第1講物質(zhì)的量 氣體摩爾體積

1．了解物質(zhì)的量的單位——摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積，阿伏加德羅常數(shù)的含義。2．根據(jù)物質(zhì)的量與微粒(分子、原子、離子等)數(shù)目、氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)之間的相互關(guān)系進(jìn)行有關(guān)計算。第1講物質(zhì)的量氣體摩爾體積物質(zhì)的量

1．物質(zhì)的量表示含有一定數(shù)目

的物理量，符號為n，單位為摩爾(簡稱摩)。

2．阿伏加德羅常數(shù)

(1)定義：1mol任何粒子的粒子數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)，符號為NA，通常用

表示。粒子集合體6.02×1023mol－1(2)規(guī)定：1mol任何粒子集合體所含的粒子數(shù)與

中所含的碳原子數(shù)相同，約為

。

(3)公式：n、NA與N(粒子數(shù))的關(guān)系為

。0.012kg12C6.02×1023

3．摩爾質(zhì)量

(1)定義：單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。符號為M，單位為

。

(2)規(guī)律：以

為單位時，數(shù)值上等于該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量。

(3)公式：物質(zhì)的量(n)、物質(zhì)的質(zhì)量(m)與摩爾質(zhì)量的關(guān)系為

。g/molg/mol[思考探究]1．使用mol時應(yīng)注意什么問題？“1mol氫”這種說法正確嗎？提示：使用mol時應(yīng)注明微粒符號，如1molH2,1molH＋，1molH等，“1mol氫”這種說法不恰當(dāng)。

2．“阿伏加德羅常數(shù)就是6.02×1023”這種說法正確嗎？

提示：不正確。阿伏加德羅常數(shù)是一個物理量，其單位為mol－1，其近似值為6.02×1023mol－1。

3．摩爾質(zhì)量等于相對分子質(zhì)量嗎？

提示：摩爾質(zhì)量以g/mol為單位時，在數(shù)值上等于相對分子質(zhì)量。前者單位為g/mol，后者單位為1。[自測自評]1．下列說法中正確的是(

)A．氨氣的摩爾質(zhì)量等于它的相對分子質(zhì)量B．阿伏加德羅常數(shù)是12kg12C中含有的碳原子數(shù)C．1mol水分子中含有2mol氫原子和1mol氧原子D．一個NO分子的質(zhì)量是ag，一個NO2分子的質(zhì)量是bg，則氧原子的摩爾質(zhì)量是(b－a)g/mol解析：摩爾質(zhì)量有單位，為g/mol，相對原子質(zhì)量單位為1，二者只是數(shù)值上相等，A不正確；NA是0.012kg12C中含有的碳原子數(shù)，B不正確；(b－a)g是一個氧原子的質(zhì)量，D不正確。答案：C

2．在化學(xué)學(xué)科中經(jīng)常使用下列物理量，其中跟阿伏加德羅常數(shù)(NA)無關(guān)的組合是(

)①相對原子質(zhì)量②摩爾質(zhì)量(g/mol)③原子半徑④中和熱(kJ/mol)

⑤物質(zhì)的量⑥化學(xué)反應(yīng)速率[mol/(L·s)]

⑦氣體摩爾體積(L/mol)⑧溶解度⑨燃燒熱(kJ/mol)

⑩溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)A．①③⑧⑩

B．②④⑤⑥⑦⑨C．①②③④⑤ D．⑥⑦⑧⑨⑩解析：根據(jù)物理量的單位，可以判斷哪些物理量與阿伏加德羅常數(shù)有關(guān)，相對原子質(zhì)量的單位為1，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為具體數(shù)值，原子半徑的單位為nm，溶解度的單位為g，這些物理量與阿伏加德羅常數(shù)均無關(guān)。答案：A

氣體摩爾體積1．定義：單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積，符號為

，單位為

。

2．?dāng)?shù)值：標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃，101kPa)約為

。

3．公式：n、V和Vm的關(guān)系為：

。VmL/mol22.4L/mol[思考探究]1．使用“22.4L/mol”時，注意哪些問題？

提示：①標(biāo)準(zhǔn)狀況下適用；②只限于氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體；③氣體的物質(zhì)的量為1mol時，其體積約為22.4L。

