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(V m)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(N A)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。

1.物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数(1)基本概念间的关系(2)物质的量的规范表示方法：如：1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na＋或钠离子。

(3)物质的量与微粒数、阿伏加德罗常数之间的关系：n＝NN A或N＝n·N A2.摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。

符号：M,单位：g·mol－1。

(2)数值：当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。

(3)关系：物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系为n＝mM。

(1)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子()(2)硫酸的摩尔质量为98 g()(3)2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍()(4)摩尔是物质的量的单位()(5)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等()(6)22 g CO2中含有的氧原子数为N A()(7)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的分子数目()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×1.在0.5 mol Na2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是()A.1.5 N A 2 molB.1.5N A32 gC.3.01×1023 4 molD.N A64 g答案 B2.3.4 g OH－含有的电子数目为________。

答案2N A或1.204×10243.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62 g·mol－116【本题解析】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＝62 g·mol－1；X的相对原子质量＝62－46＝16。

摩尔质量为M(Na2X)＝12.4 g0.2 mol4.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。

据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。

若用N A表示阿伏加德罗常数,试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为__________,氢原子的物质的量为____________mol。

答案0.33N A0.26物质中某指定微粒数目的计算技巧(1)明确整体与部分的关系：谁是整体？谁是部分？(2)原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)个数第4题中,Na0.35CoO2·1.3H2O是整体,计算对象氧原子、氢原子为部分,它们的关系为：Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3 O～2.6 H1.影响物质体积的因素2.气体摩尔体积3.阿伏加德罗定律4.阿伏加德罗定律的推论(1)标准状况下,H2和N2的气体摩尔体积均为22.4 L(×)(2)在非标准状况下,气体摩尔体积一定不是22.4 L·mol－1(×)(3)在标准状况下,1 mol O2与1 mol SO3的体积相同(×)(4)标准状况下,11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023(√)(5)同温同压下,等质量的12C18O和NO体积相同(√)(6)不同温度下,相同体积的CO和N2密度相同,则二者含有的原子数相同(√)(7)同温、同压、同体积的CH4和NH3含有的质子数相等(√)题组一n＝VV m＝mM＝NN A的应用1.已知：①6.72 L NH3(标准状况下)②1.204×1023个H2S分子③5.6 g CH4④0.5 mol HCl,下列关系正确的是()A.体积大小：④＞③＞②＞①B.原子数目：③＞①＞④＞②C.密度大小：④＞②＞③＞①D.质量大小：④＞③＞②＞①答案 B【本题解析】①标准状况下,6.72 L NH3的物质的量为6.72 L22.4 L·mol－1＝0.3 mol；②1.204×1023个H2S分子的物质的量为 1.204×10236.02×1023 mol－1＝0.2 mol；③5.6 g CH4的物质的量为5.6 g16 g·mol－1＝0.35 mol；④HCl物质的量为0.5 mol。

由上述计算可知物质的量④＞③＞①＞②,相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以体积大小为④＞③＞①＞②,A项错误；①标准状况下6.72 L NH3所含原子的物质的量为0.3 mol×4＝1.2 mol,②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol×3＝0.6 mol,③5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35mol ×5＝1.75 mol,④0.5 mol HCl 所含原子的物质的量为0.5 mol ×2＝1 mol,原子数目之比等于所含原子的物质的量之比,所以原子数目③＞①＞④＞②,B 项正确；同温同压下,气体密度之比等于其相对分子质量之比,①NH 3相对分子质量为17,②H 2S 相对分子质量为34,③CH 4相对分子质量为16,④HCl 相对分子质量为36.5,故密度大小④＞②＞①＞③,C 项错误；①NH 3的质量为17 g·mol －1×0.3 mol ＝5.1 g,②H 2S 的质量为34 g·mol －1×0.2 mol ＝6.8 g,③CH 4质量为5.6 g,④HCl 质量为36.5 g·mol －1×0.5 mol ＝18.25 g,故质量大小④＞②＞③＞①,D 项错误。

2.设N A 为阿伏加德罗常数的值,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.22.4ap bN AB.22.4ab pN AC.22.4N A b aD.22.4pb aN A答案 D【本题解析】解法一 公式法： a g 双原子分子的物质的量＝pN Amol, 双原子分子的摩尔质量＝a gp N Amol ＝aN A p g·mol －1, 所以b g 气体在标准状况下的体积为b g aN Apg·mol －1×22.4 L·mol －1＝22.4pbaN AL 。

解法二 比例法：同种气体的分子数与质量成正比,设b g 气体的分子数为N a g ～ p b g ～ N则：N ＝bp a ,双原子分子的物质的量为pb aN A mol,所以b g 该气体在标准状况下的体积为22.4pbaN A L 。

3.利用太阳能制氢,若光解0.36 g H 2O,可生成H 2的体积(标准状况)____________,转移电子数为__________。

答案 0.448 L 0.04N A以物质的量(n )为核心的思维模板N÷N AN A××MM÷mV(g)注V m与温度、压强有关,标准状况下V m＝22.4 L·mol－1。

题组二阿伏加德罗定律的应用4.(2020·哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相等的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是()A.充入的CO分子数比CO2分子数少B.甲容器的体积比乙容器的体积小C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小答案 D【本题解析】质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7,在温度和压强相同时体积之比为11∶7,但摩尔体积相同。

5.一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1 mol N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是()A.右侧与左侧分子数之比为4∶1B.右侧CO 的质量为5.6 gC.右侧气体密度是相同条件相氢气密度的14倍D.若改变右侧CO 的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,则应充入0.2 mol CO 答案 C【本题解析】左右两侧气体温度、压强相同,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,左右体积之比为4∶1,则左右气体物质的量之比为4∶1,所以右侧气体物质的量＝0.25 mol 。

相同条件下密度之比与摩尔质量成正比,则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的282＝14倍。

题组三 (平均)摩尔质量的计算6.按要求解答问题(1)已知标准状况下,气体A 的密度为2.857 g·L －1,则气体A 的相对分子质量为________,可能是________气体。

(2)标准状况下,1.92 g 某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为________。

(3)CO 和CO 2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO 2体积为11.2 L(标准状况),则①混合气体在标准状况下的密度是________g·L －1。

②混合气体的平均摩尔质量是________ g·mol －1。

答案 (1)64 SO 2 (2)64 (3)①1.61 ②36【本题解析】(1)M ＝ρ×22.4 g·mol －1≈64 g·mol －1。

(2)M ＝ 1.92 g 0.672 L22.4 L·mol －1＝64 g·mol －1。

(3)CO 燃烧发生反应：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2,CO 的体积与生成CO 2的体积相等,燃烧后CO 2的总体积为11.2 L,故18 g CO 和CO 2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO 和CO 2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO 的物质的量为x mol,CO 2的物质的量为y mol,则⎩⎪⎨⎪⎧28x ＋44y ＝18x ＋y ＝11.222.4,解得x ＝0.25,y ＝0.25。

①原混合气体的密度＝18 g 11.2 L≈1.61 g·L －1。

②解法一：M ＝ρ·22.4 L·mol －1＝1.61 g·L －1×22.4 L·mol －1≈36 g·mol －1；解法二：M ＝18 g 11.222.4 mol ＝36 g·mol －1； 解法三：M ＝28 g·mol －1×50%＋44 g·mol －1×50%＝36 g·mol －1；故平均摩尔质量为36 g·mol －1。