【创新设计】2011届高考化学一轮复习 第1节 物质的量 气体摩尔体积课件 大纲人教版.ppt
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1、第三章物质的量第三章物质的量(nmol) 第一节物质的量气体摩尔体积第一节物质的量气体摩尔体积复习目标展示复习目标展示1.能够正确理解和应用阿伏加德罗常数与物质的量之间的关系。能够正确理解和应用阿伏加德罗常数与物质的量之间的关系。2掌握气体摩尔体积的概念,能熟练应用阿伏加德罗定律及推论。掌握气体摩尔体积的概念,能熟练应用阿伏加德罗定律及推论。 问题问题1:化学计算中常用的化学计量有哪些?:化学计算中常用的化学计量有哪些?1“四种相对原子质量四种相对原子质量”的含义和关系的含义和关系相对原子质量相对原子质量近似相对原子质量近似相对原子质量原子原子质量数质量数元素元素(同位素相对原子同位素相对原子
2、质量质量丰度丰度)(同位素质量同位素质量数数丰度丰度)注:注:元素周期表中查得的相对原子质量是指元素的相对原子质量。元素周期表中查得的相对原子质量是指元素的相对原子质量。12(g)1C(g)12该原子的质量原子质量2物质的量物质的量表示物质所含表示物质所含微粒微粒数目多少的物理量,符号数目多少的物理量,符号n,单位,单位mol,只表示微观粒子,不表示宏观粒子。只表示微观粒子,不表示宏观粒子。3摩尔摩尔“摩尔摩尔”是是物质的量物质的量的单位,符号为的单位,符号为“mol”,这个单位的基准是,这个单位的基准是阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数,即每摩尔物质含,即每摩尔物质含NA个微粒。个微粒。4阿伏加德
3、罗常数阿伏加德罗常数(1)阿伏加德罗常数表示的意义)阿伏加德罗常数表示的意义阿伏加德罗常数表示:阿伏加德罗常数表示:0.012kg12C中含有的碳原子个数。中含有的碳原子个数。(2)阿伏加德罗常数的符号)阿伏加德罗常数的符号NA,单位,单位mol1,近似值为,近似值为6.021023。5摩尔质量摩尔质量 1 mol物质所具有的物质所具有的质量质量,符号,符号M,单位是,单位是g/mol,与式量相比较,与式量相比较, 当摩尔当摩尔 质量以质量以gmol1为单位时,数值上等于式量。为单位时,数值上等于式量。【思维延伸】【思维延伸】知识点知识点1气体摩尔体积与阿伏加德罗定律气体摩尔体积与阿伏加德罗定
4、律问题问题2 2:为什么说气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例?:为什么说气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例?6气体摩尔体积气体摩尔体积(1)基础:同温同压下,任何气体分子间的平均距离均)基础:同温同压下,任何气体分子间的平均距离均相等相等。(2)概念:单位物质的量的任何)概念:单位物质的量的任何气体气体在一定条件下所占的在一定条件下所占的体积体积。(3)符号及单位:符号为)符号及单位:符号为Vm,常用单位是,常用单位是Lmol1。(4)物质的量)物质的量(n)、气体体积、气体体积(V)和气体摩尔体积和气体摩尔体积Vm之间的关系:之间的关系:VnVm。(5)气体摩尔体积的数值不是固定不变的。它决
5、定于气体所处的)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环境环境(温度和压强温度和压强),在标准状况下,在标准状况下Vm22.4 Lmol1。 7阿伏加德罗定律及推论阿伏加德罗定律及推论 定律:在定律:在相同相同的温度和压强下,的温度和压强下,相同相同体积的任何气体都含有体积的任何气体都含有相同相同 数目的分子。数目的分子。 推论推论(1)同温同压下,气体的体积之比)同温同压下,气体的体积之比等于等于其物质的量之比,其物质的量之比, 即:即:T、P一定,一定,(特例:在特例:在0 ,1.01105 Pa时,时,1 mol气体气体 体积为体积为22.4 L)。(2)同温同压下,同体积
6、的任何气体的质量之比,)同温同压下,同体积的任何气体的质量之比,等于等于摩尔质量摩尔质量之比,也之比,也等于等于其密度之比,即。其密度之比,即。(3)同温同体积时,气体的压强之比)同温同体积时,气体的压强之比等于等于物质的量之比,即物质的量之比,即。2121nnVV212121PPMMmm2121nnPP【思维延伸】【思维延伸】(1 1)以上概念和定律中的)以上概念和定律中的“气体气体”指的是纯净的气体或混合气体。指的是纯净的气体或混合气体。(2 2)标准状况()标准状况(00、1 atm1 atm)是一特定状况,是温度、压强一定)是一特定状况,是温度、压强一定 的一种特例。的一种特例。(3
