文档内容
考点 06 物质的量 气体摩尔体积
1.3年真题考点分布
考点分布
年份 卷区
阿伏伽德罗常数的判断 与物质的量有关的小计算
辽宁 √
湖南 √
2022
辽宁 √
浙江 √ √
天津 √
河北 √
广东 √
湖南 √ √
2021 湖北 √
海南 √
辽宁 √
山东 √
福建 √
海南 √ √
2020 北京 √
浙江 √
2.命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于本专题主要考查:
1.阿伏伽德罗常数的判断
2.与物质的量有关的小计算(如滴定计算,氧化还原反应的关系计算等)
【备考策略】熟练掌握以物质的量为中心的计算、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积等基本概念,了解常见的县
境内设置方式等,联系物质结构、氧化还原反应、电离、水解、可逆反应等相关知识。
【命题预测】近几年高考试题对物质的量的考查主要以阿伏加德罗常数的应用判断的形式在选择题中命题,主
要考查物质的量的相关概念、气体摩尔体积的应用,以及与物质的量相关的简单计算等,通常涉及物质中所含
的微粒数目、气体摩尔体积的适用条件、氧化还原反应中电子转移的数目、电解质的电离和盐类的水解、分子
或晶体结构中的化学键数目等内容。
考法 1 物质的量 摩尔质量
1.物质的量
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】2.摩尔质量
【典例1】我国政府承诺2030年前实现“碳达峰”,使二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。
CO 的减排已经引起国际社会的广泛关注,我国科学家实现了CO 高选择性、高稳定性加氢合成甲醇
2 2
(CHOH)。设N 为阿伏加德罗常数的值。
3 A
(1)CHOH的摩尔质量为_____g·mol-1。
3
(2)0.2molHO中所含原子的数目为_____,所含质子数为_____。
2
(3)_____g水中所含氢原子的数目与1molCH OH所含氢原子数相同。
3
(4)含0.1N 个O原子的CO 中所含电子数为_____。
A 2
(5)16gCHOH完全燃烧生成CO 和HO,消耗O 的体积为__________(标准状况)。
3 2 2 2
【拓展延伸】使用物质的量应该注意的问题
1.物质的量的规范表示方法:使用物质的量以mol作为单位时,必须注明粒子的种类,如下所示:
2.摩尔不是物理量,仅是表示物质的量的单位的一种物理量,如同“米”是长度的单位一样。
3.使用物质的量的“四化”
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不
专有化
能说成“物质的质量”或“物质的数量”等
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子
微观化 等及这些粒子的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如大
米
必 须 指 明 具 体 粒 子 的 种 类 , 如
具体化 “1molO”“2molO ”“1.5molO”,不能说“1mol氧”(指代不
2 3
明)。
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如
集体化
“1molNaCl”“0.5molHSO ”
2 4
4.6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(N )是指1mol任何微粒所含的粒子数,它
A
与0.012kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
【典例2】标准状况下,CH 和CO的混合气体8.96L,总质量为7.60g。下列说法不正确的是( )。
4
A.CO和CH 物质的量之比为1∶3
4
B.CO的质量分数约为36.8%
C.H和C原子个数之比为3∶1
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.混合气体的密度约为8.48g·L-1
【拓展延伸】摩尔质量的特点及其计算
1.摩尔质量、相对原子质量和相对分子质量的辨析
摩尔质量(M) 相对原子质量 相对分子质量
单位物质的量的物 一个原子的质量与一个12C的质 化学式中各元素相对
概念
质所具有的质量 量的1/12作比较,所得的比值 原子质量之和
单位 g/mol 或kg/mol 1 1
关系 摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量
2.摩尔质量——“四性”
(1)等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
(2)近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于相对原
子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23g·mol-1。
(3)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量多少而改变。
(4)混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。
3.求物质摩尔质量的几种方法
m
(1)根据基本公式计算(任意状态的任意物质):M=n 。
(2)根据摩尔质量的概念计算:M=m(微粒)×N (m为1个微粒的质量)。
A
12m(X)
12
(3)根据原子量的定义计算:Ar(X)=
m( C),M(X)=Ar(X)g·mol-1。
