化學(xué)講義2.3.1摩爾與氣體摩爾體積

2.3.1摩爾與氣體摩爾體積(精講）思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖常見考點(diǎn)常見考點(diǎn)考點(diǎn)一物質(zhì)的量【例11】下列化學(xué)用語不正確的是A．1molNaCl B． C．2mol氧 D．3molH【答案】C【解析】A．1molNaCl表述正確，故A不選；B．表述正確，故B不選；C．2mol氧中的“氧”指代不明，表述不正確，故C選；D．3molH表示3mol氫原子，表述正確，故D不選；故選C?！纠?2】下列敘述錯(cuò)誤的是A．1mol水中含有約6.02×1023個(gè)原子B．0.012kg12C含有約6.02×1023個(gè)碳原子C．在使用摩爾表示物質(zhì)的量的單位時(shí)，應(yīng)指明粒子的種類D．物質(zhì)的量是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一【答案】A【解析】A．1mol水中含有約6.02×1023個(gè)水分，約含3×6.02×1023個(gè)原子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．0.012kg12C的物質(zhì)的量為1mol，則含有約6.02×1023個(gè)碳原子，B項(xiàng)正確；C．使用摩爾時(shí)，應(yīng)指明粒子的種類，可以是原子、分子、離子等，C項(xiàng)正確；D．物質(zhì)的量是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一，表示一定數(shù)目粒子的集合體，D項(xiàng)正確；答案選A。【例13】2018年國(guó)際計(jì)量大會(huì)將“摩爾”的定義修改為：1摩爾包含6.02214076×1023個(gè)基本單元，這一常數(shù)被稱為阿伏加德羅常數(shù)(NA)，通常用6.02×1023mol﹣1表示，新定義于2019年5月20日正式生效。下列說法錯(cuò)誤的是A．1molKClO3和1molSO2中，所含氧原子的個(gè)數(shù)比為3∶2B．1mol氫中含有2mol氫原子和2mol電子C．1molH2O的質(zhì)量等于NA個(gè)H2O分子質(zhì)量的總和D．由新定義可知，阿伏加德羅常數(shù)表達(dá)為NA=6.02214076×1023mol﹣1【答案】B【解析】A．1molKClO3和1molSO2中，所含氧原子的物質(zhì)的量分別為3mol和2mol，個(gè)數(shù)比為3∶2，A正確；B．1mol氫，沒有指明是氫分子還是氫原子，無法確定所含的氫原子數(shù)和電子數(shù)，B錯(cuò)誤；C．1molH2O的質(zhì)量以克為單位時(shí)，在數(shù)值上等于H2O的摩爾質(zhì)量，等于NA個(gè)H2O分子質(zhì)量的總和，C正確；D．由新定義可知，1摩爾包含阿伏加德羅常數(shù)(NA)個(gè)基本單元，表達(dá)為NA=6.02214076×1023mol﹣1，D正確；故選B。【一隅三反】1．2018年11月13日至16日，第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)在巴黎召開，會(huì)上，對(duì)物質(zhì)的量的單位——摩爾的定義進(jìn)行了修改。摩爾來源于拉丁文moles，原意為大量、堆積，是在1971年10月，有41個(gè)國(guó)家參加的第14屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定增加的國(guó)際單位制(SI)的第七個(gè)基本單位。下列對(duì)于“摩爾”的理解正確的是A．1mol任何物質(zhì)所含有的原子數(shù)都相同B．摩爾是物質(zhì)的量的單位，簡(jiǎn)稱摩，符號(hào)為molC．摩爾可以把物質(zhì)的宏觀數(shù)量與微觀粒子的數(shù)量聯(lián)系起來D．國(guó)際上規(guī)定，0.012kg12C中所含有的碳原子數(shù)目為1摩【答案】B【解析】A．因不同物質(zhì)分子中所含有的原子個(gè)數(shù)不盡相同，A錯(cuò)誤；B．摩爾是物質(zhì)的量的單位，簡(jiǎn)稱摩，符號(hào)為mol，B正確；C．物質(zhì)的量是一個(gè)物理量，摩爾是物質(zhì)的量的單位，不是物理量，物質(zhì)的量把宏觀物質(zhì)與微觀粒子聯(lián)系起來，C錯(cuò)誤；D．0.012kg12C中所含有的碳原子數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)，D錯(cuò)誤；故選B。2．下列說法中，不正確的是A．“物質(zhì)的量”表示含有一定數(shù)目粒子的集體，單位是“摩爾”B．0.5molN2含有的分子數(shù)約為3.01×1023C．1molCO2中含有的原子數(shù)為NAD．一個(gè)水分子的質(zhì)量約為×1023g【答案】C【解析】A．“物質(zhì)的量”表示含有一定數(shù)目粒子的集體，單位是“摩爾”，故A正確；B．