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第二单元
物质的量
第1讲
物质的量
气体摩尔体积
复习目标!1.认识摩尔m0l是物质的量的单位。2知道摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加
德罗常数的含义。3.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、
气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。4能运用阿伏加德罗定律及其推论进行有关气
体体积、压强与物质的量关系的判断。
考点一
物质的量摩尔质量
必备知识梳理
1.物质的量
(I)橱念:物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,用来表示supl(O1)含有一定数目
粒子的集合体。符号为n,单位是supl(02摩尔(mo。
(2)物质的量的规范表示方法
x
mol
H.SO.
数值
☒单位
☑微粒符号或微粒名称
(3)使用范围:适用于supl(O5)微观粒子或微观粒子的特定组合。
2.阿伏加德罗常数
(1)国际上规定,1mol粒子集合体所含的粒子数约为supl(01)6.02×1023,1mol任何粒子的
粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为Na,通常用supl(O2)6.02×1023mol-1表示。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数目的关系为n=stup1(03NA。
3.摩尔质量
(1)概念:supl(O1)单位物质的量的物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量。符号为列
supl(02M。
(2)常用单位:supl(03gmol(或gmol一。
1
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(3)数值:当粒子的摩尔质量以supl(04gmo一1为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子
(或原子)质量。
(4)物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为n=s\upl(O5mM。
易错辨析二判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(I)物质的量是表示微粒数月多少的物理量。(×)
错因:物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。
(21mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(×)
错因:有些物质是由原子或离子构成。
(3)1 mol H2O2中含有2mol氢和2mol氧。(×)
错因:书写不规范,微粒指代不明。
(4NaOH的摩尔质量为40g。(×)
错因:摩尔质量的单位为gmol一1。
(⑤)O2的摩尔质量等于它的相对分子质量。(×)
错因:只是当摩尔质量以gm©一1为单位时在数值上相等,但二者的含义和单位不同。
(6)2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍。(×)
错因:物质的摩尔质量是固定的。
名师思维建模
1.使用摩尔作单位时,必须指定化学式或指明微粒的种类,如1molH不能描述为1mol氢
等。
2.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。
3.阿伏加德罗常数有单位:mol1。
4.由转化式m画MXMn留画XNA+NAN可知物质的量()是宏观量(m)与微观量()之间
转化的桥梁。
5.物质的量可以是整数,也可以是小数。其计量对象是微观粒子(如分子、原子、离子、质
子、中子、电子等),也可以是化学键(如H一H、HO等)。但物质的量不能描述宏观物质。
6.摩尔质量的计算
依据
计算公式
适用对象
2
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根据摩尔质量的定义计算
M=mn
任意状态的任意物质
根据标准状况下气体的密度
M=p×22.4(gmol-)
标淮状况下的气体
p计算
根据气体的相对密度
aws4\alicol(D=\f(pApB))if
MA-MB)XD
同温同压下的气体
算
根据一定质量(m)的物质中微
M=mN·Na
任意状态的任意物质
粒数目(W)计算
注意:对于混合气体,求其平均摩尔质量除了以上方法还可以用下式计算:M=M×%十
4×b%十M3×c%…,a%、b%、c%…指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)
