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- 2021-05-14 发布
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2015《金版新学案》高中化学总复习讲义:专题一第二单元 物质的量 气体摩尔体积
考点一 物质的量及摩尔质量
1.物质的量、摩尔与阿伏加德罗常数
2.物质的量规范表示方法
3.摩尔质量
——
1.1 mol NaCl和1 mol HCl所含的分子数相同,对吗?1 mol氢这种说法对吗?
2.1摩尔物质的质量,与物质的摩尔质量等同吗?
提示: 1.两种说法均不对。NaCl由Na+和Cl-构成,不存在分子;1 mol氢中的“氢”未指明微粒名称:是氢分子、氢原子还是氢离子?
2.不等同。1摩尔物质的质量,讲的是质量,单位是g;物质的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。
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
2.下列说法中正确的是( )
A.H2的摩尔质量是2 g
B.1 mol氧的质量是16 g
C.氧气的摩尔质量是32 g·mol-1
D.2 g H2含1 mol H
答案: C
某微粒的摩尔质量、相对式量、1 mol该微粒的质量三者之间既有区别又有联系:三者是三个不同的物理量,单位依次为g·mol-1、1 、g,当摩尔质量的单位为“g·mol-1”时,三者的数值相同。
3.1 mol H2SO4中含有______个氢原子,所含氧原子跟________g水所含氧原子数相同。
答案: 1.204×1024 72
4.①标准状况下,22.4 L CH4;②1.5 mol NH3;③1.806×1024个H2O;④标准状况下,
73 g HCl所含H原子个数由多到少的顺序是________。
答案: ③>②>①>④
5.下列数量的各物质所含原子个数由大到小顺序排列的是( )
①0.5 mol氨气 ②4 g氦气 ③4 ℃时9 mL水 ④0.2 mol磷酸钠
A.①④③② B.④③②①
C.②③④① D.①④②③
解析: ①中原子物质的量为0.5 mol×4=2 mol;②中原子物质的量为1 mol;③中原子物质的量为×3=1.5 mol;④中原子物质的量为0.2 mol×8=1.6 mol,故原子数由大到小为①④③②。
答案: A
6.某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为
②m g该硫原子的物质的量为mol
③该硫原子的摩尔质量是aNA g
④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A.①③ B.②④
C.①② D.②③
解析: 该硫原子的相对原子质量Mr(S)==,①对;该硫原子的摩尔质量M(S)=a g×NA mol-1=aNA g·mol-1,③错;m g该硫原子的物质的量n(S)== mol,②对;a g硫原子即1个硫原子,其中所含电子数为16个,④错。
答案: C
求算原子相对原子质量的两种方法
(1)Mr=
(2)先求M,再根据Mr与M的数值关系,确定Mr的数值。
考点二 气体摩尔体积及阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
(1)含义:在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积。
(2)符号与单位:符号为Vm,单位为L·mol-1(或m3·mol-1)。
(3)特例:标准状况是指0_℃和101__kPa,此情况下,气体摩尔体积约为22.4_L·mol-1。
(4)与物质的量、气体体积之间的关系:n=。
2.阿伏加德罗定律——“三同”定“一同”
(1)决定气体体积的外界条件:一定物质的量的气体,其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。
(2)阿伏加德罗定律
⇒
(3)阿伏加德罗定律的推论——“两同”定“比例”
条件
结论
类型一
同温同压
V1/V2=n1/n2
ρ1/ρ2=M1/M2
类型二
同温同容
p1/p2=n1/n2
注:以上用到的符号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
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?
2.同温同压下,相同体积的CO2和CO,其分子数之比是多少?氧原子数之比是多少?
