第一章化学计量在实验中的应用 第一课时物质的量与阿伏伽德罗常数的应用 复习目标: 1、掌握物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常等概念 2、掌握以物质的量为中心,相互之间的转化关系 3、能够掌握考査NA题型的解答方法及技巧。 基础知识: 物质的量 (1)物质的量是七个基本物理量之一,其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。 符号为:n,单位为:摩尔(mo) 〖说明〗物质的量是用来描述微观粒子,如分子、原子、离子、电子、质子、中子等。在描 述的时候应该标明微观粒子的特定组合。如 Imola,或lmol氢原子 (2)物质的量的基准(NA):以0.012kg}2C所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物 质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为NA,其近似值为6.02×1023moll 、摩尔质量(M) 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位是gmol。如果g/md作为单位, 其数字上等于相对原子(分子)质量或式量。 、物质的量为中心的转化关系 各反应物和生成物的 成分元素的原子、离子的物质的量 物质的粒子数(原子 离子、分子、中子 602×10ymol7物质的量 气体物质的 质子、电子) 602x1023mol 阿伏加德罗定律 标况下气体的体积 「溶质的物质的量 溶质的物质的量浓度(mol (g) 分数100 【解题指导】阿佛加德罗常数考点命题陷阱归类分析 阿佛加德罗常数(用NA表示)涉及的知识面广,灵活性强,是高考的热点之一,主要 以选择题的形式(选择正确的或错误的)进行考査。分析近几年的高考试题,此类题型常以 选择题形式出现,容易引起学生错误的有以下几点 1、温度和压强:22.4L/mol是在标准状况(0℃,1.01×105Pa)下的气体摩尔体积。命 题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积,让考生与224Lmol进行转换,从而误入
1 第一章 化学计量在实验中的应用 第一课时 物质的量与阿伏伽德罗常数的应用 复习目标: 1、 掌握物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常等概念。 2、 掌握以物质的量为中心,相互之间的转化关系。 3、 能够掌握考查 NA 题型的解答方法及技巧。 基础知识: 一、物质的量 (1)物质的量是七个基本物理量之一,其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。 符号为:n ,单位为:摩尔(mol)。 〖说明〗物质的量是用来描述微观粒子,如分子、原子、离子、电子、质子、中子等。在描 述的时候应该标明微观粒子的特定组合。如 1molH,或 1mol 氢原子。 (2)物质的量的基准(NA):以 0.012kg12C 所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物 质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为 NA,其近似值为 6.02×1023 mol-1 二、摩尔质量(M) 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位是 g/mol 。如果 g/mol 作为单位, 其数字上等于相对原子(分子)质量或式量。 三、物质的量为中心的转化关系 【解题指导】阿佛加德罗常数考点命题陷阱归类分析 阿佛加德罗常数(用 NA 表示)涉及的知识面广,灵活性强,是高考的热点之一,主要 以选择题的形式(选择正确的或错误的)进行考查。分析近几年的高考试题,此类题型常以 选择题形式出现,容易引起学生错误的有以下几点: 1、温度和压强:22.4L/mol 是在标准状况(0 ℃,1.01×105Pa)下的气体摩尔体积。命 题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积,让考生与 22.4L/mol 进行转换,从而误入
陷阱 2、物质状态:22.4L/mo使用的对象是气体(包括混合气体)。命题者常把一些容易忽 视的液态或固态物质作为气体来命题,让考生落入陷阱。如SO3:常温下是固态:水:常温 下是液态。戊烷,辛烷常温下是液态等。 3、物质变化:一些物质间的变化具有一定的隐蔽性,有时需要借助方程式分析才能挖 掘出隐含的变化情况。考生若不注意挖掘隐含变化往往会误入陷阱。如NO2:存在与N2O4 的平衡 4、单质组成:气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如稀有气体 Ne:单原子分子)、三原子分子(如O3)、四原子分子(如P4)等。考生如不注意这点,极 容易误入陷阱。 5、粒子数目:粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1md微粒的 数目即为阿佛加德罗常数,由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目 命题者往往通过NA与粒子数目的转换,巧设陷阱。 例题精讲: 【例1】下列关于物质的量的叙述中,错误的是() A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子 B.0012kg1C中含有约6.02×1023个碳原子 C.1mol水中含有2mol氢和lmol氧 D.1 mol Ne含有602×1024个电子 〖解析〗因为有些物质是由分子组成例如水、硫酸等),有些物质是由离子组成(例如NaCl Ca(OH)2等),还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等),所以A的叙述是错误的。 