江苏高考化学复习化学家眼中的物质世界2第二单元物质的量物质的聚集状态教案

江苏高考化学复习化学家眼中的物质世界2第二单元物质的量物质的聚集状态教案本文简介：第二单元物质的量物质的聚集状态1．了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标志。2.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。3.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。4

江苏高考化学复习化学家眼中的物质世界2第二单元物质的量物质的聚集状态教案本文内容：

第二单元

物质的量

物质的聚集状态

1．了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标志。

2.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。

3.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。

4.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。

5.理解质量守恒定律。

物质的量

[知识梳理]

一、物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数

1．基本概念间的关系

2．物质的量的表示方法：

如0.2

mol

H2，2

mol

Na＋，3

mol水分子。

3．物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系：

n＝。

二、摩尔质量

1．定义：单位物质的量的物质所具有的质量，其符号为M，单位为g·mol－1。

2．数值：以g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。

3．摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系：n＝。

[自我检测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)1

mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(

)

(2)1

mol水中含有2

mol氢和1

mol氧。(

)

(3)NaOH的摩尔质量为40

g。(

)

(4)1

mol

OH－的质量为17

g·mol－1。(

)

(5)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。(

)

解析：(1)NaCl等离子化合物由离子构成，无分子，错误；(2)氢、氧指代不明，错误；(3)摩尔质量的单位为g·mol－1，错误；(4)质量的单位为g，错误。

答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

2．(1)12.4

g

Na2X含有0.4

mol

Na＋，Na2X的摩尔质量为________，其相对分子质量为________，X的相对原子质量为________，该物质的化学式为________。

(2)含0.4

mol

Al2(SO4)3的溶液中，含________mol

SO，Al3＋的物质的量__________0.8

mol(填“>”“⑤>③>②>④

2．(2018·承德模拟)据央视新闻报道，***在***工作报告中提出，建设一批光网城市，推进5万个行政村通光纤，让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2，下列叙述正确的是(

)

A．SiO2的摩尔质量为60

B．标准状况下，15

g

SiO2的体积为5.6

L

C．SiO2中Si与O的质量比为7∶8

D．相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同

解析：选C。摩尔质量的单位为g·mol－1，A项错误。标准状况下，SiO2为固体，B项错误。SiO2中Si与O的质量比为28∶32＝7∶8，C项正确。SiO2和CO2的摩尔质量不同，D项错误。

题组二

物质的量与微粒数目之间的换算

3．(1)0.3

mol

H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。

(2)12

g

乙烷中所含共价键的物质的量是________。

(3)已知16

g

A和20

g

B恰好完全反应生成0.04

mol

C和31.76

g

D，则C的摩尔质量为________。

解析：(1)0.3

mol×6.02×1023

mol－1×2＝N(NH3)×3，则N(NH3)＝1.204×1023或0.2NA。

(2)12

g

乙烷的物质的量是0.4

mol，一个乙烷(C2H6)分子中含有7个共价键，所以0.4

mol乙烷中所含共价键的物质的量为2.8

mol。

(3)根据质量守恒定律，0.04

mol

C的质量为16

g＋20

g－31.76

g＝4.24

g，M(C)＝4.24

g÷0.04

mol＝106

g·mol－1。

答案：(1)1.204×1023(或0.2NA)

(2)2.8

mol

(3)106

g·mol－1

4．高效能源——“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。

(1)1

mol甲烷中含有________个CH4分子，含有________个氢原子。

(2)甲烷的摩尔质量是________，32

g甲烷和________g水所含氢原子数相同。

答案：(1)NA(或6.02×1023)

4NA(或2.408×1024)

(2)16

g·mol－1

72

(1)物质的量的描述对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物体。

(2)勿忽视摩尔的使用对象：使用摩尔作单位时，必须用化学式指明粒子的种类，如1

mol

H不能描述为1

mol氢等。

(3)求算物质所含的微粒数时要注意物质的化学组成中的个数关系。

物质的聚集状态

[知识梳理]

