2022年高考化学物质的量气体摩尔体积考点全归纳 .pdf
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1、物质的量气体摩尔体积 考纲要求 1. 了解物质的量及其单位、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义。 2. 能根据物质的量与质量、摩尔质量、气体体积(标准状况)、物质的量浓度、物质质量分数、 阿伏加德罗常数、微粒数之间的相互关系进行有关计算。3. 能正确解答阿伏加德罗常数及阿伏加德罗定律与物质的组成、结构及重要反应综合应用题。考点一物质的量、摩尔质量1物质的量(1) 物质的量 (n) 物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol) 。(2) 物质的量的规范表示方法:(3) 阿伏加德罗常数(NA) 0012 kg 12C所含原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.021
2、023,单位为mol1。公式: NA Nn2摩尔质量(1) 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。单位是gmol 1。公式: M mn。(2) 数值:以gmol 1 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。深度思考11 mol NaCl和 1 mol HCl所含的粒子数相同吗?答案不相同。因为NaCl 是离子化合物,组成微粒是Na 和 Cl,而 HCl 是共价化合物,组成微粒是HCl 分子。2阿伏加德罗常数(NA)与 6.021023 完全相同吗?答案不相同。6.021023 是个纯数值没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA) 是指 1 mol任何微
3、粒所含的粒子数,它与0.012 kg 12C所含的碳原子数相同,数值上约为6.021023。题组一有关概念的理解1下列说法中正确的是( ) A1 mol 任何物质都含有6.021023 个分子B1 mol Ne 中含有约6.021024 个电子精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页C1 mol 水中含 2 mol 氢和 1 mol 氧D摩尔是化学上常用的一个物理量答案B 解析有些物质是由离子或原子构成的,故 A错;使用摩尔表示物质的量时,应用化学式表明粒子的种类,故C错;摩尔是物质的量的单位,而不是物理量,故D错。2下
4、列说法正确的是( ) ANaOH的摩尔质量为40 g B1 mol O2 的质量与它的相对分子质量相等C1 mol OH 的质量为17 gmol 1 D氖气的摩尔质量( 单位 gmol 1) 在数值上等于它的相对原子质量答案D 解析A错,摩尔质量的单位是gmol 1;B错, 1 mol O2的质量以g 为单位时在数值上与它的相对分子质量相等;C 错,质量的单位是g;D 是对的,要注意氖气是单原子分子气体。摩尔质量与相对原子( 分子 ) 质量的易混点(1) 相对原子 ( 分子 )质量与摩尔质量( 以 g 为单位时 ) 不是同一个物理量,单位不同,只是在数值上相等。(2) 摩尔质量的单位为gmol
5、 1,相对原子 ( 分子 ) 质量的单位为1。题组二有关分子 (或特定组合 ) 中的微粒数计算32 mol CO(NH2)2中含 _mol C , _mol N ,_mol H ,所含氧原子跟_mol H2O 所含氧原子个数相等。答案2 4 8 2 4含 0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中,含 _mol SO24,Al3 物质的量 _ 0.8 mol(填“”、“ ”或“” ) 。答案1.2 题组三物质的质量与微粒数目之间的换算6最近材料科学研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K 下呈现超导性。据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2 1.3H2O 。若用NA表示阿伏加德罗常数,试计算
6、12.2 g该晶体中含氧原子数 _,氢原子的物质的量_mol。答案0.33NA 0.26 解析晶体的摩尔质量为122 gmol 1,n12.2 g122 gmol 10.1 mol ,故氧原子数目0.1 (2 1.3)NA 0.33NA,n(H) 0.1 mol 1.3 2 0.26 mol 。7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,下列说法中正确的是( ) 该氯原子的相对原子质量为12a/b m g 该氯原子的物质的量为m/(aNA)mol 该氯原精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页
7、,共 14 页子的摩尔质量是aNA g a g 该氯原子所含的电子数为17 mol A B C D答案C 解析中摩尔质量的单位错误;由于该氯原子的质量是a g ,故 a g 该氯原子所含的电子数为 17,错。有关微粒数目比较的思维方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页考点二气体摩尔体积、阿伏加德罗定律1影响物质体积大小的因素(1) 构成物质的微粒的大小( 物质的本性 ) 。(2) 构成物质的微粒之间距离的大小( 由温度与压强共同决定) 。(3) 构成物质的微粒的多少( 物质的量的大小) 。2气体摩尔体积(1) 含义