(4)根据气体的密度计算:M=22.4L·mol-1×ρ(注意:ρ以g·L-1为单位)
ρ M
A A
ρ M
(5)根据气体的相对密度计算:D= B = B (气体A对气体B的相对密度,同温同压)
.混合物的平均摩尔质量
4
(1)定义式: =
推导式: =Ma%+Mb%+Mc%+……)(a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数或体
1 2 3
(2)
积分数)
【典例3】为确定NVCO{化学式可表示为(NH )[(VO)(CO)(OH)]·10HO}的组成,进行如下实
4 a b 3 c d 2
验:①称取2.130g样品与足量NaOH充分反应,生成NH 0.224 L(已换算成标准状况下)。②另取一定量样
3
固体样品的剩余质量
固体样品的起始质量
品在氮气氛围中加热,样品的固体残留率( ×100%)随温度的变化如图所示(分解过程中
各元素的化合价不变)。
根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式为___________________。
【拓展延伸】无机物化学式的计算
1.依据:大多数无机物的化学式都是各原子或原子团的最简正整数之比,微粒个数比等于其物质的量之比。
2.方法:计算各元素原子或原子团的物质的量之比
3.举例:n(A)∶n(B)=a∶b,则化学式为AB
a b
1.“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量,下列有关说法正确的是( )。
A.2gH 含有1mol氢分子
2
B.2mol氧气的摩尔质量为64g·mol-1
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
D.质量相等的CO和CO,物质的量之比为2∶3
2
2.(2018·全国卷Ⅲ)下列叙述正确的是( )。
A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同
C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1
D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同
3.(2022·汕头第一次调研)N 表示阿伏加德罗常数的值,4℃时,25滴水为amL,则1滴水中含有的水分子
A
数为( )。
A. B. C. D.
4.在空气中加热10.98g草酸钴晶体(CoC O·2HO)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,
2 4 2
其质量如表。
温度范围/℃ 固体质量/g
150~210 8.82
290~320 4.82
890~920 4.50
(1)加热到210℃时,固体物质的化学式为___________。
(2)经测定,加热到210~320℃过程中的生成物只有CO 和钴的氧化物,此过程发生反应的化学方程式为
2
___________________________________。
考法 2 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1.影响物质体积大小的因素
2.气体摩尔体积
3.阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律
可简单总结为“四同”:同温、同压、同体积、同分子数,并且“三同定一同”。
(2)阿伏加德罗定律的推论
项目 公式 语言叙述
V n
1 1
同温、同压下,气体的体积与其_______成正比
V n
T、p相 2= 2
同 ρ M
1 1
同温、同压下,气体的密度与其_______ (或相对分子质量)成正比
ρ M
2 = 2
P n
T、V相 1 1
温度、体积相同的气体,其压强与其_______成正比
同 P 2= n 2
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】【典例4】(2022~2023学年昆明高三上学期期中检测)若ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标准
状况下的体积是(式中的N 为阿佛加德常数)( )。
A
22.4b 22.4bc 22.4ac 22.4ab
acN aN bN cN
A. A L B. A L C. A L D. A L
【拓展延伸】对气体摩尔体积的理解
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)条件:标准状况,即0℃、101kPa
①当使用22.4L·mol-1时,一定是在标准状况下的气体。
②非标准状况下,1mol气体的体积不一定是22.4L。
③1mol气体的气体体积是22.4L,但不一定处于标准状况下。
④标准状况下的气体摩尔体积V =22.4 L·mol-1,非标准状况下气体摩尔体积也可能为22.4 L·mol-1。
m
(2)标准:1mol,即分子数为6.02×1023
(3)对象:气体
①必须为气体,且任何气体均可,包括单一气体和混合气体。
②注意水、酒精、汽油、CCl 等物质在标准状况下不是气体。
4
(4)数值:约为22.4L,非精确值。
2.影响气体摩尔体积的外界因素
(1)温度:升高温度,气体受热膨胀,气体摩尔体积增大
(2)压强:增大压强,气体被压缩,气体摩尔体积减小
【典例5】(2023·福建泉州模拟)NH N(叠氮化铵)易发生分解反应生成N 和H,且两种气体的物质的量相
4 3 2 2
等。若得到NH N 的分解产物(简称a)28g,则下列说法错误的是( )。
4 3
A.叠氮化铵中N元素不止一种价态
