高考化学一轮总复习优化设计 第二单元 第1节 物质的量 气体摩尔体积课件PPT

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1.物质的量、阿伏加德罗常数(1)基本概念间的关系。
(2)物质的量的规范表示方法。
(3)物质的量(n)与微粒数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系为　　　。 
微点拨 概念辨析及注意事项
微点拨 对同一物质,其摩尔质量以、相对原子(分子)质量、1 ml物质的质量在数值上是相同的,但三者的含义不同,单位不同。摩尔质量的单位是g·ml-1,相对原子(分子)质量的单位是1,1 ml物质的质量单位是g。
3.求解气体摩尔质量的五种方法(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 g·L-1):M=　　　　　 g·ml-1。 (4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=　　　　　。 (5)对于混合气体,求其平均摩尔质量时,上述计算式仍然成立,还可以用下式计算:M=　　 　　　[用M1、M2、M3、……表示各成分的摩尔质量,用a%、b%、c%……表示相应各成分的物质的量分数(或体积分数)]。 
M1×a%+M2×b%+M3×c%+……
1.判断正误,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)12 g12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023。(　　)(3)氧化钙的摩尔质量为56 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(单位为g·ml-1)在数值上等于它的相对原子质量。(　　)
答案 (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
2.(1)0.1 NA个臭氧分子中的氧原子数与　　　 g CO2中的氧原子数相等。 (2)8 g甲烷分子中的氢原子数是　　　。 (3)1个NO分子的质量是a g,一个NO2分子的质量是b g,则氧原子的摩尔质量是　　　 g·ml-1。 (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　　　　　　　　　　。 
答案 (1)6.6　(2)2NA　(3)(b-a)NA　(4)①⑥⑤③②④
考向1　物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量的概念辨析与应用【典例1】 (2020湖北四地七校期末)阿伏加德罗是意大利化学家,为了纪念阿伏加德罗,人们把1 ml某种微粒的集合体所含有的粒子个数称为阿伏加德罗常数,用NA表示。下列说法或表示不正确的是(　　)
A.科学上规定含有阿伏加德罗常数个粒子的任何微粒的集合体都为1 mlB.在K37ClO3+6H35Cl(浓)==KCl+3Cl2↑+3H2O反应中,若有212 g氯气生成,则反应中电子转移的数目为5NAC.60 g的乙酸和葡萄糖的混合物充分燃烧可消耗2NA个×1023 ml-1就是阿伏加德罗常数
答案 D　解析 含有阿伏加德罗常数个粒子的任何微粒的集合体都为1 ml,A项正确;根据反应的化学方程式可知,生成的3 ml氯气中含1 ml 37Cl和5 ml 35Cl,3 ml Cl2的质量为212 g,生成3 ml氯气转移5 ml电子,B项正确;乙酸与葡萄糖最简式都是CH2O,1个CH2O完全燃烧消耗1个氧气分子,60 g乙酸和葡萄糖的混合物含有CH2O物质的量为2 ml,充分燃烧消耗2NA个O2,C项正确;6.02×1023 ml-1是阿伏加德罗常数的近似值,D项错误。
对点演练1下列说法正确的是(　　)A.1 ml FeCl3在加热条件下完全水解生成NA个Fe(OH)3胶粒B.2 ml H2O的摩尔质量是1 ml H2O的摩尔质量的2倍C.48 g O2和48 g O3中氧原子的物质的量相等D.O2和CO2混合气体的平均摩尔质量可能为46 g·ml-1
答案 C　解析 Fe(OH)3胶粒是多个“Fe(OH)3分子”的聚合体,1 ml FeCl3在加热条件下完全水解生成的Fe(OH)3胶粒数小于NA,A项错误;H2O的摩尔质量为18 g·ml-1,摩尔质量与物质的量的多少无关,B项错误;O2和O3均由氧原子构成,氧原子的摩尔质量为16 g·ml-1,故48 g O2和48 g O3中氧原子的物质的量均为3 ml,C项正确;O2的摩尔质量为 32 g·ml-1,CO2的摩尔质量为44 g· ml-1,故O2和CO2混合气体的平均摩尔质量介于32 g·ml-1和44 g·ml-1之间,D项错误。
考向2　有关质量、物质的量与微粒数目之间的计算【典例2】 (2019全国2,8)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)A.3 g 3He含有的中子数为1NAB.1 L 0.1 ml·L-1磷酸钠溶液含有的P数目为0.1NAC.1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NAD.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
