2019届一轮复习鲁科版物质的量气体摩尔体积学案

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

2019届一轮复习鲁科版物质的量气体摩尔体积学案

第三节 物质的量 气体摩尔体积 ‎[教材基础——自热身]‎ ‎1.物质的量 ‎(1)含义:物质的量是用0.012_kg12C中所含的原子数目作为标准来衡量其他微粒集体所含微粒多少的物理量,符号为 n,单位为 mol。‎ ‎(2)数值:1 mol任何物质所含有的微粒数与 0.012_kg 12C所含的碳原子个数相等。‎ ‎2.阿伏加德罗常数 ‎(1)概念:1 mol任何粒子所含的微粒数,符号为NA,通常用 6.02×1023_mol-1表示。‎ ‎(2)物质的量、微粒数(N)与阿伏加德罗常数的关系为n=。‎ ‎[注意] 阿伏加德罗常数有单位,应写为6.02×1023 mol-1,不能仅写数值6.02×1023。‎ ‎3.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·mol-1。‎ ‎(2)数值:当微粒的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。‎ ‎(3)关系:物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n=。‎ ‎[注意] 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·mol-1,H2O的相对分子质量为18,1 mol H2O的质量为18 g。‎ ‎[知能深化——扫盲点]‎ ‎(1)根据标准状况下气体的密度(ρ):M=ρ×22.4 L·mol-1。‎ ‎(2)根据气体的相对密度:=D。‎ ‎(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。‎ ‎(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· 。‎ ‎(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:M =×a%+×b%+×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)。‎ ‎[对点练]‎ ‎1.已知16 g A和20 g B 恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为________________。‎ 解析:根据质量守恒定律,0.04 mol C的质量为16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,则M(C)==106 g·mol-1。‎ 答案:106 g·mol-1‎ ‎2.在一定条件下,m g NH4HCO3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)所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为____________________。‎ ‎(3)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______________________。‎ 解析:(1)混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体平均相对分子质量等于2d,混合气体总质量为m g,则混合气体的物质的量为 mol。‎ 由分解方程式NH4HCO3===NH3+CO2+H2O ‎ 1 1 1 1‎ NH4HCO3与生成气体的物质的量之比为1∶3,则 n(NH4HCO3)= mol,M(NH4HCO3)= g·mol-1=6d g·mol-1。(2)混合气体的平均摩尔质量(混合气体)===22.4ρ g·mol-1。(3)混合气体的平均相对分子质量等于各气体的摩尔质量乘以各成分的体积分数之和(混合气体)=M(NH3)×a%+M(CO2)×b%+M(H2O)×c%=17a%+44b%+18c%。‎ 答案:(1) mol 6d g·mol-1‎ ‎(2)22.4ρ g·mol-1‎ ‎(3)17a%+44b%+18c%‎ ‎3.(1)试用关系式表示出物质的量(n)与质量(m)、粒子数(N)、气体体积(V)、液体体积(v)的关系________________________________________________________________________。‎ ‎(2)计算下列粒子的数目 ‎①0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与____________个NH3分子中所含氢原子数相等。‎ ‎②12 g 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________。‎ ‎④9.5 g A分子的物质的量是0.25 mol ,A的摩尔质量是____________,N 个B分子的质量是m g,则B的摩尔质量是________________,24 g O3的分子数与________g 18O2的分子数相等。‎ 答案:(1)n====c·v ‎ ‎(2)①0.2NA(或1.204×1023) ②2.8 mol ③22 g ‎④38 g·mol-1  g·mol-1 18‎ ‎[题后归纳] 以物质的量为中心的换算关系 ‎[题点全练——过高考]‎ 题点一 基本概念的辨析与应用 ‎1.下列对摩尔(mol)的说法中错误的是(  )‎ A.摩尔是一个单位而非物理量 B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物 C.1 mol任何气体所含的分子数目都相等 D.0.5 mol氦约含有1.204×1024个电子 解析:选D A项,摩尔是物质的量的单位,不是物理量,正确;B项,摩尔是衡量微观粒子数量的单位,可以用来计量纯净物,也可以用来计量混合物,正确;C项,气体一般是由分子组成的,气体的物质的量相等,则所含的分子数目相等,正确;D项,每个氦原子中含有2个电子,而氦分子是单原子分子,即每个原子就是一个分子,0.5 mol氦约含有6.02×1023个电子,错误。‎ ‎2.下列说法正确的是(  )‎ A.1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧 B.12 g 12C中含有约6.02×1023个碳原子 C.硫酸的摩尔质量是98 g D.氮气的摩尔质量在数值上等于氮的相对原子质量 解析:选B A项,应指明含有2 mol氢原子和1 mol氧原子,错误;C项,摩尔质量的单位应为g·mol-1,错误;D项,应等于氮气的相对分子质量,错误。‎ 题点二 有关微粒数目的计算 ‎3.