内容正文:
第二章 物质的量
第6讲 物质的量 气体摩尔体积(基础课)
考点一
[必备知识梳理]
1.6.02×1023 mol-1
2.(1)g/mol(或g·mol-1) (3)
[关键能力提升]
1.(1)60 g·mol-1 60 g (2)0.1 mol 6 g (3)0.2 mol
2.4NA 1.6NA
2.解析:(1)根据电离方程式:Na2R===2Na++R2-可知,1 mol Na2R电离出2 mol Na+,题目中有0.4 mol Na+,则有0.2 mol Na2R,M(Na2R)===62 g·mol-1,则R的相对原子质量=62-2×23=16。n(R)===0.1 mol,则含R的质量为1.6 g的Na2R的物质的量为0.1 mol。(2)M(D2O)=20 g·mol-1,n(D2O)==0.1 mol,含质子数为0.1 mol×10×NA mol-1=NA,含中子数为0.1 mol×10×NA mol-1=NA,含原子数为0.1 mol×3×NA mol-1=0.3NA。(3)根据N=n×NA可列方程式,a mol×NA mol-1×2=b,故NA=。
答案:(1)62 g·mol-1 16 0.1 mol (2)NA NA 0.3NA (3)
考点二
[必备知识梳理]
1.数目
2.(1)物质的量 Vm L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1) (2)0 ℃ 101 kPa 22.4 L·mol-1
(3) nVm
3.(1)相同数目的分子 (2)体积 物质的量 密度 摩尔质量 压强 物质的量
[关键能力提升]
1.A [反应①为CO2+4H2===CH4+2H2O,每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA,A正确;标准状况下,2.24 L HCHO的物质的量为0.1 mol,1个HCHO中含中子数目为6+8=14,故2.24 L HCHO中含中子数目为1.4NA,B错误;反应③中CO2→CH3OH,碳元素化合价从+4降到-2,每生成3.2 g (即0.1 mol)CH3OH,转移电子数目为0.6NA,C错误;HCOOH溶液中HCOOH和H2O中都含氢原子,故氢原子数目大于0.2NA,D错误。]
2.解析:(1)= g·mol-1= g·mol-1,
V=×22.4 L= L。
(2)M==64 g·mol-1,Mr=64。
(3)=≈33.3。
(4)ρ==≈3.17 g·L-1。
答案:(1) g·mol-1 L (2)64 (3)33.3
(4)3.17 g·L-1
3.(1)ρ(O2)>ρ(Ne)>ρ(H2) (2)p(H2)>p(Ne)>p(O2) (3)V(H2)>V(Ne)>V(O2) (4)m(O2)>m(Ne)>m(H2)
4.B [左右两侧气体温度、压强相同,则体积之比等于物质的量(分子数)之比,左右体积之比为4∶1,则左右两侧气体物质的量(分子数)之比为4∶1,A正确;右侧气体物质的量为0.25 mol,质量为7 g,B不正确;同温同压条件下气体密度与其摩尔质量成正比,则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的=14倍,C正确;若隔板处于容器正中间,则左右两侧气体的物质的量相同,还应充入0.75 mol CO,D正确。]
[高考真题 衍生变式]
1.A [N中N为+3价,由题图可知,N经三步转化为N2,其中N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。标准状况下,2.24 L NO和N2O混合气体的物质的量为0.1 mol,所含氧原子数为0.1NA,故A正确;HNO2为弱酸,因此N能够水解为HNO2,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中N数目小于0.1NA,故B错误;NH2OH完全转化为N时,N元素的化合价由-1升高到+3,3.3 g NH2OH的物质的量为0.1 mol,转移的电子数为0.4NA,故C错误;1个N2分子中含有10个价电子,2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,含有的价电子总数为NA,故D错误。]
真题变式 解析:(3)Kb(NH2OH)=≈,故c2(OH-)=8.7×10-11(mol·L-1)2=87×10-12(mol·L-1)2,c(OH-)≈9.3×10-6 mol·L-1,N(OH-)=9.3×10-6 mol·L-1×1 L×NA mol-1=9.3×10-6NA≈5.6×1018。
答案:(1)NA (2)[NH3OH]++H2O⥫⥬NH2OH+H3O+ (3)9.3×10-6NA(或5.6×1018)
2.A [26 g C2H2的物质的量为1 mol,一个C2H2分子中含有3个σ键,故26 g C2H2中含有σ键的数目为3NA,A正确;N在水溶液中发生水解,故1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含N的数目小于NA,B错误;CO和H2均由分子构成,1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;Na与H2O反应生成11.2 L H2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法求出转移电子数目,D错误。]
真题变式 (1)2NA 2NA (2)0.1NA (3)0.6NA
3.A [每个异丁烷分子中含有10个C—H、3个C—C,则0.50 mol 异丁烷分子中含有6.5 mol共价键,数目为6.5NA,A正确;标准状况下,SO3为固体,2.24 L SO3的物质的量大于0.1 mol,电子数目大于4.00NA,B错误;1 L pH=2的H2SO4溶液中H+浓度为0.01 mol·L-1,则H+数目为0.01NA,C错误;C在水溶液中会发生水解,故1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的数目小于1.0NA,D错误。]
4.A [C2H5OH中C和O均为sp3杂化,23 g 乙醇为0.5 mol,sp3杂化的原子数为1.5NA,A错误。]
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第二章 物质的量
第6讲 物质的量 气体摩尔体积(基础课)
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学科的重要作用。 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、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。 3.能以“NA”为载体进行微观判断。
物质的量 摩尔质量
1.物质的量、阿伏加德罗常数
2.摩尔质量
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量。符号:M,单位:_____________________。
(2)数值:当粒子的摩尔质量以g/mol(或g·mol-1)为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。
(3)关系:物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系为n=。
摩尔质量、相对分子(或原子)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18 g·mol-1,相对分子质量为18,1 mol H2O的质量为18 g。
1.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料。请回答:
(1)偏二甲肼的摩尔质量为________,1 mol 偏二甲肼的质量为________。
(2)6.02×1022个偏二甲肼的物质的量为________,质量为________。
(3)12 g偏二甲肼的物质的量为________,含有的原子个数为________,其中氢原子的个数为________。
2.(1)12.4 g Na2R中含0.4 mol Na+,则Na2R的摩尔质量为__________,R的相对原子质量为__________。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为________。