答案 B　解析 3He的相对原子质量是3,每个3He原子含有1个中子,所以3 g 3He含有的中子数为1NA,A项正确;磷酸钠溶液中磷酸根离子发生水解,导致溶液中磷酸根离子数目减小,1 L 0.1 ml·L-1磷酸钠溶液中的磷酸根离子数目小于0.1NA,B项错误;K2Cr2O7中Cr的化合价为+6价,变为+3价Cr3+,化合价降了3价,故1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA,C项正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中所含共价键数相同,即1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中均含有13个共价键,58 g正丁烷和异丁烷的混合物的总物质的量为1 ml,所以含有的共价键数为13NA,D项正确。
易错警示 应用阿伏加德罗常数时常见的陷阱突破突破一:应用“22.4 L·ml-1”抓“两看”。一看物质是否处于标准状况,二看物质在标准状况下的聚集状态是否为气态,如H2O、CCl4、SO3、HF、乙醇(酒精)、己烷、苯、CHCl3等在标准状况下为非气态。突破二:审“组成”“结构”,突破微观粒子数目陷阱。一审物质的分子组成,如He、Ne为单原子分子。二审在溶液中构成物质的粒子是否水解。
对点演练2(2020北京质量监测)下列叙述正确的是(　　)A.Na在足量O2中燃烧,消耗1 ml O2时转移的电子数是4×6.02×1023B.10 g 46%乙醇水溶液中所含氧原子数为0.4NAC.1 L 0.1 ml·L-1NH4Cl溶液中的N 数是0.1×6.02×1023D.标准状况下2.24 L Cl2中含有0.2 ml共价键
深度指津 物质的量相关计算的“一、二、三、四”(1)一个中心:必须以物质的量为中心。(2)二个前提:在应用Vm=22.4 L·ml-1时,一定要注意“标准状况”和“气态”这两个前提条件(混合气体也适用)。(3)三个关系:①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)数目间的关系;②摩尔质量与相对分子质量的关系;③强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。
(4)四个无关:①物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强无关;②物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关);③气体摩尔体积与质量、物质的量无关;④摩尔质量与质量、物质的量无关。
知识梳理1.影响物质体积大小的因素
微点拨 对“22.4 L·ml-1”的理解:气体摩尔体积的数值与温度、压强有关;非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·ml-1,也可能不是22.4 L·ml-1。故1 ml气体的体积若为22.4 L,它所处的状况不一定是标准状况。
可总结为“三同定一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的　　　　　　　。 
4.阿伏加德罗定律的推论
微点拨 (1)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。(2)阿伏加德罗定律及其推论没有必要死记硬背,可由理想气体状态方程(pV=nRT)进行推导。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4 L。(　　)(2)2 ml CO2气体所占的体积为44.8 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。(　　)(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。(　　)
答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
2.已知:①6.72 L NH3(标准状况下)　②1.204×1023个H2S分子　③5.6 g CH4　④0.5 ml HCl,完成填空:在标准状况下体积由大到小顺序为　　　　　　　　,原子数目由大到小顺序为　　　　　　　　,密度由大到小顺序为　　　,质量由大到小顺序为　　　　　　。 
答案 ④>③>①>②　③>①>④>②　④>②>①>③　④>②>③>①
考向1　气体摩尔体积的应用和计算【典例1】 为实现随处可上网,中国发射了“中星16号”卫星。NH4ClO4是火箭的推进剂,发生反应的化学方程式为2NH4ClO4 N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O,NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(　　)
B.相同条件下,反应中还原产物与氧化产物体积比为1∶3C.产生标准状况下4.48 L O2,反应转移的电子总数为 ml NH4ClO4分解产生的气体体积为44.8 L
易错警示 应用气体摩尔体积的“四大误区”(1)22.4 L· ml-1的使用条件一般是指标准状况(即0 ℃、101 kPa),而不是指常温、常压。(2)使用对象必须是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。注意标准状况下不是气体的而又容易认为是气体的物质。(3)22.4 L气体在标准状况下的物质的量是1 ml,在非标准状况下,其物质的量可能是1 ml,也可能不是1 ml。(4)如果给出的是物质的质量,则其物质的量或所含粒子数与物质所处条件无关,如常温常压下32 g O2的原子数目是2NA。注意不要形成惯性思维,看到“常温常压”就排除选项。
对点演练1下列说法正确的是(　　)A.标准状况下,22.4 L H2和O2的混合物所含分子数为NAB.标准状况下,18 g H2O的体积是22.4 LC.在常温常压下,11.2 L N2含有的分子数为0.5NAD.1 ml Cl2通入足量的澄清石灰水中转移的电子数为2NA
