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1、第一章 化学计量在实验中的应用 第一节 物质的量 气体摩尔体积,一、物质的量及单位 1.基本概念间的关系,6.021023,6.021023 mol-1,2.物质的量规范表示方法 如0.2 mol H2中含有的氢原子个数为_; 6.021022个Na+的物质的量为_。,2.4081023,0.1 mol,二、摩尔质量,如M(Fe)=_;0.5 mol O2的质量为_; 11 g CO2的物质的量为_。,gmol-1,56 gmol-1,16 g,0.25 mol,三、气体摩尔体积 1.气体摩尔体积 (1)含义:在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的 体积。 (2)符号与单位:符号为Vm
2、,单位为_。 (3)特例:标准状况是指_,此情况下, 气体摩尔体积约为_。,Lmol-1,温度为0,压强为101 kPa,22.4 Lmol-1,(4)与物质的量、气体体积之间的关系:_ 如在标准状况下,2 mol H2的体积为_; 5.6 L SO2的物质的量为_。 (5)注意问题:适用对象是气体(单一或混合气体);指明温度和 压强。,44.8 L,0.25 mol,2.阿伏加德罗定律 (1)决定气体体积的外界条件:一定物质的量的气体,其体积的 大小取决于气体所处的_。 (2)阿伏加德罗定律: 可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体, 具有相同的分子数。,温度和压强,分子,
3、四、物质的量在化学方程式计算中的应用,物质的量,例如: 2CO + O2 2CO2 n 2 mol 32 g 222.4 L 1 mol n(CO) m(O2) V(CO2) n,【思考辨析】 1.氯化钠的摩尔质量是58.5 g。( ) 【分析】单位不对,摩尔质量与质量是不同的概念,前者的单位 是gmol-1,后者的单位是g。 2.在标准状况下,1 mol戊烷所占的体积是22.4 L。( ) 【分析】气体摩尔体积或阿伏加德罗定律只适用于气体体系, 既可以是纯净气体,也可以是混合气体。对于固体和液体不适 用。气体摩尔体积在应用于气体计算时,要注意只有在标准状 况下才能用22.4 Lmol-1。戊
4、烷在标准状况下是液体。,3.常温常压下,22 g CO2气体中所含的分子数大于0.5NA。 ( ) 【分析】质量、物质的量不受外界条件的影响,22 g CO2气体 的物质的量任何条件下都是0.5 mol,故所含分子数是0.5NA。 4.1 L CO2和1 L CO所含的分子数相同。( ) 【分析】体积虽然都是1 L,但所处的温度和压强不一定相同, 故二者的物质的量不一定相同,则分子数不一定相同。,5.(2012福建高考)0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定 相等。( ) 【分析】因为无法确认11.2 L O2是否处于标准状况下,所以无 法计算其物质的量。,考点 1 阿伏加德
5、罗常数综合应用“五陷阱”,陷阱一、“标准状况”“常温常压”等外界条件的应用方面 (1)22.4 Lmol-1指在标准状况下(0101 kPa)的气体摩尔体积。在标准状况下非气态物质(如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等),体积为22.4 L时,其分子数不等于NA。 (2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。,陷阱二、物质的组成方面 (1)特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目: 如Ne、D2O、18O2、H37Cl、OH、OH-等。 (2)物质中所含化学键的数目: 如H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。 (3)最简式相
6、同的物质中的微粒数目: 如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。 (4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目: 如N2、CO、C2H4等。,陷阱三、典型的氧化还原反应的电子转移数目方面 电子转移(得失)数目问题的分析,如Na2O2、NO2与H2O反应;电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应;Cl2与H2O、NaOH、Fe反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。 陷阱四、弱电解质的电离、盐类的水解方面 弱电解质在水溶液中部分电离,可水解的盐溶液中,离子发生微弱水解。如1 L 0.1 molL-1的乙酸溶液和1 L 0.1 molL-1的乙酸钠溶液中CH3COO-的数目不相等且都小于0.1N
7、A。,陷阱五、特殊的反应方面 如一氧化氮和氧气常温常压下即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化,氯气与水反应、合成氨反应等属于可逆反应。,【典例1】(2013银川模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下 列说法中正确的是( ) A.1 mol Fe与足量H2O(g)反应,转移的电子数为2NA B.10 mL pH=6的纯水中含OH-数目为10-8NA C.1 mol羟基中含有的电子数目为10NA D.100 mL 1 molL-1的Na2CO3溶液中含有 的数目为0.1NA,【解题指南】解答有关阿伏加德罗常数的试题要明确以下3点: (1)NA个微粒物质的量就是1 mol,应先将所给的相关
8、量换算成物质的量。 (2)找出已知量和所求量之间的关系。 (3)注意特殊微粒的性质和特殊反应。,【解析】选B。Fe与足量H2O(g)反应时生成Fe3O4,其中铁元素 有1/3显+2价、2/3显+3价,即1 mol Fe与足量H2O(g)反应,转 移的电子数为2NA3NA,A错误;pH=6的纯水中c(H+)=c(OH-)= 10-6molL-1,n(OH-)= 1010-3L10-6molL-1=10-8mol,OH-的 数目为10-8NA,B正确;一个羟基(OH)含有9个电子,1 mol羟 基中含有的电子数目为9 mol,即9NA,C错误;因 发生水解, 100 mL 1 molL-1的Na2
