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专题1 物质的分类及计量
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热点一 气体摩尔质量的计算
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例1 计算填空:
(1)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 。
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下,等质量的CH4和A气体的体积之比为15∶8,则A的摩尔质量为_____________。
(3)相同条件下,H2和O2的体积比为a∶b和质量比为a∶b的混合气体,其平均
相对分子质量分别是_____________和______________。
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30 g·mol-1
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1.CO2和N2的混合气体对氢气的相对密度为20,则该混合气体的平均摩尔质量为( )
A.20 g·mol-1
B.30 g·mol-1
C.15 g·mol-1
D.40 g·mol-1
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解析:相同条件下,气体的相对分子质量和气体的密度成正比,所以三种气体的平均相对分子质量为4d,右边相对分子质量总和为4d+2×4d+2×4d=20d,根据质量守恒定律,左边4A的相对分子质量也是20d,所以A的相对分子质量为5d。
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3.(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量约为 ,可能是 气体。
(2)某气体对O2的相对密度为2.5,该气体的相对分子质量为 。
(3)将标准状况下的2 mL O2与8 mL N2混合,混合气体的平均相对分子质量为 。
(4)30.9 g NaR含有Na+ 0.3 mol,NaR的摩尔质量为________________。
64
SO2
80
28.8
103 g·mol-1
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热点二 阿伏加德罗常数的正误判断
阿伏加德罗常数正误判断中的常见陷阱
1.状况条件。若在非标准状况下,如常温常压下不能用22.4 L·mol-1进行计算。
2.物质状态。在标准状况下非气态的物质(如水、酒精、三氧化硫等),不能用22.4 L·mol-1进行计算。
3.单质组成。气体单质的组成除常见的双原子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。
4.粒子种类。粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。解答时要看准题目要求,防止误入陷阱。
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例2 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同。( )
(2)标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA。( )
(3)14 g乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)混合气体中的氢原子数为2NA。( )
(4)常温常压下,22.4 L Cl2中含有的分子数为6.02×1023。( )
(5)标准状况下,5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA。( )
×
√
×
√
√
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解析 (1)同等质量的氧气和臭氧,它们所含的氧原子数相等,电子数相等。
(2)标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体为0.1 mol,则所含分子数为0.1NA。
(3)14 g乙烯和14 g丙烯中所含氢原子均为2 mol,则14 g乙烯和丙烯的混合气体中含氢原子数目为2NA。
(4)常温常压下,22.4 L Cl2的物质的量不是1 mol。
(5)标准状况下,5.6 L CO2的物质的量为0.25 mol,含有的氧原子数为0.5NA。
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4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是( )
A.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.1NA
B.22.4 L氢气中,H2分子的数目为NA
C.180 g葡萄糖(C6H12O6)中,C原子的数目为6NA
D.标准状况下,22.4 L F2气体所含的质子数为18NA
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5.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.常温常压下,32 g O2-中所含电子的数目为16NA
B.标准状况下,2.24 L CO和CO2的混合气体中碳原子的数目约为6.02×1022
C.含0.1 mol FeCl3的饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,制得的氢氧化铁胶体粒子数为0.1NA
D.标准状况下,36 g H2O的体积约为44.8 L
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6.设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A.6.02×1022个硫酸分子在水中可电离出2NA个H+
B.在0 ℃、101 kPa时,22.4 L氢气中含有NA个氢原子
C.在标准状况下,11.2 L氖气含有NA个氖原子
D.NA个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶2
解析:硫酸分子的物质的量是0.1 mol,电离出的H+的物质的量为0.2 mol,即0.2NA个H+,A不正确;在0 ℃、101 kPa时,22.4 L氢气中含2NA个氢原子,B不正确;氖气为单原子分子,标准状况下,11.2 L氖气含有0.5NA个氖原子,C不正确。
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R
1.根据摩尔质量的定义
M=eq \f(m,n);对于混合气体,eq \o(M,\s\up17(—))=eq \f(m(混合气体),n(混合气体))。
2.根据气体摩尔体积
标准状况下,M=eq \f(m,n)=eq \f(m,\f(V,22.4))=eq \f(22.4m,V)=22.4ρ。
3.根据气体的相对密度
同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比。若A气体对B气体的相对密度为D,则MA=MB·D。
4.对于混合气体,eq \o(M,\s\up17(—))=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)。
eq \f(2a+32b,a+b)
eq \f(32a+32b,16a+b)
解析 (1)n(气体)=eq \f(0.672 L,22.4 L·mol-1)=0.03 mol,M(气体)=eq \f(1.92 g,0.03 mol)=64 g·mol-1,该气体的相对分子质量为64。
(2)T、p相同时,气体的体积之比等于物质的量之比,即eq \f(V(CH4),V(A))=eq \f(n(CH4),n(A))=eq \f(15,8),质量相同,则n(CH4)·M(CH4)=n(A)·M(A),M(A)=eq \f(n(CH4),n(A))×M(CH4)=eq \f(15,8)×16 g·mol-1=30 g·mol-1。
(3)相同条件下,若V(H2)∶V(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=a∶b,则M=eq \f(m(总),n(总))=eq \f(2a+32b,a+b) g·mol-1,平均相对分子质量为eq \f(2a+32b,a+b);若m(H2)∶m(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=eq \f(a,2)∶eq \f(b,32),则M=eq \f(m(总),n(总))=eq \f(a+b,\f(a,2)+\f(b,32)) g·mol-1=eq \f(32a+32b,16a+b) g·mol-1,平均相对分子质量为eq \f(32a+32b,16a+b)。
2.某物质A在一定条件下加热完全分解,产物都是气体。分解方程式为4Aeq \o(=====,\s\up17(△))B+2C+2D,测得生成的混合气体对氢气的相对密度为2d,则A的相对分子质量为( )
A.7d
B.5d
C.2.5d
D.2d
解析:(3)可利用物质的量分数来求混合气体的平均摩尔质量:M(混合气体)=32 g·mol-1×eq \f(2,2+8)+28 g·mol-1×eq \f(8,2+8)=28.8 g·mol-1。
解析:1.7 g H2O2的物质的量为eq \f(1.7 g,34 g·mol-1)=0.05 mol,则含有氧原子数为0.1NA,A正确;没有标明是否处于标准状况,不能计算22.4 L H2的分子数目,B错误;葡萄糖的相对分子质量是180,180 g葡萄糖分子的物质的量为1 mol,C原子的数目为6NA,C正确;1个F2中含有18个质子,标准状况下,22.4 L F2气体的物质的量为1 mol,则1 mol F2中所含质子数为18NA,D正确。
解析:常温常压下,32 g O2-中所含电子的数目为eq \f(32 g,16 g·mol-1)×10×NA mol-1=20NA,故A错误;标准状况下,2.24 L CO和CO2的混合气体的物质的量为0.1 mol,CO、CO2分子中都含有1个C原子,碳原子的数目约为6.02×1022,故B正确;氢氧化铁胶体为多个氢氧化铁粒子的聚集体,含0.1 mol FeCl3的饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,制得的氢氧化铁胶体粒子数小于0.1NA,故C错误;标准状况下,水不是气体,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算36 g H2O的体积,故D错误。
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