考点6--物质的量与气体的摩尔体积完美版

第三章物质的量考点6物质的量与气体的摩尔体积△考纲要求△1.了解物质的量的单位——摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积的涵义。2.理解阿伏加德罗常数的涵义。3.掌握物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状况）之间的相互关系。☆考点透视☆一、基本概念1.物质的量“物质的量”是国际单位制中7个基本物理量之一，在理解概念时，不能按字面理解成物质的质量或物质的数量是多少，它是一个专用名词，实际上表示含有一定数目粒子的集体，符号为n。“物质的量”四个字是一个整体概念，不能拆开。2.摩尔摩尔是物质的量的单位，摩尔简称摩。符号为mol。如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同，我们就说它为1摩尔。3.阿伏加德锣常数：1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。符号为NA。通常使用6.02×1023mol-1这个近似值。4.摩尔质量单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。符号为M，常用单位为g/mol或kg/mol。摩尔质量如果以g/mol为单位，在数值上等于这种微粒的相对原子质量或相对分子质量。5.气体摩尔体积单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为Vm，即Vm=V/n常用单位为L/mol和m3/mol。在标准状况（O0C，101kPa）下，气体的摩尔体积为22.4L/mol。注：（1）物质的体积和决定于三个因素：粒子的数目、大小以及粒子间的距离。当粒子数目一定时，气体体积主要决定于分子间的平均距离，而温度和压强是影响这个距离的主要因素。对于固体和液体而言，由于它们的体积主要是决定于分子的大小（分子紧密堆集）而与温度、压强无多大关系。（2）物质的量及其单位摩尔，只适用于表示微观粒子（分子、原子、离子、电子、中子、质子等微粒及这些微粒的某些特定组合）。如1molNaCl中含有1molNa+和1molCl-，其质量为58.5g等，而不适合于表示宏观概念，如1mol大米，2mol氧元素等。（3）使用摩尔表示物质的量时，需用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称。如1molO、1molH2.1molNa+、1mole-等。二、以物质的量为中心各化学量的相互关系三、阿伏加德罗定律及推论1.阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，这就是阿伏加德罗定律。注意①使用范围：气体；②使用条件：同温、同压、同体积；③特例：气体摩尔体积2.阿伏加德罗推论理想气体状态方程为：①222111tvptvp②PV=nRT=mMRT（R为常数）由公式②不难推论出气体定律：在同温（T）、同压（p）、同体积（V）的任何气体都含有相同数目的分子。这就容易理解：“在标准状况下，22.4L任何气体中都含有约6.02×1023个分子”这一结论。由理想气体状态方程式得出下列推论：（1）同温、同压下：212121NNnnVV（2）同温、同压下：p1/p2=12MM（3）同温、同体积下：212121NNnnPP（4）同温、同压、同体积下：m1/m2=M1/M2（5）同温、同压、同质量下：121MMWVV（6）同温、同体积、同质量下：1221MMPP（n表示气体物质的量；m表示气体的量；v表示气体的体积；M表示气体的摩尔量；N表示气体的分子数；ρ表示气体的密度；P表示气体的压强）四、气体的相对分子质量的计算方法（1）已知标准状况下气体密度ρ，M=ρ·22.4L/mol。（2）已知非标准状况下，T、P、ρ，M=pRT（3）已知两种气体的相对密度D，Mr（A）=D·Mr（B）。（4）混合气体的平均相对分子质量（M）：Mr=nUMiniNNNm曲同总总1=M1·n1%+M2·n2%…+Mi·ni%=M1·V1%+M2·V2%+…Mi·Vi%特别注意：由质量分数（或质量比）求M时，必须将其换算成物质的量分数才可代入；反过来，若M及其成分的式量，根据十字交叉法求出的比，也只能是物质的量比。