一、影响物质体积大小的因素

二、气体摩尔体积

1．影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。

2．在标准状况(指温度为0

℃，压强为101

kPa)下，1

mol任何气体所占的体积都约为22.4

L。

三、阿伏加德罗定律及其推论应用

1．阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。

2．阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出)

相同条件

结论

公式

语言叙述

T、p相同

＝

同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比

T、V相同

＝

同温、同体积下，气体的压强与其物质的量成正比

T、p相同

＝

同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比

[自我检测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)在标准状况下，1

mol

O2与1

mol

SO3的体积相同。(

)

(2)在标准状况下，1

mol气体的体积约是22.4

L，在非标准状况下，1

mol气体的体积则一定不是22.4

L。(

)

(3)在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，原子个数也相同。(

)

(4)在相同条件下，相同物质的量的C2H4和C3H6，所含分子个数相同，原子个数也相同。(

)

解析：(1)标准状况下，SO3为固体，错误；(2)通过调节温度和压强，如增大压强，升高温度，也可以实现1

mol气体的体积约是22.4

L，错误；(4)分子个数相同，但原子个数不同，错误。

答案：(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

2．判断下列物质的体积与22.4

L的大小关系(填“>”“(2)<

(3)＝

(4)<

3．如图有三只气球，其中VA＝VB＝1.12

L。

(1)A、B中气体的物质的量________是0.05

mol(填“一定”或“不一定”)。

(2)标准状况下，A、B气球中的分子个数比为________。

(3)相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相等，则VA∶VC＝________。

解析：(1)状态不一定相同，所以气体的物质的量不一定相同。(2)同温同压下，气体的体积之比等于分子数之比。(3)同温同压下，气体的体积与其物质的量成正比，质量相同时，物质的量之比与摩尔质量成反比。

答案：(1)不一定

(2)1∶1

(3)2∶1

气体摩尔体积的使用方法

Vm≈22.4

L·mol－1，使用时一定要注意以下三个方面：

(1)一个条件：标准状况；

(2)一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体；

(3)两个数据：“1

mol”“22.4

L”。

下列关于同温同压下的两种气体

12C18O和

14N2的判断正确的是(

)

A．体积相等时密度相等

B．原子数相等时具有的中子数相等

C．体积相等时具有的电子数相等

D．质量相等时具有的质子数相等

[解析]

根据阿伏加德罗定律结合微粒间相互关系逐一分析。A.根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子数，即气体的物质的量相同，但由于12C18O与14N2摩尔质量不相等，故质量不相等，密度也不相等。B.二者都是双原子分子，原子数相等时二者的物质的量相等，二者所含中子数不相等，1个

12C18O

分子含有16个中子，1个

14N2分子含有14个中子。C.同温同压下，同体积的气体的物质的量相等，且1分子12C18O与14N2中均含有14个电子，故12C18O与14N2具有的电子数相等。D.1个12C18O分子与1个14N2分子中所含质子数相等，质量相等的二者物质的量不相等，含有的质子数也不相等。

[答案]

C

同温同压下的两种气体

12C18O和

14N2的中子数相等，则气体的体积比为________。

答案：7∶8

阿伏加德罗定律及其推论答题模板

第一步：找“相同”明“不同”

(1)找出题干中有哪些相同的条件，再根据物质的量，结合物质的微粒结构，求出相应的粒子数；

(2)分析选项中的要求，明确需要求解哪些量。

第二步：用“规律”

利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系，进行对比判断，从而顺利解题。

注：可利用理想气体状态方程：pV＝nRT推导判断，其中R为常数。

题组一

气体摩尔体积的使用与计算

1．(2018·延安高三质检)下列说法正确的是(

)

①标准状况下，

6.02×1023个分子所占的体积约是22.4

L

②0.5

mol

H2所占体积为11.2

L

③标准状况下，1

mol

H2O的体积为22.4

L

④标准状况下，28

g

CO与N2的混合气体的体积约为22.4

L

⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4

L·mol－1

⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同

A．①③⑤

B．④⑥

C．③④⑥

D．①④⑥

解析：选B。①物质不一定是气体；②不一定在标准状况下；③水在标准状况下不是气体；⑤气体摩尔体积与温度、压强有关。

2．设NA为阿伏加德罗常数，如果a

g某气态双原子分子的分子数为p，则b

g该气体在标准状况下的体积是(

)

A.

