专题四 物质的量

专题四 物质的量第一单元 物质的量 气体摩尔体积[教材基础—自热身]1．物质的量(1)含义：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为 n ，单位为摩尔，符号为mol 。

(2)数值：1 mol 任何物质所含有的微粒数与 0.012_kg 所含的碳原子个数相等。

2．阿伏加德罗常数 (1)概念：中所含的原子数称为阿伏加德罗常数，符号为N A ，近似值为6.02×1023_mol －1。

(2)物质的量、微粒数(N )与阿伏加德罗常数的关系为n ＝N N A。

[注意] 阿伏加德罗常数有单位，应写为6.02×1023 mol －1，不能仅写数值6.02×1023。

3．摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号：M ，当微粒的摩尔质量以g·mol －1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。

(2)关系：物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n ＝m M。

[注意] 摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。

如H 2O 的摩尔质量为18 g·mol －1，H 2O 的相对分子质量为18,1 mol H 2O 的质量为18 g 。

[知能深化—扫盲点]提能点(一) 求算气体摩尔质量的五种常用方法(1)根据标准状况下气体的密度(ρ)：M ＝ρ×22.4 L·mol －1。

(2)根据气体的相对密度⎝⎛⎭⎫D ＝ρ1ρ2：M1M 2＝D 。

(3)根据物质的质量(m )和物质的量(n )：M ＝mn。

(4)根据一定质量(m )的物质中微粒数目(N )和阿伏加德罗常数(N A )：M ＝N A · mN 。

(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M ＝M 1×a %＋M 2×b %＋M 3×c %＋…，其中a %、b %、c %指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。

[对点练]1．已知16 g A和20 g B 恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D，则C的摩尔质量为________________。

解析：根据质量守恒定律，0.04 mol C的质量为16 g＋20 g－31.76 g＝4.24 g，则M(C)＝4.24 g0.04 mol＝106 g·mol－1。

答案：106 g·mol－12．在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。

(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为________，NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。

(2)所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为____________________。

(3)在该条件下，所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为______________________。

解析：(1)混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体平均相对分子质量等于2d，混合气体总质量为m g，则混合气体的物质的量为m2d mol。

由分解方程式NH4HCO3===NH3＋CO2＋H2O1 1 1 1NH4HCO3与生成气体的物质的量之比为1∶3，则n(NH4HCO3)＝m6d mol，M(NH4HCO3)＝mm6dg·mol－1＝6d g·mol－1。

(2)混合气体的平均摩尔质量M(混合气体)＝mn＝ρ g·L－1×V mV m22.4 L·mol－1＝22.4ρ g·mol－1。

(3)混合气体的平均相对分子质量等于各气体的摩尔质量乘以各成分的体积分数之和M(混合气体)＝M(NH3)×a%＋M(CO2)×b%＋M(H2O)×c%＝17a%＋44b%＋18c%。

答案：(1)m2d mol6d g·mol－1(2)22.4ρ g·mol－1(3)17a%＋44b%＋18c%提能点(二)微粒数目的计算3．(1)试用关系式表示出物质的量(n)与质量(m)、粒子数(N)、气体体积(V)、液体体积(v)的关系________________________________________________________________________。

(2)计算下列粒子的数目①0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与____________个NH3分子中所含氢原子数相等。

②12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是________。

③分子数为0.5N A的CO2分子的质量是________。

④9.5 g A分子的物质的量是0.25 mol ，A的摩尔质量是____________，N个B分子的质量是m g，则B的摩尔质量是________________，24 g O3的分子数与________g 18O2的分子数相等。

答案：(1)n＝mM＝NN A＝VV m＝c·v(2)①0.2N A(或1.204×1023)②2.8 mol③22 g④38 g·mol－1N A·mN g·mol－118[题后归纳]以物质的量为中心的换算关系[题点全练—过高考]题点一基本概念的辨析与应用1.下列对摩尔(mol)的说法中错误的是()A．摩尔是一个单位而非物理量B．摩尔既能用来计量纯净物，又能用来计量混合物C．1 mol任何气体所含的分子数目都相等D．0.5 mol氦约含有1.204×1024个电子解析：选D A项，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，正确；B项，摩尔是衡量微观粒子数量的单位，可以用来计量纯净物，也可以用来计量混合物，正确；C项，气体一般是由分子组成的，气体的物质的量相等，则所含的分子数目相等，正确；D项，每个氦原子中含有2个电子，而氦分子是单原子分子，即每个原子就是一个分子，0.5 mol氦约含有6.02×1023个电子，错误。