答案 A　解析 标准状况下,22.4 L H2和O2的混合气体物质的量为1 ml,所含分子数为NA,A项正确;标准状况下,H2O为液体,18 g H2O的体积小于22.4 L,B项错误;常温常压下,11.2 L N2含有的分子数不是0.5NA,C项错误;1 ml Cl2通入足量澄清石灰水中转移的电子数为NA,D项错误。
考向2　阿伏加德罗定律及推论【典例2】 (2020福建三明一中段考)温度和压强相同时,有体积相同的两个密闭容器甲和乙,甲中充满O2,乙中充满O2和O3的混合气体,下列说法正确的是(　　)A.两容器中气体的质量相等B.两容器中气体的分子数目相等C.两容器中气体的氧原子数目相等D.两容器中气体的密度相等
答案 B　解析 根据阿伏加德罗定律可知,两容器中气体分子数相等,所以其质量不等,A项错误,B项正确;两容器中分子数相等,但氧气和臭氧分子的构成不同,所以两容器中原子个数不等,C项错误;两容器体积相同,气体质量不相等,所以其密度不相等,D项错误。
思路点拨 利用阿伏加德罗定律及其推论答题的一般思路第一步:找“相同”,明“不同”。(1)找出题干中有哪些相同的因素,再根据物质的量,结合物质的组成和结构,求出相应的粒子数。(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。第二步:用“规律”。利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比分析,从而顺利解题。
对点演练2(2020江西抚州临川区第二中学月考)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的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
答案 D　解析 温度、压强相同的条件下,气体摩尔体积相等,根据n= 可知,相同质量时其物质的量之比等于其摩尔质量的反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28 g·ml-1、44 g·ml-1,所以二者的物质的量之比为44 g·ml-1∶28 g·ml-1=11∶7,则二者的分子数之比为11∶7,所以CO分子数多,A项错误;根据V=nVm知,相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,所以甲的体积比乙大,B项错误;温度和压强相等,其气体摩尔体积相等,所以二者的气体摩尔体积相等,C项错误;同温同压条件下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小,D项正确。
对点演练3(2020陕西西安中学期中)在一定温度下,向体积不变且相同的两个容器中,一个充入NH3,另一个充入N2与H2物质的量之比为1∶3的混合气体,使两个容器的压强相同。则两个容器内一定相等的是(　　)A.原子数B.分子数C.质量D.密度
答案 B　解析 在同温同压条件下,相同体积的容器中气体的物质的量相同,气体分子数相同;由于NH3是三原子分子,N2和H2是双原子分子,并且它们的摩尔质量都不同,故两容器内的原子数一定不相等,质量和密度可能不同。
知识梳理1.注意“标准状况”“常温常压”等外界条件(1)在标准状况下为非气态的物质如H2O、SO3、己烷、CHCl3、HF、CCl4、乙醇、苯等。(2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2.注意物质的组成和结构此类题常涉及:①特殊物质的摩尔质量(如D2O、T2O、18O2等);②某些物质分子中的原子个数[如稀有气体(为单原子分子)、O3、白磷(P4)等];③一些物质中的化学键数目(如CO2、P4、金刚石、CnH2n+2等)。
解有关物质组成和结构的题目时要注意的几点:a.原子晶体如SiO2、离子化合物如NaCl中不存在分子。b.Na2O2、CaO2中阴离子是 ,故Na2O、Na2S、Na2O2中阳离子与阴离子个数比均为2∶1,CaO2中阳离子与阴离子个数比为1∶1。c.1 ml SiO2含4NA个Si—O键,1 ml P4中含6NA个P—P键。
3.注意氧化还原反应中电子转移的数目(1)了解较复杂氧化还原反应求算电子转移数目的方法。(2)熟记常考氧化还原反应转移的电子数:
4.注意电解质溶液中存在的平衡
5.注意一些可逆反应、特殊反应要识破隐含的可逆反应,注意反应的条件、反应物浓度变化对反应的影响,从而突破陷阱。常见可逆反应及与物质浓度有关的反应如下:
(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”,NA表示阿伏加德罗常数。(1)31 g白磷中含有1.5NA个P—P化学键。(　　)(2)1 L 0.1 ml·L-1的Na2CO3溶液中所含阴离子的总数为0.1NA。(　　)(3)标准状况下,22.4 L HF中含有NA个分子。(　　)(4)电解精炼铜时,若转移NA个电子,则阳极溶解32 g铜。(　　)(5)1 ml H2和1 ml I2在加热条件下充分反应,生成HI的分子数为2NA。(　　)
(6)常温下,含有0.2 ml H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2分子的数目小于0.1NA。(　　)(7)142 g Na2SO4和Na2HPO4的固体混合物中所含阴、阳离子的总数为3NA。(　　)(8)NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量为107 g。(　　)
答案 (1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√(8)×
