内容正文:
第5讲 物质的量 气体摩尔体积
[课程标准] 1.了解摩尔(mol)是物质的量的基本单位,了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。2.根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
考点一 物质的量 摩尔质量
1.物质的量
(1)符号为n,单位是摩尔(mol)。
(2)使用范围:适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
(3)阿伏加德罗常数:指1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,NA≈6.02×1023 mol-1。
(4)公式:n=或N=n·NA或NA=。
2.摩尔质量
(1)含义:单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M,单位为g·mol-1。
(2)数值:当微粒的摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值上与该微粒的相对原子(分子)质量相等。
(3)物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系为n=。
[正误辨析]
(1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量( )
(2)0.012 kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子( )
(3)1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧( )
(4)氢氧化钠的摩尔质量是40 g( )
(5)1 mol OH-的质量为17 g·mol-1( )
答案: (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
质量、物质的量与微粒数目之间的换算
1.(1)含6.02×1023个中子的Li的质量是 g。
(2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成 g DO。
(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子,Na2X的摩尔质量是 ,X的相对原子质量是 。
答案: (1) (2)22 (3)62 g·mol-1 16
2.最近材料科学家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的值,试计算12.2 g该晶体中含有的氧原子数为 ,氢原子的物质的量为 mol。
解析: 晶体的摩尔质量为122 g·mol-1,n==0.1 mol,故氧原子数目=0.1 mol×(2+1.3)NA mol-1=0.33NA,n(H)=0.1 mol×1.3×2=0.26 mol。
答案: 0.33NA 0.26
计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧
弄清楚微粒与所给物质的关系:原子(电子)的物质的量=分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)的个数。如:第2题中,Na0.35CoO2·1.3 H2O是整体,计算对象氧原子、氢原子为部分,它们的关系为Na0.35CoO2·1.3H2O~3.3O~2.6H。
考点二 气体摩尔体积 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
(1)内容:同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数或物质的量。
(2)推论
相同条件
结论公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积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、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
[正误辨析]
(1)22 g CO2气体的体积为11.2 L( )
(2)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA( )
(3)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( )
(4)同温同体积条件下,等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2( )
(5)标准状况下,11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023( )
答案: (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
一、n===的关系应用
1.在标准状况下,对下列四种气体,按要求完成填空。
①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子
③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3
(1)体积最大的是 (填序号,下同);
(2)密度最小的是 ;
(3)质量最大的是 ;
(4)氢原子个数最少的是 。
答案: (1)② (2)① (3)② (4)②
二、相对分子质量的计算
2.(1)已知标