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2013高考化学一轮总复习课件:第1章 第3讲 物质的量 气体摩尔体积(鲁科版)

时间:2012-12-12


一、物质的量

(1)基本概念:

(2)物质的量、微粒数、阿伏加德罗常数之间的关

系式:
n= N/NA 。

[思考· 感悟] 1.物质的量量度的对象是什么? [提示] 物质的量用于量度“微观粒子”,如分子、

原子、离子、质子、中子、电子等单一结构的微
观粒子,也可以是单一结构微观粒子的特定组合, 如根、基等原子团。

二、摩尔质量 (1)概念:单位物质的量的物质所具有的 质量 。 g· -1 mol (2)单位: 。 (3)数值:当摩尔质量单位是g· -1时,数值上等于该 mol 物质的 相对分(原)子质量 。 m (4)物质的量、质量、摩尔质量之间的关系式:n= M 。

[思考· 感悟] 2.摩尔质量与相对分(原)子质量等同吗? [提示] 不同。摩尔质量与相对分(原)子质量是不 同的两个概念。前者单位为g· -1时,二者在数 mol

值上相等,后者单位可认为是1。

三、气体摩尔体积

(1)概念:一定 温度和压强 下,单位物质的量的气体所占
的体积。 mol-1 或m3· -1。 (2)单位: L· mol (3)数值:在标准状况下(指温度为 0℃ ,压强为 101 kPa ) 22.4 L· -1 。 mol 约为

(4)物质的量、气体的体积、气体摩尔体积在一定状况下的 V n= Vm 。 关系式:
(5)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 相同数目的分子 。

[思考· 感悟]
3.1 mol气体的体积是22.4 L时, 一定是在标准状况 吗? [提示] 不一定。气体的体积受温度、压强、分 子数的影响,非标准状况下,1 mol气体的体积也 可能是22.4 L。

1.下列说法不正确的是 .

(

)

A.1 mol H+
C.1 mol氢

B.1 mol氢分子
D.1 mol H

解析:使用摩尔作单位时,应指明具体微粒。 答案:C

2.下列有关物理量的单位不正确的是 . A.物质的量: mol B.阿伏加德罗常数: mol-1 C.摩尔质量:g D.气体摩尔体积:L· -1 mol

(

)

解析:摩尔质量的单位是g· -1,g是质量的单位。 mol

答案:C

3.能表示阿伏加德罗常数数值的是
A.1 mol金属钠含有的电子数 B.标准状况下,22.4 L苯所含的分子数 C.0.012 kg12C所含的原子数 D.16 g18O所含的原子数

(

)

解析:1 mol Na 含有 11 mol 电子,所含电子数是阿伏加 德罗常数的 11 倍;标准状况下,苯为液体,不能用气体 摩尔体积进行计算;16 g18O 的物质的量为 n(18O)= 16 g <1 mol,即所含原子数小于阿伏加德罗常数。 18 g · -1 mol

答案:C

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.等物质的量的醋酸和HCl分别溶于1 L水中,电离出

的氢离子数之比为1∶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

解析:A项,1 mol O2含2 mol O,在标准状况下的 体积为22.4 L;B项,1 mol O3和1.5 O2均含3 mol O;

C项;CH3COOH为弱酸,在水中部分电离,HCl溶
于水完全电离;D项,CO2与C6H12O6的物质的量相 同时,碳原子数之比为1∶6,氧原子数之比为1∶3。 答案:C

5.同温同压下,A容器中的氧气(O2)和B容器中的氨气 (NH3)所含的原子个数相同,则A、B两容器中气体的 体积之比是 A.1∶2 B.2∶1 ( )

C.2∶3

D.3∶2

解析:若氧气与氨气所含原子数相同,则 n(O2)∶n(NH3)=2∶1,两容器中气体的体积之比为: V(O2)∶V(NH3)=n(O2)∶n(NH3)=2∶1。 答案:B

6.(1)0.3 mol NH3分子中所含质子数与________个H2O分

子中所含质子数相等。
(2)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的SO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)2.3 g Na中含________ mol e-,在跟足量水反应中失
去________ mol e-。 (5)如果a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标 准状况下的体积是(设NA为阿伏加德罗常数)________。

解析: mol NH3 分子中含质子数为 0.3 mol×10×6.02×1023 0.3 mol 1=1.806×1024,每个 H2O 分子中有 10 个质子,故含 1.806×1024 个 质 子 的 水 分 子 数 为 1.806×1024÷ = 10 1.806×1023 ;Al2(SO4)3 中 n(Al3 )∶n(SO 2 )=2∶3,即 0.4 4 mol∶n(SO2-)=2∶3,n(SO2-)=0.6 mol;根据质量守恒定律 4 4 4.24 g m(C)=16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M(C)=0.04 mol=106 2.3 g g/mol;2.3 g Na 含电子23 g/mol×11=1.1 mol,与水反应失去
+ - -

