内容正文:
第1课 物质的量 气体摩尔体积
普查与练习1 物质的量 气体摩尔体积
1.物质的量的相关概念及其易错点
(1)(2024汇编,4分)下列叙述正确的有________(填序号)。
①1 mol H2O2中含有2 mol氢和2 mol氧
②在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同
③Na2O的摩尔质量为62
④1 mol N2的质量与它的相对分子质量相等
⑤2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍
答案:②
解析:1 mol H2O2中含有2 mol氢原子和2 mol氧原子,必须指明具体的粒子名称,故①错误。由于三种气体物质都是双原子分子,故在相同的条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数、原子个数都相同,故②正确。摩尔质量有单位,Na2O的摩尔质量为62 g·mol-1,故③错误。1 mol N2的质量在数值上与它的相对分子质量相等,故④错误。1 mol物质所具有的质量为该物质的摩尔质量,故一种物质的摩尔质量的数值为确定的,即以g·mol-1为单位时,2 mol水的摩尔质量与1 mol水的摩尔质量相等,均为18 g·mol-1,故⑤错误。
2.标况下气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)的应用及使用误区
(2)(2024汇编,4分)下列有关气体摩尔体积的叙述正确的有________(填序号)。
①在标准状况下,1 mol O2与1 mol CCl4的体积相同
②标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L
③CO2CO,22.4 L CO2被还原生成1 mol CO(2022广东真题)
④标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是 22.4 L
⑤某单质气体在标准状况下,密度为1.25 g·L-1,则该气体为N2
答案:②⑤
解析:标况下,1 mol任何气体的体积都约为22.4 L,既包括纯净物,也包括物质间不反应的气体混合物,但1 mol固体和液体体积不是22.4 L,标况下CCl4是液态物质,故①错误、②正确。没有指明二氧化碳是否处于标准状况,无法判断CO2的物质的量,也无法求出生成CO的物质的量,故③错误。标况下,只有6.02×1023个气体分子所占的体积才约为22.4 L,故④错误。该气体在标准状况下的密度ρ为1.25 g·L-1,M=ρVm=1.25 g· L-1×22.4 L·mol-1=28 g·mol-1 ,且题目已知为单质气体,则该气体只能为N2,故⑤正确。
3.以物质的量为核心的多角度计算及常用的计算方法
a.利用基本转化关系式进行计算
(3)(2024改编,4分)中国科学家孙予罕等发现,以泡沫镍[3NiO/Ni(3表示NiO在泡沫镍中的质量百分数)] 作为基材上的催化剂可实现将烷烃直接电催化转化为醇类(转化示意图如图所示)。下列说法正确的是( )
A.22.4 L A中含有的质子数为10 mol
B.32 g C中含有的共价键数目约为2.408×1024
C.生成1 mol Ni可同时还原出1 mol B
D.11.8 g泡沫镍中含有Ni单质0.194 mol
答案:D
解析:由A的球棍模型可知A为甲烷,未说明甲烷处于标准状况下,不能利用标准状况下的气体摩尔体积计算22.4 L甲烷的物质的量及其质子数,故A项错误。由C的球棍模型可知C为甲醇,1个甲醇分子中含有5个共价键,32 g C含有的共价键数目约为×5×6.02×1023=3.01×1024,故B项错误。由总反应方程式:3CH4+3NiO===3Ni+CH3OH+CH3CH2OH+H2O,可知生成 1 mol Ni 可同时氧化出 mol B,故C项错误。11.8 g 泡沫镍含 Ni 单质的物质的量为=0.194 mol,故D项正确。
b. 已知混合气体的组成成分,求混合气体的相关物理量
(4)(经典题,8分)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。
①混合气体中CO的质量是________g。
②混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L。
③混合气体在标准状况下的密度是______g·L-1。
④混合气体的平均摩尔质量是______g·mol-1。
答案:①7(2分) ②5.6(2分) ③1.61(2分) ④36(2分)
解析:CO燃烧发生反应:2CO+O2 2CO2,标准状况下CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故标准状况下18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y,
则
解得
①混合气体中CO的质量=28 g·mol-1×0.25