混合物的量可以用平均值法确定。如空气的主要成分为O2和N2，空气的平均式量为29，介于两种气体的相对分子质量之间。平均值法规律：混合物的平均相对分子质量、元素的质量分数、平均相对原子质量、生成的某指定物质的量总是介于组分的相应量的最大值和最小值之间。※难点释疑※1．学习“摩尔”必须注意的几个关系（1）阿伏加德罗常数的近似值为6.02×1023，常用NA表示，是0.012kg12C所含的原子数。因其测定实验方法不同，所得阿伏加德罗常数值也不尽相同。这个6.02×1023只是一个比较精确的近似值，所以不能说含6.02×1023个粒子的物质的量为1摩（1mol）；而只能说含阿伏加德罗常数个结构粒子的物质的量是1mol（即每摩物质含有阿伏加德罗常数个结构粒子）。（2）摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量的关系。摩尔质量是指1mol物质的质量，即含阿伏加德罗常数个结构粒子的总质量。它的单位如果用g/mol，则摩尔质量与粒子的相对原子质量或相对分子质量在数值上相等。（3）“物质的量”与“物质的质量”的关系。“物质的量”四个字是个整体，不得简化或增减任何字，更不能把“物质的量”理解为物质的质量。因为“物质的质量”在物理学上是早已明确了的物理量，其单位为㎏。虽然两者的意义不同，但它们之间可以通过物质的摩尔质量联系起来。（4）物质的量与热化学方程式的关系。“反应热”是通过热化学方程式来表示的，放热用“+”号，吸热用“一”号。热化学方程式的热量的计算必须与反应物物质的量相对应。（5）物质的量与其他量的关系。物质的量及其单位——摩尔，是化学计算的核心，同学们务必熟练掌握下图：c2．平均值的规律及应用平均值的规律：混合物的平均相对分子质量、元素的质量分数、平均相对原子质量、生成某指定物质的量总是介于各组分的相应量的最大与最小之间。对于混合物来说，其某些特性受各组分的一些特性的制约，使得混合物的某些特性具有可预见性。例如：CO2的摩尔质量为44g／mol，相对分子质量为44，W(O)=72.7％；SO2的摩尔质量为64g／mol，相对分子质量为64，W(O)=50％；则其混合物具有下列特性：44g／mol混合物平均摩尔质量64g／mol；44混合物平均相对分子质量64；50％混合物中氧元素的质量分数72.7％。这就是平均值法规律。利用混合物的平均值可对物质的对应的数值进行判断、估算、推测等。例如：混合气体的有关反应，混合金属及其他混合物组成等。如：金属氯化物含氯量比较，可将金属处理成二价而进行比较：Na2C12MgCl2Al2/3C12FeCl2Fe2/3C12ZnCl2……※命题趋势※本节内容多以选择、填空的形式命题，对于物质的量、气体摩尔体积主要考基本概念辨析及基本公式的运算。有关阿伏加德罗常数的问题也是近几年高考命题的热点，试题在注意有关计算关系考查的同时，又隐含对某些概念理解的考查，试题虽然计算难度不大，但概念性强、区分度好，预计明年会继续考。※典型例析※【例1】设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是（）A.常温常压下，11.2L氧气所含有的原子数为NAB.1.8g的NH4＋离子中含有的电子数为NAC.常温常压下，48gO3含有的氧原子数为3NAD.金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA【解析】常温常压下11.2L，氧气的物质的量小于0.5mol，故所含氧原子数小于NA；1.8gNH4＋的物质的量为0.1mol。含有的电子数为0.1mol×NA×10即NA个电子。48gO3中所含氧原子的物质的量为48g/16g·mol－1=3mol，所以含氧原子的数目为3NA；2.4g镁的物质的量为0.1mol，而1mol镁原子变为镁离子失去2mol电子，故2.4g金属镁失去电子的数目为0.1mol×2×NAmol﹣1=0.2NA。【答案】B.C【例2】以NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（）A.53g碳酸钠中含NA个CO32﹣B.0.1molOH－含NA个电子C.1.8g重水（D2O）中含NA个氧原子D.