2021高考化学一轮复习 第1章 化学计量在实验中的应用 第1节 物质的量 气体摩尔体积教学案 新人

1第一节物质的量气体摩尔体积考纲定位要点网络1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。2.能根据粒子(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。3.了解相对原子质量、相对分子质量的含义，并能进行有关计算。物质的量摩尔质量1．物质的量、阿伏加德罗常数2．摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M，单位为g/mol或g·mol－1。(2)数值：当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。(3)关系：物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n＝mM或M＝mn或m＝n·M。[补短板](1)物质的量及其单位(摩尔)不能描述宏观物质的数量。(2)使用摩尔作单位时，必须指定化学式或指明粒子的种类，如1molH不能描述为1mol氢等。2(3)6.02×1023是个纯数值，没有任何物理意义，它与阿伏加德罗常数(NA)的关系应理解为6.02×1023是阿伏加德罗常数(NA)的数值的近似值。(4)摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18g·mol－1，H2O的相对分子质量为18,1molH2O的质量为18g。但若不指明各单位，数值也不一定相等。如H2O的摩尔质量也可以是0.018kg·mol－1。(5)摩尔质量与温度、压强、物质的量多少无关。[基础判断](1)1molOH－的质量是17g·mol－1。()(2)NA代表阿伏加德罗常数的数值，22gCO2中含有的氧原子数为NA。()(3)nmolO2中分子数为N，则阿伏加德罗常数为Nn。()(4)H2SO4的摩尔质量和相对分子质量的数值均为98。()(5)46gNO2和N2O4的混合气体中氧原子数为2NA。()[答案](1)×(2)√(3)×(4)×(5)√[知识应用]有一瓶氯化钠试剂的标签如图所示，仔细观察该标签，然后回答下列问题：(1)该瓶未开封的试剂中含NaCl的质量为________，物质的量约为________。(2)从上述试剂瓶中取出0.5g样品配成溶液，溶液中Na＋与Cl－总数目约为________(用数值表示)。[答案](1)480g8.2mol(2)9.88×1021命题点1基本概念的理解与应用1．下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。下列关于1molCH3COOK的叙述正确的是()A．1molCH3COOK含有1mol钾元素B．CH3COOK的摩尔质量为98gC．1molCH3COOK含有2mol氧D．1molCH3COOK含有约3×6.02×1023个HD[元素是一个宏观概念，A项错误；CH3COOK的摩尔质量为98g·mol－1，B项错误；3“2mol氧”中“氧”是指氧原子还是指氧分子，说法不明确，C项错误；1molCH3COOK含有3molH，所以1molCH3COOK约含有3×6.02×1023个H，D项正确。]2．(2019·荆州模拟)草酸(分子式为H2C2O4，沸点：150℃)是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是()A．若1mol草酸中含a个碳原子，则阿伏加德罗常数为a2B．1mol草酸中约含有6.02×1023个分子C．45g草酸中约含有1.204×1024个氧原子D．草酸分子中碳与氧原子的物质的量之比为1∶2A[阿伏加德罗常数的单位为mol－1，a2无单位，A错误。]解题“三注意”(1)审题时要注意常用计量的使用范围和条件。(2)分析时要注意常用计量的单位运用。(3)计算分子中含有的原子数目时要注意分子的组成。命题点2n、M、m、N的相关计算与换算3．设NA为阿伏加德罗常数的值，回答下列问题。(1)0.3molH2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。(2)12g乙烷中所含共价键的物质的量是________。(3)分子数为0.5NA的CO2分子的质量是________。[解析](2)乙烷的结构式为,1mol乙烷分子中含有7mol共价键。[答案](1)0.2NA(2)2.8mol(3)22g4．(1)若12.4gNa2X中含有0.4mol钠离子，Na2X的摩尔质量是________，X的相对原子质量是________。(2)某矿泉水的规格为560mL，若喝一瓶该矿泉水，则进入体内的H2O分子数约为______个(用数值表示)。[解析](1)n(Na2X)＝0.2mol，M(Na2X)＝12.4g0.2mol＝62g·mol－1。(2)水的密度约为1g·mL－1，n(H2O)＝560×1g18g·mol－1≈31.1mol，N(H2O)＝31.14mol×6.02×1023mol－1≈1.87×1025。[答案](1)62g·mol－116(2)1.87×1025以“物质的量”为核心的基本计算已知物理量物质的量――――→依据物质组成计算所求物理量气体摩尔体积阿伏加德罗定律1．气体摩尔体积(1)影响物质体积大小的因素(2)气体摩尔体积①含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，常用的单位是L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)，基本表达式是Vm＝Vn。②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。温度越高，压强越小，气体摩尔体积越大。③特例：标准状况是指温度为0℃，压强为101kPa，此时，Vm＝22.4_L·mol－1。2．阿伏加德罗定律及其推论(1)内容可总结为“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积的气体，具有相同的分子数。(2)推论条件结论推论一同温同压V1V2＝n1n2＝N1N2ρ1ρ2＝M1M25推论二同温同容p1p2＝n1n2注：以上用到的符号：n——物质的量、M——摩尔质量、V——气体体积、ρ——密度、p——压强[补短板](1)在同温同压下，不同气体的摩尔体积相同，而固(液)体摩尔体积则不同。