L

B.

L

C.

L

D.

L

解析：选D。解法一(公式法)：双原子分子的物质的量为

mol，双原子分子的摩尔质量为＝

g·mol－1，所以b

g气体在标准状况下的体积为×22.4

L·mol－1＝

L。

解法二(比例法)：同种气体其分子数与质量成正比，设b

g气体的分子数为N，则

a

g

～

p

b

g

～

N

得：N＝，则双原子分子的物质的量为

mol，所以b

g该气体在标准状况下的体积为

L。

题组二

阿伏加德罗定律及应用

3．(2018·保定高三模拟)取五个相同的气球，同温同压下，分别充入CO和以下四种混合气体，吹出体积相等的状况，如图所示。A、B、C、D四个气球内，与CO所含原子数一定相等的是(

)

解析：选C。同温、同压、同体积下，气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1

mol，A项，含有HCl和O3，1

mol混合气体含有的原子的物质的量大于2

mol，错误；B项，含有H2和NH3，1

mol

该混合气体含有的原子的物质的量大于2

mol，错误；C项，含有N2和O2，都为双原子分子，则1

mol混合气体含有2

mol原子，正确；D项，含有He和NO2，1

mol该混合气体含有的原子数的物质的量可能大于2

mol，可能小于2

mol，也可能等于2

mol，错误。

4．下列说法正确的是(

)

A．同温同压下，相同数目的分子必具有相同的体积

B．等质量的O2和H2的物质的量之比为16∶1

C．不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等

D．同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比

解析：选D。A项必须是气态分子才能成立；B项质量相同的O2和H2，其物质的量之比等于摩尔质量的反比，即n(O2)∶n(H2)＝2∶32＝1∶16；C项虽然气体体积不等，但没有给出气体所处的条件，所含的分子数有可能相等；D项同温同体积时，气体的物质的量越大，其压强越大。

阿伏加德罗定律的适用范围

(1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。

(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。

(3)气体体积受温度和压强的影响，而和分子的大小无关。

[课后达标检测]

一、选择题

1．下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是(

)

A．0.012

kg

12C中含有约6.02×1023个碳原子

B．1

mol

H2O中含有2

mol氢和1

mol氧

C．氢氧化钠的摩尔质量是40

g

D．2

mol水的摩尔质量是1

mol水的摩尔质量的2倍

解析：选A。B项，应表达为1

mol

H2O中含有2

mol氢原子和1

mol氧原子；C项，单位错误，应是40

g·mol－1；D项，水的摩尔质量是固定不变的。

2．雾霾天气对环境造成了严重影响，部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。下列有关说法正确的是(

)

A．臭氧的摩尔质量是48

g

B．同温同压下，等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3

C．16

g臭氧中含有6.02×1023个原子

D．1.00

mol臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023

解析：选C。臭氧的摩尔质量是48

g/mol，A错误；同温同压下，等质量的氧气和臭氧体积比为3∶2，B错误；1.00

mol

臭氧中含有电子总数为24×6.02×1023，D错误。

3．下列叙述中指定粒子的数目大于6.02×1023的是(

)

A．2

g重水(D2O)中含有的中子数

B．0.1

mol

F－中含有的电子数

C．标准状况下11.2

L

N2和NO混合气体中的原子数

D．1

L

1

mol/L

Na2SO4溶液中Na＋数

解析：选D。A项，2

g重水的物质的量为0.1

mol，含有1

mol中子；B项，含有1

mol电子；C项，含有1

mol原子；D项，Na＋数为2NA。

4．“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．质量相等的CO和CO2，物质的量之比为2∶3

B．2

mol氧气的摩尔质量为62

g·mol－1

C．1

mol任何物质都含有6.02×1023个分子

D．2

g

H2含有1

mol氢分子

解析：选D。设质量均为m，则n(CO)∶n(CO2)＝∶＝11∶7，A错误；摩尔质量的单位是g·mol－1，数值上等于物质的相对分子(原子)质量，B错误；1

mol任何物质都约含有6.02×1023个微粒，不一定是分子，也有可能是离子或原子，C错误；2

g

H2的物质的量是1

mol，含有1

mol氢分子，D正确。

5．下列说法中正确的是(

)

