Skip to content

Latest commit

 

History

History
799 lines (559 loc) · 30.6 KB

0.3.2气体体积与阿伏伽德罗定量.md

File metadata and controls

799 lines (559 loc) · 30.6 KB

0.3.2 气体体积与阿伏伽德罗定律

❶物质的量n 💗 微粒数N 💗 阿伏加德罗常数NA

::: tip   微粒即微观粒子,包括——分子、原子、离子、质子、中子、电子等。微粒数就是这些微粒的数目。

  由于微粒质量、体积很小,无法直接测量物质内部含有的微粒数是多少,为方便计量,可以将一定数量的微粒记为单位一。科学家规定12g ¹²C 中所含有的碳原子数为阿伏伽德罗常数,符号为NA。 1NA中所含有的碳原子数约为6.02×10²³,即物质的量为1mol。

  简单来说,物质的量n=x mol 即微粒数为x NA。 两者成正比关系

  公式为:n=N/NA.

【注意】:物质的量n的单位为mol,阿伏伽德罗常数NA的单位为mol⁻¹,微粒数N单位为1.

例如:微粒数为3.01×10²³的氧气的物质的量为:3.01×10²³/6.02×10²³mol⁻¹=0.5mol :::

一、咱练练-选择题🥰

选择题1.

下列叙述错误的是( )
① 摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
② 1mol 任何物质都含有约 6.02×10²³ 个原子
③ 6.02×10²³ 就是阿伏加德罗常数
④ HCl的摩尔质量等于 1mol 分子的质量
⑤ 1mol H₂O 中含有 2mol 氢和 1mol 氧

A.①②③   B.②③④   C.②③④⑤   D.全部

::: details 答案 D :::

选择题2.

下列说法正确的是
A.物质的量就是物质的数量
B.物质的量是国际单位制的一个基本单位
C.0.012kg ¹²C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数个碳原子
D.1mol任何物质都含有约 6.02×10²³ 个分子

::: details 答案 C :::

选择题3.

下列说法中不正确的是
A.摩尔是基本物理量之一
B.0.012 kg C-­12含有阿伏加德罗常数个碳原子
C.摩尔是物质的量的单位
D.使用摩尔这一单位时必须指明微粒的种类

::: details 答案 C :::

选择题4.

第26届国际计量大会(GeneralConferenceonWeightsandMeasures,CGPM)通过了修改摩尔定义等一系列调整的提案,修改变化已于2019年5月20日正式生效。新的“摩尔”定义是:1摩尔包括个基本单元,这一常数被称为阿伏加德罗常数,单位为。下列有关“摩尔”的说法中,正确的是
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是联系物质的宏观数量与微观粒子数量的基本物理量
C.摩尔是国际单位制7个基本单位之一
D.国际上新定义:1摩尔是的所包含的碳原子数

::: details 答案 C :::

选择题5.

下列关于物质的量的正确说法是
A.可以理解为物质的质量
B.就是物质的粒子数目
C.表示一定数目微粒集合体的物理量
D.这一物理量不适用于电子、质子等微粒的计量

::: details 答案 C :::

选择题6.

下列关于阿伏加德罗常数的说法不正确的是
A.0.012kg ¹²C中含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数
B.6.02×10²³ 就是阿伏加德罗常数
C.阿伏加德罗常数个粒子的物质的量为1mol
D.1mol O₂ 中含有的原子的数目是1.204×10²⁴

::: details 答案 B :::

选择题7.

下列关于阿伏加德罗常数的说法,正确的是
A.单位是 mol⁻¹
B.等于 6.02×10²³
C.是一个基本物理量
D.可表示 1mol 氢的个数

::: details 答案 A :::

选择题8.

下列说法不正确的是
A.6.02×10²³ 个钠离子的物质的量约为1mol
B.1mol 氧约含 6.02×10²³ 个氧分子
C.1mol 氯化钙里含3mol 离子
D.1mol H⁺ 中含有的氢离子数为NA

::: details 答案 B :::

二、咱练练-计算填空🥰

例题1.

