高三化学一轮(梳理 通解 集训)第一章 化学计量在实验中的应用 第一讲 物质的量 气体摩尔体积课件

第一讲物质的量气体摩尔体积1．了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。理解摩尔是物质的量的基本单位，可用于进行简单的化学计算。2．了解物质的量的单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积和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。1．结合NA考查元素化合物、基本概念和基本理论。2．气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的应用。3．根据化学反应方程式及守恒思想进行以物质的量为中心的计算。一、物质的量1．物质的量物质的量是一个物理量，表示含有一定数目微观粒子的集合体，符号为，单位是(简称摩，符号mol)，每摩尔物质含有个微粒，用于计量微观粒子或微观粒子的特定组合。n摩尔阿伏加德罗常数2．阿伏加德罗常数________kg126C所含有的碳原子数即为阿伏加德罗常数，即1mol物质所含有的微粒数。符号：，单位：______，数值约为6.02×1023，表达式：________(N代表微粒个数)。3．摩尔质量单位物质的量的物质所具有的质量。符号：，单位：________；数值等于该粒子的，表达式：M＝mn。0．012NAmol－1NA＝NnMg·mol－1相对分子(或原子)质量1摩尔物质的质量，与物质的摩尔质量等同吗？提示不等同。1摩尔物质的质量，讲的是质量，单位是g；物质的摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是g·mol－1。二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律1．气体摩尔体积(1)概念：一定温度、压强下，单位的气体所占的体积，符号为。(2)常用单位：L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。(3)数值：在标准状况下(指温度为，压强为)约为。物质的量Vm0℃101kPa22.4L·mol－1(4)计算公式：_______。(5)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的和。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。Vm＝Vn温度压强温度压强相同数目的分子标准状况下，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有温度、压强两个条件，非标准状况下1mol气体的体积也可能是22.4L。一种关系物质的量与摩尔、阿伏加德罗常数的关系三种方法气体摩尔质量的求解方法我的警示在进行阿伏加德罗常数的计算时，易忽视气体之间发生的反应以及物质的状态。如一氧化氮与氧气混合，迅速化合成二氧化氮(2NO＋O2===2NO2)，反应后气体的总物质的量小于NO与O2两种气体的物质的量之和；标准状况下，22.4LSO3(固体)所含有的分子数远远大于NA。问题征解怎样理解阿伏加德罗定律的适用范围？提示(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(或物质的量)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合于单一气体，也适合于混合气体。必考点1有关阿伏加德罗常数(NA)计算的正误判断有关阿伏加德罗常数(NA)计算的六种设陷方式：方式1气体摩尔体积的状况22．4L·mol－1指在标准状况下(0℃101kPa)的气体摩尔体积。若题中给出气体的体积，需考虑气体所处的状况是否为标准状况。方式2物质的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。方式3物质的微观结构清楚认识微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及原子数、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、SiO2等特殊物质。方式4电解质溶液要注意对弱电解质的电离和盐类水解等知识点的正确理解，关键是要弄清电离和水解的实质，以及相对强弱。如1L1mol·L－1NH4Cl的溶液中NH＋4的数目小于NA。方式5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时，要清楚认识哪种元素的原子间发生电子转移。如Na2O2与H2O，Cl2与NaOH溶液反应等。方式6可逆反应不能进行到底如2NO2N2O4，Cl2＋H2OHClO＋HCl，合成氨等。【典例1】(2012·新课标，9)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是()。A．分子总数为NA的NO2和CO2混合气体含有的氧原子数为2NAB．28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NAC．常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NAD．常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA解析选项A，分子总数为NA的NO2和CO2混合气体的物质的量为1mol，其中含有2mol氧原子，A正确；选项B，乙烯和环丁烷的最简式均为CH2，故28g混合气体中含有2mol碳原子，B正确；选项C，无论是92gNO2还是92gN2O4中均含有6mol原子，则92g混合气体中必定含有6mol原子，C正确；选项D,1mol氯气与足量镁粉充分反应，转移2mol电子，但常温常压下22.4L氯气不是1mol，所以转移的电子不是2mol，D错误。答案D(该类题的特点是以微粒数目的计算为依托，考查物质的结构、元素化合物、氧化还原反应、电解质溶液等知识。顺利解答该类题目的关键是：一方面要仔细审题，注意关键字词，熟悉常见的“陷阱”；另一方面是要把各种量转化为物质的量，以此为中心进行计算。【应用1】用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()。A．如果5.6LN2中含有n个氮气分子，则阿伏加德罗常数一定为4nB．标准状况下，22.4L空气中含有NA个单质分子C．60gSiO2晶体中含有Si—O键的数目为4NAD．