浙江省2021高考化学一轮复习专题二第一单元物质的量气体摩尔体积课件

浙江省2021高考化学一轮复习专题二第一单元物质的量气体摩尔体积课件

第一单元 物质的量 气体摩尔体积 考点一　物质的量　摩尔质量   1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ✕ ”。 (1)2 g氦气所含的原子数目约为0.5 × 6.02 × 10 23   (　 √ 　) (2)1 mol任何物质都含有6.02 × 10 23 个分子   (　 ✕ 　) (3)常温常压下,14 g N 2 与7 g乙烯(C 2 H 4 )所含原子数相同   (　 ✕ 　) (4)CH 4 的摩尔质量为16 g   (　 ✕ 　) 2.(1)1 mol H 2 SO 4 中含有 　　　     个硫原子,所含氧原子与 　　     g水所含氧 原子数相同。 (2)含0.4 mol Al 2 (SO 4 ) 3 的溶液中,含 　　     mol S   ,Al 3+ 的物质的量 　　     0.8 mol(填“>”“<”或“=”)。 (3)以下物质所含H原子个数由多到少的顺序是 　　　　　　　     。 ①标准状况下,22.4 L CH 4 ;②1.5 mol NH 3 ;③1.806 × 10 24 个H 2 O;④标准状况下,7 3 g HCl。 答案 　(1)6.02 × 10 23 (或 N A )　72 (2)1.2　<     (3)③>②>①>④   1.物质的量及其单位 (1)定义:表示含有①      一定数目微观粒子      的集合体的物理量。符号为②      n       。 (2)单位:③      摩尔      ,简称摩,符号为④ mol      。 (3)物质的量的规范表示方法:                 2.阿伏加德罗常数 (1)定义:⑤      0.012 kg 12 C所含的原子数      为阿伏加德罗常数,其数值约为⑥      6.02 × 10 23       ,单位为⑦      mol -1      ,符号为⑧       N A       。 (2)计算公式:物质的量 n 、阿伏加德罗常数 N A 与粒子数 N 之间的关系为⑨      n =        。 3.摩尔质量 (1)定义:⑩      单位物质的量      的物质所具有的质量。符号为        M       ,单位为        g/mol(或g·mol -1 )     。 (2)数值:当摩尔质量以        g·mol -1       为单位时,在数值上等于该物质的        相对原子质量(或相对分子质量)     。 (3)计算公式:物质的量 n 、质量 m 和摩尔质量 M 之间的关系为         n =        。   从“6处着眼”稳解有关阿伏加德罗常数( N A )试题 1.注意“标准状况”“常温常压”等外界条件 使用22.4 L·mol -1 必须同时满足两个条件:“标准状况”和“气体”。 (1)在标准状况下,非气态物质(如H 2 O、SO 3 、CH 2 Cl 2 、CHCl 3 、CCl 4 、苯、己 烷、乙醇等)体积为22.4 L时,其分子数远大于 N A 。 (2)气态物质,在非标准状况下的体积为22.4 L时,其分子数不一定等于 N A 。 2.牢记物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响 高考题中常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,易误以为无法求解物 质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无 关。 3. 辨清物质的组成与结构 (1)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、 D 2 O、 18 O 2 、—OH、OH - 、H 37 Cl等。 (2)物质中所含化学键的数目 1 mol硅中含Si—Si键2 N A 个,1 mol SiO 2 中含Si—O键4 N A 个,1 mol C n H 2 n +2 中含 共价键数为(3 n +1) N A 。 (3)最简式相同的物质中的微粒数目,如NO 2 和N 2 O 4 、乙烯和丙烯等。 (4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目,如N 2 、CO、C 2 H 4 等。 4.运算清楚氧化还原反应中电子的转移 (1)熟记常考的氧化还原反应中转移的电子数,同时要注意同一种物质在不同 反应中电子转移数目可能不同。 