6 mol；5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35 mol51.75 mol；0.5 mol HCl所含原子的物质的量为0.5 mol21 mol；原子数目之比等于原子的物质的量之比，故原子数目为，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，NH3的相对分子质量为17；H2S的相对分子质量为34；CH4的相对分子质量为16；HCl的相对分子质量为36.5；故密度大小为，C项错误。NH3的质量为1

9、7 gmol10.3 mol5.1 g；H2S的质量为34 gmol10.2 mol6.8 g；CH4的质量为5.6 g；HCl的质量为36.5 gmol10.5 mol18.25 g；故质量大小为，D项错误。2(教材改编题)某氯原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，用NA表示阿伏加德罗常数的值。(1)该氯原子的相对原子质量为_；(2)m g该氯原子的物质的量为_；(3)该氯原子的摩尔质量是_；(4)n g该氯原子所含的电子数为_。答案：(1)(2) mol(3)aNA gmol1(4)(答案合理即可)318 g CO和CO2的混合气体，完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况

10、)。(1)原混合气体中CO的质量是_g。(2)原混合气体中CO2在标准状况下的体积是_L。(3)原混合气体在标准状况下的密度是_gL1。(4)原混合气体的平均摩尔质量是_gmol1。解析：由CO燃烧发生反应2COO22CO2可知，CO的体积与生成CO2的体积相等，又因为燃烧后CO2的总体积为 11.2 L，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为 11.2 L，即标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol。设CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，则，解得x0.25，y0.25。(1)原混合气体中CO的质量为28 gmol10.25 mol7

11、g。(2)原混合气体中CO2在标准状况下的体积为0.25 mol22.4 Lmol15.6 L。(3)原混合气体在标准状况下的密度为1.61 gL1。(4)解法一：M22.4 Lmol122.4 Lmol136 gmol1；解法二：M36 gmol1；解法三：M28 gmol150%44 gmol150%36 gmol1；故原混合气体的平均摩尔质量为36 gmol1。答案：(1)7(2)5.6(3)1.61(4)36以物质的量(n)为核心的计算的思维模板注：Vm与温度、压强有关，标准状况下Vm22.4 Lmol1。 阿伏加德罗定律及其应用宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知4一定温度和压强下

12、，30 L某种气态纯净物中含有6.021023个分子，这些分子由1.2041024个原子组成，下列有关说法不正确的是 ()A该温度和压强可能是标准状况B标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4 LC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1 mol O2在该条件下的体积也为30 L解析：选A。标准状况下该物质若为气态物质，则其体积约为22.4 L，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，C项正确；根据题意，在此温度和压强条件下，Vm30 Lmol1，D项正确。5(2020保定高三模拟)取五个相同的气球，同温同压下，

13、分别充入CO和以下四种混合气体，吹出体积相等的状态，如图所示。A、B、C、D四个气球内，与CO所含原子数一定相等的是 ()解析：选C。同温、同压、同体积下，气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1 mol，则1 mol CO所含原子的物质的量为2 mol。A项，含有HCl和O3，1 mol该混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol，错误；B项，含有H2和NH3，1 mol 该混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol，错误；C项，含有N2和O2，都为双原子分子，则1 mol 该混合气体含有2 mol原子，正确；D项，含有He和NO2，1 mol该混合气体含有的原子的物质的量可能大于2 mol

14、，可能小于2 mol，也可能等于2 mol，错误。气体相对分子质量的计算宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知6(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 gL1，则气体A的相对分子质量为_，可能是_气体。(2)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为_。(3)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。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)若所得混合气体的密度换算成标准状况下为 gL1，则混合气体的平均摩尔质量为_(用含的代数式

15、表示)。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)。解析：(1)M22.4 gmol12.857 gL122.4 Lmol164 gmol1。(2)M64 gmol1。(3)NH4HCO3(s)NH3(g)CO2(g)H2O(g)。M(混)2d gmol1n(混) mol，M(NH4HCO3)2d3 gmol16d gmol1。M(混)22.4 gmol1。n(NH3)n(CO2)n(H2O)a%b%c%，M gmol1。答案：(1)64SO2(2)64(3) mol6d gmol122.4 g

16、mol117a%44b%18c%求解气体摩尔质量的“五方法”(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()：M22.4(gmol1)。(4)根据同温同压下气体的相对密度(D1/2)：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：MM1a%M2b%M3c%a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 学习任务2突破阿伏加德罗常数的五大陷阱一、抓“两看”，突破气体与状况陷阱一看“气体”是否处在“标准状况”。二看“标准状况”下，物质是否为

17、“气体”如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注：CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF等在标准状况下均不为气体。二、排“干扰”，突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。三、记“组成和结构”，突破陷阱1记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、OH、OH等。2记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。3记摩尔质量相同的物质，如N2、CO、C2H4等。4记物质中所含

18、化学键的数目，如1分子H2O2、CnH2n2中化学键的数目分别为3、3n1。1 mol SiO2中含4 NA个SiO键，1 mol Si中含SiSi键数目为2NA，1 mol P4(白磷)中含PP键数目为6NA。四、理解反应原理，突破“隐含”陷阱1可逆反应不能进行到底，反应物不能全部转化为产物。常见的可逆反应：2NO2 N2O4；Cl2H2O HClHClO；NH3H2O NH3H2O NHOH；2SO2O22SO3；N23H22NH3。2常温下，不能共存的气体间的反应(1)HClNH3=NH4Cl；(2)2NOO2=2NO2；(3)2H2SSO2=3S2H2O。3“隐含”浓度变化(1)在Mn