1molCl2参与反应转移电子数一定为2NA解析A项，因不知N2所处条件而无法确定；B项，由于空气中含有CO2等非单质物质，因此标准状况下22.4L空气中所含单质分子的数目小于NA；D项，氯气与水、NaOH溶液的反应中，氯气既作氧化剂又作还原剂，1molCl2参与反应转移电子数为NA。答案C必考点2阿伏加德罗定律的应用1．阿伏加德罗定律同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。2．有关阿伏加德罗定律的解题关键对于阿伏加德罗定律及其推论的应用要明确三点：①适用范围：气体；②三个“同”条件下(同温、同压、同体积)，分子数才会相同；③气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。【典例2】同温同压下，xg的甲气体和yg的乙气体占有相同的体积，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述错误的是()。A．x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比B．x∶y等于等质量的甲与乙的分子个数之比C．x∶y等于同温同压下甲与乙的密度之比D．y∶x等于同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比解析由阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数，则物质的量相等，即xM甲＝yM乙，推出：xy＝M甲M乙，故A正确；B项，mM甲mM乙＝M乙M甲＝yx故不正确；C项，同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，即为质量比，故正确；答案BD项，温度相同时，等质量的甲、乙压强之比为p甲p乙＝n甲n乙＝mM甲mM乙＝M乙M甲＝yx，故正确。阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的依据，要灵活运用，注意结合质量守恒定律和相关概念及公式进行换算，但一定要突出物质的量这一核心，它是其他物理量之间换算的桥梁，通常模式是：已知一个物理量―――→求算物质的量―――→求算(求算))另一个物理量。【应用2】下列说法正确的是()。A．同温同压下，相同数目的分子必具有相同的体积B．等质量的O2和H2的物质的量之比为16∶1C．不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等D．同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比解析本题主要考查阿伏加德罗定律及其推论在实际中的应用。A项必须是气态分子才能成立；B项质量相同的O2和H2，其物质的量之比等于摩尔质量的反比，即2∶32＝1∶16；C项虽然气体体积不等，但没有给出气体所处的条件，所含的分子数也有可能相等；D项同温同体积时，气体物质的物质的量越大，其压强越大。答案D必考点3以物质的量为核心的多角度计算1．基本公式n＝mM＝NNA＝VVm＝c·V溶液(注意各符号意义及单位)(1)物质的量(n)、微粒数(N)、物质的质量(m)之间的换算NNA1·mol－1＝n(mol)＝mgMg·mol－1以上计算公式适用于任何条件下的任何物质，但需注意物质结构中分子数、电子数、质子数、化学键个数的变化以及水解导致微粒个数的变化和可逆反应中分子数的变化等。(2)物质的量(n)、气体体积(V)之间的换算VL标准状况22.4L·mol－1＝n(mol)＝VLVmL·mol－1注意：(1)任何状况下的任何气体均存在一个Vm。(2)标准状况是指0℃、101kPa，Vm＝22.4L·mol－1。(3)以上计算公式只能适用于气体，在标准状况下，H2O、SO3、苯、己烷等都不是气体。2．依据化学方程式计算的基本原理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【典例3】在一定条件下，有aLO2和O3的混合气体，当其中的O3全部转化为O2时，体积变为1.2aL，求原混合气中O2和O3的质量百分含量。解析法一设混合气体中O3占xL，则O2为(a－x)L2O3===3O22L3LxL32xL32x＋(a－x)＝1.2a，解得x＝0.4a根据阿伏加德罗定律：n(O3)∶n(O2)＝V(O3)∶V(O2)＝0.4a∶0.6a＝2∶3，w(O2)＝3×322×48＋3×32×100%＝50%，w(O3)＝1－50%＝50%。x1.2a－a＝0.2a所以x＝0.2a×2＝0.4a以下解法同法一。答案w(O2)＝50%，w(O3)＝50%法二差量法2O3===3O2ΔV233－2＝11在进行化学计算时，将已知条件中的质量、体积等转化为物质的量，再思考所求的问题往往比较简捷。,2关于二元混合物的计算的一般方法是：设各组分的物质的量，然后根据物质的量、质量关系列方程组求解。,3根据化学方程式列比例计算时，各物理量的单位应是“上下一致，左右对应”。【应用3】(2012·上海化学，11)工业上将氨气和空气的混合气体通过铂-铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下VL氨气完全反应，并转移n个电子，则阿伏加德罗常数(NA)可表示为()。A.11.2n5VB.5V11.2nC.22.4V5nD.22.4n5V答案D解析根据反应的化学方程式4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O，当有标准状况下VLNH3完全反应时，NH3的物质的量为V22.4mol，转移电子数为5V22.4mol，已知在此反应中转移电子数为n，则n＝5V22.4×NA，所以，NA＝22.4n5V，故选D。读题要细，遇到较难或需要深入思考的题目要通读两至三遍，画出重点词，认真思考，防止审题不清；做题要快，若实在难以解答，可先放过去以争取时间。当场指导答案(1)D(2)DHold住考向考向1阿伏加德罗常数5年15考考向2气体摩尔体积——计算和实验5年4考考向3以物质的量为中心的综合计算5年8考名师揭秘本讲有关物质的量的概念及应用属于高考高频考点，题型以选择题为主，难度适中；知识的前后关联性极强，应用广泛，尤其是条件性、规律性、结论性的数据快速处理运用，仍为命题的主要方向，2014年应持续关注。判断正误角度1.考查微粒中的电子数(1)1.00molNaCl中，所有Na＋的最外层电子总数为8×6.02×1023(√)(2011·新课标全国卷，7B)(2)1mol羟基中电子数为10NA(×)(2010·江苏，5B)(3)1.7gH2O2中含有