B.a中两种气体的质量比为14∶1
C.a的平均摩尔质量为14.5g·mol-1
D.同温同压下,a中两种气体的体积比为1∶1
【拓展延伸】阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系
2.理想气体状态方程(也叫气体万能公式)
(1)pV=nRT。p为气体的压强,V为气体的体积,n为气体物质的量,R为常数,T为气体的热力学温度。
m m
(2)应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=M 、ρ= 导出,pV=M RT,pM=ρRT等。
3.阿伏加德罗定律的常用推论
n N
1 1
n N
(1)在任何情况下 气体的分子数与物质的量成正比 2= 2
V n
1 1
V n
(2)同温、同压 气体的体积与物质的量成正比 2= 2
ρ M
1 1
ρ M
(3)同温、同压 气体的密度与摩尔质量成正比 2 = 2
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】P n
1 1
P n
(4)同温、同体积 气体的压强之比与其物质的量成正比 2= 2
m M
1 1
m M
(5)同温、同压、同体积 气体的质量与摩尔质量成正比 2= 2。
【特别提醒】正确理解阿伏加德罗定律的应用
(1)阿伏加德罗定律的适用对象是气体(单一气体或混合气体),不适用于液体或固体。
(2)“三同”定“一同”。同温、同压、同体积和同分子数,四“同”共同存在,相互制约,只要有三“同”
成立,则另一“同”就必定成立。
(3)“二同”定比例。温度、压强、气体体积、气体物质的量,若两个量相同,则另两个量成正比或反比。
(4)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
【典例6】(2023·辽宁选择考)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为:S+2KNO +3C
3
3CO↑+K S+N↑。设N 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
2 2 2 A
A.11.2L CO 含 键数目为N
2 A
B.每生成2.8g N 转移电子数目为N
2 A
C.0.1mol KNO 晶体中含离子数目为0.2N
3 A
D.1L 0.1mol·L-1KS溶液中含S2-数目为0.1N
2 A
【拓展延伸】使用阿伏加德罗常数的注意事项和简单判断
1.注意事项
(1)阿伏加德罗常数是有单位的常数。在应用阿伏加德罗常数时要注意它是6.02×1023mol-1,而不是
6.02×1023。
(2)N 的标准是0.012kg 12C中所含的碳原子个数
A
(3)N 是一个实验值,现阶段常取6.02×1023作计算
A
2.微粒数的计算:根据N=nN ,微粒的物质的量为多少,其中所含的该微粒数就有多少N 个。
A A
3.微粒中原子数、质子数、电子数的计算
(1)原子的物质的量=微粒的物质的量×微粒中该原子的个数
(2)质子的物质的量=微粒的物质的量×微粒中原子的原子序数之和
(3)质子的物质的量=微粒的物质的量×(微粒中原子的原子序数之和±电荷数)
4.分子数与其物质的量的关系
(1)物质的分子数之比等于其物质的量之比。
(2)比较物质所含有的分子数多少时,可以比较两物质的物质的量大小。
5.阿伏加德罗常数综合考查六注意
(1)注意“标准状况”“常温常压”等外界条件:见体积想条件,见物质想状态。
①在标准状况下非气态物质如HO、SO 、戊烷、CHCl 、HF、CCl 、己烷、苯等。
2 3 3 4
②物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
(2)注意物质的量浓度和物质的量的关系:见浓度想体积,见体积想溶液
(3)注意物质的组成和结构
①特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、DO、18O、H37Cl。
2 2
②物质中所含化学键的数目,如CO、C H 等。
2 n 2n+2
③最简式相同的物质中的微粒数目,如NO 和NO、乙烯和丙烯等。
2 2 4
④摩尔质量相同的物质中的微粒数目,如N、CO、C H 等。
2 2 4
(4)注意氧化还原反应中电子的转移
电子转移(得失)数目的问题分析,如NaO、NO 与HO反应;电解AgNO 溶液、CuSO 溶液;Cl 与
2 2 2 2 3 4 2
HO、NaOH、Fe反应等,分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
2
(5)注意弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离,其对应的盐溶液中离子会发生微弱水解。如0.1mol·L-1的乙酸溶液和
0.1mol·L-1的乙酸钠溶液中c(CHCOO-)不相等。
3
(6)注意一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应,二氧化氮和四氧化二氮之间的相互转化、合成氨反应等属于可逆反
应。
【典例7】(2023·湖南选择考)金属Ni对H 有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化
2
反应,将块状Ni转化成多孔型雷尼Ni后,其催化活性显著提高。已知:①雷尼Ni暴露在空气中可以自燃,在
制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼Ni的制备
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存H 和监测反应过程。
