第2章 第3节 第1课时 物质的量 气体摩尔体积-【名师导航】2025年高考化学一轮总复习课件(人教版)
2024-09-28
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第一册 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | 第三节 物质的量 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 物质的量及单位——摩尔,气体摩尔体积 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 3.91 MB |
| 发布时间 | 2024-09-28 |
| 更新时间 | 2024-09-28 |
| 作者 | 山东众旺汇金教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 名师导航·高考一轮 |
| 审核时间 | 2024-09-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47618901.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第1课时 物质的量 气体摩尔体积
·考试要求·
1.认识物质的量是联系宏观物质和微观粒子的重要工具,能从宏观和微观相结合的视角认识摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA),并能分析与解决实际问题。
2.在有关物质的量计算过程中,通过分析、推理等理解计算的方法,建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。
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一、物质的量与摩尔质量
1.物质的量(n)和阿伏加德罗常数(NA)
(1)概念间的关系
6.02×1023
6.02×1023 mol-1
第1课时 物质的量 气体摩尔体积
(2)物质的量的规范使用
例如,1 mol Na、0.5 mol H2、4等。
(3)物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系
n=
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
2.摩尔质量
g·mol-1(或g/mol)
g·mol-1
n·M
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
1.影响物质体积的因素
数目
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
2.气体摩尔体积
22.4
温度
压强
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
3.阿伏加德罗定律
(1)同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的_______或_________。
(2)阿伏加德罗定律的推论
同温、
同压下 气体的体积之比等于分子数之比:V1∶V2=_______
气体的摩尔质量之比等于密度之比:M1∶M2=_______
同温、
同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比:p1∶p2=_______
分子数
物质的量
N1∶N2
ρ1∶ρ2
n1∶n2
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
(1)1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧。 ( )
(2)氢氧化钠的摩尔质量是40 g。 ( )
(3)1 mol OH-的质量为17 g·mol-1。 ( )
(4)22 g CO2气体的体积为11.2 L。 ( )
(5)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 ( )
(6)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。 ( )
(7)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。 ( )
(8)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。 ( )
√
×
×
×
×
√
√
×
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1应用的注意事项
(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,也可以是相互不反应的混合气体。
(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也可能是 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,所含粒子数与物质处于何种条件无关。如常温、常压下所含的原子数目是2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。注意不要形成定势思维,看到“常温、常压”就排除选项。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
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以物质的量(n)为核心的计算
考向1| 基本概念的理解与应用
1.20世纪末,科学家发现深海或陆域永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体,一种天然气水合物的化学式为8CH4·46H2O,结构如图所示。下列说法错误的是( )
第1课时 物质的量 气体摩尔体积
A.低温、高压有助于形成天然气水合物
B.22.4 L天然气水合物晶体含有的分子数为1 mol
C.该天然气水合物中,m(CH4)∶m(H2O)=32∶207
D.天然气水合物属于不可再生能源
B 解析:由题干信息可知,低温、高压有助于形成天然气水合物,A项正确;温度、压强未知,无法计算气体的物质的量,B项错误;由该天然气水合物的化学式可知,m(CH4)∶m(H2O)=(8×16)∶(46×18)=32∶207,C项正确;天然气属于不可再生能源,D项正确。
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
2.草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150 ℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是( )
A.若1 mol草酸中含a个碳原子,则阿伏加德罗常数为
B.1 mol草酸中约含有6.02×1023个分子
C.45 g草酸中约含有1.204×1024个氧原子
D.草酸分子中碳原子与氧原子的物质的量之比为1∶2
A 解析:阿伏加德罗常数的单位为mol-1,A错误。
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
三“量”辨析
摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量,具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为,H2O的相对分子质量为18,1 mol H2O的质量为18 g。
归纳总结
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
考向2| 以物质的量为中心的计算
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )
A.
C.