7、3)任何状况下的任何气体均存在一个)任何状况下的任何气体均存在一个V Vm m。考点考点1 有关阿伏加德罗常数的正误判断有关阿伏加德罗常数的正误判断1状态问题:状态问题: (1)水在标准状况下为液态或固态;()水在标准状况下为液态或固态;(2)SO3在标准状况下为固在标准状况下为固 态,常温常压下为液态;(态,常温常压下为液态;(3)碳原子数大于)碳原子数大于4的烃,在标准状况下的烃,在标准状况下 为液态或固态。为液态或固态。2特别物质的摩尔质量:如特别物质的摩尔质量:如D2O、T2O、18O2等。等。3某些物质在分子中的原子个数。如某些物质在分子中的原子个数。如Ne、O3、白磷、白磷(P4)
8、、S8等。等。4一些物质中的化学键数目:如一些物质中的化学键数目:如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。等。5较复杂的化学反应中,转移电子数的计算:如较复杂的化学反应中,转移电子数的计算:如Na2O2与与 H2O,Cl2与与NaOH、电解、电解AgNO3溶液等。溶液等。6要用到要用到22.4 Lmol1时,一定要注意气体是否处于标准时,一定要注意气体是否处于标准 状况下或是在标准状况下,物质是否是气态。状况下或是在标准状况下,物质是否是气态。7某些离子或原子团在水溶液中能发生水解反应,使其数目某些离子或原子团在水溶液中能发生水解反应,使其数目 减小。减小。【例【例1】 (2009上海单科,
9、上海单科,12)NA代表阿伏加德罗常数。下列有关叙述代表阿伏加德罗常数。下列有关叙述 正确的是正确的是()A标准状况下,标准状况下,2.24 L H2O含有的分子数等于含有的分子数等于0.1NA B常温下,常温下,100 mL 1 molL1 Na2CO3溶液中阴离子总数大于溶液中阴离子总数大于 0.1NA C分子数为分子数为NA的的CO、C2H4混合气体体积约为混合气体体积约为22.4 L,质量为,质量为28 g D3.4 g NH3中含中含NH键数目为键数目为0.2NA 解析:解析:A项,标准状况下水是液态。项,标准状况下水是液态。B项,项,Na2CO3溶液中存在反应:溶液中存在反应: C
10、O H2OHCO OH,故,故100 mL 1 molL1 Na2CO3溶液中溶液中 阴离子总数大于阴离子总数大于0.1NA。C项,没有注明是否是标准状况,体积不一定项,没有注明是否是标准状况,体积不一定 是是22.4 L。D项,一个项,一个NH3分子中含有分子中含有3个个NH键,则键,则3.4 g即即0.2 mol NH3中含中含NH键数目为键数目为0.6NA。 答案:答案:B2331(2010改编题)设阿伏加德罗常数的数值为改编题)设阿伏加德罗常数的数值为NA,下列说法正确,下列说法正确的是的是()A常温常压下,常温常压下,1 mol氦气含有的核外电子数为氦气含有的核外电子数为4NAB常温
11、常压下,常温常压下,62 g白磷中的共价键数目为白磷中的共价键数目为3NAC标准状况下,标准状况下,11.2 L以任意比例混合的氮气和氧气所含的原以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为子数为NAD标准状况下,标准状况下,NA个个NO分子和分子和0.5NA个个O2分子混合后气体分子混合后气体的总体积为的总体积为33.6 L变式练习变式练习解析:解析:A项,氦气物质的量确定后,含有的原子、质子、电项,氦气物质的量确定后,含有的原子、质子、电子、分子等个数与温度、压强无关,子、分子等个数与温度、压强无关,1 mol He气含有气含有2NA个电个电子;子;B项,白磷的分子式为项,白磷的分子式为P4,
12、62 g白磷即白磷即0.5 mol,含有,含有3NA个个“PP”共价键;共价键;C项,标准状况下,项,标准状况下,11.2 L任何气体均含有任何气体均含有0.5 NA个气体分子,因为氧气、氮气均为双原子分子,所以个气体分子,因为氧气、氮气均为双原子分子,所以它们的混合气体中一定含有它们的混合气体中一定含有NA个原子;个原子;D项,项,NO与与O2发生反应发生反应生成了生成了NO2。答案答案:BC考点考点2 2混合气体的平均相对分子质量、密度与气体摩尔混合气体的平均相对分子质量、密度与气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的综合计算体积、阿伏加德罗常数的综合计算1气体相对分子质量的求法气体相对分子质量的求
13、法(1)已知标准状况下气体密度)已知标准状况下气体密度:M22.4 Lmol1。(2)已知)已知A、B两种气体的相对密度两种气体的相对密度D:Mr(A)DMr(B)。(3)混合气体的平均相对分子质量)混合气体的平均相对分子质量 A MBB(A、B为为A、B的体积分数的体积分数)。(4)根据阿伏加德罗定律计算:)根据阿伏加德罗定律计算: (同同T、p、V)。M M: :) )( (A AM Mr rM Mr rBABAmmMM2气体密度和相对密度的求算气体密度和相对密度的求算 (1)标准状况:标准状况: (2)非标准状况:非标准状况: (3)气体的相对密度:气体的相对密度: (同温同压下同温同压