0.5molN2含有的分子數(shù)約，故B正確；C．1molCO2中含有的原子數(shù)為3NA，故C錯(cuò)誤；D．1mol水的質(zhì)量是18g，1mol水含有個(gè)分子，一個(gè)水分子的質(zhì)量約為×1023g，故D正確；選C。3．（2021·四川·雅安中學(xué)高一期中）某一由硫酸鉀、硫酸鋁和硫酸組成的混合溶液中：，，，則為A．0.15mol B．0.2mol C．0.3mol D．0.4mol【答案】C【解析】根據(jù)題意和電荷守恒得到0.1mol×1+0.4mol×3+×1=0.8mol×2，得到=0.3mol，故C符合題意。綜上所述，答案為C?？键c(diǎn)二摩爾質(zhì)量【例2】下列關(guān)于“物質(zhì)的量”“摩爾”和“摩爾質(zhì)量”的敘述中正確的是A．物質(zhì)的摩爾質(zhì)量等于其相對(duì)分子(原子)質(zhì)量B．“物質(zhì)的量”是國(guó)際單位制的一個(gè)基本單位C．1mol任何物質(zhì)都含有約6.02×1023個(gè)分子D．使用摩爾作單位時(shí)必須指明微粒的名稱【答案】D【解析】A．摩爾質(zhì)量以“g/mol”為單位，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量的數(shù)值等于其相對(duì)分子(原子)質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；B．“物質(zhì)的量”是國(guó)際單位制中的一個(gè)基本物理量，故B錯(cuò)誤；C．1mol任何物質(zhì)都含有約6.02×1023個(gè)構(gòu)成該物質(zhì)的粒子，故C錯(cuò)誤；D．“摩爾”是“物質(zhì)的量”的單位，使用摩爾作單位時(shí)必須指明微粒的名稱，故D正確；選D?！疽挥缛础?．下列敘述錯(cuò)誤的是①摩爾是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一；②1mol任何物質(zhì)都含有約6.02×1023個(gè)原子；③6.02×1023就是阿伏加德羅常數(shù)；④氫原子的摩爾質(zhì)量是1g；⑤HCl的摩爾質(zhì)量等于1molHCl分子的質(zhì)量；⑥1molCO2中含有1mol碳和2mol氧。A．①②③ B．②③④C．②③④⑥ D．全部【答案】D【解析】①摩爾不是物理量，是物質(zhì)的量的單位，錯(cuò)誤；②1mol任何物質(zhì)都含有約6.02×1023個(gè)結(jié)構(gòu)粒子，不一定是原子，錯(cuò)誤；③阿伏加德羅常數(shù)約為6.02×1023mol1，錯(cuò)誤；④H的摩爾質(zhì)量為1g·mol1，錯(cuò)誤；⑤摩爾質(zhì)量與質(zhì)量單位不同，錯(cuò)誤；⑥1mol碳和2mol氧均未指明粒子種類，錯(cuò)誤。故答案選D。2．（2022·廣東·中山中學(xué)高一期末）下列敘述正確的是A．摩爾是物質(zhì)的量的單位，1mol任何物質(zhì)都含有6.02×1023分子B．1mol氫氣的質(zhì)量為2g，它含有阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)氫分子C．氧氣的摩爾質(zhì)量為32g，氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量也為32gD．1mol氧氣的體積為22.4L【答案】B【解析】A．摩爾是物質(zhì)的量的單位，1mol任何物質(zhì)所含粒子數(shù)約為6.02×1023，不一定是分子，A錯(cuò)誤；B．1mol氫氣的質(zhì)量為2g，它含有阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)氫分子，B正確；C．氧氣的摩爾質(zhì)量為32g/mol，氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量為32，C錯(cuò)誤；D．未標(biāo)明溫度和壓強(qiáng)，無法計(jì)算體積，D錯(cuò)誤；答案選B。3．計(jì)算下列物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。(1)已知氨氣的相對(duì)分子質(zhì)量為17，則氨氣的摩爾質(zhì)量為_______g·mol1(2)1.28g某氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.448L，則該氣體的物質(zhì)的量_______mol，其摩爾質(zhì)量為_______g·mol1(3)已知一個(gè)鐵原子的質(zhì)量為bg，則鐵的摩爾質(zhì)量為_______g·mol1(4)NA為阿伏加德羅常數(shù)，已知ag某氣體中含分子數(shù)為b，則該氣體的摩爾質(zhì)量為_______g·mol1(5)1g氮?dú)馑加械捏w積為VL，則0.5NA個(gè)氮?dú)夥肿拥捏w積為_______L【答案】(1)17(2)

