第一章化学计量在在实验中的应用1.1物质的量气体摩尔体积考纲要求:1.理解摩尔(mol)是物质的量的基本单位,可用于进行简单的化学计算。2.了解物质的量、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。考点一|物质的量摩尔质量[教材知识层面]1.物质的量(1)含义:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n,单位为mol。(2)数值:1mol任何物质所含有的微粒数与0.012_kg12C所含的碳原子个数相等。2.阿伏加德罗常数(1)概念:1mol任何粒子所含的微粒数,符号为NA,通常用6.02×1023_mol-1表示。(2)物质的量、微粒数(N)与阿伏加德罗常数的关系为:n=N/NA。3.摩尔质量(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号:M,单位:g/mol。(2)数值:当微粒的摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。(3)关系:物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为:n=m/M。[高考考查层面]命题点1关于物质的量的基本概念理解物质的量的相关概念要注意以下四点:(1)物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量,其描述对象是微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物体。(2)使用摩尔做单位时,应用化学式指明粒子的种类,如1molH不能描述为1mol氢。(3)摩尔质量与相对分子(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,无单位。(4)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态的变化而变化。[典题示例1]判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量。()(2)物质的量就是1mol物质的质量。()(3)0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子。()(4)1molH2O中含有2mol氢和1mol氧。()(5)氢氧化钠的摩尔质量是40g。()(6)2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍。()命题点2以物质的量为核心的相关计算[典题示例2](1)0.3molH2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。(2)12g乙烷中所含共价键的物质的量是________。(3)已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD,则C的摩尔质量为________。[方法技巧]“核心思维法”解答微粒数目计算题解答以物质的量为核心的相关计算时,要注意“物质的量”的桥梁作用,解题思维流程如下:[考点达标层面][典题示例3]某硫原子的质量是ag,12C原子的质量是bg,若NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是()①该硫原子的相对原子质量为12ab②mg该硫原子的物质的量为maNAmol③该硫原子的摩尔质量是aNAg④ag该硫原子所含的电子数为16NAA.①③B.②④C.①②D.②③考点二|气体摩尔体积阿伏加德罗定律[教材知识层面]1.影响物质体积大小的因素(1)构成微粒的大小;(2)构成微粒间距的大小;(3)构成微粒的数目。2.气体摩尔体积(1)概念:气体摩尔体积是指在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积,符号为Vm,单位为L·mol-1。(2)特例:标准状况是指温度为0_℃,压强为101_kPa,此情况下,气体摩尔体积为22.4_L·mol-1。(3)物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关系为n=VVm。3.阿伏加德罗定律(1)决定气体体积的外界条件:物质的量相同的气体,其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。(2)阿伏加德罗定律的含义:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体含有相同的分子数。即T1=T2,p1=p2,V1=V2,则n1=n2。[高考考查层面]命题点1气体摩尔体积的使用和计算应用气体摩尔体积时注意的四点(1)使用“条件”:一般指标准状况,即0℃、1×105Pa。(2)使用对象:必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。水、酒精、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。(3)在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L·mol-1,其他条件下不一定是22.4L·mol-1。(4)22.4L气体,在标准状况下是1mol,在非标准状况下,可能是1mol,也可能不是1mol。[典题示例1]下列说法正确的是()①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L②0.5molH2所占体积为11.2L③标准状况下,1molH2O的体积为22.4L④标准状况下,28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol-1⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同A.①③⑤B.④⑥C.③④⑥D.①④⑥命题点2阿伏加德罗定律及其应用阿伏加德罗定律是指在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。根据pV=nRT(R为常量,T为热力学温度)和密度、摩尔质量的定义式可推出以下结论:描述关系三正比同温同压下,气体的体积比等于它们的物质的量之比V1/V2=n1/n2同温同体积下,气体的压强比等于它们的物质的量之比p1/p2=n1/n2同温同压下,气体的密度比等于它们的相对分子质量之比ρ1/ρ2=M1/M2二反比同温同压下,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V1/V2=M2/M1同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的相对分子p1/p2=M2/M1质量成反比一连比同温同压下,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m1/m2=M1/M2=ρ1/ρ2注意:(1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体,其适用条件是三个“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体。