内容正文:
浙江
高考
命题
统计
考点分布
三年考情统计
(1)阿伏加德罗常数及应用
2024年6月选考卷(6),2023年6月选考卷(7),2022年1月选考卷(12),2022年6月选考卷(12)
(2)化学常用计算方法
2023年1月选考卷(18),2023年6月选考卷(20),2022年1月选考卷(27),2022年6月选考卷(27)
第6讲 物质的量 气体摩尔体积
课标引领
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。
考点一 物质的量 摩尔质量
[对应学生用书P23]
1.物质的量
(1)物质的量和阿伏加德罗常数
(2)规范表示方法
[微点拨](1)摩尔(mol)作为物质的量的单位,其计量对象是所有微观粒子,包括原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等及其特定组合。
(2)摩尔也可以计量化学键(如H—H、H—O等),但不适用于宏观物质。
2.摩尔质量
考向一 质量、物质的量和粒子数之间的换算
[例1] 《本草纲目》中记载:“(火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者。”火药燃烧爆炸时发生反应:S+KNO3+CK2S+N2↑+CO2↑(未配平)。下列说法正确的是 ( )
A.2 mol K2S的摩尔质量为220 g/mol
B.10.1 g KNO3固体中含有阴离子数目为0.2NA
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
D.若有1 mol S参加反应,则反应中转移电子的数目为2NA
C 解析: K2S的摩尔质量为110 g/mol,与其物质的量无关,A错误;KNO3固体由K+、NO构成,10.1 g KNO3为0.1 mol,则含有阴离子数目为0.1NA,B错误;反应中,S和KNO3都是氧化剂,C是还原剂,则K2S、N2是还原产物,CO2是氧化产物,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2,C正确;若有1 mol S参加反应,同时消耗3 mol C,则反应中转移电子12 mol,D错误。
物质中所含指定粒子数目的计算方法
(1)分析物质的组成(或构成),确定指定粒子与所给物质的关系。
(2)计算方法:原子(或离子)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)中所含该原子(或离子)的个数。
例如,1 mol K2CO3中含有2 mol K+和1 mol CO,含有3 mol氧原子。
[练1] 设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.1.7 g NH3中所含电子的数目约为6.02×1022
B.标准状况下,36 g H2O中含有的原子总数约为6NA
C.7.8 g Na2O2中含有的离子总数为0.4NA
D.1 mol O2与Na反应生成Na2O或Na2O2,得到电子的物质的量均为4 mol
答案:B
考点二 气体摩尔体积
[对应学生用书P24]
1.气体摩尔体积
(1)影响物质体积的因素
(2)气体摩尔体积
2.阿伏加德罗定律及推论
(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,含有相同数目的粒子。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,其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
考向二 有关气体摩尔体积的计算
[例2] 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1∶3
B.CO的质量分数约为36.8%
C.氢原子和碳原子个数之比为1∶3
D.混合气体的密度约为0.848 g/L
C 解析:设CO、CH4的物质的量分别为n(CO)、n(CH4),则有n(CO)×22.4 L/mol+n(CH4)×22.4 L/mol=8.96 L…①;根据质量关系可得: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正确;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 氢原子和0.4 mol 碳原子,故氢原子和碳原子个数比为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。
有关气体摩尔体积的计算
(1)气体的物质的量:n=;
(2)气体的密度:ρ===;
(3)气体的分子数:N=n·NA=·NA;
(4)气体的质量:m=n·M=·M。
[练2] (教材改编题)已知14.4 g CO和CO2的混合气体在标准状况下所占的体积为8.96 L,下列说法不正确的是 ( )
A.其中所含CO2共有电子数为2.8NA
B.标准状况下混合气体的密度约为1.61 g/L
C.其中含有CO的质量为5.6 g
D.混合气体的平均摩尔质量为36 g/mol
答案:A
考向三 阿伏加德罗定律及推论的应用
[例3] (2024·浙江宁波效实中学模拟)某温度下,向如图所示a、b、c、d中通入等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体中的一种(已知密封隔板 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、Ⅳ可自由滑动,且与容器内壁摩擦不计)。下列说法错误的是 ( )
A.d中通入的气体是CH4
B.a和b中原子个数之比为16∶11
C.a和c容器体积之比为1∶2
D.c和d中气体密度之比为2∶1
B 解析:设四种气体的质量均为m g,则CH4、CO2、O2、SO2的物质的量分别表示为 mol、 mol、 mol、 mol,同温同压下,气体体积之比=物质的量之比,物质的量越大,气体体积越大,则a、b、c、d中分别为SO2、CO2、O2、CH4。由分析可知d中通入的气体是CH4,A正确;a、b中分别为SO2、CO2,二者物质的量之比为 mol∶ mol=11∶16,则原子个数之比为(11×3)∶(16×3)=11∶16,B错误;a、c中分别为SO2、O2,同温同压下,气体体积之比=物质的量之比,则a和c容器体积之比为 mol∶ mol=1∶2,C正确;c、d中分别为O2、CH4,同温同压下,两种气体的密度之比=摩尔质量之比,因此c和d中气体密度之比为32∶16=2∶1,D正确。
