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高中一年级化学

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    下列说法正确的是
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    A.32g O2占有的体积约为22.4L
    B.22.4L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子
    C.在标准状况下,22.4L水的质量约为18g
    D.22g CO2与标准状况下11.2L HCl含有相同的分子数
    本题信息:2011年山东省期中题化学单选题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “下列说法正确的是[ ]A.32g O2占有的体积约为22.4LB.22.4L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子C.在标准状况下,22.4L水的质量约为18gD.22g CO2与标准状况下11...” 主要考查您对

物质的量

气体摩尔体积

阿伏加德罗定律

阿伏加德罗常数

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物质的量:

物质中含有一定数目粒子集体的物理量。是国际单位制中7个基本物理量之一(7个基本的物理量分别为:长度、质量、时间、电流强度、发光强度、温度、物质的量)符号:n
计算公式:物质的量(n)=粒子数(N)/阿伏加德罗常数(NA) 以物质的量为中心的各种化学常用量间的关系:n=N/NA=m/M=V/Vm=cV=ρV/M

使用物质的量注意事项:

(1)物质的量表示物质所含指定粒子的多少,物质的量是一个整体,不得简化或增添任何字。
(2)物质的量及其单位摩尔的适用范围是微观粒子,因此在使用中应指明粒子的名称。


物质的量的相关解法:

 


问题探究:

(1)1mol氢这种说法正确吗?如何表示1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子?
答:使用摩尔作单位时,应用化学式(符号)指明离子的种类,1mol氢的说法不正确,因其咩有指明是氢分子还是氢离子、氢原子。1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子分别表示为1molH、1molH2、1molH+
(2)阿佛加德罗常数和6.02×1023mol-1在实际使用上有何区别?
阿佛加德罗常数是一个非常精确的数字,而6.02×1023mol-1只是阿佛加德罗常数的一个近似值。在关于概念性描述时要求非常准确,要使用阿佛加德罗常数,而在涉及计算时,则用6.02×1023mol-1进行粗略计算。二者关系类似于数学上的圆周率∏与3.14的关系。


气体摩尔体积:

单位物质的量的气体所占的体积。
符号:Vm
单位:L/mol(L·mol-1)、m/mol(m·mol-1)
计算公式: 气体摩尔体积(Vm)=气体体积(V)/物质的量(n)
标况下(0℃ 101kPa)气体摩尔体积约为22.4L/mol,在25℃和101kPa条件下,气体摩尔体积约为24.5L/mol。


气体摩尔体积的使用方法:

  1. 在非标准状况下,不能用气体摩尔体积22.4mol/L进行计算。
  2. 标准状况下,非气体(即固、液体)不能用气体摩尔体积22.4mol/L进行计算。
  3. 气体可以是纯净气体,也可以是混合气体。

决定物质体积大小的因素:

  1. 粒子数目的多少
  2. 粒子本身的大小
  3. 粒子之间的平均距离

决定固体、液体物质的体积大小的因素主要是粒子数目的多少和粒子本身的大小;而气体的体积大小的决定因素是粒子数目的多少和分子间的平均距离。

标准状况下,气体摩尔体积的5个“关键”:

  1. 关键字——气体:研究对象是气体,非气体不研究摩尔体积。
  2. 关键字——任何:任何气体,只要是气体,不管纯净物还是混合物,只要状态相同,物质的量相同,体积就相同。
  3. 关键字——标况:标况下气体摩尔体积一定是Vm=22.4L/mol,非标准状况下的气体不一定等于22.4L/mol。
  4. 关键字——约为:22.4只是个约数,不是准确值,因为对于气体,忽略了粒子的大小对体积的影响,所以在相同的条件下。气体的摩尔体积近似相等。
  5. 关键字——1mol:气体在标况下的体积约为22.4L所对应的物质的量为1mol。

 标准状况:

在0℃和101kPa的条件下,1mol任何气体的体积都约为22.4L。温度为0℃、压强为101kPa时的状况,我们通常称为“标准状况”。
在标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4L/mol。

问题探究:

标准状况下,1mol气体的体积是22.4L,如果当1mol气体的体积是22.4L时,一定是标准状况吗?
答:不一定,因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件,非标准状况下1mol气体的体积也可能是22.4L。