碳是由原子构成的,根据规定,0012kg1C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数,其 近似值为602×1023mo-1,所以B的叙述是对的。根据规定,“使用摩尔表示物质的量时, 应该用化学式指明粒子的种类,而不使用该粒子的中文名称"。C中表示水的组成时,却用 名称表示,所以也是不正确的。氖原子核外有10个电子,则1moNe也应含有10×602 ×1023个电子,所以D的叙述是正确的。 〖答案〗AC 【例2】(2010福建卷)7.MA表示阿伏伽德罗常数,下列判断正确的是 A.在18g18O2中含有MA个氧原子 B.标准状况下,22.4L空气含有NA个单质分子 C.1 molcI2参加反应转移电子数一定为2NA D.含NA个Na的Na2O溶解于1L水中,Na的物质的量浓度为mol·Ll 〖解析〗本题考察阿弗加德罗常数的计算和判断 A18g1802正好是0.5mo,一个氧分子正好含有两个氧原子,所以氧原子的物质的量为
2 陷阱。 2、物质状态:22.4L/mol 使用的对象是气体(包括混合气体)。命题者常把一些容易忽 视的液态或固态物质作为气体来命题,让考生落入陷阱。如 SO3:常温下是固态;水:常温 下是液态。戊烷,辛烷常温下是液态等。 3、物质变化:一些物质间的变化具有一定的隐蔽性,有时需要借助方程式分析才能挖 掘出隐含的变化情况。考生若不注意挖掘隐含变化往往会误入陷阱。如 NO2:存在与 N2O4 的平衡。 4、单质组成:气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如稀有气体 Ne:单原子分子)、三原子分子(如 O3)、四原子分子(如 P4)等。考生如不注意这点,极 容易误入陷阱。 5、粒子数目:粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1mol 微粒的 数目即为阿佛加德罗常数,由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。 命题者往往通过 NA 与粒子数目的转换,巧设陷阱。。 例题精讲: 【例 1】下列关于物质的量的叙述中,错误的是( ) A.1 mol 任何物质都含有 6.02×1023 个分子 B.0.012 kg 12C 中含有约 6.02×1023 个碳原子 C.1 mol 水中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧 D.1 mol Ne 含有 6.02×1024 个电子 〖解析〗因为有些物质是由分子组成(例如水、硫酸等),有些物质是由离子组成(例如 NaCl、 Ca(OH)2 等),还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等),所以 A 的叙述是错误的。 碳是由原子构成的,根据规定,0.012 kg 12C 中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数,其 近似值为 6.02×1023 mol-1,所以 B 的叙述是对的。根据规定,“使用摩尔表示物质的量时, 应该用化学式指明粒子的种类,而不使用该粒子的中文名称 ............”。C 中表示水的组成时,却用 名称表示,所以也是不正确的。氖原子核外有 10 个电子,则 1 mol Ne 也应含有 10×6.02 ×1023个电子,所以 D 的叙述是正确的。 〖答案〗AC 【例 2】(2010 福建卷)7.NA 表示阿伏伽德罗常数,下列判断正确的是 A.在 18g 18O2 中含有 NA 个氧原子 B.标准状况下,22.4L 空气含有 NA 个单质分子 C.1 molCl2 参加反应转移电子数一定为 2NA D.含 NA 个 Na+的 Na2O 溶解于 1L 水中,Na+的物质的量浓度为 mol·L -1 〖解析〗本题考察阿弗加德罗常数的计算和判断 A 18 g18O2 正好是 0.5mol,一个氧分子正好含有两个氧原子,所以氧原子的物质的量为
1mol,即为1NA B空气是混合物 c在氯气与水的反应中,1mod2就只转移1NA的电子 D所得溶液中含NA个Na+,可得氢氧化钠的物质的量为1mol,但这时候溶液不是1L, 所以物质的量浓度不是1mol/L 〖答案〗A 课后练习 1.(07年宁夏理综·10)若NA表示阿佛加德罗常数,下列说法正确的是 A.1 mol Cl2作为氧化剂得到的电子数为NA B.在0℃,10kPa时,224L氢气中含有NA个氢原子 C.14g氮气中含有7NA个电子 D.NA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的质量比为7:4 〖答案〗C 2.(07年广东化学3)下列叙述正确的是 A.48gO3气体含有6.02×1023个O3分子 B.常温常压下,46gNO2气体含有1.81×1023个NO2分子 C.0.5 mol-L I CuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+ D.标准状况下,33.6LH2O含有9.03×1023个H2O分子 〖答案〗A 3.(07年广东理基·22)已知阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是 A.2mol重水含有NA个D2O分子 B.1g氢气含有NA个H分子 C.2mol钠与过量稀盐酸反应生成NA个H2分子D.22.4L水含有NA个H2O分子 〖答案〗C 4.(08年广东化学10)设阿伏加德罗常数(NA)的数值为n,下列说法正确的是 A.1 mol cl2与足量Fe反应,转移的电子数为3n4 B.1.5 mol no2与足量H2O反应,转移的电子数为n4 C.常温常压下,46g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3n D.0.10moFe粉与足量水蒸气反应生成的H2分子数为0.10mA 〖答案〗BC 5.(08年广东理基19)能表示阿伏加德罗常数的数值是C A.1mol金属钠含有的电子数B.标准状况下,22.4L苯所含的分子数 C.0.012g12C所含的原子数D. LI mol/L的硫酸溶液中所含的H
