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备战2025届新高考化学一轮总复习第2章物质的量第6讲物质的量气体摩尔体积课件
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这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习第2章物质的量第6讲物质的量气体摩尔体积课件，共42页。PPT课件主要包含了课标指引，考点二气体摩尔体积，目录索引，素养发展进阶，必备知识•梳理，02×1023，n·NA，摩尔质量，相对分子质量，相对原子质量等内容，欢迎下载使用。
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
考点一 物质的量 摩尔质量
1.物质的量(1)物质的量和阿伏加德罗常数
(2)物质的量、阿伏加德罗常数和粒子数(N)之间的关系
【应用示例】汽车常装有安全气囊,当发生强烈碰撞时,瞬间引发反应: 2NaN3═2Na+3N2↑,所产生的气体快速充满气囊,可以达到保护车内人员的目的。(1)若用NA表示阿伏加德罗常数的值,13 g NaN3固体中含有离子数约为________。 (2)若安全气囊中65 g NaN3完全分解,反应中转移电子的物质的量为________,生成N2分子数约为____________。
考向1 质量、物质的量和微粒数之间的换算例1(教材改编题)草酸(H2C2O4)是生物体的一种代谢产物,并在不同的生命体中发挥不同的功能。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于草酸的说法错误的是( )A.1 ml草酸含有2 ml H、2 ml C和4 ml OB.含2 ml O的草酸的摩尔质量为45 g·ml-1C.45 g草酸中含有的原子总数为4NAD.117 g草酸完全燃烧生成CO2和H2O,转移电子为2.6 ml
解析 1个草酸分子含2个H、2个C和4个O,则1 ml草酸含有2 ml H、2 ml C和4 ml O,A正确;H2C2O4的相对分子质量为90,则其摩尔质量为90 g·ml-1,与含有O原子数无关,B错误;1个草酸分子含有8个原子,45 g草酸为0.5 ml,则含有4 ml原子,故含有的原子总数为4NA,C正确;H2C2O4燃烧生成CO2和H2O,117 g草酸的物质的量为1.3 ml,完全燃烧时转移电子为1.3 ml×2× (4-3)=2.6 ml,D正确。
[对点训练1] 屠呦呦因发现治疗疟疾的青蒿素和双氢青蒿素(结构如图)而获得诺贝尔生理学或医学奖。
双氢青蒿素的分子式为C15H24O5,相对分子质量为284。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于青蒿素和双氢青蒿素的说法正确的是( )A.1 ml青蒿素的质量为282 g·ml-1B.双氢青蒿素的摩尔质量等于284C.14.1 g青蒿素中含有的原子总数为2.2NAD.含有6.02×1023个双氢青蒿素分子的集合体称为1 ml
解析 1 ml青蒿素的质量为282 g,A错误;双氢青蒿素的相对分子质量为284,则其摩尔质量为284 g·ml-1,B错误;14.1 g青蒿素为0.05 ml,含有原子总数为0.05 ml×42×NAml-1=2.1NA,C错误。
考向2 物质的量与指定微粒数目的关系例2设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.0.1 ml环氧乙烷中含有共价键的总数为0.3NAB.1 ml氯气分别与足量铁和铝完全反应时转移的电子数均为3NAC.2.8 g N2与CO混合气体中含有分子数为0.1NAD.1 L pH=1的H2SO4溶液中含有H+的数目为0.2NA
[对点训练2] (2023·广东茂名一模)我国科学家发现了用LiH介导苯胺氢解生成苯和氨气的化学链循环方法,其过程如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A.1 ml苯胺中N—H键数目为3NAB.反应1 ml LiH电子转移数目为NAC.1 ml —NH2中约含电子数目为10NAD.生成22.4 L苯需消耗H2分子数目为NA
解析 1 ml苯胺中含有1 ml —NH2,含有的N—H键数目为2NA,A错误;LiH中H显-1价,反应时生成H2,故反应1 ml LiH电子转移数目为NA,B正确;—NH2含有9个电子,1 ml —NH2中约含电子数目为9NA,C错误;计算气体体积时,需要说明温度与压强,D错误。
1.气体摩尔体积(1)影响物质体积的因素
L·ml-1 m3·ml-1
(3)标准状况下的气体摩尔体积
2.阿伏加德罗定律及推论(1)阿伏加德罗定律的内容在相同的温度和压强下,相同________的任何气体,含有________数目的分子(或气体的物质的量相同)。概括为“三同”定“一同”:
(2)阿伏加德罗定律的3个重要推论
【应用示例】氮及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。同温同压下,容积相同的两个集气瓶分别盛有N2、NO,如图所示:
(1)N2和NO的分子数之比为_______,所含原子数之比为_______。 (2)N2和NO的质量之比为_______,其密度之比为_______。
考向1 有关气体摩尔体积的计算例1(教材改编题)标准状况下,11.2 L由CO和CO2组成的混合气体的质量为16 g,则下列说法不正确的是( )A.混合气体中,CO和CO2的物质的量之比为3∶1B.混合气体中,CO和CO2气体的质量之比为21∶11C.同温同压下,该混合气体的密度是H2密度的16倍D.标准状况下,该混合气体中CO2的体积为8.4 L
[对点训练1] 标准状况下,CH4和CO的混合气体8.96 L,总质量为7.60 g。下列说法不正确的是( )A.CO和CH4物质的量之比为1∶3B.CO的质量分数约为36.8%C.H和C原子个数之比为3∶1D.混合气体的密度约为8.48 g·L-1
考向2 阿伏加德罗定律及推论的应用例2一个密闭容器的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 ml N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是( ) A.右侧与左侧分子数之比为4∶1B.右侧CO的质量为5.6 gC.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍D.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,则应充入0.2 ml CO
[对点训练2] 同温同压下,由NO和CO组成的混合气体的密度是H2的14.5倍。下列关系正确的是( )(提示:空气的平均相对分子质量约为29)A.混合气体中,CO与NO的质量之比为14∶15B.混合气体中,CO与NO的分子数之比为1∶2C.同温同压下,该混合气体的密度与空气的密度不同D.同温同压下,相同体积的该混合气体与空气的质量不相等
解析 同温同压下,由NO和CO组成的混合气体的密度是H2的14.5倍,则混合气体的平均相对分子质量为29,从而可知NO和CO的物质的量之比为1∶1,故CO和NO的质量之比为28∶30=14∶15,A正确。由A项分析可知,CO与NO的分子个数之比为1∶1,B错误。根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,故该混合气体的密度与空气的密度相等,C错误。该混合气体与空气的平均摩尔质量均为29 g·ml-1,则其摩尔质量相等,故同温同压下,相同体积的该混合气体与空气的物质的量相同,其质量相等,D错误。
进阶1 练易错·避陷阱1.下列说法中正确的是( )A.1 ml O2和1 ml N2所占的体积约为22.4 LB.标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 LC.标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mlD.标准状况下,1 ml H2和1 ml H2O所占的体积都约为22.4 L
解析 两种气体的物质的量都是1 ml,但由于气体所处的外界条件未知,不能确定气体体积的大小,A错误;标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1,B错误;标准状况下水不是气体,不能使用气体摩尔体积进行有关计算,D错误。
2.甲、乙两容器中分别装有N2和O2,且气体的温度、压强均相同,下列判断正确的是( )A.若V(甲)=V(乙),则ρ(N2)=ρ(O2)B.若V(甲)=V(乙),则m(N2)=m(O2)C.若V(甲)≠V(乙),则气体分子数可能相等D.若V(甲)≠V(乙),则n(N2)≠n(O2)
进阶2 练热点·提素能3.(2023·广东实验中学三模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )A.标准状况下,22.4 L CCl4中,原子数大于5NAB.71 g Cl2与足量烧碱溶液反应制备漂白液,转移的电子数为NAC.1 L 0.1 ml·L-1 Na[Ag(CN)2]溶液中CN-的数目为0.2NAD.1 ml C2H6O中含碳氢单键数可能为5NA
解析 标准状况下CCl4的状态为液态,22.4 L CCl4物质的量远大于1 ml,故原子数目大于5NA,A正确;氯气与烧碱溶液反应产物为氯化钠和次氯酸钠,氯气发生歧化反应,每有1 ml氯气参与反应转移1 ml电子,71 g氯气恰好为1 ml,转移电子数为NA,B正确;Na[Ag(CN)2]为配合物,其中[Ag(CN)2]-为一个整体,因此溶液中不含有CN-,C错误;分子式为C2H6O的有机物可能为乙醇或二甲醚,当该物质为乙醇时,1 ml该物质含有5 ml碳氢单键,D正确。
