2021版新高考地区选考化学(人教版)一轮复习教师用书:课题3 物质的量 气体摩尔体积 .doc
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1、课题3物质的量气体摩尔体积学习任务1物质的量、气体摩尔体积一、物质的量1物质的量物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,符号为n。物质的量的单位为摩尔,简称摩,符号为mol。2物质的量的规范表示 数值单位指定微粒符号或微粒名称3阿伏加德罗常数规定:以0.012 kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,符号为NA,其数值约为6.021023,单位为mol1。公式:NA。4概念间的关系二、摩尔质量1概念:摩尔质量指单位物质的量的物质所具有的质量,其符号为M,单位为gmol1(或g/mol)。2数值:以gmol1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。3关
2、系:摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系为n。三、气体摩尔体积1影响物质体积大小的因素(1)微粒的大小(物质的本性);(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定);(3)微粒的数目(物质的量的大小)。2含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。标准状况下,Vm约为22.4_L/mol。3基本关系式:n。4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。四、阿伏加德罗定律及其推论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阿伏加德罗定律的推论相同条件推论公式语言叙述T、p相同同温、同压下,气体的体积与其物质
3、的量成正比T、V相同同温、同体积下,气体的压强与其物质的量成正比T、p相同同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比(1)对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比。(2)同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。(3)应用阿伏加德罗定律及其推论要熟记相关化学计量的定义式,并结合相互关系进行推导(可通过pVnRT及n、导出)。1判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)(2017高考海南卷)1 mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA。()(2)2.0 g HO与D2O的混合物中所含中子数
4、为NA。()(3)23 g Na 与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子。()(4)2 g氦气所含的原子数目约为0.56.021023。()(5)标准状况下,H2和N2的气体摩尔体积均为22.4 L。()(6)1 mol任何物质都约含有6.021023个分子。()(7)标准状况下,1 mol O2与1 mol SO3的体积相同。()(8)标准状况下,1 mol气体的体积约是22.4 L,非标准状况下,1 mol气体的体积则一定不是22.4 L。()(9)标准状况下,O2和O3中氧原子的摩尔质量均为16 gmol1。()(10)常温常压下,14 g N2与7 g乙烯(C2H4)所含原子数相同
5、。()(11)22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl所含的分子数相同。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2填空题。(1)含6.021023个中子的 Li的质量是_g。(2)4 g D2和20 g18O2的单质化合时最多能生成_g DO。(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子,则Na2X的摩尔质量是_,X的相对原子质量是_。解析:(1)根据n计算中子的物质的量,Li的中子数为734,进而计算Li的物质的量,再根据mnM计算其质量。(2)根据不足量的物质计算生成DO的质量;18O2过量。(3)1 mol Na2X中含有2 m
6、ol钠离子,0.2 mol Na2X中含有0.4 mol钠离子,则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)62 gmol1;X的相对原子质量为6222316。答案:(1)1.75(2)22(3)62 gmol116(1)物质的量只能衡量微观粒子,使用时必须指明具体粒子的种类或化学式。(2)摩尔质量与相对原子(分子)质量是两个不同的概念,当摩尔质量以gmol1为单位时,二者在数值上相等。(3)气体摩尔体积使用的对象是气体;标准状况是0 、1.01105 Pa,不是常温、常压。(4)标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 Lmol1,非标准状况下,气体摩尔体积不一定是22.4 Lmol1。 宏观物理量(质
7、量、体积)与微观粒子数的换算宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知1(双选)已知标准状况下:6.72 L NH3;1.2041023个H2S分子;5.6 g CH4;0.5 mol HCl。下列关系正确的是()A体积大小:B原子数目:C密度大小:D质量大小:解析:选AB。标准状况下,6.72 L NH3的物质的量为0.3 mol;1.2041023个H2S分子的物质的量为0.2 mol;5.6 g CH4的物质的量为0.35 mol;HCl的物质的量为0.5 mol。由上述计算可知物质的量大小为,相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,故体积大小为,A项正确。标准状况下6.72 L NH3
8、所含原子的物质的量为0.3 mol41.2 mol;1.2041023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol30.6 mol;5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35 mol51.75 mol;0.5 mol HCl所含原子的物质的量为0.5 mol21 mol;原子数目之比等于原子的物质的量之比,故原子数目为,B项正确。同温同压下,气体密度之比等于其相对分子质量之比,NH3的相对分子质量为17;H2S的相对分子质量为34;CH4的相对分子质量为16;HCl的相对分子质量为36.5;故密度大小为,C项错误。NH3的质量为17 gmol10.3 mol5.1 g;H2S的质量为34
9、 gmol10.2 mol6.8 g;CH4的质量为5.6 g;HCl的质量为36.5 gmol10.5 mol18.25 g;故质量大小为,D项错误。2(教材改编题)某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,用NA表示阿伏加德罗常数的值。(1)该氯原子的相对原子质量为_;(2)m g该氯原子的物质的量为_;(3)该氯原子的摩尔质量是_;(4)n g该氯原子所含的电子数为_。答案:(1)(2) mol(3)aNA gmol1(4)(答案合理即可)318 g CO和CO2的混合气体,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。(1)原混合气体中CO的质量是_g。(2)原混合气体中
10、CO2在标准状况下的体积是_L。(3)原混合气体在标准状况下的密度是_gL1。(4)原混合气体的平均摩尔质量是_gmol1。解析:由CO燃烧发生反应2COO22CO2可知,CO的体积与生成CO2的体积相等,又因为燃烧后CO2的总体积为 11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为 11.2 L,即标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol。设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则,解得x0.25,y0.25。(1)原混合气体中CO的质量为28 gmol10.25 mol7 g。(2)原混合气体中CO2在标准状况下的体积为0.25
11、mol22.4 Lmol15.6 L。(3)原混合气体在标准状况下的密度为1.61 gL1。(4)解法一:M22.4 Lmol122.4 Lmol136 gmol1;解法二:M36 gmol1;解法三:M28 gmol150%44 gmol150%36 gmol1;故原混合气体的平均摩尔质量为36 gmol1。答案:(1)7(2)5.6(3)1.61(4)36以物质的量(n)为核心的计算的思维模板注:Vm与温度、压强有关,标准状况下Vm22.4 Lmol1。 阿伏加德罗定律及其应用宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知4一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.021023个分子,这些
