第二单元　研究物质的实验方法第一课时教学实录

高三一轮复习教案：物质的量

气体摩尔体积

藤县第一中学

化学组

林永栋

[考纲要求]

1.了解物质的量及其单位、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义。2.能根据物质的量与质量、摩尔质量、气体体积（标准状况）、物质的量浓度、物质质量分数、阿伏加德罗常数、微粒数之间的相互关系进行有关计算。3.能正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。

考点一

物质的量、摩尔质量

【知识梳理】

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) －0．012 kg 12C所含原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol1。

N公式：NA＝

n2．摩尔质量

m－(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·mol1。公式：M＝。

n(2)数值：以g·mol1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。

深度思考

1．1 mol NaCl和1 mol HCl所含的粒子数相同吗？

2．阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗？

【典型例题、思维建模】

题组一

有关概念的理解

1．下列说法中正确的是

A．1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子

B．1 mol Ne中含有约6.02×1024个电子

C．1 mol水中含2 mol氢和1 mol氧

D．摩尔是化学上常用的一个物理量

2．下列说法正确的是

(

) A．NaOH的摩尔质量为40 g

B．1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等

－－C．1 mol OH的质量为17 g·mol1

－D．氖气的摩尔质量(单位g·mol1)在数值上等于它的相对原子质量

摩尔质量与相对原子(分子)质量的易混点

－

1

(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，只是在数值上相等。

－(2)摩尔质量的单位为g·mol1，相对原子(分子)质量的单位为1。

题组二

有关分子(或特定组合)中的微粒数计算

3．2 mol CO(NH2)2中含________mol C，________mol N，________mol H，所含氧原子跟________mol H2O所含氧原子个数相等。

＋4．含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中，含________mol SO42-，Al3物质的量________0.8 mol(填“>”、“<”或“＝”)。

5．标准状况下有①0.112 L水

②3.01×1023个HCl分子

③13.6 g H2S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______________。

题组三

物质的质量与微粒数目之间的换算

6．最近材料科学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__________，氢原子的物质的量________mol。

7．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，下列说法中正确的是

(

) ①该氯原子的相对原子质量为12a/b

②m g该氯原子的物质的量为m/(aNA)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

【归纳】

有关微粒数目比较的思维方法

考点二

气体摩尔体积、阿伏加德罗定律

【知识梳理】

1．影响物质体积大小的因素

(1)构成物质的微粒的大小(物质的本性)。

(2)构成物质的微粒之间距离的大小(由温度与压强共同决定)。

(3)构成物质的微粒的多少(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Vm，标准状况下，

－Vm＝22.4_L·mol1。

(2)相关计算

VmV①基本表达式：Vm＝②与气体质量的关系：＝

nMVmVN③与气体分子数的关系：＝

VmNA

2

(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)。

[来源:Zmm(2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出) MV相同条件

科_网][来源学_结论

公式

n1V1＝

n2V2p1n1＝

p2n2ρ1M1＝

ρ2M2语言叙述

同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比

温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比

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

T、p相同

T、V相同

T、p相同

特别提醒

(1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。

【深度思考】

1．标准状况下，1 mol气体的体积是22.4 L，如果当1 mol气体的体积是22.4 L时，一定是标准状况吗？

2．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

【典型例题、思维建模】

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，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

(

) 22.4apA.

bNA

22.4ab22.4NAbB.

