物质的量、气体摩尔体积.ppt
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1、第1讲 物质的量、气体摩尔体积,基础盘点,一、物质的量自我诊断,1.有下列6种物质6 g H2 标准状况下11.2 L CO21.2041024个HCl分子 5 mol氩气 98 g H2SO4,第1章 化学中常用的物理量 物质的量,4下的27 mL水,它们的物质的量最大的是,所含分子数最多的是,所含原子数最多的是,质量最小的是,所含电子数最多的是。,2.(1)0.3 mol NH3分子中所含质子数与 个 H2O分子中所含质子数相等。,1.8061023,(2)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的SO 的物质的量是。(3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04
2、 molC和31.76 g D,则C的摩尔质量为。(4)2.3 g Na中含 mol电子,在跟足量水反应中失去 mol电子。,0.1,0.6 mol,106 g/mol,1.1,基础回归1.物质的量物质的量实际上表示含有一定数目微观粒子的集体。符号为,单位是,每摩尔物质含有 个微粒(简称摩,符号mol)。适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。2.阿伏加德罗常数 g C所含有的原子个数即为阿伏加德罗常数,即1 mol物质所含有的微粒数。符号:,单位:,数值约为6.021023,公式:(N代表微粒个数)。,n,摩尔,阿伏加德罗常数,12,NA,mol-1,3.摩尔质量单位物质的量的物质所具有的质量,
3、即1 mol物质的质量。符号:M(物质),单位:;数值等于(以克为单位)该粒子的_,如M(NaCl)=,公式为。,g/mol,相对分子(原,子)质量,58.5g/mol,思考能否使用1 mol 氢表示1 mol 氢原子?摩尔质量与相对分子(原子)质量是否等同?,使用摩尔作单位时应用化学式指明粒子的种类,而不使用中文名称,如1 mol H、1 mol H2、0.5 mol H+,而不能说1 mol氢。摩尔质量与相对分子(原子)质量是不同的两个概念,当摩尔质量以g/mol作单位时二者在数值上相等,但前者有单位,后者是相对值,可以认为单位为1,所以二者不能等同。,答案,二、气体摩尔体积 自我诊断3.
4、判断以下说法是否正确,正确的划“”,错误的划“”。A.1 mol任何气体体积都约为22.4 L()B.标准状况下,1 mol的SO3体积约为22.4 L()C.22.4 L戊烷蒸气完全燃烧生成CO2为5 mol()D.1 mol H2在100时体积一定比22.4 L大()E.标准状况下,2.24 L Cl2与足量稀NaOH溶液反 应转移的电子数为0.2NA个()F.标准状况下,2.24 L Cl2与足量稀NaOH溶液反应转,移的电子数为0.2 NA个(),4.如果a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标 准状况下的体积是设NA为阿伏加德罗常数)L。,基础回归1.气体摩尔体积(1)概念
5、:一定温度、压强下,单位 的气体所占的体积,符号为。(2)常用单位:L/mol(或)和m3/mol(或)。(3)数值:在标准状况下(指温度为,压强为)约为。(4)计算公式:(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 和。,物质的量,Vm,m3mol-1,0,101 kPa,22.4 L/mol,温度,压强,Lmol-1,2.阿伏加德罗定律在相同的 和 下,相同体积的任何气体都含有。,温度,压强,相同数目的粒子,思考标准状况下,1 mol气体的体积是22.4 L,如果当1 mol气体的体积是22.4 L时,一定是标准状况吗?,不一定,因为影响气体体积的因素是温度、压强两
6、个条件,非标准状况下1 mol气体的体积也可能是22.4 L。,答案,要点一 阿伏加德罗常数的高考命题角度分析阿伏加德罗常数是近几年高考的“热点”问题,主要以选择题的形式呈现。命题者往往有意设置一些陷阱,增大试题的区分度。陷阱的设置主要有以下几个方面。1.状况条件:考查气体时经常给出非标准状况如常温常压下等。用到22.4 L/mol时,必须注意到气体是否处于标准状况。2.物质的状态:水在标准状况下不是气态;SO3在标准状况下是固态,常温常压下是液态;在标准状况下,碳原子数为516的烷烃是液态。,要点精讲,3.物质结构:(1)考查一定物质的量物质中含有粒子数(分子、原子、电子、中子、离子等),常
7、涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,Cl2、N2、O2、H2等双原子分子,及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2等特殊物质。(2)考查一些物质中的化学键的数目,如:Si、CH4、P4、CO2等。(3)氧化还原反应:较复杂的氧化还原反应中,求算电子转移数目。如:Na2O2和H2O,Cl2和NaOH溶液反应等。(4)弱电解质的电离或盐类的水解:考查电解质溶液中粒子数目及粒子浓度大小关系时,常涉及弱电解质的电离平衡及盐类水解平衡。如NH4Cl溶液中 n(NH)n(Cl-)。,【典例导析1】用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()A.常温常压下的33.6 L氯气与27 g铝充分反 应,转