(2)2.0 g重水(D2O)中含有的质子数为______,中子数为________,原子数为________(用NA表示阿伏加德罗常数)。
(3)a mol双原子分子中含b个原子,则阿伏加德罗常数为________(用a、b表示)。
计算物质粒子数目的思维模型
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1.影响物质体积的因素
2.气体摩尔体积
(1)概念:单位________的气体所占的体积。符号为__,单位为________________________________。定义式为Vm=。
(2)特例:标准状况是指温度为 _____、压强为 ________,此情况下,气体摩尔体积约为 ________________。
(3)关系:物质的量(n)、气体体积(V)与气体摩尔体积(Vm)之间的关系为n=或V=___。
3.阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律的内容
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有______________。即T1=T2,p1=p2,V1=V2,则n1=n2或N1=N2,即“三同定一同”。
(2)推论
相同条件
结论
语言叙述
同温同压
=
同温同压下,气体的____与其________成正比
=
同温同压下,气体的____与其________成正比
同温同容
=
温度、体积相同的气体,其____与其________成正比
阿伏加德罗定律及其推论既适用单一气体也适用混合气体。如1 mol N2与1 mol N2和O2的混合气体在同温同压下体积相同。
气体摩尔体积的有关计算
1.(2025年1月·内蒙古高考适应性考试)CO2能与H2反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应①每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA
B.标准状况下,2.24 L HCHO中含中子数目为1.6NA
C.反应③每生成3.2 g CH3OH,转移电子数目为0.4NA
D.100 mL 1 mol·L-1 HCOOH溶液中含氢原子数目为0.2NA
2.(1)设阿伏加德罗常数的值为NA,标准状况下,质量为m g的O2和N2的混合气体含有b个分子,该混合气体的平均摩尔质量为________,n g 该混合气体在相同状况下所占的体积为________。
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为______。
(3)在相同条件下,将CO2和CO按体积比 1∶2混合,则混合气体的相对分子质量为_______________________________________________________________。
(4)标准状况下,Cl2的密度为__________________________________________。
求气体摩尔质量(M)的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度(ρ):M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(2)根据气体的相对密度:=D。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。
(4)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=。
(5)对于混合气体,M=M1×a%+M2×b%+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)。
阿伏加德罗定律及推论
3.向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体。
(1)同温、同压、同体积时,三种气体的密度ρ(Ne)、ρ(H2)、ρ(O2)由大到小依次是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)温度、密度相同时,三种气体的压强p(Ne)、p(H2)、p(O2)由大到小依次是____________________________________。
(3)质量、温度、压强均相同时,三种气体的体积V(Ne)、V(H2)、V(O2)由大到小依次是____________________________________。
(4)温度、压强、体积均相同时,三种气体的质量m(Ne)、m(H2)、m(O2)由大到小依次是____________________________________。
4.某一密闭容器,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1 mol N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变)。下列说法不正确的是( )
A.左侧与右侧分子数之比为4∶1
B.右侧CO的质量为5.6 g
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0.75 mol CO
用阿伏加德罗定律及其推论解题的思路
第一步:找“相同”,明“不同”。
(1)找出题干中有哪些相同的因素,再根据物质的量,结合物质的组成和结构,求出相应的粒子数。
(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。
第二步:用“规律”。
利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比分析,从而顺利解题。
1.(2024·安徽卷,T6)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液显碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
(1)1 mol [NH3OH]+中含有的配位键数目为________。
(2)[NH3OH]Cl水解的离子方程式为_____________________________________
____________________________________________________________________。
(3)常温下1 L 0.01 mol·L-1 的NH2OH溶液中OH-的数目约为________________。
2.(2024·广东卷,T10)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.26 g H—C≡C—H中含有σ键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含的数目为NA
C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA
D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA
(1)26 g HC≡CH中含有π键数目为________,sp杂化的碳原子数目为________。
(2)2.8 g CO和C2H4的混合气体中含有的分子数目为________。
(3)2.8 g C2H4和C3H6的混合气体中含有的原子数目为________。
3.(2023·全国甲卷,T10)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 ( )
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中的数目为1.0NA
4.(2021·湖北卷,T6改编)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.23 g CH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NA
B.0.5 mol XeF4中氙的价层电子对数为3NA
C.1 mol [Cu(H2O)4]2+中配位键的个数为4NA
D.0.1 mol肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为
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