1.1物质的量气体摩尔体积课件新人教版 高考化学一轮复习
展开考点一 物质的量 摩尔质量
知识梳理1.物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数(1)基本概念间的关系
含有一定数目粒子的集合体
6.02×1023 ml-1
(2)物质的量的规范表示方法:如:1 ml Fe、1 ml O2、1 ml Na+或钠离子。
(3)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系为:n=__________。
g·ml-1或g/ml
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)(1)1 ml任何物质都含有6.02×1023个分子( )(2)1 ml水中含有2 ml氢和1 ml氧( )(3)NaOH的摩尔质量为40 g( )(4)1 ml O2的质量与它的相对分子质量相等( )(5)1 ml OH-的质量为17 g·ml-1( )(6)氖气的摩尔质量(单位g·ml-1)在数值上等于它的相对原子质量( )(7)2 ml H2O的摩尔质量是1 ml H2O的摩尔质量的2倍( )(8)106 g碳酸钠中离子总数为3NA( )
[提醒]1.阿伏加德罗常数有单位,应写为6.02×1023 ml-1,不能仅写数值6.02×1023。2.摩尔质量的单位是g·ml-1或kg·ml-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,不是同一个物理量。摩尔质量只有当以g·ml-1作单位时,在数值上才等于其相对原子(或分子)质量。
对点速练练点一 “n、ml、NA、M”的判断计算1.下列说法中正确的是( )A.摩尔是可以把物质的质量与微观粒子数联系起来的一个基本物理量B.0.012 kg12C中所含的碳原子数为NAC.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量D.1 ml任何物质都含有约6.02×1023个原子
解析:A项,摩尔是物质的量的单位,不是物理量;C项,物质的摩尔质量当以g·ml-1作单位时数值上等于其相对分子(原子)质量;D项,1 ml任何微粒都含有约6.02×1023个粒子。
练点二 微粒数目的相关计算3.(1)0.3 ml H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。(2)12 g乙烷中所含共价键的物质的量是________。(3)分子数为0.5NA的CO2分子,质量是________。(4)9.5 g A分子的物质的量是0.25 ml,A的摩尔质量是________,N个B分子的质量是m g,则B的摩尔质量是________,24 g O3中的分子数与________g 18O2中的分子数相等。
4.标准状况下有①0.112 L 水;②0.5NA个HCl分子;③25.6 g SO2气体;④0.2 ml氨气;⑤2 ml氦气;⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从大到小的顺序为______________________________。
①>⑥>⑤>③>②>④
5.已知: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值为________。
6.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Na0.35CO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数,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________ml。
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
知识梳理1.影响物质体积的因素
22.4 L·ml-1
3.阿伏加德罗定律(1)阿伏加德罗定律:可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的________。
(2)阿伏加德罗定律的推论
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)(1)标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L( )(2)标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L( )(3)在标准状况下,1 ml O2与1 ml SO3的体积相同( )(4)在标准状况下,1 ml气体的体积约是22.4 L,在非标准状况下,1 ml气体的体积则一定不是22.4 L( )(5)在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同( )
[提醒]1.标准状况下,Vm=22.4 L·ml-1,在非标准状况下,气体摩尔体积也有可能为22.4 L·ml-1。2.阿伏加德罗定律所叙述的“任何气体”,既包括单一气体,也包括互不反应的混合气体。
对点速练练点一 “V、Vm”关联计算1.下列说法正确的是( )A.标准状况下,22.4 L任何气体都含有6.02×1023个分子B.含1 ml氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 LC.常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NAD.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
解析:使用气体摩尔体积一定要看清条件,在标准状况下,1 ml任何气体的体积均约为22.4 L,A正确;氦气为单原子分子,含1 ml氦原子的氦气在标准状况下的体积应为22.4 L,B错误;C项不是在标准状况下,C错误;在标准状况下,H2O的状态不是气态,D错误。
练点二 阿伏加德罗定律基本应用3.在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内气体的温度和密度相等时,下列说法正确的是( )A.两种气体的压强相等B.O2比O3质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧原子数目相等
4.一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是( )A.该温度和压强可能是标准状况B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 LC.每个该气体分子含有2个原子D.若O2在该条件下为气态,则1 ml O2在该条件下的体积也为30 L
