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新人教课标高考化学一轮总复习教案:第一章 第3讲 物质的量 气体摩尔体积〖无忧资源〗

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第3讲

物质的量

气体摩尔体积

[考纲要求] 1.知道摩尔(mol)、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义。2. 能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、物质的质量、气体体积(标准状况) 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:
[来源:学优高考网 GkStK]

(3)阿伏加德罗常数(NA) 0.012 kg 12C 所含原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为 6.02×1023,单位为 mol 1。


公式:NA= 2.摩尔质量

N n

m - (1)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。单位是 g· mol 1。公式:M= 。 n (2)数值:以 g· mol 分子(原子)质量。 深度思考 1.1 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 6.02×1023 完全相同吗? 答案 不相同。6.02×1023 是个纯数值没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)
+ - -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

是指 1 mol 任何微粒所含的粒子数,它与 0.012 kg 12C 所含的碳原子数相同,数值上

约为 6.02×1023。

题组一 有关概念的理解 1.下列说法中正确的是 A.1 mol 任何物质都含有 6.02×1023 个分子 B.1 mol Ne 中含有约 6.02×1024 个电子 C.1 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.下列说法正确的是 A.NaOH 的摩尔质量为 40 g B.1 mol O2 的质量与它的相对分子质量相等 C.1 mol OH 的质量为 17 g· mol
- -1

(

)

(

)

D.氖气的摩尔质量(单位 g· mol 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 g· mol 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 g· mol 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 3.2 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
3 4.含 0.4 mol Al2(SO4)3 的溶液中,含________mol SO2 4 ,Al 物质的量________
- +

0.8 mol(填“>”、“<”或“=”)。 答案 1.2 <

解析 n(SO2 4 )=3n[Al2(SO4)3]=3×0.4 mol=1.2 mol,0.4 mol Al2(SO4)3 中含有 0.8


mol Al3 ,由于在溶液中 Al3 水解,故小于 0.8 mol。
+ +

5. 标准状况下有①0.112 L 水 ②3.01×1023 个 HCl 分子 氨气 ⑤2 mol 氦气

③13.6 g H2S 气体 ④0.2 mol

⑥6.02×1023 个白磷分子,所含原子个数从大到小的顺序为

______________________。 答案 ①>⑥>⑤>③>②>④ 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 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 g· mol 1,n=


12.2 g - =0.1 mol,故氧原子数目= 122 g· mol 1

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 ( )

①该氯原子的相对原子质量为 12a/b ②m g 该氯原子的物质的量为 m/(aNA)mol ③ 该氯原子的摩尔质量是 aNA g A.①③ 答案 C 解析 ③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 17,④错。 B.②④ ④a g 该氯原子所含的电子数为 17 mol C.①② D.②③

有关微粒数目比较的思维方法

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: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_L· mol 1。


(2)相关计算

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①基本表达式:Vm=

V n

m V ②与气体质量的关系: = M Vm V N ③与气体分子数的关系: = V m NA (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)。 m m (2)阿伏加德罗定律的推论(可通过 pV=nRT 及 n= 、ρ= 导出) M V 相同条件 结论 公式 n1 V1 = n2 V2 p1 n1 = p2 n2 ρ1 M1 = ρ2 M2
[来源:GkStK.Com][来源:学优高考网]

语言叙述 同温、同压下,气体的体积与其物质的量 成正比 温度、体积相同的气体,其压强与其物质 的量成正比 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、p 相同

T、V 相同

T、p 相同

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________。 ①1 摩尔水的质量 ②1 摩尔水蒸气的质量 ③1 摩尔水蒸气的体积 答案 ③ 解析 ①、②中,1 摩尔水或水蒸气的质量都为 m 水 NA;③中,水蒸气分子间间距 比分子直径大的多,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 22.4ap A. bNA 22.4NAb C. a 答案 D 解析 解法一 公式法: p 双原子分子的物质的量= mol NA 双原子分子的摩尔质量= aNA - = g· mol 1 p p mol NA ag 22.4ab B. pNA 22.4pb D. aNA ( )

所以 b g 气体在标准状况下的体积为 bg 22.4pb - ×22.4 L· mol 1= L aNA aNA -1 g· mol p 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 ag bg ~ ~ p N

bp pb 则:N= ,双原子分子的物质的量为 ,所以 b g 该气体在标准状况下的体积为 a aNA 22.4pb L。 aNA

2.某气体的摩尔质量为 M g· mol 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 的该气体所含有的分子数为 X。则 A.V L 该气体的质量(以 g 为单位) B.1 L 该气体的质量(以 g 为单位) C.1 mol 该气体的体积(以 L 为单位) D.1 L 该气体中所含的分子数 答案 B

