2014版化学深刻复习方略教案整编(天津)物质的量气体摩尔体积(人教出版).ppt

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1、第一章化学计量在实验中的应用 第一节物质的量气体摩尔体积,一、物质的量及单位 1.基本概念间的关系,6.021023,6.021023 mol-1,2.物质的量规范表示方法 如0.2 mol H2中含有的氢原子个数为_; 6.021022个Na+的物质的量为_。,2.4081023,0.1 mol,二、摩尔质量,如M(Fe)=_;0.5 mol O2的质量为_; 11 g CO2的物质的量为_。,gmol-1,56 gmol-1,16 g,0.25 mol,三、气体摩尔体积 1.气体摩尔体积 (1)含义:在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的 体积。 (2)符号与单位:符号为Vm,单位

2、为_。 (3)特例:标准状况是指_,此情况下, 气体摩尔体积约为_。,Lmol-1,温度为0,压强为101 kPa,22.4 Lmol-1,(4)与物质的量、气体体积之间的关系:_ 如在标准状况下,2 mol H2的体积为_; 5.6 L SO2的物质的量为_。 (5)注意问题:适用对象是气体(单一或混合气体);指明温度和 压强。,44.8 L,0.25 mol,2.阿伏加德罗定律 (1)决定气体体积的外界条件:一定物质的量的气体,其体积的 大小取决于气体所处的_。 (2)阿伏加德罗定律: 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。,温度和压强,分子,四、物

3、质的量在化学方程式计算中的应用,物质的量,例如: 2CO+O2 2CO2n 2 mol32 g 222.4 L 1 mol n(CO)m(O2) V(CO2) n,【思考辨析】 1.氯化钠的摩尔质量是58.5 g。( ) 【分析】单位不对,摩尔质量与质量是不同的概念,前者的单位 是gmol-1,后者的单位是g。 2.在标准状况下,1 mol戊烷所占的体积是22.4 L。( ) 【分析】气体摩尔体积或阿伏加德罗定律只适用于气体体系, 既可以是纯净气体,也可以是混合气体。对于固体和液体不适 用。气体摩尔体积在应用于气体计算时,要注意只有在标准状 况下才能用22.4 Lmol-1。戊烷在标准状况下是

4、液体。,3.常温常压下,22 g CO2气体中所含的分子数大于0.5NA。 ( ) 【分析】质量、物质的量不受外界条件的影响,22 g CO2气体 的物质的量任何条件下都是0.5 mol,故所含分子数是0.5NA。 4.1 L CO2和1 L CO所含的分子数相同。( ) 【分析】体积虽然都是1 L,但所处的温度和压强不一定相同, 故二者的物质的量不一定相同,则分子数不一定相同。,5.(2012福建高考)0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定 相等。( ) 【分析】因为无法确认11.2 L O2是否处于标准状况下,所以无 法计算其物质的量。,考点 1 阿伏加德罗常数综合应用“

5、五陷阱”,陷阱一、“标准状况”“常温常压”等外界条件的应用方面 (1)22.4 Lmol-1指在标准状况下(0 101 kPa)的气体摩尔体积。在标准状况下非气态物质(如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等),体积为22.4 L时,其分子数不等于NA。 (2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。,陷阱二、物质的组成方面 (1)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、H37Cl、OH、OH-等。 (2)物质中所含化学键的数目: 如H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。 (3)最简式相同的物质中的微

6、粒数目: 如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。 (4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目: 如N2、CO、C2H4等。,陷阱三、典型的氧化还原反应的电子转移数目方面 电子转移(得失)数目问题的分析,如Na2O2、NO2与H2O反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。 陷阱四、弱电解质的电离、盐类的水解方面 弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。如1 L 0.1 molL-1的乙酸溶液和1 L 0.1 molL-1的乙酸钠溶液中CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA。,陷阱五、