阿伏伽德罗定律:

同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数。



阿伏伽德罗定律的使用范围:

阿伏伽德罗定律只对气体起作用,使用于任何气体,包括混合气体。


方法与技巧:

  1. “三同”定“一同”(温度、压强、气体体积、气体分子数);“两同”定“比例”。
  2. 阿伏伽德罗定律及其推论的数学表达式可由理想气体状态方程(PV=nRT)或其变形形式(PM=ρRT)推出,不用死记硬背。

理想气体状态方程:

理想气体状态方程的表达式:PV= nRT
P表示压强,V 表示体积,T表示温度,R是常数,n是气体的物质的量。
可根据此方程来推断阿伏伽德罗定律的相关推论:

 条件  结论  语言表达
 T、P相同  n1/n2=V1/V2  同温同压下,气体的分子数与其体积成正比
 T、V相同  n1/n2=P1/P2  同温同体积,压强与其分子数成正比
 n、P相同  V1/V2=T1/T2  分子数、压强相同的气体,体积与温度成正比
 n、T相同  P1/P2= V2/V1  分子数、温度相同的气体,压强与体积成反比
 T、P相同  ρ12=M1/M2  同温同压下,气体的密度与相对分子质量(摩尔质量)成正比
 T、P、V相同  m1/m2=M1/M2  同温同压下,相同体积的气体,质量与其相对分子质量成正比
 T、P、m相同  M1/M2=V2/V1  同温同压下,等质量的气体,相对分子质量与其体积成反比

阿佛加德罗常数:

1mol粒子集体所含离子数与0.012kg碳12中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023
把1mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数。
符号:NA,通常用6.02×1023mol-1表示


阿佛加德罗常数的单位:

阿佛加德罗常数是有单位的量,其单位是:mol-1,需特别注意。


阿佛加德罗常数的正误判断:

关于阿伏加德罗常数(NA)的考查,涉及的知识面广,灵活性强,是高考命题的热点。解答该类题目时要细心审题,特别注意题目中的关键性字词,留心“陷阱”。主要考查点如下:
1.考查“标准状况”、“常温常压”等外界条件的应用
(1)在标准状况下非气态物质:如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、CCl4、苯、乙醇等,体积为22.4L时,其分子数不等于NA
(2)注意给出气体体积是否在标准状况下:如11.2LH2的分子数未必是0.5NA
(3)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2.考查物质的组成
(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、D2O、18O2、H37Cl、—OH等。
(2)某些物质的阴阳离子个数比:如NaHSO4晶体中阴、阳离子个数比为1∶1,Na2CO3晶体中阴、阳离子个数比为1∶2。
(3)物质中所含化学键的数目:如H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
(4)最简式相同的物质中的微粒数目:如NO2和N2O4,乙烯和丙烯等。
3.考察氧化还原反应中电子转移的数目
如:Na2O2、NO2与H2O的反应;Cl2与H2O、NaOH溶液、Cu或Fe的反应;电解AgNO3溶液、NaCl溶液等。
4.考查弱电解质的电离及盐的水解
 如1L0.1mol/L的乙酸溶液和1L0.1mol/L的乙酸钠溶液中的CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA;1L0.1mol/L的NH4NO3溶液中c(NH4+)<0.1mol/L,但含氮原子总数仍为0.2NA;1molFeCl3水解生成Fe(OH)3胶粒的数目远远小于NA
5.考查一些特殊的反应
如, 1molN2与3H2反应实际生产中得不到2molNH3,因是可逆反应;标准状况下2.24LO2和2.24LNO混合后,由于发生:2NO+O2==2NO2 两个反应,使2.24L<V<3.36L。


有关NA的问题中常见的几种特殊情况:

有关NA的问题分析中易忽视如下问题而导致错误:
(1)碳原子超过4个的烃类物质、标准状况下的SO3等均不是气体,不能使用“22.4L/mol”来讨论问题。
(2)Na2O2由Na+和O22-构成,而不是由Na+和O2-构成,阴阳离子个数比为1:2而不是1:1.
(3)SiO2结构中只有原子无分子,1molSiO2中含有共价键数为4NA


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