2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第5讲　物质的量　气体摩尔体积.docx

《2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第5讲　物质的量　气体摩尔体积.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第5讲　物质的量　气体摩尔体积.docx（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、专题二物质的量第5讲物质的量气体摩尔体积内容要求1.了解物质的量及气体摩尔体积的含义和应用。2.体会定量研究对化学科学的重要应用。知识点1物质的量与摩尔质量1.物质的量、阿伏加德罗常数2.摩尔质量1.物质的量是表示微粒数目多少的物理量。()2.1 mol任何物质都含有NA个分子。()3.1 mol OH-的质量是17 g mol-1。()4.设NA代表阿伏加德罗常数的值,22 g CO2中含有的氧原子数为NA。()5.n mol O2中分子数为N,则阿伏加德罗常数为Nn。()6.1 mol金刚石晶体中含有的共价键数目为4NA。()答案:1.2.3.4.5.6.1.下列关于物质的量、摩尔质量的叙

2、述正确的是(A)A.0.012 kg 12C中含有约6.021023个碳原子B.1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧C.氢氧化钠的摩尔质量是40 gD.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍解析:A.0.012 kg 12C的物质的量是1 mol,其中含有约 6.021023个碳原子,正确;B.1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O,2 mol氢和1 mol氧的描述不正确,错误;C.氢氧化钠的摩尔质量是40 g mol-1,单位不正确,错误;D.水的摩尔质量与水的物质的量的多少无关,错误。2.设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(B)A.K

3、HSO4固体中,阴、阳离子的数目之比为11B.NaH+H2ONaOH+H2,每生成1 mol NaOH+H2转移电子数为2NAC.2 g由H218O和D2O组成的物质中含有的质子数、电子数、中子数均为NAD.S2和S8的混合物共6.4 g,其中所含硫原子数一定为0.2NA解析:A.KHSO4固体中,阳离子为K+,阴离子为HSO4-,故阴、阳离子数目之比为11,正确;B.题给反应为H元素的归中反应,每生成1 mol NaOH+H2转移电子数为NA,错误;C.H218O 和D2O的摩尔质量均为20 g/mol,因此由H218O和D2O组成的物质中分子的物质的量为2 g20 g/mol=0.1 mo

4、l,1个H218O分子和1个D2O分子中含有的质子数、电子数、中子数均为10,因此0.1 mol该物质中含有的质子数、电子数、中子数均为NA,正确;D.S2和S8的混合物共6.4 g,即6.4 g硫原子,个数为0.2NA,正确。3.(1)材料科学家研究发现了一种带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性,该晶体的化学式为Na0.35CoO21.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为,氢原子的物质的量为mol。(2)12.4 g Na2R中含Na+0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为;含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为。解析:(1)晶体的摩尔质量约

5、为122 g mol-1,n=12.2 g122 gmol-1=0.1 mol,故氧原子数目为0.1(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1 mol 1.32=0.26 mol。(2)根据电离方程式Na2R2Na+R2-,得1 mol Na2R电离生成2 mol Na+,Na+为0.4 mol,则有 0.2 mol Na2R,M(Na2R)=m(Na2R)n(Na2R)=12.4 g0.2mol=62 g mol-1。由Mr(Na2R)=62,求得Ar(R)=62-223=16,已知 m(R)=1.6 g,根据n=mM,得n(R)=0.1 mol,则n(Na2R)=0.1 mol。答

6、案:(1)0.33NA0.26(2)62 g mol-10.1 mol 理解物质的量相关概念的“4点”注意1.物质的量不是物质的质量或物质的数量,其描述对象为微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等。2.6.021023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任何微粒所含的粒子数,其数值约为6.021023,单位为mol-1。3.摩尔质量的单位是g/mol,相对原子(或分子)质量的单位为“1”,不是相同的物理量。4.对于具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少或物质的状态的变化而变化。知识点2气体摩尔体积与阿伏加德罗定律1.影响物质体积的因

7、素2.气体摩尔体积3.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)推论条件推论语言叙述T、p相同V1V2=n1n2同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比T、p相同12=M1M2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T、V相同p1p2=n1n2温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比备注n为物质的量,M为摩尔质量,V为气体体积,为密度,p为压强1.粒子的大小是决定1 mol气体的体积大小的主要因素。()2.标准状况下,任何物质的摩尔体积均为22.4 L/ mol。()3.标准状况下,11.2 L