解析:若该物质为气态物质,则其在标准状况下的体积为22.4 L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项错误,B项正确;由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,且其物质的量为1 ml,C项正确;根据题意,在此温度和压强条件下,Vm=30 L·ml-1,D项正确。
练点三 气体相对分子质量的计算5.(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)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)。
22.4ρ g·ml-1
17a%+44b%+18c%
练点四 有关气体分压的计算6.已知:利用测压法在刚性反应器中加入2 ml SO2、1 ml O2,研究T ℃时,反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH<0,体系的总压强p随时间t的变化如下表所示:(1)平衡时,SO2的物质的量分数为________,O2的物质的量分数为________,SO3的物质的量分数为________。(2)SO2的平衡分压为________,O2的平衡分压为________,SO3平衡分压为________[气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数]。(3)T ℃时,反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数Kp=________kPa-1[Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数。]
解析:由表格数据可知15 min时达到平衡,利用三段式 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)初始量(ml) 2 1 0变化量(ml) 2x x 2x平衡量(ml) 2-2x 1-x 2x根据压强之比等于物质的量之比:20.0/16.0=3/(3-x),解得x=0.6 ml,达到平衡时:SO2的物质的量为0.8 ml,O2的物质的量为0.4 ml,SO3的物质的量为1.2 ml(1)SO2的物质的量分数为33.3%,O2的物质的量分数为16.7%,SO3物质的量分数为50%
(2)SO2的平衡分压为5.33 kPa,O2的平衡分压为2.67 kPa,SO3的平衡分压为8 kPa(3)Kp=p2(SO3)/[p2(SO2)·p(O2)]=(16.0×1.2/2.4)2/[(16.0×0.8/2.4)2·(16.0×0.4/2.4)]=0.8 kPa-1。
本讲真题研练1.[2020·全国卷Ⅲ,9]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B.1 ml重水比1 ml水多NA个质子C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子D.1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液含有28NA个电子
解析:A项,1个氮原子中含有7个中子,22.4 L(标准状况)氮气中含氮原子数为2NA,所含中子数应为14NA,错误;B项,1个重水分子与1个水分子中所含的质子数相同,故1 ml重水与1 ml水中含有的质子数相同,错误;C项,石墨烯与金刚石都是碳的单质,二者质量相同时所含的原子数也相同,正确;D项,1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液中的NaCl含有的电子数为28NA,但溶液中的水分子中也含有电子,所以1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液含有的电子数大于28NA,错误。
6.[2019·浙江4月,19]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )A.1 ml CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NAB.500 mL 0.5 ml·L-1的NaCl溶液中微粒数大于 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NAD.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
解析:1个CH2===CH2分子中包含4个单键和1个双键,而1个双键中有2个共价键,故1 ml CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA,A项正确;500 mL 0.5 ml·L-1的NaCl溶液中含有的微粒包括Na+、Cl-、H2O、H+、OH-,故微粒数大于0.5NA,B项正确;HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O,故30 g HCHO和CH3COOH混合物中含“CH2O”的物质的量为1 ml,含C原子数为NA,C项正确;2.3 g Na与O2完全反应,不论生成Na2O还是Na2O2,转移的电子数均为0.1NA,D项不正确,故选D项。
7.[2018·全国卷Ⅰ,10]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
解析:16.25 g FeCl3的物质的量n(FeCl3)=0.1 ml,如果氯化铁完全水解,则生成0.1 ml Fe(OH)3,而氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁聚集而成,故氢氧化铁胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误;氩气是单原子分子,1 ml Ar含18 ml质子,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,相对分子质量为92,1 ml(92.0 g)甘油含3 ml羟基,C项错误;甲烷与氯气在光照下反应会生成四种有机产物,即1.0 ml甲烷反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共为1 ml,D项错误。
8.[2018·全国卷Ⅱ,11]NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.常温常压下,124 g P4中所含P-P键数目为4NAB.100 mL 1 ml·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NAC.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD.密闭容器中,2 ml SO2和1 ml O2催化反应后分子总数为2NA
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