主题3 第1讲 物质的量 气体摩尔体积(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习
2026-08-28
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦“物质的量”主题,覆盖物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积及阿伏加德罗定律等核心考点,依据高考评价体系明确“概念辨析”“定量计算”“定律应用”三大考查维度,通过近五年考情分析归纳出阿伏加德罗常数正误判断(占比35%)、混合气体计算(占比30%)等高频题型,构建完整备考体系。
课件亮点在于“真题情境+思维建模+误区警示”策略,如以2026年信阳期中题为例解析物质的量概念辨析,通过“以物质的量为中心”计算流程培养科学思维,针对22.4 L·mol⁻¹应用三大误区设置专项突破。特设“答题模板”和“变式训练”,助力学生掌握计算技巧,教师可据此精准定位学情,提升复习效率。
内容正文:
物质的量
主题三
第一讲
物质的量 气体摩尔体积
Di Yi Jiang
|内|容|与|目|标|
1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义和应用。
2.体会定量研究对化学科学的重要作用。
3.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,并运用物质的量、
摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
4.理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。
1
逐点清(一) 物质的量 摩尔质量
2
逐点清(二) 气体摩尔体积
阿伏加德罗定律
3
作业验收评价
目
录
物质的量 摩尔质量
逐点清(一)
1.物质的量与阿伏加德罗常数的概念辨析
6.02×1023 mol-1
2.物质的量与阿伏加德罗常数的注意事项
(1)“物质的量”的计量对象是微观粒子(如分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等),而不是宏观物质颗粒,如不能说1 mol大米。
(2)物质的量表示:
(3)物质的量与NA的定量关系
n=⇨
3.摩尔质量(M)
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)常用单位: _________(或g/mol)。
(3)数值:当粒子的摩尔质量以 _________为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。
(4)公式:M=或m=n·M或n=。
思考:摩尔质量、相对分子质量、1 mol物质的质量三者的关系是什么?
g·mol-1
g·mol-1
提示: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。
题点、考法讲评
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)摩尔是用来描述微观粒子的物理量 ( )
(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子 ( )
(3)1 mol氧中含有6.02×1023个氧原子 ( )
(4)H2SO4的摩尔质量(g·mol-1)与NA个H2SO4的质量(g)在数值上相等 ( )
(5)等质量的—OH和OH-含有的电子数目相等,且都能稳定存在 ( )
(6)1 mol H2O的摩尔质量和2 mol H2O的摩尔质量相同,但质量不同 ( )
(7)阿伏加德罗常数就是6.02×1023 mol-1 ( )
(8)1 mol HCl气体中所含Cl-的数目为NA ( )
×
×
×
√
×
√
×
×
2.(2026·信阳市期中)下列有关物质的量及摩尔的叙述正确的是 ( )
A.1.5 mol H2O中含有3 mol H原子、1.5 mol O原子
B.1 mol是6.02×1023个粒子的集合体,如1 mol大米、1 mol苹果等
C.物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的
D.摩尔是7个基本物理量之一,它既是物质的量的单位,又是粒子数目的单位
解析:依据水分子构成,1.5 mol H2O中含有3 mol H原子、1.5 mol O原子,A项正确;摩尔不可用于描述宏观物体,B项错误;物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,它并不是物质的数量,也不是物质的质量,C项错误;物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,摩尔不是粒子数目的单位,D项错误。
√
3. (2026·莆田锦江中学开学摸底)已知阿司匹林的结构简式为 ,下列说法不正确的是( )
A.阿司匹林的摩尔质量为180 g·mol-1
B.90 g阿司匹林中氧原子数目约为0.5×6.02×1023
C.1 mol阿司匹林与足量Na反应生成0.5 mol H2
D.阿司匹林的相对分子质量为180
√
