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1、第3节 物质的量 气体摩尔体积,-2-,考纲要求:1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。 2.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。,-3-,基础梳理,考点突破,考点一物质的量及摩尔质量 物质的量及其单位 1.基本概念,-4-,基础梳理,考点突破,2.计算关系 物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系为n= ,如0.1 mol H2SO4分子中含有氧原子的物质的量为0.4 mol。 3.摩尔质量 (1)含义:单位物质的量的物质所具有的质量。 (2)符号:M
2、,单位:gmol-1或kgmol-1,表达式:M= 。 (3)Mg的摩尔质量是24 gmol-1,SO2的摩尔质量是64 gmol-1, 的摩尔质量是60 gmol-1。由此可知:以gmol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量。,-5-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)2 mol H2O、8 mol CH键、1 mol氢 ( ) (2)阿伏加德罗常数就是6.021023 mol-1 ( ) (3)水的摩尔质量为18 g ( ) (4)1 mol水的质量为18 gmol-1 ( )
3、 (5)CO2的相对分子质量为44 ( ) (6)18 g H2O含有10NA个质子 ( ) (7)标准状况下,22.4 L氨水含有NA个NH3分子 ( ) (8)1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA ( ) (9)1 mol Na被完全氧化生成Na2O2,失去2NA个电子 ( ),-6-,基础梳理,考点突破,1.明确物质的量(n)、微粒数(N)、物质的质量(m)之间的关系,2.阿伏加德罗常数综合应用的“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(0 、101 kPa)的气体摩尔体积。在标准状况下非气态
4、物质(如H2O、SO3、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。,-7-,基础梳理,考点突破,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(n1)中化学键的数目分别为3、3n+1。 (3)最简式相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。,-8-,基础梳理,
5、考点突破,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-的物质的量不相等且都小于0.1 mol。 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、
6、合成氨反应等属于可逆反应。,-9-,基础梳理,考点突破,例1(2016全国乙)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( ) A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA C.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA,答案,解析,-10-,基础梳理,考点突破,技巧点拨阿伏加德罗常数正误判断题型中涉及以物质的量为核心的计算。 解决此类问题主要分两步:第一步先将物质的质量、体积、物质的量浓度转化为该物质的物质的量;第二步将该物质的物质的量转化为
7、所求微粒数目。用下图表示:,-11-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2016四川理综改编)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.2.4 g Mg在足量O2中燃烧,转移的电子数为0.1NA B.标准状况下,5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA C.氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的共价键数为0.4NA D.0.1 L 0.5 molL-1 CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA,答案,解析,-12-,基础梳理,考点突破,2.(2015全国)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( ) A.18 g D2O和18 g H2O中含有的质子
8、数均为10NA B.2 L 0.5 molL-1亚硫酸溶液中含有的H+数为2NA C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA D.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA,答案,解析,-13-,基础梳理,考点突破,3.(2015全国)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( ) A.60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA,答案,解析,-14-,基础梳理,考点突破,考点二气体摩尔体积及阿伏加德罗定律 1.影响物质体积大小的因素 (1)微粒的大小。 (2)微粒间距的大小。 (3)微粒的数目。 2.气体摩尔体积 (1)含义:气体摩