MX 表示的是 VNA

(

)

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。

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

① HI

② NH3

③ H2

④ NO

气体 Y A.②>③>①>④ C.③>①>④>② 答案 C

Cl2

HCl

Cl2

O2

B.③>①=④>② D.④>①>②>③

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 2NO2??N2O4 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。① 中 Cl2+2HI===2HCl+I2,常温下,碘呈固态,充分反应后,气体的物质的量为 1.5a mol。②中 NH3+HCl===NH4Cl,反应后无气体。③中不反应(光照或点燃条件下才 反应)。④中发生反应 2NO+O2===2NO2,2NO2??N2O4,反应后气体的物质的量介 于 a 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 A B C 烧瓶和气体的 总质量(g) 48.408 2 48.408 2 48.408 2 气体 D E F 烧瓶和气体的 总质量(g) 48.382 2 48.434 2 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,能够使品红溶液褪色的是(写化学式)____________________。 (2)E 的相对分子质量是____________________。 (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)CaC2+2H2O― →Ca(OH)2+C2H2↑ (4)N2、CO、C2H4

48.421 2 g-m 0.293 L 解析 设烧瓶的质量为 m,盛空气时, -1 = - ,m≈48.04 g, 29 g· mol 22.4 L· mol 1 48.408 2 g-48.04 g 0.293 L 据阿伏加德罗定律可得: = mol - ,解得 M(A)≈28 g· M?A? 22.4 L· mol 1
-1

=M(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)。

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 ρ:M=ρ×22.4(g· mol 1);


(2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D; (3)根据物质的质量(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=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 = M1 ×a%+ M2 ×b%+ M3 ×c%??,a%、b%、c%指混合物中各成分的物 质的量分数(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)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 (×) (×) (×) (×)

(2012· 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 (√) (√) (√)

(2012· 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 (√) (√) (×) (×) (×) (√) (√) (√)

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,不为标准状况无法直接用 22.4 L· mol 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 等双原子分子,及 O3、P4、18O2、D2O、 Na2O2、CH4、CO2 等特殊物质。 题组四 电解质溶液中,粒子数目的判断 4.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)0.1 L 3.0 mol· L
-1

的 NH4NO3 溶液中含有的 NH4 的数目为 0.3 NA



(×)

(2)等体积、 等物质的量浓度的 NaCl, KCl 溶液中, 阴、 阳离子数目之和均为 2NA(×) (3)0.1 mol· L
-1

的 NaHSO4 溶液中,阳离子的数目之和为 0.2NA


(×) (×)

(4)25 ℃、pH=13 的 1.0 L Ba(OH)2 溶液中含有的 OH 数目为 0.2NA 题组五 阿伏加德罗常数的应用与“隐含反应” 5.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)2 mol SO2 和 1 mol O2 在一定条件下充分反应后,混合物的分子数为 2NA (2)标准状况下,22.4 L NO2 气体中所含分子数目为 NA (3)100 g 17%的氨水,溶液中含有的 NH3 分子数为 NA (4)标准状况下,0.1 mol Cl2 溶于水,转移的电子数目为 0.1NA 题组六 氧化还原反应中电子转移数目的判断 6.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)5.6 g 铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为 0.3NA (2)0.1 mol Zn 与含 0.1 mol HCl 的盐酸充分反应,转移的电子数目为 0.2NA

(×) (×) (×) (×)

(×) (×)

(3)1 mol Na 与足量 O2 反应,生成 Na2O 和 Na2O2 的混合物,转移的电子数为 NA(√) (4)1 mol Na2O2 与足量 CO2 充分反应转移的电子数为 2NA


(×)

(5)向 FeI2 溶液中通入适量 Cl2,当有 1 mol Fe2 被氧化时,共转移的电子的数目为 NA (6)1 mol Cl2 参加反应转移电子数一定为 2NA (×) (×)

4.突破此类题目的陷阱,关键在于审题: (1)是否有弱离子的水解。 (2)是否指明了溶液的体积。 (3)所给条件是否与电解质的组成有关, 如 pH=1 的 H2SO4 溶液 c(H )=0.1 mol· L 1,
+ -

与电解质的组成无关;0.05 mol· L 质的组成有关。

-1

的 Ba(OH)2 溶液,c(OH )=0.1 mol· L 1,与电解
- -

5.解决此类题目的关键是注意一些“隐含反应”,如: (1)2SO2+O2???? 2SO3 △ N2+3H2???? 2NH3 催化剂 (2)Cl2+H2O??HCl+HClO (3)NH3+H2O??NH3· H2O??NH4 +OH
+ -