2mol C₂H₆O 分子中含___________mol 碳原子、___________个氢原子。

::: details 答案 4    12NA :::

例题1.1.

已知硫酸钠晶体 (Na₂SO₄·10H₂O) 为 1mol ,请计算填空:
(1) 钠离子的物质的量是_______,硫酸钠晶体的物质的量是_______;

(2) 所含硫酸根离子的物质的量是_______,硫酸根离子的数目是_______;

(3) 所含结晶水的物质的量是_______,所含氧原子的物质的量是_______。

::: details 答案 (1) 2mol 1mol   (2)1mol NA    (3)10mol 14mol
:::

例题2.

0.1 NA个 Al₂(SO₄)₃ 所含 SO₄²⁻ 的物质的量为___________。

::: details 答案 0.3mol :::

例题3.

等物质的量的 NH₃ 和 N₂ 两种气体,所含原子数之比为___________。

::: details 答案 2:1 :::

例题4.

0.1 NA个 Al₂(SO₄)₃ 所含 SO₄²⁻ 的物质的量为___________。

::: details 答案 0.3mol :::

例题5.

① 1mol O中约含有______个O。

② 4mol O₂ 中约含有________ mol O。

③ 3mol H₂SO₄ 中约含有_______个H₂SO₄。

④ 2.408 x 10²⁴个 H₂O,含 H 物质的量为____。

⑤ 1.204 x 10²⁴个 e⁻ ( e⁻ 表示电子),其物质的量为____。

⑥ 0.25mol H₃PO₄ 分子中含有氢原子的物质的量是_______含有氧原子数目______。

::: details 答案 ① 6.02 x 10²³; ② 8 ; ③ 1.806 x 10²⁴ ; ④ 8miol ;⑤ 2mol ;⑥ 0.75mol,1NA :::

例题6.

① 将0.5mol Al₂(SO₄)₃ 溶于水配成溶液,溶液中硫酸根离子的物质的量______;铝离子数目为____。

② 0.3mol H₂O 与0.4mol CO₂ 物质的量之比为_____;所含分子数目之比为_____;所含氧原子数目之比为_____。

③ 0.1mol 氧气共有_____mol 电子。

::: details 答案 ① 1.5mol;6.02 x 10²³ (或1NA)
② 3:4 ,3:4 ,3:8 ;
③ 1.6 :::

例题7.  电子、质子、中子相关计算

① 0.1mol H₂O 中含有的质子数有_____,电子数有_____,中子数有_____。

② 0.5mol CH₄ 中含有的质子数有_____,电子数有_____,中子数有_____。

③ 0.1mol H₂¹⁸O 中含有的质子数有_____,电子数有_____,中子数有_____。

④ 0.1mol ²H₂O 中含有的质子数有_____,电子数有_____,中子数有_____。

⑤ 1.50 × 10²³ 个 S²⁻ 在化学变化中共失去了3.01 × 10²³ 个 e⁻,恰好被0.5mol Fe³⁺ 全部得到,则反应产物中 S 的化合价为_____价,Fe³⁺被还原为_____。

::: details 答案 ① 1NA , 1NA , 0.8NA
② 5NA ,5NA , 3NA
③ 1NA , 1NA , 1NA
④ 1NA , 1NA , 1NA
⑤ 0 , Fe²⁺ 。 :::

❷物质的量n 💗 质量m 💗 摩尔质量M

::: tip   1mol 任何物质的质量在数值上与其相对分子质量相等。例如 1mol 二氧化碳的质量为 44g,1mol 硫酸根离子质量是 96g。

  公式为:n=m/MA.

【注意】:n表示物质的量,单位为mol;m表示质量,单位为g;M表示摩尔质量,单位为g·mol⁻¹ ,数值上与该物的相对分子质量相等.

  tips:以后的计算看到题目中给了某物质的质量,先除以摩尔质量,转化成摩尔数准没错。 :::

一、咱练练-选择题

选择题1.

