第01讲 物质的量 气体摩尔体积（讲义）-备战2024年高考化学一轮复习精品课件+讲义+练习（新教材新高考）

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第01讲 物质的量 气体摩尔体积目录考情分析网络构建考点一　物质的量　摩尔质量【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 物质的量、阿伏加德罗常数知识点2 摩尔质量【提升·必考题型归纳】考向1 考查有关“物质的量”概念理解与辨析考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系考点二 气体摩尔体积　阿伏加德罗定律【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 影响物质体积的因素知识点2 气体摩尔体积知识点3 阿伏加德罗定律及其推论【提升·必考题型归纳】考向1 考查气体摩尔体积考向2 考查阿伏加德罗定律及应用考向3 考查气体摩尔质量计算的常用方法真题感悟考点一 物质的量、阿伏加德罗常数知识点1　物质的量、阿伏加德罗常数1.物质的量(n)表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔(mol)。2.物质的量的规范表示方法：3.阿伏加德罗常数(NA)0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol－1。公式：NA＝eq \f(N,n)。【易错提醒】(1)物质的量只能衡量微观粒子，必须指明具体粒子的种类或化学式，故摩尔后面应为确切的微粒名称；如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。(2)物质的量是物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量。(3)6.02×1023是个纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同，数值约为6.02×1023。知识点2　摩尔质量1.定义：单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是 g·mol－1。公式：M＝eq \f(m,n)。2.数值：以 g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。【易错提醒】(1)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同，不是同一个物理量。二者单位也不同，摩尔质量的单位是g·mol－1或kg·mol－1，相对原子(或分子)质量的单位为1，当摩尔质量以g·mol－1为单位时，二者在数值上相等。(2)对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态而变化。考向1 考查有关“物质的量”概念理解与辨析例1．（2022·上海青浦·一模）下列对摩尔（mol）的有关说法中错误的是A．摩尔是一个单位而非物理量B．摩尔既能用来计量纯净物，又能用来计量混合物C．1mol任何气体所含气体的分子数目都相等D．0.5mol氦约含有1.204×1024个电子【解析】A.摩尔是物质的量的单位，正确；B.摩尔用来计量微粒的量，可以是纯净物的微粒，也可以是混合物的微粒，正确；C.气体物质的量相等，则气体的分子数目相等，正确；D.氦为单原子分子，0.5mol氦含有0.5molHe原子，1个He原子含有2个电子，所以0.5mol氦约含有6.02×1023个电子，错误；故选D。【答案】D【名师点睛】本题考查的是物质中含有的各种粒子或微观结构的问题，一般来说先计算物质基本微粒中含有多少个需要计算的粒子或微观结构，再乘以该物质的物质的量，就可以计算出相应结果，稀有气体分子都是单原子分子。【变式训练】下列有关叙述正确的是（）A．1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子B．硫酸的摩尔质量为98 gC．2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍D．摩尔是物质的量的单位【解析】A．物质的构成粒子有分子、原子或离子,如水由 分子构成,1mol H2O含有6.02×1023个分子,而NaCl由离 子构成,不存在分子,1mol NaCl含有1mol Na+和1mol Cl-,故A不正确；B．摩尔质量的单位为g/mol，故B不正确；C．对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态而变化，故C不正确；D．摩尔是物质的量的单位，故D正确，本题选D。【答案】D考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系例2．下列叙述正确的是(　　)A．24 g镁与27 g铝含有相同的质子数B．等质量的氧气和臭氧，电子数相同C．1 mol重水与1 mol水中，中子数比为2∶1D．1 mol乙烷和1 mol乙烯，化学键数目相同【解析】A项：24 g Mg与27 g Al所含质子的物质的量分别为eq \f(24 g,24 g·mol－1)×12＝12 mol、eq \f(27 g,27 g·mol－1)×13＝13 mol，二者所含质子的物质的量不相等，A项错误；B项：同质量的O2和O3中的O原子数相同，则电子数也相同，B项正确；C项：1 mol D2O中的中子数为10NA，1 mol H2O中的中子数为8NA，比为5∶4，C项错误；D项：1 mol C2H6中含有7 mol化学键，1 mol CH2===CH2中含有5 mol化学键(4 mol C—H键，1 mol键)，D项错误。【答案】B【变式训练】(1)某氯原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，用NA表示阿伏加德罗常数的值。①该氯原子的相对原子质量为________；②该氯原子的摩尔质量是________；③m g该氯原子的物质的量为________；④n g该氯原子所含的电子数为________。(2)12.4 g Na2R含Na＋ 0.4 mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。【解析】(2)据电离方程式Na2R===2Na＋＋R2－，得1 mol Na2R电离生成2 mol Na＋，题目中有Na＋ 0.4 mol，则有0.2 mol Na2R。M(Na2R)＝eq \f(m（Na2R）,n（Na2R）)＝eq \f(12.4 g,0.2 mol)＝62 g/mol。由Mr(Na2R)＝62，求得Mr(R)＝62－2×23＝16，已知m(R)＝1.6 g，根据n＝eq \f(m,M)，得n(R)＝0.1 mol，则n(Na2R)＝0.1 mol。