D 解析:a g该双原子分子的物质的量为 mol,双原子分子的摩尔质量为 g·mol-1,故b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
4.CuSO4·5H2O在不同温度下失水和分解,随着温度升高分别生成CuSO4→CuO→Cu2O→Cu,现称取5.000 g CuSO4·5H2O在敞口容器加热一定时间后,得到1.520 g固体,测得生成的SO2的体积为0.224 L(已折算为标准状况),求:
(1)固体的成分及其物质的量比:________________。
(2)标准状况下生成O2的体积:________________。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
解析:(1)5.000 g CuSO4·5H2O的物质的量为0.02 mol,若生成的全部是CuSO4,则质量为3.2 g,若全部生成CuO,则质量为1.6 g,若全部生成Cu2O,则质量为1.44 g,而实际得到1.520 g固体,说明固体的成分是CuO和Cu2O的混合物,设CuO的物质的量为x,Cu2O的物质的量为y,则有x+2y=0.02 mol,80 g·mol-1×x+144 g·mol-1×y=1.52 g,解得x=0.01 mol,y=0.005 mol,则物质的量比n(CuO)∶n(Cu2O)=2∶1。(2)生成了标准状况下0.224 L SO2,即物质的量为0.01 mol,反应中硫元素、铜元素的化合价降低,氧元素的化合价升高,根据得失电子守恒得到O2的物质的量为=0.007 5 mol,其标准状况下的体积为0.007 5 mol×22.4 L·mol-1=0.168 L。
答案:(1)n(CuO)∶n(Cu2O)=2∶1 (2)0.168 L
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
以物质的量为核心的各个化学计量之间的关系
归纳总结
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
阿伏加德罗定律及推论在解题中的应用
考向1| 相对分子质量的计算
1.按要求解答下列问题。
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为________,可能是________________气体。
(2)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则
①混合气体在标准状况下的密度是_______________________________g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是________________g·mol-1。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
(3)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则该混合气体的平均相对分子质量为____________,混合气体的物质的量为________________,NH4HCO3的摩尔质量为________________(用含m、d的代数式表示)。
解析:(1)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1。
(2)2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,该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,
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
则解得x=0.25 mol,y=0.25 mol。
①混合气体的密度为≈1.61 g·L-1。
②解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
(3)根据密度之比等于相对分子质量之比,NH3、CO2、H2O(g)的平均相对分子质量为2d,由n=得n混=,根据化学方程式NH4HCO3NH3↑+ mol= mol,所以NH4HCO3的摩尔质量为 g·mol-1=6d g·mol-1。
答案:(1)64 SO2 (2)①1.61 ②36 (3)2d mol 6d g·mol-1
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
方法规律
求气体摩尔质量(M)的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。
(2)根据一定质量(m)的物质中粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1。
(4)根据气体的相对密度:=D。
(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:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
考向2| 阿伏加德罗定律的应用
2.等温等压下,有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,下列说法正确的是
( )
A.体积之比为13∶13∶14
B.密度之比为14∶14∶13
C.质量之比为1∶1∶1
D.原子数之比为1∶1∶1
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
B 解析:三种气体分子的质子数均为14,质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,物质的量相等。等温等压下,气体的体积与其物质的量成正比,所以三者体积之比为1∶1∶1,故A错误;CO、N2、C2H2的摩尔质量分别为28 g·mol-1、28 g·mol-1、26 g·mol-1,等温等压下,气体摩尔体积相同,密度与其摩尔质量成正比,则密度之比为28∶28∶26=14∶14∶13,故B正确;根据m=nM 知,质量之比与其摩尔质量成正比,则质量之比为28∶28∶26=14∶14∶13,故C错误;1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4,所以三种气体原子数之比为1∶1∶2,故D错误。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
3.a g O2和a g X气体在相同压强下体积随温度变化存在如图所示关系,推测X气体可能是( )
A.H2 B.CH4 C.SO2 D.O3
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
C 解析:在相同温度、压强下,气体的体积与气体的物质的量成正比。在相同温度、相同压强下,O2的体积是X气体的体积的2倍,则O2的物质的量是X的2倍,由于两种气体的质量相同,则X的摩尔质量是O2的2倍,O2的摩尔质量是32 g·mol-1,则X的摩尔质量是64 g·mol-1,则X气体是SO2。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
方法规律