下列说法不正确的是
A.H₂ 的摩尔质量是2g
B.1mol H₂O 的质量是18g
C.氧气的摩尔质量是32g·mol⁻¹
D.2g H₂ 的物质的量为1mol

::: details 答案 A :::

选择题2.

水是生命之源。18g 水中含有
A.1mol H₂
B.1mol 氧
C.1mol H
D.1mol O

::: details 答案 D :::

选择题3.

下列关于物质的量和摩尔质量的叙述,正确的是
A.水的摩尔质量是 18g
B.1mol O₂ 中约含有 6.02×10²³ 个氧分子
C.1mol 氢中含有 2mol 氢原子和 2mol 电子
D.1mol 任何纯净物都含有相同的原子数

::: details 答案 B :::

选择题4.

对于质量相同的 CH₄ 和 O₂,下列比较中正确的是
A.所含原子个数之比为5:1
B.二者物质的量相等
C.二者所含分子个数相等
D.二者摩尔质量的数值相等

::: details 答案 A :::

选择题5.

青蒿素是一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命,它的分子式为C₁₅H₂₂O₅。NA表示阿伏加德罗常数,下列关于青蒿素的说法不正确的是
A.青蒿素的摩尔质量等于 282 g/mol
B.14.1 g 青蒿素中含氧原子数目为0.25NA
C.1 mol 青蒿素完全燃烧,生成 22 mol H₂O
D.10 g 青蒿素中 m(C):m(O)=9:4

::: details 答案 C :::

二、咱练练-填空计算

例题1.

(1)物质的量是一个物理量,表示含有_______的集合体,符号是_______,单位是_______。

(2)物质的量的单位“摩尔”计量的对象是_______。

(3)物质的量的单位“摩尔”计量的标准是_______。

(4)1 mol  H2表示的意义是_______。

(5)1 mol  H 表示的意义是_______。

(6)1 mol  H+表示的意义是_______。

::: details 答案 (1)一定数目粒子 n mol或摩尔

(2)微观粒子及其特定组合

(3)0.012  kg12C中所含的碳原子为1mol

(4)1 mol的氢分子

(5)1 mol的氢原子

(6)1 mol的氢离子
:::

例题2.

根据已学知识完成下列填空。
(1) 已知 NH₃ 的相对分子质量为17,则NH₃ 的摩尔质量为_______。

(2) NA为阿伏加德罗常数,已知 a g某气体中含分子数为 b,则该气体的摩尔质量为 _______。

(3) 已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为_______。

(4) 已知 16g A 和 20g B 恰好完全反应生成 0.04mol C 和 31.76g D,则C的摩尔质量为_______。

(5) 40.5g某金属氯化物 MCl₂ 中含有0.6 mol Cl⁻ ,则金属M的相对原子质量为_______。

(6) 0.5 mol CaCO₃ 的质量_______。

(7) 8克氧气中含氧原子数目是_______。

(8) 乙醇 (C₂H₆O) 水溶液中,当乙醇分子和水分子中氢原子个数相等时,溶液中乙醇的质量分数为_______。

::: details 答案 (1)17 g/mol,   (2)aNA/b g/mol ,   (3)b NAg/mol ,   (4)106g/mol ,   (5)64 ,   (6)50g
(7)0.5 NA ,   (8)46% ,   :::

例题3.

(1) 1.204×10²⁴ 个M分子的质量为 88 g,则 M 的摩尔质量为________。

(2) 0.3mol NH₃ 分子中所含质子数与________个 H₂O 分子中所含质子数相等。2.2g D₂¹⁸O 中所含中子数为________,1.5g CH₃⁺ 中的电子数为________,15.6g Na₂O₂ 中的阴离子数目为________

(3) 12.4g Na₂R 含Na⁺ 0.4mol,则 Na₂R 的摩尔质量为________,R的相对原子质量为________。含R的质量为 1.6g的 Na₂R,其物质的量为________。

(4) 已知 16g A和 20gB恰好完全反应生成 0.04mol C和 31.76g D,则 C 的摩尔质量为________。

::: details 答案 (1)44 g·mol⁻¹;
(2)0.3NA 1.2NA 0.8NA 0.2NA
(3)62 g·mol⁻¹ 16 0.1 mol;
(4)106 g·mol⁻¹
:::

例题4.

