專題二物質的量第5講物質的量氣體摩爾體積內容要求1.了解物質的量及氣體摩爾體積的含義和應用。2.體會定量研究對化學科學的重要應用。知識點1物質的量與摩爾質量1.物質的量、阿伏加德羅常數2.摩爾質量1.物質的量是表示微粒數目多少的物理量。()2.1mol任何物質都含有NA個分子。()3.1molOH-的質量是17g·mol-1。()4.設NA代表阿伏加德羅常數的值,22gCO2中含有的氧原子數為NA。()5.nmolO2中分子數為N,則阿伏加德羅常數為Nn6.1mol金剛石晶體中含有的共價鍵數目為4NA。()答案:1.×2.×3.×4.√5.×6.×1.下列關于物質的量、摩爾質量的敘述正確的是(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.氫氧化鈉的摩爾質量是40gD.2mol水的摩爾質量是1mol水的摩爾質量的2倍解析:A.0.012kg12C的物質的量是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.氫氧化鈉的摩爾質量是40g·mol-1,單位不正確,錯誤;D.水的摩爾質量與水的物質的量的多少無關,錯誤。2.設NA是阿伏加德羅常數的值,下列說法不正確的是(B)A.KHSO4固體中,陰、陽離子的數目之比為1∶1B.NaH+H2ONaOH+H2↑,每生成1mol[NaOH+H2]轉移電子數為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、陽離子數目之比為1∶1,正確;B.題給反應為H元素的歸中反應,每生成1mol[NaOH+H2]轉移電子數為NA,錯誤;C.H218O和D2O的摩爾質量均為20g/mol,因此由H218O和D2O組成的物質中分子的物質的量為2g20g/mol3.(1)材料科學家研究發現了一種帶結晶水的晶體在5K下呈現超導性,該晶體的化學式為Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德羅常數的值,試計算12.2g該晶體中含氧原子數為,氫原子的物質的量為mol。

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

解析:(1)晶體的摩爾質量約為122g·mol-1,n=12.2g122g·mol-(2)根據電離方程式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理解物質的量相關概念的“4點”注意1.物質的量不是物質的質量或物質的數量,其描述對象為微觀粒子,如電子、質子、中子、原子、分子、離子、原子團等。2.6.02×1023是個純數值,沒有任何物理意義,而阿伏加德羅常數(NA)是指1mol任何微粒所含的粒子數,其數值約為6.02×1023,單位為mol-1。3.摩爾質量的單位是g/mol,相對原子(或分子)質量的單位為“1”,不是相同的物理量。4.對于具體的物質,其摩爾質量是確定的,不隨物質的量的多少或物質的狀態的變化而變化。知識點2氣體摩爾體積與阿伏加德羅定律1.影響物質體積的因素2.氣體摩爾體積3.阿伏加德羅定律及其推論(1)內容可總結為“三同”定“一同”,即同溫、同壓、同體積的氣體,具有相同的分子數。(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量(或相對分子質量)成正比T、V相同p1p溫度、體積相同的氣體,其壓強與其物質的量成正比備注n為物質的量,M為摩爾質量,V為氣體體積,ρ為密度,p為壓強1.粒子的大小是決定1mol氣體的體積大小的主要因素。()2.標準狀況下,任何物質的摩爾體積均為22.4L/mol。()3.標準狀況下,11.2LBr2的物質的量為0.5mol。()4.標準狀況下,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氣體的相對分子質量為28。()7.同溫、同壓下,同體積的CH4和NH3含有的質子數相同。()答案:1.×2.×3.×4.×5.√6.√7.√題點一氣體摩爾體積1.下列關于決定物質體積的因素的說法不正確的是(C)A.物質的體積取決于粒子數目、粒子大小和粒子間距B.相同條件下,粒子數相同的任何氣體都具有相同體積C.同溫、同壓下,1mol任何物質所占有的體積均相同D.等質量的H2,壓強越小、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的質量是32g,它所占的體積是22.4LB.標準狀況下,11.2LO2和O3的混合氣體中含有6.02×1023個氧原子C.標準狀況下,20mLNH3與60mLO2所含的分子個數比為1∶3D.18gH2O在標準狀況下所占的體積約為22.4L解析:A.O2的摩爾質量是32g/mol,1molO2的質量是32g,標準狀況下,1molO2所占的體積是22.4L,沒有給定標準狀況下,錯誤;B.標準狀況下,11.2LO2和O3的混合氣體中含有分子數為3.01×1023,含有氧原子的數目大于6.02×1023,錯誤;C.同一條件下,氣體的物質的量之比和氣體的體積成正比,氣體的分子數和氣體的物質的量也成正比,因此標準狀況下,20mLNH3與60mLO2所含的分子個數比為20∶60=1∶3,正確;D.18gH2O的物質的量為1mol,因為標準狀況下水不是氣體,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,等質量的甲和乙的壓強之比為3∶2D.等質量的甲和乙中的原子數之比一定為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、乙兩氣體的物質的量之比為1∶2,根據摩爾質量M=mn可知,甲、乙的摩爾質量之比為a1∶3a2=2∶3,則甲與乙的相對分子質量之比為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:設四種氣體的質量均為mg,則CH4、CO2、O2、SO2的物質的量分別為m16mol、m44mol、m32mol、m64mol,同溫、同壓下,氣體體積之比=物質的量之比,物質的量越大,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、CO2,兩者的物質的量之比為m64mol∶m44mol=11∶16,則原子個數之比為(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)已知標準狀況下,氣體A的密度為2.857g·L-1,則氣體A的相對分子質量為,可能是(填化學式)。

(2)標準狀況下,1.92g某氣體的體積為672mL,則此氣體的相對分子質量為。

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

②混合氣體的平均摩爾質量是g·mol-1。

解析:(1)M=ρ×22.4L·mol-1≈64g·mol-1;根據相對分子質量,推測可能是二氧化硫氣體。(2)標準狀況下,氣體的體積為672mL,則n=672×10-322.4mol=0.03mol,M=(3)CO燃燒發生反應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,在標準狀況下,18gCO和CO2的混合氣體的物質的量為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氣體摩爾質量的計算方法依據計算公式條件根據氣體的質量(m)和物質的量(n)計算M=m任意狀態下的任意物質根據標準狀況下氣體的密度ρ計算M=ρ×22.4L/mol標準狀況下的氣體根據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一定質量(m)的氣體中微粒數目(N)計算M=mN·N任意狀態的單一氣體根據混合氣體中各成分的物質的量分數或體積分數(a%、b%、c%……)計算M=M1×a%+M2×b%+M3×c%+……任意狀態的混合氣體當堂檢測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量之比,B正確;同溫同體積的氣體的壓強之比等于其物質的量之比,C正確;同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質的量之比,D正確。2.(2021·舟山期末)NA代表阿伏加德羅常數的值。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后,轉移電子數為0.3NAC.標準狀況下,22.4L氦氣與氟氣的混合氣體中所含有的原子數為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后,生成硝酸鐵,轉移電子數為0.3NA,正確;C.氦氣是單原子分子,氟氣是雙原子分子,標準狀況下,22.4L氦氣與氟氣的混合氣體中所含有的原子數介于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,則混合氣體的物質的量為(用含m、d的代數式表示,下同);NH4HCO3的摩爾質量為。

(2)混合氣體的平均摩爾質量為。

(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的體積分數,若此混合氣體置于標準狀況下某恒溫密閉容器中,測得其總壓強為p,則其中NH3的分壓p分等于。

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