A．5.6

L

N2(标准状况)和11

g

CO2中含有的分子数相同

B．9

g

H2O和0.5

mol

Br2中含有的原子数相同

C．22.4

L

O2中一定含有NA个O2分子

D．在常温常压下，20

mL

NH3与60

mL

O2所含有的原子个数比为1∶3

解析：选A。A项，＝＝，正确；B项，9

g

H2O中含原子数为×3NA，0.5

mol

Br2中含原子数为0.5×2NA，错误；C项，22.4

L

O2不一定为1

mol，错误；D项，20

mL

NH3与60

mL

O2的物质的量比为1∶3，含有的原子个数比为(1×4)∶(3×2)＝2∶3，错误。

6．下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是(

)

A．同质量、同体积的N2和CO

B．同温度、同体积的H2、N2

C．同体积、同密度的C2H4和C3H4

D．同压强、同体积的N2O和CO2

解析：选A。A项，N2和CO的摩尔质量均为28

g·mol－1，故质量相同时，二者的物质的量也相同，且二者均为双原子分子，故两瓶气体所含原子数相等，符合题意；B项，没有指明气体的压强，不能确定二者的物质的量，不符合题意；C项，二者的体积、密度相同，则二者的质量相同，二者所含原子数不相同，不符合题意；D项，没有指明气体的温度，不能确定二者的物质的量，不符合题意。

7．(2016·高考海南卷)利用太阳能分解水制氢，若光解0.02

mol水，下列说法正确的是(

)

A．可生成H2的质量为0.02

g

B．可生成氢的原子数为2.408×1023个

C．可生成H2的体积为0.224

L(标准状况)

D．生成H2的量理论上等于0.04

mol

Na与水反应产生H2的量

解析：选D。根据化学方程式2H2O2H2↑＋O2↑，光解0.02

mol水，可产生0.02

mol

H2和0.01

mol

O2。则可得A.可生成H2的质量为0.04

g，错误；B.可生成氢的原子数为2.408×1022个，错误；C.可生成标准状况下H2的体积为0.448

L，错误；D.0.04

mol

Na与水反应产生0.02

mol

H2，正确。

8．(2015·高考全国卷Ⅰ)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为(

)

A．1∶1

B．2∶3

C．3∶2

D．2∶1

解析：选C。根据乌洛托品的结构式写出其分子式为C6H12N4，因为乌洛托品是将甲醛水溶液与氨水混合蒸发而制得的，根据原子守恒可得化学方程式为6HCHO＋4NH3===C6H12N4＋6H2O，根据反应物的物质的量之比等于化学计量数之比得，甲醛与氨的物质的量之比为3∶2，C项正确。

9．同温同压下，x

g甲气体和y

g乙气体占有相同的体积，根据阿伏加德罗定律判断下列叙述错误的是(

)

A．x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比

B．x∶y等于甲与乙的分子个数之比

C．x∶y等于同温同压下，甲与乙的密度之比

D．y∶x等于同温同体积下，等质量的甲与乙的压强之比

解析：选B。A项，由同温同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数，则x

g甲气体和y

g乙气体的物质的量相等，即＝，推出x∶y＝M甲∶M乙，故正确；B项，甲与乙的分子个数之比为1∶1，而x与y不一定相等，故不正确；C项，同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，体积相同时即为质量之比，故正确；D项，同温同体积下，等质量的甲、乙压强之比为p甲∶p乙＝n甲∶n乙＝∶＝M乙∶M甲＝y∶x，故正确。

10．(2018·云南一检)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

)