反应 物质 转移电子数目 Na 2 O 2 +CO 2 (或H 2 O) 1 mol Na 2 O 2 N A 1 mol O 2 2 N A Cl 2 +NaOH 1 mol Cl 2 N A Cl 2 +Fe(或Cu) 1 mol Cl 2 2 N A 1 mol Fe 3 N A 1 mol Cu 2 N A S+Fe(或Cu) 1 mol S 2 N A 1 mol Fe 2 N A 1 mol Cu N A 　　(2)当同时给出两种反应物的量时要注意过量问题。 5.掌握弱电解质的电离、盐类的水解 (1)是否指明了溶液的体积。 (2)是否有弱电解质或可水解的盐,如1 L 0.1 mol·L -1 的乙酸溶液和1 L 0.1 mol· L -1 的乙酸钠溶液中含有CH 3 COO - 的数目不相等且都小于0.1 N A 。 (3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H 2 SO 4 溶液中 c (H + )=0.1 mol· L -1 ,与电解质的组成无关;0.05 mol·L -1 的Ba(OH) 2 溶液中 c (OH - )=0.1 mol·L -1 ,与 电解质的组成有关。 (4)不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。 6.警惕一些特殊反应 如NO和O 2 不需要条件即可反应,NO 2 和N 2 O 4 之间存在相互转化,合成氨反应等 属于可逆反应。   题组一　概念的理解与应用 1. m g O 2 中含 n 个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可表示为(　 B 　) A.2 n 　　　B.   　　　C.   　　　D. n 2.(2020浙江1月选考,20,2分)设[ a X+ b Y]为 a 个X微粒和 b 个Y微粒组成的一个 微粒集合体, N A 为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是   (　  C　 　) A.H 2 (g)+   O 2 (g)   H 2 O(l)    Δ H =-286 kJ·mol -1 ,则每1 mol [H 2 (g)+   O 2 (g)]生成 1 mol [H 2 O(l)]放热286 kJ B.Cr 2   + n e - +14H +   2Cr 3+ +7H 2 O,则每生成1 mol Cr 3+ 转移电子数为3 N A C.Al 3+ +4OH -   [Al(OH) 4 ] - ,说明1 mol Al(OH) 3 电离出H + 数为 N A D.1 mol CO 2 与NaOH溶液完全反应,则 n (C   )+ n (HC   )+ n (H 2 CO 3 )=1 mol 解析    根据热化学方程式的含义可判断A正确;重铬酸根中的铬元素为 正六价,每生成一摩尔铬离子转移电子数为3 N A ,B正确;氢氧化铝电离出氢离 子、偏铝酸根和水,氢氧化铝是弱电解质,一摩尔氢氧化铝电离出的氢离子数 小于 N A ,C不正确;根据碳原子守恒,D正确。 易错警示 关于物质的量、摩尔质量的易混点 (1)物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,不能理解成物质的 质量或物质的数量,其单位是摩尔。物质的量的描述对象是微观粒子,如电 子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物体。 (2)摩尔质量与相对原子(或分子)质量的易混点 ①摩尔质量的单位是g·mol -1 或kg·mol -1 ,相对原子(或分子)质量的单位为 1,不是同一个物理量。摩尔质量只有当以g·mol -1 作单位时,在数值上才等于 其相对原子(或分子)质量。 　　②熟记几组摩尔质量相同的物质,如H 2 SO 4 和H 3 PO 4 (98 g·mol -1 );Mg 3 N 2 、 KHCO 3 和CaCO 3 (100 g·mol -1 );CO、N 2 、C 2 H 4 (28 g·mol -1 )。 题组二　摩尔质量的计算与应用 3.按要求计算: (1)由8 g O 2 和28 g N 2 组成的混合气体的平均摩尔质量是 　　　　　　　         。 (2)若 m g某气体中含分子数 N 个,已知阿伏加德罗常数的值为 N A ,则该气体的摩尔质量为 　　　　　　     。 (3)在一定条件下,测得混合气体中NH 3 、CO 2 、H 2 O(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 　　　　　　     。 答案 　(1)28.8 g·mol -1 (2)   g·mol -1 (3)17 × a %+44 × b %+18 × c % 解析 4.