催化剂

2NO2??N2O4

高温、高压

6. 氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的“陷阱”, 突破“陷阱”的关 键是: (1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。 如①Cl2 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。 ②Na2O2 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。 (2)量不同,所表现的化合价不同。 如 Fe 和 HNO3 反应,Fe 不足,生成 Fe3 ,Fe 过量,生成 Fe2 。
+ +

(3)氧化剂或还原剂不同,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)注意氧化还原的顺序。 如向 FeI2 溶液中,通入 Cl2,首先氧化 I ,再氧化 Fe2 ,所以上述题(5)中转移的电
- +

子数目大于 NA。 考点四 最常考的定量实验——气体体积、质量的测定

定量实验中常测定 3 种数据:温度、质量和体积。 温度——用温度计测量

固体——用天平称量 ? ?液体——在器皿中用天平称量 质量? 气体——用天平称出吸收装置吸收气体前后 ? ? 的质量后求差值
? ?液体——用量筒、滴定管或容量瓶 体积? ?气体——用各种组合仪器?见下面讲解? ?

1.气体体积的测定装置 既可通过测量气体排出的液体体积来确定气体的体积(二者体积值相等),也可直接 测量收集的气体体积。 测量气体体积的常用方法

(1)直接测量法。如图 A、B、C、D、E 均是直接测量气体体积的装置。测量前 A 装 置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。C 装 置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中,另一反应物置于水槽中,二者反应产 生的气体可以直接测量。

装置 D:用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积数。读数时,球形 容器和量气管液面相平,量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的 体积。 装置 E:直接测量固液反应产生气体的体积,注意应恢复至室温后, 读取注射器中气体的体积。(一般适合滴加液体量比较少的气体体积 测量)。 (2)间接测量法。如 F 装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。 2.气体质量的测量装置 气体质量的测量一般是用吸收剂将气体吸收,然后再称量。常见的吸收装置:

题组一 气体体积的测定 1.欲测定金属镁的相对原子质量。请利用下图给定的仪器组成一套实验装置 (每个仪器只能使用一次,假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。

填写下列各项(气流从左到右): (1)各种仪器连接的先后顺序(用小写字母表示)应是______接________、________接 ________、________接________、________接________。 (2)连接好仪器后,要进行的操作有以下几步,其先后顺序是 ______________________________________________________________(填序号)。 ①待仪器 B 中的温度恢复至室温时,测得量筒 C 中水的体积为 Va mL; ②擦掉镁条表面的氧化膜,将其置于天平上称量,得质量为 m g, 并将其投入试管 B 中的带孔隔板上; ③检查装置的气密性; ④旋开装置 A 上分液漏斗的活塞,使其中的水顺利流下,当镁完全溶解时再关闭这 个活塞,这时 A 中共放入水 Vb mL。 (3) 根 据 实 验 数 据 可 算 出 金 属 镁 的 相 对 原 子 质 量 , 其 数 学 表 达 式 为 ________________________________________________。 (4)若试管 B 的温度未冷却至室温, 就读出量筒 C 中水的体积, 这将会使所测定镁的 相对原子质量数据________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 答案 (1)a h g b c f e d (2)③②④①

(3)(22.4×1 000m)/(Va-Vb) (4)偏小 m 解析 欲测定镁的相对原子质量,只能根据 M= 求得,而一定质量的镁的物质的 n 量是通过测定一定质量的镁条与盐酸反应臵换出的氢气的体积来确定的。因此氢气 的体积就是本实验中可测量的量。本题的反应原理:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。 实验开始时,装臵 B 中没有盐酸,而装臵 E 中才有盐酸。如何让 E 中的盐酸进入 B 中?可以通过往 A 中加入水的方法把空气压进 E 中,进而把 E 中的盐酸压进 B 中 与镁条反应,产生氢气。而 B 中产生的氢气将 D 中的水压进 C 中。此时进入 C 中 水的体积包括两部分:一是从分液漏斗流入 A 中水的体积;二是反应产生氢气的体 积。故可以确定仪器的连接顺序、实验步骤及实验数据的处理方法。若试管 B 的温

度未冷却至室温,气体的温度偏高,导致气体体积偏大,从而使测定的镁的相对原 子质量偏小。 题组二 气体质量的测定 2.有一含 NaCl、Na2CO3· 10H2O 和 NaHCO3 的混合物,某同学设计如下实验,通过测 量反应前后 C、D 装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。

