高考化学复习第1章化学计量在实验中的应用第1节物质的量气体摩尔体积教学案新人教版Word格式.docx
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[答案]
(1)×
(2)√ (3)×
(4)×
(5)√
有一瓶氯化钠试剂的标签如图所示,仔细观察该标签,然后回答下列问题:
(1)该瓶未开封的试剂中含NaCl的质量为________,物质的量约为________。
(2)从上述试剂瓶中取出0.5g样品配成溶液,溶液中Na+与Cl-总数目约为________(用数值表示)。
[答案]
(1)480g 8.2mol
(2)9.88×
1021
命题点1 基本概念的理解与应用
1.下雪时,常用融雪剂清理路面,醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。
下列关于1molCH3COOK的叙述正确的是( )
A.1molCH3COOK含有1mol钾元素
B.CH3COOK的摩尔质量为98g
C.1molCH3COOK含有2mol氧
D.1molCH3COOK含有约3×
6.02×
1023个H
D [元素是一个宏观概念,A项错误;
CH3COOK的摩尔质量为98g·
mol-1,B项错误;
“2mol氧”中“氧”是指氧原子还是指氧分子,说法不明确,C项错误;
1molCH3COOK含有3molH,所以1molCH3COOK约含有3×
1023个H,D项正确。
]
2.(2019·
荆州模拟)草酸(分子式为H2C2O4,沸点:
150℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。
下列有关判断不正确的是( )
A.若1mol草酸中含a个碳原子,则阿伏加德罗常数为
B.1mol草酸中约含有6.02×
1023个分子
C.45g草酸中约含有1.204×
1024个氧原子
D.草酸分子中碳与氧原子的物质的量之比为1∶2
A [阿伏加德罗常数的单位为mol-1,
无单位,A错误。
解题“三注意”
(1)审题时要注意常用计量的使用范围和条件。
(2)分析时要注意常用计量的单位运用。
(3)计算分子中含有的原子数目时要注意分子的组成。
命题点2 n、M、m、N的相关计算与换算
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,回答下列问题。
(1)0.3molH2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
(2)12g乙烷中所含共价键的物质的量是________。
(3)分子数为0.5NA的CO2分子的质量是________。
[解析]
(2)乙烷的结构式为
1mol乙烷分子中含有7mol共价键。
[答案]
(1)0.2NA
(2)2.8mol
(3)22g
4.
(1)若12.4gNa2X中含有0.4mol钠离子,Na2X的摩尔质量是________,X的相对原子质量是________。
(2)某矿泉水的规格为560mL,若喝一瓶该矿泉水,则进入体内的H2O分子数约为______个(用数值表示)。
[解析]
(1)n(Na2X)=0.2mol,M(Na2X)=
=62g·
(2)水的密度约为1g·
mL-1,n(H2O)=
≈31.1mol,N(H2O)=31.1mol×
1023mol-1≈1.87×
1025。
[答案]
(1)62g·
mol-1 16
(2)1.87×
1025
以“物质的量”为核心的基本计算
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
(1)影响物质体积大小的因素
(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,常用的单位是L/mol(或L·
mol-1)和m3/mol(或m3·
mol-1),基本表达式是Vm=
②影响因素:
气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强。
温度越高,压强越小,气体摩尔体积越大。
③特例:
标准状况是指温度为0℃,压强为101kPa,此时,Vm=22.4_L·
2.阿伏加德罗定律及其推论
(1)内容
可总结为“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
(2)推论
条件
结论
推论一
同温同压
=
推论二
同温同容
注:
以上用到的符号:
n——物质的量、M——摩尔质量、V——气体体积、ρ——密度、p——压强
(1)在同温同压下,不同气体的摩尔体积相同,而固(液)体摩尔体积则不同。
(2)气体摩尔体积既适用于单一气体也适用于混合气体。
(3)1mol气体在标准状况下是22.4L,但22.4L气体在非标准状况下可能是1mol也可能不是1mol。
(4)同温同压同体积的气体的分子数相等,但原子数不一定相等。
(5)阿伏加德罗定律既适用于单一气体也适用于混合气体。
(6)在同温同压条件下,可利用气体的相对分子质量大小判断气体密度的大小。
(1)标准状况下,1molH2与1molN2、H2混合气体体积均约为22.4L。
(2)同温同压下,等体积的两种单质气体一定具有相同的原子数。
(3)标准状况下,1molCH4和1molSO3的体积均为22.4L。
(4)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。
(5)在非标准状况下,1molN2的体积可能为22.4L。
[答案]
(1)√
(2)×
(3)×
(4)√ (5)√
