(共27张PPT)
物质的量 气体摩尔体积
化学计量及其应用
1.物质的量
符号:_____,单位:______________
集合体
n
摩尔(mol)
表示含有一定数目粒子的_________的基本物理量。
2.阿伏加德罗常数
1 mol 任何粒子的粒子数称为阿伏伽德罗常数
符号:_____,数值约:____________,单位:______________
NA
6.02×1023
每摩(mol-1)
一、知识梳理
必须表示同一种粒子
符号:_____,数值:_________________________,单位:______________
3.摩尔质量
M
一、知识梳理
单位物质的量的物质所具有的质量
等于相对分子(原子)质量
g·mol-1或g/mol
摩尔质量的求法
①已知化学式,数值等于其相对分子(原子)质量,
是一定值,与物质的量和质量的无关
②未知化学式,公式法:
③已知一个粒子的质量(a):
④已知一个粒子的质量(a)和一个12C原子的质量(b)
M= a×NA
M= m/n
M=12a/b
(1)M =ρVm (标准密度法)
(2)M1 = DM2 (D:相对密度)
(3)
补充:有关气体计算的特殊公式
【常用于】求有机物的相对分子质量
【常用于】化学平衡状态的判断
决定物质体积大小的因素:
决定固体、液体体积大小的主要因素
决定气体体积大小的主要因素
粒子大小
粒子数目
粒子间的距离
符号:_____,单位:______________
4.气体摩尔体积
Vm
L·mol-1或L/mol
单位物质的量的气体所占的体积。
Vm=
V
n
在标准状况(0℃,101kPa)下:
Vm≈ 22.4 L·mol-1
因素:
温度越高,Vm越大
压强越高,Vm越小
(2)标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L/mol,非标准状况时不能使用。
(1)只适用于气态物质,对于固态和液态来讲,都不适用。
(3)当气体摩尔体积约为22.4 L/mol时,不一定是标准状况
特别提醒
一、知识梳理
4.气体摩尔体积
常考的标况下为非气体的物质:
CCl4、CHCl3、CH2Cl2、H2O、溴、SO3、HF、NO2、苯、酒精、
己烷、碳数大于4的烃(新戊烷除外)等
n
N(微观)
(宏观)m
÷M
×M
×NA
÷NA
×Vm
气体V(宏观)
C(B)(宏观)
×Vaq
÷Vm
÷Vaq
构建网络
练习.(1)一定条件下,m g NH4HCO3和(NH4)2CO3的混合物完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为 。
22.4ρ g·mol-1
(2)某烃对H2的相对密度29,则相对分子质量为 ,又测得含氢元素的质量分数为17.2%,则此烃的分子式为 。
58
C4H10
(3)一定条件下,可逆反应NO2+CO NO+CO2在容积不变的密闭容器中进行,当下列物理量不再随时间变化时,能说明该反应已达到平衡状态,该选项是 ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的平均密度
C.混合气体的颜色 D.混合气体的平均摩尔质量
C
5、阿伏加德罗定律及其推论
1)阿伏加德罗定律
同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2)阿伏加德罗定律的推论
相同条件 结论 公式 语言叙述
T、p 相同 _______
T、V 相同 ________
T、p 相同 ________
“三同”定“一同”
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
同温、同体积下,气体的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
pM=ρRT
考向1 公式的应用
1.标准状况下,m g气体A与n g气体B的分子数目一样多,下列说法不正确的是( )
D.相同状况下,同体积的气体A与B的质量之比为m:n
A.在任意条件下,其相对分子质量之比为m:n
B.同质量的A、B,其分子数之比为n:m
C.25 ℃、1.01×105 Pa时,两气体的密度之比为n:m
C
pV=nRT
pV=(m/M)RT
pM=ρRT
2.已知NA是阿伏加德罗常数的值:
(1)6 g 3He含有的中子数为________;
(2)1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为________;
(3)38 g正丁烷和20 g异丁烷的混合物中共价键数目为________;
(4)常温下pH=2的H3PO4溶液中,每升溶液中的H+数目为________;
(5)2.4 g镁在足量的氧气中燃烧,转移的电子数为________;
(6)标准状况下,5.6 L二氧化碳气体中含有的氧原子数为________;