解析:阿司匹林的分子式为C9H8O4,相对分子质量为12×9+1×8+16×4=180,摩尔质量数值上等于相对分子质量,摩尔质量为180 g·mol-1,A、D正确;90 g阿司匹林的物质的量为90 g÷180 g·mol-1=0.5 mol,1个阿司匹林分子含4个O原子,故O原子物质的量为0.5 mol×4=2 mol,数目约为2×6.02×1023,B错误;阿司匹林中只有羧基(—COOH)能与Na反应生成H2,1 mol羧基与足量Na反应生成0.5 mol H2,阿司匹林分子含1个羧基,故1 mol阿司匹林与足量Na反应生成0.5 mol H2,C正确。
4.(1)据报道,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,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为________,氢原子的物质的量为______ mol(结果保留两位小数)。
(2)NA表示阿伏加德罗常数的值。
①1 mol甲烷中含有____个CH4分子,含有_____个氢原子。
②甲烷的摩尔质量是__________,32 g甲烷和___ g水所含氢原子数相同。
③已知:1.6 g可燃冰(CH4·xH2O)的物质的量与0.01NA个水分子的物质的量相等。该可燃冰的相对分子质量为_____,x的值为____。
0.33NA
0.26
NA
4NA
16 g·mol-1
72
160
8
解析:(2)③1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与0.01NA个水分子的物质的量相等,则n(CH4·xH2O)=0.01 mol,该“可燃冰”的摩尔质量为=160 g·mol-1,相对分子质量为160,x的值为=8。
|思维建模| 建立以物质的量为中心计算的思维流程
气体摩尔体积
阿伏加德罗定律
逐点清(二)
1.影响物质体积大小的因素
2.气体摩尔体积
(1)定义:在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。
(2)计算公式:Vm=。
(3)常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
(4)数值:在标准状况(指温度为0 ℃,压强为101 kPa)下约为______L·mol-1。
(5)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
22.4
数目
22.4 L·mo应用的“三大误区”
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(2)使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。
(3)标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:SO3、乙醇、己烷、CHCl3、CCl4、苯、HF、CS2、Br2等。
3.阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律
阿伏加德罗定律概括为“三同”定“一同”。即同温、同压、同体积的任何气体,含有相同的分子数(或物质的量相同)。
(2)适用范围:单一气体或相互不反应的混合气体。
分子数
(3)阿伏加德罗定律的推论
同温、
同压下 气体的体积之比等于分子数之比,等于物质的量之比,V1∶V2=__________
气体的密度之比等于摩尔质量之比:
ρ1∶ρ2=_________
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
M1∶M2
n1∶n2
(1)22 g CO2气体的体积为11.2 L ( )
(2)含有6.02×1023个He原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L ( )
(3)标准状况下11.2 L Br2的物质的量为0.5 mol ( )
(4)标准状况下,5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA ( )
(5)同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的原子 ( )
(6)同温同体积条件下,等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2 ( )
×
×
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√
×
√
题点、考法讲评
一、n===关系的应用
1.根据所学知识填写下列空白(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)在标准状况下,67.2 L CO2是_____ mol,质量为_____ g,含有______个CO2分子,其中含有____ mol氧原子。
解析:在标准状况下气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,则67.2 L CO2的物质的量是=3.0 mol,质量为3.0 mol×44 g·mol-1=132 g,含有3NA个CO2分子,其中含有3 mol×2=6 mol氧原子。
3.0
132
3NA
6
(2)在标准状况下,1.7 g氨气所占的体积约为______ L,它与同条件下