7、特殊的反应方面 如一氧化氮和氧气常温常压下即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,氯气与水反应、合成氨反应等属于可逆反应。,【典例1】(2013津南区模拟)用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( ) A.1.0 mol Fe与足量盐酸反应生成的H2在标准状况下的体积约为33.6 L B.0.1 mol Na2O2所含的阴离子数为0.2NA C.0.1 mol CH4O所含的碳氢键数为0.3NA D.1.0 mol O2在任何反应中得到的电子数一定为4NA,【解题指南】解答本题要注意以下3点： (1)明确Na2O2中阴离子是 ，则不是O-。 (2)能根据CH4O的结构式判断化学键的

8、构成。 (3)掌握O2与不同物质反应时化合价的变化。,【解析】选C。1.0 mol Fe与足量盐酸反应生成1 mol H2，其 体积在标准状况下为22.4 L，A项错；Na2O2中阴离子为 ， 所以0.1 mol Na2O2中所含阴离子数为0.1NA，B项错；CH4O的 结构简式为CH3OH,1 mol CH3OH中含有3 mol C-H键，故C项正 确；1.0 mol O2与足量钠反应生成Na2O2时，转移的电子数为2NA，D项错。,【互动探究】(1)把A项中足量盐酸改为足量的稀硝酸，在标准状况下生成气体体积是多少？ (2)C项中0.1 mol CH4O中含有的极性共价键的数目是多少？ 提示

9、：(1)1 mol Fe与足量稀硝酸反应生成1 mol NO，在标准状况下其体积为22.4 L。 (2)在CH3OH中所有的共价键均为极性共价键，所以0.1 mol CH3OH中含有0.5 mol极性键。,考点 2 阿伏加德罗定律及“两个”重要推论,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粒子。 即:T1=T2,p1=p2,V1=V2N1=N2,2.阿伏加德罗定律的推论,【知识链接】 求气体的摩尔质量M的常用方法 (1)根据标准状况下气体的密度(单位gL-1):M= 22.4 Lmol-1。 (2)根据气体的相对密度(D=1/2):M1/M2=D。 (3)根

10、据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。 (4)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=NAm/N。,【典例2】(2013成都模拟)同温同压下,同体积的CO和CO2,下列说法不正确的是() A.分子数之比等于11 B.原子数之比等于32 C.质量之比等于711 D.质子数之比等于711,【解题指南】本题可按以下思路解答:,【解析】选B。根据阿伏加德罗定律,由同温同压下体积相同可 以推出N(CO)=N(CO2),进而推出n(CO)=n(CO2),A正确;原子数之 比为(1+1)(1+2)=23,B错误;质量之比为(n28 gmol-1) (n44 gmol-

11、1)= 711,C正确;一个CO分子含有(6+8)个质子, 一个CO2分子含有(6+82)个质子,等物质的量时二者质子数之 比为711,D正确。,【变式训练】三个容器中分别盛有H2、CH4、O2,已知三个容器中气体的温度、密度都相等,下列说法正确的是() A.三种气体质量相等 B.三种气体的物质的量之比为1621 C.三种气体压强比为1621 D.三种气体体积比为1816,【解析】选C。根据同温同密度的气体的压强与摩尔质量成反 比,所以p(H2)p(CH4)p(O2)= =1621。因为容器的体积不确定,根据= 可以判断三种 气体的质量关系不确定,根据n= 可以判断三种气体的物质的 量关系也不

12、确定。,1.下列说法中正确的是() A.H2的摩尔质量是2 g B.1 mol氧的质量是16 g C.氧气的摩尔质量是32 gmol-1 D.2 g H2含1 mol H 【解析】选C。摩尔质量在数值上等于相对分子质量或相对原子质量,单位是gmol-1,A错;用mol作单位时,应指明粒子的种类,B错;2 g H2的物质的量是1 mol,含有2 mol H,D错。,2.质量为16 g的下列气体,在标准状况下体积约为11.2 L的是 () A.H2B.O2C.CO2D.CH4 【解析】选B。n=V/Vm=11.2 L/22.4 Lmol-1=0.5 mol,则M=m/n=16 g/0.5 mol=

