1、第 1 章 化学中常用的物理量物质的量 第 1 讲 物质的量 气体摩尔体积 基础盘点 一、物质的量1物质的量(n)物质的量表示含有的物理量，单位为。每摩尔物质含有个微粒。2阿伏加德罗常数(NA)_ _kg所含原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为，单位为。公式：NANn 一定数目粒子的集合体摩尔(mol)NA001212C6.021023mol1思考 11 mol 氢这种说法正确吗？为什么？提示 使用摩尔作单位时，应用化学式指明粒子的种类而不使用中文名称。如 1 mol H、1 mol H2、0.5 mol H，而不能说 1 mol 氢。思考 2 摩尔质量与相对分子(或原子)质量是否等同？二、摩尔
2、质量1摩尔质量是的物质所具有的质量。单位是，公式：Mmn。2数值：以为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的。提示 摩尔质量与相对分子(或原子)质量是两个不同的概念。当摩尔质量以 g/mol 为单位时二者在数值上相等，但前者有单位，后者是相对值，可以认为单位为 1，所以二者不能等同。单位物质的量g/molg/mol相对分子(原子)质量三、气体摩尔体积1气体摩尔体积(Vm)(1)概念：一定温度、压强下，单位的气体所占的体积。单位为，公式：VmVn。(2)数值：在标准状况下(指温度为，压强为_)约为。物质的量L/mol0101 kPa22.4 L/mol特别提示 Vm22.4 L/mol
3、，使用时一定注意以下几个方面：一个条件：标准状况。一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。二个数据：“1 摩尔”、“约 22.4 升”。2阿伏加德罗定律在相同的和下，相同体积的任何气体都含有。“三同”定“一同”。温度压强相同数目的分子思考 3 标准状况下，1 mol 气体的体积是 22.4 L，如果当 1 mol 气体的体积是 22.4 L 时，一定是标准状况吗？提示 不一定，因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件，非标准状况下 1 mol 气体的体积也可能是 22.4 L。考点精讲 考点一 解以阿伏加德罗常数(NA)为背景的选择题应注意的问题阿伏加德罗常数是近几年高考的“
4、热点”问题，主要以选择题的形式呈现。命题者往往有意设置一些陷阱，增大试题的区分度。陷阱的设置主要有以下几个方面。陷阱一 气体摩尔体积适用条件224 L/mol 指在标准状况下(0 101 kPa)的气体摩尔体积。若题中出现物质的体积，需考虑所给物质的状态是否为气体，条件是否为标准状况。陷阱二 物质聚集状态气体摩尔体积适用的对象是气体(包括混合气体)。一些在标准状况下是液体或固体的物质，如 CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。陷阱三 物质的微观结构此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数、化学键)
5、之间的关系。常涉及稀有气体 He、Ne 等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2 等双原子分子，及 O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2 等特殊物质。陷阱四 电解质溶液此类题型要注重对弱电解质的电离和盐类水解等知识点的理解，关键是要弄清电离和水解的实质。如NH4Cl(aq)中 c(Cl)c(NH4)。陷阱五 氧化还原反应的电子转移数目较复杂的氧化还原反应中，求算电子转移的数目。如Na2O2 与 H2O，Cl2 与 NaOH 溶液反应等。陷阱六 分散系的变化导致微粒数目的变化如 FeCl3 溶液转化为 Fe(OH)3 胶体，因为胶体粒子是分子的集合体，所以胶粒的数目小于原溶液中
6、 Fe3的数目。例 1 关于阿伏加德罗常数的 20 个问题汇总。下表中各种说法是否正确？简要解释原因。叙述 解释 结论 2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA _ _ 0.1 L 3.0 mol/L的NH4NO3溶液中含有的NH 数目为0.3NA _ _ 5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA _ _ 未指明标准状况错误NH 水解错误错误Fe3铁不一定只生成444.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA _常温下 11.2 L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA个_5.6 g铁与足量的稀硫酸反应失去电子数为0.3NA个_2 mol钠与过量稀盐酸反应生成NA个H2