_____ mol H2S含有相同的氢原子数。
解析:1.7 g氨气的物质的量是1.7 g÷17 g·mol-1=0.1 mol,在标准状况下,
所占的体积约为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L;分子中含有氢原子的物质的量是
0.3 mol,则含有0.3 mol氢原子的H2S的物质的量是0.3 mol÷2=0.15 mol。
2.24
0.15
(3)某气态氧化物化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积是448 mL,则氧化物的摩尔质量为___________,R的相对原子质量为____。
解析: (3)某气态氧化物化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该气态氧化物的体积是448 mL,物质的量是0.448 L÷22.4 L·mol-1=0.02 mol,则该氧化物的摩尔质量为1.28 g÷0.02 mol=64 g·mol-1,所以R的相对原子质量为64-16×2=32。
(4)通过以上训练思考,解决这些问题的关键是将其他量均先转化为
__________再进行计算。
64 g·mol-1
32
物质的量
2.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。请回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为___________。
解析:混合气体的体积为8.96 L,则物质的量为n=8.96 L÷22.4 L·mol-1=
0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量为14.4 g÷0.4 mol=36 g·mol-1。
36 g·mol-1
(2)混合气体中碳原子的个数为________ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。氧原子的个数为________。
解析:设混合气体中CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则根据混合物的质量为14.4 g可得28x+44y=14.4 ①,根据气体的物质的量为0.4 mol可得x+y=0.4 ②,解①②得x=0.2 mol、y=0.2 mol;由CO和CO2的分子式可知,共含0.4 mol碳原子(0.4NA个),0.6 mol氧原子(0.6NA个)。
0.4NA
0.6NA
(3)将混合气体依次通过如图所示装置,
最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为__________。
②气球中收集到的气体中,电子总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为______ L。
28 g·mol-1
2.8NA
4.48
解析:将混合气体依次通过题图装置,则CO2会被NaOH溶液吸收,剩余CO,被浓硫酸干燥后,则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体;①气球中收集到的气体为CO,而一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量,故收集到气体的摩尔质量为28 g·mol-1;②一个CO分子含有14个电子,由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol,则电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8NA个;③气球中的气体为CO,标准状况下,其体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1
=4.48 L。
|思维建模|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标 g·L-1:M=ρ标 g·L-1×22.4 L·mol-1=22.4ρ标 g·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%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
二、阿伏加德罗定律的应用
3.(2026·西安市期末)气体灭菌法是常用的环境消毒法,常用的气体消毒剂有环氧乙烷(C2H4O)、臭氧(O3)等。下列比较中,正确的是( )
A.摩尔质量之比M(C2H4O)∶M(O3)=12∶11
B.同温同压下,相同物质的量时,体积之比V(C2H4O)∶V(O3)=11∶12
C.同温同压下,密度之比ρ(C2H4O)∶ρ(O3)=12∶11
D.相同质量时,物质的量之比n(C2H4O)∶n(O3)=12∶11
√
解析:环氧乙烷的摩尔质量为44 g·mol-1,臭氧的摩尔质量为48 g·mol-1,则M(C2H4O)∶M(O3)=11∶12,A项错误;同温同压下,等物质的量的气体的体积之比等于1∶1,B项错误;同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,ρ(C2H4O)∶ρ(O3)=M(C2H4O)∶M(O3)=11∶12,C项错误;相同质量时,n(C2H4O)∶n(O3)=∶=12∶11,D项正确。
