2022高考一轮轮复习化学-专题第1讲 物质的量和气体的摩尔体积.docx
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1、第1讲 物质的量和气体的摩尔体积【知识梳理】一、物质的量1物质的量(n)(1)概念:是用来表示一定数目粒子集合体的物理量,其单位为摩尔,符号为mol。(2) 物质的量是一个专用名词,在表述时不可增减,不能将其理解成“物质的数量”或“物质的质量”。(3)使物质的量的单位是摩尔,只用于表示微观粒子的多少,不适合表示宏观物质。用摩尔必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。温馨提示:在化学方程式中,化学计量数不仅表示反应物和生成物之间微粒个数的关系,还可表示反应物和生成物之间的物质的量的关系。如2H2O2=2H2O,既可以理解成2个氢分子与1个氧分子反应生成2个水分子,也可以说2摩尔氢气与1摩尔氧气反应
2、生成2摩尔水。在化学方程式中,化学计量数之比等于微粒数之比,也等于物质的量之比。2阿伏加德罗常数(NA)(1)国际上规定,1mol任何微粒所含有的微粒数与0.012kg12C所含有的碳原子数相等。实验表明,0.012kg12C所含的碳原子数约为6.021023,6.021023mol1为阿伏加德罗常数。(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的换算关系是n=N/NA。温馨提示:阿伏加德罗常数与6.021023不能等同,阿伏加德罗常数不是一个纯数,它有单位,其单位为“mol-1”,而6.021023只是一个近似值,它无单位。3摩尔质量(M)(1)概念:单位物质的量的物质所具
3、有的质量叫做摩尔质量,常用单位为g/mol(或gmol1)。(2)物质的量(n)、摩尔质量(M)与物质的质量(m)之间的换算关系为n=m/M。温馨提示:摩尔质量是从物质的量和质量引申出的一个物理量,摩尔质量以gmol1为单位时,在数值上与被描述物质的相对分子(或原子)质量相等,但前者有单位,后者是相对值,可以认为单位为1,所以不能将摩尔质量与相对分子(或原子)质量等同来理解。例题1、下列关于物质的量、摩尔质量的叙述中正确的是 。0.012kg12C中含有约6.021023个碳原子48 g O3气体含有6.021023个O3分子氢氧化钠的摩尔质量是40g2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量
4、的2倍1 mol任何物质都含有6.021023个分子1 mol Ne含有6.021024个电子标准状况下,22.4LCHCl3中含有的氯原子数目为3NA1mol Na2O2 固体中含离子总数为4 NA0.5mol/LCuCl2溶液中含有3.011023个Cu2+1L 0.5 mol/L Na2CO3溶液中含有的CO32-数目为0.5NA二、气体摩尔体积1影响物质体积的因素影响物质体积的因素有粒子数目的多少,粒子大小,粒子间距离。在粒子数目相同的情况下,固体、液体的体积大小主要由粒子本身大小决定,气体体积主要由粒子间距离决定,而气体的粒子间距离又由温度和压强决定。2气体摩尔体积(1)一定温度和压
5、强下,1mol的气体所占的体积,符号为Vm,单位为Lmol1,标准状况下(0、101kPa),气体摩尔体积约为22.4Lmol1。(2)物质的量和气体摩尔体积之间的关系为n=V/Vm。温馨提示:理解此概念时应注意是气态物质;物质的量为1mol;0和1.01105Pa(标准状况);22.4L体积是近似值;Vm的单位为Lmol1或m3mol1。3阿伏加德罗定律(1)定义: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分子。(2)应用:标准状况下气体的体积(L)22.4mol/L物质的量(mol)气体摩尔质量(g/mol)22.4mol/L标准状况下气体的密度(g/L).同温同压下任何气体
6、的体积比等于其分子个数之比,也等于其物质的量之比.同温同压下任何气体的密度比等于其相对分子质量之比,也等于同体积的质量之比.在温度和体积一定时,气体的压强与物质的量成正比;若温度和压强一定时,气体的体积与物质的量成正比。在温度与气体的物质的量一定时,其气体的压强与体积成反比。例题2、NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 。常温常压下,11.2L氧气所含的原子数为NA等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA常温常压下,4.6g NO2气体含有1.811023个NO2分子常温下,11.2L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA2.24LCO2中含有的原子数为
7、0.3NANA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的质量比为7:435.5gCl2参加氧化还原反应,转移的电子数可能为NA15.6gNa2O2与过量CO2反应时,转移的电子数为0.4NA【指点迷津】有关阿伏加德罗常数试题的设陷方式1、状态条件:考查气体时经常给出非标准状况(如常温常压)下的气体体积,这就不能直接用“22.4L/mol”进行计算。2、物质的状态:考查气体摩尔体积时,命题者常用在标准状况下一些易混淆的液体或固体作“气体”来设问,迷惑考生。如标准状况下,水(液态)、SO3(固态)、CCl4(液态)、甲苯(液态)、戊烷(液态)等。这样也不能应用“22.4L/mol”进行计算。3、物质的组成