(7)氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为________;
A
3.如图两瓶体积相等的气体,在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是 ( )
A.所含原子数相等 B.气体密度相等
C.气体质量相等 D.平均摩尔质量相等
同温、同压、同体积
分子数或物质的量相同
考向2 阿伏加德罗定律及其推论的应用
1.与气体摩尔体积有关
粒子数 N =
n×NA
=
Vm≈ 22.4 L·mol-1
标准状况
气体
特别提醒
只有用到Vm≈ 22.4 L·mol-1 求粒子个数时才要求满足标况和气体两个条件。
eg1:常温常压下,22.4 L CO2中氧原子和碳原子的比值为2:1( )
eg2:通常情况下,2.24 L NO2和N2O4的混合气体中氮原子和氧原子的比值为1:2( )
√
√
微专题 阿伏伽德罗常数常见陷阱
2.物质组成和微观结构
记“组成”,突破物质与结构陷阱
(1)记住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、O3、P4、H37Cl等。
①同位素单质和同位素化合物,它们的摩尔质量与通常情况下不同,例如摩尔质量:18O2(36 g·mol-1)、D2O(20 g·mol-1)、T2O(22 g·mol-1)。
②涉及电子数时要注意根、基、离子的区别,如OH-与
-OH、CH3+与-CH3等。
几种常遇到的物质 CO2 (C=O) P4 (P—P) Si (Si—Si) SiO2 (Si—O) 石墨 (C—C) 金刚石
(C—C)
1 mol 物质所含共价键的数目(NA)
(3)判断烷烃中碳氢键的数目可巧记公式进行计算,
如:CnH2n+2中n(C-H键)=2n+2,
n(化学键总数)=n(C-C键)+n(C-H键)
=(n-1)+(2n+2)=3n+1。
(4)记住最简式相同的物质中的微粒数目,
如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等单烯烃、O2和O3等。
(2)记住常考物质所含化学键数目(见下表)
2
6
2
4
1.5
2
2.物质组成和微观结构
3.电解质溶液中粒子数目
(1)弱电解质的电离,盐溶液中弱离子的水解
(3)给物质的量浓度,但未给溶液体积,求不了粒子数目
(4)求水溶液中的氧原子或氢原子数目时,不要忘记水中的氢氧原子
(2)胶体中的胶粒是多个分子的集合体,胶粒数目不可求
(5)求水溶液中阴阳离子数目时,不要忽略水电离出的H+和OH-
(6)与pH相关的计算
②给定pH直接求得C(H+),C(H+)与几元酸碱或强弱无关。
①注意温度
(7)溶液中原子守恒、电荷守恒
(1)0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中含有CH3COO-数小于0.1NA。( )
(2)NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量为107 g。( )
课堂检测
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
×
×
(4)在1 L 1.0 mol·L-1的NaAlO2溶液中,含有的氧原子数目为2NA。( )
(3)1 mol·L-1 NaCl溶液是指此溶液中含有NA 个Na+。( )
×
×
(5)1 L 0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,阴离子的数目等于0.1NA。( )
×
(6)25 ℃时,1 L pH=12的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.02NA。( )
×
4.隐含条件(不能进行到底的反应)
(1)可逆反应
若反应为可逆反应,则反应物不能完全转化,常考的可逆反应有:
PCl3+Cl2 PCl5
1 mol NO2分子数少于NA
1 mol NO2原子数等于3NA
1 mol NO2电子数等于23NA
4.隐含条件(不能进行到底的反应)
(2)特殊的变化——浓度因素
①MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变稀盐酸,反应停止。
②Cu与浓H2SO4的反应,随着反应的进行,浓硫酸变稀硫酸,反应停止。
③Cu与浓HNO3反应,随着反应的进行,浓硝酸变稀硝酸,得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓H2SO4反应,随着反应的进行,浓硫酸变稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体。
⑤常温下,铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”。
课堂检测