8、:单位物质的量的气体所占的体积,符号Vm ,标准状况下,Vm 22.4_Lmol 1。(2) 相关计算基本表达式:Vm Vn与气体质量的关系:mMVVm与气体分子数的关系:VVmNNA(3) 影响因素: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温度和压强。3阿伏加德罗定律及其推论应用(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( 可通过 pVnRT及 nmM、mV导出 ) 相同条件结论公式语言叙述T、 p 相同n1n2V1V2同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比T、 V相同p1p2n1n
9、2温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比T、 p 相同12M1M2同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量( 或相对分子质量) 成正比特别提醒(1) 阿伏加德罗定律的适用范围是气体,其适用条件是三个“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。(2) 阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体。深度思考1标准状况下,1 mol 气体的体积是22.4 L ,如果当1 mol 气体的体积是22.4 L时,一定是标准状况吗?答案不一定。因气体的体积与温度、压强和气体的分子数有关,标准状况下,22.4 L气体的物质的量为1 mol 。2由阿伏加德罗常
10、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 _。1 摩尔水的质量1 摩尔水蒸气的质量1 摩尔水蒸气的体积答案解析、中, 1 摩尔水或水蒸气的质量都为m水 NA;中, 水蒸气分子间间距比分子直精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页径大的多,仅由题给条件不能确定1 摩尔水蒸气的体积。题组一以“物质的量”为中心的计算1设 NA为阿伏加德罗常数,如果a g 某气态双原子分子的分子数为p,则 b g 该气体在标准状况下的体积V(L) 是( ) A.22.4apbNAB.22.4abp
11、NAC.22.4NAbaD.22.4pbaNA答案D 解析解法一公式法:双原子分子的物质的量pNA mol 双原子分子的摩尔质量a gpNA molaNApgmol 1 所以 b g 气体在标准状况下的体积为b gaNApgmol 122.4 L mol 122.4pbaNA L 解法二比例法:同种气体其分子数与质量成正比,设b g 气体的分子数为N a g p b g N 则:Nbpa,双原子分子的物质的量为pbaNA,所以 b g 该气体在标准状况下的体积为22.4pbaNA L 。2某气体的摩尔质量为M gmol 1,NA表示阿伏加德罗常数的值,在一定的温度和压强下,体积为V L 的该气
12、体所含有的分子数为X。则MXVNA表示的是( ) AV L 该气体的质量 ( 以 g 为单位 ) B1 L 该气体的质量 ( 以 g 为单位 ) C1 mol 该气体的体积( 以 L 为单位 ) D1 L 该气体中所含的分子数答案B 解析X除以 NA为该气体的物质的量;然后乘以M表示其质量;最后除以V为 1 L 该气体的质量。熟记宏观物理量与微观粒子数转化关系物质的量通过摩尔质量、气体摩尔体积、 阿伏加德罗常数将宏观物理量物质的质量、气体的体积与微观物理量微粒个数、微粒的质量联系起来。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14
13、 页题组二阿伏加德罗定律及推论的应用3下列两种气体的分子数一定相等的是( ) A质量相等、密度不同的N2和 C2H4 B体积相等的CO和 N2 C等温、等体积的O2和 N2 D等压、等体积的N2和 CH4 答案A 解析N2和 C2H4这两种气体的摩尔质量相等,质量相等时,物质的量也就相等,所含的分子数也一定相等,A项正确。 B、C 、D项可根据阿伏加德罗定律及其推论加以判断,所含分子数均不一定相等。4常温常压下,两个容积相同的烧瓶中分别盛满X 和 Y两种气体,打开开关a,使两烧瓶内的气体相通,最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是( ) 编号气体 X HI NH3 H2 NO 气体 Y C
14、l2 HCl Cl2 O2 A. B C D 答案C 解析审题时要注意三个问题:一是气体X与 Y可能反应, 二是压强大小比较需要应用阿伏加德罗定律,三是注意2NO2N2O4的转化。同温同体积,气体的压强之比等于物质的量之比。设起始状态下,每个烧瓶中气体的物质的量为a mol 。中 Cl2 2HI=2HClI2 ,常温下,碘呈固态,充分反应后,气体的物质的量为1.5a mol 。中 NH3 HCl=NH4Cl,反 应 后 无 气 体 。 中 不 反 应 ( 光 照 或 点 燃 条 件 下 才 反 应 ) 。 中 发 生 反 应2NOO2=2NO2,2NO2N2O4 ,反应后气体的物质的量介于a