“三步法”突破阿伏加德罗定律及推论综合应用类题
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
识破阿伏加德罗常数判断的常见陷阱
考向1| 基于“标准状况下气体摩尔体积及应用”设置陷阱
1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L CH4和C2H4气体混合物中含氢原子数目为2NA
B.常温常压下,124 g P4中所含P—P数目为4NA
C.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4NA
D.CH4和C2H4混合气体2.24 L(标准状况)完全燃烧,则消耗O2分子数目为0.2NA
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
A 解析:1个CH4或C2H4分子均含有4个氢原子,标准状况下11.2 L CH4和C2H4混合物的总物质的量为0.5 mol,则含氢原子数目为2NA,A项正确;1个P4
分子(白磷,分子结构为 )含有6个P—P,124 g P4的物质的量为1
mol,则所含P—P数目为6NA,B项错误;在标准状况下,SO3状态为固态,不能计算出2.24 L SO3物质的量,故无法求出其电子数目,C项错误;2.24 L(标准状况)CH4和C2H4混合气体的物质的量是0.1 mol,1 mol CH4和C2H4分别完全燃烧消耗O2的物质的量分别是2 mol、3 mol,则0.1 mol混合气体完全燃烧消耗O2的分子数目应该介于0.2NA和0.3NA之间,D项错误。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.(2022·全国甲卷)25 ℃,101 kPa下,28 L 氢气中质子的数目为2.5NA
B.常温常压下,16 g O2和O3的混合气体中所含氧原子数为NA
C.标准状况下,22.4 L水含有的分子数为NA
D.(2023·辽宁卷)11.2 L CO2含π键数目为NA
B 解析:25 ℃、101 kPa不是标准状况,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量,A项错误;16 g O2和O3的混合气体所含氧原子的物质的量为·=1 mol,则所含氧原子数为NA,B项正确;标准状况下水不是气体,22.4 L 水的物质的量远大于 1 mol,则含有的分子数远大于NA,C项错误;题中没有给定标准状况条件,气体摩尔体积未知,无法计算π键个数,D项错误。
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
两看“物质与状态”,跳出“Vm=22.4 L·mol-1”的使用陷阱
归纳总结
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
考向2| 基于“物质的组成与结构”设置陷阱
3.(双选)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.(2023·全国甲卷)0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.(2023·湖北卷)1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023
C.(2022·浙江6月选考)12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
D.(2022·浙江6月选考)8 g CH4含有中子数为3NA
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
BC 解析:异丁烷的结构为 ,1 mol异丁烷分子中共价键的数
目为13NA,所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A项正确;在晶体硅中,每个Si与其周围的4个Si形成共价键三维骨架结构,因此平均每个Si形成2个共价键,1 mol Si 含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023,B项错误;NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成,其中的阳离子只有钠离子,12 g NaHSO4的物质的量为0.1 mol,因此其中只含有0.1NA个阳离子,C项错误;1个CH4分子中有6个中子,8 g CH4的物质的量为0.5 mol,因此,8 g CH4含有的中子数为3NA,D项正确。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
熟记“组成与结构”,跳出“物质与结构”陷阱
(1)熟记特殊物质中所含粒子(分子、原子、质子、中子、电子)的数目,常考的物质:
①单原子分子,如稀有气体He、Ne、Ar等;②双原子分子,如Cl2、N2、O2、H2、Br2、I2等;③多原子分子,如D2O、O3、P4(白磷)、CH4、CO2等。
(2)掌握常考物质中所含化学键的数目,如下表所示(NA表示阿伏加德罗常数的值):
归纳总结
常考
物质 CH4
(C—H) P4
(P—P) 晶体硅
(Si—Si) 二氧化硅
(Si—O) 石墨
(C—C) 金刚石
(C—C)
1 mol含有共
价键的数目 4NA 6NA 2NA 4NA 1.5NA 2NA
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
(3)熟记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4;CaCO3、KHCO3;Na2O2、Na2S等。
(4)最简式相同的混合物的处理技巧
①最简式相同的混合物简化计算技巧——求同存异,如O2和O3看作“O”、NO2和N2O4看作“NO2”、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)看作“CH2”等。
②最简式相同的混合物计算技巧——极端假设法,如NO2和N2O4可先假设都是NO2计算,再假设都是N2O4;同样的方法处理乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)、O2和O3的混合物。
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考向3| 基于“氧化还原反应中转移电子”设置陷阱
4.(双选)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑,每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
B.含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA
C.0.1 mol Cl2充分反应,转移的电子数不一定为0.2NA
D.钢铁在空气中发生电化学腐蚀,若生成16 g Fe2O3,则负极失去的电子数为0.6NA