4.(2026·福建省部分达标学校期中)如图所示,气缸的总体积一定,内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分,活塞可以自由移动,也可以固定,25 ℃时向Ⅰ中充入16 g SO2,Ⅱ中充入22 g CO2,则下列说法正确的是 ( )
A.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积之比为2∶1
B.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分原子个数之比为11∶16
C.当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强之比为2∶1
D.若活塞移动到气缸正中间,Ⅰ中气体需再通入16 g SO2
√
解析:n(SO2)==0.25 mol,n(CO2)==0.5 mol。由阿伏加德罗定律可知,当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积之比为0.25 mol∶0.5 mol=
1∶2,故A错误;Ⅰ、Ⅱ两部分气体物质的量之比为1∶2,二氧化硫和二氧化碳均为三原子分子,当活塞不再移动时,原子个数比为1∶2,故B错误;由气体的压强之比等于气体的物质的量之比可知,当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强之比为0.25 mol∶0.5 mol=1∶2,故C错误;由阿伏加德罗定律可知,若活塞移动到气缸正中间说明二氧化硫和二氧化碳的物质的量相等,则Ⅰ中需再通入二氧化硫的质量为(0.5-0.25)mol×64 g·mol-1=16 g,故D正确。
作业验收评价
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解析:1 mol任何物质所含有的分子数不一定相同,因为物质可能由原子、离子等构成,A项错误;摩尔是物质的量的单位,符号为mol,符合定义,B项正确;物质的量是连接宏观量与微观粒子数量的桥梁,摩尔是其单位,C项错误;H2O2分子中不含H2或O2分子,D项错误。
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一、选择题
1.下列对于“摩尔”的理解正确的是( )
A.1 mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观量与微观粒子的数量联系起来
D.1 mol H2O2分子中含有1 mol H2分子和1 mol O2分子
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解析:物质的量是物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,其单位为mol,A正确;阿伏加德罗常数是指1 mol粒子集合体所含任何粒子的粒子数,其单位为mol-1,B正确;摩尔质量指的是单位物质的量的物质所具有的质量,摩尔质量的单位为g·mol-1,C错误;气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,单位有 L·mol-1,标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L·mol-1,D正确。
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2. (2026·杭州市江干区杭四吴山期中)下列基本概念错误的是 ( )
A.物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体,其单位为mol
B.阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,其单位为mol-1
C.摩尔质量指的是单位物质的量的物质所具有的质量,单位为g
D.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,单位有L·mol-1
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3.下列有关说法不正确的是 ( )
A.分子数目相等的H2、O2和Cl2,质量最大的是Cl2
B.同温同压下,相同质量的CO和CO2,体积最小的是CO2
C.标准状况下,2.24 L H2和O2混合气体,分子数一定为0.1NA
D.同温下,向体积固定的容器中分别充入CO2和CO,充CO2时重
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解析:分子数目相等的H2、O2和Cl2,物质的量相同,质量由摩尔质量决定,Cl2的摩尔质量最大(71 g·mol-1),因此质量最大,A正确;同温同压下,体积与物质的量成正比,CO的摩尔质量(28 g·mol-1)小于CO2(44 g·mol-1),相同质量时CO的物质的量更大,体积更大,CO2体积更小,B正确;标准状况下,任何气体的摩尔体积均为22.4 L·mol-1,2.24 L混合气体的物质的量为0.1 mol,分子数为0.1NA,H2和O2在标况下均为气体,混合后分子数不变,C正确;同温同体积时,若压强相同,则物质的量相同,CO2的摩尔质量更大,质量更大,但题目未说明压强是否相同,所以无法比较,D错误。
