物质的量气体摩尔体积.pdf
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1、第 3 讲物质的量气体摩尔体积 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)、物质 的量浓度 (c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。 2.能根据微粒 (原子、分子、离子等 )数目、物质的 量、气体体积(标准状况下 )之间的相互关系进行有关计算。 考点一物质的量、气体摩尔体积 1物质的量 (1)物质的量 (n) 物质的量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) 0012 kg 12C 中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为 6.0210 23,单位为 mo
2、l1。 公式: NA N n 。 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。常用的单位是g mol 1。公式: Mm n 。 (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。 3气体摩尔体积 (1)影响物质体积大小的因素 微粒的大小(物质的本性 );微粒间距的大小(由温度与压强共同决定);微粒的数目(物 质的量的大小)。 (2)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。 (3)基本关系式:n V Vm m M N NA (4)影响因素:气体摩尔体积的数值不是
3、固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。 4阿伏加德罗定律及其推论 (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 相同 条件 结论公式语言叙述 T、p 相同 n1 n2 V1 V2 同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比 T、 V 相同 p1 p2 n1 n2 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 1 2 M1 M2 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 提醒对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。 物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积概念的理
4、解 (1)2 g 氦气所含的原子数目约为0.5 6.0210 23( ) (2)1 mol 任何物质都含有6.0210 23 个分子 () (3)在标准状况下,1 mol O2与 1 mol SO3的体积相同 () (4)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() (5)标准状况下,O2和 O3中氧原子的摩尔质量均为16 g mol 1( ) (6)常温常压下,14 g N2与 7 g 乙烯 (C2H4)所含原子数相同() (7)22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl 所含的分子数相同() 答案(1)(2
5、)(3)(4)(5)(6)(7) 题组一有关 n m M N NA V Vm的计算 1(1)含 6.0210 23 个中子的 7 3Li 的质量是 _g。 (2)4 g D2和 20 g 18O 2的单质化合时最多能生成 _gD2 18O。 (3)若 12.4 g Na2X 中含有 0.4 mol 钠离子, Na2X 的摩尔质量是_,X 的相对原子质量 是_。 答案(1) 7 4 (2)22(3)62 g mol 1 16 解析(1)根据 n N NA计算中子物质的量, 7 3Li 的中子数为734,进而计算Li 的物质的量, 再根据 mnM 计算。 (2)根据不足量的物质计算生成D 18 2
6、O 的质量; 18O 2过量。 (3)1 mol Na2X 中含有 2 mol 钠离子, 0.2 mol Na2X 中含有 0.4 mol 钠离子,则Na2X 的摩尔质 量为 M(Na2X) 12.4 g 0.2 mol 62 g mol 1;X 的相对原子质量 624616。 2CO 和 CO2的混合气体 18 g,完全燃烧后测得CO2体积为 11.2 L(标准状况 ), (1)混合气体中CO 的质量是 _g。 (2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是 _L。 (3)混合气体在标准状况下的密度是_g L 1。 (4)混合气体的平均摩尔质量是_g mol 1。 答案(1)7(2)5.6(3)
7、1.61(4)36 解析CO 燃烧发生反应:2COO2= 点燃 2CO2,CO 的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后 CO2的总体积为11.2 L ,故 18 g CO 和 CO2的混合气体的总体积为11.2 L ,在标准状况下, 18 g CO 和 CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设 CO 的物质的量为x mol,CO2的物质的 量为 y mol, 则 28x44y18 xy 11.2 L 22.4 Lmol 1 ,解得 x 0.25,y0.25。 (1)混合气体中CO 的质量 28 g mol 10.25 mol7 g。 (2)原混合气体中,CO2的体积为 0.25 mol 2
8、2.4 L mol 15.6 L 。 (3)原混合气体的密度 18 g 11.2 L 1.61 g L 1。 (4)解法一:M 22.4 Lmol 11.61 g L 1 22.4 L mol 136 g mol 1; 解法二:M 18 g 11.2 22.4 mol 36 g mol 1; 解法三:M 28 g mol 150%44 g mol150%36 g mol1; 故平均摩尔质量为36 g mol 1。 3(2017 长沙市第一中学高三检测)1 个某种氯原子的质量是a g,1 个 12C 原子的质量是 b g, 用 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是() 该氯原子的相对原
9、子质量为12a/bm g该氯原子的物质的量为m/(aNA) mol 该氯原 子的摩尔质量是aNA g a g 该氯原子所含的电子数为17 mol ABCD 答案C 解析该原子的相对原子质量为一个氯原子的质量与一个 12C 质量的1 12的比值,即 a b 12 12a b ,正确; 阿伏加德罗常数个氯原子的质量,即为1 mol 该氯原子的质量,因而该氯原子 摩尔质量为aNA g mol 1,n(Cl) m aNA mol,正确, 错误; 电子数应为17,错误。 4设 NA为阿伏加德罗常数,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.