8、移电子数为3NAB.标准状况下,22.4 L己烷中共价键数目为 19NAC.由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子,其中氧原子数为2NAD.1 L浓度为1 mol/L的Na2CO3溶液中含有NA个 CO,解析 A项中“常温常压下的33.6 L Cl2”不足1.5 mol,故充分反应后转移电子数要小于3NA,故错误;B项中标准状况下己烷是液态烃,22.4 L不是1 mol,故含共价键数目不等于19NA(1 mol己烷含共价键数为19NA),故错误;C项中因为1个CO2分子和1个O2分子中都含有2个氧原子,故NA个混合物分子必含2NA个氧原子,正确;D项中因为CO 要水解消耗,故含1 mol
9、Na2CO3的溶液中n(CO)NA,错误。答案 C,思维提升(1)A项中33.6 L Cl2改为106.5 g Cl2,正确与否?(2)B项中的己烷改为丁烷后的共价键数目及碳碳键数目各为多少?,(1)正确,只要质量确定,n(Cl2)就确定,与气体处于什么状况没有关系,106.5 g Cl2恰好与27 g Al反应生成1 mol AlCl3,转移电子数为3NA。(2)丁烷在标准状况下为气态,22.4 L丁烷的物质的量为1 mol,所含共价键数目为13NA,所含碳碳键数目为3NA。,答案,迁移应用1 设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A.23 g钠在氧气中完全燃烧失去电子数为0.5NAB
10、.1 L 2 mol/L的MgCl2溶液中含Mg2+数为2NAC.标准状况下,11.2 L的SO3所含分子数为0.5NAD.室温下,8 g甲烷含有共价键数为2NA 解析 23 g钠的物质的量为1 mol,1 mol Na和O2发生反应转移1 mol电子;2 mol/L的MgCl2 溶液1 L,由于Mg2+发生水解,因此Mg2+数小于 2NA;在标准状况下,SO3为固体,C不正确;1 mol CH4含有4 mol共价键,因此D正确。,D,要点二 阿伏加德罗定律推论及气体摩尔质量的 求解方法1.阿伏加德罗定律推论阿伏加德罗定律可表示为同温同压下,据此可以推论:(1)同温同压下,气体的体积之比等于其
11、物质的量之比,即(2)同温同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比,即,(3)同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量或密度之比,即。(4)同温同压下,同质量的气体的体积与其摩尔质量成反比,即。,2.气体摩尔质量的求解方法(1)标况密度法:M=22.4(L/mol)(g/L)。(2)相对密度法:A气体对B气体的相对密度,如对空气:M=(对空气)29。(3)体积分数法:=M1V1%+M2V2%+(V1%、V2%表示各组分的体积分数,也等于物质的量分数)。,【典例导析2】在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,在以下各种情况下排序正确 的是()A.当它们的体积、温度和压强
12、均相同时,三种 气体的密度(H2)(Ne)(O2)B.当它们的温度和密度都相同时,三种气体的 压强p(H2)p(Ne)p(O2)C.当它们的质量、温度和压强均相同时,三种 气体的体积V(O2)V(Ne)V(H2)D.当它们的压强、体积和温度均相同时,三种 气体的质量m(H2)m(Ne)m(O2),B,迁移应用2 标准状况下,m g A气体和n g B 气体的分子数相同。下列说法不正确的是()A.同体积气体A和气体B的质量比为mnB.25时,1 kg气体A和1 kg气体B的分子数之 比为nmC.同温同压下,气体A和气体B的密度之比为 nmD.标准状况下,等质量的气体A和气体B的体积 之比为nm,
13、解析 在相同温度、压强下,相同体积的任何气体都具有相同数目的分子。由题意可知,m g A气体和n g B气体的物质的量相同。同温同压下,气体的密度与其相对分子质量(或摩尔质量)成正比,气体A和气体B的密度之比为mn,C错误。答案 C,【典例导析3】某物质A在一定条件下加热分解,产物都是气体。分解方程式为2A B+2C+2D。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d,则A的相对分子质量为()A.7d B.5dd D.2d解析 根据题给出的方程式知,完全分解后生成气体的平均摩尔质量=M(B)+2M(C)+2M(D)/5。根据题意=dM(H2)=d2 g/mol,则M(B)+2M(C)+2M(D)=5
14、=10d g/mol。又根据质量守恒定律:2M(A)=M(B)+2M(C)+2M(D)。所以M(A)=5d g/mol,Mr(A)=5d。,B,迁移应用3 由CO、H2和O2组成的混合气体 60 mL,在一定条件下恰好完全反应,测得生 成物在101 kPa、120下对空气的相对密度为1.293,则原混合气体中H2所占的体积分数为()A.B.C.D.,解析 由反应方程式2H2+O2 2H2O,2CO+O2 2CO2可推知CO和H2与O2反应时,体积之比皆为21,在一定条件下恰好完全反应时,则混合气体中CO和H2的体积之和为40 mL,O2的体积为,20 mL。生成物的平均摩尔质量为1.29329
15、 g/mol=37.5 g/mol,反应后的混合气体为CO2和H2O,则44 g/moln(CO2)+18 g/moln(H2O)=37.5 g/moln(O2)+n(H2O),求得n(CO2)=3n(H2O),则n(CO)=3n(H2)。据阿伏加德罗定律:相同的条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以H2与CO的体积之比为13,则40 mL混合气体中H2占10 mL,CO占30 mL。则原混合气体中H2所占的体积分数为10 mL/60 mL=。答案 A,要点三 以物质的量为核心的基本计算1.物质的量与其他物理量的关系熟练掌握下列恒等式:。式中n为物质的量,单位为mol;m为物质的质量,单
