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2019-2020年高一化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)精析精練 氣體摩爾體積知識(shí)歸納 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 氣體 摩爾 體積 氣體摩爾體積：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積[在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(STP)1 mol任何氣體 所占體積約為22．4L)。其單位為L(zhǎng)/mol。注意： (1)強(qiáng)調(diào)l mo1只適用于氣體(任何氣體)，不適用于固體或液體，只有氣體在同溫同壓下才占有相同體積； (2)強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)狀況(273K，1．0lXl05Pa)，因?yàn)樵谶@一特定狀況下，測(cè)得的1mol任何氣體所占的體積約為 22．4 L； (3)強(qiáng)調(diào)22．4L為近似值。 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 阿氏 定律 阿伏加德羅定律：在同溫同壓下，同體積的任何氣體所含的分子數(shù)相同。對(duì)這一定律理解要明確： (1)適用范圍為氣體(任何氣體)，混合氣體同樣適用； (2)“五同”中只要有“三同”，另外兩同則必然“同”； (3)氣體摩爾體積是阿氏定律的特例。 阿氏 定律 推論 (1)同溫、同壓、同體積的氣體，其質(zhì)量之比等于其摩爾質(zhì)量之比，公式為m1/m2＝M1/M2； (2)同溫、同體積下,其壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，公式為p1/p2＝n1/n2； (3)同溫、同壓、氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比，公式為ρ1 /ρ2＝M1/M2(還有若干推論，讀者自推)。 平均 摩爾 質(zhì)量 混合物的平均摩爾質(zhì)量()等于混合物的總質(zhì)量(m總)和混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的總和(n總)之比，公式為＝m總/n總＝(n1M1+n2M2+…)/(n1+n2+…) 學(xué)法建議 1．“有比較才會(huì)有鑒別”，比較物質(zhì)在氣、液、固三種不同物態(tài)下的體積影響因素中的主要矛盾，主要影響因素有三條：(1)粒子數(shù)的多少；(2)粒子本身的大?。?3)粒子與粒子之間的平均距離。 2．固體或液體粒子之間的距離相對(duì)于粒子本身的大小小到可以忽略；氣體粒子間距離在通常情況下為其本身直徑的10倍，氣體體積主要取決于氣體粒子間平均距離，而氣體粒子間平均距離取決于其所在溫度、壓強(qiáng)。 3．氣體摩爾體積為溫度與壓強(qiáng)的函數(shù)。溫度、壓強(qiáng)一定，氣體摩爾體積的數(shù)值即定。例如在0℃、1．01105Pa下，Vm＝22．4 L/mol。 4．阿伏加德羅定律的核心為分子間距離與粒子數(shù)或分子數(shù)、溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系；阿伏加德羅定律還表現(xiàn)為不同的數(shù)學(xué)表達(dá)式，這不過(guò)是不同的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換而已，如下式： （T、P不變） 潛能開(kāi)發(fā) [例1]下列敘述中，不正確的是 ( ) A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 molH2O體積約是22．4 L B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0．5mol H2、0．5 mol N2組成的混合氣體的體積約為22．41。 C.在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積不可能約為22．4L D.在同溫同壓下，氣體分子間平均距離幾乎相等 思路分析 氣體體積大小相關(guān)量為氣體物質(zhì)的量(粒子個(gè)數(shù))、粒子間平均距離(溫度、壓強(qiáng))，相對(duì)來(lái)說(shuō)，粒子本身的大小則是影響氣體體積的次要因素。 氣體摩爾體積址個(gè)嚴(yán)密定義，必須明確其內(nèi)容才能正確無(wú)誤地運(yùn)用。