3 1mol,即为 1 NA B 空气是混合物 C 在氯气与水的反应中,1molCl2 就只转移 1 NA 的电子 D 所得溶液中含 NA 个 Na+,可得氢氧化钠的物质的量为 1mol,但这时候溶液不是 1L, 所以物质的量浓度不是 1mol/L. 〖答案〗A[来源:学|科|网 Z|X|X|K] 课后练习: 1.(07 年宁夏理综·10)若 NA 表示阿佛加德罗常数,下列说法正确的是 A.1 mol Cl2 作为氧化剂得到的电子数为 NA B.在 0℃,101kPa 时,22.4L 氢气中含有 NA 个氢原子 C.14g 氮气中含有 7NA 个电子 D.NA 个一氧化碳分子和 0.5 mol 甲烷的质量比为 7︰4 〖答案〗C 2.(07 年广东化学·3)下列叙述正确的是 A.48gO3 气体含有 6.02×1023 个 O3 分子 B.常温常压下,4.6gNO2 气体含有 1.81×1023 个 NO2 分子 C.0.5mol·L- 1CuCl2 溶液中含有 3.01×1023 个 Cu2+ D.标准状况下,33.6LH2O 含有 9.03×1023 个 H2O 分子 〖答案〗A 3.(07 年广东理基·22)已知阿伏加德罗常数为 NA,下列说法正确的是 A.2 mol 重水含有 NA 个 D2O 分子 B.1 g 氢气含有 NA 个 H2 分子 C.2 mol 钠与过量稀盐酸反应生成 NA 个 H2 分子 D.22.4 L 水含有 NA 个 H2O 分子 〖答案〗C 4.(08 年广东化学·10)设阿伏加德罗常数(NA)的数值为 nA,下列说法正确的是 A.1 mol Cl2 与足量 Fe 反应,转移的电子数为 3nA B.1.5 mol NO2 与足量 H2O 反应,转移的电子数为 nA C.常温常压下,46 g 的 NO2 和 N2O4 混合气体含有的原子数为 3nA D.0.10mol Fe 粉与足量水蒸气反应生成的 H2 分子数为 0.10nA 〖答案〗BC 5.(08 年广东理基·19)能表示阿伏加德罗常数的数值是 C A.1 mol 金属钠含有的电子数 B.标准状况下,22.4L 苯所含的分子数 C.0.012 g 12C 所含的原子数 D.1 L1 mol/L 的硫酸溶液中所含的 H+
〖答案〗C 6.(08年江苏化学3)用M表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是C A.常温常压下的336L氯气与27g铝充分反应,转移电子数为3N4 B.标准状况下,2.4L己烷中共价键数目为19N C.由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子,其中的氧原子数为2N4 D.1L浓度为1molL的Na2CO3溶液中含有M4个CO32 〖答案〗c 7.(09年福建理综·8)设M为阿伏伽德罗常数,下列叙述正确的是 A.24g镁的原子量最外层电子数为NA B.lL0. Imol- L乙酸溶液中H数为0.lNA C.1mol甲烷分子所含质子数为10NAD.标准状况下,224L乙醇的分子数为MA 〖答案〗C 8.(09年广东化学6)设MA代表阿伏加德罗常数(NA)的数值,下列说法正确的是 A.1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为NA B.乙烯和环丙烷(C3H。)组成的28g混合气体中含有3NA个氢原子 C.标准状况下,22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA D.将0.1mol氯化铁溶于1L水中,所得溶液含有0. INA Fe”+ 〖答案〗C 9.(09年江苏化学4)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A.25℃时,pH=13的10LBa(OH)溶液中含有的OH数目为0.2NA B.标准状况下,2.24LCl2与过量稀NaOH溶液反应,转移的电子总数为0.2NA C.室温下,21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA D.标准状况下,22.4L甲醇中含有的氧原子数为1.0NA 〖答案〗C 10.(09年山东理综10)下列关于氯的说法正确的是 A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂 B.若1C1、1若Cl为不同的核素,有不同的化学性质学科 C.实验室制备Cl2,可用排放和食盐水集气法收集 D.1.12LCl2含有1.7NA个质子(NA表示阿伏伽德罗常数) 〖答案〗C 11.(09年海南化学·8)下列叙述正确的是(用MA代表阿伏加德罗常数的值) A.24g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA B.1 molHCI气体中的粒子数与05mo/L盐酸中溶质粒子数相等 C.在标准状况下,224LCH4与18gH2O所含有的电子数均为10NA D.CO和N2为等电子体,224L的CO气体与 ImoI n2所含的电子数相等 〖答案〗C 12.(2010四川理综卷)7.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.标准状况下,2,4L二氯甲烷的分子数约为NA个