2．下列说法正确的是()A．1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧B．12 g 12C中含有约6.02×1023个碳原子C．硫酸的摩尔质量是98 gD．氮气的摩尔质量在数值上等于氮的相对原子质量解析：选B A项，应指明含有2 mol氢原子和1 mol氧原子，错误；C项，摩尔质量的单位应为g·mol－1，错误；D项，应等于氮气的相对分子质量，错误。

题点二有关微粒数目的计算3．在0.5 mol Na2SO4中含有离子的个数和氧原子的质量分别为()A．1.5N A 2 mol B．1.5N A32 gC．3.01×1023 4 mol D．1 mol64 g解析：选B0.5 mol Na2SO4中含有1.0 mol Na＋、0.5 mol SO2－4，共1.5N A个离子、32 g 氧原子。

4．标准状况下有①0.112 L水②0.5N A个HCl分子③25.6 g SO2气体④0.2 mol氨气⑤2 mol氦气⑥6.02×1023个白磷分子，所含原子个数从大到小的顺序为________________________。

答案：①>⑥>⑤>③>②>④5．0.3 mol CH4分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。

2.4 g T182 O中所含中子数为________，1.5 g CH＋3中所含电子数为________，15.6 g Na2O2中所含阴离子数目为________。

(用N A表示)解析：1个CH4分子和H2O分子的质子数都是10，所以H2O分子个数为0.3N A；1个T182O分子的中子数为14,2.4 g T182O中所含中子数为1.4N A；1个CH＋3离子的电子数为8,1.5 g CH＋3中所含的电子数为0.8N A；Na2O2的阴离子为O2－2，15.6 g Na2O2中所含的阴离子数目为0.2N A。

答案：0.3N A 1.4N A0.8N A0.2N A[教材基础—自热身]1．影响物质体积大小的3个因素(1)构成物质的微粒的大小(物质的本性)。

(2)构成物质的微粒之间距离的大小(由温度与压强共同决定)。

(3)构成物质的微粒的多少(物质的量的多少)。

固体、液体体积由(1)(3)决定，气体体积由(2)(3)决定。

2．气体摩尔体积(V m)(1)定义：在一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积，用符号V m 表示，单位：L·mol－1或m 3·mol －1，标准状况下(0 ℃，101 kPa)，V m ＝22.4_L·mol －1。

(2)相关计算①基本表达式：V m ＝V n ； ②与气体质量的关系：m M ＝VV m ；③与气体分子数的关系：V V m ＝NN A。

(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。

3．阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

[知能深化—扫盲点]提能点(一) 气体摩尔体积的四项注意(1)使用“条件”：一般指标准状况，即0_℃、1.01×105_Pa 。

(2)使用对象：必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。

水、酒精、SO 3、CCl 4等物质在标准状况下不是气体。

(3)在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4_L·mol －1，其他条件下不一定(填“一定”或“不一定”)是22.4 L·mol －1。

(4)22.4 L 气体，在标准状况下是1 mol ，在非标准状况下，可能是1 mol ，也可能不是1 mol 。

[对点练]1．下列说法正确的是( ) A ．0.5 mol H 2所占体积为11.2 LB ．标准状况下， 6.02×1023 个分子所占的体积约为 22.4 LC ．标准状况下，28 g CO 与N 2的混合气体的体积约为22.4 LD ．标准状况下， 32 g O 2与80 g SO 3所占的体积相同解析：选C A 项，未指明标准状况，错误；B 项，6.02×1023个气态分子在标准状况下体积才是22.4 L ，错误；D 项，O 2和SO 3的物质的量相同，但SO 3不是气态，错误。

提能点(二) 阿伏加德罗定律及推论的应用理解阿伏加德罗定律及推论可根据公式：pV ＝nRT (R 为常量，T 为热力学温度)，n ＝m M ，ρ＝mV 导出。