2．22.4L氣體，其物質(zhì)的量一定是1mol嗎？提示：不一定。22.4L氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是1mol，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，可能是1mol，也可能不是1mol。[自測自評]1．物質(zhì)的體積一定是22.4L的是(

)A．1mol水蒸氣B．17g氨氣C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下44g二氧化碳D．0℃、202kPa時2g氫氣解析：標(biāo)準(zhǔn)狀況時1mol氣體的體積為22.4L。水蒸氣一定不是處于標(biāo)準(zhǔn)狀況。氨氣未明確所處的狀態(tài)。0℃、202kPa不是標(biāo)準(zhǔn)狀況。答案：C

2．含有分子數(shù)為b的某氣體質(zhì)量為ag，則VL標(biāo)準(zhǔn)狀況下的該氣體的質(zhì)量為(式中NA為阿伏加德羅常數(shù))(

)答案：D

★★★3年9考三、以物質(zhì)的量為中心的計算★★3年5考二、阿伏加德羅定律及其推論★★★★★3年14考一、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用命題指數(shù)考頻考點阿伏加德羅常數(shù)(NA)的應(yīng)用有關(guān)NA的考查，是每年高考的必考內(nèi)容，主要以選擇題的形式，涉及的內(nèi)容有氣體摩爾體積的應(yīng)用，物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，溶液中所含粒子數(shù)的判斷，氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的判斷，鹽的水解。本部分內(nèi)容綜合性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣，是高考的熱點。

[例1]

(2012·新課標(biāo)全國卷)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述中不正確的是(

)A．分子總數(shù)為NA的NO2和CO2混合氣體中含有的氧原子數(shù)為2NAB．28g乙烯和環(huán)丁烷(C4H8)的混合氣體中含有的碳原子數(shù)為2NAC．常溫常壓下，92g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為6NAD．常溫常壓下，22.4L氯氣與足量鎂粉充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA.[解析]選項A，分子總數(shù)為NA的NO2和CO2混合氣體的物質(zhì)的量為1mol，其中含有2mol氧原子，A正確；選項B，乙烯和環(huán)丁烷的最簡式均為CH2，故28g混合氣體中含有2mol碳原子，B正確；選項C，無論是92gNO2還是92gN2O4中均含有6mol原子，則92g混合氣體中必定含有6mol原子，C正確；選項D,1mol氯氣與足量鎂粉充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2mol電子，但常溫常壓下22.4L氯氣不是1mol，所以轉(zhuǎn)移的電子不是2mol，D錯誤。

[答案]

D

[例2]

(2012·廣東高考)設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法正確的是(

)A．常溫下，4gCH4含有nA個C－H共價鍵

B．1molFe與足量的稀HNO3反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2nA個電子

C．1L0.1mol/LNaHCO3溶液中含有0.1nA個HCO3-D．常溫常壓下，22.4L的NO2和CO2混合氣體含有2nA個O原子[解析]

A選項，4gCH4為0.25mol,1mol甲烷含4molC—H鍵，故4gCH4含1molC—H鍵。B選項，當(dāng)硝酸足量時會生成Fe3＋，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為3nA。C選項，HCO在水溶液中存在水解及電離平衡，最終的平衡濃度小于其起始濃度。D選項，常溫常壓下22.4L氣體不是1mol，含有的O原子不是2nA。

[答案]

A解決與NA有關(guān)的問題時，以下幾個方面常會設(shè)置陷阱，解題時要注意：陷阱一氣體摩爾體積適用條件

22．4L/mol指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃101kPa)的氣體摩爾體積。若題中出現(xiàn)物質(zhì)的體積，需考慮所給物質(zhì)的狀態(tài)是否為氣體，條件是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況。陷阱二物質(zhì)聚集狀態(tài)氣體摩爾體積適用的對象是氣體(包括混合氣體)。一些在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體或固體的物質(zhì)，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作為命題的干擾因素迷惑學(xué)生。