13、32 gmol-1,只有O2符合。,3.二甲醚是一种化工原料，同时由于它具有优良的燃烧特性，所以也可混入液化气作燃料，其结构式为 下列关于二甲醚的叙述中不正确的是 ( ) A.二甲醚是一种有机物 B.4.6 g该物质中含有6.021022个碳原子 C.二甲醚分子中以极性共价键结合 D.标准状况下燃烧11.2 L二甲醚可生成22.4 L CO2,【解析】选B。根据二甲醚的组成元素可知该物质为有机物，A项正确；4.6 g二甲醚的物质的量为0.1 mol，含有的碳原子数为1.2041023，B项错；二甲醚分子中化学键均是由不同元素组成的，为极性共价键，C项正确；从二甲醚可混入液化气作燃料可推知二甲醚

14、在标准状况下为气体，D项正确。,4.(2013滨海区模拟)同温同压下,等体积的两容器内分别 充满由14N、13C、18O三种原子构成的一氧化氮和一氧化碳, 两容器含有的() A.分子数和气体质量均不同 B.分子数和电子数均相同 C.质子数和中子数均相同 D.分子数、原子数和中子数均相同,【解析】选D。由阿伏加德罗定律可知,同温同压下,相同体积的气体具有相同的分子数。故两种气体的分子数相同。分子数相同,但二者的摩尔质量不同,故质量不同,A错误;分子数相同,但电子数不同,B错误;质子数不同,中子数相同,C错误;分子数相同,又都是双原子分子,故原子数相同,且二者的中子数都为17,D正确。,5.(20

15、13长沙模拟)(1)0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与 个NH3分子中所含氢原子数相等。 (2)0.4 mol乙烷中所含共价键的物质的量是。 (3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和 31.76 g D,则C的摩尔质量为。 (4)7.1 g Cl2中含有电子的物质的量为mol,在和足 量NaOH溶液反应时转移电子的物质的量为mol。,【解析】(1)0.3 mol6.021023mol-12=N(NH3)3,则N(NH3)=1.2041023或20.3NA=3N(NH3),N(NH3)=0.2NA。 (2)一个乙烷(C2H6)分子中含有7个共价键,所以0

16、.4 mol乙烷中所含共价键的物质的量为2.8 mol。 (3)根据质量守恒定律,0.04 mol C的质量为16 g+20 g- 31.76 g=4.24 g,M(C)=4.24 g0.04 mol=106 gmol-1。,(4)每个氯原子中有17个电子,7.1 g Cl2中含电子的物质的量 为 34=3.4 mol。 Cl2和NaOH反应时,1 mol Cl2转移1 mol电子,则7.1 g Cl2和 NaOH反应转移电子的物质的量为0.1 mol。 答案:(1)1.2041023(或0.2NA) (2)2.8 mol (3)106 gmol-1 (4)3.4 0.1,1.(2012新课标

17、全国卷)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混合气体中含有的氧原子数为2NA B.28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA C.常温常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA D.常温常压下,22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2NA,【解析】选D。因为常温常压下22.4 L氯气的物质的量不是 1 mol,而只有1 mol氯气与足量镁粉充分反应转移的电子数 才是2NA,D项不正确;NO2、CO2都是一个分子中含有两个氧原 子,A项正确;乙烯和环丁烷的最简式相同,等质量的两者含有 的

18、碳原子数相同,B项正确;NO2、N2O4的最简式相同,等质量的 两者含有的原子数相同,与状况无关,C项正确。,2.(2012海南高考)NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是() A.在密闭容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2,充分反应后可得到NH3分子数为NA B.一定条件下,2.3 g的Na与O2完全反应生成3.6 g产物时失去的电子数为0.1NA C.1.0 L的0.1 molL-1Na2S溶液中含有的S2-数目为0.1NA D.标准状况下,22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA,【解析】选B。A选项反应为可逆反应,不能完全转化为产物,B中反应后不论生成