C.

pNAa

22.4pbD.

aNA2．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MX压强下，体积为V L的该气体所含有的分子数为X。则表示的是

VNA

(

) 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

【归纳】熟记宏观物理量与微观粒子数转化关系

物质的量通过摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数将宏观物理量物质的质量、气体的体积与微观物理量微粒个数、微粒的质量联系起来。

3

题组二

阿伏加德罗定律及推论的应用

3．下列两种气体的分子数一定相等的是

(

) A．质量相等、密度不同的N2和C2H4

B．体积相等的CO和N2 C．等温、等体积的O2和N2

D．等压、等体积的N2和CH4 4．常温常压下，两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体，打开开关a，使两烧瓶内的气体相通，最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是

(

) 编号

气体X ①

HI ②

NH3 ③

H2 ④

NO

Cl2 HCl Cl2 O2 气体Y

A.②>③>①>④

B．③>①＝④>②

C．③>①>④>②

D．④>①>②>③

5．某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验，操作如下：用质量和容积都相等的烧瓶收集气体，称量收集满气体的烧瓶质量。数据见下表(已换算成标况下的数值)。

气体

A B C 烧瓶和气体的总质量(g) 48.408 2 48.408 2 48.408 2 气体

D E F 烧瓶和气体的总质量(g) 48.382 2 48.434 2 48.876 2 已知标准状况下，烧瓶的容积为0.293 L，烧瓶和空气的总质量为48.421 2 g，空气的平均相对分子质量为29。A、B、C、D、E、F是中学常见的气体。

(1)上述六种气体中，能够使品红溶液褪色的是(写化学式)____________________。

(2)E的相对分子质量是____________________。

(3)实验室制取少量D的化学方程式是___________________________________。

(4)A、B、C可能的化学式是___________________________________________。

【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；还可以用下式计算：M

4

＝M1×a%＋M2×b%……，a%、b%、指混合物中各成分的物质的量分(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)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

题组二

物质的量或质量与状况

(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

题组三

物质的微观结构

(1)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA

(2)30 g甲醛中含共用电子对总数为4NA

(3)标准状况下，22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA

(4)18 g D2O所含的电子数为10NA

(5)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA

(6)12 g金刚石中含有的共价键数为2NA

(7)12 g石墨中含有的共价键数为1.5NA

(8)31 g白磷中含有的共价键数为1.5NA

突破陷阱

1．只给出物质的体积，而不指明物质的状态，或者标准状况下物质的状态不为气体，－所以求解时，一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4 L·mol1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。

2．给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，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。

3．此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。

题组四

电解质溶液中，粒子数目的判断

－(1)0.1 L 3.0 mol·L1的NH4NO3溶液中含有的NH4+的数目为0.3 NA

(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl，KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA －(3)0.1 mol·L1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA

－(4)25 ℃、pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH数目为0.2NA

5

突破此类题目的陷阱，关键在于审题：

(1)是否有弱离子的水解。

(2)是否指明了溶液的体积。

＋－(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c(H)＝0.1 mol·L1，－－－与电解质的组成无关；0.05 mol·L1的Ba(OH)2溶液，c(OH)＝0.1 mol·L1，与电解质的组成有关。

题组五

阿伏加德罗常数的应用与“隐含反应”

(1)2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA

(2)标准状况下，22.4 L NO2气体中所含分子数目为NA

(3)100 g 17%的氨水，溶液中含有的NH3分子数为NA

(4)标准状况下，0.1 mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA

解决此类题目的关键是注意一些“隐含反应”，如：

(1)2SO2＋O22SO3

2NO22NH3

2O4

N2＋3H2(2)Cl2＋H2O＋HClO －+(3)NH3＋H2H23·4＋OH

题组六

氧化还原反应中电子转移数目的判断

(1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA

(2)0.1 mol Zn与含0.1 mol HCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA

(3)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA (4)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA

＋(5)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1 mol Fe2被氧化时，共转移的电子的数目为NA (6)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA

氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的“陷阱”，突破“陷阱”的关键是：

(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。

如①Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只做氧化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既做氧化剂，又做还原剂。

②Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既做氧化剂，又做还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只做氧化剂。

(2)量不同，所表现的化合价不同。

＋＋如Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3，Fe过量，生成Fe2。

(3)氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。

如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。

(4)注意氧化还原的顺序。

－＋如向FeI2溶液中，通入Cl2，首先氧化I，再氧化Fe2，所以上述题(5)中转移的电子数目大于NA。

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