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1、2022年高考化學一輪復習 專題1.1 物質的量 氣體摩爾體積講案(含解析)
復習目標:
1、 掌握物質的量、摩爾質量、阿伏伽德羅常等概念。
2、 掌握以物質的量為中心,相互之間的轉化關系。
3、 能夠掌握考查NA題型的解答方法及技巧。
基礎知識回顧:
一、物質的量
(1)物質的量是七個基本物理量之一,其意義是表示含有一定量數目的粒子的集體。符號為:n ,單位為:摩爾(mol)。
〖說明〗物質的量是用來描述微觀粒子,如分子、原子、離子、電子、質子、中子等。在描述的時候應該標明微觀粒子的特定組合。如1molH,或1mol氫原子。
(2)物質的量的基準(NA):以0.012k
2、g12C所含的碳原子數即阿伏加德羅常數作為物質的量的基準。阿伏加德羅常數可以表示為NA,其近似值為6.02×1023 mol-1。即1mol任何物質含有阿伏伽德羅常數各粒子(NA),約為6.02×1023個。
【典型例題1】下列關于物質的量的敘述中,錯誤的是( )
A.1 mol任何物質都含有6.02×1023個分子
B.0.012 kg 12C中含有約6.02×1023個碳原子
C.1 mol水中含有2 mol氫和1 mol氧
D.1 mol Ne含有6.02×1024個電子
【遷移訓練1】下列對“摩爾 mol”的敘述不正確的是( )
A.摩爾是一個單位,用于計量物質
3、所含微觀粒子的多少
B.摩爾既能用來計量純凈物,又能用來計量混合物
C.1 mol任何氣體所含的氣體分子數目都相等
D.用“摩爾”(而不用“個”計量微觀粒子與用“納米”(而不用“米”)計量原子直徑,計量思路都是擴大單位
二、摩爾質量(M)
摩爾質量是單位物質的量的物質所具有的質量,單位是g/mol 。如果g/mol作為單位,其數字上等于相對原子(分子)質量或式量。
M=
一般摩爾質量為已知值(數值上等于式量),可由m=M×n,得到質量。
【典型例題2】下列關于摩爾質量的說法正確的是( )
A.水的摩爾質量是18 g
B.2 mol水的摩爾質量是1 mol水摩爾質量的2
4、倍
C.任何物質的摩爾質量都等于它的相對分子質量或相對原子質量
D.水的摩爾質量是氫氣摩爾質量的9倍
【遷移訓練2】下列對有關知識的理解正確的是( )
A.物質的量是物質所含微粒的數量
B.1摩爾氧氣的質量等于NA個O2分子的相對分子質量之和
C.阿伏加德羅常數是人們規(guī)定的數,沒有單位
D.當H2的摩爾質量以g·mol-1為單位時,在數值上與H2的相對分子質量相等
三、氣體的摩爾體積
(1)定義:單位物質的量的氣體所占的體積,叫做氣體摩爾體積。
表示符號:Vm
單位:L/mol(或L·mol-1)
標準狀況下,氣體摩爾體積約為22.4L/mol
數學
5、表達式:氣體的摩爾體積=, 即Vm=
(2)氣體摩爾體積的一個特例就是標準狀況下的氣體摩爾體積(V0)。在標準狀況下,1mol任何氣體的體積都約等于22.4 L。在理解標準狀況下的氣體摩爾體積時,不能簡單地認為“22.4 L就是氣體摩爾體積”,因為這個22.4 L是有特定條件的。這些條件就是:
①標準狀況,即0℃和101.325 kPa,氣體的物質的量為1 mol,只有符合這些條件的氣體的體積才約是22.4 L。因此,22.4 L是1 mol任何氣體在標準狀況下的體積。
②這里所說的標準狀況指的是氣體本身所處的狀況,而不指其他外界條件的狀況。例如,“1 mol H2O(g)在標準狀況下的
6、體積為22.4 L”是不正確的,因為在標準狀況下,我們是無法得到氣態(tài)水的。
③1mol任何氣體的體積若為22.4 L,它所處的狀況不一定就是標準狀況。根據溫度、壓強對氣體分子間平均距離的影響規(guī)律知,溫度升高一倍或壓強降低一半,分子間距將增大一倍;溫度降低一半或壓強增大一倍,分子間距將減小一半。由此可知,1 mol任何氣體在0℃ 、101 kPa條件下的體積與273℃ 、202kPa條件下的體積應相等,都約為22.4L。
【典型例題3】【xx年高考廣東卷第10題】設NA為阿伏伽德羅常數的數值。下列說法正確的是