19、O2与浓盐酸的反应中，随着反应的进行，浓盐酸逐渐变为稀盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(2)在Cu与浓硫酸的反应中，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应。(3)常温下，Fe在浓硝酸、浓硫酸中钝化，反应不具有持续性。4常在难电离、易水解的粒子数目上设题判断电解质溶液中粒子数目时注意“三看”：一看是否有弱电解质的电离；二看是否有弱离子的水解；三看是否指明了溶液的体积。弱电解质在水溶液中部分电离，可水解盐溶液中离子发生微弱水解，都会导致相关粒子数目减少。五、突破氧化还原反应中电子转移的陷阱1同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断，如(1)Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只做氧

20、化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既做氧化剂又做还原剂；(2)Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既做氧化剂又做还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只做氧化剂；(3)NO2和H2O反应，NO2既做氧化剂又做还原剂。2反应物量不同，生成物所表现的化合价不同，如Fe和HNO3反应，Fe不足时生成Fe3，Fe过量时生成Fe2。3氧化剂或还原剂不同，生成物所表现的化合价不同，如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。4注意氧化还原反应的顺序，如向FeI2溶液中通入Cl2，Cl2先氧化I，再氧化Fe2。气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态证据推理与模型认知、宏观辨识

21、与微观探析1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2017高考全国卷，10C)2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子。 ()(2)标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA。 ()(3)2.24 L CO2含有的原子数为0.3NA。 ()(4)常温常压下，11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为 0.5NA。 ()(5)标准状况下，2.24 L氨水含有的NH3分子数为0.1NA。 ()(6)标准状况下，22.4 L SO3含有的SO3分子数为NA。 ()(7)标准状况下，22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子。 ()(

22、8)用惰性电极电解饱和食盐水，若外电路中通过NA个电子，则阴极产生11.2 L气体。 ()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)质量或物质的量与状况证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析2判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)常温常压下，3.2 g O2所含的原子数为0.2NA。 ()(2)标准状况下，18 g H2O所含的氧原子数目为NA。 ()(3)室温下，1 mol CH4含有5NA个原子。 ()(4)常温常压下，1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA。 ()答案：(1)(2)(3)(4)物质的组成与结构证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析3判

23、断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2019高考全国卷，8A)3 g 3He含有的中子数为NA。 ()(2)17 g OH与17 g OH所含电子数均为10NA。 ()(3)30 g SiO2中含有硅氧键数目为NA。 ()(4)32 g甲醇中所含共价键数目为5NA。 ()(5)(2019高考全国卷，8D)48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA。 ()(6)常温常压下，32 g O2和O3的混合气体含有的原子数为2NA。 ()(7)56 g乙烯所含共用电子对数目为12NA。 ()(8)78 g苯含有3NA个碳碳双键。 ()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)

24、(7)(8)反应原理中的“隐含”陷阱证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析4判断正误(正确的打 “”，错误的打“”)。(1)50 mL 12 molL1的盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA。 ()(2)常温下，56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子。 ()(3)一定条件下合成氨反应，用1.5 mol H2和0.5 mol N2充分反应后，可得到NH3分子数为NA。 ()(4)常温下，密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA。 ()解析：(1)随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸，反应停止。(2)常温下，铁遇浓硫酸钝化。(3)合成氨反应

25、为可逆反应，不可能进行到底。(4)隐含NO2与N2O4的转化平衡。答案：(1)(2)(3)(4)电解质溶液中粒子数目的判断证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析5判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)0.1 L 3.0 molL1NH4NO3溶液含有的N原子数目为0.6NA。 ()(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA。 ()(3)0.1 molL1的NaHSO4溶液中，阳离子数目之和为0.2NA。 ()(4)25 时，1.0 L pH13的Ba(OH)2溶液含有的OH数目为0.1NA。 ()(5)1 L 0.1 molL1Na2CO3溶液所

26、含氧原子数目为0.3NA。 ()(6)2 L 0.5 molL1亚硫酸溶液含有的H数为2NA。 ()(7)1 L 0.1 molL1NaHCO3溶液中，H2CO3、HCO和CO的粒子数之和为0.1NA。 ()(8)0.1 mol FeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体，生成0.1NA个胶粒。 ()(9)1 L 0.01 molL1 KAl(SO4)2溶液含有的阳离子数大于0.02NA。 ()解析：(6)H2SO3是弱酸，部分电离，所以H数目小于2NA。(7)根据电解质溶液中物料守恒可知，1 L 0.1 molL1NaHCO3溶液中，HCO、CO和H2CO3的粒子数之和为0.1NA。(8)氢氧化铁

27、胶粒是很多Fe(OH)3的集合体。(9)铝离子水解产生氢离子，阳离子数增多。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)氧化还原反应中电子转移数目的判断证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析6判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2019高考全国卷，8C)1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3转移的电子数为6NA。 ()(2)常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉在点燃条件下充分反应，转移的电子数小于2NA。 ()(3)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA。 ()(4)0.1 mol Zn与含有0.1 mol HCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0

28、.2NA。 ()(5)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA。 ()(6)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1 mol Fe2被氧化时，共转移电子的数目为NA。 ()(7)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA。 ()解析：(2)1 mol Cl2与足量镁反应得到2 mol 电子，常温常压下，22.4 L Cl2的物质的量小于1 mol，则转移电子数小于2NA。(3)当铁粉过量时生成Fe2。(4)盐酸不足，Zn不能完全反应。(5)该反应为Na2O2中1价的氧元素的歧化反应，1 mol Na2O2反应转移1 mol电子。(6)I 的还原性比Fe2强，Cl2首先氧化I。(7)氯气与水或碱反应时既是氧化剂又是还原剂。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)1(2018高考全国