。
7.物质中所含指定微粒的计算方法
弄清楚微粒与所给物质的关系:原子(或质子、中子、电子等)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(或质子、中子、电子等)的个数。如计算
1 mol N2H2十6中所含有的电子数,则存在关系式:N2H2+6~18e~,此类试题的思维流程如
下:
己知量→物质的量)一一→分析粒子种类、个数及关系)一→目标粒子数目)
可应用N=mMNa来计算。
关键能力提升
角度一理解与辨析物质的量、摩尔质量概念
1.某硫原子的质量是ag,12C原子的质量是bg,若Wa表示阿伏加德罗常数的数值,则下
列说法中正确的是()
A.该硫原子的相对原子质量为b
B.mg该硫原子的物质的量为maNA mol
C.该硫原子的摩尔质量是aNag
D.ag该硫原子所含的电子数为16Nx
答案:B
3
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解析:该疏原子的相对原子质量为该原子的质量除以12℃原子质量的112,即12b,A错误:
mg该硫原子的个数为ma,其物质的量为maNA mol,B正确;该硫原子的摩尔质量是aNa
g/mol,C错误;一个硫原子所含电子数为16,ag该硫原子的个数为1,所含电子数为16,
D错误。
2.屠呦呦因发现治疗疟疾的青篙素和双氢青蒿素(结构如图获得诺贝尔生理学或医学奖。
H CH
H CH
H.C
NaBH.H.C
OH
青蒿素
双氢青蒿素
双氢青蒿素的分子式为C1H24O5,相对分子质量为284。下列关于青蒿素和双氢青蒿素的说
法正确的是()
A.1mol青蒿素的质量为282gmol-1
B.双氢青蒿素的摩尔质量等于284
C.141g青蒿素中含有的原子总数为2.2NaN表示阿伏加德罗常数的值)
D.约含有6.02×1023个双氢青蒿素分子的集合体称为1mol
答案:D
角度二分析与推测物质中所含指定微粒数目
3.设Na为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.01molH0含有的共价键数为0.2Wa
B.1 mol N2H2+6含有的电子数为20W
C.7.8gNaO2固体含有的离子总数为0.4Wa
D.一定条件下,1molN2和3molH2充分反应生成NH的分子数为2N
答案:A
4.(1)某Al(SO晶体含A13+0.5mol,则含有SO2-4的数目是
个。
(2)1.204×1024个M分子的质量为88g,则M的摩尔质量为
(3)0.3 mol NH3分子中所含质子数与
个HO分子中所含质子数相等(用N代表阿伏
加德罗常数的值,下同)。2.2gD218O中所含中子数为
,1.5gCH十3中的电子数为
,15.6gNa2O2中的阴离子数目为
(4)12.4gNaR含Na+0.4mol,则NaR的摩尔质量为
,R的相对原子质量为
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含R的质量为1.6g的NaR,其物质的量为
答案:(1)4.515×1023(2)44gmol-1
(30.3Na1.2Na0.8NA0.2WA
(462gmol-1160.1mol
角度三分析与推测物质的摩尔质量的计算
5.已知32gX和40gY恰好完全反应,生成mgQ和9gH,在相同条件下,16gX和30g
Y混合反应生成0.25molQ及若干摩尔H,则物质Q的摩尔质量应是()
A.163g·mol-1
B.126g·mol1
C.122g·mol-1
D.63g·mol-1
答案:B
解析:32gX和40gY恰好完全反应。根据质量守恒定律,32g+40g=mg+9g,则有m
=63。在相同条件下,16gX和30gY混合反应,X完全反应,剩余10gY,按照比例关系
,应生成31.5gQ。又知反应生成0.25molQ,则有M(Q)=31.5g025mol=126gmol-1。
6.(1)在25℃、101kPa的条件下,同质量的CH和A气体的体积之比是15:8,则A的摩
尔质量为
(2)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25℃下,X中充入agA气体,Y中充入agCH4气
体,X与Y内的压强之比是4:11,则A的摩尔质量为
(3)相同条件下,体积比为a:b和质量比为a:b的Hz和O2的混合气体,其平均摩尔质量分
别是
食
答案:(1)30gmol-1(2)44gmol-1
(3)2a+32ba+bg·mol-132a+32b16a+bg·mol-1
考点二气体摩尔体积
阿伏加德罗定律
必备知识梳理
1,影响物质体积的因素
粒子的回大小
决定
固、液体的体积
粒子的四数目
决定
气体的体积
粒子间的☒距离
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2.气体摩尔体积
(I)定义:一定温度和压强下,suDl(O1)单位物质的量的气体所占的体积。符号为!