4 〖答案〗C 6.(08 年江苏化学·3)用 NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 C A.常温常压下的 33.6 L 氯气与 27 g 铝充分反应,转移电子数为 3NA B.标准状况下,22.4 L 己烷中共价键数目为 19NA C.由 CO2 和 O2 组成的混合物中共有 NA 个分子,其中的氧原子数为 2NA D.1 L 浓度为 1 mol·L-1 的 Na2CO3 溶液中含有 NA 个 CO3 2- 〖答案〗C 7.(09 年福建理综·8)设 NA 为阿伏伽德罗常数,下列叙述正确的是 A.24g 镁的原子量最外层电子数为 NA B.1L0.1mol·L-1 乙酸溶液中 H +数为 0.1NA C.1mol 甲烷分子所含质子数为 10NA D.标准状况下,22.4L 乙醇的分子数为 NA 〖答案〗C 8.(09 年广东化学·6)设 NA 代表阿伏加德罗常数(NA )的数值,下列说法正确的是 A.1 mol 硫酸钾中阴离子所带电荷数为 NA B.乙烯和环丙烷(C3H6 )组成的 28g 混合气体中含有 3NA 个氢原子 C.标准状况下,22.4L 氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为 NA D.将 0.1mol 氯化铁溶于 1L 水中,所得溶液含有 0.1NA Fe3+ 〖答案〗C 9.(09 年江苏化学·4)用 NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A.25℃时,pH=13 的 1.0L Ba(OH)2 溶液中含有的 OH-数目为 0.2NA B.标准状况下,2.24L Cl2 与过量稀 NaOH 溶液反应,转移的电子总数为 0.2NA C.室温下,21.0g 乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为 1.5NA D.标准状况下,22.4L 甲醇中含有的氧原子数为 1.0NA 〖答案〗C 10.(09 年山东理综·10)下列关于氯的说法正确的是 A.Cl2 具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂 B.若35 17 Cl、37 17 若 Cl 为不同的核素,有不同的化学性质学科 C.实验室制备 Cl2,可用排放和食盐水集气法收集 D.1.12LCl2 含有 1.7NA 个质子(NA 表示阿伏伽德罗常数) 〖答案〗C 11.(09 年海南化学·8)下列叙述正确的是(用 NA 代表阿伏加德罗常数的值) A.2.4g 金属镁变为镁离子时失去的电子数为 0.1NA B.1molHCl 气体中的粒子数与 0.5 mo1/L 盐酸中溶质粒子数相等 C.在标准状况下,22.4LCH4 与 18gH2O 所含有的电子数均为 10 NA D.CO 和 N2 为等电子体,22.4L 的 CO 气体与 lmol N2 所含的电子数相等 〖答案〗C 12.(2010 四川理综卷)7. NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.标准状况下,22.4L 二氯甲烷的分子数约为 NA 个
B.盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子,则SO2的物质的量为0.5mol C.176g丙烷中所含的极性共价键为4NA个 D.电解精炼铜时,若阴极得到电子数为2NA个,则阳极质量减少64g 〖答案〗B 13.(10广东理综卷)8设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是 A.16gCH4中含有4NA个C-H键 B.1moL1NaCI溶液含有MA个Nat C. Imol Cu和足量稀硝酸反应产生MA个NO分子 D.常温常压下,22.4LCO2中含有NA个CO2分子 〖答案〗A 14.(2010山东卷)9.16O和1O是氧元素的两种核素,NA表示阿伏伽德罗常数,下列说法 正确的是 A.16O2与18O2互为同分异构体 B.1O2与18O2核外电子排布方式不同 C.通过化学变化可以实现1O与180间的相互转化 D.标准状况下,1.12L1O2和1.12L18O2均含有0.1N4个氧原子 〖答案〗D 15.(2010福建卷)7.NA表示阿伏伽德罗常数,下列判断正确的是 在18g8O2中含有MA个氧原子 B.标准状况下,22.4L空气含有M个单质分子 C.1 molcI2参加反应转移电子数一定为2NA D.含NA个Na的NaO溶解于1L水中,Na的物质的量浓度为mol·Ll 〖答案〗A 16.(2010上海卷)7.NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是 A.等物质的量的N2和CO所含分子数均为N B.17gHO2中含有的电子数为09NA C. Imol Na2O2固体中含离子总数为4NA D.标准状况下,2.24L戊烷所含分子数为0.1N 〖答案〗B
5 B.盛有 SO2 的密闭容器中含有 NA 个氧原子,则SO2 的物质的量为 0.5mol C.17.6g 丙烷中所含的极性共价键为 4 NA 个 D.电解精炼铜时,若阴极得到电子数为 2 NA 个,则阳极质量减少 64g 〖答案〗B 13.(10 广东理综卷)8.设 NA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是 A.16g CH4 中含有 4NA 个 C-H 键 B.1mol·L -1 NaCl 溶液含有 NA 个 Na+ C.1mol Cu 和足量稀硝酸反应产生 NA 个 NO 分子 D.常温常压下,22.4LCO2 中含有 NA 个 CO2 分子 〖答案〗A 14.(2010 山东卷)9. 16O 和 18O 是氧元素的两种核素,NA 表示阿伏伽德罗常数,下列说法 正确的是 A. 16O2 与 18O2 互为同分异构体 B.16O2 与 18O2 核外电子排布方式不同 C.通过化学变化可以实现 16O 与 18O 间的相互转化 D.标准状况下,1.12L16O2 和 1.12L18O2 均含有 0.1NA 个氧原子 〖答案〗D 15.(2010 福建卷)7.NA 表示阿伏伽德罗常数,下列判断正确的是 A.在 18g 18O2 中含有 NA 个氧原子 B.标准状况下,22.4L 空气含有 NA 个单质分子 C.1 molCl2 参加反应转移电子数一定为 2NA D.含 NA 个 Na+的 Na2O 溶解于 1L 水中,Na+的物质的量浓度为 mol·L -1 〖答案〗A 16.(2010 上海卷)7.NA 表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是 A.等物质的量的 N2 和 CO 所含分子数均为 NA B.1.7g H2O2 中含有的电子数为 0.9 NA C.1mol Na2O2 固体中含离子总数为 4 NA D.标准状况下,2.24L 戊烷所含分子数为 0.1 NA 〖答案〗B