0.02

64(3)bNA(4)g·(5)14【解析】(1)當(dāng)以g.mol1為單位時(shí)，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量數(shù)值上等于其相對(duì)分子質(zhì)量，氨氣的相對(duì)分子質(zhì)量為17，所以氨氣的摩爾質(zhì)量為17g.mol1；(2)由公式n=，該氣體的物質(zhì)的量為==0.02mol，由公式M=，得該氣體的摩爾質(zhì)量為==64g.mol1；(3)摩爾質(zhì)量即為某粒子1mol的質(zhì)量，單位常用g.mol1，已知一個(gè)鐵原子的質(zhì)量為bg，1mol鐵中含有NA個(gè)鐵原子，所以鐵的摩爾質(zhì)量為bNAg.mol1；(4)設(shè)該氣體的摩爾質(zhì)量為M，由公式n=和n×NA=N，得NA=b，所以該氣體的摩爾質(zhì)量為g/mol；(5)根據(jù)n===0.5mol，n=，所以下0.5NA個(gè)氮?dú)夥肿拥馁|(zhì)量為：m=n×M=0.5mol×28g/mol=14g，1g氮?dú)馑加械捏w積為VL，所以為14g氮?dú)馑加械捏w積為14VL，所以0.5NA個(gè)氮?dú)夥肿拥捏w積為14V；考點(diǎn)三氣體摩爾體積【例31】（2022·廣西·高一學(xué)業(yè)考試）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L的物質(zhì)的量是A．0.25mol B．0.50mol C．1.0mol D．1.5mol【答案】C【解析】標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L的物質(zhì)的量是，故選：C。【例32】下列物質(zhì)的體積一定是的是（）A．氯氣 B．氨氣C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳 D．、時(shí)氫氣【答案】C【解析】A．氯氣不一定是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，所以體積不一定是，A錯(cuò)誤；B．氨氣的物質(zhì)的量，溫度、壓強(qiáng)不確定，不能確定氣體的體積，B錯(cuò)誤；C．二氧化碳的物質(zhì)的量為，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳?xì)怏w的體積為，C正確；D．氫氣的物質(zhì)的量是，但、不是標(biāo)準(zhǔn)狀況，所以氫氣的體積不是，D錯(cuò)誤；故選C?！疽挥缛础?．（2022·江蘇鹽城·高一期末）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積約為A． B． C． D．【答案】A【解析】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積，根據(jù)V=nVm=1mol×=22.4L，故選A。2．下列有關(guān)計(jì)量單位的說法中，錯(cuò)誤的是A．物質(zhì)的量的單位為mol B．物質(zhì)質(zhì)量的單位為g/molC．氣體摩爾體積的單位為L(zhǎng)/mol D．物質(zhì)的量濃度的單位為mol/L【答案】B【解析】A．物質(zhì)的量是一個(gè)物理量，它表示含有一定數(shù)目粒子的集體，物質(zhì)的量的單位為mol，A正確；B．物質(zhì)質(zhì)量的單位為g，摩爾質(zhì)量的單位是g/mol，B錯(cuò)誤；C．單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積是氣體摩爾體積，其單位為L(zhǎng)/mol，C正確；D．物質(zhì)的量濃度是單位體積溶液里所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量，其單位為mol/L，D正確；答案選B。3．用表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是A．非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol的體積不可能是22.4LB．