陷阱三物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)此類題型要求對物質(zhì)的微觀構(gòu)成要非常熟悉，弄清楚微粒中相關(guān)粒子數(shù)(質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù))及離子數(shù)、電荷數(shù)、化學(xué)鍵之間的關(guān)系。常涉及稀有氣體He、Ne等單原子分子，Cl2、N2、O2、H2等雙原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物質(zhì)。

陷阱四電解質(zhì)溶液此類題型要注重對弱電解質(zhì)的電離和鹽類水解等知識點的理解，關(guān)鍵是要弄清電離和水解的實質(zhì)。如NH4Cl(aq)中c(Cl－)>c(NH)。

陷阱五氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)中，求算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。如Na2O2與H2O，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)等。陷阱六忽視可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底1．(2013·江西師大附中高三期中)NA表示阿伏加德羅常數(shù)。下列說法中正確的是(

)A．Cu和足量的稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生4.48L氣體時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6NAB．1.2gNaHSO4晶體中陽離子和陰離子的總數(shù)為0.03NAC．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，44.8LNO與22.4LO2混合后氣體中分子總數(shù)為2NAD．S2和S8的混合物共6.4g，其中所含硫原子數(shù)一定為0.2NA答案:D

阿伏加德羅定律的推論及應(yīng)用本部分內(nèi)容的主要考查點，根據(jù)阿伏加德羅定律求氣體的相對密度、摩爾質(zhì)量、確定氣體的分子組成，題型以選擇題和填空題為主，今后的考查還是以阿伏加德羅定律為核心，適當(dāng)拓展其推論和應(yīng)用。

[例3]

(2012·大綱全國卷)在常壓和500℃條件下，等物質(zhì)的量的Ag2O、Fe(OH)3、NH4HCO3、NaHCO3完全分解，所得氣體體積依次為V1、V2、V3、V4，體積大小順序正確的是(

)A．V3>V2>V4>V1

B．V3>V4>V2>V1C．V3>V2>V1>V4

D．V2>V3>V1>V4[解析]設(shè)各固體物質(zhì)均為2mol，則分解所得氣體的物質(zhì)的量分別為1mol、3mol、6mol、2mol，則V3>V2>V4>V1，所以選A。[答案]

AA．兩種氣體A、B的摩爾質(zhì)量之比為m∶nB．等質(zhì)量的氣體A與B的分子數(shù)之比為n∶mC．同溫、同壓下，A、B兩種氣體的密度之比為m∶nD．相同狀況下，體積相同的A、B兩種氣體的質(zhì)量之比為n∶m方法二，具體法。化抽象為具體，化字母為數(shù)據(jù)，將題中條件變?yōu)?6gO2與1gH2，也容易得出答案。故選D。

[答案]

D

1．阿伏加德羅定律同溫、同壓下，相同體積的任何氣體含有相同數(shù)目的粒子(原子或分子)。

2．阿伏加德羅定律的推論

同溫同壓下，氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的體積之比，也等于其分子數(shù)之比T、p相同語言敘述公式推論相同條件

同溫同容下，氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比T、V相同同溫同壓下，氣體的密度之比等于氣體的摩爾質(zhì)量之比T、p相同語言敘述公式推論相同條件3.阿伏加德羅定律的應(yīng)用

(1)求算物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(相對分子質(zhì)量)：(2)確定氣體的分子組成：根據(jù)阿伏加德羅定律，由體積比推導(dǎo)出微粒分子個數(shù)比，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定化學(xué)式。如：2體積氣體Ax與1體積氣體By恰好完全反應(yīng)生成2體積A2B，由阿伏加德羅定律可知：同溫、同壓下，氣體的分子數(shù)之比等于其體積比，即N(Ax)∶N(By)∶N(A2B)＝2∶1∶2，所以根據(jù)質(zhì)量守恒定律推出兩氣體反應(yīng)物均為雙原子分子即A2和B2。2．在兩個密閉容器中，分別充有質(zhì)量相同的甲、乙兩種氣體，若兩容器的溫度和壓強(qiáng)均相同，且甲的密度大于乙的密度，則下列說法正確的是(