(1)由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)不能确定的物理量是________。
①1摩尔水的质量 ②1摩尔水蒸气的质量 ③1摩尔水蒸气的体积
[答案] ③
(2)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体6.72L,质量为12g。
此混合物中CO和CO2的总物质的量为________,混合气体的平均相对分子质量为________,混合气体中CO与CO2的个数比为________。
[答案] 0.3mol 40 1∶3
命题点1 气体摩尔体积的概念及有关计算
1.一定温度和压强下,30L某种气态纯净物中含有6.02×
1023个分子,这些分子由1.204×
1024个原子构成,下列有关说法中不正确的是( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下,该纯净物若为气态,其体积约是22.4L
C.该气体中每个分子含有两个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1molO2在该条件下的体积也为30L
A [若为标准状况,6.02×
1023个气态分子的体积应为22.4L,不是30L。
2.一定量的液态化合物XY2,在适量的氧气中恰好完全燃烧,化学方程式为XY2(l)+3O2(g)
XO2(g)+2YO2(g),在标准状况下测得生成物的体积为672mL,密度为2.56g·
L-1,则化合物XY2的相对分子质量为( )
A.38B.44
C.64D.76
D [n(生成物)=
=0.03mol,根据等气体体积反应可知n(O2)=0.03mol,m(O2)=0.96g,m(总)=0.672L×
2.56g·
L-1
≈1.72g,根据质量守恒定律知m(XY2)=0.76g,n(XY2)=
n(O2)=0.01mol,M(XY2)=76g·
3.在一定条件下,mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。
NH4HCO3的摩尔质量为______(用含m、d的代数式表示)。
(2)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·
L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________(用含ρ的代数式表示)。
(3)若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________(用含a、b、c的代数式表示)。
[解析] 因为NH4HCO3(s)
NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)。
(1)
(混)=2dg·
mol-1⇒n(混)=
mol,
⇒M(NH4HCO3)=(2d×
3)g·
mol-1=6dg·
(2)
(混)=22.4ρg·
(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,
(混)=(17a%+44b%+18c%)g·
[答案]
(1)
mol 6dg·
mol-1
(2)22.4ρg·
mol-1
(3)17a%+44b%+18c%
气体摩尔质量(相对分子质量)求算方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):
M=m/n。
(2)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=NA·
m/N。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:
M=ρ×
22.4(g·
mol-1)。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):
M1/M2=D。
(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:
=M1×
a%+M2×
b%+M3×
c%+……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
命题点2 阿伏加德罗定律及其推论的基本应用
4.下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( )
A.体积相等时密度相等
B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等
D.质量相等时具有的质子数相等
C [依据阿伏加德罗定律可知在同温同压下的两种气体体积相同,分子数相同时,而每个12C18O和N2分子所含电子数相同,C项正确;
同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比,12C18O的摩尔质量为30g·
mol-1,14N2的摩尔质量为28g·
mol-1,A项错误;
1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数为14,B项错误;
n=
,m相同、M不同,n不同,D项错误。
5.如图所示三只气球,其中A、B的体积均为1.12L,则A、B中气体的物质的量________是0.05mol(填“一定”或“不一定”);
标准状况下,A、B气球中的分子个数比是________;
在相同温度和压强下,A、C气球中气体的质量相同,则两气球的体积之比是________。
[答案] 不一定 1∶1 2∶1
6.