某固体A在一定条件下加热分解,产物全是气体。A的分解反应为2A   B ↑+2C↑+2D↑,现测得分解产生的混合气体的密度是氢气的 d 倍,则A的相对 分子质量为   (　  C 　) A.2 d 　　　B.2.5 d 　　　C.5 d 　　　D.0.8 d 解析    　分解产生的混合气体的密度是氢气的 d 倍,则分解得到的气体的平 均相对分子质量是2 d ,由于反应前后物质的质量不变,所以2 mol A的质量是5 × 2 d g=10 d g,则1 mol A的质量是10 d g ÷ 2=5 d g,故A的相对分子量为5 d 。 方法技巧 求气体的摩尔质量 M 的常用方法 (1)根据物质的质量( m )和物质的量( n ): M =   。 (2)根据一定质量( m )的物质中微粒数目( N )和阿伏加德罗常数( N A ): M = N A ·   。 (3)根据标准状况下气体的密度 ρ (g·L -1 ): M = ρ ×22.4 L·mol -1 。 (4)根据气体的相对密度( D =   ):   = 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: M = M 1 × a %+ M 2 × b %+ M 3 × c %…… a %、 b %、 c %指混合物中各成分的物 质的量分数(或体积分数)。 题组三　阿伏加德罗常数 5.(2018浙江11月选考,20,2分)设 N A 为阿伏加德罗常数的值,下列说法 不正确 的是   (　   D 　) A.32 g S 8 (分子结构:   )中的共价键数目为 N A B.2 g由   O和 2 H 2 O组成的物质中含有的质子数为 N A C.8 g CuO与足量H 2 充分反应生成Cu,该反应转移的电子数为0.2 N A D.标准状况下,11.2 L Cl 2 溶于水,溶液中Cl - 、ClO - 和HClO的微粒数之和为 N A 解析   　A项中,一个S 8 分子(分子结构:   )中含有的共价键数 目为8,32 g S 8 的物质的量为0.125 mol,所含共价键数目为 N A ,故A正确;B项中,   O和 2 H 2 O的摩尔质量都是20 g·mol -1 ,而   O和 2 H 2 O的质子数均为10,所以2 g由   O和 2 H 2 O组成的物质中含有的质子数为 N A ,故B正确;C项中,8 g CuO即 0.1 mol CuO与足量H 2 充分反应生成0.1 mol Cu,该反应转移的电子数为0.2 N A , 故C正确;D项中,标准状况下,11.2 L Cl 2 的物质的量为0.5 mol,溶于水后只有部 分与水反应,所以溶液中Cl - 、ClO - 和HClO的微粒数之和不能具体计算出来, 故D不正确。 6.(2018课标Ⅰ,10,6分) N A 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是   (     B    　) A.16.25 g FeCl 3 水解形成的Fe(OH) 3 胶体粒子数为0.1 N A B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18 N A C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0 N A D.1.0 mol CH 4 与Cl 2 在光照下反应生成的CH 3 Cl分子数为1.0 N A 解析     16.25 g FeCl 3 的物质的量是0.1 mol,Fe 3+ 水解形成的Fe(OH) 3 胶体粒 子是若干Fe(OH) 3 的聚集体,故胶体粒子数目远小于0.1 N A ,A项错误;Ar是单原 子分子,22.4 L(标准状况)氩气的物质的量是1 mol,含有的质子数为18 N A ,B项 正确;甘油(丙三醇)的分子式为C 3 H 8 O 3 ,其摩尔质量是92 g·mol -1 ,则92.0 g甘油 含有羟基的数目为3.0 N A ,C项错误;甲烷与氯气反应的产物中CH 3 Cl、CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、CCl 4 同时存在,1.0 mol CH 4 与足量氯气反应时上述四种有机物的 总物质的量为1.0 mol,D项错误。 7.(2018课标Ⅱ,11,6分) N A 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是   (　  C 　) A.常温常压下,124 g P 4 中所含P—P键数目为4 N A B.100 mL 1 mol·L -1 FeCl 3 溶液中所含Fe 3+ 的数目为0.1 N A 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2 N A D.