8、和结构:考查包括原子、分子(含有机物和无机物)等各种粒子变换或转化关系、分子结构(所含质子数、电子数、中子数、化学键数等)。如CO2、H2S等分子中的共用电子对数目。4、氧化还原反应:考查指定物质参加氧化还原反应时,常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移数目方面的陷阱。特别要注意一些常见歧化反应电子转移的情况,如Na2O2+CO2(或H2O)、Cl2+NaOH(或H2O)、NO2+H2O等。5、电解质溶液:考查电解质溶液中微粒数目或浓度时,常涉及弱电解质的电离、盐类水解、化学平衡等方面的陷阱。解题时要认真审题,充分挖掘这一隐含条件。6、同位素的影响:考
9、查同位素原子质子数、电子数分别相同,但中子数不同,引起其质量数、相对原子质量不同,也经常以此为出题点来迷惑考生。如果不注意H、D的区别,按H2O的摩尔质量计算,其结果显然是错误的。三、物质的量应用于化学方程式的计算物质的量架起了宏观物质的量如质量、体积等与微观粒子数目之间的关系,尤其巧妙的是,利用0.012kg12C中所含的碳原子数作为计量标准,与相对原子质量的计量标准1/1212C的质量统一在了一起,使得物质的摩尔质量在用gmol1做单位时在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量,大大地方便了计算和计量。又由于物质的量与粒子的个数成正比,因此,利用化学方程式计算时各物质的化学计量数、各物质的
10、粒子数、各物质的物质的量成正比,可以直接列在化学方程式中进行计算。1化学方程式在量方面的含义:化学方程式可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系,即化学计量数之比等于反应中各物质的化学计量数之比。2根据方程式计算的基本步骤(1)根据题意写出配平的化学方程式。(2)求出已知物和未知物的物质的量(有时可用质量、体积等表示,分别写在化学方程式中有关的化学式下面)。(3)把已知和待求的量用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数x、y等表示分别写在化学方程式中有关化学式的下面。(4)将有关的量列出比例式,求出待求的量。例题3、(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定地方法。实
11、验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 molL-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值 (列出计算过程)。(2)探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr250)含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c molL1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2+ + H2Y2CuY2+ 2H+,写出计算CuSO45H2
12、O质量分数的表达式 _。(3)硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4yH2O2zH2O)的组成可通过下列实验测定:准确称取1.7700g样品,配制成100ml溶液A 。准确量取25.00 ml溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g 。准确量取25.00 ml溶液A,加入适量稀硫酸酸化后,用0.02000 molL1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00 ml。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:2MnO45H2O26H=4Mn28H2O5O2,通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。【课时作业】1下列关于阿伏加德
13、罗常数的说法中正确的是( )A6.021023叫做阿伏加德罗常数B0.012kg12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数值C含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔D1摩尔氯含有6.021023个氯分子21 mol CO和1 mol CO2具有相同的( )分子数 原子数 C原子数 O原子数A B C D3草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是( )A45g草酸中含有1.2041024个氧原子B1mol草酸中含有6.021023个分子C草酸的摩尔质量是90g/molD1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L4科学
14、家最近合成了一种新型分子,它由4个氧原子构成,液化后能量、密度都比普通氧分子高得多。下列说法正确的是A摩尔质量是64gB它是一种新的化合物C它是由氧元素组成的一种单质D1mol该分子中含有2NA个氧分子5下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是()A温度和压强不同,相同质量的一氧化二氮和二氧化碳两种气体的总原子数B等温等压下,相同体积的乙烯和乙炔、乙烷的混合气体的总原子数C等温等压下,相同体积的氧气和臭氧两种气体中的氧原子数D相同物质的量、不同体积的氨气和甲烷两种气体中的氢原子数6关于SO2气体的叙述中,正确的是( )ASO2的摩尔质量是64 gB1mol SO2中所含分子数约为6.021