12、分子由1.2041024个原子组成,下列有关说法不正确的是()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22.4 LC每个该气体分子含有2个原子D若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L解析:选A。标准状况下该物质若为气态物质,则其体积约为22.4 L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项错误,B项正确;由分子数和原子数的关系可知,该分子为双原子分子,C项正确;根据题意,在此温度和压强条件下,Vm30 Lmol1,D项正确。5(2020保定高三模拟)取五个相同的气球,同温同压下,分别充入CO和以下四种混合气体,吹出体积相等的状态,如图所示
13、。A、B、C、D四个气球内,与CO所含原子数一定相等的是()解析:选C。同温、同压、同体积下,气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1 mol,则1 mol CO所含原子的物质的量为2 mol。A项,含有HCl和O3,1 mol该混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;B项,含有H2和NH3,1 mol 该混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;C项,含有N2和O2,都为双原子分子,则1 mol 该混合气体含有2 mol原子,正确;D项,含有He和NO2,1 mol该混合气体含有的原子的物质的量可能大于2 mol,可能小于2 mol,也可能等于2 mol,错误。气体相对分子
14、质量的计算宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知6(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 gL1,则气体A的相对分子质量为_,可能是_气体。(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为_。(3)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。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)若所得混合气体的密度换算成标准状况下为 gL1,则混合气体的平均摩尔质量为_(用含的代数式表示)。若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分
15、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:(1)M22.4 gmol12.857 gL122.4 Lmol164 gmol1。(2)M64 gmol1。(3)NH4HCO3(s)NH3(g)CO2(g)H2O(g)。M(混)2d gmol1n(混) mol,M(NH4HCO3)2d3 gmol16d gmol1。M(混)22.4 gmol1。n(NH3)n(CO2)n(H2O)a%b%c%,M gmol1。答案:(1)64SO2(2)64(3) mol6d gmol122.4 gmol117a%44b%18c%求解气体摩尔质量的“五方法”(
16、1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M。(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M。(3)根据标准状况下气体的密度():M22.4(gmol1)。(4)根据同温同压下气体的相对密度(D1/2):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:MM1a%M2b%M3c%a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 学习任务2突破阿伏加德罗常数的五大陷阱一、抓“两看”,突破气体与状况陷阱一看“气体”是否处在“标准状况”。二看“标准状况”下,物质是否为“气体”如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为
17、气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF等在标准状况下均不为气体。二、排“干扰”,突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。三、记“组成和结构”,突破陷阱1记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、OH、OH等。2记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。3记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。4记物质中所含化学键的数目,如1分子H2O2、CnH2n2中化学键的数目分别
18、为3、3n1。1 mol SiO2中含4 NA个SiO键,1 mol Si中含SiSi键数目为2NA,1 mol P4(白磷)中含PP键数目为6NA。四、理解反应原理,突破“隐含”陷阱1可逆反应不能进行到底,反应物不能全部转化为产物。常见的可逆反应:2NO2N2O4;Cl2H2OHClHClO;NH3H2ONH3H2ONHOH;2SO2O22SO3;N23H22NH3。2常温下,不能共存的气体间的反应(1)HClNH3=NH4Cl;(2)2NOO2=2NO2;(3)2H2SSO2=3S2H2O。3“隐含”浓度变化(1)在MnO2与浓盐酸的反应中,随着反应的进行,浓盐酸逐渐变为稀盐酸,MnO2与
19、稀盐酸不反应。(2)在Cu与浓硫酸的反应中,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应。(3)常温下,Fe在浓硝酸、浓硫酸中钝化,反应不具有持续性。4常在难电离、易水解的粒子数目上设题判断电解质溶液中粒子数目时注意“三看”:一看是否有弱电解质的电离;二看是否有弱离子的水解;三看是否指明了溶液的体积。弱电解质在水溶液中部分电离,可水解盐溶液中离子发生微弱水解,都会导致相关粒子数目减少。五、突破氧化还原反应中电子转移的陷阱1同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断,如(1)Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只做氧化剂,而Cl2和NaOH反应,Cl2既做氧化剂又做还原剂;(2)Na2
20、O2与CO2或H2O反应,Na2O2既做氧化剂又做还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只做氧化剂;(3)NO2和H2O反应,NO2既做氧化剂又做还原剂。2反应物量不同,生成物所表现的化合价不同,如Fe和HNO3反应,Fe不足时生成Fe3,Fe过量时生成Fe2。3氧化剂或还原剂不同,生成物所表现的化合价不同,如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。4注意氧化还原反应的顺序,如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2先氧化I,再氧化Fe2。气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析1判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)(2017高
21、考全国卷,10C)2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子。()(2)标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA。()(3)2.24 L CO2含有的原子数为0.3NA。()(4)常温常压下,11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为 0.5NA。()(5)标准状况下,2.24 L氨水含有的NH3分子数为0.1NA。()(6)标准状况下,22.4 L SO3含有的SO3分子数为NA。()(7)标准状况下,22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子。()(8)用惰性电极电解饱和食盐水,若外电路中通过NA个电子,则阴极产生11.2 L气体。
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