必修1专题1物质的量摩尔质量气体摩尔体积-教师版

物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积知识梳理知识点一物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量1.物质的量（1）物质的量是七个基本物理量之一，其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。符号为：n，单位为：摩尔（mol）。（2）物质的量的基准（NA）：以0.012kg12C所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为NA，其近似值为6.02×1023mol-12.摩尔质量（M）1摩尔物质的质量，就是该物质的摩尔质量，单位是g/mol。1mol任何物质均含有阿伏加德罗常数个粒子，但由于不同粒子的质量不同，因此，1mol不同物质的质量也不同；12C的相对原子质量为12，而12g12C所含的碳原子为阿伏加德罗常数，即1mol12C的质量为12g。同理可推出1mol其他物质的质量。3.关系式：n＝ANN；n＝Mm[例1]下列关于物质的量的叙述中，正确的是（）A.1mol食盐含有6.02×1023个分子B.Mg的摩尔质量为24C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧D.1molNe含有6.02×1024个电子[解析]NaCl为离子化合物，其结构中无分子，且食盐为宏观物质，不可用mol来描述，故A不正确；Mg的摩尔质量为24g/mol，单位不对，故B不正确；C中对1mol水的组成的描述不正确，应为：1mol水中含有2mol氢原子和1mol氧原子；故答案为D。［答案］D特别提醒：1.摩尔只能描述原子、分子、离子、质子、中子和电子等肉眼看不到、无法直接称量的化学微粒，不能描述宏观物质。如1mol麦粒、1mol电荷、1mol元素的描述都是错误的。2.使用摩尔作单位时，应该用化学式(符号)指明粒子的种类。如1mol水（不正确）和1molH2O（正确）；1mol食盐（不正确）和1molNaCl(正确)3.语言过于绝对。如6.02×1023mol-1就是阿伏加德罗常数；摩尔质量等于相对原子质量、相对分子质量；1摩尔任何物质均含有阿伏加德罗常数个粒子等。知识点二气体摩尔体积1.定义：单位物质的量的气体所占的体积，叫做气体摩尔体积。2.表示符号：Vm3.单位：L/mol（或L·mol-1）4.标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L/mol5.数学表达式：气体的摩尔体积＝气体的物质的量气体所占的体积，即nVVm[例2]下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）A.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子的大小决定B.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定C.不同的气体若体积不同，则它们所含的分子数也不同D.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L[解析]决定物质体积的因素有：①微粒数的多少②微粒本身的大小③微粒间的距离，其中微粒数的多少是决定物质体积大小的主要因素。对于气体物质，在一定温度和压强下，其体积的大小主要由分子数的多少来决定，故A不正确，B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化。体积不同的气体，在不同的条件下，其分子数可能相同，也可能不同，是无法确定的，故C不正确；气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积，其大小是不确定的，会随着温度、压强的变化而变化，22.4L/mol是标准状况下的气体摩尔体积，故D不正确。[答案]B特别提醒：气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积(V0)。在标准状况下，1mol任何气体的体积都约等于22.4L。在理解标准状况下的气体摩尔体积时，不能简单地认为“22.4L就是气体摩尔体积”，因为这个22.4L是有特定条件的。这些条件就是：①标准状况，即0℃和101.325kPa，气体的物质的量为1mol，只有符合这些条件的气体的体积才约是22.4L。因此，22.4L是1mol任何气体在标准状况下的体积。②这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况，而不指其他外界条件的状况。例如，“1molH2O(g)在标准状况下的体积为22.4L”是不正确的，因为在标准状况下，我们是无法得到气态水的。③1mol任何气体的体积若为22.4L，它所处的状况不一定就是标准状况。根据温度、压强对气体分子间平均距离的影响规律知，温度升高一倍或压强降低一半，分子间距将增大一倍；温度降低一半或压强增大一倍，分子间距将减小一半。由此可知，1mol任何气体在0℃、101kPa条件下的体积与273℃、202kPa条件下的体积应相等，都约为22.4L。知识点三阿伏加德罗定律及其推论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=n22.阿伏加德罗定律的推论：(1)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.M1/M2=ρ1/ρ2(2)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摩尔质量的反比.p1/p2=M2/M1。(3)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：以上用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为温度；上述定律及其推论仅适用于气体，不适用于固体或液体。)