第1讲 物质的量 气体摩尔体积

第1讲 物质的量 气体摩尔体积

考纲要求：

1.理解摩尔(mol)、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义。

2.能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、物质的质量、气体体积(标准状况)之间的相互关系实行相关计算。

3.能准确解答阿伏加德罗常数及阿伏加德罗定律与物质的组成、结构及重要反应综合应用题。

（一）知识梳理—夯实基础 突破疑难

1．物质的量

(1)物质的量(n)是表示含有 一定数目粒子的集合体 的物理量，单位为 摩尔(mol) 。

(2)物质的量的规范表示方法：

(3)阿伏加德罗常数(NA)

0.012 kg

12C 中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为 6.02×1023 ，单位为

mol－1 。

公式：NA＝Nn

2．摩尔质量

(1)摩尔质量是 单位物质的量 的物质所具有的质量。单位是 g·mol－1 。公式：M＝mn。

(2)数值：以 g·mol－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(原子)质量 。

（二）深度思考

1．阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗？

不相同。6.02×1023是个纯数值没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012 kg 12C所含的碳原子数相同，数值上约为6.02×1023。

2．正误判断，准确的划“√”，错误的划“×”

(1)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的粒子数目( × )

(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子( × )

(3)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧( × )

(4)NaOH的摩尔质量为40 g( × )

(5)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等( × )

(6)1 mol OH－的质量为17 g·mol－1( × )

(7)氖气的摩尔质量(单位g·mol－1)在数值上等于它的相对原子质量( √ )

(8)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍( × )

(9)1 mol H3PO4与1 mol H2SO4的质量相同，溶于水后电离出的阴离子数目也相同( × ) （三）易错警示—摩尔质量与相对原子(分子)质量的易混点

1．相对原子(分子)质量与摩尔质量(以g为单位时)不是同一个物理量，单位不同，仅仅在数值上相等。

2．摩尔质量的单位为g·mol－1，相对原子(分子)质量的单位为1。

3．熟记几组摩尔质量相同的物质，如①H2SO4和H3PO4(98 g·mol－1)；②Mg3N2和CaCO3(100

g·mol－1)；③CO、N2、C2H4(28 g·mol－1)。

（四）递进题组—思维建模 总结升华

题组一：相关分子(或特定组合)中微粒数的计算

1．标准状况下有 ①0.112 L水 ②0.5NA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___①>⑥>⑤>③>②>④___。

2．计算或判断以下电解质溶液中的粒子数目

(1)含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中，含__1.2_mol SO2－4，Al3＋的物质的量__<_0.8 mol(填“>”、“<”或“＝”)。

(2)1 L 0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中，n(CH3COOH)_小于_ 0.1 mol，n(CH3COO－)_小于

0.1 mol(填“大于”“小于”或“等于”)。

题组二：通过n＝mM＝NNA，突破质量与微粒数目之间的换算

3．最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下表现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数__0.33NA __，氢原子的物质的量__0.26__mol。

4．某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，用NA表示阿伏加德罗常数的值，以下说法中准确的是( )

①该氯原子的相对原子质量为12ab ②m g该氯原子的物质的量为maNA mol

③该氯原子的摩尔质量是aNA g ④a g该氯原子所含的电子数为17 mol

A．①③ B．②④ C．①② D．②③

（五）思维建模

相关微粒数目比较的思维方法

已知物理量――→计算物质的量――→依据组成计算

考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律 （一）知识梳理—夯实基础 突破疑难

1．影响物质体积大小的因素

(1)微粒的大小(物质的本性)

(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)

(3)微粒的数目(物质的量的大小)

2．气体摩尔体积

(1)含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，标准状况下，Vm约为22.4_L·mol－1。

(2)相关计算

①基本表达式：Vm＝Vn

②与气体质量的关系：VVm＝mM

③与气体分子数的关系：VVm＝NNA

(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．阿伏加德罗定律及其推论应用

(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。

(2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及n＝mM、ρ＝mV导出)

相同条件 结论

公式 语言表达

T、p相同 n1n2＝V1V2 同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比

T、V相同 p1p2＝n1n2 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比

T、p相同 ρ1ρ2＝M1M2 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比

（二）深度思考

1．正误判断，准确的划“√”，错误的划“×”

(1)在标准状况下，1 mol O2与1 mol SO3的体积相同( × )

(2)在标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，在非标准状况下，1 mol气体的体积则一定不是22.4 L( × )

(3)22.4 L气体在标准状况下是1 mol，在非标准状况下一定不是1 mol( × )

(4)在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，原子个数也相同( √ )

(5)在相同条件下，相同物质的量的C2H4和C3H6，所含分子个数相同，原子个数也相同( × )

2．若把1题(5)中的相同“物质的量”改成相同“质量”，是“分子”个数相同还是“原子”个数相同？

原子个数相同。

3．由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)不能确定的物理量是________。①1摩尔水的质量 ②1摩尔水蒸气的质量 ③1摩尔水蒸气的体积

（三）递进题组—思维建模 总结升华 题组一：以“物质的量”为中心的计算

1．设NA为阿伏加德罗常数，假如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.22.4apbNA B.22.4abpNA

C.22.4NAba D.22.4pbaNA

2．某气体的摩尔质量为M g·mol－1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为V L的该气体所含有的分子数为X。则MXVNA表示的是( )

A．V L该气体的质量(以g为单位)

B．1 L该气体的质量(以g为单位)

C．1 mol该气体的体积(以L为单位)

D．1 L该气体中所含的分子数

题组二：阿伏加德罗定律及推论的应用

3．在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断，以下说法中准确的是( )

A．若M(甲)

B．若M(甲)>M(乙)，则气体摩尔体积：甲

C．若M(甲)乙

D．若M(甲)>M(乙)，则气体的体积：甲

4．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__m2d mol _。NH4HCO3的摩尔质量为__6d g·mol－1__(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ρ g·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为_22.4ρ g·mol－1_。

(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__17a%＋44b%＋18c%___。

（三）反思归纳

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ρ：M＝ρ×22.4(g·mol－1)；

2．根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝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＝NA·m/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；还能够用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积

分数)。

考点三 突破阿伏加德罗常数应用的“六个”陷阱 题组一：气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态

1．正误判断，准确的划“√”，错误的划“×”

(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA(×)

(2)常温下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA(×)

(3)标准状况下，22.4 L己烷中含共价键数目为19NA(×)

(4)常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA(×)

(5)标准状况下，2.24 L HF含有的HF分子数为0.1NA(×)

突破陷阱—抓“两看”，突破陷阱

一看“气体”是否处在“标准状况”。

二看“标准状况”下，物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)。

题组二：物质的量或质量与状况

2．正误判断，准确的划“√”，错误的划“×”

(1)常温常压下，3.2 g O2所含的原子数为0.2NA(√)

(2)标准状况下，18 g H2O所含的氧原子数目为NA(√)

(3)常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA(√)

突破陷阱—排“干扰”，突破陷阱

给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生准确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实质上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。

题组三：物质的组成与结构

3．正误判断，准确的划“√”，错误的划“×”

(1)在常温常压下，32 g 18O2中含有2NA氧原子(×)

(2)17 g —OH与17 g OH－所含电子数均为10NA(×)

(3)相同质量的N2O4与NO2中所含原子数目相同(√)

(4)m g CO与N2的混合气体中所含分子数目为m28NA(√)

(5)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA(√)

(6)30 g甲醛中含共用电子对总数为4NA(√)