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4. (2026·北京市十一学校开学摸底)我国科研团队在人工合成淀粉方面取得突破性进展,通过CO2、H2制得CH3OH,进而合成了淀粉,化学式为。用NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.16.2 g淀粉中含碳原子数为0.6nNA
B.通过CO2与H2制得32 g CH3OH,转移电子数为4NA
C.标准状况下,22.4 L CH3OH中含有3NA的C—H键
D.同温同压下,O2和CO2的密度之比为8∶11
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解析:淀粉的摩尔质量为162n g·mol-1,16.2 g淀粉的物质的量为 mol,每个单元含6个C原子,总C原子数为 ×6n ×NA=0.6NA,A错误;生成1 mol CH3OH需转移6 mol电子(CO2中C化合价从+4→-2,转移6个电子),32 g(1 mol)
CH3OH对应转移6NA电子,B错误;标准状况下CH3OH为液体,无法通过标准状况下的气体摩尔体积计算物质的量,C错误;同温同压下,气体密度与摩尔质量成正比,O2(32 g·mol-1)与CO2(44 g·mol-1)密度比为32∶44=8∶11,D正确。
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5.某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA只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.m g该硫原子的物质的量为 mol
C.该硫原子的摩尔质量是aNA g D.a g该硫原子所含的电子数为16NA
解析:A项,该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的,即,不正确;B项,m g硫原子的个数为,其物质的量为 mol,正确;C项,该硫原子的摩尔质量是aNA g·mol-1,不正确;D项,一个硫原子所含电子数为16,硫原子的质量为a g,则a g该硫原子即为1个硫原子,所含电子数为16,不正确。
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6.下图是某盐酸二甲双胍片说明书中的部分内容。下列有关说法错误的是 ( )
[药品名称] 盐酸二甲双胍片
[成分] 主要成分:盐酸二甲双胍
化学结构式:
分子式:C4H11N5·HCl
分子量:165.63
[适应症] 首选用于单纯饮食控制及体育锻炼治疗无效的2型糖尿病,特别是肥胖的2型糖尿病。
[规格] 0.5 g(提示:指的是每片药品中主要成分盐酸二甲双胍的质量)
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A.该药品是治疗2型糖尿病的常备药
B.由盐酸制成,每片药品中含HCl约0.19 g
C.“分子量”指C4H11N5·HCl的相对分子质量
D.C4H11N5·HCl中C∶N元素质量比为24∶35
解析:由题文可知,盐酸二甲双胍片是治疗2型糖尿病的常备药,故A正确;每片药品中主要成分盐酸二甲双胍的质量为0.5 g,盐酸二甲双胍中含HCl的质量分数为×100% ,所以每片药品中含HCl的质量为0.5 g××100%≈0.11 g,故B错误;盐酸二甲双胍是一种有机物,由分子构成,则其相对分子质量也是它的分子量,故C正确;盐酸二甲双胍中,碳、氮的质量比==,故D正确。
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7.(2026·菏泽市期末质检)某密闭容器中有两个可自由滑动的隔板(厚度不计),一定温度下在甲室中充入NH3、N2的混合气体19.2 g,乙室中充入0.6 mol HCl气体,静止时隔板如图,如果将隔板a去掉,恢复原温度,隔板b将静止于(固体体积忽略不计且不影响隔板移动) ( )
A.刻度1处 B.刻度2处
C.刻度4处 D.刻度6处
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解析:温度和压强相同的情况下,气体的物质的量之比等于其体积之比,由图可知甲、乙两室气体的体积比为5∶3,故其物质的量之比为5∶3,则甲室中混合气体的物质的量为0.6 mol×=1 mol,甲室混合气体质量为19.2 g,设甲室中n(NH3)=x mol,n(N2)=y mol,x+y=1、17x+28y=19.2,解得:x=0.8、y=0.2,乙中HCl的物质的量为0.6 mol,所以将隔板a去掉,NH3与HCl反应生成NH4Cl固体,剩余NH3的物质的量为0.8 mol-0.6 mol=0.2 mol,剩余的气体总物质的量为
0.2 mol+0.2 mol=0.4 mol,压强和温度相同的情况下,气体的体积之比等于其物质的量之比,开始时气体总物质的量为1 mol+0.6 mol=1.6 mol,其活塞b在8处,现在气体总物质的量为0.4 mol,所以活塞b将静止于刻度2处。
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8.将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后生成氮气的体积11.2 L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为 ( )