)A．甲的分子數(shù)比乙的分子數(shù)多B．甲的物質(zhì)的量比乙的物質(zhì)的量小C．甲的摩爾體積比乙的摩爾體積小D．甲的相對分子質(zhì)量比乙的相對分子質(zhì)量小解析：由題意知甲的體積小于乙的體積，根據(jù)阿伏加德羅定律，甲的物質(zhì)的量小于乙的物質(zhì)的量，甲的分子數(shù)少，甲的摩爾質(zhì)量比乙的摩爾質(zhì)量要大，故只有B項正確。答案:B

以物質(zhì)的量為中心的有關(guān)計算分析近年的高考，以物質(zhì)的量為中心的化學(xué)計量的考查保持了相當(dāng)強(qiáng)的穩(wěn)定性，考查內(nèi)容主要有：物質(zhì)的量與粒子數(shù)，物質(zhì)的質(zhì)量、氣體的體積之間的換算，主要以選擇題和填空題形式考查；預(yù)計今后的高考，仍會以物質(zhì)的量為中心，考查化學(xué)計量之間的計算。[例5]

(2012·四川高考改編)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是(

)A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6LCCl4中含有氯原子的數(shù)目為6NAB．常溫常壓下，7.0g乙烯與丙烯的混合物中含有氫原子的數(shù)目為NAC．50mL18.4mol/L濃硫酸與足量銅微熱反應(yīng)，生成SO2分子的數(shù)目為0.46NAD．某密閉容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定條件下充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.6NA[答案]

B[例6]

(2011·新課標(biāo)全國卷)下列敘述正確的是(

)A．1.00molNaCl中含有6.02×1023個NaCl分子

B．1.00molNaCl中，所有Na＋的最外層電子總數(shù)為8×6.02×1023C．欲配制1.00L1.00mol/L的NaCl溶液，可將58.5gNaCl溶于1.00L水中

D．電解58.5g熔融的NaCl，能產(chǎn)生22.4L氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)、23.0g金屬鈉[答案]

B3．由三個原子構(gòu)成的某氣體分子，其摩爾質(zhì)量為M

g/mol，該氣體的體積為VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則：(1)該氣體的物質(zhì)的量為________mol；(2)該氣體中所含的原子總數(shù)為________個；(3)該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為________g/L；(4)該氣體的一個分子的質(zhì)量為________g。[隨堂鞏固提升]1．下列物質(zhì)中，與0.3molH2O含有相同氫原子數(shù)的物質(zhì)是(

)A．18.9gHNO3B．3.612×1023個HNO3分子C．0.1molH3PO4D．4.48LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)解析：0.3molH2O含氫原子0.6mol。B中硝酸的物質(zhì)的量為0.6mol，含氫原子0.6mol。答案:B

2．(2013·長沙聯(lián)考)下列敘述正確的是(

)A．同溫同壓下，相同體積的物質(zhì)，它們的物質(zhì)的量必相等B．任何條件下，等物質(zhì)的量的乙烯和一氧化碳所含的分子數(shù)相等C．1L一氧化碳?xì)怏w一定比1L氧氣的質(zhì)量小D．等體積、等物質(zhì)的量濃度的強(qiáng)酸中所含的H＋數(shù)一定相等解析：A項必須指明是氣體。C項未指明溫度和壓強(qiáng)，無法比較。D項強(qiáng)酸還分一元酸和多元酸。答案:B

3．(2012·龍巖高三質(zhì)檢)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(

)A．5.6g鐵與足量稀鹽酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移0.3NA個電子B．10LpH＝1的硫酸溶液中，所含的H＋數(shù)為NAC．1L1mol/L的醋酸鈉溶液中，所含的CH3COO－數(shù)目等于NAD．28gC2H4和C3H6的混合氣體中碳原子數(shù)為NA解析：鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋，5.6g鐵參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.2NA個電子，A錯誤。pH＝1，則c(H＋)＝0.1mol/L，10LpH＝1的硫酸溶液中所含H＋數(shù)為NA，