(1)2molO3和3molO2的质量之比为________,分子数之比为________;
同温同压下的密度之比为________,含氧原子数之比为________,体积之比为________。
(2)气体化合物A的化学式可表示为OxFy,已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2,则A的化学式为________,推断的依据是________________。
[答案]
(1)1∶1 2∶3 3∶2 1∶1 2∶3
(2)O3F2 阿伏加德罗定律和质量守恒定律
N2+3H2
2NH3
①化学计量数之比:
1∶3 ∶ 2
②ΔN(分子)之比:
1∶3∶2
③Δn(分子)之比:
1∶3∶2
④ΔV(g)之比:
1∶3∶2
(同温同压)
有关“NA”的多角度判断与计算
——宏观辨识与微观探析
NA的多角度考查题型在高考命题时一直保持较高的连续性(如2018年,部分卷涉及,如2019年Ⅱ、Ⅲ卷涉及)。
在命题角度上主要从物质的状态、组成、原子结构,氧化还原反应、电离、水解、可逆反应等不同方面进行微观粒子数或共价键数的计算。
体现了宏观辨识与微观探析和变化观念与平衡思想的化学核心素养。
角度1 22.4L·
mol-1的适用条件与物质状况
[陷阱解读] 此角度通常在标准状况下气体摩尔体积具体应用的易错点上组织命题,有时候虽然满足标准状况的使用条件,但不满足是气体;
有时候虽然满足是气体的条件,但不满足是在标准状况下。
有时候一些物理量与标准状况无关。
[典题示例1] NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是________(填序号)。
A.(2017·
全国卷Ⅲ)2.24L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
B.(2017·
全国卷Ⅱ)标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
C.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
D.常温常压下,3.2gO2所含的原子数为0.2NA
E.标准状况下,2.24LHCl和HF的混合物中含有氢原子数为0.1NA
[解析] A项,苯在标准状况下为液体,不适用22.4L·
mol-1;
B项,2.24L混合气体中分子数应为0.1NA;
C项,CCl4在标准状况下为液体,不适用
22.4L·
D项,质量与温度、压强无关;
E项,HF在标准状况下为液体。
[答案] D
[陷阱突破]
(1)一要看是否为标准状况,不为标准状况无法直接用22.4L·
mol-1(标准状况下气体的摩尔体积)求n。
(2)二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求n,如水、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、己烷、苯、CxHy(x>
4)、乙醇、乙酸等。
(3)三要看指定的物理量是否与状况有关。
要明确物质的量或质量或摩尔质量或粒子数与物质所处状况无关,物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
角度2 一定量的混合物中粒子数的计算
[陷阱解读] 此角度通常涉及一定质量或一定物质的量的混合物中粒子数的计算。
混合物组成气体一般在摩尔质量相同或最简式相同或分子式中某原子数相同等方面组织命题,设置陷阱。
[典题示例2] 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是______(填序号)。
A.(2016·
全国卷Ⅰ)14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.标准状况下,5.6LCO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为0.5NA
C.14gN2和CO的混合气体中含有的原子数为0.5NA
D.常温常压下,92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
[解析] A项,乙烯与丙烯的最简式均为CH2,14g二者混合物含2NA个H;
B项,CO2与SO2中均含有2个氧原子;
C项,N2与CO的M相同,14g二者混合气体中原子数应为0.5×
2NA;
D项,NO2与N2O4的最简式均为NO2。
[答案] C
[陷阱突破]
(1)等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同,如NO2与N2O4,C2H4与C3H6,O2与O3。
(2)等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同,如N2与CO,CO2与N2O,H2SO4与H3PO4。
(3)物质的量相同的物质含有的分子数相同,原子数不一定相同。
如CO2与CO的混合气体若为1mol,则含分子数为1NA,原子数介于2NA和3NA之间。
角度3 一定量物质中微观粒子与共价键数目的计算
[陷阱解读] 此角度涉及题目主要从一定量的物质中所含相关粒子的数目(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数、胶体粒子数等)和一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目)等方面设置陷阱。
[典题示例3] 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是________(填序号)。
全国卷Ⅲ)0.1mol的11B中,含有0.6NA个中子
B.18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA
C.60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
D.4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA
E.12g金刚石中含有的C—C键数目为4NA