[典题示例2]如图两瓶体积相等的气体,在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是()A.所含原子数相等B.气体密度相等C.气体质量相等D.摩尔质量相等[典题示例3]标准状况下,aL气体X2和bL气体Y2恰好完全反应生成cL气体Z,若2a=6b=3c,则Z的化学式为()A.XY2B.X2YC.X3YD.XY3命题点3气体摩尔质量的计算计算气体摩尔质量常用的“五”方法(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n;(2)根据标准状况下气体的密度(ρ):M=ρ22.4L/mol;(3)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D;(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,上述算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1a%+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)。[典题示例4]在一定条件下,某化合物X受热分解:2X=====△A↑+2B↑+4C↑,测得反应后生成的混合气体对H2的相对密度为11.43,相同条件下,X的相对分子质量是()A.11.43B.22.85C.80.01D.160.02考点三|高考的坚守者——阿伏加德罗常数[考点精析]解答关于阿伏加德罗常数的题目应注意分析题干给出的条件,如物质的状况、所处的环境、物质本身的结构,同时还要考虑氧化还原反应、电离、水解等情况,具体有如下几点:1.注意“标准状况”“常温常压”等外界条件(1)在标准状况下非气态的物质,如H2O、SO3、戊烷、CHCl3等;(2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。2.注意物质的组成和结构(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等。(2)物质中所含化学键的数目,如CO2、CnH2n+2等。(3)最简式相同的物质中的微粒数目,如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、(O2和O3)等。(4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目,如N2、CO、C2H4等。3.注意氧化还原反应中电子的转移电子转移(得失)数目的问题分析,如Na2O2、NO2与H2O反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。4.注意弱电解质的电离、盐类的水解弱电解质在水溶液中部分电离;可水解盐溶液中,离子发生微弱水解。如0.1mol·L-1的乙酸溶液和0.1mol·L-1的乙酸钠溶液。5.注意一些特殊的反应如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应,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。[专项集训](判断正误)角度一考查气体摩尔体积的适用条件(1)用惰性电极电解食盐水,若电路中通过1NA电子的电量,则阳极产生气体11.2L。()(2)标准状况下,22.4LN2和O2的混合气体中含有的分子数为NA。()(3)常温常压下,11.2L二氧化硫中所含的氧原子数等于NA。()(4)标准状况下,80gSO3中含3NA个氧原子,体积约为22.4L。()(5)足量Zn与一定量的浓硫酸反应,产生22.4L气体时,转移的电子数一定为2NA。()角度二考查物质的组成或结构(1)7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA。()(2)常温下,0.1mol碳酸钠晶体中含有CO2-3的个数为0.1NA。()(3)7.8gNa2S和Na2O2的混合物中,含有的阴离子数目为0.1NA。()(4)12gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为0.3NA。()(5)7.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数为0.5NA。()角度三考查氧化还原反应中电子的转移(1)标准状况下,2.24LCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA。()(2)15.6gNa2O2与过量CO2反应时,转移的电子数为0.4NA。()(3)一定条件下,2.3gNa完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA。()(4)在铜与硫的反应中,1mol铜原子参加反应失去的电子数为2NA。()(5)过氧化氢分解制得标准状况下1.12LO2,转移电子数目为0.2NA。()角度四考查一定量物质中粒子数目的计算(1)常温下,32g含有少量臭氧的氧气中,共含有氧原子2NA。()(2)常温常压下,3.0g乙烷中含有的碳氢键数为0.7NA。()(3)300mL2mol/L蔗糖溶液中所含分子数为0.6NA。()(4)8.0gCu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA。()角度五考查与“特殊反应”相关的粒子数目的判断(1)在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2,充分反应后得到NH3分子数为NA。()(2)1L0.1mol/L的Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA。()(3)1L1mol/L的Na2CO3溶液中含有NA个CO2-3。()(4)1L0.5mol/LCH3COOH溶液中,CH3COO-离子的个数为0.5NA。()以“两种气体做比较”为载体串联物质的量的计算、近年来高考题常以多种气体为载体,考查物质的量、气体摩尔体积、阿伏加德罗定律及其推论,综合运用了物质的状态、摩尔质量、比例关系、微粒数目、反应关系等内容。高考载体(2013·大纲卷T8)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等[知识串联设计](1)30g12C18O和28g14N2所含的分子数相同吗?________________________________________________________________________。〖考查物质的量的计算〗(2)同温同压下,12C18O和14N2两种气体的密度相同吗?____________。〖考查阿伏加德罗定律的推论〗(3)同温同压同体