标准状况下，11.2L臭氧中含NA个氧原子【解析】53gNa2CO3物质的量为0.5mol，应含0.5NA个CO32－，0.1molOH－含有0.1×10=1mol电子，故含有NA个电子，1.8gD2O中含有中子的物质的量为：1.8/20×10=0.9mol，标状下11.2LO3中O原子个数为：11.2LAAA22.4L/mol1.5NN/mol3=1.5N【答案】B【例3】在反应中X＋2Y==R＋2M，已知R和M的摩尔质量之比为22：9，当1.6gX与Y完成反应后，生成4.4gR则此反应中Y和M的质量之比为（）A.16：9B.23：9C.32：9D.46：9【解析】X＋2Y=======R＋2M22a2×9a4.4gmm/4.4g=2×9a/22am=3.6g由反应前后质量守恒知参加反应的Y质量为:4.4g+3.6g－1.6g=6.4g所以反应中与的质量比为6.4g:3.6g=16:9【答案】A【例4】取4.09g钾的某种含氧酸盐，加热使之释放出全部氧后，剩余固体物质的质量为2.49g。另由实验知:1mol该种钾盐受热释放出1.5molO2，此为何种钾盐？（要有推理过程）【解析】1mol钾盐全部释出氧后得1.5molO2，知1mol该钾盐中含3mol氧原子，故可设该种钾盐的含氧酸的组成为KaXO3，热分解反应方程式为：2KaXO3====2KaX+3O2↑（设X的相对原子质量为M），有4.09/39a+M+48=2.49/39a+M=1.60/32×1.5,化简得62.5a+1.60M=119.5若a=1,则M=35.6若a=2,则M﹤0(舍去)所以,X为Cl,该钾盐为KClO3.【答案】KClO3【例5】在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的（）A.原子数B.密度C.质量D.质子数【解析】本题关键是理解阿伏加德罗定律的基本内容：同温、同压、同体积的气体具有相同的物质的量。根据题意，则Cl2和H2的物质的量之和应与混合的总物质的量相等。无论是Cl2.H2还是HCl均为双原子分子，所以在该条件下，两容器中的气体有了相同的原子数。由于H2与Cl2的比例不确定，故不能确定密度、质量、质子数是否相同。【答案】A【例6】依照阿伏加德罗定律，下列叙述正确的是（）A.同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比B.同温同压下两种气体的质量之比等于密度之比C.同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比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】气体的摩尔质量与其温度、压强及体积均无关，因而选项A可以首先被否定。根据阿伏加德罗定律，在同温同压下，两种气体的物质的量与它们的体积成正比。但由于体积并不与密度成正比，因此选项B不对。从阿伏加德罗定律可直接判断出选项D也是正确的。对于两种气体，111MpVmpMVm=在同温同压下Vcn=Vm′，即得摩尔质量之比等于密度之比。【答案】C.D◇过关检测◇1.设NA代表阿伏加德罗常数，以下说法正确的是（）A.氯化氢的摩尔质量等于NA个氯分子和NA个氢分子的质量之和B.常温常压1molNO2气体与水反应生成NA个NO3－离子C.121gCCl2F2所含的氯原子个数为2NAD.62gNa2O溶于水后所得溶液中含有O2－离子数NA2.同温同压下，当反应物分解了8%时，总体积也增加8%的是（）A.2NH3(g)===N2(g)+3H2(g)B.2NO(g)===N2(g)+O2(g)C.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)D.2NO2(g)===2NO(g)+O2(g)3.在相同状况下，某集气瓶充满空气时，质量为152.34g，若充满O2质量为152.37g当改变CO2时，其质量为（）A.152.4gB.152.46gC.152.48gD.152.49g4.设阿伏加德罗常数的符号为NA，标准状况下，某种O2和N2的混合气体mg含有b个分子，