在0.5 mol Na2SO4中含有离子的个数和氧原子的质量分别为(  )‎ A.1.5NA 2 mol      B.1.5NA 32 g C.3.01×1023 4 mol D.1 mol 64 g 解析:选B 0.5 mol Na2SO4中含有1.0 mol Na+、0.5 mol SO,共1.5NA个离子、32 g氧原子。‎ ‎4.标准状况下有①0.112 L水 ②0.5NA个HCl分子 ‎③25.6 g SO2气体 ④0.2 mol氨气 ⑤2 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 ‎5.0.3 mol CH4分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。2.4 g TO中所含中子数为________,1.5 g CH中所含电子数为________,15.6 g Na2O2中所含阴离子数目为________。(用NA表示)‎ 解析:1个CH4分子和H2O分子的质子数都是10,所以H2O分子个数为0.3NA;1个TO分子的中子数为14,2.4 g TO中所含中子数为1.4NA;1个CH离子的电子数为8,1.5 g CH中所含的电子数为0.8NA;Na2O2的阴离子为O,15.6 g Na2O2中所含的阴离子数目为0.2NA。‎ 答案:0.3NA 1.4NA 0.8NA 0.2NA ‎[教材基础——自热身]‎ ‎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(物质的量的多少)。‎ ‎2.气体摩尔体积(Vm)‎ ‎(1)定义:在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,单位:L/mol(或L·mol-1),标准状况下(0 ℃,101 kPa),Vm=22.4_L·mol-1。‎ ‎(2)相关计算 ‎①基本表达式:Vm=;‎ ‎②与气体质量的关系:=;‎ ‎③与气体分子数的关系:=。‎ ‎(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 在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。‎ ‎[知能深化——扫盲点]‎ ‎(1)使用“条件”:一般指标准状况,即0_℃、1.01×105_Pa。‎ ‎(2)使用对象:必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。水、酒精、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。‎ ‎(3)在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4_L·mol-1,其他条件下不一定(填“一定”或“不一定”)是22.4 L·mol-1。‎ ‎(4)22.4 L气体,在标准状况下是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。‎ ‎[对点练]‎ ‎1.下列说法正确的是(  )‎ A.0.5 mol H2所占体积为11.2 L B.标准状况下, 6.02×1023 个分子所占的体积约为 22.4 L C.标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为 22.4 L D.标准状况下, 32 g O2与80 g SO3所占的体积相同 解析:选C A项,未指明标准状况,错误;B项,6.02×1023个气态分子在标准状况下体积才是22.4 L,错误;D项,O2和SO3的物质的量相同,但SO3不是气态,错误。‎ 理解阿伏加德罗定律及推论可根据公式:pV=nRT(R为常量,T为热力学温度),n=,ρ=导出。‎ 结论 公式 语言叙述 T、p 相同 = 同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比 T、p 相同 = 同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比 T、V 相同 = 温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比 注意 事项 ‎①n为物质的量,M为摩尔质量,V为气体体积,ρ为密度,p为压强。‎ ‎②阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于互不反应的混合气体。‎ ‎③‎ 同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等,但原子数不一定相等 ‎[对点练]‎ ‎2.(1)等物质的量的C2H4和C3H6中 ‎①所含的分子数目之比为1∶1;_‎ ‎②相同条件下体积之比为1∶1;_‎ ‎③所含的原子总数目之比为2∶3;‎ ‎④相同条件下的密度之比为2∶3。‎ ‎(2)等质量的C2H4和C3H6中 ‎①所含的分子数目之比为3∶2;‎ ‎②相同条件下体积之比为3∶2;‎ ‎③所含的原子总数目之比为1∶1;‎ ‎④相同温度和体积时,压强之比为3∶2。‎ ‎[题点全练——过高考]‎ 题点一 气体摩尔体积 ‎1.下列说法正确的是(  )‎ A.任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1‎ B.20 ℃、1.01×105 Pa时,同体积的O2与CO2含有相同的分子数 C.当1 mol气态物质的体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况 D.2 mol气体的体积约为44.8 L 解析:选B A项,没有给出气体所处的温度和压强,无法确定气体摩尔体积,错误;B项,根据阿伏加德罗定律,同温、同压下,同体积的任何气体都含有相同的分子数,正确;C项,1 mol 气态物质在非标准状况时,体积也有可能等于22.4 L,错误;D项,没有给出气体所处的温度和压强,不能计算气体的体积。‎ ‎2.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.         B. C. D. 解析:选D a g双原子分子的物质的量为 mol,则其摩尔质量为= g·mol-1,故b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。‎ 题点二 阿伏加德罗定律及推论的应用 ‎3.(2018·枣庄模拟)如图,在一个容积固定的恒温容器中,有两个可左右滑动的密封隔板,在甲、乙、丙内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体,当隔板静止时,甲、丙内的气体密度相等。下列说法不正确的是(  )‎ A.物质的量:n(X)p(X),在同质量、同体积条件下,气体的摩尔质量与压强成反比,即相对分子质量越大,压强越小。只有CO2的相对分子质量大于O2,故C正确。