2019届一轮复习人教版物质的量、气体摩尔体积学案

2019届一轮复习人教版物质的量、气体摩尔体积学案

2019 高考化学一轮复习 第一章 化学计量在实验中的应用 第 1 讲 物质的量、气体摩尔体积 真题速递 1．（2018 课标Ⅰ）NA 是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 16.25 g FeCl3 水解形成的 Fe(OH)3 胶体粒子数为 0.1 NA B. 22.4 L（标准状况）氨气含有的质子数为 18NA C. 92.0 g 甘油（丙三醇）中含有羟基数为 1.0NA D. 1.0 mol CH4 与 Cl2 在光照下反应生成的 CH3Cl 分子数为 1.0NA 【答案】B 详解：A、16.25g 氯化铁的物质的量是 16.25g÷162.5g/mol＝0.1mol，由于氢氧化铁胶体是分 子的集合体，因此水解生成的 Fe(OH)3 胶体粒子数小于 0.1 NA，A 错误； B、标准状况下 22.4L 氩气的物质的量是 1mol，氩气是一个 Ar 原子组成的单质，其中含有 的质子数是 18 NA，B 正确； C、1 分子丙三醇含有 3 个羟基，92.0g 丙三醇的物质的量是 1mol，其中含有羟基数是 3 NA， C 错误； D、甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种，因此生成的 CH3Cl 分子 数 2. （2017 课标Ⅱ）NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 常温常压下，124 g P4 中所含 P—P 键数目为 4NA B. 100 mL 1mol·L−1FeCl3 溶液中所含 Fe3+的数目为 0.1NA C. 标准状况下，11.2 L 甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为 2NA D. 密闭容器中，2 mol SO2 和 1 mol O2 催化反应后分子总数为 2NA 【答案】C 【解析】分析：A.根据白磷是正四面体结构分析； B.根据铁离子水解分析； C.根据甲烷和乙烯均含有 4 个氢原子分析； D.根据反应是可逆反应判断。 详解：A. 常温常压下，124 g P4 的物质的量是 1mol，由于白磷是正四面体结构，含有 6 个 P－P 键，因此其中所含 P—P 键数目为 6NA，A 错误； B. 铁离子在溶液中水解，所以 100 mL 1mol·L−1FeCl3 溶液中所含 Fe3+的数目小于 0.1NA，B 错误； C. 甲烷和乙烯分子均含有 4 个氢原子，标准状况下，11.2 L 甲烷和乙烯混合物的物质的量 是 0.5mol，其中含氢原子数目为 2NA，C 正确； D. 反应 2SO2+O2 2SO3 是可逆反应，因此密闭容器中，2 mol SO2 和 1 mol O2 催化反应 后分子总数大于 2NA，D 错误。答案选 C。 3．（2017 课标Ⅱ）阿伏加德罗常数的值为 NA。下列说法正确的是 A．1L0.1mol· NH4Cl 溶液中， 的数量为 0.1NA B．2.4gMg 与 H2SO4 完全反应，转移的电子数为 0.1 NA C．标准状况下，2.24LN2 和 O2 的混合气体中分子数为 0.2 NA D．0.1mol H2 和 0.1mol I2 于密闭容器中充分反应后，其分子总数为 0.2 NA 【答案】D 4．（2017 课标Ⅲ）NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．0.1 mol 的 11B 中，含有 0.6NA 个中子 B．pH=1 的 H3PO4 溶液中，含有 0.1NA 个 H+ C．2.24L（标准状况）苯在 O2 中完全燃烧，得到 0.6NA 个 CO2 分子 D．密闭容器中 1 mol PCl3 与 1 mol Cl2 反应制备 PCl5（g），增加 2NA 个 P-Cl 键 【答案】A 【解析】A．11B 中含有 6 个中子，0.1mol 11B 含有 6NA 个中子，A 正确；B．溶液体积未定， 不能计算氢离子个数，B 错误；C．标准状况下苯是液体，不能利用气体摩尔体积计算 22.4L 苯的物质的量，则无法判断其完全燃烧产生的 CO2 分子数目，C 错误；D．PCl3 与 Cl2 反应 生成 PCl5 的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，则所 1molPCl3 与 1molCl2 反应生成的 PCl5 小于 1mol，增加的 P－Cl 键的数目小于 2NA 个，D 错误；答案选 A。 考纲解读 考点 内容 说明 物质的量 物质的量（n）及其单位摩尔（mol）、摩尔质量（M）、 气体摩尔体积（V m ） 能根据微粒（原子、分子、离子等）物质的量、数目、 气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算 阿伏加德罗常数（N A ） NA 是高考必 考点之一， 常以选择题 的形式出现 考点精讲 考点一 物质的量、摩尔质量 1．物质的量 (1)物质的量(n) 物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体 的物理量，单位为摩尔（mol）。 (2)物质的量的规范表示方法： (3)阿伏加德罗常数(NA) 0.012kg12C 所含原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为 6.02×1023，单位为mol-1。 2．摩尔质量 (1)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-1。公式：M＝m n。 (2)数值：以 g·mol-1 为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子（原 子质量）。 【概念精析】 （1）“物质的量”四个字是一个整体，不可分割或插入其他字，不具有字面上的 意义，不能理解为“物质的质量”或“物质的数量”。 （2）物质的量用于计量构成物质的微观粒子(如分子、原子、离子、电子等)或 微观粒子的特定组合，不能用于计量宏观物质． （3）使用物质的量及单位——摩尔，表述要确切，指代需明确。例 1mol 氧，这 里的“氧”是指氧原子、氧离子、氧分子——氧气分子，还是臭氧分子？指代不明 确，因此说法是错误的。 （4）6.02×1023mol－1 为阿伏加德罗常数的近似值，不能说 6.02×1023mol－1 就是 阿伏加德罗常数． 典例 1 下列说法中正确的是（ ） A、摩尔是用来描述微观粒子的物理量 B、1 mol 任何物质都含有 NA 个原子 C、0.5 mol H2O 中含有的原子数目为 1.5NA D、64g 氧相当于 2mol 氧 【答案】C 典例 2 下列叙述正确的是( ) A．氢氧化钠的摩尔质量是 40 g B．1 mol NaOH 的质量是 40 g/mol C．1gH2 和 lgN2 含分子数相等 D．等质量的 N2、CH4、CO、H2O 中，CH4 含分子数最多 【答案】D 【解析】A．氢氧化钠的摩尔质量是 40 g/mol，故 A 错误；B．1 mol NaOH 的质量是 40 g， 故 B 错误；C．H2 和 N2 的摩尔质量不等，则 1gH2 和 lgN2 含分子数也不相等，故 C 错误； D．质量相等时，摩尔质量越大，物质的量越小，含有的分子数目越小，则等质量的 N2、 CH4、CO、H2O 中，CH4 含分子数最多，故 D 正确，答案为 D。 【易混辨析】 摩尔质量与相对原子(分子)质量的比较： (1)相对原子(分子)质量与摩尔质量(以 g 为单位时)不是同一个物理量，单位不同，只是在数 值上相等。 (2)摩尔质量的单位为 g·mol－1，相对原子(分子)质量的单位为 1。 考点一精练： 1．2 mol（NH4）2SO4中含________molNH4+，________molSO42-，________mol N，________mol H，________mol S，________molO，所含氧原子跟________mol H2O 所含氧原子个数相等。 【答案】4 2 4 16 2 8 8 2．明矾溶于水形成的溶液中含 0.6 mol SO 2－ 4 ，含________mol K＋，Al3＋的物质的量 ________0.3 mol(填“>”“<”“＝”) 【解析】明矾的化学式为 KAl(SO4)2·12H2O，溶于水后溶液中的 K＋的物质的量为 SO 2－ 4 的1 2倍，而 Al3＋在溶液中发生水解反应，故小于 0.3 mol。 【答案】0.3 < 3．标准状况下有①0.112 L 水 ②3.01×1023 个 HCl 分子 ③13.6 g H2S 气体 ④0.2 mol 氨气 ⑤ 2 mol 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>⑤>③>②>④ 4．已知一个 12C 原子的质量为 a g，某原子 R 的质量为 b g，设 NA 为阿伏加德罗常数，该原 子 R 的摩尔质量为(双选)( ) A. 12b a g·mol－1 B．b·NA g·mol－1 C. 12a b g·mol－1 D．a·NA g·mol－1 【答案】AB 【解析】根据相对原子质量的定义可求得 R 的相对原子质量：1 a＝12b a ，即 R 的摩尔质量为12b a g·mol－1，A 对；根据摩尔质量的含义，1 mol R 的质量以 g 作单位时在数值上等于其相对原 子质量，而 1 mol R 原子的质量为 b·NA g，即 R 的摩尔质量为 b·NA g/mol，B 对。 5．将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量 NaOH 溶液， 同温同压下产生的气体体积比为 3 : 2 ，则样品中铁、铝物质的量之比为（ ） A．3 : 2 B．2 : 1 C．3 : 4 D．4 : 3 【答案】C 6．某硫原子的质量是 ag，一个 12C 原子的质量是 bg，若 NA 只表示阿伏加德罗常教的数值， 则下列说法中正确的是（） ① 该硫原子的相对原子质量为 12a/b ② m g 该硫原子的物质的量为 m/aNA mol ③ 该硫原子的摩尔质量是 aNAg/mol ④ ag 该硫原子所含的电子数为 16 ⑤ cg 该硫原子所含质子数为 4bcNA/3a A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②④⑤ D．