2024年高考化学一轮复习(新高考版) 第2章 第6讲 物质的量 气体摩尔体积

第6讲 物质的量 气体摩尔体积[复习目标] 1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义并能进行简单的计算。

2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。

考点一 物质的量 摩尔质量1．物质的量(1)概念：表示含有一定数目粒子的集合体。

(2)符号为n ，单位是摩尔(mol)。

(3)使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。

(4)阿伏加德罗常数：指1 mol 任何粒子的粒子数，符号为N A ，N A ≈6.02×1023 mol －1。

(5)公式：n ＝N N A 或N ＝n ·N A 或N A ＝Nn 。

2．摩尔质量1．物质的量是表示微粒数目多少的物理量( )2．2 mol H 2O 的摩尔质量是1 mol H 2O 的摩尔质量的2倍( ) 3．1 mol O 2的质量与它的相对分子质量相等( )4．12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023()5．1 mol OH－的质量为17 g·mol－1()答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×质量、物质的量与微粒数目之间的换算1．“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。

1.6 g“可燃冰”(CH4·x H2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等，则该“可燃冰”的摩尔质量为______________，x的值为______________。

答案160 g·mol－182．最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。

据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。

若用N A表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数约为__________，氢原子的物质的量约为________mol。

答案0.33N A0.26计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)的个数。

如：第2题中，Na0.35CoO2·1.3H2O是一个整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H。

考点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律1．气体摩尔体积2．阿伏加德罗定律(1)同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数或物质的量。

(2)阿伏加德罗定律的推论同温、同压下气体的体积之比等于分子数之比：V1∶V2＝N1∶N2气体的摩尔质量之比等于密度之比：M1∶M2＝ρ1∶ρ2同温、同体积下气体的压强之比等于物质的量之比：p1∶p2＝n1∶n21．22 g CO2气体的体积为11.2 L()2．标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2N A()3．同温、同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1() 4．标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023() 5．相同体积的CO和N2，二者含有的原子数相同()答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×一、n＝NN A＝mM＝VV m关系的应用1．有以下四种物质：①标准状况下，11.2 L二氧化碳②8 g氢气③1.204×1024个氮气分子④4 ℃时18 mL水(ρ＝1 g·cm－3)。

完成下列填空：它们所含分子数最多的是________(填序号，下同)，所含原子数最多的是________，质量最大的是________，所含电子数最多的是________。

答案②②③③以物质的量为中心计算的思维流程二、相对分子质量的计算2．按要求解答下列问题。

(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为________，可能是______气体。

(2)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况)，则①混合气体在标准状况下的密度是_________________g·L－1。

②混合气体的平均摩尔质量是________g·mol－1。

(3)在一定条件下，m g NH 4HCO 3完全分解生成NH 3、CO 2、H 2O(g)，若所得气体对H 2的相对密度为d ，则该混合气体的平均相对分子质量为________，混合气体的物质的量为________，NH 4HCO 3的摩尔质量为________(用含m 、d 的代数式表示)。

答案 (1)64 SO 2 (2)①1.61 ②36 (3)2dm 2dmol 6d g·mol －1 解析 (1)M ＝ρ×22.4 L·mol －1≈64 g·mol －1。

(2)2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，CO 的体积与生成CO 2的体积相等，故18 g CO 和CO 2的混合气体的总体积为11.2 L ，在标准状况下，该混合气体的物质的量为0.5 mol ，设CO 的物质的量为x mol ，CO 2的物质的量为y mol ，则⎩⎪⎨⎪⎧28x ＋44y ＝18x ＋y ＝0.5，解得x ＝0.25，y ＝0.25。

①混合气体的密度为18 g 11.2 L≈1.61 g·L －1。

②解法一：M ＝ρ·22.4 L·mol －1＝1.61 g·L －1×22.4 L·mol －1≈36 g·mol －1； 解法二：M ＝18 g11.222.4mol ＝36 g·mol －1；解法三：M ＝28 g·mol －1×50%＋44 g·mol －1×50%＝36 g·mol －1。