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BC 解析:2.8 g N2的物质的量n= mol=0.1 mol,生成1 mol N2转移的电子数为12NA,则生成0.1 mol N2转移的电子数为1.2NA,A项错误;含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量镁先后发生反应:①Mg+2H2SO4(浓)===MgSO4+SO2↑+2H2O、②Mg+H2SO4(稀)===MgSO4+H2↑,若只发生反应①,则转移电子数为0.2NA,随着硫酸浓度的减小,还发生反应②,故转移电子总数大于0.2NA,B项正确;0.1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应,生成0.1 mol NaCl和0.1 mol NaClO,故0.1 mol Cl2充分反应转移电子数不一定是0.2 mol,C项正确;钢铁发生电化学腐蚀时,负极反应为Fe-2e-===Fe2+,若生成16 g Fe2O3(即0.1 mol),负极生成0.2 mol Fe2+,失去的电子数为0.4NA,D项错误。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
常考氧化还原反应中转移的电子数
归纳总结
反应 物质 转移电子的数目(NA表示阿伏加德罗常数的值)
Na2O2+CO2
(或H2O) 1 mol Na2O2 NA
1 mol O2 2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 NA
Cl2+Fe 1 mol Cl2 2NA
1 mol Fe 3NA
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考向4| 基于“特殊反应(或条件)”设置陷阱
5.(双选)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.将1 mol Cl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
B.(2021·浙江1月选考)0.1 mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA
C.1 mol N2和3 mol H2混合反应,当生成0.1 mol NH3时,转移电子数目为0.3NA
D.标准状况下,11.2 L HCl和11.2 L H2充分混合后含有的分子数为NA
√
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
CD 解析:Cl2与水的反应是可逆反应,将1 mol Cl2通入水中,Cl2并非完全与水反应,故HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA,A项错误;CH3COOH和CH3CH2OH的酯化反应是可逆反应,则0.1 mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目小于,B项错误;合成氨反应中,氮元素由0价降低到-3价,故生成0.1 mol NH3时,转移电子数目为0.3NA,C项正确;标准状况下,11.2 L HCl和11.2 L H2的物质的量均为0.5 mol,二者混合后气体总物质的量为1 mol,故含有的分子数为NA,D项正确。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
理解“反应原理”,跳出“特殊反应”陷阱
(1)特殊反应——可逆反应:不能正向进行到底,反应物不能全部转化为产物。常考的可逆反应有2NO2⥫⥬N2O4、Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO、H2+I2(g)⥫⥬
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(2)特殊因素——浓度的影响:①足量MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变稀盐酸,反应停止;②足量Cu与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变稀硫酸,反应停止;③足量Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变稀硝酸,得到NO2和NO的混合气体;④足量Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体;⑤常温下,铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”。
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考向5 基于“电解质溶液中粒子变化”设置陷阱
6.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.(2020·浙江7月选考)100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
B.(2023·辽宁卷)1 L 0.1 mol·L-1K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
C.25 ℃时,1 L pH=11的醋酸钠溶液中,由水电离出的OH-数目为0.001NA
D.(2023·全国甲卷)1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
√
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C 解析:100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有溶质NaOH和溶剂水,氧原子数目为二者氧原子数目的加和,A项错误;S2-水解使溶液中S2-的数目小于0.1NA,B项错误;25 ℃时,1 L pH=11的醋酸钠溶液中,n(OH-)=1 L×10-3 mol·L-1=1×10-3 mol,而醋酸钠溶液中OH-均由水电离产生,故由水电离出的OH-数目为0.001NA,C项正确;pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol· L-1,则1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+数目为0.01NA,D项错误。
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
紧扣“电解质变化”,跳出“电解质溶液”陷阱
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第1课时 物质的量 气体摩尔体积
(1)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=3的H2SO3溶液中
c(H+)=10-3 mol·L-1,与电解质组成无关。
(2)多元弱酸根离子发生水解,溶液中阴离子的数目增加;多元弱碱阳离子发生水解,溶液中阳离子数目增加。
(3)求溶液中所含氢、氧原子数时,不要忽略溶剂水中的氢、氧原子数目。
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