7、分子_4 mol 硅氧键4.5 g SiO2是0.075 mol,1 mol SiO2晶体中含有正确“常温”不是标准状况 错误铁转化为Fe2错误反应生成1 mol H22 mol钠与过量稀盐酸正确30 g甲醛中含共用电子对总数为4NA _ _ 标准状况下，22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA _ _ 相同条件下，N2和O3的混合气体与等体积的N2所含原子数相等 _ _ 1.0 L 1.0 mol/L CH3COOH溶液中，CH3COOH分子数为 NA _ _ 含4 mol共用电子对30 g甲醛是1 mol，氦气为单原子分子O3是3原子分子CH3COOH电离正确错误错误错误Na
8、2O2与CO2反应生成11.2 L O2(标准状况)，反应中转移的电子数为2NA_46 g NO2和N2O4的混合物含有的原子数为3NA_10 g 46%的乙醇水溶液中所含H原子个数为0.6NA_2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA_2 mol电子生成1 mol O2要转移NO2 和N2O4 的原子个数比相同水和乙醇中均含有H原子，应为1.2 NA该反应为可逆反应，不能进行到底，应大于2NA错误正确错误错误常温常压下，3.2 g O3所含的原子数为 0.2NA_18 g D2O所含的电子数为 10NA_1 L 1 mol/L饱和FeCl3溶液滴入沸
9、水中完全水解生成Fe(OH)3 胶粒 NA个_1 mol Na2O2固体中含离子总数为 4NA_注意质量不受温度、压强影响D2O 的相对分子质量为20，故18gD2O所含电子数小于 10NAFe(OH)3 胶粒是分子的集合体Na2O2固体中含Na和O两种离子，故应为3 NA正确错误错误错误标准状况下，22.4 L己烷中含共价键数目为19 NA_标况下，己烷为液体，22.4 L己烷的物质的量大于1 mol错误考点二 阿伏加德罗定律的应用及气体摩 尔质量的求解方法 1阿伏加德罗定律推论阿伏加德罗定律可表示为同温同压下V1V2N1N2n1n2，据此可以推论：(1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质
10、的量之比，即V1V2n1n2。(2)同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，即p1p2n1n2。(3)同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量或密度之比，即m1m2M1M212。(4)同温同压下，同质量的气体的体积与其摩尔质量成反比，即V1V2M2M1。2气体摩尔质量的求解方法(1)标况密度法：M22.4(L/mol)(g/L)。(2)相对密度法：A 气体对 B 气体的相对密度 D(B)ABMAMB，如对空气：MD(空气)29。(3)体 积 分 数 法：M M1V1%M2V2%(V1%、V2%表示各组分的体积分数，也等于各组分的物质的量分数)。例 2 在两个密闭容器中，分
11、别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()A甲的分子数比乙的分子数多B甲的物质的量比乙的物质的量小C甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小解析 由公式 mV 得出，甲V 甲 乙V 乙，则V甲V乙乙甲，因为 甲 乙，则 V 甲n 甲。由M 甲mn甲，M 乙mn乙得 M 乙0.15 mol，故不能恰好完全反应。答案 D即时巩固 3 氨气具有还原性，在铜的催化作用下，氨气和氟气反应生成 A 和 B。A 为铵盐，B 在标准状况下为气态。在此反应中，若每有 1 体积氨气参加反应，同时有 0.75 体积氟气参加反应
12、；若每有 8.96 L 氨气(标准状况)参加反应，同时生成 0.3 mol A。(1)写出氨气和氟气反应的化学方程式：_。(2)在标准状况下，每生成 2.24 L B，转移电子的物质的量为_mol。4NH33F23NH4FNF3Cu0.6实验探究 气体体积、质量的测定方法 探究点一 下列气体中：H2、N2、O2、NO2、NH3、HCl，哪些可以用排水法测量气体的体积？为什么？提示 H2，N2，O2。因为这三种气体既不溶于水，也不与水发生化学反应。探究点二 实验室在做 H2 还原 CuO 的实验时，如何测得参加反应的 H2 的质量？提示 可以用盛浓 H2SO4 的洗气瓶(或其他吸收水的装置)吸收
13、生成的 H2O。称量吸水前后洗气瓶(或装置)的质量，求出质量差即可得到 H2O 的质量，再换算成 H2 的质量。探究点三(1)下列装置中，可以用来量取气体体积的是a、b、c、d。可以用来测定气体质量的是 e、f、g。(2)用 d 装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？提示 读数时注意：冷却至室温；上下移动乙管，使两管中液面相平；视线与凹液面的最低处相切。实验探究 1 某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：.配制浓度均为 0