2
回答下列问题:
(1)操作(a)中,反应的离子方程式是________________________________;
(2)操作(d)中,判断雷尼Ni被水洗净的方法是___________________________;
(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是_________。
A.丙酮 B.四氯化碳 C.乙醇 D.正己烷
(4)向集气管中充入H 时,三通阀的孔路位置如下图所示:发生氢化反应时,集气管向装置Ⅱ供气,此时孔
2
路位置需调节为_______;
(5)仪器M的名称是______________________;
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入N 一段时间,目的是________________________________;
2
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是_________________;
(8)判断氢化反应完全的现象是___________________________。
【拓展延伸】气体摩尔体积的测量和计算
1.测量原理
V MV VN
A
(1)计算公式:V =n = m = N
m
(2)测量数据:准确测量在一定温度和压强下,一定质量气体的体积
2.直接测量法
(1)测量前,A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。
(2)B和C装置测量前必须充满液体,读数时应该调节量筒和水槽中液面相平。
(3)C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中,另一反应物置于水槽中,二者反应产生的气体可以直
接测量。
(4)D装置:用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时,球形容器和量气管液面相
平,量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
(5)E装置:可以直接将气体收集到有刻度的注射器中测量固液反应产生气体的体积,测量前后注射器必须
在某一刻度上,最后气体体积实际上是两次刻度的差值(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。
3.间接测量法
(1)F装置:通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积(二者体积值相等)。
(2)由于在相同温度和压强下相同物质的量的气体的体积相同,所以F装置中反应前中含有的空气和反应后
残留的气体,对测量结果无影响。
4.量气管的读数
(1)读数步骤
①将实验装置恢复到室温
②上下移动量气管,使量气管两端液面相平
③视线与凹液面最低处相平
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)读取量气管内液面的初、终读数前都需进行的操作:
移动 量气管 保持左、右两侧液面相平
5.量气装置气密性的检验
量气装置 检验方法
固定A、甲、乙三管,在乙管内注入适量水,将A、
甲两管橡皮塞塞紧,上下移乙管,使乙管液面高于甲
管液面,静置片刻后,水面保持不变,说明装置气密
性好。
关闭开关A和分液漏斗活塞,微热烧瓶,量气管右
端液面升高,说明气密性良好
连接好装置,从漏斗向量气管内注入一定量的水,移
动漏斗使左、右两侧形成液面高度差。静置后,液面
高度不再变化,即表明气密性良好
1.分别由下列四种物质制取气体:①双氧水和MnO ;②Zn和稀硫酸;③大理石和稀盐酸;④Cu和稀HNO
2 3
制NO。所产生的气体在同温同压下的密度,由小到大的排列顺序为( )。
A.②<④<③<① B.②<④<①<③
C.③<①<④<② D.①<③<④<②
2.常温常压下,某容器真空时质量为201.0g,当它盛满甲烷(CH)时质量为203.4g,而盛满某气体Y时质量
4
为205.5g,则Y气体可能是( )。
A.O B.N C.C H D.CO
2 2 2 6 2
3.(河南省新未来2023届高三上学期9月联考)25℃、101kPa条件下,相同体积的两个密闭容器甲和乙,甲
中充满O,乙中充满O 和O 的混合气体.下列说法错误的是( )。
2 2 3
A.两容器中气体的质量不相同
B.两容器中气体的分子数目相同
C.两容器中气体的氧原子数目不相同
D.两容器中气体的密度相同
4.(2023·惠州第三次调研)设N 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
A
A.12g金刚石中含有共价键数目为4N
A
B.标况下2.24LSO 含有的氧原子数目为0.3N
3 A
C.1L0.1mol·L-1NH NO 溶液中含有氮原子总数为0.2N
4 3 A
D.电解熔融氯化钠,当阳极生成2.24L氯气时,阴极产生0.1N 个Na
A
5.(江淮十校2023届高三第次联考)理想气体状态方程pV=nRT是描述理想气体的物质的量与其体积、分压、
温度间关系的状态方程。其中摩尔气体常数R可以通过如图所示实验装置测定,实验过程中,将铝片打磨后称
量,再用铜丝缠绕并放在反应管口,向反应管内加入足量稀硫酸。读取量气管的起始读数后,移动反应管,使
铝片滑入稀硫酸中。下列说法不正确的是( )。
A.简易量气装置的黄气管可用碱式滴定管代替
B.用铜丝缠绕铝片的月的是加快反应速率
C.不可用稀硝酸代替稀硫酸
D.待反应管内溶液无明显气泡产生后,应立即对量气管进行读数
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】