(2)气体摩尔体积既适用于单一气体也适用于混合气体。(3)1mol气体在标准状况下是22.4L，但22.4L气体在非标准状况下可能是1mol也可能不是1mol。(4)同温同压同体积的气体的分子数相等，但原子数不一定相等。(5)阿伏加德罗定律既适用于单一气体也适用于混合气体。(6)在同温同压条件下，可利用气体的相对分子质量大小判断气体密度的大小。[基础判断](1)标准状况下，1molH2与1molN2、H2混合气体体积均约为22.4L。()(2)同温同压下，等体积的两种单质气体一定具有相同的原子数。()(3)标准状况下，1molCH4和1molSO3的体积均为22.4L。()(4)同温同体积条件下，等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2。()(5)在非标准状况下，1molN2的体积可能为22.4L。()[答案](1)√(2)×(3)×(4)√(5)√[知识应用](1)由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)不能确定的物理量是________。①1摩尔水的质量②1摩尔水蒸气的质量③1摩尔水蒸气的体积[答案]③(2)在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体6.72L，质量为12g。此混合物中CO和CO2的总物质的量为________，混合气体的平均相对分子质量为________，混合气体中CO与CO2的个数比为________。[答案]0.3mol401∶3命题点1气体摩尔体积的概念及有关计算1．一定温度和压强下，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个原子构成，下列有关说法中不正确的是()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22.4L6C．该气体中每个分子含有两个原子D．若O2在该条件下为气态，则1molO2在该条件下的体积也为30LA[若为标准状况，6.02×1023个气态分子的体积应为22.4L，不是30L。]2．一定量的液态化合物XY2，在适量的氧气中恰好完全燃烧，化学方程式为XY2(l)＋3O2(g)=====点燃XO2(g)＋2YO2(g)，在标准状况下测得生成物的体积为672mL，密度为2.56g·L－1，则化合物XY2的相对分子质量为()A．38B．44C．64D．76D[n(生成物)＝0.672L22.4L·mol－1＝0.03mol，根据等气体体积反应可知n(O2)＝0.03mol，m(O2)＝0.96g，m(总)＝0.672L×2.56g·L－1≈1.72g，根据质量守恒定律知m(XY2)＝0.76g，n(XY2)＝13n(O2)＝0.01mol，M(XY2)＝76g·mol－1。]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折合成标准状况为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]因为NH4HCO3(s)========一定条件NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)。(1)M(混)＝2dg·mol－1⇒n(混)＝m2dmol，⇒M(NH4HCO3)＝(2d×3)g·mol－1＝6dg·mol－1。(2)M(混)＝22.4ρg·mol－1。(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)＝a%∶b%∶c%，M(混)＝(17a%＋44b%＋18c%)g·mol－1。[答案](1)m2dmol6dg·mol－1(2)22.4ρg·mol－1(3)17a%＋44b%＋18c%气体摩尔质量(相对分子质量)求算方法7(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n。(2)根据一定质量(m)的物质中粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·m/N。(3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4(g·mol－1)。(4)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D。(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。命题点2阿伏加德罗定律及其推论的基本应用4．下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()A．体积相等时密度相等B．原子数相等时具有的中子数相等C．体积相等时具有的电子数相等D．质量相等时具有的质子数相等C[依据阿伏加德罗定律可知在同温同压下的两种气体体积相同，分子数相同时，而每个12C18O和N2分子所含电子数相同，C项正确；同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比，12C18O的摩尔质量为30g·mol－1，14N2的摩尔质量为28g·mol－1，A项错误；1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数为14，B项错误；n＝mM，m相同、M不同，n不同，D项错误。]5．如图所示三只气球，其中A、B的体积均为1.12L，则A、B中气体的物质的量________是0.05mol(填“一定”或“不一定”)；标准状况下，A、B气球中的分子个数比是________；在相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相同，则两气球的体积之比是________。[答案]不一定1∶12∶16．(1)2molO3和3molO2的质量之比为________，分子数之比为________；同温同压下的密度之比为________，含氧原子数之比为________，体积之比为________。(2)气体化合物A的化学式可表示为OxFy，