①③④⑤ 【答案】A 【解析】①该硫原子的相对原子质量= ＝ ，正确；②1mol 碳原子的个数是 NA， n= = ＝ mol，正确；③摩尔质量在数值上等于其相对原子质量，也等 于 1mol 原子含有的质量，所以该硫原子的摩尔质量是 aNA g/mol，正确；④a g 该硫原子的 个数= NA＝ NA，一个硫原子中含有 16 个电子，所以 a g 该硫原子所含的电 子数为 NA，或者由于该硫原子的质量是 a g，故 ag 该硫原子数目为 1 个，故含有电子数 目为 16，正确；⑤cg 该硫原子所含质子数为 ，正确，答案选 A。 考点二 气体摩尔体积、阿伏加德罗定律 1．影响物质体积大小的因素 (1)构成物质的微粒的大小(物质的本性)。 (2)构成物质的微粒之间距离的大小(由温度与压强共同决定)。 (3)构成物质的微粒的多少(物质的量的大小)。 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 Vm ，标准状况下，Vm＝22.4 L·mol－1。 (2)相关计算 ①基本表达式：Vm＝V n ②与气体质量的关系：m M＝ V Vm ③与气体分子数的关系： V Vm＝ N NA (3)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温度和压强。 3．阿伏加德罗定律及其推论应用 (1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物 质的量相同)。 (2)阿伏加德罗定律的推论(可通过 pV＝nRT 及 n＝m M、ρ＝m V导出) 相同条件 结 论 公式 语言叙述 T、P 相同 V1 V2 = n1 n2 同温同压下，气体的体积与物质的量成正比。 T、V 相同 P1 P2 = n1 n2 温度、体积相同的气体，其压强与物质的量成正比。 T、P 相同 ρ1 ρ2 = M1 M2 同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比。 【易混辨析】 (1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的 条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。 (2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。 典例 1 设 NA 为阿伏加德罗常数，如果 a g 某气态双原子分子的分子数为 p，则 b g 该气体在 标准状况下的体积 V(L)是( ) A. 22.4ap bNA B. 22.4ab pNA C. 22.4NAb a D. 22.4pb aNA 【答案】D 【解析】解法一 公式法： 双原子分子的物质的量＝ p NA mol 双原子分子的摩尔质量＝ p mol＝aNA p g·mol－1 所以 b g 气体在标准状况下的体积为 aNA g·mol－1×22.4 L·mol－1＝22.4pb aNA L 解法二 比例法： 同种气体其分子数与质量成正比，设 b g 气体的分子数为 N a g ～ p b g ～ N 则：N＝bp a ，双原子分子的物质的量为 pb aNA，所以 b g 该气体在标准状况下的体积为22.4pb aNA L。 典例 2 在标准状况下①6.72L CH4 ②3.0l×l023 个 HC1 分子 ③13.6g H2S ④0.2molNH3，下 列对这四种气体的关系从小到大表示不正确的是（ ） A.氢原子数：②<④<③<① B.密度：①<④<③<② C.质量：④<①<③<② D.体积：④<①<②<③ 【答案】D 【解析】A、①氢原子物质的量为 6.72×4/22.41mol=1.2mol，②氢原子物质的量为 3.01×1023/6.02×1023mol=0.5mol，③氢原子物质的量为 13.6×2/34mol=0.8mol，④氢原子物质 的量为 0.2×3mol=0.6mol，因此氢原子物质的量大小为①>③>④>②，故说法正确；B、相同 条件下，密度之比等于摩尔质量之比，摩尔质量分别是 16g·mol－1、36.5g·mol－1、34g·mol－1、 17g·mol－1，密度由大到小的顺序是②③④①，故说法正确；C、质量分别是 0.3×16=4.8g、 0.5×36.5g=18.25g、13.6g、0.2×17g=3.4g，质量由大到小的顺序是②③①④，故说法正确；D、 体积之比等于物质的量之比，物质的量分别是 0.3mol、0.5mol、0.4mol、0.2mol，体积由大 到小的顺序是②③①④，故说法错误。 典例 3（2018 届甘肃省会宁县第二中学高三第一次月）同温同压下，同体积的 N2 和 SO2 分子数之比为__________________，物质的量之比为____________，原子总数之比为 ____________，摩尔质量之比为__________，质量之比为________________，密度之比为 ______________。 