判断以下说法正误:
(1)硫酸的摩尔质量为 98g。(_______)

(2)2mol H₂O是 1mol H₂O摩尔质量的2倍。(_______)

(3)NaOH的摩尔质量为40 g。(_______)

(4)1mol O₂的质量与它的相对分子质量相等。(_______)

(5)1mol OH⁻ 的质量为17 g·mol⁻¹。(_______)

(6)氖气的摩尔质量(单位g·mol⁻¹)在数值上等于它的相对原子质量。(_______)

(7)2mol H₂O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。(_______)

(8)相同质量的CO与N₂所含分子数、原子数均相同。(_______)

(9)17g —OH与17 g OH⁻ 所含电子数均为10NA。(_______)

(10)30g SiO₂中含有硅氧键个数为 NA 。(_______)

::: details 答案 (1)错误 (2)错误 (3)错误 (4)错误 (5)错误 (6)正确
(7)错误 (8)正确 (9)错误 (10)错误 (11)错误 (12)正确
:::

❸物质的量n 💗 气体体积m 💗 摩尔体积Vm

::: tip   标准状况下(0℃,101.3kPa)1mol 任何气体的体积均为22.4L,该气体可以是单一气体也可以是混合气体,只要其物质的量之和为 1mol,那么其体积均为22.4L。例如:标况下, 1mol CO₂的体积是22.4L;标况下,0.2mol O₂ 和 0.8mol CO₂ 混合起来的体积也为22.4L。
  因为影响气体体积的因素是气体分子数和分子间距离(分子自身的大小相较于分子间距离可以忽略不计),而影响分子间距离的因素有温度和压强。所以,当气体分子数、温度、压强确定的时候,气体的体积也是固定的。

  公式为:n=V/Vm.

【注意】:n表示物质的量,单位为mol;V表示气体体积,单位为L;Vm 表示气体摩尔体积,单位为L·mol⁻¹ ,在标况下该值为22.4,若非标况,则是其他数值.

  Attention:该公式适用情况,①标况;②标况下是气态的物质
  (例如常见的 H₂O、酒精、苯、CCl₄、CHCl₃、SO₃、HF等物质在标况下不是气态)。 :::

题组一:影响气体体积的因素

选择题1.

下列说法错误的是
A.物质的聚集状态的不同,主要是构成物质的分子的大小不同
B.相同质量的 O₂ 和 O₃ 具有相同数目的氧原子
C.决定 1mol 气体体积大小的主要因素是气体分子间的平均距离
D.25℃,1.01×10⁵Pa,64g SO₂中含有的原子数为3NA

::: details 答案 A :::

选择题2.

下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是
A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B.同温同压下,1mol 任何物质所占有的体积均相同
C.相同条件下,分子数相同的任何气体都具有相同体积
D.等质量的 H₂,压强越小、温度越高,气体所占体积越大

::: details 答案 B :::

选择题3.

能够影响16g甲烷体积大小的主要因素有
A.分子的数目
B.分子的大小
C.气体的温度
D.气体的压强

::: details 答案 C D :::

选择题4.

将1L乙酸与1L蒸馏水充分混合后,得到的溶液体积
A.大于2L
B.小于2L
C.等于2L
D.无法确定

::: details 答案 B :::

选择题5.

下列说法不正确的是
A.标准状况下(0℃,101kPa),x 个氧气分子的体积是 aL,1个氧气分子体积为 a/x L
B.酒香不怕巷子深,说明分子不断地运动
C.水通电后生成氢气和氧气,说明在化学变化中分子可以再分
D.25m³ 的石油气可以装入 0.024m³ 的钢瓶中,说明分子之间有间隔

::: details 答案 A :::

选择题6.

决定气体体积的主要微观因素是
A.气体分子的数目和分子本身的大小
B.气体分子的质量和分子本身的大小
C.气体分子本身的大小和分子间的平均距离
D.气体分子的数目和分子间的平均距离

::: details 答案 D :::

题组二: 气体摩尔体积

选择题1.