提示: 1.不一定。因为气体的体积与温度、压强和气体的分子数有关,1 mol气体在非标准状况下的体积有可能为22.4 L。
2.1∶1 2∶1
1.下列说法正确的是( )
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L ③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L ④标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1 ⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①③⑤ B.④⑥
C.③④⑥ D.①④⑥
解析: ①中未注明标准状况下物质所处的状态;②未注明标准状况;③中H2O为非气态;⑤在相同温度和压强下,气体的摩尔体积几乎相等,在标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1。
答案: B
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某双原子分子气体的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )
A. B.
C. D.
解析: a g该双原子分子气体的分子数为p,则b g该气体的分子数为,可得b g该气体的物质的量为(mol),则b g该气体在标准状况下的体积为(L)。
答案: D
“物质的量”是换算中的桥梁
3.体积相同的甲、乙两容器中,一个充满C2H4,另一个充满C2H2和C2H6。在同温同压下,两个容器内的气体一定具有相同的( )
A.原子总数 B.碳原子总数
C.质量 D.密度
解析: 同温同压同体积的气体,其分子数(物质的量)一定相同。由于1 mol C2H4含有6 mol原子,而1 mol C2H2和C2H6的混合气体,其原子的物质的量应介于4~8 mol之间,故A项不符合题意;甲、乙两容器中,1 mol气体均含有2 mol C,B项符合题意;由于C2H4的摩尔质量为28 g·mol-1,混合气体的摩尔质量介于26~30 g·mol-1之间,C项不符合题意;由ρ=及C项知D项不符合题意。
答案: B
4.下列各组物质中,分子数相同的是( )
A.2 L SO2和2 L CO2
B.9 g水和标准状况下11.2 L CO2
C.标准状况下1 mol氧气和22.4 L水
D.0.1 mol氢气和2.24 L氯化氢气体
解析: A项未注明温度和压强是否分别相同;C项中水在标准状况下为非气体;D项未注明标准状况。
答案: B
5.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__________。
解析: 根据质量守恒定律知0.04 mol C的质量为:16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,故M(C)==106 g·mol-1。
答案: 106 g·mol-1
求气体摩尔质量M的五种常用方法
(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:=×a%+×b%+×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 阿伏加德罗常数的应用
1.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA( )
(2)标准状况下,11.2 L CH3CH2OH中含有的分子数目为0.5NA( )
(3)标准状况下,18 g H2O所含的氧原子数目为NA( )
答案: (1)× (2)× (3)√
2.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)18 g D2O所含的电子数为10NA( )
(2)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA( )
(3)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA( )
答案: (1)× (2)× (3)√
考查物质组成与结构的常设角度
1.特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目:如Ne、D2O、18O2、H37Cl、—OH等。
2.物质中所含化学键的数目:
如H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
3.最简式相同的物质中的微粒数目:如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。
4.摩尔质量相同的物质中的微粒数目:
如N2、CO、C2H4等。
3.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA( )
(2)1 mol Fe与少量的稀硝酸反应,转移3NA个电子( )
(3)在反应KIO3+6HI===3I2+KI+3H2O中,每生成1 mol I2转移电子数为2NA( )
答案: (1)× (2)× (3)×
4.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中,所得溶液含有0.1NA个Fe3+( )
(2)25 ℃,1 L pH=12的氨水中,含有OH-的数目为0.01NA( )
(3)25 ℃时1 L 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中含有0.1NA个Fe(OH)3胶体粒子( )
答案: (1)× (2)√ (3)×
考查胶体粒子数是最大的陷阱
1 mol FeCl3溶于水后充分水解为Fe(OH)3胶体,其中Fe(OH)3胶体粒子远少于NA个。
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)标准状况下,22.4 L NO2气体中所含氮原子数目为NA( )
(2)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( )
答案: (1)× (2)×
常入题的三个“隐含反应”
(1)2NO2N2O4
(2)典型的可逆反应
(3)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
1.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)标准状况下,6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA(2013·江苏化学,7D)( )
(2)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)( )