密闭容器中,2 mol SO 2 和1 mol O 2 催化反应后分子总数为2 N A 解析    　1 mol P 4 分子中有6 mol P—P键,A不正确;Fe 3+ 水解,100 mL 1 mol·L -1 FeCl 3 溶液中Fe 3+ 数目小于0.1 N A ,B不正确;标准状况下,11.2 L甲烷(CH 4 )和乙 烯(C 2 H 4 )混合物的物质的量为0.5 mol,其中含氢原子的物质的量为2 mol,C正 确;SO 2 与O 2 的反应为可逆反应,无法进行到底,2 mol SO 2 和1 mol O 2 充分反应 后分子总数大于2 N A ,D不正确。 考点二　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律   1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ✕ ”。 (1)2.24 L(标准状况)苯在O 2 中完全燃烧,得到0.6 N A 个CO 2 分子   (　 ✕ 　) (2)标准状况下,5.6 L CO 2 气体中含有的氧原子数为0.5 N A   (　 √ 　) (3)标准状况下,22.4 L N 2 和H 2 的混合气体中含有 N A 个原子       (　 ✕ 　) (4)标准状况下,11.2 L苯中含有的分子数目为0.5 N A   (　 ✕ 　) (5)常温常压下,22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2 N A   (　 ✕ ) (6)常温常压下,2.24 L CO和CO 2 的混合气体中含有碳原子的数目为0.1 N A (　 ✕ ) 2.下列有关气体体积的叙述中,正确的是   (    A 　) A.一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子数决定 B.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同 C.一定温度和压强下,各种气体体积大小,由构成气体分子的大小决定 D.气体摩尔体积就是1 mol任何气体所占体积都约为22.4 L 解析  　一定温度和压强下,气体分子之间的间隔相同,所以各种气态物质 体积的大小,由构成气体的分子数决定,A项正确;不同的气体,外界条件可能 相同,也可能不相同,所以若体积不同,则它们所含的分子数不一定不同,B项 错误;由于气体分子在很大空间内运动,分子本身大小相对于分子间隔很小, 可以忽略不计,所以一定温度和压强下,各种气体体积大小由气体分子数目决 定,C项错误;气体摩尔体积就是1 mol任何气体所占的体积,在标准状况下约 为22.4 L,D项错误。   1.影响物质体积的因素   2.气体摩尔体积 (1)定义:一定温度和压强下,①      单位物质的量      的气体所占的体积。符号 为②      V m       ,单位为③      L/mol(或L·mol -1 )      。 (2)标准状况下的气体摩尔体积:在标准状况(指温度为④     0 ℃      ,压强为⑤      101 kPa      )下约为⑥      22.4 L·mol -1      。 (3)计算公式:气体摩尔体积 V m 、气体体积 V 和物质的量 n 之间的关系:⑦       V m =        。 (4)影响因素:气体摩尔体积的数值取决于气体所处的⑧      温度     和⑨      压强 。 3.阿伏加德罗定律及推论 (1)内容   即“三同”( T 、 p 、 V )   “一同”( N )。 (2)适用范围:单一气体或相互不反应的⑩      混合气体      。 (3)阿伏加德罗定律的推论 以下用到的符号: 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 为热力学温度。   前提条件 结论 公式 语言叙述 T 、 p 相同   =   同温同压下,气体的        体积之比      等于其物 质的量之比 T 、 p 相同   =   同温同压下,两气体的        密度之比      等于其 摩尔质量(或相对分子质量)之比 T 、 V 相同   =   同温同体积下,两气体的        压强之比      等于 其物质的量之比 阿伏加德罗定律及其推论的应用 1.求物质的摩尔质量(相对分子质量) 同温同压下,气体A的密度[ ρ (A)]与气体B的密度[ ρ (B)]之比称为气体A对气体 B的相对密度, D = ρ (A)/ ρ (B)= M r (A)/ M r (B)。根据气体的相对密度 D =   可得: M 2 = D · M 1 。 2.