A.1mol甲苯含有6NA個C-H鍵
B.18gH2O含有10NA個質子
C
7、.標準狀況下,22.4L氨水含有NA個NH3分子
D.56g鐵片投入足量濃硫酸中生成NA個SO2分子
【遷移應用3】下列說法正確的是(NA為阿伏加德羅常數的值)( )
A.常溫常壓下,22.4 L CO2中含有NA個CO2分子
B.標準狀況下,22.4 L空氣含有NA個單質分子
C.22.4 L Cl2中含有NA個Cl2分子
D.標準狀況下,1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA個氧原子
考點詳析:
考點一:阿佛加德羅常數
阿佛加德羅常數(用NA表示)涉及的知識面廣,靈活性強,是高考的熱點之一,主要以選擇題的形式(選擇正確的或錯誤的)進行考查。分析
8、近幾年的高考試題,此類題型常以選擇題形式出現(xiàn),容易引起學生錯誤的有以下幾點:
1、溫度和壓強:22.4L/mol是在標準狀況(0 ℃,1.01×105Pa)下的氣體摩爾體積。有意在題目中設置非標準狀況下的氣體體積,讓考生與22.4L/mol進行轉換,從而誤入陷阱。
2、物質狀態(tài):22.4L/mol使用的對象是氣體(包括混合氣體)。常把一些容易忽視的液態(tài)或固態(tài)物質作為氣體來命題,讓考生落入陷阱。如SO3:常溫下是固態(tài);水:常溫下是液態(tài)。戊烷,辛烷常溫下是液態(tài)等。
3、物質變化:一些物質間的變化具有一定的隱蔽性,有時需要借助方程式分析才能挖掘出隱含的變化情況。考生若不注意挖掘隱含變化往往會誤
9、入陷阱。如NO2:存在與N2O4的平衡。
4、單質組成:氣體單質的組成除常見的雙原子分子外,還有單原子分子(如稀有氣體Ne:單原子分子)、三原子分子(如O3)、四原子分子(如P4)等。考生如不注意這點,極容易誤入陷阱。
5、粒子數目:粒子種類一般有分子、原子、離子、質子、中子、電子等。1mol微粒的數目即為阿佛加德羅常數,由此可計算分子、原子、離子、質子、中子、電子等微粒的數目。往往通過NA與粒子數目的轉換,巧設陷阱。
【典型例題4】【廣東省惠州市xx屆高三4月模擬考試】設NA為阿伏加德羅常數的值,下列敘述正確的是
A.標況下,11.2L乙烷中含有共價鍵的數目為3NA
B.標
10、況下,22.4LO2和CO2組成的混合物中含有氧原子數為2NA
C.常溫下,22.4L甲烷中含有的電子數為10NA
D.常溫下,1 L 0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中含OH-離子數為0.1NA
【遷移訓練4】(xx·江蘇單科)用NA表示阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是( )
A.25 ℃時,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-數目為0.2NA
B.標準狀況下,2.24 L Cl2與過量稀NaOH溶液反應,轉移的電子總數為0.2NA
C.室溫下,21.0 g乙烯和丁烯的混合氣體中含有的碳原子數目為1.5NA
D.標準狀況下,22.4 L甲醇中
11、含有的氧原子數為1.0NA
【遷移訓練5】(xx·廣東單科)設nA代表阿伏加德羅常數的數值,下列說法正確的是( )
A.1 mol硫酸鉀中陰離子所帶電荷數為nA
B.乙烯和環(huán)丙烷(C3H6組成的28 g混合氣體中含有3nA個氫原子
C.標準狀況下,22.4 L氯氣與足量氫氧化鈉溶液反應轉移的電子數為nA
D.將0.1 mol氯化鐵溶于1 L水中,所得溶液含有0.1nA個Fe3+
考點二:阿伏伽德羅定律
1、阿伏加德羅定律:
在同溫同壓下,同體積的氣體含有相同的分子數。即:T1=T2;P1=P2 ;V1=V2 n1 = n2
2、阿伏加德羅定律的推論:
原理:同T、
12、P下,== ①
n=== ②
氣體狀態(tài)方程 PV=nRT ③
(1)三正比:
同溫同壓下,氣體的體積比等于它們的物質的量之比=
同溫同體積下,氣體的壓強比等于它們的物質的量之比=
同溫同壓下,氣體的密度比等于它們的相對分子質量之比=