15、023C1 mol SO2的质量是64 gmol1D25,1.01105Pa下,1 mol SO2的体积为22.4 L7设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A等体积的CO2和CO,分子数目均为NAB常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10-12NAC标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数为2NADH2O(g)通过足量Na2O2(s)充分反应,固体增重bg时,反应中转移的电子数为bNA/28氢气的摩尔质量为M gmol1,密度是 gL1,阿伏加德罗常数为NA,则下列表述正确的是A单位体积中所含氢气分子数目 B单位质量中所含氢气分子数目为
16、NAC单个氢气分子的质量为gD单个氢气分子占有的体积为L9以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A用1 mol CH4理论上能生产标准状况下CH3OH 22.4 LB等物质的量的CH3OH和CH4,CH3OH的质子数比CH4多8NAC44 g CO2气体和44 g CH4与CO的混合气体,所含C原子数均为NAD用CH4制备合成气的反应中,若生成1 mol CO,反应转移电子数为3NA10设NA为阿伏加德罗常数,下列有关说法正确的是( )A0.5mol羟基中所含电子数为5
17、NAB标况下,11.2LCHCl3中,共用电子对的数目为2NAC2.8g的乙烯和丙烯(C3H6)中含有的碳原子数为0.2NAD1mol苯乙烯()分子中含有碳碳双键的个数为4NA11设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的有几个1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA;标准状况下,体积为22.4L的SO3中含3NA个氧原子;1molC10H22分子中共价键总数为31NA;60g二氧化硅晶体中含有的分子数目为NA;1mol/LNaOH溶液中含有Na+数目为NA;1molD2O含10NA个电子;2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA。A2B3C4D512NA
18、为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是( )A1molC10H22分子中共价键总数为31NA个B0.1molCH4中含有NA个电子C标准状况下,22.4LCHCl3含有氯原子数目为3NA个D标准状况下,1.12L16O2和1.12L18O2均含有0.1NA个氧原子13某实验小组拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应(已知硅与稀硫酸不反应),测定通常状况(20,101 kPa)下的气体摩尔体积。拟选用下列实验装置完成实验:(1)该小组同学必须选用的装置依次连接的合理顺序为A、_。(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,开始时稀硫酸能滴人锥形瓶中,一段时间后稀硫酸不能顺利滴入锥
19、形瓶中,其原因是_。(3)金属铝与稀硫酸反应的离子方程式为_。(4)实验结束时,测量实验中生成H2体积的操作方法是_。(5)实验中准确测得3个数据:实验前铝硅合金的质量m1g,实验后残留固体的质量m2g,实验后量筒中液面读数为V ml。则通常状况下气体摩尔体积Vm=_Lmol-l。若合金中含少量铜,则所测得的Vm将_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。14氧元素形成的单质在环境、生命活动、生产、科研等方面有重要作用。(1)氟利昂在紫外线的作用下能产生氯原子,氯原子对臭氧层有破坏作用。氯原子对臭氧层的破坏作用可用如下过程表示:Cl+O3ClO+O2、O3O2+O、ClO+OCl+O2。这一过程总
20、的化学方程式是_。根据总反应的化学方程式,可知氯原子在反应中作_。(2)意大利科学家使用普通氧分子和带正电的氧离子制出了新型的氧分子O4,它可能具有与S4相似的长方形结构。O4的摩尔质量为_;相同质量的O2、O3、O4的分子数之比为_,原子数之比为_;下列有关O4的说法不正确的是_(填序号)。A题述中生成O4的反应不属于化学变化BO4与O2、O3都是氧的同素异形体CO2可能具有很强的氧化性15.甲、乙、丙三种物质有如图所示的转化关系。若甲、乙、丙依次是氢气、水、硫酸。(1)写出甲乙的化学方程式:_。(2)乙丙时所需另一种反应物中,一定含有_和氧元素。若甲为碳酸钙,丙为氯化钙。(3)乙可以是_(
21、填名称)。.N原子的摩尔质量是_;1molHNO3的质量是_;标准状况下11.2LHCl气体的物质的量是_;2molOH约含有_个电子。16(1)0.5 mol CO2的质量为_克,其中含有CO2分子_个,在标准状况下的体积是_升。(2)标况下,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)NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO24HI2NOI22NaI2H2O。该反应中氧化剂是_,根据该反应,鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有:食醋、碘化钾淀粉试纸、淀粉、白酒,你认为必须选用的物质有_(填序号)。(4
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