‎ ‎4.一定温度和压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中正确的是(  )‎ A.气球②中装的是O2‎ B.气球①和气球③中气体分子数相等 C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1‎ D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1‎ 解析:选D A项,根据阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,同质量的气体体积与其摩尔质量成反比,四种气体的摩尔质量的大小关系为M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4),所以气球①、②、③、④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4,错误;同质量的气体,分子数之比等于其物质的量之比,也等于其摩尔质量的反比,气球①和气球③中气体分子数不相等,气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4,故B、C错误;D项,同温同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比,气球③和气球④中气体密度之比为2∶1,正确。‎ ‎5.在标准状况下有:①6.72 L CH4,②3.01×1023个HCl分子,③13.6 g H2S,④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的描述正确的是(  )‎ a.体积:②>③>①>④ b.密度:②>③>④>①‎ c.质量:②>③>①>④  d.氢原子个数:①>③>④>②‎ A.abc B.bcd C.abd D.abcd 解析:选D 先把题中提供的量转化为物质的量,然后再比较。标准状况下6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol,然后进行比较即可得出结论。‎ ‎6.某种元素原子的质量是a g,12C的原子质量是b g,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )‎ A.由已知信息可得NA= B.Wg该原子的物质的量一定是 mol C.Wg该原子中含有 个该原子 D.该原子的摩尔质量是aNA g 解析:选D A项,一个 12C的真实质量为b g,NA个 12C的质量为12 g,正确;B项,该原子的摩尔质量为aNA g·mol-1,Wg该原子的物质的量为 mol,正确;D项,摩尔质量的单位是g·mol-1,错误。‎ ‎7.NA表示阿伏加德罗常数的数值。下列说法不正确的是(  )‎ A.将1 mol NH4NO3溶于一定浓度的稀氨水中,溶液呈中性,若不考虑挥发,溶液中一定含有NA个NH B.1 mol·L-1 CH3COOH与1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合,溶液中CH3COOH和CH3COO-的总数为2NA C.常温常压下,3.6 g H2O中含有电子数为2NA D.含有2NA个氧原子的氧气与臭氧的混合气体的质量为32 g 解析:选B A项,根据电荷守恒,NH的物质的量等于NO的物质的量;B项,没有指明混合溶液的体积;C项,×10NA=2NA;D项,质量为16 g·mol-1×2 mol=32 g。‎ ‎8.设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(  )‎ A.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA B.一定温度下,1 L 0.50 mol·L-1 NH4NO3溶液中含氮原子个数为NA C.过氧化氢分解制得标准状况下1.12 L O2,转移电子数目为0.2NA D.28 g分子式为CnH2n的链烃中含有的C—H键的数目为2NA 解析:选B A项,由于NO与O2反应生成NO2,NO2与N2O4之间存在2NO2N2O4,产物的分子数小于2NA,错误;B项,1 L 0.50 mol·L-1 NH4NO3溶液含有0.5 mol NH4NO3,含氮原子个数为NA,正确;C项,H2O2分解生成1 mol O2转移2 mol电子,标准状况下1.12 L O2的物质的量为0.05 mol,则转移电子数目为0.1NA,错误;D项,28 g分子式为CnH2n的链烃中含有的C—H键的数目为×2n×NA=4NA,错误。‎ ‎9.(2018·大连模拟)标准状况下,m g气体X与n g气体Y的分子数目一样多,下列说法不正确的是(  )‎ A.在任意条件下,若两种分子保持原组成,则其相对分子质量之比为m∶n B.25 ℃、1.25×105 Pa时,两气体的密度之比为n∶m C.同质量的X、Y在非标准状况下,其分子数之比为n∶m D.相同状况下,同体积的气体X与Y的质量之比为m∶n 解析:选B 标准状况下,m g气体X与n g气体Y的分子数目一样多,说明气体X与气体Y的摩尔质量之比为m∶n ‎。A项,在任意条件下,若两种分子保持原组成,则其相对分子质量之比等于摩尔质量之比,为m∶n,正确;B项,相同条件下,两气体的密度之比等于摩尔质量之比,为m∶n,错误;C项,同质量的X、Y的物质的量与摩尔质量成反比,为n∶m,其分子数之比也为n∶m,与环境条件无关,正确;D项,相同状况下,同体积的气体X与Y的质量之比等于摩尔质量之比,为m∶n,正确。‎ ‎10.(2018·安庆模拟)下列说法不正确的是(  )‎ A.等温等压条件下,5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2‎ B.等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11‎ C.温度和容积相同的两气罐中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g),压强之比等于5∶2‎ D.温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)分子数相同 解析:选D A项,等温等压条件下,两气体的体积之比等于其物质的量之比,即5∶2,正确;B项,等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于其相对分子质量之比,即64∶44=16∶11,正确;C项,温度和容积相同的两气罐中的压强之比等于其物质的量之比,即5∶2,正确;D项,压强不确定,错误。‎ ‎11.请完成下列计算:‎ ‎(1)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比应为________。