(3)常温常压下,22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2nA个O原子(2012·广东理综,11D)( )
(4)标准状况下,33.6 L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA(2012·四川理综,7A)( )
(5)常温常压下,22.4 L CCl4含有NA个CCl4分子(2011·广东理综,9C)( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.(2013·大纲卷·8)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( )
A.体积相等时密度相等
B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等
D.质量相等时具有的质子数相等
解析: 由于12C18O和14N2的相对分子质量不等,故体积相等的两种气体的质量不等,因此密度不等,所以A项错误;1个12C18O分子中有16个中子,1个14N2分子中有14个中子,二者均为双原子分子,原子数相等,即分子数相等,但中子数不等,所以B项错误;12C18O和14N2均为14电子分子,同温同压下,体积相等则分子数相等,所具有的电子数相等,所以C项正确;每个12C18O和14N2分子内均有14个质子,由于二者的相对分子质量不等,故等质量的两种分子所具有的质子数不等,所以D项错误。
答案: C
3.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)考查气体摩尔体积适用条件及物质的聚集状态
①常温常压下,14 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA(2013·江苏化学,7C)( )
②常温常压下,2.24 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA(2012·江苏化学,8D)( )
③标准状况下,22.4 L二氯甲烷的分子数约为4NA个(2010·四川理综,7A)( )
答案: ①√ ②× ③×
(2)考查物质的组成和结构
④78 g苯含有C===C双键的数目为3NA(2013·江苏化学,7B)( )
⑤28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA(2012·新课标全国卷,9B)( )
⑥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(2012·四川理综,7B)( )
⑦1.00 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)( )
⑧1 mol羟基中电子数为10NA(2010·江苏化学,5B)( )
⑨1.7 g H2O2中含有电子数为0.9NA(2010·上海,7B)( )
1.00 mol NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子(2011·新课标全国卷,7A)( )
答案: ④× ⑤√ ⑥√ ⑦√ ⑧× ⑨√ ×
(3)考查氧化还原反应电子转移数目
⑪标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA(2012·江苏化学,8A)( )
⑫1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA
个电子(2011·大纲全国卷,12D)( )
⑬常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2 mol O2,转移电子的数目为0.4NA(2011·江苏化学,8D)( )
⑭1 mol Cl2与足量Fe反应,转移的电子数为3NA(2011·海南,10B)( )
答案: ⑪× ⑫√ ⑬√ ⑭×
(4)考查电解质溶液中的粒子数目
⑮1 L 1 mol·L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目为NA(2013·江苏化学,7A)( )
⑯1 L 0.1 mol·L-1氨水含有0.1NA个OH-(2011·广东理综,9B)( )
⑰10 L pH=1的硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA(2011·海南,10C)( )
⑱10 L pH=13的NaOH溶液中含有的OH-离子数为NA(2011·海南,10D)( )
答案: ⑮× ⑯× ⑰× ⑱√
(5)考查一些特殊反应
⑲50 mL 18.4 mol/L浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA(2012·四川高考,7C)( )
⑳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(2012·四川高考,7D)( )
1 mol Cu和足量稀硝酸反应产生NA个NO分子(2010·广东高考,8C)( )
答案: ⑲× ⑳× ×
4.(2013·课标全国卷Ⅱ·9)N0为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.1.0 L 1.0 mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N0
B.12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5N0
C.25 ℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1N0
D.1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9N0
解析: 1.0 L 1.0 mol/L的NaAlO2水溶液中,溶质NaAlO2和溶剂H2O中均含有氧原子,因此含有的氧原子数大于2N0,A项错误;石墨烯中1个六元环中含C原子的个数为6×=2,12 g石墨烯中C的物质的量为1 mol,则六元环的个数为0.5N0,B项正确;25 ℃时pH=13的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol/L,由于没有提供溶液的体积,OH-的数目无法确定,C项错误;1 mol —OH所含电子数为9N0,而1 mol OH-所含电子数为10N0,D项错误。
答案: B
高考试题中的教材实验(一)__气体体积、质量的测定
[尝试解答]
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (ⅰ)Zn粒 残余清液(按序写出两项)
(ⅱ)装置内气体尚未冷至室温
[高考演变角度]
1.气体体积的测定
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: