2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-第5講　物質(zhì)的量　氣體摩爾體積

專題二物質(zhì)的量第5講物質(zhì)的量氣體摩爾體積內(nèi)容要求1.了解物質(zhì)的量及氣體摩爾體積的含義和應(yīng)用。2.體會定量研究對化學(xué)科學(xué)的重要應(yīng)用。知識點(diǎn)1物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量1.物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)2.摩爾質(zhì)量1.物質(zhì)的量是表示微粒數(shù)目多少的物理量。()2.1mol任何物質(zhì)都含有NA個分子。()3.1molOH-的質(zhì)量是17g·mol-1。()4.設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,22gCO2中含有的氧原子數(shù)為NA。()5.nmolO2中分子數(shù)為N,則阿伏加德羅常數(shù)為Nn6.1mol金剛石晶體中含有的共價鍵數(shù)目為4NA。()答案:1.×2.×3.×4.√5.×6.×1.下列關(guān)于物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量的敘述正確的是(A)A.0.012kg12C中含有約6.02×1023個碳原子B.1molH2O中含有2mol氫和1mol氧C.氫氧化鈉的摩爾質(zhì)量是40gD.2mol水的摩爾質(zhì)量是1mol水的摩爾質(zhì)量的2倍解析:A.0.012kg12C的物質(zhì)的量是1mol,其中含有約6.02×1023個碳原子,正確;B.1molH2O中含有2molH和1molO,2mol氫和1mol氧的描述不正確,錯誤;C.氫氧化鈉的摩爾質(zhì)量是40g·mol-1,單位不正確,錯誤;D.水的摩爾質(zhì)量與水的物質(zhì)的量的多少無關(guān),錯誤。2.設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是(B)A.KHSO4固體中,陰、陽離子的數(shù)目之比為1∶1B.NaH+H2ONaOH+H2↑,每生成1mol[NaOH+H2]轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NAC.2g由H218O和D2D.S2和S8的混合物共6.4g,其中所含硫原子數(shù)一定為0.2NA解析:A.KHSO4固體中,陽離子為K+,陰離子為HSO4-,故陰、陽離子數(shù)目之比為1∶1,正確;B.題給反應(yīng)為H元素的歸中反應(yīng),每生成1mol[NaOH+H2]轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA,錯誤;C.H218O和D2O的摩爾質(zhì)量均為20g/mol,因此由H218O和D2O組成的物質(zhì)中分子的物質(zhì)的量為2g20g/mol3.(1)材料科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了一種帶結(jié)晶水的晶體在5K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性,該晶體的化學(xué)式為Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,試計算12.2g該晶體中含氧原子數(shù)為,氫原子的物質(zhì)的量為mol。

(2)12.4gNa2R中含Na+0.4mol,則Na2R的摩爾質(zhì)量為;含R的質(zhì)量為1.6g的Na2R,其物質(zhì)的量為。

解析:(1)晶體的摩爾質(zhì)量約為122g·mol-1,n=12.2g122g·mol-(2)根據(jù)電離方程式Na2R2Na++R2-,得1molNa2R電離生成2molNa+,Na+為0.4mol,則有0.2molNa2R,M(Na2R)=m(Na2R)n(Na2R)=12.4g0答案:(1)0.33NA0.26(2)62g·mol-10.1mol理解物質(zhì)的量相關(guān)概念的“4點(diǎn)”注意1.物質(zhì)的量不是物質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的數(shù)量,其描述對象為微觀粒子,如電子、質(zhì)子、中子、原子、分子、離子、原子團(tuán)等。2.6.02×1023是個純數(shù)值,沒有任何物理意義,而阿伏加德羅常數(shù)(NA)是指1mol任何微粒所含的粒子數(shù),其數(shù)值約為6.02×1023,單位為mol-1。3.摩爾質(zhì)量的單位是g/mol,相對原子(或分子)質(zhì)量的單位為“1”,不是相同的物理量。4.對于具體的物質(zhì),其摩爾質(zhì)量是確定的,不隨物質(zhì)的量的多少或物質(zhì)的狀態(tài)的變化而變化。知識點(diǎn)2氣體摩爾體積與阿伏加德羅定律1.影響物質(zhì)體積的因素2.氣體摩爾體積3.阿伏加德羅定律及其推論(1)內(nèi)容可總結(jié)為“三同”定“一同”,即同溫、同壓、同體積的氣體,具有相同的分子數(shù)。(2)推論條件推論語言敘述T、p相同V1V同溫、同壓下,氣體的體積與其物質(zhì)的量成正比T、p相同ρ1ρ同溫、同壓下,氣體的密度與其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)成正比T、V相同p1p溫度、體積相同的氣體,其壓強(qiáng)與其物質(zhì)的量成正比備注n為物質(zhì)的量,M為摩爾質(zhì)量,V為氣體體積,ρ為密度,p為壓強(qiáng)1.粒子的大小是決定1mol氣體的體積大小的主要因素。()2.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,任何物質(zhì)的摩爾體積均為22.4L/mol。()3.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LBr2的物質(zhì)的量為0.5mol。()4.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1個氧氣分子的體積為2.24×105.同溫、同壓下,1molN2與2molH2的體積比為1∶2。()6.同溫、同壓下,M氣體對H2的相對密度為14,則M氣體的相對分子質(zhì)量為28。()7.同溫、同壓下,同體積的CH4和NH3含有的質(zhì)子數(shù)相同。()答案:1.×2.×3.×4.×5.√6.√7.√題點(diǎn)一氣體摩爾體積1.下列關(guān)于決定物質(zhì)體積的因素的說法不正確的是(C)A.物質(zhì)的體積取決于粒子數(shù)目、粒子大小和粒子間距B.相同條件下,粒子數(shù)相同的任何氣體都具有相同體積C.同溫、同壓下,1mol任何物質(zhì)所占有的體積均相同D.等質(zhì)量的H2,壓強(qiáng)越小、溫度越高,氣體所占體積越大解析:固體中微粒之間的距離很小,決定固體體積大小的因素是粒子的數(shù)目和粒子的大小,同溫、同壓下,1mol任何氣體所占有的體積均相同,故C錯誤。2.下列說法中正確的是(C)A.1molO2的質(zhì)量是32g,它所占的體積是22.4LB.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LO2和O3的混合氣體中含有6.02×1023個氧原子C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,20mLNH3與60mLO2所含的分子個數(shù)比為1∶3D.18gH2O在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積約為22.4L解析:A.O2的摩爾質(zhì)量是32g/mol,1molO2的質(zhì)量是32g,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1molO2所占的體積是22.4L,沒有給定標(biāo)準(zhǔn)狀況下,錯誤;B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LO2和O3的混合氣體中含有分子數(shù)為3.01×1023,含有氧原子的數(shù)目大于6.02×1023,錯誤;C.同一條件下,氣體的物質(zhì)的量之比和氣體的體積成正比,氣體的分子數(shù)和氣體的物質(zhì)的量也成正比,因此標(biāo)準(zhǔn)狀況下,20mLNH3與60mLO2所含的分子個數(shù)比為20∶60=1∶3,正確;D.18gH2O的物質(zhì)的量為1mol,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)狀況下水不是氣體,不能使用氣體摩爾體積計算1mol水的體積,錯誤。題點(diǎn)二阿伏加德羅定律及其推論3.同溫、同壓下,ag甲氣體和3ag乙氣體所占體積之比為1∶2,根據(jù)阿伏加德羅定律及其推論判斷,下列敘述正確的是(C)A.甲與乙的相對分子質(zhì)量之比為2∶1B.同溫、同壓下,甲和乙的密度之比為3∶2C.同溫、同體積下,等質(zhì)量的甲和乙的壓強(qiáng)之比為3∶2D.等質(zhì)量的甲和乙中的原子數(shù)之比一定為3∶2解析:A.同溫、同壓下,氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比,ag甲氣體和3ag乙氣體所占體積之比為1∶2,則甲、乙兩氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2,根據(jù)摩爾質(zhì)量M=mn可知,甲、乙的摩爾質(zhì)量之比為a1∶3a2=2∶3,則甲與乙的相對分子質(zhì)量之比為2∶3,錯誤;B.同溫、同壓下,ag甲氣體和3ag乙氣體所占體積之比為1∶2,根據(jù)ρ=mV得,甲與乙的密度之比為a4.某溫度下,向圖中所示a、b、c、d中分別通入等質(zhì)量的CH4、CO2、O2、SO2四種氣體中的一種(已知密封隔板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可自由滑動,且與容器內(nèi)壁的摩擦忽略不計)。下列說法錯誤的是(B)A.d中通入的氣體是CH4B.a和b中原子個數(shù)之比為16∶11C.a和c容器體積之比為1∶2D.c和d中氣體密度之比為2∶1解析:設(shè)四種氣體的質(zhì)量均為mg,則CH4、CO2、O2、SO2的物質(zhì)的量分別為m16mol、m44mol、m32mol、m64mol,同溫、同壓下,氣體體積之比=物質(zhì)的量之比,物質(zhì)的量越大,氣體體積越大,則a、b、c、d中分別通入的氣體是SO2、CO2、OA.由分析可知,d中通入的氣體是CH4,正確;B.a、b中分別為SO2、CO2,兩者的物質(zhì)的量之比為m64mol∶m44mol=11∶16,則原子個數(shù)之比為(11×3)∶(16×3)=11∶16,錯誤;C.a、c中分別為SO2、O2,同溫、同壓下,氣體體積之比=物質(zhì)的量之比,則a和c容器體積之比為m64mol∶m32mol=1∶2,正確;D.c、d中分別為O5.按要求回答下列問題。(1)已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體A的密度為2.857g·L-1,則氣體A的相對分子質(zhì)量為,可能是(填化學(xué)式)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1.92g某氣體的體積為672mL,則此氣體的相對分子質(zhì)量為。