氣體摩爾體積：(1)氣體、非液體、非固體但可以是混合氣體；(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP)；(3)氣體體積標(biāo)況近似值；(4)約22．4L/mol。 在此基礎(chǔ)上涉及有關(guān)氣體體積的計(jì)算則顯得有據(jù)可依。 [答案] AC 思維診斷 學(xué)生因?qū)怏w摩爾體積概念的理解不全面而錯(cuò)選。 氣體摩爾體積是個(gè)從屬于物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)的概念。但又是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立而完整的概念。在具體處理知識(shí)過(guò)程中，既要處理好概念本身的內(nèi)部邏輯關(guān)系，同時(shí)又要考慮概念間的上下關(guān)系。如此才能正確地運(yùn)用概念。 [例2](xx年北京市、安徽省春季高考試題)常溫下，在密閉容器里分別充入兩種氣體各0．1 mol。在一定條件下充分反應(yīng)后，恢復(fù)到原溫度時(shí)，壓強(qiáng)降低為開(kāi)始時(shí)的。則原混合氣體可能是 ( ) A．H2和O2 B.HCl和NH3 C．H2和C12 D.CO和O2 根據(jù)阿伏加德羅定律及其推論知：在一定的溫度和體積下，氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比，對(duì)于A，反應(yīng)為：2H2+O22H2O，顯然 0．1molH2和0．05molO2反應(yīng)完全，生成0．1molH2O，在常溫下是液態(tài)的，這時(shí)剩余0．05molO2，為原混合氣體的物質(zhì)的量(0．1molH2和0．1molO2)的，所以壓強(qiáng)降低為開(kāi)始時(shí)的，因此A選項(xiàng)符合條件。 HCI+NH3＝NH1Cl，0．1 mol HCl和0．1 mol NH3可以反應(yīng)完全，不余氣體(NH4Cl常溫時(shí)為固體)，因此B選項(xiàng)不符合條件。 H2+Cl22HCl，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，即壓強(qiáng)不變， C選項(xiàng)也不符合條件。 2CO+O22CO2，顯然O2過(guò)量0．05mol，生成0．1molCO2,壓強(qiáng)為開(kāi)始的,D選項(xiàng)也不符合條件。 [答案] A 思維診斷 應(yīng)用阿伏加德羅定律和氣體摩爾體積等概念去解決密閉容器內(nèi)的混合氣體問(wèn)題，首先必須考慮混合氣體之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只有互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的混合氣體才能適用阿伏加德羅定律和氣體摩爾體積。 [例3](典型例題5℃、101kPa條件下將15LO2通入10LCO和H2的混合氣中，使其完全燃燒，干燥后?；謴?fù)至原來(lái)的溫度和壓強(qiáng)。 (1)若剩余氣體的體積是15L，則原CO和H2的混合氣中，V(CO)=___________L,V(H2)＝______________L。 (2)若剩余氣體的體積為aL則原CO和H2的混合氣中 V(CO)：V(H2)=_________________。 (3)若剩余氣體的體積為aL，則a的取值范圍是____________。 思路分析 據(jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下的體積之比等于方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 又∵反應(yīng)中2CO+O22CO2(g)，2H2+O22H2O(1)化學(xué)計(jì)量數(shù)完全相同，得O2過(guò)量。 設(shè)CO為xL,H2為(10—x)L，剩余氣體的體積是15L，據(jù)體積變化列式： 解得x＝5L 若剩余氣體的體積為aL,設(shè)CO為xL，H2為(10—x)L 思維診斷 本題考查阿伏加德羅定律的推論及有關(guān)計(jì)算，解法多種，關(guān)鍵以少量物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。 本題采用體積差法，技巧性強(qiáng)，判斷剩余氣體的體積a的取值范圍,是挖掘題中隱藏條件,解不等式即可。 知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 1．設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的符號(hào)為NA，標(biāo)準(zhǔn)狀況下某種O2和N2的混合氣體mg含有b個(gè)分子，則ng該混合氣體在相同狀況下所占的體積(L)應(yīng)是 ( ) A． 