2.3 g b 电子23 g/mol×1=0.1 mol; g 气体的物质的量为N mol, a 该 A aNA bc 气体摩尔质量为 b g/mol,则 c g 该气体为aN mol,体积 A 22.4bc 为 aN L。 A
答案:(1)1.806×1023 (2)0.6 mol (4)1.1 0.1 22.4bc (5) L aNA (3)106 g/mol

考纲展示 (1) 了 解 物 质 的 量 的 单 位 — 摩尔(mol)、摩尔质量、气体 摩尔体积、阿伏加德罗常数 的含义

考点关注

(1)阿伏加德罗常数及阿伏加 德罗定律的应用 (2)以物质的量为桥梁的计算:

m N V (2)根据物质的量与微粒(原 n= = = M NA Vm 子、分子、离子等)数目、气 (3)化学方程式中,各物质的计 体体积(标准状况下)之间的 量数之比等于物质的量之比 相互关系进行有关计算

应用物质的量与阿伏加德罗常数时的注意事项:
(1)状况条件:考查气体时经常给出非标准状况,如常 温常压下等。 (2)物质状态:考查气体摩尔体积时,常给出在标准状 况下非气态的物质,如H2O、SO3等。其中SO3在标 准状况下为固态,常温常压下为液态。

(3)物质结构:考查一定物质的量的物质中含有多少个 微粒(分子、原子、质子、中子等),常涉及稀有气

体He、Ne等单原子分子;N2、O2、H2等双原子分
子及O3、18O2等特殊物质。 (4)一些物质中化学键的数目,如金刚石、石墨、SiO2、 CH4、P4、H2O2、CO2、CnH2n+2等。 (5)较复杂反应中转移电子数的计算,如Na2O2与H2O或

CO2的反应、Cl2与NaOH溶液的反应、Al与NaOH
溶液的反应、电解CuSO4溶液等。

(6)特别要注意题目中的隐含条件,如考虑水解、平衡 移动、部分电离等。 (7)注意胶粒的数目。如1 mol FeCl3水解得到的氢氧化

铁胶粒的数目要小于NA。

[例1](2011· 全国理综,有改动)NA为阿伏加德罗常数,下列
叙述错误的是 A.18 g H2O中含有的质子数为10NA B.常温常压下,22.4 L Cl2所含的分子数为NA C.46 g NO2和N2O4混合气体中含有的原子总数为3NA D.1 mol Na 与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物, 钠失去NA个电子 ( )

[解析] 本题考查化学计量中的阿伏加德罗常数,意在 考查考生的思维能力和计算能力。A选项,1个水分子中 含有10个质子,18 g水的物质的量为1 mol,含有的质子 数为10NA;B 选项,在标准状况下,22.4 L Cl2为1 mol,

含NA个Cl2分子;C选项,46 g混合物相当于1 mol二氧化
氮,含有原子数目为3NA;D选项,每个钠原子失去1个 电子,1 mol钠参加反应失去电子数为NA。 [答案] B

解答阿伏加德罗常数应用的有关问题可归结为三
类: 探 (1)涉及气体体积。须明确气体所处状况,所给物质是 规 否为气态;

寻 (2)涉及物质的构成。须明确原子、分子的结构以及构



成微粒之间的共价键(共用电子对)数目;
(3)涉及物质微观变化。须明确反应实质, 如氧化还原 反应中电子转移情况,“四大平衡”体系的特点。

1-1.(2012· 西安质量检测)若NA是阿伏加德罗常数的值, 下列说法不正确的是 ( ) . A.1 mol Cl2与足量的铁反应,转移电子数为3NA

B.7.8 g Na2O2含有的阴离子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L丁烷分子所含的C—H键数为NA D.5.6 g CO和N2组成的混合气体所含的质子数为2.8NA

解析:A项,1 mol Cl2完全反应,转移2 mol电子;B项, 7.8 g Na2O2为0.1 mol,其中含O0.1 mol;C项,标准状 况下,2.24 L丁烷为0.1 mol,其所含的C—H键为1 mol; D项,5.6 g CO和N2混合气体的物质的量为0.2 mol,所 含质子为2.8 mol。

答案:A

1-2.设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(

)

A.标准状况下,5.6 L四氯化碳含有的分子数为0.25 NA
B.标准状况下,14 g氮气含有的核外电子数为5 NA C.标准状况下,22.4 L任意比的氢气和氯气的混合气体 中含有的分子总数均为NA D.标准状况下,铝跟氢氧化钠溶液反应生成1 mol 氢气

时,转移的电子数为NA

解析:A项,CCl4在标准状况下为液态;B项,14 g N2 含有的电子数为7 NA;D项,生成1 mol H2时转移2 mol 电子,即2 NA个电子。

答案:C

1-3.若NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( A.1 mol Cl2作为氧化剂得到的电子数为NA

)

B.在0℃,101 kPa时,22.4 L氢气中含有NA个氢原子 C.14 g C2H4中含有8NA个电子 D.NA个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶4