(3)CO和CO2的混合氣體18g,完全燃燒后測得CO2體積為11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則①混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是g·L-1(保留兩位小數(shù));

②混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是g·mol-1。

解析:(1)M=ρ×22.4L·mol-1≈64g·mol-1;根據(jù)相對分子質(zhì)量,推測可能是二氧化硫氣體。(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體的體積為672mL,則n=672×10-322.4mol=0.03mol,M=(3)CO燃燒發(fā)生反應(yīng)2CO+O22CO2,CO的體積與生成CO2的體積相等,燃燒后CO2的總體積為11.2L,故18gCO和CO2的混合氣體的總體積為11.2L,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,18gCO和CO2的混合氣體的物質(zhì)的量為0.5mol。①原混合氣體的密度為mV=18g11.②M=m總n總=18g答案:(1)64SO2(2)64(3)①1.61②36氣體摩爾質(zhì)量的計算方法依據(jù)計算公式條件根據(jù)氣體的質(zhì)量(m)和物質(zhì)的量(n)計算M=m任意狀態(tài)下的任意物質(zhì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度ρ計算M=ρ×22.4L/mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體根據(jù)同溫同壓下氣體的相對密度(D=ρAM(A)=M(B)×D同溫同壓下的氣體根據(jù)一定質(zhì)量(m)的氣體中微粒數(shù)目(N)計算M=mN·N任意狀態(tài)的單一氣體根據(jù)混合氣體中各成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)(a%、b%、c%……)計算M=M1×a%+M2×b%+M3×c%+……任意狀態(tài)的混合氣體當(dāng)堂檢測1.下列說法不正確的是(A)A.溫度相同、體積相同的O2(g)和N2(g)所含的分子數(shù)一定相同B.同溫同壓下,SO2氣體與CO2氣體的密度之比等于16∶11C.溫度和容積相同的兩容器分別盛有5molO2(g)和2molN2(g),則壓強(qiáng)之比為5∶2D.同溫同壓下,5molO2(g)和2molH2(g)的體積之比等于5∶2解析:壓強(qiáng)未知,無法判斷溫度相同、體積相同的O2(g)和N2(g)所含的分子數(shù)是否相同,A錯誤;同溫同壓下,氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比,B正確;同溫同體積的氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,C正確;同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比,D正確。2.(2021·舟山期末)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是(C)A.1mol甲基(—CH3)中含有9NA個電子B.5.6g鐵粉與足量硝酸充分反應(yīng)后,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.3NAC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氦氣與氟氣的混合氣體中所含有的原子數(shù)為2NAD.36gC5H12分子中含有8NA個共價鍵解析:A.一個甲基含有9個電子,1mol甲基(—CH3)中含有9NA個電子,正確;B.5.6g鐵粉(0.1mol)與足量硝酸充分反應(yīng)后,生成硝酸鐵,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.3NA,正確;C.氦氣是單原子分子,氟氣是雙原子分子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氦氣與氟氣的混合氣體中所含有的原子數(shù)介于NA～2NA之間,錯誤;D.每個C5H12分子中含有16個共價鍵,36gC5H12(0.5mol)分子中含有8NA個共價鍵,正確。3.在一定條件下,mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),得混合氣體體積為3.0L。(1)若所得混合氣體對H2的相對密度為d,則混合氣體的物質(zhì)的量為(用含m、d的代數(shù)式表示,下同);NH4HCO3的摩爾質(zhì)量為。

(2)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為。

(3)1molO2在該條件下的體積為L;該條件下,若將1molO2與此混合氣體分別裝入容積均為V的密閉容器,則兩容器中的氣體壓強(qiáng)之比為。

(4)已知密閉體系中氣體A的分壓(pA)=氣體總壓(p總)×A的體積分?jǐn)?shù),若此混合氣體置于標(biāo)準(zhǔn)狀況下某恒溫密閉容器中,測得其總壓強(qiáng)為p,則其中NH3的分壓p分等于。

解析:(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,混合氣體總質(zhì)量等于碳酸氫銨的質(zhì)量,混合氣體對H