14、下)3气体摩尔体积的计算气体摩尔体积的计算11molL4 .22molMgVmP BABAMMPPD标准状况下:标准状况下: Vm22.4 L/mol4 4平均值法规律平均值法规律 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 与最小值之间。与最小值之间。5 5确定气体的分子组成确定气体的分子组成 一般思路是:根据阿伏加德罗定律,由体积比推导出气体分子一般思路是:根据阿伏加德罗定律,由体积比推导出气体分子 个数比,再根据质
15、量守恒定律确定化学式。个数比,再根据质量守恒定律确定化学式。【例【例2】 (2010山师附中期中考题山师附中期中考题)一定量的液态化合物一定量的液态化合物XY2,在一,在一定量的定量的O2中恰好完全燃烧,反应方程式为:中恰好完全燃烧,反应方程式为: XY2(l)3O2(g) XO2(g)2YO2(g)。冷却后,在标准状况下测。冷却后,在标准状况下测 得生成物的体积是得生成物的体积是672 mL,密度是,密度是2.56 g/L,则:,则:(1)反应前)反应前O2的物质的量是的物质的量是_。(2)化合物)化合物XY2的摩尔质量是的摩尔质量是_。(3)若)若XY2分子中分子中X、Y两元素的质量之比为
16、两元素的质量之比为3 16,则,则X、Y两两元素分别是元素分别是_和和_。(写元素符号写元素符号)0.03 mol 76 g/mol CS解析解析(1 1)因为)因为XYXY2 2与与O O2 2恰好反应,根据反应方程式和阿伏加德定律判恰好反应,根据反应方程式和阿伏加德定律判断,消耗断,消耗O O2 2的体积与生成的体积与生成XOXO2 2(g)(g)、YOYO2 2(g)(g)混合气体的体积相等,即在标混合气体的体积相等,即在标准状况下为准状况下为672 mL672 mL,所以,所以n n(O(O2 2) )0.03 mol0.03 mol。(2 2)根据反应方程式可判断)根据反应方程式可判
17、断n n(XY(XY2 2) )0.01 mol0.01 mol,由质量守恒定律可知,由质量守恒定律可知m m(XY(XY2 2) )67267210103 3L L2.56 g/L2.56 g/L0.03 mol0.03 mol32 g/mol32 g/mol0.76 g0.76 g,那么,那么M(XYM(XY2 2) ) 76 g/mol76 g/mol。(3 3) ,所以,所以M M(X)(X) M M(Y)(Y)。结合。结合M M(X)(X)2 2M M(Y)(Y)76 76 g/mol g/mol,判断,判断M M(X)(X)12 g/mol12 g/mol、M M(Y)(Y)32
18、g/mol32 g/mol,推测,推测X X元素为元素为C C元元 素,素,Y Y元素为元素为S S元素。元素。 mol01. 0g76. 0163)Y(M2)X(M)Y(m)X(m83方法总结:方法总结:气体的物质的量及气体摩尔质量均与气体状况无关,气体的物质的量及气体摩尔质量均与气体状况无关,但通常情况下又是从某一状况下、某气体的体积求得气体的物质但通常情况下又是从某一状况下、某气体的体积求得气体的物质的量、气体的摩尔质量。要注意利用公式的量、气体的摩尔质量。要注意利用公式 、M M 。Vmnm*(2010山东省实验中学期中考题山东省实验中学期中考题)为测定气球内的气体成分,有学生用超为测
19、定气球内的气体成分,有学生用超 薄材料的气球按下图装置进行实验。开始时气球沉于烧杯底部,打开开关薄材料的气球按下图装置进行实验。开始时气球沉于烧杯底部,打开开关 后,过一会儿气球从烧杯底部慢慢浮起,最后悬于烧杯口。气球内可能的后,过一会儿气球从烧杯底部慢慢浮起,最后悬于烧杯口。气球内可能的气体是气体是(相对原子质量相对原子质量H1、C12、O16、Cl35.5)()A氯气氯气 B甲烷甲烷C氧气与二氧化硫气体的混合气体氧气与二氧化硫气体的混合气体 D二氧化碳二氧化碳变式练习变式练习解析解析:从图示和题干内容可知烧杯内开始有空气,后来有:从图示和题干内容可知烧杯内开始有空气,后来有COCO2 2,
20、所以气球内气体的密度比空气的密度大、比二氧化碳的密度小。所以气球内气体的密度比空气的密度大、比二氧化碳的密度小。根据同温同压下,根据同温同压下, 即气体的密度与其摩尔质量即气体的密度与其摩尔质量( (气体的气体的相对分子质量相对分子质量) )成正比,可以判断气球内的气体的相对分子质量大成正比,可以判断气球内的气体的相对分子质量大于于29(29(空气的平均相对分子质量空气的平均相对分子质量) )、小于、小于44(CO44(CO2 2的相对分子质量的相对分子质量) )。显然显然A A、B B、D D均不符合题意。均不符合题意。O O2 2与与SOSO2 2混合气体的平均相对分子量大混合气体的平均相
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