
考點(diǎn)一 物質(zhì)的量 摩爾質(zhì)量
考點(diǎn)二 氣體摩爾體積 阿伏加德羅定律
1.物質(zhì)的量(1)概念:表示含有一定數(shù)目 的集合體。(2)符號為n,單位是 (ml)。(3)使用范圍:適用于微觀粒子或微觀粒子的特定組合。(4)阿伏加德羅常數(shù):指1 ml任何粒子的粒子數(shù),符號為NA,NA≈ 。(5)公式:n= 或N= 或NA= 。
6.02×1023 ml-1
g·ml-1(或g/ml)
1.物質(zhì)的量是表示微粒數(shù)目多少的物理量( )2.2 ml H2O的摩爾質(zhì)量是1 ml H2O的摩爾質(zhì)量的2倍( )3.1 ml O2的質(zhì)量與它的相對分子質(zhì)量相等( )4.12 g 12C中所含碳原子的數(shù)目約為6.02×1023( )5.1 ml OH-的質(zhì)量為17 g·ml-1( )
質(zhì)量、物質(zhì)的量與微粒數(shù)目之間的換算1.“可燃冰”是由水和甲烷在一定條件下形成的類冰結(jié)晶化合物。1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物質(zhì)的量與6.02×1021個(gè)水分子的物質(zhì)的量相等,則該“可燃冰”的摩爾質(zhì)量為____________,x的值為____。2.最近材料科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了首例帶結(jié)晶水的晶體在5 K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報(bào)道,該晶體的化學(xué)式為Na0.35CO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,試計(jì)算12.2 g該晶體中含氧原子數(shù)約為________,氫原子的物質(zhì)的量約為______ml。
計(jì)算判斷物質(zhì)中所含指定微粒數(shù)目的技巧
弄清楚微粒與所給物質(zhì)的關(guān)系:原子(電子)的物質(zhì)的量=分子(或特定組合)的物質(zhì)的量×1個(gè)分子(或特定組合)中所含這種原子(電子)的個(gè)數(shù)。如:第2題中,Na0.35CO2·1.3H2O是一個(gè)整體,計(jì)算對象氧原子、氫原子為部分,它們的關(guān)系為Na0.35CO2·1.3H2O~3.3O~2.6H。
氣體摩爾體積 阿伏加德羅定律
L·ml-1(或 L/ml)
22.4 L·ml-1
2.阿伏加德羅定律(1)同溫、同壓下,同體積的任何氣體具有相同的 或 。(2)阿伏加德羅定律的推論
1.22 g CO2氣體的體積為11.2 L( )2.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L SO3中含有的原子數(shù)為2NA( )3.同溫、同體積的條件下,等質(zhì)量的SO2和O2的壓強(qiáng)之比為2∶1( )4.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L O2和H2的混合氣體所含分子數(shù)約為3.01×1023( )5.相同體積的CO和N2,二者含有的原子數(shù)相同( )
1.有以下四種物質(zhì):①標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L二氧化碳?、? g氫氣 ③1.204×1024個(gè)氮?dú)夥肿印、? ℃時(shí)18 mL水(ρ=1 g·cm-3)。完成下列填空:它們所含分子數(shù)最多的是_____(填序號,下同),所含原子數(shù)最多的是_____,質(zhì)量最大的是_____,所含電子數(shù)最多的是_____。
以物質(zhì)的量為中心計(jì)算的思維流程
二、相對分子質(zhì)量的計(jì)算2.按要求解答下列問題。(1)已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體A的密度為2.857 g·L-1,則氣體A的相對分子質(zhì)量為_____,可能是______氣體。
M=ρ×22.4 L·ml-1≈64 g·ml-1。
(2)CO和CO2的混合氣體18 g,完全燃燒后測得CO2的體積為11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則①混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是______g·L-1。
2CO+O2 2CO2,CO的體積與生成CO2的體積相等,故18 g CO和CO2的混合氣體的總體積為11.2 L,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,該混合氣體的物質(zhì)的量為0.5 ml,設(shè)CO的物質(zhì)的量為x ml,CO2的物質(zhì)的量為y ml,
②混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是_____g·ml-1。
(3)在一定條件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得氣體對H2的相對密度為d,則該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為______,混合氣體的物質(zhì)的量為_________,NH4HCO3的摩爾質(zhì)量為____________(用含m、d的代數(shù)式表示)。
求氣體摩爾質(zhì)量(M)的常用方法
(3)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度ρ:M=ρ×22.4 L·ml-1。