A.NO B.N2O3 C.N2O D.N2O4
12
解析:根据题意,假设反应为2NxOy+2yCu==2yCuO+xN2。又因为在相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,根据题中数据,反应后气体体积为反应前气体体积的一半,所以可判断x=1,根据选项中的化学式,故可判断A正确。
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√
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9.(2026·梧州市期中联考)在同温同压下,甲容器内充满CH4,乙容器内充满NH3,若甲、乙容器内所含氢原子数目之比为1∶1,则甲、乙两个容器的体积比是 ( )
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶4 D.4∶3
12
解析:根据阿伏加德罗定律,同温同压下气体的体积比等于物质的量之比;设甲容器中CH4的物质的量为n1,乙容器中NH3的物质的量为n2;每个CH4分子含4个H原子,甲容器中H原子总数为4n1;每个NH3分子含3个H原子,乙容器中H原子总数为3n2;题目给出H原子数目之比为1∶1,即:4n1=3n2⇒=,因此,甲、乙容器的体积比为n1∶n2=3∶4,对应选项C。
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√
10.(2026·安徽省部分学校期末)科学家在特定的条件下,实现了下列的转化,合成了环状的C18分子。下列有关说法正确的是 ( )
A.C18是一种新型化合物,摩尔质量为216
B.2.8 g CO中含有O的物质的量为0.1 mol
C.1 mol C24O6中含有24个碳原子
D.等质量的C22O4含碳量比C20O2高
12
解析:由一种元素组成的纯净物属于单质,且摩尔质量的单位是 g·mol-1,故C18的摩尔质量为216 g·mol-1,A错误;2.8 g CO,其物质的量为=0.1 mol,故氧原子的物质的量为0.1 mol,B正确;1 mol C24O6分子中含有碳原子为24 mol,C错误;
C22O4分子中碳的百分含量比C20O2低,故等质量时,C20O2的含碳量更高,D错误。
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11. (2026·德阳市第五中学开学摸底)由CO2和CH4制备合成气(CO、H2),再由合成气制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是 ( )
A.标准状况下,16 g CH3OH所含的共用电子对数为2.5NA
B.标准状况下,22.4 L CO2和CH4混合物中有且只有NA个碳原子
C.制备合成气的反应中,若生成2 mol CO,反应Ⅰ和Ⅱ中共转移电子数为6NA
D.等质量的CH3OH和CH4充分燃烧,CH3OH比CH4消耗的氧气更多
√
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解析:16 g CH3OH的物质的量为0.5 mol,每个CH3OH分子含5个共用电子对(C—H 3对、C—O 1对、O—H 1对),共用电子对数为0.5×5NA=2.5NA,A正确;标准状况下22.4 L混合气体物质的量为1 mol,CO2和CH4分子均含1个C原子,故混合物中含1 mol C原子,即NA个,B正确;反应Ⅰ:CH4==C+2H2(C从-4→0,转移4e-);反应Ⅱ:C+CO2==2CO(C从0→+2,CO2中C从+4→+2,转移2e-),生成2 mol CO需1 mol C(来自反应Ⅰ),反应Ⅰ转移4 mol电子,反应Ⅱ转移2 mol电子,共转移6 mol电子,C正确;等质量(设m g)时,CH4耗氧量为×2= mol,CH3OH耗氧量为×1.5= mol,>,故CH4消耗O2更多,D错误。
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12.标准状况下,22.4 L由O2与CO2组成的混合气体质量为35 g,下列说法不正确的是 ( )
A.该混合气体的密度为1.562 5 g·L-1
B.O2与CO2的质量之比为11∶24
C.该混合气体的平均摩尔质量为35 g·mol-1
D.O2与CO2的物质的量之比为3∶1
√
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解析:22.4 L由O2与CO2组成的混合气体质量为35 g,混合气体的物质的量为1 mol,则n(O2)+n(CO2)=1 mol,n(O2)×)×44 g·mol-1=35 g,解得n(O2)=0.75 mol,n(CO2)=0.25 mol,据此回答。ρ===1.562 5 g·L-1,A正确;O2质量=0.75 mol×32 g·mol-1=24 g,CO2质量=0.25 mol×44 g·mol-1=11 g,质量比为24∶11,B错误;===35 g·mol-1,C正确;O2与CO2的物质的量比为0.75∶0.25=3∶1,D正确。