答案:A 2．在相同的溫度下，相同質(zhì)量的下列氣體分別通入相同容積的容器中,容器內(nèi)的壓強(qiáng)最小的是 ( ) A．HF B．Ar C．SO2 D．Cl2 答案:D 3．在給定溫度和壓強(qiáng)下的理想氣體，影響其所占體積大小的主要因素是 ( ) A.分子直徑的大小 B．分子間距離的大小 C．分子間引力的大小 D.分子數(shù)目的多少 答案:D 4．1mol氧氣在放電的條件下，有30％轉(zhuǎn)化為臭氧(O3)，則放電后所形成的混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度是 ( ) A.16 B．17．8 C．18．4 D．35．6 答案:B 5．將m1g鋅加到m2g 20％的HCl溶液中，反應(yīng)結(jié)果共放出nL，氫氣(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則被原的HCl的物質(zhì)的量是 ( ) A．m1/65 mol B．5m2/36．2mol C．m2/36．5mol D．n/11．2mol 答案:D 6．在一定的溫度和壓強(qiáng)下，1LX氣體和1LY氣體反應(yīng)后生成1L。水蒸氣和1L氮?dú)?，則X，Y分別為 ( ) A.H2和N2O4 B．H2和N2O3 C.和N2O D.H2和NO2 答案:C 7．依照阿伏加德羅定律,下列敘述中正確的是 ( ) A.同溫、同壓下，兩種氣體的體積之比等于摩爾質(zhì)量之比 B.同溫、同壓下，兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于密度之比 C.同溫、同壓下，兩種氣體的摩爾質(zhì)量之比等于密度之比 D.同溫、同體積下，兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比 答案:CD 8．(全國(guó)高考題)常溫下有A和B兩種氣體組成的混合物(A的相對(duì)分子質(zhì)量小于B)。經(jīng)分析，混合氣體中只含有氮和氫兩種元素，而且不論A和B以何種比例混合，氮和氫元素的質(zhì)量比總大于14/3。 (1)由此可以確定A為_(kāi)________________，B為_(kāi)________________，理由是_______________________。 答案: NH3；N2；其中N和H的質(zhì)量比總大于14/3 (2)若上述混合氣體中氮和氫的質(zhì)量比為7：1，則在混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之比為_(kāi)__________________，A在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________________。 答案: 設(shè)：體積分?jǐn)?shù)為NH3：x；N2：1-x [14x+28(1-x)]/3x＝7/1 解得x=0．8 0．8：0．2=4:1 A、B的物質(zhì)的量比為：4:1；A的體積分?jǐn)?shù)為80％。 9．(浙江省聯(lián)考題)30mL某氣體NxHy全部分解生成30mLN2和60mLH2，上述氣體的體積均在同溫、同壓的條件下測(cè)定，由此推斷該氣體的相對(duì)分子質(zhì)量是__________________。 答案:32 10．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有氫氣和一氧化碳的混合氣體7L，質(zhì)量為2．25g，則混合氣體中H2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)________,CO的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)________________。 答案: 22．2％；20％ 11．(廣西省競(jìng)賽題)在一定溫度和壓強(qiáng)下，H2、O2、Cl2按體積比10：4：l混合，將此混合氣體在密閉容器內(nèi)用電火花引燃，待反應(yīng)完全后冷卻到室溫，容器內(nèi)產(chǎn)生了鹽酸，則鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____________________。 答案: 33．6％ 12．每升天然水中通入0．002g氯氣就達(dá)到消毒作用，可供飲用。0．002 g氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)__________________mL。 答案: 0．63 13．(河北省測(cè)試題)在同溫、同壓下，測(cè)得氫氣密度為0．089 g/L,某種有刺激性的氣體X密度為2．848g/L。