[练3] 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),下列说法正确的是 ( )
A.右侧与左侧分子数之比为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0.2 mol CO
答案:C
[对应学生用书P25]
1.(2024·浙江台州八校联考)下列叙述中正确的是 ( )
A.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
B.HCl的摩尔质量等于1 mol HCl分子的质量
C.影响1 mol气态物质体积的主要因素是其所含粒子之间的距离
D.只有在标准状况下,1 mol任何气体的体积才约为22.4 L
C 解析:物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,A错误;摩尔质量与质量的单位不同,B错误;气体体积主要受粒子间隔和粒子数的影响,1 mol任何气体的数目都是相同的,都是NA个,故影响1 mol气态物质体积的主要因素是粒子之间的距离,C正确;在标准状况下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,但1 mol任何气体的体积约为22.4 L时不一定是标准状况,D错误。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是 ( )
A.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于其压强之比
B.0.1 mol/L Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2NA
C.28 g CO和N2的混合气体含有的原子数为NA
D.不同的气体若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
A 解析:根据pV=nRT,同温同体积下,气体的物质的量之比等于其压强之比,A正确;选项中并未说明氢氧化钡溶液的体积,无法计算氢氧根离子的数目,B错误;CO和N2的相对分子质量都是28,且都是双原子分子,28 g混合气体中含有原子数为2NA,C错误;不同的气体所处的温度和压强未知,体积不等,它们所含的分子数可能相等,D错误。
3.(2024·浙江强基联盟联考)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.等物质的量的Na2O2和Na2O中所含阴离子数均为NA
B.1 mol MgCl2中Cl—Cl个数为NA
C.标准状况下,0.1 mol C3H6中一定含有0.8NA个σ键
D.0.1 mol FeCl3水解制得的Fe(OH)3胶体中胶粒数小于0.1NA
答案:D
4.(2024·浙江杭州重点中学四校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 ( )
A.78 g Na2O2固体中含有的阴离子个数为NA
B.常温常压下,22.4 L SO2气体含有的分子数大于NA
C.32 g硫在足量的氧气中充分燃烧转移的电子数为4NA
D.31 g P4中的共价键数目为1.5NA
B 解析:78 g Na2O2的物质的量为1 mol,Na2O2含Na+和O,故阴离子个数为NA,A正确;常温常压下,气体摩尔体积大于22.4 L/mol,故22.4 L SO2气体的物质的量小于1 mol,故含有的分子数小于NA,B错误;32 g硫的物质的量为1 mol,硫在足量的氧气中充分燃烧生成SO2,S从0价升高到+4价,1 mol S失去4 mol电子,故转移的电子数为4NA,C正确;1个白磷分子中含有6个P—P键,则31 g P4中的共价键数目为×6NA mol-1=1.5NA, D正确。
5.(2022·浙江6月选考卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C.8 g CH4含有中子数为3NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
C 解析:NaHSO4由Na+和HSO构成,12 g NaHSO4为0.1 mol,故含有0.1NA个阳离子,A错误;题目未指明11.2 L混合气体是否处于标准状况下,无法确定11.2 L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量及所含碳氢键的数目,B错误; 1个CH4中有6个中子,8 g CH4的物质的量为0.5 mol,则含有的中子数为3NA,C正确;H2和I2反应生成HI是可逆反应,则0.1 mol H2和0.1 mol I2充分反应后,生成HI分子总数小于0.2NA,D错误。
6.(2023·浙江6月选考卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
A 解析:若C2H4O为乙醛(CH3CHO),则1个分子含有6个σ键和1个π键;若C2H4O为环氧乙烷(),则1个分子含有7个σ键,4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol,故含有σ键数目最多为0.7NA,A正确。1.7 g H2O2的物质的量为=0.05 mol,则含有氧原子数为0.1NA,B错误。向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒关系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH),再根据元素守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C错误。标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H+、Cl-和HClO,故溶液中氯离子数小于0.5NA,D错误。
[课时提升训练(6)见P359]
学科网(北京)股份有限公司
$$