确定气体的分子组成 根据阿伏加德罗定律,由气体的体积比推导出气体的分子个数比,再根据质量 守恒定律确定其分子组成。 气体混合后,在运用阿伏加德罗定律及其推论进行压强或体积等的大小比较 时,需注意以下三个问题: (1)气体混合后是否发生了化学反应。 (2)反应后物质的状态是否均为气态。 (3)反应前后气体的总物质的量是否变化。 例如:一氧化氮与氧气混合,迅速化合成二氧化氮(2NO+O 2   2NO 2 ),反应后 气体的总物质的量小于NO与O 2 两种气体的物质的量之和;氨气与氯化氢等 体积混合,恰好生成固体氯化铵,反应后气体的物质的量为0 mol。   题组一　气体摩尔体积 1.在标准状况下,下列四种气体的关系中,从大到小的顺序正确的是   (    D 　) ①6.72 L CH 4 　②3.01 × 10 23 个HCl分子　③13.6 g H 2 S ④0.2 mol NH 3 A.体积:④>①>②>③　　B.氢原子数:①>②>③>④ C.质量:②>①>③>④　　D.密度:②>③>④>① 解析  　①6.72 L CH 4 的物质的量为   =0.3 mol,②3.01 × 10 23 个HCl 分子的物质的量为   =0.5 mol,③13.6 g H 2 S的物质的量为   =0.4 mol,④0.2 mol NH 3 。根据 V = nV m 知,相同条件下气体体积之比 等于其物质的量之比,故体积:②>③>①>④,A错误;甲烷中 n (H)=0.3 mol × 4=1. 2 mol,HCl中 n (H)=0.5 mol,硫化氢中 n (H)=0.4 mol × 2=0.8 mol,氨气中 n (H)=0.2 mol × 3=0.6 mol,故H原子数目:①>③>④>②,B错误;甲烷质量为0.3 mol × 16 g· mol -1 =4.8 g,HCl的质量为0.5 mol × 36.5 g·mol -1 =18.25 g,氨气的质量为0.2 mol × 17 g·mol -1 =3.4 g,故质量:②>③>①>④,C错误;标准状况下,气体的密度比等于 其摩尔质量比=16∶36.5∶34∶17,故密度:②>③>④>①,D正确。 题组二　阿伏加德罗定律 2.在标准状况下, m g气体A与 n g气体B的分子数相同,下列说法中正确的是   (　  D 　) A.同温同压下,两气体A与B的密度之比为 n ∶ m B.同质量的A、B两种气体的分子数之比为 m ∶ n C.相同状况下,同体积的气体A和B的质量之比为 n ∶ m D.A与B两种气体的相对分子质量之比为 m ∶ n 解析        标准状况下,分子数相同的气体A和B,它们的物质的量相同,气体 体积相同。同温同压下,气体密度之比等于其摩尔质量之比等于其相对分子 质量之比,为 m ∶ n ,A错误、D正确;A与B的相对分子质量之比为 m ∶ n ,同质量 时由 n =   可知,分子数之比等于   ∶   = n ∶ m ,B错误;相同状况下,同体积的A 与B的物质的量相同,则质量之比等于相对分子质量之比,为 m ∶ n ,C错误。 3.下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是   (   A 　) A.同质量、不同密度的N 2 和CO B.同温度、同体积的H 2 和N 2 C.同体积、同密度的CH 4 和NH 3 D.同压强、同体积的O 2 和CO 2 解析   　同质量的N 2 和CO,设质量都是1 g,则N 2 中原子的物质的量是   × 2=   mol,CO中原子的物质的量是   × 2=   mol,故A正确; 根据阿伏加德罗定律,同温度、同压、同体积的H 2 和N 2 ,一定含有相同的原子 数,故B错误;同体积、同密度的CH 4 和NH 3 质量相同,设质量都是1 g,则CH 4 中 原子的物质的量是   × 5=   mol,NH 3 中原子的物质的量是   × 4=   mol,故C错误;同压强、同体积的O 2 和CO 2 ,缺少温度条件,不能判断O 2 和 CO 2 的物质的量,故D错误。 归纳总结 (1)阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体,也包括混合气体,但不适用于 非气体。 (2)在阿伏加德罗定律的推论中,同温、同压、同体积和同粒子数,四“同” 共同存在,相互制约,只要有三个“同”成立,第四个“同”则必定成立,在实 际应用中往往是“三同”推导“一同”。 (3)“在标准状况下,1 mol任何气体的体积都约为22.4 L”或“在标准状况下, 气体摩尔体积约为22.4 L·mol -1 ”,它是阿伏加德罗定律的特定情况,如下表: 名称 温度 压强 气体体积 气体所含粒子数目 阿伏加德罗定律 同温度 同压强 相同体积 相同 标准状况下 273 K 101 kPa 22.4 L 6.02×10 23 个(1 mol)