第三讲物质的量气体摩尔体积.

第三讲物质的量气体摩尔体积物质的量在中学化学中，属于基本概念部分。物质的量是中学化学计算的核心和桥梁。核心：桥梁：——物质的量是连接宏观物质和微观物质的桥梁。——物质的量可以与质量、气体体积、粒子数目、物质的量浓度等建立联系。物质的量的地位和作用：×M÷M÷NA×NA×Vm÷Vm×V液÷V液物质的量(n)mol质量(m)gV(g)L标准状况粒子数(N)物质的量浓度(cB)mol/L万能公式：各反应物和生成物的物质的量各元素的原子、离子的物质的量反应热kJ气体非标准状况下的体积（L）知识体系1、物质的量〔n〕：国际上规定的一个基本物理量。（1）物理意义：含有一定数目粒子的集体。（2）单位：摩尔，符号“mol”，简称“摩”。1）、物质的量是一个基本物理量，而摩尔是它的单位；2）、物质的量是专有名词，应整体理解，不能理解为物质的数量和物质的质量；(4)注意3)、物质的量仅适用于微观粒子，对宏观无意义；微粒：原子、分子、离子、质子、电子、中子或某些特定组合等。(使用时必须指明是那一种粒子)与0.012kg碳12所含有的碳原子数相同数目的微粒（3）标准：1mol任何粒子具有阿伏加德罗常数个微粒如：1molH2O，2molH2SO4，1mol芝麻（错），1mol氢（错）应用对象：微观粒子(分子、原子、离子、质子、电子、中子等)思考1．1molNaCl和1molHCl所含的粒子数相同吗？提示：不相同。因为NaCl是离子化合物，组成微粒是Na＋和Cl－，而HCl是共价化合物，组成微粒是HCl分子。2.阿伏加德罗常数：精确值（NA）与0.012千克12C中所含有的C原子数相同。近似值为6.02×1023/mol。规定：1mol任何粒子集体含有的粒子数叫做阿伏加德罗常数，并作为一个物理量。——NAn与NA关系：如：1molCO2约含6.02×1023个CO2分子，含2NA个O原子或约含1.204×1024个O原子n=N/NAN==n×NANA===N/n思考2：阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗？提示：不相同。6.02×1023是个纯数值没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA)是指1mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012kg12C所含的碳原子数相同，数值上约为6.02×1023。例一:设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法是否正确？1、96g氧的物质的量为3mol;2、摩尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个分子或原子；3、在铁和碘的反应中，1mol铁失去的电子数为3NA;4、1.8gD2O中含有NA个中子；5、1L1mol/L的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA;6、常温常压下，1mol氦气含有的原子数为2NA;╳╳╳╳╳╳3、摩尔质量（1）定义：（2）符号和单位：单位物质的量的物质所具有的质量M①使用范围：A.任何一种微粒B.无论物质的状态②等量关系：质量单位为“g”时，摩尔质量单位为“g/mol”时1mol任何微观粒子的质量与其摩尔质量和其相对分子(或原子）质量在数值上相等。单位：g·mol-1或kg·mol-1（3）计算公式：M=m(微粒)×NA=m(物质)/n标准状况下气体：M=22.4L·mol-1×ρ(4)注意：H2SO4的摩尔质量是98g/mol，1molH2SO4质量是98g，H2SO4的相对分子质量是98等量关系：质量单位为“g”时，摩尔质量单位为“g/mol”时1mol任何微观粒子的质量与其摩尔质量和其相对质量在数值上相等。如：n与M关系：n=m/Mm==n×MM==m/n思考3．摩尔质量与相对分子(或原子)质量是否等同？提示：不能等同。因为摩尔质量与相对分子(或原子)质量是两个不同的概念。摩尔质量是以g·mol－1为单位，二者在数值上相等，但前者有单位，后者是相对值，可以认为其单位为1，所以二者不能等同。相对原子质量核素的相对原子质量一个同位素原子的绝对质量112一个12C原子质量×元素的相对原子质量元素的相对原子质量：★是按该元素的各种天然同位素原子所占的原子百分比算出来的平均值Mr1×a%+Mr2×b%+……35Cl37Cl中子数1820质量数3537绝对原子质量(Kg)5.8088×10-266.1405×10-26同位素的相对原子质量原子个数百分比75.77%24.23%氯元素的相对原子质量Mr(Cl)=34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.4535.8088×10-261.9927×10-26×1/12=34.9696.1405×10-23×6.02×1023=36.966根据下表中有关数据，计算氯元素的相对原子质量和近似相对原子质量【题型建模】题型一对有关概念的理解1．下列说法中正确的是()A．1mol任何物质都含有6.02×1023个分子B．1molNe中含有约6.02×1024个电子C．1mol水中含2mol氢和1mol氧D．摩尔是化学上常用的一个物理量2．下列说法中正确的是()A．H2的摩尔质量是2gB．1mol氧的质量是16gC．氧气的摩尔质量是32g·mol－1D．2gH2含1molHBC像NaCI、金刚石等物质中不存在分子未明确微粒种类单位g·mol-12【名师提醒】某微粒的摩尔质量、相对式量、1mol该微粒的质量三者之间既有区别又有联系：三者是三个不同的物理量，单位依次为g·mol－1、1、g，当摩尔质量的单质为“g·mol－1”时，三者的数值相同。3．1molH2SO4中含有___________个氢原子，所含氧原子跟________g水所含氧原子数相同。4．①标准状况下，22.4LCH4；②1.5molNH3；③1.806×1024个H2O；④标准状况下，73gHCl。以上四种物质中含H原子个数由多到少的顺序是____________。4mol4.5mol题型二有关分子（或特定组合）中粒子数计算1.204×102472③②①④解析：N(H)=1mol×2×6.02×1023mol-1=1.204×10241mol×4=m(H2O)/18g·mol-1×2m(H2O)=72g2mol6moln(H)=4、气体摩尔体积1．