化学高考一轮复习课件第1章第3讲物质的量气体摩尔高中化学课件

第3讲物质的量气体摩尔体积基础盘点一、物质的量1．物质的量(n)物质的量表示含有的物理量，单位为。每摩尔物质含有个微粒。2．阿伏加德罗常数(NA)______kg所含原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为，单位为。公式：NA＝Nn一定数目粒子的集合体摩尔(mol)NA0．01212C6.02×1023mol－1第一章从实验学化学思考11mol氢这种说法正确吗？为什么？提示使用摩尔作单位时，应用化学式指明粒子的种类而不使用中文名称。如1molH、1molH2、0.5molH＋，而不能说1mol氢。思考2摩尔质量与相对分子(或原子)质量是否等同？二、摩尔质量1．摩尔质量是的物质所具有的质量。单位是，公式：M＝mn。2．数值：以为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的。提示摩尔质量与相对分子(或原子)质量是两个不同的概念。当摩尔质量以g/mol为单位时二者在数值上相等，但前者有单位，后者是相对值，可以认为单位为1，所以二者不能等同。单位物质的量g/molg/mol相对分子(原子)质量三、气体摩尔体积1．气体摩尔体积(Vm)(1)概念：一定温度、压强下，单位的气体所占的体积。单位为，公式：Vm＝Vn。(2)数值：在标准状况下(指温度为，压强为__________)约为。物质的量L/mol0℃101kPa22.4L/mol特别提示Vm＝22.4L/mol，使用时一定注意以下几个方面：一个条件：标准状况。一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。二个数据：“1摩尔”、“约22.4升”。2．阿伏加德罗定律在相同的和下，相同体积的任何气体都含有。“三同”定“一同”。温度压强相同数目的分子思考3标准状况下，1mol气体的体积是22.4L，如果当1mol气体的体积是22.4L时，一定是标准状况吗？提示不一定，因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件，非标准状况下1mol气体的体积也可能是22.4L。考点精讲考点一解以阿伏加德罗常数(NA)为背景的选择题应注意的问题阿伏加德罗常数是近几年高考的“热点”问题，主要以选择题的形式呈现。命题者往往有意设置一些陷阱，增大试题的区分度。陷阱的设置主要有以下几个方面。陷阱一气体摩尔体积适用条件22．4L/mol指在标准状况下(0℃101kPa)的气体摩尔体积。若题中出现物质的体积，需考虑所给物质的状态是否为气体，条件是否为标准状况。陷阱二物质聚集状态气体摩尔体积适用的对象是气体(包括混合气体)。一些在标准状况下是液体或固体的物质，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。陷阱三物质的微观结构此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数、化学键)之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。陷阱四电解质溶液此类题型要注重对弱电解质的电离和盐类水解等知识点的理解，关键是要弄清电离和水解的实质。如NH4Cl(aq)中c(Cl－)＞c(NH＋4)。陷阱五氧化还原反应的电子转移数目较复杂的氧化还原反应中，求算电子转移的数目。如Na2O2与H2O，Cl2与NaOH溶液反应等。陷阱六分散系的变化导致微粒数目的变化如FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体，因为胶体粒子是分子的集合体，所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3＋的数目。例1关于阿伏加德罗常数的20个问题汇总。下表中各种说法是否正确？简要解释原因。叙述解释结论①2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA__________________②0.1L3.0mol/L的NH4NO3溶液中含有的NH数目为0.3NA_____________③5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA________________________未指明标准状况错误NH水解错误错误Fe3＋铁不一定只生成44④4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA_______________________________________________________⑤常温下11.2L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA个______________________⑥5.6g铁与足量的稀硫酸反应失去电子数为0.3NA个___________________⑦2mol钠与过量稀盐酸反应生成NA个H2分子___________________________________________4mol硅氧键4.5gSiO2是0.075mol,1molSiO2晶体中含有正确“常温”不是标准状况错误铁转化为Fe2＋错误反应生成1molH22mol钠与过量稀盐酸正确⑧30g甲醛中含共用电子对总数为4NA________________________________________⑨标准状况下，22.4L氦气与22.4L氟气所含原子数均为2NA_______________________⑩相同条件下，N2和O3的混合气体与等体积的N2所含原子数相等_____________________1.0L1.0mol/LCH3COOH溶液中，CH3COOH分子数为NA_____________________含4mol共用电子对30g甲醛是1mol，氦气为单原子分子O3是3原子分子CH3COOH电离正确错误错误错误Na2O2与CO2反应生成11.2LO2(标准状况)，反应中转移的电子数为2NA_______________________________________46gNO2和N2O4的混合物含有的原子数为3NA_______________________