(1)加热前通入空气的目的是___________________________________________, 操作方法为_________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)装置 A、C、D 中盛放的试剂分别为:A______________,C______________, D________________。 (3)若将 A 装置换成盛放 NaOH 溶液的洗气瓶, 则测得的 NaCl 的含量将________(填 “偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若 B 中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测 定结果中 NaHCO3 的含量将________;若撤去 E 装置,则测得 Na2CO3· 10H2O 的含 量将________。 (4)若样品质量为 w g,反应后 C、D 增加的质量分别为 m1 g、m2 g,由此可知混合 物中 NaHCO3 的质量分数为______________________________________________ (用含 w、m1、m2 的代数式表示)。 答案 (1)除去装置中的水蒸气和二氧化碳 关闭 b,打开 a,缓缓通入空气,直至 a

处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止 (2)碱石灰 无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等) 碱石灰 4 200m2 (3)偏低 无影响 偏低 (4) % 11w 解析 (2)A、C、D 都是 U 形管,不能盛液体试剂,只能盛固体试剂。A 处试剂必

须同时吸收 CO2 和水蒸气, 故 A 处盛的是碱石灰; C、 D 两处分别吸收水蒸气和 CO2, 故 C 处可盛无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等),D 处可盛碱石灰。 (3)若 A 装臵盛放 NaOH 溶液只吸收 CO2, 不吸收水蒸气, 则混合物中产生水蒸气的 Na2CO3· 10H2O 和 NaHCO3 的总质量在计算中会增大,因此测得的 NaCl 的含量会偏 低;若 B 中反应管右侧有水蒸气冷凝,则水蒸气总质量减小, Na2CO3· 10H2O 和 NaHCO3 的总质量在计算中会减小,但是 NaHCO3 的质量是根据 CO2 的质量进行计 算,所以测得的 NaHCO3 的含量不受影响;若撤去 E 装臵,则 D 装臵可吸收来自外 界空气中的 CO2,使得 NaHCO3 的质量在计算中会增大,故测得的 Na2CO3· 10H2O

的含量会偏低。 m2 g 4 200m2 - (4)NaHCO3 的质量分数: mol 1÷ w g×100%= %。 - ×2×84 g· 11w 44 g· mol 1

1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)0.5 mol O3 与 11.2 L O2 所含的分子数一定相等 (×) (2012· 福建理综,10A) 解析 没有指明标准状况,11.2 L 不一定为 0.5 mol。 (2)1.00 mol NaCl 中含有 6.02×1023 个 NaCl 分子 (×) (2011· 新课标全国卷,7A) 解析 氯化钠中不存在 NaCl 分子。 (3)1.00 mol NaCl 中,所有 Na 的最外层电子总数为 8×6.02×1023


(√)

(2011· 新课标全国卷,7B) 解析 因为 Na 最外层有 8 个电子,所以 1.00 mol Na 中含有 8×6.02×1023 个最外
+ +

层电子。 (4)电解 58.5 g 熔融的 NaCl,能产生 22.4 L 氯气(标准状况)、23.0 g 金属钠 (×)

(2011· 新课标全国卷,7D) 解析 应生成 11.2 L Cl2。 (5)在 18 g 18O2 中含有 NA 个氧原子 (√) (2010· 福建理综,7A) (6)标准状况下,22.4 L 空气含有 NA 个单质分子 (×) (2010· 福建理综,7B) 2. (2012· 新课标全国卷, 9)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 NO2 和 N2O4 的混合气体中含有的原子总数为 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 答案 D 解析 气体摩尔体积为 22.4 L· mol
-1

)

一定要注意条件是在标准状况下。A 项中 1 个

NO2 和 1 个 CO2 分子中都含有 2 个氧原子,故分子总数为 NA 的混合气体中含有的 氧原子数为 2NA; B 项中乙烯(C2H4)和环丁烷(C4H8)的最简式均为 CH2,28 g 混合气体 中含 CH2 的物质的量为 2 mol,故含有的碳原子数为 2NA;C 项中 NO2 和 N2O4 的最

简式均为 NO2,92 g 混合气体中含 NO2 的物质的量为 2 mol,故含有原子的总数为 2×3NA=6NA;D 项中提到气体的体积,只有在标准状况下,才能用 22.4 L· mol 进行计算,故常温常压下,不能代入 22.4 L· mol
-1 -1

计算 Cl2 的物质的量。 )

3.(2012· 四川理综,7 改编)设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 ( A.标准状况下,33.6 L 氟化氢中含有氟原子的数目为 1.5NA B.常温常压下,7.0 g 乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为 NA C.1 mol Al3 离子含有的核外电子数为 3NA


D.某密闭容器盛有 0.1 mol N2 和 0.3 mol H2,在一定条件下充分反应,转移电子的 数目为 0.6NA 答案 B 解析 解题的关键有两点:(1)HF 在标准状况下的状态;(2)可逆反应不能进行到底。 HF 在标准状况下为液体, 故 A 错; 乙烯与丙烯的混合物可以看成是由“CH2”组成 的, 7.0 g 乙烯与丙烯的混合物的物质的量为 0.5 mol, 含有的 H 原子的物质的量为 1 mol,故 B 正确;C 项 1 个 Al3 核外电子数为 10,则 1 mol Al3 所含有的核外电子
+ +

数为 10 mol(即 10NA), 故 C 错; 因 N2 和 H2 的反应为可逆反应, 反应不能进行到底, 故 D 错。 4.(2012· 广东理综,11 改编)设 nA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( A.常温下,4 g CH4 含有 nA 个 C—H 共价键 B.1 mol Fe 与足量的稀 HNO3 反应,转移 2nA 个电子 C.1 mol Fe2 与足量的 H2O2 溶液反应,转移 2nA 个电子


)

D.常温常压下,22.4 L 的 NO2 和 CO2 混合气体含有 2nA 个 O 原子 答案 A 解析 特别注意反应物的量对 Fe 与稀 HNO3 反应产物的影响。A 项 4 g CH4 的物质 4g 的量为 n(CH4)= - =0.25 mol,1 个 CH4 分子含有 4 个 C—H 键,则 0.25 mol 16 g· mol 1 CH4 含有 1 mol(即 nA 个)C—H 共价键;B 项 Fe 与足量稀 HNO3 反应生成 Fe(NO3)3,1 mol Fe 反应时,转移 3 mol(即 3nA 个)电子;C 项,Fe2 被氧化为 Fe3 ,1 mol Fe2
+ + +

被氧化时,应转移 nA 个电子;D 项常温常压下,22.4 L 的 NO2 和 CO2 混合气体的 物质的量并非 1 mol,含有的 O 原子也不是 2nA 个。 5.(2012· 海南,7)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 完全与 O2 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 mol· L
-1

Na2S 溶液中含有的 S2 离子数为 0.1NA


D.标准状况下,22.4 L 的 CCl4 中含有的 CCl4 分子数为 NA 答案 B 解析 选项 A,工业合成氨的反应为可逆反应,实际生成的 NH3 分子数小于 NA; 选项 B,2.3 g Na 为 0.1 mol,无论与 O2 反应生成 Na2O 还是 Na2O2,均转移 0.1 mol 电子;选项 C,虽然溶液中含 0.1 mol Na2S,但由于 S2 部分水解,故溶液中 S2 数
- -

目小于 0.1NA;选项 D,CCl4 在标准状况下为液体。 6.(2010· 四川理综,7)NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.标准状况下,22.4 L 二氯甲烷的分子数约为 NA 个 B.盛有 SO2 的密闭容器中含有 NA 个氧原子,则 SO2 的物质的量为 0.5 mol C.17.6 g 丙烷中所含的极性共价键为 4NA 个 D.电解精炼铜时,若阴极得到电子数为 2NA 个,则阳极质量减少 64 g 答案 B 解析 二氯甲烷在标况下为液态,22.4 L 不一定为 1 mol,A 项错误;1 mol SO2 中 含有氧原子 2 mol, 故含有 NA 个氧原子的 SO2 的物质的量为 0.5 mol, B 项正确; 17.6 g 丙烷的物质的量为 0.4 mol,1 mol 丙烷中含有极性键 8 mol,故 0.4 mol 中含有极性 键 3.2 mol,为 3.2NA 个,C 项错误;电解精炼铜时,阳极为粗铜,当转移 2 mol 电 子时,阳极消耗的质量不一定为 64 g,D 项错误。 ( )

1.下列有关气体体积的叙述中,正确的是

(

)

A.在一定的温度和压强下,各种气态物质体积大小由气体分子的大小决定 B.在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小由物质的量的多少决定 C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数一定不同 D.气体摩尔体积是指 1 mol 任何气体所占的体积约为 22.4 L 答案 B 解析 决定物质体积的因素:①微粒数的多少,②微粒本身的大小,③微粒间的距

离。其中微粒数的多少是决定物质体积大小的主要因素。对于气体物质,在一定温 度和压强下,其体积的大小主要由分子数的多少来决定,故 A 不正确,B 正确;气 体的体积随温度和压强的变化而变化。体积不同的气体,在不同的条件下,其分子 数可能相同,也可能不同,是无法确定的,故 C 不正确;气体摩尔体积是指 1 mol 任何气体所占的体积,其大小是不确定的,会随着温度、压强的变化而变化, 22.4 L· mol
-1

