第3讲物质的量和气体摩尔体积

1第三讲物质的量和气体摩尔体积（1课时）[考试目标](1)了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。(2)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。(3)根据物质的量与微粒(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。[要点精析]一、物质的量、摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积1、物质的量、摩尔：物质的量是国际单位制的七种基本量之一，摩尔是物质的量的单位。每摩尔物质含有阿佛加德罗常数个微粒，阿伏加德罗常数：其数值为0.012kg12C所含的碳原子数，大约为6.02×1023，单位：mol-1其中微粒指微观粒子如：分子、原子、离子、质子、电子或其它粒子或它们的特定组合。例1：下列关于物质的量的说法中不正确的是A．物质的量是国际单位制的7个基本单位之一B．物质的量实际上表示含有一定数目的粒子集体C．物质的量的单位是“摩尔”D．是表示物质数量的单位解析：不正确的说法是D。2、摩尔质量：人们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，它的常用单位为g/mol。物质的量（n）、物质的质量（m）和物质的摩尔质量（M）之间存在着以下关系：n＝m/M3、气体摩尔体积：在相同的温度和压强下，1摩尔任何气体所占有的体积在数值上近似相等。人们将一定的温度和强下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，它的常用单位是：L/mol。1摩尔任何气体在标准状况下（00C，1.01×105Pa）所占的体积约是22.4L，这个体积叫做标准状况下气体的摩尔体积。记作Vm，其数值为22.4mol/L。这个概念要同时具备3个要点：①在标准状况下，②1摩尔任何气体，③体积约是22.4L。例2：下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值）（）A.在常温常压下，11.2LN2含有的分子数为0.5NAB.在常温常压下，1molNe含有的原子数为NAC.71gCl2所含原子数为2NAD.在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同答案：B、C例3：同温同压下，某容器真空时的质量为201克，当它盛满甲烷时的质量为203·4克，而盛满气体Y时质量为205·5克，则Y气体的式量为多少？解析：本题是考查的内容是气体的特征：即同温同压下，同体积的气体有相同的分子数（203·4-201）/16=（203·4-201）/MM=32知识延伸：混合气体平均分子量：2M＝M1×n1%+M2×n2%+M3×n3%M1、M2、M3、是每一种气体的相对分子质量；n1%、n2%、n3%是混合气体中每一种气体的物质的量分数。例4：某固体A在一定的温度下分解生成气体B、C、D：2A=B+2C+3D，若测得生成气体的质量是相同体积的H2质量的15倍，则：（1）生成的混合气体的摩尔质量为多少？（2）固体A的摩尔质量是多少？解析：混合气体的平均分子量：M=2×15=30根据质量守恒定律：2MA＝MB+2MC+3MD而混合气体的平均分子量：M=（MB+2MC+3MD）×1/6＝2MA×1/6=30所以：MA=90各物理量的相互关系二、化学基本定律(1)质量守恒定律参加反应的各种物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。这一定律是书写化学方程式和化学计算的依据。例5：mmolC2H2跟nmolH2在密闭容器中反应，当其达到平衡时，生成pmolC2H4。将平衡混合气体完全燃烧生成CO2和H2O，所需氧气的物质量是A、3m+nB、5/2m+n/2-p/3C、3m+n+2pD、5m/2+n/2解析：本题如果按传统的方法也能得出正确结果，但费时多，而利用质量守恒定律解题快而简洁。C~CO2~O2，4H~2H2O~O2因此，mmolC2~2mmolO2（2m+2n）molH~（2m+2n）/4molO2总氧气量：2m+（2m+2n）/4=5m/2+n/2答案为D。(2)阿佛加德罗定律在相同温度和压强下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子。阿佛加德罗定律的应用：①标准状况下气体的体积（L）＝22.4mol/L×物质的量（mol）气体摩尔质量（g/mol）＝22.4mol/L×标准状况下气体的密度（g/L）②同温同压下任何气体的体积比等于其分子个数之比，也等于其物质的量之比×22.4(L/mol)÷22.4(L/mol)×V÷V÷NA÷M物质的量（mol）×NA微粒数N质量（g）×M物质的量浓度（mol/L）标况下气体体积（L）3③同温同压下任何气体的密度比等于其相对分子质量之比，也等于同体积的质量之比。④在温度和体积一定时，气体的压强与物质的量成正比；若温度和压强一定时，气体的体积与物质的量成正比。⑤在温度与气体的物质的量一定时，其气体的压强与体积成反比。例6：A容器中盛有体积百分比为80%的H2和20%的O2，试求：（1）混合气体中H2和O2的分子数之比、质量之比各为多少？（2）混合气体的平均分子量是多少？它在标准状况下的密度是多少？（3）在1500C时，引燃混合气体，反应结束后恢复到1500C，则反应后混合气体的平均分子量是多少？引燃前后，，A容器内的压强有什么变化？密度是否变化？解析：（1）分子数之比等于体积比等于物质的量比，所以H2和O2的分子数之比为：80%：20%=4：1质量之比为：4×2：1×32=1：4（2）混合气体的平均分子量M=2×80%+32×20%=8在标准状态下=8/22.4=0.357(g/L)(3)2H2+O2=2H2O2mol1mol2mol可见,4molH2和1molO2反应后,得到了2molH2O和2molH2的混合气体,所以反应后的平均分子量为:18×2/4+2×2/4=10;在保持温度和体积不变的条件下,气体的压强之比等于物质的量之比所以P前：P后=（4+1）：（2+2）=5：4。反应后压强变小，根据质量守恒定律，反应前后的质量不变。A容器的体积不变，所以混合气体的密度不变。（深圳大学附中陆秀臣）