2.(2020山东师范大学附中月考)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A.常温下,15 g甲醛中含有的共用电子对总数为2NAB.0.5 ml·L-1CH3COONa溶液中含有CH3COO-的数目少于 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.2NAD.足量的锌与一定量的浓硫酸充分反应,放出2.24 L SO2和H2混合气体时,转移电子数为0.2NA
答案 A　解析 1 ml甲醛中含有4 ml共用电子对。常温下,15 g甲醛为0.5 ml,所以共用电子对总数为2NA,A项正确;0.5 ml·L-1 CH3COONa溶液的体积未知,无法计算含有的CH3COO-的数目,B项错误;Fe(OH)3胶体中的胶粒是“Fe(OH)3分子”的集合体,C项错误;足量的锌与一定量的浓硫酸充分反应,放出2.24 L SO2和H2的混合气体时,由于温度和压强未知,因此无法计算转移的电子数,D项错误。
考向　阿伏加德罗常数的应用【典例】 (2020全国3,9)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
答案 C　解析 标准状况下,22.4 L氮气的物质的量为1 ml,1 ml N2中含有14NA个中子,A项错误;1个重水分子和1个普通水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数都是10,故1 ml重水和1 ml水中所含质子数相等,B项错误;石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12 g石墨烯和12 g金刚石中都含有1 ml碳原子,C项正确;1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液中含有1 ml NaCl和大量的水,1 ml NaCl中含有28 ml电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液中的电子数大于28NA,D项错误。
对点演练判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)Vm适用的条件:①(2018全国1)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA。(　　)②(2017全国3)2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子。(　　)
(2)物质的组成与结构:①(2019浙江选考)1 ml CH2==CH2分子中含有的共价键数为6NA。(　　)②(2019浙江选考)30 g HCHO与CH3COOH混合物中含碳原子数为NA。(　　)③(2017全国3)0.1 ml 的11B中,含有0.6NA个中子。(　　)(3)溶液中粒子数目的判断:①(2019全国3)常温下pH=2的H3PO4溶液,每升溶液中的H+数目为0.02NA。(　　)②(2018全国1)16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA。(　　)
(4)物质转化过程中隐含浓度、进程、可逆的影响:①(2018全国1)1.0 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA。(　　)②(2017全国3)密闭容器中1 ml PCl3与1 ml Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键。(　　)(5)氧化还原反应中电子转移数目的判断:(2019浙江选考)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。(　　)
答案 (1)①√　②×　(2)①√　②√　③√(3)①×　②×　(4)①×　②×　(5)×
解析 (1)①氩气是单原子分子,标准状况下22.4 L氩气的物质的量为1 ml,含有的质子数为18NA,正确。②标准状况下,苯不是气体,利用题给条件无法计算2.24 L苯的物质的量,错误。(2)①1 ml CH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA,正确;②HCHO与CH3COOH的最简式均为CH2O,原混合物相当于30 g CH2O,则n(CH2O)=1 ml,因而碳原子数为NA,正确;③一个11B原子中含有6个中子,则0.1 ml 11B中含有0.6NA个中子,正确。
(3)①常温下溶液的pH=2,则溶液中氢离子浓度是0.01 ml·L-1,因此每升溶液中H+数目为0.01NA,错误;②16.25 g FeCl3的物质的量为0.1 ml,由于水解生成的Fe(OH)3胶体粒子是多个“Fe(OH)3分子”的聚合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,错误。(4)①CH4与Cl2在光照条件下反应生成的卤代产物不止一种,因此1.0 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,错误。②1 ml PCl3与1 ml Cl2不能全部转化为1 ml PCl5,所以增加的P—Cl键小于2NA个,错误。(5)不管钠和氧气反应生成氧化钠还是过氧化钠,钠元素的化合价均由0价变为+1价,因而2.3 g Na(物质的量为0.1 ml)与O2完全反应转移电子数为0.1NA,错误。
深度指津 解答阿伏加德罗常数类题目的“三”个步骤
2.阿伏加德罗常数常考的5个方面(1)气体摩尔体积的适用条件。(2)物质的组成和结构。(3)氧化还原反应中电子转移的数目。(4)溶液中的微粒数。(5)物质转化中隐含的反应。