【答案】1:1 ，1:1，2:3，7:16，7:16，7:16 【重点总结】求气体的摩尔质量 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·mol－1)； (2)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D； (3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n； (4)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＝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：＝×a% ＋×b%＋×c%……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 【知识拓展】 典例 4 某同学利用如图所示实验装置测定常温常压下的气体摩尔体积。 根据下列步骤完成实验： ①装配好装置，检查气密性 ②用砂纸擦去镁带表面的氧化物，然后取 0.0480g 的镁带加入仪器 a 中，分液漏斗内加入足 量 1mol/L 硫酸溶液 ③量气装置中加入适量水，记录量气管读数（读数为 0.10mL） ④通过分液漏斗向仪器 a 中加入适量硫酸溶液，使镁带与硫酸充分反应 ⑤当镁带完全反应后，再次记录量气管读数（读数为 49.60mL）。 完成下列填空： （1）仪器 a 的名称_______，通过分液漏斗向仪器 a 中加入硫酸溶液的操作是_______。 （2）在记录量气管读数时，应注意将_______，再________，视线与量气管内凹液面相切， 水平读数。 （3）该同学测出此条件下气体摩尔体积为__________，测定结果比理论值偏大，可能的原 因是（填字母代号）__________。 a.镁带中氧化膜未除尽 b.镁带含有杂质铝 c.③记录量气管读数时俯视读数 d.镁带完全反应后有残留的未溶固体 （4）与原方案装置相比，有同学设想用装置 B 代替装置 A，实验精确度更高。请说明理由 ____________________。 【答案】 （1） 锥形瓶 将分液漏斗玻璃塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔对准（或将玻璃 塞拔开），缓慢旋转分液漏斗的旋塞，使硫酸溶液缓慢流入锥形瓶，适时关闭旋塞。 （2） 装置冷却至室温 调节水准管高度，使其液面与量气管中液面相平 （3）24.75 L· mol -1 b. c （4）避免加入硫酸时，液体所占的体积引入的实验误差 (3)0.0480g 镁 带 的 物 质 的 量 为 =0.002mol ， 气 体 的 体 积 为 (49.60mL-0.10mL)=49.50mL=0.0495L，此条件下气体摩尔体积为= =24.75 L· mol -1； a.镁带中氧化膜未除尽，生成的氢气的体积偏小，摩尔体积偏小，故 a 错误；b.镁带含有杂 质铝，导致生成的氢气偏多，摩尔体积偏大，故 b 正确；c.③记录量气管读数时俯视读数， 导致读数偏大，生成的氢气偏多，摩尔体积偏大，故 c 正确；d.镁带完全反应后有残留的未 溶固体，说明镁没有完全反应，生成的氢气体积偏小，摩尔体积偏小，故 d 错误；答案为 bc； (4)用装置 B 代替装置 A，避免加入硫酸时，硫酸溶液所占的体积引入的实验误差，可 提高实验精确度。 考点二精练： 1．同温同压下，分别用等质量的 H2、CO、CO2、NH3 四种气体吹起四个气球，其 中由 H2 吹起的是 【答案】C 【解析】气体的物质的量 n=m/M，在同温同压下，气体摩尔体积相同，气体的体积 V=n•Vm， 即 V=m/M·Vm 可知，摩尔质量越大，体积越小。H2、CO、CO2、NH3 的摩尔质量分别为 2g/mol、 28g/mol、44g/mol、17g/mol，H2 的摩尔质量最小，故体积最大，答案选 C。 点睛：本题考查了物质的量的计算，明确物质的量与气体摩尔体积、摩尔质量之间关系即可 解答，注意阿伏加德罗定律的适用范围、条件等。 2．下列说法中正确的是 A. 同温同压下，据有相同数目分子的气体必具有相同的体积 B. 等质量的 O2 和 H2 的物质的量之比为 16∶1 C. 不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等 D. 同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之反比 【答案】A 【解析】 3．同温同压下，a g 气体 A 与 b g 气体 B 的分子数目相同，下列推断正确的是 A. 同质量的气体 A 与气体 B，所含分子数目之比为 a︰b B. 气体 A 与气体 B 的摩尔质量之比为 a︰b C. 相同条件下，a g 气体 A 与 b g 气体 B 体积之比为 b︰a D. 相同条件下，气体 A 与气体 B 的密度之比为 b︰a 【答案】B 【解析】同温同压下，气体的分子数目相同时，物质的量也相同，n(A)=n(B)，又因为气体 的摩尔质量= 所以 A 和 B 的摩尔质量之比为 a:b，选项 B 正确；物质的量之比与 摩尔质量成反比，所以同质量的气体 A 和 B，所含的分子数之比为 b：a，选项 A 错误；C、 相同条件下，a g 气体 A 与 b g 气体 B 的分子数目相同，所占的体积也相同，选项 C 错误； D、相同条件下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，所以气体 A 和气体 B 的密度之比为 a:b，选项 D 错误。答案选 B。 4．三种气体 X、Y、Z 的相对分子质量关系为 Mr(X)

查看更多