supl(02'm。单位为supl03Lmol(或Lmol-和m3mol(或m3·mol-)。
(2)标准状况下的气体摩尔体积:在标准状况下(指温度为sul040℃,压强为」
supl(05)101kPa约为supl(06224L·mol-L
(3)物质的量(n、气体体积()、气体摩尔体积(Vm)之间的关系为supl0亚=Vn。
(4)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的sul(O8)温度和
supl(09)压强。
3.阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律:在相同的sup1(O1)温度和压强下,相同体积的任何气体含有supl(O2)相
同数且的粒子(或气体的supl(O3)物质的量相同)。
(2)适用范围:单一气体或相互不反应的sup1(04)混合气体。
易错辨析二判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)22gCO2气体的体积为11.2L。(×)
错因:未指明是否为标准状况。
(2)在非标准状况下,气体摩尔体积一定不是22.4Lmo-1。(×)
错因:升高温度、增大压强也可使气体摩尔体积为224Lm©一1。
(3)标准状况下11.2LBr2的物质的量为0.5mol。(×)
错因:B在标准状况下是液体。
(4)相同体积的CO和N2,二者含有的原子数相同。(×)
错因:未指明温度压强是否相同,无法判新。
(5)标准状况下,22.4L己烷中含有的共价键数月为19WA。(×)
错因:标准状况下,己烷为液态。
名师思维建模
1.使用气体摩尔体积需要注意的事项
(1)Pm≈22.4L·mol-1的使用条件
①标准状况(0℃,101kPa)
②必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体(互不反应)。
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(2NO2、N2O4、酒精、SO3、CHC3、H2O、Br2、CCL4、HF等物质在标准状况下不是气体。
(3)有机物在标准状况下为气体的:碳原子数小于等于4的烃、HCHO、CH,C1。
2.阿伏加德罗定律的推论
(以下用到的符号:P为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体
积,T为热力学温度)
结论
前提条件
公式
语言叙述
T、p相同
VIV2=nln2
同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比
同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量(或相对分子
T、p相同
plp2=MIM2
质量)之比
T、V相同
plp2=nin2
同温度同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比
注意:①同温、同压、同体积、同物质的量(分子数),这“四同”相互制约,只要其中“三
同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。若其中“两同”成立,则剩余“两同
”成比例,即“两同”定比例。
②应用阿伏加德罗定律及其推论要熟记相关化学计量的定义式,并结合相互关系进行推导
avs4 alcol(可通过pV=nRT及n=fmm)导出。
3.应用阿伏加德罗定律及其推论解题的分析思路
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”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
关键能力提升
角度一理解与辨析Vm≈22.4L·mol-1的相关应用条件
1.设N为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是()
A.常温常压下,0.5 mol SO3中含有的原子数为2Na
B.常温常压下14gN2与CO组成的混合气体含有的原子数为NA
C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯泥合物中含氢原子数目为2N
D.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4W
答案:D
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2.设N为阿伏加德罗常数的值,如果ag某气态双原子分子的分子数为P,则bg该气体在
标准状况下的体积江)是(
A.22.4apbNA
B.22.4abpNA
C.22.4NAba
D.22.4pbaNA
答案:D
解析:同种气体的分子数与质量成正比,设bg气体的分子数为N,则有:
ag~p
bg ~N
故bg双原子分子的分子数N=bpa,物质的量为pbaNA mol,.所以bg该气体在标准状况下
的体积为22.4 pbaNA L。
角度二理解与辨析阿伏加德罗定律及其推论
3.下列说法不正确的是()
A.同温、同压、同体积的O2(g)和N(g)所含的分子数一定相同
B.同温同压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于1116
C.温度和容积相同的两容器分别盛有5 mol O2(g)和2molN2(g),则压强之比为5:2
D.同温同压条件下,5molO2(g)和2molH(g)的体积之比等于5:2
答案:B
4.一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入