[例3](2007·全国理综I)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是()A.p(Ne)＞p(H2)＞p(O2)B.p(O2)＞p(Ne)＞p(H2)C.p(H2)＞p(O2)＞p(Ne)D.p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)[解析]根据阿伏加德罗定律，当它们的温度和密度相同时，摩尔质量与压强成反比，摩尔质量由小到大的顺序为H2＜Ne＜O2[答案]D知识点四混合气体的平均摩尔质量1.已知混合物质的总质量m(混)和总物质的量n(混)：M(混)＝混）混()(nm2.已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数。M(混)＝M1×n1%＋M2×n2%＋……＝M1×V1%＋M2×V2%＋……3.已知标准状况下混合气体的密度：M(混)＝22.4ρ(混)4.已知同温同压下与单一气体A的相对密度：）混AMM()(＝)()(A混[例4]已知NH4HCO3NH3+H2O+CO2↑，则150℃时NH4HCO3分解产生的混合气体A的密度是相同条件下H2密度的倍。A.26.3B.13.2C.19.8D.无法计算[解析]假设NH4HCO3为1mol，则其质量为79g，完全分解产生的气体为3mol，故有：M混合气体=79g/3mol=26.3g/mol；又由“相同条件下，气体的密度比等于其摩尔质量比”，故混合气体A的密度是相同条件下H2密度的26.3/2=13.2倍。[答案]B知识点五物质的量应用于化学方程式的初步计算[例5]完全中和0.1molNaOH需要硫酸的物质的量是多少？所需硫酸的质量是多少？解答：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O210.1moln（H2SO4）n（H2SO4）=（1/2）*0.1mol=0.05molm（H2SO4）=n（H2SO4）*M（H2SO4）=0.05mol*98g/mol=4.9g[例6]要制得标准状况下33.6LO2需要高锰酸钾的物质的量是多少？解答：n（O2）=V（O2）÷Vm=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol21n（KMnO4）1.5moln（KMnO4）=（2/1）*1.5mol=3mol专题训练1阿伏加德罗常数1、设阿伏加德罗常数（NA）的数值为nA,下列说法正确的是（）A.1molCl2与足量Fe反应，转移的电子数为3nAB.1.5molNO2与足量H2O反应，转移的电子数为nAC.常温常压下，46g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3nAD.0.10molFe粉与足量水蒸气反应生成的H2分子数为0.10nA[解析]Fe过量可使Fe3+还原为Fe2+，故A不正确；3NO2+H2O==2HNO3+NO，易知B正确；C中，可把N2O4看作2NO2，则有1moLNO2，所以有3mol原子；也可以用极端方法，看作全部NO2或全部N2O4考虑，也可得出结果。由方程式3Fe+4H2O===Fe3O4+4H2↑可知D不正确。[答案]BC2气体摩尔体积1、NA表示阿伏加德罗常数，以下说法正确的是（）A.常温常压下，16g氧气中含有氧原子的数目为NAB.25℃，压强为1.01×105Pa时,11.2L氮气所含的原子数目为NAC.标准状况下，11.2L四氯化碳所含的分子数为0.5NAD.标准状况下，11.2LSO3中含有1.5NA个氧原子[解析]B中的气体体积是非标准状况下的气体体积，不可用标准状况（0℃，1.01×105Pa）下的气体摩尔体积（22.4L/mol）来换算，故B叙述不正确；C中的四氯化碳在标准状况下为液体，D中的SO3在标准状况下为固体，与标准状况下的气体摩尔体积的定义不符。故C、D都不正确。[答案]A特别提醒：22.4L/mol是标准状况下的气体摩尔体积，运用时要注意其特定条件：①标准状况，即0℃、101.325kPa或0℃、1atm②1mol气体。这里所说的气体，是指物质在标准状况时本身的状态，而不指其他外界条件的状况。如“1molH2O(g)在标准状况下的体积为22.4L”是不正确的，因为在标准状况下，我们是无法得到气态水的。【练习】1.下列说法正确的是（）A.气体摩尔体积就是22.4L/molB.非标准状况下，1mol任何气体的体积不可能为22.4LC.标准状况下22.4L任何分子的物质的量都是1molD.1molH2和O2的混合气体在标准状况下的体积约22.4L[答案]D2.标准状况下CO2和CO的混合气体共72g，体积为44.8L，则此混合气体中CO2和CO的物质的量各是多少？答案：设CO2和CO的物质的量各是Xmol和Ymol，则有：（X+Y）*22.4=44.844X+28Y=72解得：X=1Y=1答：混合气体中CO2的物质的量是1mol，CO的物质的量是1mol。3阿伏加德罗定律及其推论1、下列各组中两种气体的分子数一定相等的是()A.同质量、同体积的O2和N2B.同质量、密度不等的N2和C2H4C.同体积、同密度的CO和C2H4D.同压、同体积的O2和N2[解析]虽然O2和N2的同质量相同，但因它们的摩尔质量不同，所以其分子数目也就不同，故A不正确；由pV＝nRT易知，在同压、同体积条件下，O2和N2的物质的量之比与温度成反比，因其温度不定，所以它们的分子数目也就无法确定。[答案]BC名师指引1.公式、定律的使用切忌死记硬背，胡乱套用。运用时宜根据题目的需要去进行合理的推导。阿伏加德罗定律的推论很多，如靠记忆去答题，难免会出错，但如能根据题目的需要用理想气体状态方程去推导求解，则就会准确得多。2.阿伏加德罗定律及其重要推论的推导：利用气态方程：pV＝nRT＝RTMm和密度公式：ρ＝Vm【课堂练习】1：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气体的摩尔质量为多少？2：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？3：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？课堂小结1、各物理量的相互关系2、化