含有個(gè)氦原子的氦氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2LC．11.2L含有的分子數(shù)為D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L中含有的分子數(shù)為【答案】D【解析】A．改變溫度與壓強(qiáng)，在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol的體積也可能是22.4L，故A錯(cuò)誤；B．氦氣為單原子分子，故含有個(gè)氦原子的氦氣的物質(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L，故B錯(cuò)誤；C．未指明氣體所處狀態(tài)，不能確定11.2L的物質(zhì)的量，故C錯(cuò)誤；D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L的物質(zhì)的量為0.5mol，含分子數(shù)為，故D正確；故答案為D?？键c(diǎn)四阿伏伽德羅定律【例41】在同溫同壓下，等質(zhì)量的二氧化硫和二氧化碳相比，下列敘述正確的是A．體積之比：11：16 B．密度之比：11：16C．物質(zhì)的量之比：1：1 D．分子數(shù)之比：1：1【答案】A【解析】設(shè)兩種氣體的質(zhì)量均為mg，則n(SO2)=，n(CO2)=，所以n(SO2)﹕n(CO2)=44：64=11：16，然后根據(jù)物質(zhì)的量的有關(guān)公式及阿伏伽德羅定律分析、判斷。A．根據(jù)V=n·Vm可知：在相同外界條件下氣體的體積比等于它們的物質(zhì)的量之比，所以V(SO2)﹕V(CO2)=n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，A正確；B．在相同外界條件下兩氣體的密度比等于它們的摩爾質(zhì)量之比。則ρ(SO2)：ρ(CO2)=64：44=16：11，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)上述計(jì)算可知：在同溫同壓下，等質(zhì)量的二氧化硫和二氧化碳的物質(zhì)的量之比n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)N=n·NA可知：在同溫同壓下，等質(zhì)量的二氧化硫和二氧化碳的分子數(shù)之比等于兩氣體的物質(zhì)的量之比，N(SO2)﹕N(CO2)=n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是A?！纠?2】Ⅰ.對(duì)一定量氣體體積的探究。已知1mol不同氣體在不同條件下的體積：化學(xué)式條件1mol氣體的體積/LH20℃，101kPa22.4O222.4CO22.4H20℃，202kPa11.2CO211.2N211.2NH3273℃，202kPa22.4(1)從表中分析得出的結(jié)論：①1mol任何氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都約為_______。②1mol不同的氣體，在不同的條件下，體積_______(填序號(hào))。A．一定相等B．一定不相等C．不一定相等(2)理論依據(jù)：相同條件下，1mol任何氣體的體積幾乎相等，原因是①_______，②_______。(3)應(yīng)用：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4g氧氣的體積是_______。Ⅱ.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下18.8gCO與CO2的混合氣體，體積為11.2L。則：(4)混合氣體的密度是_______。(5)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是_______。(6)CO2和CO的體積之比是_______。(7)CO2和CO的質(zhì)量之比是_______。(8)混合氣體中所含氧原子的物質(zhì)的量是_______?！敬鸢浮?1)