第二课时气体摩尔体积与阿伏伽德罗定律 复习目标 1、掌握气体摩尔体积的概念。 2、掌握阿伏伽德罗定律的应用。 基础知识: 、气体的摩尔体积 ①定义:单位物质的量的气体所占的体积,叫做气体摩尔体积 ②表示符号:V ③单位:Lmo(或Lmol-) ④标准状况下,气体摩尔体积约为224L/mo ⑤数学表达式:气体的摩尔体积=气体的物质的量’即vy 气体所占的体积 ⑥气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积(V)。在标准状况下,1mol 任何气体的体积都约等于224L。在理解标准状况下的气体摩尔体积时,不能简单地认为 “2.4L就是气体摩尔体积”,因为这个22.4L是有特定条件的。这些条件就是 ①标准状况,即0℃和101.325kPa,气体的物质的量为1mol,只有符合这些条件的气 体的体积才约是224L。因此,22.4L是1mol任何气体在标准状况下的体积。 ②这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况,而不指其他外界条件的状况。例如 “1molH2O(g)在标准状况下的体积为224L”是不正确的,因为在标准状况下,我们是无法 得到气态水的。 ③lmol任何气体的体积若为24L,它所处的状况不一定就是标准状况。根据温度 压强对气体分子间平均距离的影响规律知,温度升高一倍或压强降低一半,分子间距将增大 倍;温度降低一半或压强增大一倍,分子间距将减小一半。由此可知,1mo任何气体在 0℃、101kPa条件下的体积与273℃、202kPa条件下的体积应相等,都约为224L 二、阿伏伽德罗定律 1.阿伏加德罗定律: 在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。即:T1=T2;P1=P2;V1=V2→n1=n2 2.阿伏加德罗定律的推论: 原理:同T、P下 2N2n2 N 气体状态方程P=nRT (1)三正比 同温同压下,气体的体积比等于它们的物质的量之比 同温同体积下,气体的压强比等于它们的物质的量之 同温同压下,气体的密度比等于它们的相对分子质量之比 M2
6 第二课时 气体摩尔体积与阿伏伽德罗定律 复习目标: 1、 掌握气体摩尔体积的概念。[来源:Z* x x *k.Com] 2、 掌握阿伏伽德罗定律的应用。 基础知识: 一、气体的摩尔体积 ①定义:单位物质的量的气体所占的体积,叫做气体摩尔体积。 ②表示符号:Vm ③单位:L/mol(或 L·mol-1) ④标准状况下,气体摩尔体积约为 22.4L/mol ⑤数学表达式:气体的摩尔体积=气体所占的体积 气体的物质的量 , 即 Vm= V n ⑥气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积(V0)。在标准状况下,1mol 任何气体的体积都约等于 22.4 L。在理解标准状况下的气体摩尔体积时,不能简单地认为 “22.4 L 就是气体摩尔体积”,因为这个 22.4 L 是有特定条件的。这些条件就是: ①标准状况,即 0℃和 101.325 kPa,气体的物质的量为 1 mol,只有符合这些条件的气 体的体积才约是 22.4 L。因此,22.4 L 是 1 mol 任何气体在标准状况下的体积。 ②这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况,而不指其他外界条件的状况。例如, “1 mol H2O(g )在标准状况下的体积为 22.4 L”是不正确的,因为在标准状况下,我们是无法 得到气态水的。 ③1mol 任何气体的体积若为 22.4 L,它所处的状况不一定就是标准状况。根据温度、 压强对气体分子间平均距离的影响规律知,温度升高一倍或压强降低一半,分子间距将增大 一倍;温度降低一半或压强增大一倍,分子间距将减小一半。由此可知,1 mol 任何气体在 0℃ 、101 kPa 条件下的体积与 273℃ 、202kPa 条件下的体积应相等,都约为 22.4L。 二、阿伏伽德罗定律 1.阿伏加德罗定律: 在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。即:T1=T2;P1=P2 ;V1=V2 n1 = n2 2.阿伏加德罗定律的推论: 原理:同 T、P 下,V1 V2 = N1 N2 = n1 n2 ① n= N NA = m M = V Vm ② 气体状态方程 PV=nRT ③ (1)三正比: 同温同压下,气体的体积比等于它们的物质的量之比V1 V2 = n1 n2 同温同体积下,气体的压强比等于它们的物质的量之比P1 P2 = n1 n2 同温同压下,气体的密度比等于它们的相对分子质量之比M1 M2 = ρ1 ρ2