下列物理量单位不正确的是
A.物质的量:mol
B.摩尔质量:g·mol⁻¹
C.气体摩尔体积: mol·L⁻¹
D.阿伏伽德罗常数: mol⁻¹

::: details 答案 C :::

选择题2.

标准状况下气体摩尔体积约为,对其含义表述正确的是
A.1mol N₂ 的体积约为22.4L
B.标准状况下 1mol Fe 的体积约为22.4L
C.标准状况下1mol任何气体的体积约为22.4L
D.影响气体体积的主要因素是分子本身的大小

::: details 答案 C :::

选择题3.

标准状况下,任何气体的体积都约为22.4升,“标准状况”指温度和压强分别为
A.0℃,101Pa
B.25℃,101Pa
C.0℃,101kPa
D.25℃,101kPa

::: details 答案 C :::

选择题4.

下列说法正确的是
A.1mol 固体或液体的体积主要由微粒间距离决定
B.1mol 气体的体积主要由微粒的大小决定
C.O₂的气体摩尔体积约为22.4 L·mol⁻¹
D.就微粒间的距离而言,气体比固体或液体更易受温度、压强影响

::: details 答案 D :::

选择题5.

下列说法正确的是
A.在25℃,1.01×10⁵Pa时,22.4LN₂ 所含的原子数为2NA
B.1mol H₂ 和O₂ 的混合气体在标准状况下的体积约22.4L
C.非标准状况下,1mol任何气体的体积不可能为22.4L
D.NA个CO₂ 的质量为44g·mol⁻¹

::: details 答案 B :::

选择题6.

下列有关气体摩尔体积的描述中,正确的是
A.在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.气体摩尔体积一定是 22.4 L·mol⁻¹
C.1 mol 气体体积为 22.4L,则一定是标准状况
D.相同物质的量的气体的气体摩尔体积也相同

::: details 答案 A :::

选择题7.

下列几乎不影响气体体积的是
A.温度    B.压强   C.微粒数目    D.微粒直径

::: details 答案 A :::

选择题8.

标准状况下,11.2L O₂的质量约为

A.16g    B.32g    C.64g    D.8g

::: details 答案 A :::

选择题9.

下列叙述正确的是
A.6.02×10²³ 叫做阿伏加德罗常数
B.摩尔(mol)是物质的量的单位
C.H₂SO₄ 的摩尔质量(M)是98
D.气体摩尔体积(Vm)是指1mol任何气体所占的体积都约为 22.4L

::: details 答案 B :::

选择题10.

下列叙述正确的是
A.标准状况下,1 mol Fe 体积约为 22.4 L
B.标准状况下,1 mol SO₂ 体积约为 22.4 L
C.标准状况下,18 g H₂O 的体积约为 22.4 L
D.标准状况下,H₂ 的摩尔体积约为 22.4 L

::: details 答案 B :::

选择题11.

有一种气体的质量是14.2g,体积是4.48升(标准状况下),该气体的摩尔质量是

A.28.4    B.28.4 g·mol⁻¹   C.71   D.71 g·mol⁻¹

::: details 答案 D :::

选择题12.

某同学设计实验确定 Al(NO₃)₃·xH₂O 的结晶水数目。将Al(NO₃)₃·xH₂O加热发生反应4Al(NO₃)₃·xH₂O = 12NO₂↑ + 2O₂↑ + 2Al₂O₃ + 4H₂O,测得生成 3.24g H₂O 和336mL O₂ (标准状况)。则x等于

A.4.5   B.4   C.6   D.9

::: details 答案 D :::

题组三:计算填空

计算填空1.

