内容正文:
第一章 从实验学化学
第1讲 物质的量、气体摩尔体积
【考纲解读】
1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
2.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
【命题规律】
物质的量、气体摩尔体积是高考常考的知识点,命题主要方式为“已知NA为阿伏加德罗常数,判断和计算一定量的物质所含微粒的数目”。题目主要结合物质的状态、物质结构、氧化还原反应、某些反应的原理、分散系、盐类水解等知识来考查计量关系。覆盖面广,具有良好的区分度。
一、物质的量 摩尔质量
1.物质的量
(1)概念:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n,单位为mol。
(2)数值:国际上规定,1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同。
2.阿伏加德罗常数
(1)概念:1 mol任何粒子所含的粒子数,符号为NA,通常用6.02×1023 mol-1表示。
(2)区别与联系:阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023 的含义不同;NA为0.012 kg 12C中所含的碳原子的准确数目,是一个精准值,而6.02×1023 只是阿伏加德罗常数的一个近似值。
3.摩尔质量
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号:M,单位:g·mol-1。
(2)数值:当粒子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(原子)质量。
(3)区别与联系:摩尔质量、相对分子质量、1 mol物质的质量在数值上是相同的,但含义不同,三者的单位不同。摩尔质量的单位是g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位是1,1 mol物质的质量单位是g。
【易错警示】
(1)物质的量是计量微观粒子“集体”的物理量,只适用于微观粒子(即分子、原子、离子、质子、中子、电子等),不适用于宏观物质。
(2)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1。
(3)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
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:一定状况下,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
①基本表达式:Vm=
②与气体质量的关系:=
③与气体分子数的关系:=
(3)影响因素:气体所处的温度和压强。
【误区警示】气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)应用的“五大误区”
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(2)使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:SO3、乙醇、水、己烷、CCl4等。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。注意不要形成定势思维,看到“常温常压”就排除选项。
3.阿伏加德罗定律
(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:
可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
【特别提醒】阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言表达
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比
T、V相同
=
同温、同体积的气体,其压强与物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比
T、p、V相同
=
同温、同压、相同体积的气体,其质量与其相对分子质量成正比
T、p、m相同
=
同温、同压下,等质量的气体,其体积与其相对分子质量成反比
T、V、m相同
=
同温、同体积下,等质量的气体,其压强与其相对分子质量成反比
【归纳总结】
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=22.4ρ;
(2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M