是标准状况下的气体摩尔体积,故 D 不正确。


2.某气体的摩尔质量为 M g· mol 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 的该气体所含有的分子数为 X。则 A.V L 该气体的质量(以 g 为单位) B.1 L 该气体的质量(以 g 为单位) C.1 mol 该气体的体积(以 L 为单位) D.1 L 该气体中所含的分子数 答案 B

MX 表示的是 VNA

(

)

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。 3.科学家刚刚发现了某种元素的原子,其质量是 a g,12C 的原子质量是 b g,NA 是阿伏 加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.该原子的摩尔质量是 aNA W B.W g 该原子的物质的量一定是 mol aNA W C.W g 该原子中含有 ×NA 个该原子 a D.由已知信息可得:NA= 答案 B 解析 该原子的摩尔质量是 aNA g· mol 1, A 错误; 一个原子的质量为 a g, 所以 W g


(

)

12 a

W 12 - 该原子中含有 个该原子,C 错误,B 正确;NA 可以表示为 mol 1,D 错误。 a b 4.下列说法中不正确的是 A.1 mol 氧气中含有 12.04×1023 个氧原子,在标准状况下占有体积 22.4 L B.1 mol 臭氧和 1.5 mol 氧气含有相同的氧原子数 C.等体积、浓度均为 1 mol· L
-1

(

)

的磷酸和盐酸,电离出的氢离子数之比为 3∶1

D.等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为 1∶6,氧原子数之比为 1∶3 答案 C 解析 O2 为双原子分子,1 mol O2 含有 12.04×1023 个氧原子,1 mol O2 在标准状况 下占有体积为 22.4 L,A 正确;臭氧为 O3,因此 B 正确;由于 H3PO4 为弱电解质, 不能完全电离,因此 C 错误;干冰和葡萄糖的分子式分别为 CO2、C6H12O6,因此 D 正确。 5.如图所示,分别向密闭容器内可移动活塞的两边充入空气(已知空气体积占整个容器 容积的 1/4)、H2 和 O2 的混合气体,在标准状态下,若将 H2、O2 的混合气体点燃引 爆。活塞先左弹,恢复原温度后,活塞右滑停留于容器的中央。则原来 H2、O2 的体 积之比可能为 ( )

A.2∶7 答案 D

B.5∶4

C.2∶1

D.7∶2

解析 设 H2、O2 的物质的量分别为 x,y 2H2+O2=====2H2O
? ?x-2y=n?空气?=1 (1)若 H2 过量,则? ?x+y=3 ?
点燃

x 7 = y 2 1 ? ?y-2x=n?空气?=1 (2)若 O2 过量,则? ?x+y=3 ? x 4 = y 5 6.同温同压下,a g 甲气体和 2a g 乙气体所占体积之比为 1∶2,根据阿伏加德罗定律 判断,下列叙述不正确的是 A.同温同压下甲和乙的密度之比为 1∶1 B.甲与乙的相对分子质量之比为 1∶1 C.同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为 1∶1 D.等质量的甲和乙中的原子数之比为 1∶1 答案 D 解析 a 2a 同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,推知 ∶ =1∶2, M?甲? M?乙? ( )

M(甲)=M(乙),根据密度公式,气体的密度等于质量除以体积,在同温同压下甲、 乙密度之比为 1∶1,A 项正确;甲、乙的相对分子质量相等,B 项正确;同温同体 积下,气体的物质的量与压强成正比,等质量的甲、乙气体的物质的量相等,所以 压强也相等,C 项正确;相对分子质量相等、质量相等,甲乙分子数相等,但是甲、 乙分子的组成不确定,可能为单原子分子、双原子分子、三原子分子或多原子分子, 原子数不一定相等,D 项错误。 7.阿伏加罗常数约为 6.02×1023 mol 1。下列叙述中正确的是


(

)

A.在室温下,8 g 甲烷含有的共价键数约为 6.02×10

23

B.3.2 g 的 Cu 与足量的浓硝酸反应生成的气体分子数约为 6.02×1022 C.含有 6.02×1023 个中子的 D2O 的质量为 2.0 g D.pH=2 的硫酸氢钠溶液中的硫酸根离子数约为 6.02×1021