F.31gP4分子中含有的P—P键数目为1.5NA
[解析] A项,11B中含中子数11-5=6;
B项,D2O与H2O的摩尔质量不同,二者分子数不同,含有的质子数不同;
C项,丙醇的结构式为
1分子中共有11个共价键;
D项,1molSiO2中含4molSi—O键;
E项,1mol金刚石中含2molC—C键;
1molP4含6molP—P键。
[答案] ADF
[陷阱突破] 熟记常考物质的组成与结构
(1)物质的构成
有些物质是由分子构成的,分子又是由原子构成的。
有的分子是单原子分子,如稀有气体He、Ne等,有的分子为双原子分子,如Cl2、N2、O2、H2、Br2、I2等,有的分子为多原子分子,如O3、P4、D2O、CH4、CO2等。
(2)物质的微观结构
记住特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
(3)物质中所含的化学键
理解物质中所含化学键的数目,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
常考物质所含的共价键数目:
几种常
考物质
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
Si
(Si—Si)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
每摩尔
含共价
键数目
4NA
6NA
2NA
1.5NA
角度4 电解质溶液中粒子数目的计算
[陷阱解读] 此角度的题目主要从电解质电离程度、盐水解程度、是否指明溶液体积等方面设置陷阱。
[典题示例4] 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是________(填序号)。
全国卷Ⅲ)pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+
B.2L0.5mol·
L-1亚硫酸溶液中含有的氢离子数为2NA
C.1L0.1mol·
L-1的NaHCO3溶液中HCO
和CO
粒子数之和为0.1NA
D.(2017·
全国卷Ⅱ)1L0.1mol·
L-1NH4Cl溶液中,NH
的数目为0.1NA
E.1L0.1mol·
L-1的C2O
溶液中含H2C2O4、HC2O
、C2O
F.含1molNH4Cl的溶液中加氨水至中性时溶液中含有的NH
数目为1NA
[解析] A项,没有指明溶液体积;
B项,H2SO3为弱酸,不能完全电离;
C项,溶液中还有H2CO3;
D项,NH
水解;
E项,利用物料守恒可知;
F项,n(NH
)+n(H+)=n(Cl-)+n(OH-),因为
n(H+)=n(OH-),故n(NH
)=n(Cl-)=1NA。
[答案] EF
[陷阱突破] 细审题、抓“四看”:
一看是否指明溶液的体积;
二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子(或弱碱阳离子);
三看所给条件是否与电解质的组成有关;
四看是否忽略溶剂水中的H、O原子数目。
角度5 氧化还原反应中转移电子数的计算
[陷阱解读] 此角度易在特殊氧化还原反应中电子转移数目上命题,主要的命题陷阱有:
歧化反应或归中反应中转移的电子数;
变价元素的单质参与反应时转移的电子数,氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。
[典题示例5] 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
全国卷Ⅱ)2.4gMg与H2SO4完全反应,转移电子数为0.1NA
B.(2016·
全国卷Ⅰ)1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
C.(2015·
全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.(2015·
全国卷Ⅱ)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。
23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
E.惰性电极电解饱和食盐水时,阴极上生成2.24L(标准状况下)气体时,电路中通过的电子数为0.2NA
F.向1L0.1mol·
L-1的FeBr2溶液中通入足量Cl2充分反应,转移电子数为0.1NA
[解析] A项,转移电子数应为0.2NA;
B项,Fe被氧化为
Fe3+,电子转移数为3NA;
D项,Na的氧化物中Na均为+1价;
F项,Cl2足量,Fe2+、Br-均被氧化,转移电子数为0.3NA。
[答案] CDE
[陷阱突破]
(1)关注特殊反应
①Na2O2与水或CO2反应,产生1molO2均转移2mol电子。
②铁与硝酸反应时,常温时在浓硝酸中钝化,溶于足量稀硝酸生成Fe(NO3)3,硝酸不足时生成Fe(NO3)2。
③NO2与H2O反应,当1molNO2参加反应,转移电子
mol。
④氯气与足量NaOH溶液反应,1molCl2转移1mol电子;
氯气与足量金属反应,1molCl2转移2mol电子。
(2)明确反应实质
Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1、+2、+3,因此1molNa与O2反应,无论生成Na2O还是Na2O2,均转移1mol电子;
1molMg与O2、N2、盐酸等物质反应,均转移2mol电子;
1molAl无论溶于盐酸还是NaOH溶液,均转移3mol电子。
(3)注意过量问题
如含1molFeBr2的溶液中通少量Cl2和通足量Cl2,转移的电子数不一样。
角度6 一些特殊反应或隐含的反应的粒子数计算
[陷阱解读] 此角度的题目主要从可逆反应、钝化、与浓度有关及反应中隐含的反应上设置陷阱。
[典题示例6] 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
全国卷Ⅱ)0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分
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