内容正文:
第1章 化学中常用的物理量——物质的量
第1讲 与物质的量相关的概念、规律及计算
复习目标
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
物质的量、摩尔质量及气体摩尔体积
1.物质的量
(1)物质的量和阿伏加德罗常数
2.摩尔质量
3.气体摩尔体积
(1)影响物质体积的因素
(2)气体摩尔体积
4.阿伏加德罗定律及推论
(1)阿伏加德罗定律的内容
同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。概括为“三同”定“一同”:
(2)阿伏加德罗定律的推论
相同条件
推论公式
文字叙述
同温同压
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
同温同容
=
同温、同容下,气体的压强与其物质的量成正比
同温同压
=
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
(1)1 mol H2O的质量等于其相对分子质量( × )
(2)OH-和—OH(羟基)的摩尔质量均为17 g/mol( √ )
(3)标准状况下,11.2 L HF的物质的量约为0.5 mol( × )
(4)相同体积的CO和N2,二者所含的原子数相等( × )
(5)同温同压下,SO2(g)和O2(g)的密度之比为2∶1( √ )
考向1 n===关系及应用
【例1】(双选)(2023·湖北襄阳调研)标准状况下,CH4和CO的混合气体8.96 L,总质量为7.60 g。下列说法不正确的是( )
A.CO和CH4物质的量之比为3∶1
B.CO的质量分数约为36.8%
C.H原子和C原子个数之比为1∶3
D.混合气体的密度约为0.848 g/L
[思路剖析]
①
理顺关系:V(CH4)+V(CO)=8.96 L,m(CH4)+m(CO)=7.60 g
②
建立联系:V气体=n气体×22.4 L/mol,m气体=n气体×M气体
③
代入数据,列出关系式,求解n(CH4)、n(CO)
AC 解析:设CO、CH4的物质的量分别为n(CO)、n(CH4),据体积关系可得:n(CO)×22.4 L/mol+n(CH4)×22.4 L/mol=8.96 L…①;据质量关系可得:n(CO)×28 g/mol+n(CH4)×16 g/mol=7.60 g…②,联立①②解得:n(CO)=0.1 mol,n(CH4)=0.3 mol,则有n(CO)∶n(CH4)=1∶3,A错误;n(CO)=0.1 mol,则m(CO)=2.8 g,故CO的质量分数为×100%≈36.8%,B正确;0.1 mol CO和0.3 mol CH4共含有1.2 mol H原子和0.4 mol C原子,故H原子和C原子个数比为3∶1,C错误;CH4和CO的混合气体8.96 L,总质量为7.60 g,则混合气体的密度为≈0.848 g/L,D正确。
考向2 阿伏加德罗定律及推论的应用
【例2】同温同压下,由 NO 和 CO组成的混合气体的密度是 H2的14.5倍。下列关系正确的是( )
(提示:空气的平均相对分子质量约为29)
A.混合气体中,CO 与 NO 的质量之比为14∶15
B.混合气体中,CO 与 NO 的分子数之比为1∶2
C.同温同压下,该混合气体的密度与空气的密度不同
D.同温同压下,同体积的该混合气体与空气的质量不相等
[思路剖析]
①
NO 和 CO组成的混合气体的密度是 H2的14.5倍混合气体的平均相对分子质量为14.5×2=29
②
根据M=,m总=n(NO)×30 g/mol+n(CO)×28 g/moln(NO)∶n(CO)=1∶1
③
结合阿伏加德罗定律及推论混合气体与空气的密度、质量的关系
A 解析:同温同压下,由NO和CO组成的混合气体的密度是H2的14.5倍,则混合气体的平均相对分子质量为29,从而可知NO和CO的物质的量之比为1∶1,故CO和NO的质量之比为28∶30=14∶15,A正确;由A项分析可知,CO与NO的分子个数之比为1∶1,B错误;根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,故该混合气体的密度与空气的密度相等,C错误;该混合气体与空气的平均摩尔质量均为29 g/mol,故同温同压下,同体积的该混合气体与空气的物质的量相同,其质量相等,D错误。
(1)计算摩尔质量的三个依据
(2)“三看法”突破有关气体摩尔体积的计算
(3)应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律