4.镓(Ga)与强酸、强碱溶液均能反应生成H2,可用于制造半导体材料氮化镓、砷化镓、磷化镓等。同温同压下,0.1 ml Ga分别与100 mL浓度均为2 ml·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液充分反应,生成H2的体积分别为V1 L和V2 L。下列说法错误的是( )A.V1∶V2=2∶3B.转移的电子数之比为V1∶V2C.消耗酸和碱的物质的量之比为3V1∶V2D.反应前后两溶液的质量变化相等
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
考点一 物质的量 摩尔质量
1.物质的量(1)物质的量和阿伏加德罗常数
(2)物质的量、阿伏加德罗常数和粒子数(N)之间的关系
【应用示例】汽车常装有安全气囊,当发生强烈碰撞时,瞬间引发反应: 2NaN3═2Na+3N2↑,所产生的气体快速充满气囊,可以达到保护车内人员的目的。(1)若用NA表示阿伏加德罗常数的值,13 g NaN3固体中含有离子数约为________。 (2)若安全气囊中65 g NaN3完全分解,反应中转移电子的物质的量为________,生成N2分子数约为____________。
考向1 质量、物质的量和微粒数之间的换算例1(教材改编题)草酸(H2C2O4)是生物体的一种代谢产物,并在不同的生命体中发挥不同的功能。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于草酸的说法错误的是( )A.1 ml草酸含有2 ml H、2 ml C和4 ml OB.含2 ml O的草酸的摩尔质量为45 g·ml-1C.45 g草酸中含有的原子总数为4NAD.117 g草酸完全燃烧生成CO2和H2O,转移电子为2.6 ml
解析 1个草酸分子含2个H、2个C和4个O,则1 ml草酸含有2 ml H、2 ml C和4 ml O,A正确;H2C2O4的相对分子质量为90,则其摩尔质量为90 g·ml-1,与含有O原子数无关,B错误;1个草酸分子含有8个原子,45 g草酸为0.5 ml,则含有4 ml原子,故含有的原子总数为4NA,C正确;H2C2O4燃烧生成CO2和H2O,117 g草酸的物质的量为1.3 ml,完全燃烧时转移电子为1.3 ml×2× (4-3)=2.6 ml,D正确。
[对点训练1] 屠呦呦因发现治疗疟疾的青蒿素和双氢青蒿素(结构如图)而获得诺贝尔生理学或医学奖。
双氢青蒿素的分子式为C15H24O5,相对分子质量为284。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于青蒿素和双氢青蒿素的说法正确的是( )A.1 ml青蒿素的质量为282 g·ml-1B.双氢青蒿素的摩尔质量等于284C.14.1 g青蒿素中含有的原子总数为2.2NAD.含有6.02×1023个双氢青蒿素分子的集合体称为1 ml
解析 1 ml青蒿素的质量为282 g,A错误;双氢青蒿素的相对分子质量为284,则其摩尔质量为284 g·ml-1,B错误;14.1 g青蒿素为0.05 ml,含有原子总数为0.05 ml×42×NAml-1=2.1NA,C错误。
考向2 物质的量与指定微粒数目的关系例2设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.0.1 ml环氧乙烷中含有共价键的总数为0.3NAB.1 ml氯气分别与足量铁和铝完全反应时转移的电子数均为3NAC.2.8 g N2与CO混合气体中含有分子数为0.1NAD.1 L pH=1的H2SO4溶液中含有H+的数目为0.2NA
[对点训练2] (2023·广东茂名一模)我国科学家发现了用LiH介导苯胺氢解生成苯和氨气的化学链循环方法,其过程如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A.1 ml苯胺中N—H键数目为3NAB.反应1 ml LiH电子转移数目为NAC.1 ml —NH2中约含电子数目为10NAD.生成22.4 L苯需消耗H2分子数目为NA
解析 1 ml苯胺中含有1 ml —NH2,含有的N—H键数目为2NA,A错误;LiH中H显-1价,反应时生成H2,故反应1 ml LiH电子转移数目为NA,B正确;—NH2含有9个电子,1 ml —NH2中约含电子数目为9NA,C错误;计算气体体积时,需要说明温度与压强,D错误。
1.气体摩尔体积(1)影响物质体积的因素
L·ml-1 m3·ml-1
(3)标准状况下的气体摩尔体积
2.阿伏加德罗定律及推论(1)阿伏加德罗定律的内容在相同的温度和压强下,相同________的任何气体,含有________数目的分子(或气体的物质的量相同)。概括为“三同”定“一同”:
(2)阿伏加德罗定律的3个重要推论
【应用示例】氮及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。同温同压下,容积相同的两个集气瓶分别盛有N2、NO,如图所示:
(1)N2和NO的分子数之比为_______,所含原子数之比为_______。 (2)N2和NO的质量之比为_______,其密度之比为_______。