10、22.4ap bNA B. 22.4ab pNA C.22.4N Ab a D. 22.4pb aNA 答案D 解析解法一公式法: a g 双原子分子的物质的量 p NA mol, 双原子分子的摩尔质量 a g p NA mol aNA p g mol 1, 所以 b g 气体在标准状况下的体积为 b g aNA p g mol 1 22.4 L mol 122.4pb aNA L。 解法二比例法: 同种气体其分子数与质量成正比,设b g 气体的分子数为N a gp b gN 则:Nbp a ,双原子分子的物质的量为 pb aNA ,所以 b g 该气体在标准状况下的体积为 22.4pb aN
11、A L。 题组二阿伏加德罗定律及应用 5(2018 合肥模拟 )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,下列说法中正确的是() A若 M(甲)M(乙),则分子数:甲乙 B若 M(甲)M(乙),则气体摩尔体积:甲乙 C若 M(甲)M(乙),则气体的压强:甲乙 D若 M(甲)M(乙),则气体的体积:甲乙 答案C 解析等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数 )成反比,若M(甲)M(乙),则分子 数:甲 乙, A 项错误;若M(甲)M(乙),则物质的量:甲乙,又气体体积相等,故气体摩 尔体积:甲 乙, B 项错误;同温
12、同体积同质量的气体或混合气体,压强与摩尔质量成反比, C 项正确;由质量和密度相等可知气体体积相等,D 项错误。 6等温等压下,有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,下列叙述中正确的是 () A体积之比为1313 14 B密度之比为141413 C质量之比为111 D原子数之比为1 11 答案B 解析A 项,三种气体分子的质子数均为14,质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,物质 的量相等,等温等压下,气体的体积与其物质的量成正比,所以三者体积之比为111, 错误; B 项, CO、 N2、C2H2摩尔质量分别为28 g mol 1、28 g mol1、26 g mol 1,等温等
13、压下,气体摩尔体积相同,根据 nM nVm M Vm知,密度与摩尔质量成正比,则密度之比为 2828 261414 13,正确; C 项,三种气体分子的物质的量相等,CO、N2、C2H2摩 尔质量分别为28 g mol 1、28 g mol 1、26 g mol 1,根据 mnM 知:质量之比与摩尔质量 成正比为2828 26141413,错误; D 项, 1 分子 CO、N2、C2H2分别含原子数为2、 2、4,所以三种气体原子数之比为112,错误。 7在某温度时,一定量的元素A 的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气 态单质,此时密闭容器中气体分子总的物质的量增加了75%。则
14、A 单质的一个分子中有 _个 A 原子, AH3分解反应的化学方程式为 _ 。 答案44AH3= 一定温度 A46H2 求气体的摩尔质量M 的常用方法 (1)根据物质的质量(m)和物质的量 (n):Mm/n。 (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(NA):MNA m/N。 (3)根据标准状况下气体的密度 :M 22.4(g mol 1)。 (4)根据气体的相对密度(D1/2):M1/M2D。 (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: MM1a% 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 )。
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