鲁科版高考化学一轮复习第1章第1讲物质的量气体摩尔体积教学课时学案

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第1讲 物质的量 气体摩尔体积(基础课)
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，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。
物质的量 摩尔质量
1．物质的量、阿伏加德罗常数
n＝eq \f(N,NA)的变形式：N＝n·NA或NA＝eq \f(N,n)。
2．摩尔质量
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。符号：M，单位：g·ml－1或kg·ml－1。
(2)数值：当微粒的摩尔质量以g·ml－1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。
(3)关系：物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系为n＝eq \f(m,M)。
摩尔质量、相对分子质量、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·ml－1，H2O的相对分子质量为18,1 ml H2O的质量为18 g。
下列说法正确的是________(填序号)。
①物质的量就是物质中含有的微观粒子数目。
②阿伏加德罗常数就是6.02×1023。
③18 g H2O中含氢原子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
④H2SO4的相对分子质量为98，故H2SO4的摩尔质量为98。
⑤3.2 g A气体的物质的量为0.1 ml，则A气体可能为O2。
[答案] ③⑤
1．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/ml
B．90 g阿司匹林中氧原子数目约为0.5×6.02×1023
C．1 ml阿司匹林与足量Na反应生成0.5 ml H2
D．阿司匹林的相对分子质量为180
B [阿司匹林的分子式为C9H8O4，相对分子质量为180，摩尔质量为180 g/ml,90 g阿司匹林的物质的量为0.5 ml，含有O原子0.5×4 ml＝2 ml，即2×6.02×1023，B不正确。]
2．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12.25 g该晶体中含氧原子数为________，氢原子的物质的量为________ml。
[解析] M＝122.45 g/ml，n＝eq \f(12.25,122.45) ml≈0.1 ml，
N(O)＝0.1×(2＋1.3)×NA＝0.33NA，
n(H)＝0.1×1.3×2＝0.26 ml。
[答案] 0.33NA 0.26
3．(1)12.4 g Na2R中含Na＋ 0.4 ml，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________。
(2)2.0 g重水(D2O)中含有质子数为________，中子数为________，原子数为________(用NA表示阿伏加德罗常数)。
(3)a ml双原子分子中含b个原子，则阿伏加德罗常数为________(用a、b表示)。
[解析] (1)据电离方程式：Na2R===2Na＋＋R2－，得1 ml Na2R电离生成2 ml Na＋，题目中有0.4 ml Na＋，则有0.2 ml Na2R。M(Na2R)＝eq \f(mNa2R,nNa2R)＝eq \f(12.4 g,0.2 ml)＝62 g/ml。由Mr(Na2R)＝62，求得Ar(R)＝62－2×23＝16。已知m(R)，根据n＝eq \f(m,M)，得n(R)＝0.1 ml，则n(Na2R)＝0.1 ml。
(2)M(D2O)＝20 g/ml，n(D2O)＝eq \f(2.0,20) ml＝0.1 ml，含质子数为0.1×10NA＝NA，含中子数为0.1×10NA＝NA，含原子数为0.1×3NA＝0.3NA。
(3)a×NA×2＝b，故NA＝eq \f(b,2a)。
[答案] (1)62 g/ml 16 0.1 ml (2)NA NA 0.3NA (3)eq \f(b,2a)
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1．影响物质体积的因素
2．气体摩尔体积
(1)概念：一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积。符号为Vm，常用单位为L·ml－1或m3·ml－1。定义式为Vm＝eq \f(V,n)。
(2)特例：标准状况是指温度为0_℃、压强为101_kPa，此状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·ml－1。
(3)物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关系为n＝eq \f(V,Vm)或V＝nVm。
使用22.4 L·ml－1应注意：
①使用对象：必须是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。水、酒精、SO3、CCl4等在标准状况下不是气体，不能用气体摩尔体积计算。
②气体摩尔体积为22.4 L·ml－1时不一定是标准状况。
3．阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律的内容
同温、同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。即T1＝T2，p1＝p2，V1＝V2，则n1＝n2或N1＝N2，即“三同定一同”。
(2)推论
阿伏加德罗定律及推论既适用单一气体也适用混合气体。
下列说法正确的是________(填序号)。
①1 ml H2与1 ml O2的体积一定相同
②在标准状况下，0.5 ml SO2和0.5 ml SO3的体积均为11.2 L
③在相同温度和压强下，等质量的N2和CO中原子数相同
④在标准状况下，1 ml 任何物质的体积均为22.4 L
⑤在常温常压下，46 g NO2与N2O4的混合气体中含有原子数目约为3×6.02×1023
[答案] ③⑤
气体摩尔体积的有关计算
1．a g SO2气体在标准状况下的体积为b L，则气体摩尔体积为________L/ml(用含a、b的式子表示)。
[解析] n＝eq \f(a,64) ml，Vm＝eq \f(V,n)＝eq \f(b L,\f(a,64) ml)＝eq \f(64b,a) L/ml。
[答案] eq \f(64b,a)
2．(1)设阿伏加德罗常数的值为NA，标准状况下，某O2和N2的混合气体m g含有b个分子，该混合气体的平均摩尔质量为________，n g该混合气体在相同状况下所占的体积是________。
(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)在相同条件下，将CO2和CO按1∶2体积比混合，则混合气体的相对分子质量为______________________________________________。
(4)标准状况下，Cl2的密度为_______________________________________。
[解析] (1)eq \x\t(M)＝eq \f(m,\f(b,NA)) g·ml－1＝eq \f(mNA,b) g·ml－1，
V＝eq \f(n,\f(mNA,b))×22.4 L＝eq \f(22.4nb,mNA) L。
(2)M＝eq \f(1.92 g,\f(0.672 L,22.4 L·ml－1))＝64 g·ml－1。
(3)eq \x\t(M)r＝eq \f(44＋28×2,3)≈33.3。
(4)ρ＝eq \f(M,Vm)＝eq \f(71 g·ml－1,22.4 L·ml－1)≈3.17 g·L－1。
[答案] (1)eq \f(mNA,b) g·ml－1 eq \f(22.4nb,mNA) L (2)64 (3)33.3 (4)3.17 g·L－1

求气体摩尔质量(M)的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4(g·ml－1)。
(2)根据气体的相对密度eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(D＝\f(ρ1,ρ2)))：eq \f(M1,M2)＝D。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝eq \f(m,n)。
(4)根据一定质量(m)的物质中粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝eq \f(NA·m,N)。
(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：eq \x\t(M)＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋……，其中a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
阿伏加德罗定律及推论
3．三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)