(5)對于混合氣體,求其平均摩爾質(zhì)量,上述計(jì)算式仍然成立;還可以用下式計(jì)算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合氣體中各成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))。
三、阿伏加德羅定律的應(yīng)用3.一個(gè)密閉容器,中間有一可自由滑動的隔板(厚度不計(jì)),將容器分成兩部分,當(dāng)左側(cè)充入1 ml N2,右側(cè)充入一定量的CO時(shí),隔板處于如圖位置(保持溫度不變)。
按要求回答問題。(1)N2與CO的分子數(shù)之比為________。(2)右側(cè)通入的CO的物質(zhì)的量為__________。
(3)若改變右側(cè)CO的充入量而使隔板處于容器正中間,保持溫度不變,應(yīng)再充入CO的物質(zhì)的量為__________。
隔板處于正中間位置,此時(shí)n(CO)=n(N2),所以再充入CO的物質(zhì)的量為1 ml-0.25 ml=0.75 ml。
4.三種氣體X、Y、Z的相對分子質(zhì)量關(guān)系為M(X)p(X),在同質(zhì)量、同體積條件下,氣體相對分子質(zhì)量與壓強(qiáng)成反比,即相對分子質(zhì)量越大,壓強(qiáng)越小,題給選項(xiàng)只有CO2的相對分子質(zhì)量大于O2,故C正確。
8.一定溫度和壓強(qiáng)下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四種氣體分別吹出四個(gè)體積大小不同的氣球。下列說法正確的是
A.氣球②中裝的是O2B.氣球①和氣球③中氣體分子數(shù)相等C.氣球①和氣球④中氣體物質(zhì)的量之比為4∶1D.氣球③和氣球④中氣體密度之比為2∶1
根據(jù)阿伏加德羅定律的推論:同溫同壓下,同質(zhì)量氣體的體積與其摩爾質(zhì)量成反比。四種氣體的摩爾質(zhì)量的大小關(guān)系為M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4),所以氣球①②③④中的氣體分別為SO2、CO2、O2、CH4,A錯誤;同質(zhì)量的氣體,分子數(shù)之比等于其物質(zhì)的量之比,也等于其摩爾質(zhì)量的反比,氣球①和氣球③中氣體分子數(shù)不相等,氣球①和氣球④中氣體物質(zhì)的量之比為1∶4,B、C錯誤;
同溫同壓下,氣體的密度與其摩爾質(zhì)量成正比,氣球③和氣球④中氣體密度之比為2∶1,D正確。
9.(2023·青島質(zhì)檢)下列判斷正確的是A.同溫、同壓下,相同體積的氮?dú)夂秃馑脑訑?shù)相等B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L以任意比例混合的氯氣和氧氣所含的原子數(shù)為0.5NAC.1 ml氯氣和足量NaOH溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NAD.常溫、常壓下,22.4 L的NO2和CO2混合氣體含有2NA個(gè)O原子
同溫、同壓下,相同體積的氮?dú)夂秃獾奈镔|(zhì)的量相同,而氮?dú)夥肿訛殡p原子分子,稀有氣體分子為單原子分子,所以二者含有的原子數(shù)不相等,A錯誤;
1 ml氯氣與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 ml氯化鈉和1 ml次氯酸鈉,轉(zhuǎn)移1 ml電子,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA,C錯誤;不是標(biāo)準(zhǔn)狀況,不能使用22.4 L·ml-1計(jì)算混合氣體的物質(zhì)的量,D錯誤。
10.(2022·臺州模擬)下列有關(guān)C2H2和C6H6的敘述錯誤的是A.二者碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,等體積的兩種物質(zhì)含有的分子數(shù)相等
D.等質(zhì)量時(shí),二者完全燃燒消耗相同狀況下的氧氣的體積相等
C2H2與C6H6的最簡式均為CH,故二者碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,A正確;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,C6H6為非氣體,等體積的兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量不相等,所以含有的分子數(shù)也不相等,B錯誤;
二者的最簡式相同,則等質(zhì)量的兩種物質(zhì)完全燃燒消耗相同狀況下的氧氣的體積相等,D正確。
11.在甲、乙兩個(gè)體積不同的密閉容器中,分別充入質(zhì)量相等的CO、CO2氣體時(shí),兩容器的溫度和壓強(qiáng)均相同,則下列說法正確的是A.充入的CO分子數(shù)比CO2分子數(shù)少B.甲容器的體積比乙容器的體積小C.CO的摩爾體積比CO2的摩爾體積小D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
質(zhì)量相等的CO和CO2的物質(zhì)的量之比為11∶7,在溫度和壓強(qiáng)相同時(shí)體積之比為11∶7,但摩爾體積相同,氣體的摩爾質(zhì)量之比等于密度之比。
12.現(xiàn)有14.4 g CO和CO2的混合氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積約為8.96 L。將混合氣體依次通過如圖裝置,最后收集在氣球中。下列結(jié)論錯誤的是A.原混合氣體所含碳原子總數(shù)為0.8NA(NA表示阿伏加德羅 常數(shù)的值)B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣球中收集到的氣體體積為4.48 LC.NaOH溶液增重8.8 gD.原混合氣體中CO和CO2的體積比為1∶1