9、CO3溶液中含有 的数目小于0.1NA, D错误。,【互动探究】(1)把A项中足量H2O(g)改为足量的稀硝酸,转移 的电子数是多少?若改为“一定量的稀硝酸”呢? 提示:Fe与足量稀硝酸反应的离子方程式为Fe+4H+N =Fe3+ +NO+2H2O,转移电子数为3NA。“一定量的稀硝酸”则可能是 硝酸过量,铁失去电子生成Fe3+,转移电子数为3NA,也可能铁过 量发生反应3Fe+8H+2N =3Fe2+2NO+4H2O生成Fe2+,转移 电子数为2NA,也可能生成Fe2+和Fe3+的混合物,则转移电子数为 2NA3NA。,(2)把B项中“pH=6的纯水”改为“常温时pH=6的稀硫酸”, 则溶液
10、中含OH-数目是多少? 提示:pH=6的稀硫酸中c(H+)=10-6molL-1,则c(OH-)= 10-8molL-1,n(OH-)=1010-3L10-8molL-1=10-10mol,OH- 的数目为10-10NA。,考点 2 阿伏加德罗定律及“两个”重要推论,1.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粒子。 即:T1=T2,p1=p2,V1=V2N1=N2,2.阿伏加德罗定律的推论,【知识链接】 求气体的摩尔质量M的常用方法 (1)根据标准状况下气体的密度(单位gL-1):M= 22.4 Lmol-1。 (2)根据气体的相对密度(D=1/2):M1/M
11、2=D。 (3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。 (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(NA):M=NAm/N。,(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: =M1a%+M2b%+M3c%,a%、b%、c% 指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。,【典例2】(2013成都模拟)同温同压下,同体积的CO和CO2,下列说法不正确的是( ) A.分子数之比等于11 B.原子数之比等于32 C.质量之比等于711 D.质子数之比等于711,【解题指南】本题可按以下思路解答:,【解析】选B。根据阿伏加德罗定律,由同温
12、同压下体积相同可 以推出N(CO)=N(CO2),进而推出n(CO)=n(CO2),A正确;原子数之 比为(1+1)(1+2)=23,B错误;质量之比为(n28 gmol-1) (n44 gmol-1)= 711,C正确;一个CO分子含有(6+8)个质子, 一个CO2分子含有(6+82)个质子,等物质的量时二者质子数之 比为711,D正确。,【变式训练】三个容器中分别盛有H2、CH4、O2,已知三个容器中气体的温度、密度都相等,下列说法正确的是 ( ) A.三种气体质量相等 B.三种气体的物质的量之比为1621 C.三种气体压强比为1621 D.三种气体体积比为1816,【解析】选C。根据同温
13、同密度的气体的压强与摩尔质量成反 比,所以p(H2)p(CH4)p(O2)= =1621。因为容器的体积不确定,根据= 可以判断三种 气体的质量关系不确定,根据n= 可以判断三种气体的物质的 量关系也不确定。,1.下列说法中正确的是( ) A.H2的摩尔质量是2 g B.1 mol氧的质量是16 g C.氧气的摩尔质量是32 gmol-1 D.2 g H2含1 mol H 【解析】选C。摩尔质量在数值上等于相对分子质量或相对原子质量,单位是gmol-1,A错;用mol作单位时,应指明粒子的种类,B错;2 g H2的物质的量是1 mol,含有2 mol H,D错。,2.质量为16 g的下列气体,
14、在标准状况下体积约为11.2 L的是 ( ) A.H2 B.O2 C.CO2 D.CH4 【解析】选B。n=V/Vm=11.2 L/22.4 Lmol-1=0.5 mol,则M=m/n=16 g/0.5 mol=32 gmol-1,只有O2符合。,3.(2013长春模拟)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( ) A.常温下,4 g CH4含有NA个CH共价键 B.1 mol Fe与少量的稀硝酸反应,转移3NA个电子 C.常温下,78 g Na2O2中含有的阴离子数是2NA D.将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中,所得溶液含有阳离子总数小于0.1NA,【解析】选A。1个CH4分子
15、中含有4个CH共价键,则4 g CH4 含有CH共价键的物质的量为 4=1 mol,即NA个, A正确;Fe与少量稀硝酸的反应为3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+ 2NO+4H2O,即FeFe2+,故1 mol Fe转移2NA个电子,B错; 78 g( =1 mol)Na2O2中含有1 mol ,即阴离子数 是NA,C错;因为Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+,则阳离子(Fe3+和 H+)总数大于0.1NA,D错。,4.同温同压下,等体积的两容器内分别充满由14N、13C、18O三种原子构成的一氧化氮和一氧化碳,两容器含有的 ( ) A.分子数和气体质量均不同 B.分子数和电子数均相同 C.质子数和中子数均相同 D.分子数、原子数和中子数均相同,【解析】选D。由阿伏加德罗定律可知,同温同压下,相同体积的气体具有相同的分子数。故两种气体的分子数相同。分子数相同,但二者的摩尔质量不同,故质量不同,A错误;分子数相同,但电子数不同,B错误;质子数不同,中子数相同,C错误;分子数相同,又都是双原子分子,故原子数相同,且二者的中子数都为17,D正确。,5.(2013长沙模拟)(1)0.3 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。 (2)0