气体摩尔体积(1)概念：一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积，符号为。(2)常用单位：和m3/mol或m3·mol－1。(3)特例：在标准状况下(指温度为0℃或273K，压强为101kPa)，Vm≈。(4)物质的量和气体摩尔体积之间的关系为：如标准状况下5.6LCO2的物质的量为。VmL/mol或L·mol－122.4L·mol－1n＝VVm0.25mol考点二气体摩尔体积及阿伏加德罗定律2．阿伏加德罗定律——“三同”定“一同”(1)决定气体体积的外界条件：一定物质的量的气体，其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。物质的聚集状态1．物质体积的决定因素(1)微粒的。(2)微粒的。(3)微粒之间的。2．不同聚集状态的物质体积的决定因素数目大小距离2．阿伏加德罗定律——“三同”定“一同”(1)决定气体体积的外界条件：一定物质的量的气体，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→1．阿伏加德罗定律在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数；即：T1＝T2，p1＝p2，V1＝V2⇒N1＝N2(n1＝n2)。2．阿伏加德罗定律的推论(1)温度、压强相同时，气体的体积之比等于气体的物质的量之比。即：同T、p时，VAVB＝nAnB(A、B表示气体，下同)。(2)温度、体积相同时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比。即：同T、V时，pApB＝nAnB。(3)温度、压强相同时，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比。即：同T、p时，MAMB＝ρAρB＝d(d表示相对密度)。(4)温度、压强相同，质量相同的气体，其体积之比等于摩尔质量的反比。即：同T、p、m时，VAVB＝MBMA。[特别提示](1)阿伏加德罗定律适用于任何气体(包括混合气体)。(2)温度、压强、体积、分子数四个物理量相互制约，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推论时不宜死记硬背，要熟记相关化学计量的定义式，可结合pV＝nRT进行推导。1．设NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法中，不正确的是()A．1L1mol·L－1NaCl溶液中Na＋的数目为NAB．1molAl3＋含有的核外电子数为3NAC．常温常压下，1mol氦气含有的原子数为NAD．标准状况下，22.4L氢气和氧气的混合气体所含的分子数为NA解析：Al3＋为10电子微粒，1molAl3＋含有的电子数为10NA。答案：B关于阿伏加德罗常数(NA)的考查，涉及的知识面广，灵活性强，是高考命题的热点。解答该类题目时要细心审题，特别注意题目中的关键性字词，留心“陷阱”。主要考查点如下：1．考查“标准状况”、“常温常压”等外界条件的应用(1)在标准状况下非气态物质：如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等，体积为22.4L时，其分子数不等于NA。(2)注意给出气体体积是否在标准状况下：如11.2LH2的分子数未必是0.5NA。(3)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。2．考查物质的组成(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、—OH等。(2)某些物质的阴阳离子个数比：如NaHSO4晶体中阴、阳离子个数比为1∶1，Na2CO3晶体中阴、阳离子个数比为1∶2。(3)物质中所含化学键的数目：如H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1。(4)最简式相同的物质中的微粒数目：如NO2和N2O4，乙烯和丙烯等。3．考查氧化还原反应中电子转移的数目如：Na2O2、NO2与H2O的反应；Cl2与H2O、稀NaOH溶液、Cu或Fe的反应；电解AgNO3溶液、NaCl溶液等。4．考查弱电解质的电离及盐的水解如1L0.1mol·L－1的乙酸溶液和1L0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中CH3COO－的数目不相等且都小于0.1NA；1L0.1mol·L－1NH4NO3溶液中c(NH＋4)0.1mol·L－1，但含氮原子总数仍为0.2NA；1molFeCl3水解生成Fe(OH)3胶粒的数目远远小于NA。5．考查一些特殊的反应如N2＋3H2催化剂高温、高压2NH3,1molN2与3molH2反应实际生产中得不到2molNH3，因是可逆反应；标准状况下2.24LO2和2.24LNO混合后，由于发生：2NO＋O2===2NO2和2NO2N2O4两个反应，使2.24LV(气体)3.36L。[典例1](2013年高考江苏卷)设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()A．1L1mol·L－1的NaClO溶液中含有ClO－的数目为NAB．78g苯含有C===C双键的数目为3NAC．常温常压下，14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NAD．标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NAC[典例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少C．甲的气体摩尔体积比乙的气体摩尔体积小D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小[思维点拨]解答本题按以下步骤分析：(1)由质量和密度的关系推出甲、乙的体积关系。(2)根据体积推出物质的量或分子数的关系。(3)气体的密度与其相对分子质量成正比。B[典例3]．(2014年宝鸡模拟)三个容器中分别盛有H2、CH4、O2，已知三个容器中气体的温度、密度都相等，下列说法正确的是()A．三种气体质量相等B．三种气体的物质的量之比为16∶2∶1C．三种气体压强比为16∶2∶1D．三种气体体积比为1∶8∶16解析：由m＝ρV，因不知道三个容器的容积V是否相同，故无法判断质量是否相同，A不正确