考向1 有关气体摩尔体积的计算例1(教材改编题)标准状况下,11.2 L由CO和CO2组成的混合气体的质量为16 g,则下列说法不正确的是( )A.混合气体中,CO和CO2的物质的量之比为3∶1B.混合气体中,CO和CO2气体的质量之比为21∶11C.同温同压下,该混合气体的密度是H2密度的16倍D.标准状况下,该混合气体中CO2的体积为8.4 L
[对点训练1] 标准状况下,CH4和CO的混合气体8.96 L,总质量为7.60 g。下列说法不正确的是( )A.CO和CH4物质的量之比为1∶3B.CO的质量分数约为36.8%C.H和C原子个数之比为3∶1D.混合气体的密度约为8.48 g·L-1
考向2 阿伏加德罗定律及推论的应用例2一个密闭容器的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 ml N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是( ) A.右侧与左侧分子数之比为4∶1B.右侧CO的质量为5.6 gC.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍D.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,则应充入0.2 ml CO
[对点训练2] 同温同压下,由NO和CO组成的混合气体的密度是H2的14.5倍。下列关系正确的是( )(提示:空气的平均相对分子质量约为29)A.混合气体中,CO与NO的质量之比为14∶15B.混合气体中,CO与NO的分子数之比为1∶2C.同温同压下,该混合气体的密度与空气的密度不同D.同温同压下,相同体积的该混合气体与空气的质量不相等
解析 同温同压下,由NO和CO组成的混合气体的密度是H2的14.5倍,则混合气体的平均相对分子质量为29,从而可知NO和CO的物质的量之比为1∶1,故CO和NO的质量之比为28∶30=14∶15,A正确。由A项分析可知,CO与NO的分子个数之比为1∶1,B错误。根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,故该混合气体的密度与空气的密度相等,C错误。该混合气体与空气的平均摩尔质量均为29 g·ml-1,则其摩尔质量相等,故同温同压下,相同体积的该混合气体与空气的物质的量相同,其质量相等,D错误。
进阶1 练易错·避陷阱1.下列说法中正确的是( )A.1 ml O2和1 ml N2所占的体积约为22.4 LB.标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 LC.标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mlD.标准状况下,1 ml H2和1 ml H2O所占的体积都约为22.4 L
解析 两种气体的物质的量都是1 ml,但由于气体所处的外界条件未知,不能确定气体体积的大小,A错误;标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1,B错误;标准状况下水不是气体,不能使用气体摩尔体积进行有关计算,D错误。
2.甲、乙两容器中分别装有N2和O2,且气体的温度、压强均相同,下列判断正确的是( )A.若V(甲)=V(乙),则ρ(N2)=ρ(O2)B.若V(甲)=V(乙),则m(N2)=m(O2)C.若V(甲)≠V(乙),则气体分子数可能相等D.若V(甲)≠V(乙),则n(N2)≠n(O2)
进阶2 练热点·提素能3.(2023·广东实验中学三模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )A.标准状况下,22.4 L CCl4中,原子数大于5NAB.71 g Cl2与足量烧碱溶液反应制备漂白液,转移的电子数为NAC.1 L 0.1 ml·L-1 Na[Ag(CN)2]溶液中CN-的数目为0.2NAD.1 ml C2H6O中含碳氢单键数可能为5NA
解析 标准状况下CCl4的状态为液态,22.4 L CCl4物质的量远大于1 ml,故原子数目大于5NA,A正确;氯气与烧碱溶液反应产物为氯化钠和次氯酸钠,氯气发生歧化反应,每有1 ml氯气参与反应转移1 ml电子,71 g氯气恰好为1 ml,转移电子数为NA,B正确;Na[Ag(CN)2]为配合物,其中[Ag(CN)2]-为一个整体,因此溶液中不含有CN-,C错误;分子式为C2H6O的有机物可能为乙醇或二甲醚,当该物质为乙醇时,1 ml该物质含有5 ml碳氢单键,D正确。
4.镓(Ga)与强酸、强碱溶液均能反应生成H2,可用于制造半导体材料氮化镓、砷化镓、磷化镓等。同温同压下,0.1 ml Ga分别与100 mL浓度均为2 ml·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液充分反应,生成H2的体积分别为V1 L和V2 L。下列说法错误的是( )A.V1∶V2=2∶3B.转移的电子数之比为V1∶V2C.消耗酸和碱的物质的量之比为3V1∶V2D.反应前后两溶液的质量变化相等
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