(2)二反比 同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反 V M2 同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量的反比 (3)连比: 同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比,也等于它们的 密度之比。 m2 M2 P2 (注:以上用到的符号:p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为温度:上述定律及其推论仅适用于气体,不适用于固体或液体。) 【强调】阿伏伽德罗定律及推论的复习不在于死记硬背,要能够推导,灵活运用。 3、混合气体的平均摩尔质量 (1)已知混合物质的总质量m(泪和总物质的量m(混:Mm=m (2)已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数 M混)=M(A)x(A+M(B)×(B)+ (3)已知标准状况下混合气体的密度:Ma=224p(2) 4、已知同温同压下与单一气体A的相对密度。M滋_叫(淘 M4p(4 例题精讲: 【例1】判断下列说法是否正确?并说明理由 1.常温常压下,11.2L氧气所含的原子数为N 2.在25℃,压强为1.01×105Pa时,11.2L氮气所含的原子数目为N 3.标准状况下的22.4L辛烷完全燃烧,生成CO2分子数为8N 4.标准状况下,11.2L四氯化碳所含分子数为0.5N 5.标准状况下,1L水所含分子数为(1/22.4)N 6.标准状况下,11.2LS03中含1.5N个氧原子 〖解析〗1、标准状况下,112L氧气为0.5mol,其所含原子数为NA。而常温常压(25℃ 101×105Pa)下,1.2L氧气物质的量小于0.5mol,其所含原子数必小于NA,故叙述错误。 2、本题叙述错误,分析方法同上。 3、4、5题中的辛烷、四氯化碳、水在标准状况下均为液体,第6题中SO3在标准状况下为 固体。故都不正确 【例2】(2007全国I理综)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都
7 (2)二反比: 同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反比V1 V2 = M2 M1 同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量的反比ρ1 ρ2 = M2 M1 。 (3)一连比: 同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比,也等于它们的 密度之比。 m1 m2 = M1 M2 = ρ1 ρ2 [来源:学科网] (注:以上用到的符号: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 为温度;上述定律及其推论仅适用于气体,不适用于固体或液体。) 【强调】阿伏伽德罗定律及推论的复习不在于死记硬背,要能够推导,灵活运用。 3、混合气体的平均摩尔质量 (1)已知混合物质的总质量 m(混)和总物质的量 n(混):M(混)= m(混) n(混) (2)已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数。 M(混)= M (A)(A) + M (B)(B) + (3)已知标准状况下混合气体的密度:M(混)=22.4ρ(混) 4、已知同温同压下与单一气体 A 的相对密度:M(混) M(A) = ρ(混) ρ(A) 例题精讲: 【例 1】判断下列说法是否正确?并说明理由 1.常温常压下,11.2L 氧气所含的原子数为 NA 2.在 25℃,压强为 1.01×105 Pa 时,11.2L 氮气所含的原子数目为 NA 3.标准状况下的 22.4L 辛烷完全燃烧,生成 CO2 分子数为 8NA 4.标准状况下,11.2L 四氯化碳所含分子数为 0.5NA 5.标准状况下,1L 水所含分子数为(1/22.4)NA 6.标准状况下,11.2L SO3 中含 1.5NA 个氧原子 〖解析〗1、标准状况下,11.2L 氧气为 0.5mol,其所含原子数为 NA。而常温常压(25℃, 1.01×105 Pa)下,11.2L 氧气物质的量小于 0.5mol,其所含原子数必小于 NA,故叙述错误。 2、本题叙述错误,分析方法同上。 3、4、5 题中的辛烷、四氯化碳、水在标准状况下均为液体,第 6 题中 SO3 在标准状况下为 固体。故都不正确。 【例 2】(2007·全国Ⅰ理综)在三个密闭容器中分别充入 Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都
相同时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是() A. P(Ne)>p(H2)>p(O2) B P(O2)>p(Ne)>p(H2 C P(H2)>p(O2)>P(Ne) D P(H2)>p(Ne)>p(O2) 〖答案〗D 〖解析〗依据阿伏加德罗定律,同温度、同体积的气体的压强与气体的物质的量成正比,解 题的关键是比较三种气体物质的量。设三个密闭容器体积相同当密度都相同时由m=pV 可知三种气体的质量相同,设每种气体的质量都是1g,则其物质的量分别为:n(Ne)= 18gm0-1,n(H22Bmo-/n(02)=1g,则:n(H)>n(Ne)>n (O2),所以:p(H2)>p(Ne)>p(O2 〖点拔〗比较气体压强大小,同学们习惯于用阿伏加德罗定律及其常见的几个推论来分析, 但本题不能直接用阿伏加德罗定律及其推论解答,试题有一定难度。本题可用理想气体状 态方程来解,pV= nRTEpV=Rp= IRTs p=Rr,所以在温度和密度都相同时, 气体的压强(p)与分子量成反比。 【例3】标准状况下,mgA气体和ngB气体的分子数相同,下列说法不正确的是() A.同体积的气体A和气体B的质量比为mn B.25℃时,1Kg气体A和气体B的分子数之比为nm C.同温同压下,气体A和气体B的密度之比为nm D.标准状况下,等质量的气体A和气体B的体积之比为nm 〖答案〗C 【例4】由CO、H2和O2组成的混合气体60ml,在一定的条件下恰好完全反应,测得生成 物在101KPa,120℃下对空气的相对密度为1293,则混合气体中H2所含的体积分数为() 〖答案〗A 课后练习: (2007海南4)下列叙述正确的是() A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定 B.一定温度、压强下,气体体积由其物质的量的多少决定