13.Ⅰ.現(xiàn)有m g某氣體(雙原子分子),其摩爾質(zhì)量為M g·ml-1,若阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示,則:(1)該氣體的物質(zhì)的量為_____ml。(2)該氣體所含原子總數(shù)為_______。(3)該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_______L。Ⅱ.臭氧層是地球生命的保護(hù)層,臭氧比氧氣具有更強(qiáng)的氧化性。實(shí)驗(yàn)室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧:3O2===2O3,將8 L氧氣通過放電管后,恢復(fù)到原狀況,得到氣體6.5 L,其中臭氧為____L。
14.如圖所示,一密閉容器被無摩擦、可滑動的兩隔板a和b分成甲、乙兩室。標(biāo)準(zhǔn)狀況下,在乙室中充入0.6 ml HCl,甲室中充入NH3、H2的混合氣體,靜止時(shí)隔板位置如圖。已知甲、乙兩室中氣體的質(zhì)量之差為10.9 g。
(1)甲室中氣體的物質(zhì)的量為______ml。
同溫同壓下,氣體的物質(zhì)的量之比等于其體積之比,由圖可知甲室中氣體的物質(zhì)的量為 ?。? ml。
(2)甲室中氣體的質(zhì)量為______g。
乙室中HCl氣體的質(zhì)量為0.6 ml×36.5 g·ml-1=21.9 g,則甲室中氣體的質(zhì)量為21.9 g-10.9 g=11 g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相對分子質(zhì)量為_____。
(4)經(jīng)過查資料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常溫下是固體),如果將隔板a去掉,當(dāng)HCl與NH3完全反應(yīng)后,隔板b將靜置于刻度“______”處(填數(shù)字)。
設(shè)甲室中氨氣的物質(zhì)的量為x,氫氣的物質(zhì)的量為y,根據(jù)其物質(zhì)的量、質(zhì)量列方程組為x+y=1 ml,17 g·ml-1×x+2 g·ml-1×y=11 g,可得x=0.6 ml、y=0.4 ml;如果將隔板a去掉,0.6 ml HCl與0.6 ml NH3恰好完全反應(yīng)生成氯化銨固體,剩余H2的物質(zhì)的量為0.4 ml,同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比,所以隔板b將會左移至刻度“2”處。
15.某中學(xué)有甲、乙兩個(gè)探究性學(xué)習(xí)小組,他們擬用小顆粒的鋁銅合金與足量的稀硫酸反應(yīng)測定通常狀況(約20 ℃、1.01×105 Pa)下的氣體摩爾體積(Vm)。
Ⅰ.甲組同學(xué)擬設(shè)計(jì)如圖1所示的裝置來完成實(shí)驗(yàn)。(1)寫出裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:__________________________。
2Al+6H+===2Al3++3H2↑
鋁和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣,其離子方程式為2Al+6H+===2Al3++3H2↑。
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),先打開分液漏斗上口的玻璃塞,再輕輕旋開其活塞,一會兒后發(fā)現(xiàn)稀硫酸不能順利滴入錐形瓶中。請幫助他們分析其原因:_______________________________________________。
氫氣使錐形瓶內(nèi)氣壓增大
鋁與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大,錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)大于大氣壓,所以稀硫酸不能順利滴入錐形瓶中。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),生成氫氣的體積近似等于________________。
氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)導(dǎo)致水從集氣瓶中排出,且氫氣不易溶于水,所以收集到的水的體積近似等于氫氣的體積。
(4)錐形瓶中殘存的氫氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響:______(填“有”“沒有”或“不能判斷”),簡述理由:_____________________________________________________。
相同溫度和壓強(qiáng)下,生成氫氣的體積與排出空氣的體積相等
裝置中有空氣存在,生成的氫氣不溶于水,在相同溫度和壓強(qiáng)下,生成的氫氣的體積與排出空氣的體積相等,所以沒有影響。
Ⅱ.乙組同學(xué)仔細(xì)分析了甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置后,認(rèn)為稀硫酸滴入錐形瓶中,即使不生成氫氣,也會將瓶中的空氣排出,使所測氫氣的體積偏大;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在,使所測氫氣的體積偏小,于是他們設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確測定出4個(gè)數(shù)據(jù),如表:
(注:量液管大刻度在上方,小刻度在下方)利用上述數(shù)據(jù)計(jì)算通常狀況下的氣體摩爾體積Vm=____________________。
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