(2)二反比:
同溫同壓下,相同質量的任何氣體的體積與它們的相對分子質量成反比=
同溫同體積時,相同質量的任何氣體的壓強與它們的摩爾質量的反比=。
(3)一連比:
同溫同壓下,同體積的任何氣體的質量比等于它們的相對分子質量之比,也等于它們的密度之比。
==
(注:以上
13、用到的符號:ρ為密度,p為壓強,n為物質的量,M為摩爾質量,m為質量,V為體積,T為溫度;上述定律及其推論僅適用于氣體,不適用于固體或液體。)
【強調】阿伏伽德羅定律及推論的復習不在于死記硬背,要能夠推導,靈活運用。
3、混合氣體的平均摩爾質量
(1)已知混合物質的總質量m(混)和總物質的量n(混):M(混)=
(2)已知混合物各成分的摩爾質量和在混合體系內的物質的量分數或體積分數。
M(混)=
(3)已知標準狀況下混合氣體的密度:M(混)=22.4ρ(混)
4、已知同溫同壓下與單一氣體A的相對密度:=
【典型例題5】標準狀況下,m g A氣體和n g B氣體的
14、分子數相同。下列說法不正確的是 ( )
A.同體積氣體A和氣體B的質量比為m∶n
B.25℃時,1 kg氣體A和1 kg氣體B的分子數之比為n∶m
C.同溫同壓下,氣體A和氣體B的密度之比為n∶m
D.標準狀況下,等質量的氣體A和氣體B的體積之比為n∶m
【典型例題6】【xx年高考全國大綱卷第8題】下列關于同溫同壓下的兩種氣體12C18O和14N2的判斷正確的是
A.體積相等時密度相等 B.原子數相等時具有的中子數相等
C.體積相等時具有的電子數相等 D.質量相等時具有的質子數相等
考點:考查阿伏加的羅定律及推論的應用。難度適中。
15、【遷移訓練6】【山東省臨沂市郯城一中xx屆高三12月月考】下列條件下,兩瓶氣體所含原子數一定相等的是 ( )
A.同質量的C2H4和CO B.同體積、同密度的C2 H4和C3 H6
C.同溫度、同體積的H2和N2 D.同壓強、同體積的N2 O和CO2
【遷移訓練7】由CO、H2和O2組成的混合氣體60 mL,在一定條件下恰好完全反應,測得生成物在101 kPa、120℃下對空氣的相對密度為1.293,則原混合氣體中H2所占的體積分數為 ( )
A. B.
16、 C. D.
考點三:以物質的量為中心的轉化關系
熟練掌握下列恒等式:n=====c×V(aq)=。
式中n為物質的量,單位 為mol;m為物質的質量,單位為g;M為摩爾質量, 單位為g/mol;V(g)為標準狀況下氣體體積,單位為L;Vm為標準狀況下氣體摩爾體積,單位為L/mol;N為粒子個數;NA為阿伏加德羅常數6.02×1023 mol-1;Q為物質的反應熱,單位為J或kJ;ΔH為摩爾反應熱,單位為kJ/mol;c為物質的量濃度,單位為mol/L;V(aq)為溶液體積,單位為L;x為飽和溶液的質量,單位為g; S為溶解度,單位為g。
【典型例
17、題7】在20℃時一鋼性容器內部有一個不漏氣且可滑動的活塞將容器分隔成左右兩室。左室充入N2,右室充入H2和O2,活塞正好停留在離左端的1/4處(如圖甲所示),然后點燃H2和O2,反應完畢后恢復到原來溫度,活塞恰好停在中間(如圖乙所示),水蒸氣的體積可忽略,則反應前H2和O2的體積比可能是( )
圖甲 圖乙
①3∶4 ②4∶5 ③6∶2 ④7∶2
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
②若剩余O2:V(H2):V(O2)=n(H2):n(O2)=(2 mol×)∶(2 mol×+1 mol)=4∶5。
【點評】該題中抓住體積之比等于壓強之比。在解題過程中因為不能確定反應物的量,故需要使用討法。
【遷移訓練8】【河北省保定市高陽中學xx學年高三12月月考試卷】(9分) 向100?mL水中投入K和Al共15?g,充分反應后,剩余金屬為1.8?g
(1)計算放出H2多少升(標準狀況下)
(2)過濾出未反應的金屬,向濾液中逐滴加入4?mol/L?的?H2SO4?溶液,生成沉淀的最大值是多少,此時消耗?H2SO4?溶液的體積是多少?
(3)生成沉淀后,再加入??H2SO4?溶液,使沉淀剛好完全溶解,此時消耗??H2SO4?溶液的體積是多少?