答案 C 解析 本题考查阿伏加德罗常数。 8 g 甲烷为 0.5 mol, 1 mol 甲烷含有 4 mol 共价键, 故 8 g 甲烷含有的共价键数约为 2×6.02×1023,A 选项错误;3.2 g 的 Cu 完全反应 时,转移电子数为 0.1 mol,则根据得失电子守恒可知,产生的 NO2 气体为 0.1 mol, 但存在 2NO2??N2O4,故 B 选项错误;C 项中 D2O 的物质的量为 0.1 mol,质量为 2.0 g,C 选项正确;D 选项中溶液的体积未知,所以无法求算离子的数目,D 选项 错误。 8.设阿伏加德罗常数的数值为 NA,下列说法正确的是 A.1 mol Na2O2 和水完全反应,转移电子数为 2NA B.0.5 L 0.2 mol· L
-1

(

)

FeCl3 溶液中,含 Fe3 数为 0.1NA


C.在一定条件下,催化分解 80 g SO3,混合气体中氧原子数为 3NA D.常温常压下,28 g 乙烯和丙烯混合气体含有的碳原子总数为 2.5NA 答案 C 解析 根据 Na2O2 和水的反应

,1 mol Na2O2 和水完全反应,转移电子数为 NA, A 项错误;0.5 L 0.2 mol· L
-1

FeCl3 溶液中,由于 Fe3 水解,溶液中含 Fe3 数目小于
+ +

0.1NA,B 项错误;根据氧原子守恒,C 项正确;设 28 g 乙烯和丙烯混合气体中乙烯 28-a a 的质量为 a,则碳原子总数为( ×2+ ×3)NA=2NA,D 项错误。 28 42 9.用 NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A.如果 5.6 L N2 中含有 n 个氮气分子,则阿伏加德罗常数一定为 4n B.标准状况下,22.4 L 空气中含有 NA 个单质分子 C.60 g SiO2 晶体中含有 Si—O 键的数目为 4NA D.1 mol Al3 完全水解生成 Al(OH)3 胶体粒子的数目为 NA


(

)

答案 C 解析 选项 A 中因不知 N2 所处条件而无法确定;B 项中空气由 N2、O2、CO2、稀 有气体等组成,由于空气中含有 CO2 等非单质物质,因此标准状况下 22.4 L 空气中 所含单质分子的数目小于 NA;Al(OH)3 胶体粒子是许多 Al(OH)3 分子的集合体,所 以 1 mol Al3 完全水解生成 Al(OH)3 胶体粒子的数目远小于 NA。


10.(1)H2SO4 的相对分子质量为________,它的摩尔质量为____________。 (2)在标准状况下,0.5 mol 任何气体的体积都约为_________________________。 (3)4 g H2 与 22.4 L(标准状况)CO2 相比,所含分子数目较多的是____________。

(4)0.01 mol 某气体的质量为 0.28 g,该气体的摩尔质量为____________,在标准状 况下,该气体的体积是________。 答案 (1)98 98 g· mol (4)28 g· mol
-1 -1

(2)11.2 L (3)4 g H2

0.224 L

11. 如图所示, 两个连通容器用活塞分开, 左右两室(体积相同)各充入一定量 NO 和 O2, 且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞,使 NO 与 O2 充分反应。(不考虑 NO2 与 N2O4 的转化) (1)开始时左右两室分子数____________(填“相同”或“不相同”)。 (2)反应前后 NO 室压强________(填“增大”或“减小”)。 (3)最终容器内密度与原来____________(填“相同”或“不相 同”)。 (4)最终容器内____(填“有”或“无”)O2 存在。 答案 (1)不相同 解析 (2)减小 (3)相同 (4)有

(1)由左右两室体积相同,两容器内气体密度相同可知,两容器中气体的质

量相等,但 NO 和 O2 的摩尔质量不相等,故其物质的量不相等,开始时左右两室 分子数不相同。(2)由于反应前后 NO 室的气体物质的量减小,故压强减小。(3)体 系的体积和气体的质量均未变化,密度不变。(4)由于 NO 和 O2 反应,O2 过量,故 最终容器内有 O2 存在。 12.化合物 A 是一种不稳定的物质,它的分子组成可用 OxFy 表示。10 mL A 气体能分 解生成 15 mL O2 和 10 mL F2(同温同压)。 (1)A 的化学式是__________,推断的依据是______________________________ _____________________________________________________________________。 (2)已知 A 分子中 x 个氧原子呈?O—O—O?链状排列, 则 A 分子的电子式是______ ________________________________________________,结构式是____________。 答案 (1)O3F2 (2) 阿伏加德罗定律和元素质量守恒定律 F—O—O—O—F

解析 依题意有 V(A)∶V(O2)∶V(F2)=10 mL∶15 mL∶10 mL=2∶3∶2,根据阿伏 加德罗定律(同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比),写出该化学方程 式:2A===3O2+2F2;根据元素质量守恒定律,A 的化学式为 O3F2。 13.某同学利用氯酸钾分解制氧气的反应,测定氧气的摩尔质量,实验步骤如下: ①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀, 放入干燥的试管中, 准确称 量,质量为 a g。 ②装好实验装置。