19、氧化钠还是过氧化钠,都会失去0.1NA电子,正确;C选项中S2-发生水解,D中标准状况下CCl4为液态。,3.(2012江苏高考)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是() A.标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA B.常温常压下,18 g H2O中含有的原子总数为3NA C.标准状况下,11.2 L CH3CH2OH中含有的分子数目为0.5NA D.常温常压下,2.24 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA,【解析】选B。氯气与水的反应为可逆反应,0.1 mol氯气不可能完全反应,转移电子数应小于0.1NA,A错误;18 g水为1

20、mol,每个水分子中有3个原子,所以18 g水所含的原子总数为3NA,B正确;标准状况下,乙醇为液体,不能用22.4 Lmol-1进行计算,标准状况下,11.2 L乙醇中所含分子数远远超过0.5NA,C错误;常温常压下,气体摩尔体积大于22.4 Lmol-1,2.24 L混合气体小于1 mol,所含碳原子数也应小于0.1 mol,D错误。,4.(2011江苏高考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述中正确的是() A.1 mol甲醇中含有CH键的数目为4NA B.25,pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA C.标准状况下,2.24 L己烷含有分子的数目为0.1NA D.常温常

21、压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2 mol O2,转移电子的数目为0.4NA,【解析】选D。A项,1个甲醇分子中含3个CH键,1 mol甲醇中含3 mol CH键,A项错误;B项,缺少溶液的体积,无法计算pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目,B项错误;C项,标准状况下,己烷为液态,不能使用22.4 Lmol-1进行计算,C项错误;D项,过氧化钠与水反应,每生成1个氧气分子转移2个电子,生成0.2 mol氧气,转移的电子数为0.4NA,D项正确。,5.(2011海南高考)设NA是阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是() A.1 mol Al3+含有的核外电子数为3NA B.1

22、 mol Cl2与足量的铁反应,转移的电子数为3NA C.10 L pH=1的硫酸溶液中含有的H+数为2NA D.10 L pH=13的NaOH溶液中含有的OH-数为NA,【解析】选D。因为一个Al3+核外有10个电子,所以1 mol Al3+ 含有的核外电子数为10NA,A选项错误;Cl2与足量的铁反应生成 FeCl3,因为Cl2完全反应,有如下关系:Cl22Cl-,所以转移电子 数为2NA,B选项错误;pH=1,c(H+)=0.1 molL-1,n(H+)= 0.1molL-110 L=1 mol,所以含H+数为NA,C选项错误;pH=13, c(H+)=10-13molL-1,c(OH-

23、)=0.1 molL-1,n(OH-)= 0.1 molL-110 L=1 mol,所以含OH-数为NA,D选项正确。,【反思提升】 1.解答以N=m/MNA为中心的有关基本粒子计算时,应注意看清所求粒子的种类。 2.以气体物质为中心的计算,应注意: (1)若题目给出物质的体积,一要看是否是标准状况,若不是标准状况,则1 mol气体的体积不一定是22.4 L;二要看是不是气体,如不是气体,则无法求算其物质的量及其分子数。 (2)若题目给出气体的质量或物质的量,则粒子数目与外界条件无关。 (3)若气体为稀有气体,应注意它是单原子分子。,3.计算物质所含的电子数、质子数、中子数时应弄清物质的构成,正确运用粒子之间的求算关系。 4.计算氧化还原反应过程中电子转移数目时,应把握氧化还原反应的实质和电子守恒规律。 5.若涉及溶液中粒子浓度的计算时,应考虑: (1)是否有溶液的体积这个条件。 (2)有无盐类水解、弱电解质电离等情况。,