14、.5 mol/L H2SO4 溶液和 H2C2O4 溶液；用_量取 10.00 mL 0.5 mol/L H2SO4 和H2C2O4 溶液分别加入两个锥形瓶中；分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端；检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中(铜丝不能与酸接触)，至反应完全，记录_；反应结束后，读取量筒中水的体积为 y mL。.请将上述步骤补充完整并回答下列问题：(1)用密度为 1.84 g/cm3 98%的浓 H2SO4 配制 250 mL 0.5 mol/L 的 H2SO4 溶液，所需要的主要仪器有_、_、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管。(2)以下
15、是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：使乙、丙中液面相平；将装置冷却至室温；读取量筒内水的体积。这三步操作的正确顺序是_。(3)读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是_。(4)简述速率不等的原因是_，铜丝不能与酸接触的原因是_。解析.根据量取溶液体积的精确度要求可知应使用酸式滴定管；比较 H2SO4、H2C2O4 反应速率可通过观察气泡或完全反应所需时间长短。.(1)配制溶液需要使用特定的仪器(250 mL 的容量瓶)，定容时需要用到胶头滴管。(2)为保证测量数据的准确，应该将气体冷却至室温和相同压强下，所以应该先进行操作，然后调整液面使气体压强等于外界大
16、气压，最后正确读数。(3)由题意可知，丙(量筒)中的液面高于乙的液面，故应将丙向下移动。(4)因为H2SO4是强酸、H2C2O4是弱酸，故相同浓度的溶液中 H2SO4的氢离子浓度大，反应速率快。若铜丝接触溶液，则构成原电池，使反应速率加快，使实验结果的可信度降低。答案.酸式滴定管 反应所需时间.(1)250 mL 容量瓶 胶头滴管(2)(3)将丙向下移动(4)氢离子浓度不同 镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验的测定实验探究 2有一含 NaCl、Na2CO310H2O 和 NaHCO3的混合物，某同学设计如下实验，通过测量反应前后 C、D 装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。
17、(1)加热前通入空气的目的是_，操作方法为_。(2)装置 A、C、D 中盛放的试剂分别为：A_，C_，D_。(3)若将 A 装置换成盛放 NaOH 溶液的洗气瓶，则测得的 NaCl 的含量将_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同)；若 B 中反应管右侧有水蒸气冷凝，则测定结果中 NaHCO3 的含量将_；若撤去 E 装置，则测得 Na2CO310H2O 的含量将_。(4)若样品质量为 w g，反应后 C、D 增加的质量分别为 m1 g、m2 g，由此可知混合物中 NaHCO3 的质量分数为_(用含 w、m1、m2 的代数式表示)。解析(2)A、C、D 都是 U 形管，不能盛液体试剂，只能盛
18、固体试剂。A 处试剂必须同时吸收 CO2 和水蒸气，故 A 处盛的是碱石灰；C、D 两处分别吸收水蒸气和 CO2，故 C 处可盛无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5等)，D 处可盛碱石灰。(3)若 A 装置盛放 NaOH 溶液只吸收 CO2，不吸收水蒸气，则混合物中产生水蒸气的 Na2CO310H2O 和NaHCO3 的总质量在计算中会增大，因此测得的 NaCl的含量会偏低；若 B 中反应管右侧有水蒸气冷凝，则水蒸气总质量减小，Na2CO310H2O 和 NaHCO3 的总质量在计算中会减小，但是 NaHCO3 的质量是根据CO2 的质量进行计算，所以测得的 NaHCO3 的含量不受影响；
19、若撤去 E 装置，则 D 装置可吸收来自外界空气中的CO2，使得 NaHCO3 的质量在计算中会增大，故测得的Na2CO310H2O 的含量会偏低。(4)NaHCO3 的质量分数：m2 g44 g/mol284 g/molw g100%4 200m211w%。答案(1)除去装置中的水蒸气和二氧化碳 关闭 b，打开 a，缓缓通入空气，直至 a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止(2)碱石灰 无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等)碱石灰(3)偏低 无影响 偏低(4)4 200m211w%高考集训 题组一 对阿伏加德罗常数的考查1NA 表示阿伏加德罗常数，判断下列各项是否正确。考查物质的
20、结构(1)1 mol 羟基中电子数为 10 NA()(2010江苏5B)(2)1.7 g H2O2 中含有电子数为 0.9 NA()(2010上海7B)(3)1 mol 乙烷分子中含有 8 NA 个共价键()(2009浙江理综8B)(4)58.5 g 的 NaCl 固体中含有 NA 个氯化钠分子()(2009浙江理综8C)(5)24 g 镁的原子最外层电子数为 NA()(2009福建理综8A)考查物质的物理性质(6)标准状况下，22.4 L 乙醇的分子数为 NA()(2009福建理综8D)(7)标准状况下，22.4 L 二氯甲烷的分子数约为 4 NA 个()(2010四川理综7A)(8)标准状