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二、非选择题
13.(6分)填写下列空白。
(1)将等物质的量的NH3和CH4混合,混合气体中NH3与CH4的质量比为
_________。
(2)标准状况下,密度为0.75 g·L-1的NH3与CH4组成的混合气体中,NH3的体积分数为_______。
13
解析:(2)标准状况下,混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L-1×22.4 L·mol-1
=16.8 g·mol-1,设NH3的体积分数为x,则17x+16(1-x)=16.8,解得x=0.8,即80%。
17∶16
80%
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(3)已知a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和d g D,则C的摩尔质量为________________。
解析: 根据质量守恒定律,C的质量为(a+b-d)g,则C的摩尔质量为=5(a+b-d)g·mol-1。
5(a+b-d)g·mol-1
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(4)现有下列三种气体:①32 g CH4;②约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体;③标准状况下33.6 L O2。请按物理量由小到大的顺序排列:
a.质量:___________(填序号,下同);
b.分子数目:____________;
c.相同状况下气体的体积:___________。
①<②<③
②<③<①
②<③<①
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解析:①32 g CH4的物质的量为2 mol;②约含有6.02×1023个HCl分子的物质的量为1 mol,其质量为36.5 g;③标准状况下33.6 L O2的物质的量为1.5 mol,其质量为32 g·mol-1×1.5 mol=48 g。a.根据上述分析可知,三种物质的质量为①<②<③。b.根据N=n·NA可知,气体分子数与其物质的量成正比,气体的物质的量为②<③<①,则三种气体含有分子数目为②<③<①。c.根据V=n·Vm可知,相同条件下气体的体积与其物质的量成正比,气体的物质的量为②<③<①,则三种气体的体积为②<③<①。
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14.(8分)回答下列问题。
(1)a mol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为________。
(2)某固体A在一定条件下加热分解,产物全是气体,A的分解反应为2A(s) B(g)+2C(g)+2D(g),现测得分解产生的混合气体对氢气的相对密度为d,则A的摩尔质量为_____ g·mol-1。
解析:(1)a mol H2SO4中含氧原子的物质的量为4a mol,个数为b,由公式n=,得NA== mol-1。(2)2 mol A完全分解生成1 mol B、2 mol C和2 mol D,所得混合气体的总物质的量为5 mol,混合气体的平均摩尔质量为2d g·mol-1,则混合气体的总质量为5 mol×2d g·mol-1=10d g,由质量守恒知2 mol A的质量为10d g,则A的摩尔质量M(A)==5d g·mol-1。
mol-1
5d
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(3)在某温度时,一定量的元素A的氢化物AH3,在恒温恒压的密闭容器中完全分解为两种气态单质,此时容器的体积变为原来的,则A单质的分子式为
______。
解析:设1 mol AH3完全分解生成 mol H2和一定量的A单质,因反应后容器的体积变为原来的,则1 mol AH3分解应生成 mol气体,其中H2有 mol,则生成A单质 mol,由A原子守恒可知, mol A单质中含A原子1 mol,则A单质的分子式为A4。
A4
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(4)一密闭气缸被一不漏气但可自由滑动的活塞隔开分成两部分。反应前,左边充有N2,右边充有H2、O2的混合气体;20 ℃时,将右边的混合气体点燃,反应后冷却到20 ℃,若活塞最终静止于气缸的中央(液体体积忽略不计)。则反应前容器中N2和O2的物质的量之比可能为________(只填一组数据即可)。
3∶5
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解析:设反应前N2有1 mol,则H2和O2共3 mol,反应后N2与剩余气体体积相等,则反应后剩余气体的物质的量为1 mol,由方程式:2H2+O2 2H2O,共消耗
2 mol气体,其中,消耗H2的物质的量为 mol,消耗O2的物质的量为 mol,若剩余气体为H2,则反应前N2和O2的物质的量之比为1 mol∶ mol=3∶2,若剩余气体为O2,则反应前N2和O2的物质的量之比为1 mol∶=3∶5。
本课结束
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