③检查装置气密性。 ④加热,开始反应,直到产生一定量的气体。 ⑤停止加热(如图所示,导管出口高于液面)。 ⑥测量收集到的气体的体积。 ⑦准确称量试管和残留物的质量为 b g。 ⑧测量实验室的温度。 ⑨把残留物倒入指定的容器中,洗净仪器,放回原处,把实验桌面收拾干净。 ⑩处理实验数据,求出氧气的摩尔质量。

回答下列问题: (1)如何检查装置的气密性?__________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤:①调整量筒内外液面高度 使之相同;②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;③读取量筒内气体的体积。这 三步操作的正确顺序是__________(请填写步骤代号)。 (3)测量收集到的气体体积时,如何使量筒内外液面的高度相同? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)如果实验中得到的氧气体积是 c L(25 ℃、 1.01×105 Pa), 水蒸气的影响忽略不计, 氧气的摩尔质量的计算式为(含 a、 b、 c, 不必化简)M(O2)=____________________。 答案 (1)将导管的出口浸入水槽的水中,手握住试管,有气泡从导管口逸出,放

开手后,有少量水进入导管,表明装置不漏气 (2)②①③ (3)慢慢将量筒下移 22.4 L· mol 1×298 K×?a g-b g? (4) 273 K×c L


解析 此题为一定量实验题, 同时也考查了化学实验的一些基本操作步骤, 做定量 实验题的一般方法步骤为先看实验目的,再明确实验的反应原理和计算原理。 该实验的反应原理为 2KClO3===== 2KCl+3O2↑。 △
MnO2

V标准?O2? m?O2? 计算原理为 M(O2)= ,m(O2)=a g-b g,n(O2)= - ,所以,该实验 n?O2? 22.4 L· mol 1 的关键在于准确测定氧气的体积。而气体的体积取决于两个因素,一是温度,二是 压强。这就要求读数时,气体温度要与室温一致,量筒内外压强一致。在弄清原理 后,再考虑实验的每一步操作。 14.测定 1 mol 氧气在标准状况下所占体积的实验操作的步骤如下: ①按下图装配实验装置。

②洗净试管然后充分干燥。 ③向 500 mL 烧瓶里装满水,向 500 mL 烧杯里加入少量水,把连接烧瓶和烧杯的 玻璃管 A、橡皮管 B 和玻璃管 C 中也装满水,在中间不要留下气泡,然后用弹簧 夹把橡皮管 B 夹紧。 ④称得试管的质量为 14.45 g,往试管里加入 KClO3 和 MnO2 的混合物,再称其质 量为 15.95 g。 ⑤打开弹簧夹,把烧杯举起使烧瓶和烧杯中的水面一致,再关闭弹簧夹,然后把烧 杯中的水倒掉。 ⑥打开弹簧夹,加热试管的混合物到不再产生气体,即水不再流向烧杯时为止。 ⑦反应完毕后把装置放置冷却到室温。 ⑧调节烧杯的高度使烧瓶和烧杯中的水面一致,然后再关闭弹簧夹。 ⑨用 500 mL 量筒测量烧杯里水的体积为 285.0 mL, 把它换算为标准状况下氧气的 体积为 279.7 mL。 ⑩再称量冷却后试管的质量为 15.55 g。 (1)在操作⑦中,装置冷却时,玻璃管 C 的出口,一直要在烧杯的水中,不能离开 水面,其理由是_______________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)简述操作⑧的必要性,即为什么要调节烧杯的高度,使烧瓶和烧杯中的水面一 致?___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)标准状况下,1 mol 氧气所占的体积(保留小数后两位)为________L;混合物中 MnO2 的质量分数为________。 答案 (1)温度降低时,烧瓶内的压强降低,这时烧杯中的水就会回流,从而可以

准确地求出气体的体积 (2)如果烧瓶中的压强和外界大气压不一致,就不能准确地求出气体体积 (3)22.38 32% 解析 这是一道利用阿伏加德罗定律测定 1 mol 氧气标况下所占体积的实验题。 其 原理是通过测量氧气排出的水的体积, 进而确定产生的氧气的体积, 成功的关键是 烧瓶内的气体在反应前后是否处于同一状态, 即是否同温同压, 由于气体体积的大 小受温度、 压强的影响, 若烧杯内的液面不一致, 则造成压强的改变, 使误差增大。 若反应完后未冷却至室温,则会更多地偏离标准状况,使结果不准确。


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