15、mol 与 1.5a mol之间。5某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验,操作如下:用质量和容积都相等的烧瓶收集气体,称量收集满气体的烧瓶质量。数据见下表( 已换算成标准状况下的数值 ) 。气体烧 瓶 和 气 体 的总质量 (g) 气体烧瓶和气体的总质量 (g) A 48.408 2 D 48.382 2 B 48.408 2 E 48.434 2 C 48.408 2 F 48.876 2 已知标准状况下,烧瓶的容积为0.293 L,烧瓶和空气的总质量为48.421 2 g,空气的平均相对分子质量为29。A、 B、C、D、E、F 是中学常见的气体。(1) 上述六种气体中,能够
16、使品红溶液褪色的是( 写化学式 )_ 。(2)E 的相对分子质量是_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页(3) 实验室制取少量D的化学方程式是_ 。(4)A 、B、C可能的化学式是_ 。答案(1)SO2 (2)30 (3)CaC22H2O Ca(OH)2 C2H2 (4)N2 、CO 、C2H4 解析设烧瓶的质量为m ,盛空气时,48.421 2 gm29 gmol 10.293 L22.4 L mol 1,m 48.04 g ,据阿伏加德罗定律可得:48.408 2 g48.04 gM0.293 L22.4 L
17、 mol 1,解得 M(A)28 gmol 1M(B)M(C),所以 A、B、C可能为N2 、CO 、C2H4 ,同理可推出D、E、F 的相对分子质量分别为 26、30、 64,所以 D为 C2H2 ,E为 C2H6 ,F 为 SO2(能使品红溶液褪色) 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页求气体的摩尔质量M的常用方法(1) 根据标准状况下气体的密度:M 22.4(g mol 1) ;(2) 根据气体的相对密度(D1/ 2):M1/M2D;(3) 根据物质的质量(m)和物质的量 (n) :M m/n;(4) 根据一
18、定质量(m)的物质中微粒数目(N) 和阿伏加德罗常数(NA) :M NA m/N ;(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 M1a% M2 b% M3c%,,a% 、b% 、c% 指混合物中各成分的物质的量分( 或体积分数 ) 。考点三突破阿伏加德罗常数应用的六个陷阱题组一气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态1判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA ( )(2) 常温下 11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA ( )(3) 标准状况下,22.4 L己烷中含共价键数目为19NA ( )(4)
19、 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 ( )(2013 新课标全国卷,9D) 题组二物质的量或质量与状况2判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1) 常温常压下,3.2 g O2所含的原子数为0.2NA ( )(2) 标准状况下,18 g H2O 所含的氧原子数目为NA ( )(3) 常温常压下,92 g NO2 和 N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA ( )(2013 新课标全国卷,9C) 题组三物质的微观结构3判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA ( )(2)30 g甲醛中含共用电子对总
20、数为4NA ( )(3) 标准状况下,22.4 L氦气与 22.4 L氟气所含原子数均为2NA ( )(4)18 g D2O所含的电子数为10NA ( )(5)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA ( )(6)12 g金刚石中含有的共价键数为2NA ( )(7)12 g石墨中含有的共价键数为1.5NA ( )(8)31 g白磷中含有的共价键数为1.5NA ( )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 14 页1只给出物质的体积,而不指明物质的状态,或者标准状况下物质的状态不为气体,所以求解时,一要看是否为标准状况下,不
21、为标准状况无法直接用22.4 Lmol 1( 标准状况下气体的摩尔体积) 求 n;二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n,如 CCl4、水、液溴、SO3 、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。2给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实质上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。3此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉,弄清楚微粒中相关粒子数( 质子数、中子数、电子数 ) 及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子, Cl2、 N2、O2 、H2 等双原
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