(3)根据密度之比等于相对分子质量之比，NH 3、CO 2、H 2O(g)的平均相对分子质量为2d ，由n ＝m M得n 混＝m 2dmol ，根据化学方程式NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O ↑，NH 4HCO 3的物质的量为m 2d ×13 mol ＝m 6d mol ，所以NH 4HCO 3的摩尔质量为mm6dg·mol －1＝6d g·mol －1。

求气体摩尔质量(M )的常用方法(1)根据物质的质量(m )和物质的量(n )：M ＝mn。

(2)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 。

(3)根据标准状况下气体的密度ρ：M ＝ρ×22.4 L·mol －1。

(4)根据气体的相对密度(D ＝ρ1ρ2)：M 1M 2＝D 。

(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 %……，a %、b %、c %……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。

三、阿伏加德罗定律的应用3．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左侧充入1 mol N 2，右侧充入一定量的CO 时，隔板处于如图位置(保持温度不变)。

按要求回答问题。

(1)N 2与CO 的分子数之比为________。

(2)右侧通入的CO 的物质的量为________。

(3)若改变右侧CO 的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，应再充入CO 的物质的量为________。

答案 (1)4∶1 (2)0.25 mol (3)0.75 mol解析 (3)隔板处于正中间位置，此时n (CO)＝n (N 2)，所以再充入CO 的物质的量为1 mol －0.25 mol ＝0.75 mol 。

4．三种气体X 、Y 、Z 的相对分子质量关系为M (X)<M (Y)＝0.5M (Z)。

按要求回答下列问题。

(1)当三种气体的分子数相同时，质量最大的是________。

(2)同温同压下，同质量的三种气体，气体密度最小的是________。

(3)同温下，体积相同的两容器分别充入2 g Y 气体和1 g Z 气体，则压强p (Y)∶p (Z)＝________。

答案 (1)Z (2)X (3)4∶1解析 (1)当物质的量相同时，相对分子质量越大，质量越大。

(2)相对分子质量越小，密度越小。

(3)p (Y )p (Z )＝2 gM (Y )1 g M (Z )＝2 g M (Y )×M (Z )1 g ＝41。

应用阿伏加德罗定律解题的一般思路第一步，分析“条件”：分析题干中的条件，找出相同与不同。

第二步，明确“要求”：分析题目要求，明确所要求的比例关系。

第三步，利用“规律”：利用阿伏加德罗定律及其推论，根据条件和要求进行判断。

课时精练1．中国药学家屠呦呦因发现青蒿素荣获了诺贝尔奖。

青蒿素的分子式为C 15H 22O 5。

下列说法正确的是( )A ．青蒿素的摩尔质量为282 g·mol －1B ．青蒿素中C 、H 、O 的质量之比为15∶22∶5 C ．1 mol 青蒿素的体积为22.4 LD ．1 mol 青蒿素中含11 mol H 2 答案 A2．下列物质中，与0.3 mol H 2O 含有相同氢原子数的物质是( ) A ．18.9 g HNO 3 B ．0.1 mol NH 4HSO 4 C ．3.612×1023个HCl 分子 D ．4.48 L CH 4(标准状况) 答案 C3．某硫原子的质量是a g,12C 原子的质量是b g ，若N A 表示阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是( )①该硫原子的相对原子质量为12a b ②m g 该硫原子的物质的量为m aN A mol ③该硫原子的摩尔质量是aN A g ④a g 该硫原子所含的电子数为16N A A ．①③ B ．②④ C ．①② D ．②③ 答案 C解析 该硫原子的相对原子质量为a g 112b g ＝12ab ，①对；该硫原子的摩尔质量M (S)＝a g ×N A mol －1＝aN A g·mol －1，③错；m g 该硫原子的物质的量n (S)＝m g aN A g·mol －1＝maN A mol ，②对；a g硫原子即1个硫原子，其所含电子数为16个，④错。

4．设N A 为阿伏加德罗常数的值，如果a g 某气态双原子分子的分子数为p ，则b g 该气体在标准状况下的体积V (L)是( ) A.22.4apbN AB.22.4ap pN AC.22.4N A b aD.22.4pb aN A解析 a g 气态双原子分子的物质的量为p N A mol ，摩尔质量为a g p N A mol ＝aN Apg·mol －1，所以b g气体在标准状况下的体积为b g aN Apg·mol －1×22.4 L·mol －1＝22.4pbaN AL 。