内容正文:
第1讲 物质的量 气体摩尔体积
[课程标准] 1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔质量(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。2.能根据标准状况下微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积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、阿伏加德罗常数
(1)基本概念间的关系
(2)规范表示方法
2.摩尔质量
正确的打“√”,错误的打“×”。
1.物质的量是表示微粒数目多少的物理量( )
2.2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍( )
3.1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等( )
4.12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023( )
5.1 mol OH-的质量为17 g·mol-1( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
物质的量计算
1.“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等,则该“可燃冰”的摩尔质量为________________________,x的值为________________________。
答案 160 g·mol-1 8
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该晶体中含氧原子数约为________,氢原子的物质的量约为________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。
考点二 气体摩尔体积、阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
2.阿伏加德罗定律
(1)定律: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
①同温、同压下:
气体的体积之比等于分子数之比:V1∶V2=__N1∶N2__。
气体的摩尔质量之比等于密度之比:M1∶M2=__ρ1∶ρ2__。
②同温、同体积下:气体的压强之比等于物质的量之比:p1∶p2=__n1∶n2__。
正确的打“√”,错误的打“×”。
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.同温、同体积的条件下,等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1( )
4.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( )
5.相同体积的CO和N2,二者含有的原子数相同( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
n===关系的应用
1.有以下四种物质:①标准状况下,11.2 L 二氧化碳
②8 g氢气 ③1.204×1024个氮气分子 ④4 ℃时18 mL水(ρ=1 g·cm-3)。完成下列填空:
它们所含分子数最多的是________(填序号,下同),所含原子数最多的是________,质量最大的是________,所含电子数最多的是________。
答案 ② ② ③ ③
以物质的量为中心计算的思维流程
相对分子质量的计算
2.(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)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
①若所得混合气体对H2的相对密度为d,则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)。
②若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________(用含ρ的代数式表示)。
③若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________(用含a、b、c的代数式表示)。
解析 (1)M=ρ×Vm=2.857 g·L-1×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1。
(2)因为NH4HCO3(s)NH3(g)+CO2(g)+H2O(g),①(混)=2d g·mol-1⇒n(混)= mol⇒M(NH4HCO3)=3×2d g·mol-1=6d g·mol-1。②(混)=22.4ρ g·mol-1。
③n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,(混)=17a%+44b%+18c%。
答案 (1)64 SO2
(2)① mol 6d g·mol-1 ②22.4ρ g·mol-1
③17a%+44b%+18c%
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)的物质中微粒数目(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)。
阿伏加德罗定律及其应用
3.(2024·衡水模拟)下列说法不正确的是( )
A.温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)分子数相同
B.等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11
C.温度和容积相同的两气罐中分别盛有5 mol O2(g) 和2 mol N2(g),两容器中的压强之比等于5∶2
D.等温等压条件下,5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2
解析 A项压强没有确定,错误;B项等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于其相对分子质量之比为64∶44=16∶11,正确;C项温度和容积相同的两气罐中的压强之比等于其物质的量之比,即5∶2,正确;D项等温等压条件下,两气体的体积之比等于其物质的量之比,即5∶2,正确。
答案 A
4.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为M(X)<M(Y)=0.5M(Z)。按要求回答下列问题。
(1)当三种气体的分子数相同时,质量最大的是________。
(2)同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是________。
(3)同温下,体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体,则压强p(Y)∶p(Z)=________。
解析 (1)当物质的量相同时,相对分子质量越大,质量越大。
(2)相对分子质量越小,密度越小。
(3)==×=。
答案 (1)Z (2)X (3)4∶1
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”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
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