‎ ‎(2)在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41 g,CO2的体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为________。‎ ‎(3)一定条件下金属钠和H2反应生成混合物甲。将4.80 g 甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。请推测甲的化学式:________。‎ 解析:(1)由乌洛托品的分子式C6H12N4可知,反应中HCHO提供C原子,氨提供N原子,分子中C、N原子个数比即为甲醛与氨的物质的量之比,为3∶2。(2)n(CO2)==0.06 mol,根据原子守恒可知:CoC2O4~2CO2,n(CoC2O4)=0.03 mol,则钴的氧化物中m(Co)=0.03 mol×59 g·mol-1=1.77 g,则氧化物中m(O)=2.41 g-1.77 g=0.64 g,故n(O)==0.04 mol,则n(Co)∶n(O)=0.03 mol∶0.04 mol,则氧化物为Co3O4。(3)甲是由Na和H2反应得到的,故甲中含有Na、H两种元素,又因为4.80 g甲分解得到2.24 L(标准状况)H2,得到H2的质量为0.2 g,所以生成Na的质量为4.6 g,化合物甲中Na和H的原子个数比为1∶1,可判断甲的化学式为NaH。‎ 答案:(1)3∶2 (2)Co3O4 (3)NaH ‎12.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。回答下列问题:‎ ‎(1)该混合气体的平均摩尔质量:______________________________________。‎ ‎(2)混合气体中碳原子的个数:____________________。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)‎ ‎(3)将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。‎ ‎①气球中收集到的气体摩尔质量:________________________________________;‎ ‎②标况下气球中收集到的气体的体积为_____________________________________;‎ ‎③气球中收集到的气体的电子总数为________________________________________。‎ ‎(用NA表示阿伏加德罗常数的值)‎ 解析:(1)混合气体的体积为8.96 L,则其物质的量为n===0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1。(2)设混合气体中 CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则根据混合物的质量为14.4 g可得:28x+44y=14.4①;根据气体的物质的量为0.4 mol,所得x+y=0.4②;解①②得:x=0.2 mol,y=0.2 mol;由于CO和CO2中均含1个碳原子,故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol C原子即0.4NA个。(3)将混合气体依次通过图中装置,则CO2会被NaOH溶液吸收,剩余CO,被浓硫酸干燥后,则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体;①气球中收集到的气体为CO,摩尔质量为28 g·mol-1;②气球中CO的体积V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L;③一个CO分子含有14个电子,由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol,则电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8NA。‎ 答案:(1)36 g·mol-1 (2)0.4NA ‎(3) ①28 g·mol-1 ②4.48 L ③2.8NA ‎13.铬元素总浓度的测定:准确移取25.00 mL 含Cr2O和Cr3+的酸性废水,向其中加入足量的(NH4)2S2O8溶液将Cr3+氧化成Cr2O,煮沸除去过量的(NH4)2S2O8;向上述溶液中加入过量的KI溶液,充分反应后,以淀粉为指示剂,向其中滴加0.015 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液,终点时消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。计算废水中铬元素总浓度(单位:mg·L-1,写出计算过程)。‎ 已知沉淀过程中发生的反应如下:‎ ‎①2Cr3++3S2O+7H2O===Cr2O+6SO+14H+‎ ‎②Cr2O+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O ‎③I2+2S2O===2I-+S4O 答案:由离子方程式①②③得关系式:‎ Cr2O~3I2~6S2O ‎ 1 mol 6 mol ‎ 0.025 L×c 0.015 mol·L-1×20.00×10-3L c=mol·L-1=0.002 mol·L-1‎ 铬元素总浓度==208 mg·L-1‎ ‎14.氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl:‎ ‎2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑‎ 准确称取所制备的0.250 0 g CuCl样品置于一定量的0.5 mol·L-1 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20 mL,用0.100 0 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有关的化学反应为Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl-、Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+。通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。‎ 答案:设样品中CuCl的质量为x,由离子方程式可知:‎ CuCl ~ Fe2+~ Ce4+‎ ‎99.5 g    1 mol x       0.100 0 mol·L-1×24.60×10-3 L = x=0.100 0 mol·L-1×24.60×10-3 L×99.5 g·mol-1≈0.244 8 g 样品中CuCl的质量分数=×100%=97.92%>96.50%,符合标准
查看更多

相关文章

您可能关注的文档