8 相同时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是( ) A.p(Ne)>p(H2)>p(O2) B.p(O2)>p(Ne)>p(H2) C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2) 〖答案〗D 〖解析〗依据阿伏加德罗定律,同温度、同体积的气体的压强与气体的物质的量成正比,解 题的关键是比较三种气体物质的量。设三个密闭容器体积相同,当密度都相同时,由 m=ρV, 可知三种气体的质量相同,设每种气体的质量都是 1g,则其物质的量分别为:n(Ne)= 1g 20.18 g·mol–1 ,n(H2)= 1g 2 g·mol–1 ,n(O2)= 1g 32 g·mol–1 ,则:n(H2)>n(Ne)>n (O2),所以:p(H2)>p(Ne)>p(O2)。 〖点拨〗比较气体压强大小,同学们习惯于用阿伏加德罗定律及其常见的几个推论来分析, 但本题不能直接用阿伏加德罗定律及其推论解答,试题有一定难度。本题可用理想气体状 态方程来解, pV=nRTpV= m M RT p= m VMRT p= ρ M RT,所以在温度和密度都相同时, 气体的压强(p)与分子量成反比。 【例 3】标准状况下,mg A 气体和 ngB 气体的分子数相同,下列说法不正确的是 ( ) A.同体积的气体 A 和气体 B 的质量比为 m:n B.25℃时,1Kg 气体 A 和气体 B 的分子数之比为 n:m C.同温同压下,气体 A 和气体 B 的密度之比为 n:m D.标准状况下,等质量的气体 A 和气体 B 的体积之比为 n:m 〖答案〗C 【例 4】由 CO、H2 和 O2 组成的混合气体 60ml,在一定的条件下恰好完全反应,测得生成 物在 101KPa,120℃下对空气的相对密度为 1.293,则混合气体中 H2 所含的体积分数为 () A.1 6 B. 2 3 C. 1 4 D. 1 3 〖答案〗A 课后练习: 1.(2007 海南·4)下列叙述正确的是( ) A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定 B.一定温度、压强下,气体体积由其物质的量的多少决定
C.气体摩尔体积是指lmol任何气体所占的体积为22.4L D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等 〖答案〗B 〖考点〗本题考查了阿伏加德罗定律及其应用。 〖解析〗由PV=nRT可知:气体的体积在温度、压强一定时,体积与物质的量成正比;当 分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离,而不是分子本身体积的 大小。所以A、D错;B正确;只有标况下气体摩尔体积才近似为22.4L/mol 2.(08年海南化学3)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容 器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是() A.甲的分子数比乙的分子数多 B.甲的物质的量比乙的物质的量少 C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量 小 〖答案〗B p(甲) 〖解析〗根据阿伏加德罗定律可知同温同压下气体的密度之比等于摩尔质量之比 p(乙) 由于—>1,所以M甲)>M乙);由于它们的质量相等,所以甲的物质的量比乙 的物质的量少,甲的分子数比乙少;由于它们的外界条件相同,所以它们的摩尔体积相同。 3.(08年海南化学·5)设M为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是: A.标准状况下,56L四氯化碳含有的分子数为0.25N4 B.标准状况下,14g氮气含有的核外电子数为5N4 C.标准状况下,22.4L任意比的氢气和氯气的混合气体中含有的分子总数均为N4 D.标准状况下,铝跟氢氧化钠溶液反应生成1mol氢气时,转移的电子数为N 〖答案〗C 〖解析〗选项A中CCl4在标准状况下为液体,所以其物质的量时不能用n=V2.4计算, 选项B中n(N2)=05mol, I moIN2中含有14mo电子,所以0.5moN2含有7NA;选项C中在 标准状况下,224L的气体为1mol,不管是混合气体还是纯净的气体,所含的分子数均为 NA;选项D中生成 Mold2,转移的电子数必定为2NA
9 C.气体摩尔体积是指 1mol 任何气体所占的体积为 22.4L D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等 〖答案〗B 〖考点〗本题考查了阿伏加德罗定律及其应用。 〖解析〗由 PV=nRT 可知:气体的体积在温度、压强一定时,体积与物质的量成正比;当 分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离,而不是分子本身体积的 大小。 所以 A、D 错;B 正确;只有标况下气体摩尔体积才近似为 22.4L/mol。 2.(08 年海南化学·3)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容 器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是 ( ) A.甲的分子数比乙的分子数多 B.甲的物质的量比乙的物质的量少 C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量 小 〖答案〗B 〖解析〗根据阿伏加德罗定律可知同温同压下气体的密度之比等于摩尔质量之比,即 ρ(甲) ρ(乙) = M(甲) M(乙) ,由于 ρ(甲) ρ(乙) >1,所以 M(甲)>M(乙);由于它们的质量相等,所以甲的物质的量比乙 的物质的量少,甲的分子数比乙少;由于它们的外界条件相同,所以它们的摩尔体积相同。 