又知?dú)怏wX是三原子分子并由兩種元素組成，兩種元素的質(zhì)量比為1:1。則氣體X的化學(xué)式為_(kāi)_____________________。 答案: SO2 14．(南昌市測(cè)試題)計(jì)算11．2 L下列氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的質(zhì)量： (1)N2和O2體積比為4:1的混合氣體； 答案: 14．4g (2)N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的N2和O2的混合氣體。 答案: 15．56g 綜合能力訓(xùn)練 1．(重慶市診斷題)將H2、O2、N2三種氣體分別放入不同容器中，當(dāng)其溫度、密度完全相同時(shí)，三種氣體壓強(qiáng)(P)的大小關(guān)系是 ( ) A.p(H2)＝p(02)＝p(N2) B．p(H2)>P(N2)>P(O2) C.P(O2)>P(N2)>P(H2) D.P(O2)>P(H2)>P(N2) 答案:B 2．(上海市模擬題)在273℃、1.01105Pa條件下，將1．40g氮?dú)狻?．60g氧氣和4．00g氬氣混合；該混合氣體的體積是 ( ) A．3．36 L 13．6．72 L C．8．96 L D．4．48 L 答案:D 3．設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.2．7g金屬鋁變?yōu)殇X離子時(shí)失去的電子數(shù)目為0．3NA B.在常溫、常壓下，11．2LN2含有的分子數(shù)為0．5NA C.在常溫、常壓下，1molNe(氖氣)含有的原子數(shù)為NA D.汞在標(biāo)況下的體積約為22．4L 答案:AC 4．在體積為1 L的干燥燒瓶中，用排空氣法充入HCI氣體后，測(cè)得燒瓶中氣體對(duì)氧氣的相對(duì)密度為1．082，以此氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)噴泉停止后，進(jìn)入燒瓶中的液體體積為 ( ) A.全滿 B．3/4L C．1/2L D．1/4L 答案:B 5．(xx年廣東省高考試題)同溫同壓下兩個(gè)容積相等的貯氣瓶，一個(gè)裝有C2H4，另一個(gè)裝有C2H2和C2H6的混合氣體，兩瓶?jī)?nèi)的氣體一定具有相同的(提示：C2H2和C2H6不發(fā)生反應(yīng)) ( ) A.質(zhì)量 B.原子總數(shù) C.碳原子數(shù) D.密度 答案:C 6．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，容積為1L的密閉容器中剛好可以盛放a個(gè)N2分子和b個(gè)H2分子組成的混合氣體，則阿伏加德羅常數(shù)的近似值可以表示為 ( ) A．a(chǎn)+b B．22．4(a+b) C. D．22．4(a+b)6．021023 答案:B 7．在一個(gè)密閉容器中盛有11gX氣體(X的摩爾質(zhì)量為44gmol-1)時(shí)，壓強(qiáng)為1104Pa，如果在相同溫度下，把更多的氣體X充入容器，使容器內(nèi)壓強(qiáng)增至5104pa，這時(shí)容器內(nèi)氣體X的分子數(shù)約為 ( ) A．3．31025 B．3．31024 C．7．51023 D．7．51022 答案:C 提示：起始條件下氣體的物質(zhì)的量容易求出，即＝0．25mol，則終態(tài)的物質(zhì)的量為：0．25mol＝1．25mol。X的分子數(shù)為1．25 mol6．021023mol-1=7．51023。 8．(福建省質(zhì)檢題)某種物質(zhì)A在一定條件下加熱分解，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2A B(g)+2C(g)+2D(g)，測(cè)得生成物混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為d。則A的相對(duì)分子質(zhì)量為多少? 答案: 解：根據(jù)阿氏定律：M(混)/M(H2)＝d M＝2d，由質(zhì)量守恒定律：2M(A)=M(B)+2M(C)+2M(D)， M(混) 2M(A)/(1+2+2)＝2/5M(A)，M(A)＝5d。 9．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，aLH2和Cl2的混合氣體經(jīng)光照反應(yīng)后，所得氣體恰好使bmolNaOH完全轉(zhuǎn)化為鹽，試確定a、b之間的關(guān)系。 解：(1)H2+Cl2恰好反應(yīng),H2+Cl2＝2HCl n(HCl)＝a/22．4mol HCl+NaOH＝NaCl+H2O b＝a/22．4mol (2)H2過(guò)量，n(HCl)b> (通過(guò)元素守恒也可理解)。綜合：>b>0。