8、Br2的物质的量为0.5 mol。()4.标准状况下,1个氧气分子的体积为2.24104NA cm3。()5.同温、同压下,1 mol N2与2 mol H2的体积比为12。()6.同温、同压下,M气体对H2的相对密度为14,则M气体的相对分子质量为28。()7.同温、同压下,同体积的CH4和NH3含有的质子数相同。()答案:1.2.3.4.5.6.7.题点一气体摩尔体积1.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(C)A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距B.相同条件下,粒子数相同的任何气体都具有相同体积C.同温、同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同D.等质量的H2,压强

9、越小、温度越高,气体所占体积越大解析:固体中微粒之间的距离很小,决定固体体积大小的因素是粒子的数目和粒子的大小,同温、同压下,1 mol任何气体所占有的体积均相同,故C错误。2.下列说法中正确的是(C)A.1 mol O2的质量是32 g,它所占的体积是22.4 LB.标准状况下,11.2 L O2和O3的混合气体中含有6.021023个氧原子C.标准状况下,20 mL NH3与60 mL O2所含的分子个数比为13D.18 g H2O在标准状况下所占的体积约为22.4 L解析:A.O2的摩尔质量是32 g/mol,1 mol O2的质量是 32 g,标准状况下,1 mol O2所占的体积是2

10、2.4 L,没有给定标准状况下,错误;B.标准状况下,11.2 L O2和O3的混合气体中含有分子数为3.011023,含有氧原子的数目大于6.021023,错误;C.同一条件下,气体的物质的量之比和气体的体积成正比,气体的分子数和气体的物质的量也成正比,因此标准状况下,20 mL NH3与60 mL O2所含的分子个数比为2060=13,正确;D.18 g H2O的物质的量为 1 mol,因为标准状况下水不是气体,不能使用气体摩尔体积计算1 mol水的体积,错误。题点二阿伏加德罗定律及其推论3.同温、同压下,a g甲气体和3a g乙气体所占体积之比为12,根据阿伏加德罗定律及其推论判断,下列

11、叙述正确的是(C)A.甲与乙的相对分子质量之比为21B.同温、同压下,甲和乙的密度之比为32C.同温、同体积下,等质量的甲和乙的压强之比为32D.等质量的甲和乙中的原子数之比一定为32解析:A.同温、同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,a g甲气体和3a g乙气体所占体积之比为12,则甲、乙两气体的物质的量之比为12,根据摩尔质量M=mn可知,甲、乙的摩尔质量之比为a13a2=23,则甲与乙的相对分子质量之比为23,错误;B.同温、同压下,a g甲气体和3a g 乙气体所占体积之比为12,根据=mV得,甲与乙的密度之比为a13a2=23,错误;C.根据A项解析知,甲与乙的摩尔质量之比为23

12、,结合n=mM知,等质量的甲和乙的物质的量之比为32,同温、同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比,则同温、同体积下,等质量的甲和乙的压强之比为32,正确;D.分子的构成未知,所以无法判断原子数之比,错误。4.某温度下,向图中所示a、b、c、d中分别通入等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体中的一种(已知密封隔板、可自由滑动,且与容器内壁的摩擦忽略不计)。下列说法错误的是(B)A.d中通入的气体是CH4B.a和b中原子个数之比为1611C.a和c容器体积之比为12D.c和d中气体密度之比为21解析:设四种气体的质量均为m g,则CH4、CO2、O2、SO2的物质的量分别为m16 mo

13、l、m44 mol、m32 mol、m64 mol,同温、同压下,气体体积之比=物质的量之比,物质的量越大,气体体积越大,则a、b、c、d中分别通入的气体是SO2、CO2、O2、CH4。A.由分析可知,d中通入的气体是CH4,正确;B.a、b中分别为SO2、CO2,两者的物质的量之比为m64 molm44 mol=1116,则原子个数之比为(113)(163)=1116,错误;C.a、c中分别为SO2、O2,同温、同压下,气体体积之比=物质的量之比,则a和c容器体积之比为m64 molm32 mol=12,正确;D.c、d中分别为O2、CH4,同温、同压下,两种气体的密度之比=摩尔质量之比,因