3.(08 年海南化学·5)设 NA 为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是: A.标准状况下,5.6 L 四氯化碳含有的分子数为 0.25NA B.标准状况下,14 g 氮气含有的核外电子数为 5NA C.标准状况下,22.4 L 任意比的氢气和氯气的混合气体中含有的分子总数均为 NA D.标准状况下,铝跟氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 氢气时,转移的电子数为 NA 〖答案〗C 〖解析〗选项 A 中 CCl4 在标准状况下为液体,所以其物质的量时不能用 n=V/22.4 计算, 选项 B 中 n(N2)=0.5mol,1molN2 中含有 14mol 电子,所以 0.5molN2 含有 7NA;选项 C 中在 标准状况下,22.4L 的气体为 1mol,不管是混合气体还是纯净的气体,所含的分子数均为 NA;选项 D 中生成 1molH2,转移的电子数必定为 2NA
4.(09年宁夏理综7)将224L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积 112L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为 A. NO B. N20 C. N20 D. N2 O4 〖答案〗A 〖解析〗根据2NO+2yCu=2 yUo-+xN2,以及题中数据反应后气体体积为反应前气体体积 的一半,可以得到x=1,因此只有A选项符合题意 【点评】本题主要考查气体摩尔体积,阿伏伽德罗常数等知识,题目较为老套,而且这种题 目在若干年前就已经经常出现了 5.(2010·模拟精选,广东佛山检测)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气 体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是() A.甲的分子数比乙的分子数多 B.甲的物质的量比乙的物质的量小 C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小 〖解析〗同温同压下甲的密度大于乙的密度,说明甲分子的相对分子质量大,故在等质量的 前提下,甲的物质的量少 〖答案〗B 6.在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这 三种气体的压强(P)从大到小的顺序是() A. P(Ne)>p(H2)>P(O) B. P(Ozp(Ne)>p(H2) C. P(H2> p(op(Ne) D. p(H2)>P(Ne)p(oz) 〖解析〗根据阿伏加德罗定律可知,当气体的温度和密度相同时,压强与摩尔质量成反比, 摩尔质量由小到大的顺序为H2<Ne<O 〖答案〗D 7.将25gA、5gB和10gC的混合物加热,充分反应后,分析混合物成分,其中含A10g、 C21g,还有一种新物质D,则该反应中反应物的质量比为,若A、B、C、D四 种物质的式量分别为30、20、4448。则该反应的化学方程式为: 〖解析〗由题意知,反应消耗15gA和5gB,根据质量守恒定律生成1gC的同时生成9g
10 4.(09 年宁夏理综·7)将 22.4L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积 11.2L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为 A.NO2 B.N2O2 C.N2O D.N2O4 〖答案〗A 〖解析〗根据 2NxOy+2yCu=2yCuO+xN2,以及题中数据反应后气体体积为反应前气体体积 的一半,可以得到 x=1,因此只有 A 选项符合题意。 【点评】本题主要考查气体摩尔体积,阿伏伽德罗常数等知识,题目较为老套,而且这种题 目在若干年前就已经经常出现了。 5.(2010·模拟精选,广东佛山检测)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气 体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是( ) A.甲的分子数比乙的分子数多 B.甲的物质的量比乙的物质的量小 C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小 〖解析〗同温同压下甲的密度大于乙的密度,说明甲分子的相对分子质量大,故在等质量的 前提下,甲的物质的量少。 〖答案〗B 6.在三个密闭容器中分别充入 Ne、H2、O2 三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这 三种气体的压强(p)从大到小的顺序是( ) A.p(Ne)>p(H2)>p(O2) B.p(O2)>p(Ne)>p(H2) C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2) 〖解析〗根据阿伏加德罗定律可知,当气体的温度和密度相同时,压强与摩尔质量成反比, 摩尔质量由小到大的顺序为 H2<Ne<O2。 〖答案〗D 7.将 25 g A、5 g B 和 10 g C 的混合物加热,充分反应后,分析混合物成分,其中含 A 10 g、 C 21 g,还有一种新物质 D,则该反应中反应物的质量比为________,若 A、B、C、D 四 种物质的式量分别为 30、20、44、18。则该反应的化学方程式为:________________________。 〖解析〗由题意知,反应消耗 15 g A 和 5 g B,根据质量守恒定律生成 11 g C 的同时生成 9 g