新高考化学一轮复习精品课件 第2章 第6讲　物质的量　气体摩尔体积 (含解析)

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考点一 物质的量　摩尔质量
考点二 气体摩尔体积　阿伏加德罗定律
1.物质的量(1)概念：表示含有一定数目 的集合体。(2)符号为n，单位是 (ml)。(3)使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。(4)阿伏加德罗常数：指1 ml任何粒子的粒子数，符号为NA，NA≈ 。(5)公式：n＝ 或N＝ 或NA＝ 。
6.02×1023 ml－1
g·ml－1(或g/ml)
1.物质的量是表示微粒数目多少的物理量(　　)2.2 ml H2O的摩尔质量是1 ml H2O的摩尔质量的2倍(　　)3.1 ml 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 ml OH－的质量为17 g·ml－1(　　)
质量、物质的量与微粒数目之间的换算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____。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Na0.35CO2·1.3H2O。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______ml。
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。如：第2题中，Na0.35CO2·1.3H2O是一个整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为Na0.35CO2·1.3H2O～3.3O～2.6H。
气体摩尔体积　阿伏加德罗定律
L·ml－1(或 L/ml)
22.4 L·ml－1
2.阿伏加德罗定律(1)同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的 或 。(2)阿伏加德罗定律的推论
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(　　)
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_____。
以物质的量为中心计算的思维流程
二、相对分子质量的计算2.按要求解答下列问题。(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。
M＝ρ×22.4 L·ml－1≈64 g·ml－1。
(2)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况)，则①混合气体在标准状况下的密度是______g·L－1。
2CO＋O2 2CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，在标准状况下，该混合气体的物质的量为0.5 ml，设CO的物质的量为x ml，CO2的物质的量为y ml，
②混合气体的平均摩尔质量是_____g·ml－1。
(3)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，若所得气体对H2的相对密度为d，则该混合气体的平均相对分子质量为______，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)。
求气体摩尔质量(M)的常用方法
(3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4 L·ml－1。
(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)。
三、阿伏加德罗定律的应用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 ml 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)。
按要求回答问题。(1)N2与CO的分子数之比为________。(2)右侧通入的CO的物质的量为__________。
(3)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，应再充入CO的物质的量为__________。
隔板处于正中间位置，此时n(CO)＝n(N2)，所以再充入CO的物质的量为1 ml－0.25 ml＝0.75 ml。
4.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为M(X)p(X)，在同质量、同体积条件下，气体相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量越大，压强越小，题给选项只有CO2的相对分子质量大于O2，故C正确。
8.一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球。下列说法正确的是
A.气球②中装的是O2B.气球①和气球③中气体分子数相等C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
根据阿伏加德罗定律的推论：同温同压下，同质量气体的体积与其摩尔质量成反比。四种气体的摩尔质量的大小关系为M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4)，所以气球①②③④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4，A错误；同质量的气体，分子数之比等于其物质的量之比，也等于其摩尔质量的反比，气球①和气球③中气体分子数不相等，气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4，B、C错误；
同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比，气球③和气球④中气体密度之比为2∶1，D正确。
9.(2023·青岛质检)下列判断正确的是A.同温、同压下，相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等B.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0.5NAC.1 ml氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NAD.常温、常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子
同温、同压下，相同体积的氮气和氦气的物质的量相同，而氮气分子为双原子分子，稀有气体分子为单原子分子，所以二者含有的原子数不相等，A错误；
1 ml氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成1 ml氯化钠和1 ml次氯酸钠，转移1 ml电子，转移的电子数为NA，C错误；不是标准状况，不能使用22.4 L·ml－1计算混合气体的物质的量，D错误。
10.(2022·台州模拟)下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是A.二者碳元素的质量分数相同B.在标准状况下，等体积的两种物质含有的分子数相等
D.等质量时，二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等
C2H2与C6H6的最简式均为CH，故二者碳元素的质量分数相同，A正确；标准状况下，C6H6为非气体，等体积的两种物质的物质的量不相等，所以含有的分子数也不相等，B错误；
二者的最简式相同，则等质量的两种物质完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等，D正确。
11.在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是A.充入的CO分子数比CO2分子数少B.甲容器的体积比乙容器的体积小C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7，在温度和压强相同时体积之比为11∶7，但摩尔体积相同，气体的摩尔质量之比等于密度之比。
12.现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下所占的体积约为8.96 L。将混合气体依次通过如图装置，最后收集在气球中。下列结论错误的是A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗　常数的值)B.标准状况下，气球中收集到的气体体积为4.48 LC.NaOH溶液增重8.8 gD.原混合气体中CO和CO2的体积比为1∶1
13.Ⅰ.现有m g某气体(双原子分子)，其摩尔质量为M g·ml－1，若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：(1)该气体的物质的量为_____ml。(2)该气体所含原子总数为_______。(3)该气体在标准状况下的体积为_______L。Ⅱ.臭氧层是地球生命的保护层，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2===2O3，将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为____L。
14.如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入0.6 ml HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为______ml。
同温同压下，气体的物质的量之比等于其体积之比，由图可知甲室中气体的物质的量为　　　　 　＝1 ml。
(2)甲室中气体的质量为______g。
乙室中HCl气体的质量为0.6 ml×36.5 g·ml－1＝21.9 g，则甲室中气体的质量为21.9 g－10.9 g＝11 g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为_____。
(4)经过查资料知道HCl＋NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当HCl与NH3完全反应后，隔板b将静置于刻度“______”处(填数字)。
设甲室中氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为x＋y＝1 ml，17 g·ml－1×x＋2 g·ml－1×y＝11 g，可得x＝0.6 ml、y＝0.4 ml；如果将隔板a去掉，0.6 ml HCl与0.6 ml NH3恰好完全反应生成氯化铵固体，剩余H2的物质的量为0.4 ml，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以隔板b将会左移至刻度“2”处。
15.某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。
Ⅰ.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式：__________________________。
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因：_______________________________________________。
氢气使锥形瓶内气压增大
铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内压强增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。
(3)实验结束时，生成氢气的体积近似等于________________。
气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响：______(填“有”“没有”或“不能判断”)，简述理由：_____________________________________________________。
相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等
装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成的氢气的体积与排出空气的体积相等，所以没有影响。
Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后，认为稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏大；实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气的体积偏小，于是他们设计了如图2所示的实验装置。实验中准确测定出4个数据，如表：
(注：量液管大刻度在上方，小刻度在下方)利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积Vm＝____________________。