回答下列问题:

(1)标准状况下33.6L H₂ 中,所含质子个数是_______。

(2)所含电子的物质的量为 4mol 的H₂,标准状况下的体积是_______。

(3)标准状况下,4.8g甲烷(CH₄)所占的体积为_______L,它与标准状况下_______L硫化氢(H₂S)含有相同数目的氢原子。

(4)标准状况下,16gO₂ 与14g N₂ 的混合气体所占的体积是_______。

(5)9.03×10²³ 个 NH₃ 含_______mol 氢原子,_______mol质子,在标准状况下的体积约为_______L。

(6)标准状况下,若6.72L O₃ 含有 m 个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可表示为_______(用含m的式子表示)。

::: details 答案 (1)3NA   (2)44.8L   (3) 6.72 13.44  (4)22.4L   (5) 4.5 , 15 , 33.6   (6) 10m/9 :::

计算填空2.

完成下面问题

(1)同温同压下的两个容积相同的容器中分别装有O₂和 O₃ 气体,则两瓶气体中分子数之比是_________,质量之比是__________。

(2)下列所给出的几组物质中:标准状况下体积最大的是_______。(填序号)
① 1g H₂; ② 2.408×10²³ 个CH₄;③ 10.8g H₂O; ④ 标准状况下6.72L CO₂

(3)在紫外线作用下,氧气可转化为臭氧: 3O₂=2O₃,低空臭氧的浓度过高时对人体有害,因此要尽量避免在阳光强烈照射的中午前后进行户外活动。1.6g O₂ 和O₃ 的混合气体中含有氧原子的数目为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。O₂ 与 O₃ 的关系是____________。

(4)相同条件下,气体A相对与氢气的相对密度为14,则该气体的摩尔质量为_____________。

(5)在标准状况下15g CO 与 CO₂ 的混合气体,体积为 11.2 L。该混合气体中 CO 与CO₂ 的物质的量比为________________。

::: details 答案 (1)1∶1 2∶3   (2)①   (3)0.1 NA 互为同素异形体   (4)28g/mol   (5)7∶1 :::

题组四:阿伏伽德罗定量及推论

练习1.

下列叙述正确的是
①标准状况下,0.2mol 任何物质的体积均为4.48L
②若1mol 气体的体积为22.4L,则它一定处于标准状况下
③标准状况下,1L CO 和1L H₂O 的物质的量相同
④标准状况下,1g H₂ 和14g N₂ 的体积相同
⑤28g CO的体积为22.4L
⑥两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑦在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大
⑧同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比

A.①②③④    B.②③⑥⑦⑧    C.④⑦⑧    D.⑤⑥⑦⑧

::: details 答案 C :::

练习2.

下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是
A.温度和压强不同,相同质量的 N₂O 和 CO₂ 两种气体的总原子数
B.等温等压下,相同体积的 SO₂ 和 SO₃ 气体的总原子数
C.等温等压下,相同体积的 O₂ 和 O₃ 两种气体中的氧原子数
D.温度和压强不同,等体积的 NH₃ 和 PH₃ 两种气体中的氢原子数

::: details 答案 A :::

练习3.

回答下列问题:
(1)同温、同压下,同体积的氨气和硫化氢(H₂S)气体的质量比为_____。

(2)同温、同压下,同质量的氨气和 H₂S 体积比为_____,其中含有的氢原子数目比为_____。

(3)同温、同压下,若氨气和 H₂S 的氢原子数相等,则它们的体积比为_____。

::: details 答案 (1)1∶2   (2)2∶1 , 3∶1   (3)2∶3 :::

❹物质的量n 💗 溶液体积V 💗 浓度c

::: tip   物质的浓度是指单位体积溶液中所含有某溶质的物质的量,单位为 mol·L⁻¹。例如:将 58.5g NaCl 溶于水中配成 2L 溶液,则氯化钠的浓度为 0.5mol·L⁻¹ 。再例如:将 1mol NaCl 和 1mol MgCl₂ 溶于水中配成 1L 溶液,则溶液中 c(Cl⁻)=3 mol·L⁻¹

  公式为:c=n/V.

【注意】:n表示物质的量,单位为 mol;V表示溶液体积,单位为 L;c表示浓度,单位为 mol·L⁻¹ 。

  Attention:①V指的是溶液的体积,不是水的体积

:::