化学第1章从实验学化学第3讲物质的量气体摩尔体积01练真题·明考向02课后达标检测考点一物质的量、气体摩尔体积[知识梳理]一、物质的量1.物质的量物质的量是表示______________________________的物理量,符号为n。物质的量的单位为______,简称摩,符号为mol。含有一定数目粒子的集合体摩尔3.阿伏加德罗常数规定:以0.012kg______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____________,单位为______。公式:NA=______。2.物质的量的规范表示xmolH2SO4↓↓↓数值单位指定微粒符号或微粒名称12C6.02×1023mol-1Nn4.概念间的关系0.0126.02×1023mol-12.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____________________________________。二、摩尔质量1.概念:摩尔质量指____________________________________,其符号为M,单位为__________________。单位物质的量的物质所具有的质量g·mol-1(或g/mol)g·mol-1相对分子(原子)质量mM3.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______。标准状况下,Vm约为____________。Vm22.4L/mol3.基本关系式:n=VVm=mM=NNA。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______的任何气体,含有______数目的分子(或气体的物质的量相同)。体积相同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相同V1V2=n1n2同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比T、V相同p1p2=n1n2同温、同体积下,气体的压强与其物质的量成正比T、p相同ρ1ρ2=M1M2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pV=nRT及n=mM、ρ=mV导出)。[自主检测]1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)(2017·高考海南卷)1mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA。()(2)2.0gH182O与D2O的混合物中所含中子数为NA。()(3)23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子。()(4)2g氦气所含的原子数目约为0.5×6.02×1023。()(5)标准状况下,H2和N2的气体摩尔体积均为22.4L。()(6)1mol任何物质都约含有6.02×1023个分子。()√√×√××(7)标准状况下,1molO2与1molSO3的体积相同。()(8)标准状况下,1mol气体的体积约是22.4L,非标准状况下,1mol气体的体积则一定不是22.4L。()(9)标准状况下,O2和O3中氧原子的摩尔质量均为16g·mol-1。()(10)常温常压下,14gN2与7g乙烯(C2H4)所含原子数相同。()(11)22gCO2与标准状况下11.2LHCl所含的分子数相同。()××√×√2.填空题。(1)含6.02×1023个中子的73Li的质量是_________g。(2)4gD2和20g18O2的单质化合时最多能生成_________gD182O。(3)若12.4gNa2X中含有0.4mol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=NNA计算中子的物质的量,73Li的中子数为7-3=4,进而计算Li的物质的量,再根据m=nM计算其质量。(2)根据不足量的物质计算生成D182O的质量;18O2过量。(3)1molNa2X中含有2mol钠离子,0.2molNa2X中含有0.4mol钠离子,则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)=12.4g0.2mol=62g·mol-1;X的相对原子质量为62-2×23=16。答案:(1)1.75(2)22(3)62g·mol-116(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g·mol-1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℃、1.01×105Pa,不是常温、常压。(4)标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L·mol-1,非标准状况下,气体摩尔体积不一定是22.4L·mol-1。演练一宏观物理量(质量、体积)与微观粒子数的换算1.已知标准状况下:①6.72LNH3;②1.204×1023个H2S分子;③5.6gCH4;④0.5molHCl。下列关系正确的是()A.体积大小:④③②①B.原子数目:③①④②C.密度大小:④②③①D.质量大小:④③②①解析:选B。①标准状况下,6.72LNH3的物质的量为6.72L22.4L·mol-1=0.3mol;②1.204×1023个H2S分子的物质的量为1.204×10236.02×1023mol-1=0.2mol;③5.6gCH4的物质的量为5.6g16g·mol-1=0.35mol;④HCl物质的量为0.5mol。由上述计算可知物质的量大小为④③①②,相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,故体积大小为④③①②,A项错误。①标准状况下6.72LNH3所含原子的物质的量为0.3mol×4=1.2mol;②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2mol×3=0.6mol;③5.6gCH4所含原子的物质的量为0.35mol×5=1.75mol;④0.5molHCl所含原子的物质的量为0.5mol×2=1mol;原子数目之比等于原子的物质的量之比,故原子数目为③①④②,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,①NH3的相对分子质量为17;②H2S的相对分子质量为34;③CH4的相对分子质量为16;④HCl的相对分子质量为36.5;故密度大小为④②①③,C项错误。①NH3的质量为17g·mol-1×0.3mol=5.1g;②H2S的质量为34g·mol-1×0.2mol=6.8g;③CH4的质量为5.6g;④HCl的质量为36.5g·mol-1×0.5mol=18.25g;故质量大小为④②③①,D项错误。2.(教材改编题)某氯原子的质量是ag,12C原子的质量是bg,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)mg该氯原子的物质的量为__________;(3)该氯原子的摩尔质量是__________;(4)ng该氯原子所含的电子数为__________。答案:(1)12ab(2)maNAmol(3)aNAg·mol-1(4)17na(答案合理即可)3.18gCO和CO2的混合气体,完全燃烧后测得CO2体积为11.2L(标准状况)。(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___________g·L-1。(4)原混合气体的平均摩尔质量是___________g·mol-1。解析:由CO燃烧发生反应2CO+O2=====点燃2CO2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11.2L,故18gCO和CO2的混合气体的总体积为11.2L,即标准状况下,18gCO和CO2的混合气体的物质的量为0.5mol。设CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为ymol,则28x+44y=18x+y=0.5,解得x=0.25,y=0.25。(1)原混合气体中CO的质量为28g·mol-1×0.25mol=7g。(2)原混合气体中CO2在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L·mol-1=5.6L。(3)原混合气体在标准状况下的密度为18g11.2L≈1.61g·L-1。(4)解法一:M-=ρ·22.4L·mol-1=18g11.2L×22.4L·mol-1=36g·mol-1;解法二:M-=18g11.222.4mol=36g·mol-1;解法三:M-=28g·mol-1×50%+44g·mol-1×50%=36g·mol-1;故混合气体的平均摩尔质量为36g·mol-1。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Vm=22.4L·mol-1。演练二阿伏加德罗定律及其应用4.一定温度和压强下,30L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024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22.4LC.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1molO2在该条件下的体积也为30L解析:选A。标准状况下该物质若为气态物质,则其体积约为22.4L,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,Vm=30L·mol-1,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,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1mol,则1molCO所含原子的物质的量为2mol。A项,含有HCl和O3,1mol该混合气体含有的原子的物质的量大于2mol,错误;B项,含有H2和NH3,1mol该混合气体含有的原子的物质的量大于2mol,错误;C项,含有N2和O2,都为双原子分子,则1mol该混合气体含有2mol原子,正确;D项,含有He和NO2,1mol该混合气体含有的原子的物质的量可能大于2mol,可能小于2mol,也可能等于2mol,错误。演练三气体相对分子质量的计算6.(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857g·L-1,则气体A的相对分子质量为________,可能是________气体。(2)标准状况下,1.92g某气体的体积为672mL,则此气体的相对分子质量为_______。(3)在一定条件下,mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。①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)②若所得混合气体的密度换算成标准状况下为ρg·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________(用含ρ的代数式表示)。③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)M=22.4ρg·mol-1=2.857g·L-1×22.4L·mol-1≈64g·mol-1。(2)M=1.92g0.672L22.4L·mol-1=64g·mol-1。(3)NH4HCO3(s)===