A．C2H4和C3H6的混合物的质量为a

g，所含碳氢键数目为

B．标准状况下，2.24

L2H35Cl中所含中子数为1.8NA

C．50

mL

12

mol·L－1盐酸与足量Cu反应，转移的电子数为0.3NA

D．1

L

0.1

mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO和CO的离子数之和为0.1NA

解析：选A。C2H4和C3H6的最简式均为CH2，a

g该混合物中含有的碳氢键数目为×2×NA，即，A项正确；1个2H35Cl中含有19个中子，则0.1

mol

2H35Cl中含有的中子数为1.9NA，B项错误；盐酸与铜不反应，C项错误；1

L

0.1

mol·L－1

NaHCO3溶液中HCO、CO和H2CO3的数目之和为0.1NA，D项错误。

二、非选择题

11．(1)0.7

mol

H2O的质量为________，其中含有________个水分子，氢原子的物质的量为________。

(2)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中，含有分子数目最少的是________，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是________。

(3)2

mol的CO2与3

mol的SO3的分子数之比是______；原子数之比是________。

(4)在9.5

g某二价金属的氯化物中含有0.2

mol

Cl－，此氯化物的摩尔质量为________，该金属元素的相对原子质量为________。

解析：(1)0.7

mol

H2O的质量为0.7

mol×18

g·mol－1＝12.6

g，含有水分子的个数为0.7

mol×6.02×1023

mol－1＝4.214×1023，氢原子的物质的量为0.7

mol×2＝1.4

mol。

(2)根据n＝m/M可知，摩尔质量最大的SO2，其物质的量最小，含有分子数最少；摩尔质量最小的H2，相同条件下物质的量最大，其所占体积最大。

(3)根据阿伏加德罗定律可知2

mol的CO2与3

mol的SO3的分子数之比是2∶3；原子数之比是(2×3)∶(3×4)＝1∶2。

(4)二价金属的氯化物可以表示为MCl2，在9.5

g该二价金属的氯化物中含0.2

mol

Cl－，则9.5

g氯化物的物质的量为0.1

mol，该氯化物的摩尔质量为95

g·mol－1；该金属元素的相对原子质量为95－71＝24。

答案：(1)12.6

g

4.214×1023(或0.7NA)

1.4

mol

(2)SO2

H2

(3)2∶3

1∶2

(4)95

g·mol－1

24

12．一定质量的液态化合物XY2，在标准状况下的一定质量的O2中恰好完全燃烧，反应的化学方程式为XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)，冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是672

mL，密度是2.56

g·L－1，则：

(1)反应前O2的体积是________。

(2)化合物XY2的摩尔质量是________。

(3)若XY2分子中X、Y两元素的质量比是3∶16，则X、Y两元素分别为________和________(写元素符号)。

解析：(1)由反应XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)可知，反应前后气体的体积变化为0，故V(O2)＝672

mL。

(2)由m＝ρV可知，生成物的质量m＝0.672

L×2.56

g·L－1＝1.72

g；n(O2)＝

＝0.03

mol。

XY2(l)

＋

3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)

0.01

mol

0.03

mol

所以M(XY2)＝＝76

g·mol－1。

(3)由＝，Mr(X)＋2Mr(Y)＝76，得Mr(X)＝12，Mr(Y)＝32，则X为C，Y为S。

答案：(1)672

mL

(2)76

g·mol－1

(3)C

S

13．卫生部严令禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO2)等食品添加剂。过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒物质，带有结晶水，通常还含有CaO。

(1)称取5.42

g过氧化钙样品，灼烧时发生如下反应：

2[CaO2·xH2O]2CaO＋O2↑＋2xH2O，得到O2在标准状况下体积为672

mL，该样品中CaO2的物质的量为________。

(2)另取同一样品5.42

g，溶于适量稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO3

7.0

g。

①该样品中CaO的质量为________________。

②该样品中CaO2·xH2O的x值为________。

解析：(1)n(CaO2)＝n(CaO2·xH2O)＝2n(O2)＝2×672

mL/22

400

mL·mol－1＝0.06

mol。

(2)①n(Ca2＋)总＝n(CaCO3)＝7.0

g÷100

g·mol－1＝0.07

mol，

m(CaO)原＝(0.07

mol－0.06

mol)×56

g·mol－1＝0.56

g。

②x＝(5.42

g－0.56

g－0.06

mol×72

g·mol－1)

÷18

g·mol－1÷0.06

mol＝。

答案：(1)0.06

mol

(2)①0.56

g

②