21、况下，22.4 L 戊烷所含分子数为 0.1 NA()(2010上海7D)考查电离情况(9)1 L 0.1 mol/L 乙酸溶液中 H 数为 0.1 NA()(2009福建理综8B)考查氧化还原反应中电子的转移(10)1 mol Ca 变成 Ca2时失去的电子数为 2NA()(2009广东理基20D)(11)1 mol Cl2 与足量 Fe 反应，转移的电子数为 3NA()(2008广东10A)(12)1 mol Cl2 参加反应转移电子数一定为 2NA()(2010福建理综7C)(13)在反应 KIO36HI=KI3I23H2O 中，每生成 3 mol I2 转移的电子数为 6NA()(20
22、10江苏5C)考查盐的水解(14)将 0.1 mol 氯化铁溶于 1 L 水中，所得溶液含有 0.1NA Fe3()(2009广东6D)(15)在 1 L 0.1 mol/L 碳酸钠溶液中，阴离子总数大于 0.1 NA()(2009浙江理综8D)气体摩尔体积(16)标准状况下，2.24 L H2O 含有的分子数等于 0.1NA()(2009上海12A)(17)标准状况下，22.4 L 空气含有 NA 个单质分子()(2010福建理综7B)(18)分子数为 NA 的 CO、C2H4 混合气体体积约为 22.4 L，质量约为 28 g()(2009上海12C)(19)常温常压下，22.4 L 乙烯
23、中 CH 键数为 4NA()(2010江苏5D)(20)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的 28g 混合气体中含有 3NA个氢原子()(2009广东6B)(21)标准状况下，22.4 L 氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为 NA()(2009广东6C)(22)22.4 L Cl2 中含有 NA 个 Cl2 分子()(2009广东理基20A)题组二 物质的量、气体摩尔体积2(2008四川理综，6)下列说法中不正确的是()A1 mol 氧气中含有 12.041023 个氧原子，在标准状况下占有体积 22.4 LB1 mol 臭氧和 1.5 mol 氧气含有相同的氧原子数C等体积、浓度均为 1 m
24、ol/L 的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为 31D等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为 16，氧原子数之比为 13解析 O2 为双原子分子，1 mol O2 含有 12.041023个氧原子，1 mol O2 在标准状况下占有体积为 22.4 L，A 正确；臭氧为 O3，因此 B 正确；由于 H3PO4 为弱电解质，不能完全电离，因此 C 错误；干冰和葡萄糖的分子式分别为 CO2、C6H12O6，因此 D 正确。答案 C3(2008海南，3)在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()A甲的分子数比乙
25、的分子数多B甲的物质的量比乙的物质的量少C甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小解析 由公式 mV 得出，甲V 甲 乙V 乙，即V甲V乙乙甲，因为 甲 乙，则 V 甲n 甲。M 甲mn甲，M 乙mn乙得 M 乙p(H2)p(O2)Bp(O2)p(Ne)p(H2)Cp(H2)p(O2)p(Ne)Dp(H2)p(Ne)p(O2)解析 利用克拉伯龙方程 pVnRT 变形为 pMRT，因为 RT 对应相等，所以 pNe MNe，代入式量而得出选项 D 正确。D2HM2H2O2OM题组三 以物质的量为中心的计算5(2009全国理综，7)将 15 mL 2 mol/L Na2C
26、O3 溶液逐滴加入到 40 mL 0.5 mol/L MCln 盐溶液中，恰好将溶液中的 Mn完全沉淀为碳酸盐，则 MCln 中 n 值是()A4 B3 C2 D1解析 含有 Mn碳酸盐的化学式为 M2(CO3)n，即 2Mn nCO232 n40 mL0.5 mol/L 15 mL2 mol/L解得 n3。B6 20 g A 物质和 14 g B 物质完全反应，生成 8.8 g C物质、3.6 g D 物质和 0.2 mol E 物质，则 E 物质的摩尔质量为_。(2)12.4 g Na2X 含有 0.4 mol Na，Na2X 的摩尔质量为_，其相对分子质量为_，X 的相对原 子 质 量 为 _，该 物 质 的 化 学 式 为_。解析(1)依据质量守恒定律，m(E)(20 g14 g)(8.8 g3.6 g)21.6 g则 M(E)mEnE 21.6 g0.2 mol108 g/mol(2)Na2X 2Na X246Ar(X)g 2 mol124 g 0.4 mol则46ArX g12.4 g 2 mol0.4 mol则 Ar(X)16，X 为 O 元素，其它各项由此而求出。答案(1)108 g/mol(2)62 g/mol 62 16 Na2O返回