1mo1N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是
()
A.右侧与左侧分子数之比为4:1
B.右侧C0的质量为5.6g
C.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D.若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,则应充入0.2 mol CO
答案:C
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高考真题演练
1.(2024河北卷)超氧化钾KO)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2
十2CO2一2KCO3+3O2,Na为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()
A.44gCO2中c键的数月为2WA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3Wa
C.1L1mol·L-1KzCO3溶液中CO2-3的数目为Na
D.该反应中每转移1mol电子生成O2的数目为1.5Na
答案:A
解析:KO2由K+和O一2构成,1 mol KO2晶体中离子的数目为2Na,B错误;CO2一3在
水溶液中会发生水解:CO2一3+H2OHCO一3+OH-,故1L1molL-1KCO,溶液中
CO2一3的数目小于N,C错误;该反应中部分氧元素化合价由一0.5价升至0价,部分氧
元素化合价由一0.5价降至一2价,则每4 mol KO2参加反应转移3mol电子,每转移1mol
电子生成O2的数目为NA,D错误。
2.(2024:辽宁卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设Na为阿伏加德罗常数的值,下列说法
正确的是()
S0①,52
H.S-
A.标准状况下,11.2LSO2中原子总数为0.5NA
B.100mL0.1mol·L-1NaSO3溶液中,SO2-3数月为0.01Na
C.反应①每消耗3.4gHzS,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为2Na
答案:D
解析:标准状况下SO2为气体,11.2LSO2为0.5mol,其含有的原子数目为1.5Na,A错误:
SO2-3会发生水解,因此,100mL0.1mol·L1NaSO3溶液中SO2-3数目小于0.01N,
B错误;反应①的方程式为SO2十2HzS一3S+2H2O,反应中每生成3molS消耗2 mol H2S,
3.4gHS为0.1mol,故可以生成0.15molS,数目为0.15N,C错误。
3.(2024贵州卷)二氧化氯(C1O2)可用于自来水消毒。实验室用草酸HC2O4)和KC1O3制取
C1O2的反应为HCO,+2KC1O3+HzSO,一2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2HzO。设Na为阿伏
加德罗常数的值。下列说法正确的是()
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A.0.1molH2180中含有的中子数为12N
B.每生成67.5gClO2,转移电子数为2.0N
C.0.1mol·L-1HC2O4溶液中含有的H+数月为0.2NA
D.标准状况下,22.4LCO2中含o键数目为2.0Na
答案:D
解析:H28o分子中的H原子无中子,18O原子的中子数为10,则0.1molH2180中含有的中
子数为Na,A错误:由反应方程式H2CO4十2KClO3+H2SO4一2C1O2↑+2CO2↑+KSO4
+2H20可知,每生成2 mol ClO2转移电子2mol,则每生成67.5gClO2,即1 mol ClO2转移
电子数为Na,B错误;溶液的体积未知,不能计算H+的数目,C错误。
4.(2024安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y
均为氮氧化物,羟胺NHO田以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶
液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟按NH,OH]C)广泛用于药品、香料等的合成。
己知25℃时,K(ⅢNO2)=7.2×10-4,K,NH3·H2O)=1.8×10-5,K0 NH2OH)=87×10-9。
硝酸盐还原牌
-N05女
亚硝酸盐还原前
NHOH
X还原酶
蛋白质++NH:
核酸
固氨南
一N,+Y还原南
N是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
)
A.标准状况下,224LX和Y混合气体中氧原子数为0,1Na
B.1L0.1mol·L1NaNO2溶液中Na+和NO-2数均为0.1Na
C.3.3gNH2OH完全转化为NO-2时,转移的电子数为0.6Na
D.28gN2中含有的价电子总数为0.6N
答案:A
解析:NO一2在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X,X在X还原酶的作用下转化为Y,X、
Y均为氮氧化物,即X为NO,Y为N2O。HNO2为弱酸,NO-2水解生成HNO2,枚1L
0.1molL-1NaNO2溶液中NO-2数日小于0.1Na,B错误,NHOH完全转化为NO-2时,
N的化合价由一1上升到+3,3.3gNH2OH物质的量为0.1mol,转移的电子数为0.4NA,C
错误;2.8gN2物质的量为0.1mol,N的价电子数为5,2.8gN2含有的价电子总数为a,D
10