【答案】(1)①eq \f(12a,b)　②aNA g·mol－1③eq \f(m,aNA) mol　④eq \f(17n,a)(2)62 g/mol　16　0.1 mol【思维建模】由已知物理量求物质所含的粒子数目的思维模型(记住特殊物质中1 mol物质所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等)考点二 气体摩尔体积　阿伏加德罗定律知识点1 影响物质体积大小的因素①粒子的大小(物质的本性)；②粒子间距的大小(由温度与压强共同决定)；③粒子的数目(物质的量的大小)。知识点2 气体摩尔体积(1)含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，标准状况下，Vm约为 22.4_L·mol－1。(2)常用单位：L/mol(或L·mol－1)。(3)数值：在标准状况下(指温度为0℃，压强为101 kPa)约为22.4 L·mol－1。(4)基本关系式：n＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(m,M)＝eq \f(N,NA)(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。(6)适用对象：单一气体或互不反应的混合气体【特别提醒】气体摩尔体积(22.4 L·mol－1)应用的“五大误区”(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。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有：水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等。(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol－1。(4)22.4 L气体，在标准状况下的物质的量是1 mol，在非标准状况下，可能是1 mol，也可能不是1 mol。(5)物质的质量、物质的量一定时，所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。注意不要形成定势思维，看到“常温常压”就排除选项。知识点3 阿伏加德罗定律及其推论(1)阿伏加德罗定律：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(或气体的物质的量相同)。【名师提醒】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分子数。(2)阿伏加德罗定律的推论（以下用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为热力学温度）【方法技巧】 1、记忆方法：三正比、二反比、一连比。2、应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV＝nRT及n＝eq \f(m,M)、ρ＝eq \f(m,V)导出。考向1 气体摩尔体积例1．CH4 与Cl2光照条件下充分反应生成一系列卤代烃，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．标准状况下，22.4 L CHCl3含有的氯原子数为3NAB．标准状况下，22.4 L Cl2完全反应后得到的HCl分子数为2NAC．16 g CH4与足量Cl2充分反应后得到的卤代烃分子总数为NAD．1 mol CH4和1 mol Cl2充分反应可以得到CH3Cl的分子数为NA【解析】A项，标准状况下，三氯甲烷不是气态，无法使用22.4 L/mol计算物质的量，选项A错误；B项，标准状况下，22.4 L Cl2与CH4完全反应，无论生成哪种卤代烃，每消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl，所以得到HCl分子数为NA，选项B错误；C项，根据碳原子守恒，16 g CH4为1 mol，与足量Cl2充分反应后得到的卤代烃分子总数为NA，选项C正确；D项，甲烷和氯气发生多步反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，无法计算得到的CH3Cl的分子数，选项D错误；故选C。【答案】C　【变式训练】已知：①6.72 L NH3(标准状况下)②1.204×1023个H2S分子　③5.6 g CH4④0.5 mol HCl，下列关系正确的是(　　)A．体积大小：④＞③＞②＞①B．原子数目：③＞①＞②＞④C．密度大小：④＞②＞③＞①D．质量大小：④＞②＞③＞①【解析】①标准状况下，6.72 L NH3的物质的量为eq \f(6.72 L,22.4 L·mol－1)＝0.3 mol；②1.204×1023个H2S分子的物质的量为eq \f(1.204×1023,6.02×1023 mol－1)＝0.2 mol；③5.6 g CH4的物质的量为eq \f(5.6 g,16 g·mol－1)＝0.35 mol；④HCl物质的量为0.5 mol。由上述计算可知，物质的量④＞③＞①＞②，相同条件下，体积大小为④＞③＞①＞②，A项错误；①标准状况下6.72 L NH3所含原子的物质的量为0.3 mol×4＝1.2 mol，②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol×3＝0.6 mol，③5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35 mol×5＝1.75 mol，④0.5 mol HCl所含原子的物质的量为0.5 mol×2＝1 mol，所以原子数目③>①>④>②，B项错误；同温同压下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，故密度大小④>②>①>③，C项错误；①NH3的质量为17 g·mol－1×0.3 mol＝5.1 g，②H2S的质量为34 g·mol－1×0.2 mol＝6.8 g，③CH4质量为5.6 g，④HCl质量为36.5 g·mol－1×0.5 mol＝18.25 g，故质量大小④>②>③>①，D项正确。【答案】D考向2 阿伏加德罗定律及应用例2．如图Ⅰ，将质量均为m g的O2和SO2气体分别充入两个相同体积的密闭容器甲、乙中，下列说法正确的是(　　)图Ⅰ　　　　　　　　图ⅡA．甲、乙中所含的氧原子物质的量之比为1∶2B．两者压强(p)与温度(T)的关系如图Ⅱ所示C．甲、乙中气体质子数之比为1∶2D．甲、乙中气体密度比为1∶2【解析】A．根据n＝eq \f(m,M)，质量均为m g的O2和SO2物质的量之比与摩尔质量成反比，即n(O2)∶n(SO2)＝64∶32＝2∶1，甲、乙中所含的氧原子物质的量之比为2∶1，故A错误；B.由pV＝nRT，体积相等的甲和乙，压强与温度成正比，且n(O2)∶n(SO2)＝2∶1即代表氧气的曲线较高，故B正确；C.n(O2)∶n(SO2)＝2∶1，质子数之比为2×16∶1×32＝1∶1，故C错误；D.根据ρ＝eq \f(m,V)，甲、乙容器体积相等，两个气体的质量相等，则密度也相等，即甲、乙中气体密度比为1∶1，故D错误；故选B。【答案】B　【变式训练】三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)