________________10g46%的乙醇水溶液中所含H原子个数为0.6NA_______________________________________2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA__________________________________________2mol电子生成1molO2要转移NO2和N2O4的原子个数比相同水和乙醇中均含有H原子，应为1.2NA该反应为可逆反应，不能进行到底，应大于2NA错误正确错误错误常温常压下，3.2gO3所含的原子数为0.2NA____________________________18gD2O所含的电子数为10NA_______________________________________________________1L1mol/L饱和FeCl3溶液滴入沸水中完全水解生成Fe(OH)3胶粒NA个_____________________________________1molNa2O2固体中含离子总数为4NA_____________________________________________注意质量不受温度、压强影响D2O的相对分子质量为20，故18gD2O所含电子数小于10NAFe(OH)3胶粒是分子的集合体Na2O2固体中含Na＋和O两种离子，故应为3NA正确错误错误错误标准状况下，22.4L己烷中含共价键数目为19NA________________________________________________________________标况下，己烷为液体，22.4L己烷的物质的量大于1mol错误考点二阿伏加德罗定律的应用及气体摩尔质量的求解方法1．阿伏加德罗定律推论阿伏加德罗定律可表示为同温同压下V1V2＝N1N2＝n1n2，据此可以推论：(1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即V1V2＝n1n2。(2)同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，即p1p2＝n1n2。(3)同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量或密度之比，即m1m2＝M1M2＝ρ1ρ2。(4)同温同压下，同质量的气体的体积与其摩尔质量成反比，即V1V2＝M2M1。2．气体摩尔质量的求解方法(1)标况密度法：M＝22.4(L/mol)×ρ(g/L)。(2)相对密度法：A气体对B气体的相对密度D(B)＝ρAρB＝MAMB，如对空气：M＝D(空气)×29。(3)体积分数法：M＝M1×V1%＋M2×V2%＋……(V1%、V2%……表示各组分的体积分数，也等于各组分的物质的量分数)。例2在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()A．甲的分子数比乙的分子数多B．甲的物质的量比乙的物质的量小C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小解析由公式m＝ρV得出，ρ甲V甲＝ρ乙V乙，则V甲V乙＝ρ乙ρ甲，因为ρ甲ρ乙，则V甲V乙，同温同压下，n乙n甲。由M甲＝mn甲，M乙＝mn乙得M乙M甲，因此B正确。B思维提升若充入的是体积相同的甲、乙两种气体，则甲、乙两种气体的物质的量及相对分子质量大小关系如何呢？提示根据阿伏加德罗定律，同温、同压、同体积的甲、乙两种气体，其物质的量一定相同；由于ρ甲＞ρ乙，因此m甲＞m乙，M甲＞M乙，所以甲的相对分子质量比乙大。即时巩固1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∶nB.25℃时，1kg气体A和1kg气体B的分子数之比为n∶mC.同温同压下，气体A和气体B的密度之比为n∶mD.标准状况下，等质量的气体A和气体B的体积之比为n∶m解析在相同温度、压强下，相同体积的任何气体都具有相同数目的分子。由题意可知，mgA气体和ngB气体的物质的量相同。同温同压下，气体的密度与其相对分子质量(或摩尔质量)成正比，气体A和气体B的密度之比为m∶n，C错误。答案C即时巩固2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.16B.23C.14D.13解析由反应方程式2H2＋O22H2O,2CO＋O22CO2可推知CO和H2与O2反应时，体积之比皆为2∶1，在一定条件下恰好完全反应时，则混合气体中CO和H2的体积之和为40mL，O2的体积为20mL。生成物的平均摩尔质量为1.293×29g/mol＝37.5g/mol，反应后的混合气体为CO2和H2O(g)，则44g/mol×n(CO2)＋18g/mol×n(H2O)＝37.5g/mol×[n(CO2)＋n(H2O)]，求得n(CO2)＝3n(H2O)，则n(CO)＝3n(H2)。据阿伏加德罗定律：相同的条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以H2与CO的体积之比为1∶3，则40mL混合气体中H2占10mL，CO占30mL。则原混合气体中H2所占的体积分数为10mL/60mL＝16。答案A考点三以物质的量为核心的计算1．物质的量与其他物理量的关系熟练掌握下列恒等式：n＝mM＝VgVm＝NNA＝c·V(aq)。2．依据化学方程式的计算N2＋3H22NH3物质的量之比1∶3∶2气体体积之比1∶3∶2物质的分子数之比1∶3∶2物质的质量之比28∶6∶34例3某同学用NaHCO3和KHCO3组成的某混合物进行实验，测得如下数据(盐酸的物质的量浓度相等)：50mL盐酸50mL盐酸50mL盐酸m(混合物)9.2g15.7g27.6gV(CO2)(标准状况)2.24L3.36L3.36L则下列分析推理不正确的是()A．盐酸的物质的量浓度为3.0mol/LB．根据表中数据能计算出混合物中NaHCO3的质量分数C．加入混合物9.2g时盐酸过量D．15.7g混合物恰好与盐酸完全反应解析由题意可知：9.2g混合物与50mL盐酸反应时盐酸过量，而27.6g混合物与50mL盐酸作用时盐酸不足；由反应H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O知，