解析:A 项,1 mol Cl2 作为氧化剂得到的电子数应为 2NA; B 项, 0℃、101 kPa 为标准状况,22.4 L H2 中含 2NA 个氢 14 g 原子;C 项,n(C2H4)= -1=0.5 mol,所含电子数 28 g· mol n(e )=0.5 mol×16=8 mol,即含 8 NA 个电子;D 项,NA 个 CO 分子和 0.5 mol CH4 的质量比为 28∶16×0.5=7∶2。


答案:C

1.定律 在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含 有相同数目的分子。

2.推论 相同

结论 公式 n1 V1 = n2 V2 解释 同温、同压下,气体的物质的 量与其体积成正比 同温、同压下,气体的密度与 ρ 1 M1 = ρ 2 M2 其相对分子质量(或摩尔质量) 成正比

条件

T、p 相同

相同条件 公式 T、V 相同 p1 n1 = p2 n2

结论 解释 温度、体积相同的气体,压 强与其物质的量成正比 同温、同压下,体积相同的

T、p、V 相同

M1 m1 = M2 m2

气体, 其摩尔质量(或相对分 子质量)与其质量成正比

[特别提醒]

(1)以上符号表示的含义:ρ为密度、p为压强、n为物
质的量,M为摩尔质量,V为气体体积。

(2)阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体(包括混
合气体)。

[例2] (2011· 西城质量检测)在三个密闭容器中分别充入 Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时, 这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是 ( )

A.p(Ne)>p(H2)>p(O2)
B.p(O2)>p(Ne)>p(H2) C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)

[解析] 当三种气体的温度和密度相同时,即温度和 单位体积的质量相同,则摩尔质量越大,单位体积内 所含分子数越少,容器内气体的压强越小,亦即气体 的压强与摩尔质量成反比;由M(O2)>M(Ne)>M(H2), 可知p(H2)>p(Ne)>p(O2)。

[答案] D


纳 拓 展

阿伏加德罗定律可归纳为“三同定一同,二 同定比例”,即同温、同压、同体积、同分子数, 这“四同”相互制约,只要其中“三同”确定, 第“四同”也确定;若其中“二同”确定,则其 他“二同”成比例关系。

2-1.若将例2条件“当它们的温度和密度都相同时”改为“
当它们的压强和密度都相同时”,则这三种气体的温 度(T)从高到低的顺序是什么? 解析:密度相同时,单位体积气体质量相同,气体摩 尔质量越大时分子数越少,若保持压强相同, 则分

子数越少的气体温度越高,即温度与摩尔质量成正比。
答案:T(O2)>T(Ne)>T(H2)。

2-2.(2012· 黄冈模拟)在体积相同的两个密闭容器中分别 充满O2、O3气体,当这两个容器内温度和气体密度

都相等时,下列说法正确的是
A.两种气体的压强相等 B.O2比O3的质量小 C.两种气体的分子数目相等 D.两种气体的氧原子数目相等

(

)

解析:体积相等、密度相等的两容器中充满O2和O3,则

二者的质量相等;因O2和O3的相对分子质量不相等,故
O2和O3的物质的量不相等,两种气体的分子数不相等, 两容器中气体的压强不相等,但等质量的O2和O3所含氧 原子数目相等。 答案: D

2-3.下列条件下,两种气体的分子数一定不相等的是 ( A.相同质量、不同密度的N2O和CO2 B.相同体积、相同密度的CO和C2H4 )

C.相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3
D.相同压强、相同体积、相同质量的NO2和NO

解析:选项A中,N2O和CO2的摩尔质量相同,相同质量 的N2O和CO2,物质的量相同,分子数也相同。选项B中,

相同体积、相同密度的CO和C2H4,具有相同的质量,由
于CO和C2H4的摩尔质量相同,因此两者也具有相同的分 子数。选项C中,同温同压同体积的任何气体具有相同的 分子数,但要注意的是O2和O3中所含原子数目不同。选 项D中,同质量的NO2和NO,摩尔质量不同,物质的量不

同,从而分子数不相等。
答案: D

一、命题常设误角度诊断
病例:1.00 mol NaCl中含有6.02× 23个NaCl分子 10 1 (2011· 全国课标) 诊断:NaCl为离子化合物,不存在NaCl分子 病例:1 mol甲醇(CH3—OH)中含有C—H键的数目 2

为4NA(2011· 江苏高考)
诊断:1 mol甲醇(CH3—OH)含3 mol C—H键、1 mol C—O键,1 mol O—H键)

病例:1 mol Cl2与足量铁反应, 转移的电子数为 3 3NA(2011· 福建高考)

诊断:1 mol Cl2只作氧化剂时得2NA个电子
病例:1 mol 羟基中电子数为10 NA(2010· 江苏高考)

4 诊断:1 mol羟基含9 mol电子,羟基不同于氢氧根
离子

二、本节关键点数字记忆 1.熟记 1 个关系:摩尔质量(以 g· -1 为单位)数值上等于 mol 相对分(原)子质量。 2.牢记 2 个数值: NA=6.02×1023 mol 1, Vm=22.4 L· -1(标准状况)。 mol 3.掌握 2 个公式: m V N V1 n1 N1 n=M= = , = = (同温同压)。 Vm NA V2 n2 N2



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