16、位为g;M为摩尔质量,单位为g/mol;V(g)为标准状况下气体体积,单位为L;Vm为标准状况下气体摩尔体积,单位为L/mol;N为粒子个数;NA为阿伏加德罗常数6.021023 mol-1;Q为物质的反应热,单位为J或kJ;H为摩尔反应热,单位为kJ/mol;c为物质的量浓度,单位为mol/L;V(aq)为溶液体积,单位为L;x为饱和溶液的质量,单位为g;S为溶解度,单位为g。,2.依据化学方程式的计算N2+3H2 2NH3物质的量之比13 2气体体积之比13 2物质的分子数之比13 2物质的质量之比286 34,【典例导析4】(1)20 g A 物质和14 g B物质完全反应,生成8.8
17、g C物质、3.6 g D物质和0.2 mol E物质,则E物质的摩尔质量为。(2)12.4 g Na2X含有0.4 mol Na+,Na2X的摩尔质量为,其相对分子质量为,X的相对原子质量为,该物质的化学式为。解析(1)依据质量守恒定律,m(E)=(20 g+14 g)-(8.8 g+3.6 g)=21.6 g 则=108 g/mol,(2)Na2X 2Na+X2-46+Ar(X)g 2 mol12.4 g 0.4 mol则则Ar(X)=16,X为O元素,其它各项由此而求出。答案(1)108 g/mol(2)62 g/mol 62 16 Na2O,迁移应用4 某气体的摩尔质量是M g/mol
18、,分子 数为X,在标准状况下所占的体积是V L,质量是 m g。某元素原子的摩尔质量是A g/mol,原子个 数是Y。阿伏加德罗常数为NA,试说明下列各式 表示的意义。(1)。(2)。(3)。(4)。(5)。,一个气体分子的质量,原子的物质的量,气体的密度,气体的物质的量,气体的密度,【典例导析5】在20时一钢性容器内部有一个 不漏气且可滑动的活塞将容器分隔成左右两室。左室充入N2,右室充入H2和O2,活塞正好停留 在离左端的1/4处(如图甲所示),然后点燃H2 和O2,反应完毕后恢复到原来温度,活塞恰好停在中间(如图乙所示),水蒸气的体积可忽略,则 反应前H2和O2的体积比可能是()图甲 图
19、乙 A.34B.45C.62D.73,解析 假定反应前N2的物质的量为1 mol,则H2和O2的物质的量之和为3 mol,反应后H2O为液态,剩余气体与N2的物质的量相同,为1 mol,反应掉H2和O2共2 mol。2H2+O2 2H2O若剩余H2:V(H2)V(O2)=n(H2)n(O2)=(2 mol+1 mol)(2 mol)=72若剩余O2:V(H2)V(O2)=n(H2):n(O2)=(2 mol)(2 mol+1 mol)=45。答案 B,迁移应用5 氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B。A为铵盐,B在标准 状况下为气态。在此反应中,若每有1体积氨气 参加反应
20、,同时有0.75体积氟气参加反应;若 每有8.96 L氨气(标准状况)参加反应,同时 生成0.3 mol A。(1)写出氨气和氟气反应的化学方程式:。(2)在标准状况下,每生成2.24 L B,转移电子的物质的量为 mol。,0.6,4NH3+3F2 3NH4F+NF3,题组一 物质的量、气体摩尔体积1.下列对“摩尔(mol)”的叙述不正确的是()A.摩尔是一个单位,用于计量物质所含微观粒 子的多少B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混 合物C.1 mol任何气体所含的气体分子数目都相等D.用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子 与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直 径,计量思路都是扩大
21、单位,对点训练,解析 本题考查用“摩尔(mol)”的意义。“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径,计量思路不一样,用“纳米”(而不用“米”)是缩小单位。答案 D,2.下列叙述正确的是()标准状况下,0.2 mol任何物质的体积均为4.48 L若1 mol气体的体积为22.4 L,则它一定处于标准状况下 标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同 标准状况下,1 g H2和14 g N2的体积相同 28 g CO的体积为22.4 L 两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大 同温同
22、压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比A.B.C.D.,D,3.(1)2 mol O2和3 mol O2的质量之比,分子 数之比,同温同压的密度之比,含氧原子 数之比,同温同压的体积之比。(2)O3与Cl2具有相似的性质,均可用于自来水的消毒。已知二者在消毒时均被还原为最低价态,则相同状况下10 L O3与 L Cl2的消毒能力相当。(3)气体化合物A分子式可表示为OxFy,已知同温同压下10 mL A受热分解生成15 mL O2和 10 mL F2,则A的化学式为,推断的依 据为。,解析(1)本题考查的是物质的量的应用,根据物质的量与其他量的关系把物质的量转化成要求的量,还考查了阿伏加德
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