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)1 mol SO2与足量O2在一定条件下反应生成SO3,转移电子数目为2NA。( )
(3)25 mL 16 mol·L-1浓硫酸与13 g锌共热,转移的电子数小于0.4NA。( )
(4)在标况下,11.2 L NO与11.2 L O2混合后所含分子数为0.75NA。( )
(5)足量Fe与4 mol热的浓硝酸反应生成NO2分子的数目为3NA。( )
(2)1 mol 硝基(—NO2)与46 g二氧化氮(NO2)所含的电子数均为23NA。( )
×
√
×
×
×
(6)足量的镁与浓硫酸充分反应,放出2.24 L混合气体时,
转移电子数为0.2 NA。( )
×
5.电子守恒规律
(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断:
①Cl2和Fe、Cu等反应,Cl2只作氧化剂,
而Cl2和NaOH反应,Cl2既作氧化剂,又作还原剂;
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
1mol Cl2 参加反应,转移电子数为2NA
1mol Cl2 参加反应转移电子数为NA
1mol Fe参加反应,转移电子数为3NA
1mol Fe和1mol Cl2反应,转移电子数为2NA
5.电子守恒规律
(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断:
②Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,
而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂;
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
1mol Na2O2 参加反应,转移电子数为NA
生成 1 mol O2,转移电子数为2NA
反应 1 mol CO2/H2O,转移电子数为NA
③NO2和H2O的反应中,NO2既作氧化剂,又作还原剂。
3NO2+H2O===2HNO3+NO
3 mol NO2 参加反应,转移电子数为2NA
(4)注意氧化还原的顺序:
5.电子守恒规律
(2)量不同,所表现的化合价不同
(3)氧化剂或还原剂不同,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+
如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
还原性顺序:I->Fe2+>Br-
如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化Fe2+,再氧化Br-。
(5)标准状况下,将3.36 L Cl2通入1 L 0.2 mol·L-1 FeBr2溶液中,
被氧化的Br-数目为0.1NA。( )
(1)0.1 mol Na2O2与足量水反应,转移电子数为0.1 NA。( )
(2)32 g Cu和32 g S充分反应,转移电子数为NA。( )
(3)足量Cl2与56 g铁充分反应,转移的电子数为0.2NA。( )
课堂检测
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
×
√
×
(4)4.6 g Na在空气中完全反应生成Na2O、Na2O2,转移0.2NA个电子。( )
(6)电解精炼铜,当电路中通过的电子数目为0.2NA时,阳极质量减少6.4 g。
( )
√
√
×
[思维建模]
有关阿伏加德罗常数选择题的解题思路
确定题干是“正”还是“误”
各选项所述物质符合什么性质规律
有何常设陷阱
结果。
2.标准状况下,1L辛烷完全燃烧后,所生成气态产物的分子数为8×22.4NA
1.标况下22.4LNO和11.2LO2混合后,分子总数为NA
3.1molFe完全转化成Fe(OH)3胶体,便有NA个Fe(OH)3胶粒
9.1mol甲基含有10NA电子
7.0.1L0.1mol/LNa2S溶液中,S2-数目为0.01NA
8.amolCl2与足量烧碱完全反应转移的电子数为2aNA
4.质量为mg的AZXn-中共含有的电子数为(Z+n)mNA/A
6.6g13C含有的中子数为7NA
5.1mol十七烷分子中共价键数为52NA
判断以下关于NA的说法是否正确
×
×
√
√
×
×
×
×
×
(2022梅州一模)1.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.14 g N2中含有共用电子对数目为0.5 NA
B.1LpH=1的硫酸溶液中含H+数为0.1 NA
C.密闭容器中,1 mol N2和3 mol H2催化反应后分子总数为2 NA
D.标准状况下, 10 mL NH3和20 mL H2O所含分子个数比为1:2
B