22.4L

C(2)

粒子之間的距離相等

粒子數(shù)目相等(3)2.8L(4)1.68g/L(5)37.6g/mol(6)3：2(7)33：14(8)0.8mol【解析】(1)①從表中的H2、O2、CO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積可以看出：1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積都約為22.4L；故答案是：22.4L；②根據(jù)克拉伯龍方程：PV=nRT可知，1mol不同的氣體，物質(zhì)的量n相同，在不同的條件下，如溫度相等，壓強(qiáng)不相等時(shí)，體積則不相等；或在溫度不相等，壓強(qiáng)也不相等時(shí)，體積可能相等；因此1mol不同的氣體，在不同的條件下，體積不一定相等；故答案是：C；(2)因?yàn)樵谙嗤臏囟群蛪簭?qiáng)下，任何氣體分子間的平均距離幾乎相同且lmol氣體的分子數(shù)目也相同，所以在相同條件下，1mol任何氣體的體積幾乎相等；故答案是：粒子之間的距離相等，粒子數(shù)目相等；(3)O2的摩爾質(zhì)量是32g/mol，4gO2的物質(zhì)的量是=mol；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4gO2的體積為22.4Lmol×mol=2.8L。故答案是：2.8L；(4)混合氣體的密度=，故答案為：1.68g·L1；(5)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下混合氣體體積為11.2L，其物質(zhì)的量為=0.5mol，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=37.6g·mol1，故答案為：37.6g·mol1；(6)設(shè)CO2和CO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，由題意可得：x+y=0.5；44x+28y=18.8，解得x=0.3，y=0.2，二氧化碳和一氧化碳的體積之比=物質(zhì)的量之比=0.3：0.=3:2，故答案為：3:2；(7)結(jié)合(6)可知CO2的質(zhì)量=0.3mol×44g/mol=13.2g，CO的質(zhì)量=18.8g13.2g=5.6g，兩者的質(zhì)量之比=13.2g：5.6g=33∶14，故答案為：33∶14；(8)混合氣體中所含氧原子的物質(zhì)的量=0.3mol×2+0.2mol=0.8mol，故答案為：0.8mol?！疽挥缛础?．在兩個(gè)相同體積的剛性容器中分別充入28gCO和N2氣體，設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法不正確的是A．兩容器的壓強(qiáng)一定相等B．兩容器的密度一定相等C．兩容器所含的氣體分子數(shù)均為NAD．若保持常溫常壓下，則氣體的體積大于22.4L【答案】A【解析】A．兩個(gè)容器的體積相同，氣體的物質(zhì)的量相同，氣體的壓強(qiáng)還與溫度有關(guān)，由于溫度不知道，無法判斷壓強(qiáng)大小，故A錯(cuò)誤；B．兩個(gè)容器的體積相同，氣體的質(zhì)量相同，由ρ＝可知，密度相同，故B正確；C．兩種氣體的物質(zhì)的量相同，均為1mol，則所含的氣體分子數(shù)均為NA，故C正確；D．溫度越高，氣體的體積越大，所以若保持常溫常壓下，則氣體的體積大于4L，故D正確。故選A。2．（2022·河北邢臺(tái)·高一期末）我國(guó)化學(xué)家侯德榜發(fā)明的“聯(lián)合制堿法”為世界制堿工業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn).該法利用的原理為。根據(jù)要求回答下列問題：(1)同溫同壓下，等物質(zhì)的量的和，前者與后者的分子數(shù)之比為_______，原子總數(shù)之比為_______，密度之比為_______。(2)與標(biāo)準(zhǔn)狀況下中所含的氧原子數(shù)相等的的質(zhì)量為_______g，與該質(zhì)量的水中所含的氫原子數(shù)相等的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_______L。(3)將一定量和混合測(cè)得混合氣體中碳元素與氮元素的質(zhì)量之比為，則該混合氣體中與物質(zhì)的量之比為_______，該混合氣體的密度是同溫同壓下氫氣密度的_______倍?！敬鸢浮?1)

(2)

10.8

8.96(3)

13【解析】(1)同溫同壓下，等物質(zhì)的量的和，分子數(shù)比等于物質(zhì)的量比，前者與后者的分子數(shù)之比為1:1，原子總數(shù)之比為3:4，密度比等于摩爾質(zhì)量的比，密度之比為44:17；(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的物質(zhì)的量是，所含的氧原子的物質(zhì)的量是0.6mol，則的物質(zhì)的量是0.6mol，質(zhì)量為0.6mol×18g/mol=10.8g，該質(zhì)量的水中所含1.2mol氫原子，則物質(zhì)的量為0.4mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.4mol×22.4L/mol=8.96L。(3)將一定量和混合測(cè)得混合氣體中碳元素與氮元素的質(zhì)量之比為，碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比，則該混合氣體中與物質(zhì)的量之比為2:1，該混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是，同溫同壓，密度比等于摩爾質(zhì)量之比，密度是同溫同壓下氫氣密度的倍。3．（2021·云南·昆明八中高一期中）回答下列問題：(1)1L0.1mol/LK2SO4溶液中K+的物質(zhì)的量為___________。(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，與___________的體積相等。(3)33.3g某金屬氯化物MCl2中含有0.6molCl，則該氯化物的摩爾質(zhì)量為___________；金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量為___________。(4)在同溫同壓下，等質(zhì)量的CO和CO2，其體積之比為___________。(5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下有①44.8LCH4，②9.03×1023個(gè)NH3分子，③16g氦氣三種氣體，這三種氣體的物質(zhì)的量從大到小的順序是___________(填序號(hào))。【答案】(1)0.2mol(2)88(3)

111g/mol

40(4)11：7(5)③＞①＞②【解析】(1)1L0.1mol/LK2SO4溶液中，則K+的物質(zhì)的量0.2mol，故答案：0.2m