9、尔体积是指在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积,符号为Vm,单位为Lmol-1和m3mol-1。 (2)特例:标准状况是指温度为0 ,压强为101 kPa,此情况下,气体摩尔体积为22.4 Lmol-1。,-15-,基础梳理,考点突破,(3)同温同压下气体摩尔体积相同的原因:一定温度和压强条件下,气体分子间的平均距离比分子直径大得多,气体的体积主要取决于气体分子间的平均距离,气体分子的自身大小忽略不计。气体分子间的距离受温度和压强影响,当温度、压强相同时,气体分子间的平均距离相等,若气体的物质的量相同,则气体的体积相同。 (4)气体摩尔体积(Vm)与物质的量(n)、气体体积(V)
10、之间的关系为 。,-16-,基础梳理,考点突破,3.阿伏加德罗定律 (1)定义:,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。,-17-,基础梳理,考点突破,(2)阿伏加德罗定律的推论:,-18-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)当1 mol气体的体积是22.4 L时,一定处于标准状况 ( ) (2)标准状况下,氢气的摩尔体积为22.4 L ( ) (3)标准状况下,1 mol N2和O2的混合气体为22.4 L ( ) (4)标准状况下,1 mol水的体积为22.4 L ( ),-19-,基础梳理,考点突破,1.以物
11、质的量为核心的各相关物理量的相互关系,-20-,基础梳理,考点突破,用“万能恒等式”可表示为:,(1)围绕“物质的量”进行计算时必须注意的几个问题。 “一个中心”:必须以物质的量为中心。 “两个前提”:在应用Vm=22.4 Lmol-1时,一定要有“标准状况”和“气体状态”两个前提条件。 “三个关系”:a.直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子间的关系。b.摩尔质量与相对分子质量间的关系。c.强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子(分子或离子)间的关系。 “四个无关”:物质的量的多少、质量的大小、粒子数的多少,均与温度的高低、压强的大小无关;物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质
12、粒子数的多少与溶液体积有关)。,-21-,基础梳理,考点突破,(2)关于阿伏加德罗常数的应用的考题出现的频率高。 阿伏加德罗常数的应用,实质上是借助阿伏加德罗常数进行以物质的量为中心的各物理量间的换算,解题时需要特别注意以下几点: 条件:考查气体时经常给定非标准状况,如常温常压下(25 、1.01105 Pa)等。 物质状态:考查气体摩尔体积时,常用在标准状况下非气态的物质来迷惑学生,如H2O、SO3、己烷、辛烷、CHCl3等。 物质结构:考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、电子、质子、中子等),经常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,Cl2、N2、O2等双原子分子以及O3、P4
13、等多原子分子等。,-22-,基础梳理,考点突破,氧化还原反应:考查指定物质参加氧化还原反应时,常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、电子转移数目方面的陷阱。如:Na2O2和H2O反应;Cl2和NaOH反应;电解AgNO3溶液;Cu与S反应等。 电离、水解:考查电解质溶液中粒子数目或浓度时常设置弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。 一些物质中的化学键数目,如烷烃中单键数等。 常见的可逆反应:如2NO2 N2O4;弱电解质的电离平衡等。 摩尔质量:特殊物质如D2O、18O2等。 胶粒是许多粒子的集合体,如1 mol Fe3+完全转化为氢氧化铁胶体后,胶粒数远小于NA个。,-23-
14、,基础梳理,考点突破,2.气体摩尔体积与阿伏加德罗定律 (1)在运用气体摩尔体积时,需要注意的问题: 气体摩尔体积和标准状况下的气体摩尔体积不是一个概念,标准状况下的气体摩尔体积是特定温度和压强(0 和1.01105 Pa)下的气体摩尔体积。 气体的摩尔体积的适用范围是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。 气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的具体体现,标准状况下Vm为22.4 Lmol-1是阿伏加德罗定律的一个特例。所以在学习气体摩尔体积时如能正确理解阿伏加德罗定律及其推论,应用起来更是游刃有余。,-
15、24-,基础梳理,考点突破,(2)阿伏加德罗定律: 适用范围:任何气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。 “四同”定律:同温、同压、同体积、同分子数中,只要有“三同”,必有第“四同”,即“三同定一同”。 (3)常用的推论:,-25-,基础梳理,考点突破,(4)阿伏加德罗定律的应用: 气体的密度和相对密度。,-26-,基础梳理,考点突破,例2设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( ) A.相同条件下,N2和O3混合气体与等体积的N2所含分子数相等 B.标准状况下,11.2 L NH3和11.2 L HCl混合后分子总数为NA C.一定条件下,1 mol N2与足量H2反应,可生成2N
16、A个NH3分子 D.含n mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应可生成 NA个氯分子,答案,解析,-27-,基础梳理,考点突破,误区警示特殊化学反应在解题中的应用 (1)可逆反应:如果涉及可逆反应,则反应物不能按正常量完全反应。如1 mol氮气和足量氢气反应,不能生成2 mol氨气。 (2)隐含反应:如果隐含反应,则注意不能按纯净物考虑问题。如标准状况下22.4 L NO2气体含有的NO2分子数少于NA,因为NO2气体中存在着2NO2 N2O4,导致部分NO2生成N2O4,使得NO2的分子数减小,即NO2分子数小于NA。,-28-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2017湖北重点高中协作体模拟)设NA为阿伏加德罗常数的数值。下列有关叙述正确的是( ),