14、此c和d中气体密度之比为3216=21,正确。5.按要求回答下列问题。(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 gL-1,则气体A的相对分子质量为,可能是(填化学式)。(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)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),则混合气体在标准状况下的密度是gL-1(保留两位小数);混合气体的平均摩尔质量是 g mol-1。解析:(1)M=22.4 L mol-164 g mol-1;根据相对分子质量,推测可能是二氧化硫气体。(2)标准状况下,气体的体积为672 mL,则n=

15、67210-322.4 mol=0.03 mol,M=1.92 g0.03mol=64 gmol-1。(3)CO燃烧发生反应2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,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,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol。原混合气体的密度为mV=18 g11.2 L1.61 gL-1。M=m总n总=18 g0.5mol=36 g mol-1。答案:(1)64SO2(2)64(3)1.6136 气体摩尔质量的计算方法依据计算公式条件根据气体的质量(m)和物质的量(n)

16、计算M=mn任意状态下的任意物质根据标准状况下气体的密度计算M=22.4 L/ mol标准状况下的气体根据同温同压下气体的相对密度(D=AB)计算M(A)=M(B)D同温同压下的气体根据一定质量(m)的气体中微粒数目(N)计算M=mNNA任意状态的单一气体根据混合气体中各成分的物质的量分数或体积分数(a%、b%、c%)计算M=M1a%+M2b%+M3c%+任意状态的混合气体当堂检测1.下列说法不正确的是(A)A.温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同B.同温同压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于 1611C.温度和容积相同的两容器分别盛有5 mol O2(g)和2

17、 mol N2(g),则压强之比为52D.同温同压下,5 mol O2 (g)和2 mol H2(g)的体积之比等于52解析:压强未知,无法判断温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数是否相同,A错误;同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,B正确;同温同体积的气体的压强之比等于其物质的量之比,C正确;同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,D正确。2.(2021舟山期末)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(C)A.1 mol甲基(CH3)中含有9NA个电子B.5.6 g铁粉与足量硝酸充分反应后,转移电子数为0.3NAC.标准状况下,22.4 L氦气与氟气

18、的混合气体中所含有的原子数为2NAD.36 g C5H12 分子中含有8NA个共价键解析:A.一个甲基含有9个电子,1 mol甲基(CH3)中含有9NA个电子,正确;B.5.6 g铁粉(0.1 mol)与足量硝酸充分反应后,生成硝酸铁,转移电子数为0.3NA,正确;C.氦气是单原子分子,氟气是双原子分子,标准状况下,22.4 L氦气与氟气的混合气体中所含有的原子数介于NA2NA之间,错误;D.每个C5H12分子中含有16个共价键,36 g C5H12(0.5 mol)分子中含有8NA个共价键,正确。3.在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),得混合气体体积

19、为3.0 L。(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(用含m、d的代数式表示,下同);NH4HCO3的摩尔质量为。(2)混合气体的平均摩尔质量为。(3)1 mol O2在该条件下的体积为L;该条件下,若将1 mol O2与此混合气体分别装入容积均为V的密闭容器,则两容器中的气体压强之比为。(4)已知密闭体系中气体A的分压(pA)=气体总压(p总)A的体积分数,若此混合气体置于标准状况下某恒温密闭容器中,测得其总压强为p,则其中NH3的分压p分等于。解析:(1)根据质量守恒定律,混合气体总质量等于碳酸氢铵的质量,混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的摩尔质量为2d

20、g/mol,故混合气体的物质的量为mg2dg/mol=m2d mol;根据方程式NH4HCO3NH3+CO2+H2O(g),可知NH4HCO3的物质的量为13m2d mol,则NH4HCO3的摩尔质量为mg13m2dmol=6d g/mol。(2)混合气体的总物质的量为3m79 mol,M(混)=79m3m g/mol26.3 g/mol。(3)混合气体的总物质的量为3m79 mol,则此状态下Vm=3.0793m L/mol=79m L/mol,故1 mol O2的体积为79m L;pO2p混=nO2n混=793m。(4)标准状况下,水不是气体状态,因此NH3的分压p分=p12=p2。答案:(1)m2d mol6d g/mol(2)26.3(或793) g/mol(3)79m793m(4)p2