第1讲 物质的量 气体摩尔体积
考纲要求 1.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)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。2.能根据微粒(原子、分子、离子等)数目、物质的量、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
考点一 物质的量、气体摩尔体积
1.物质的量
(1)物质的量(n)
物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
(2)物质的量的规范表示方法:
(3)阿伏加德罗常数(NA)
0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。公式:NA=Nn。
2.摩尔质量
(1)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是 g•mol-1。公式:M=mn。
(2)数值:以 g•mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
3.气体摩尔体积
(1)影响物质体积大小的因素
①微粒的大小(物质的本性);②微粒间距的大小(由温度与压强共同决定);③微粒的数目(物质的量的大小)。
(2)含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为 22.4 L•mol-1。
(3)基本关系式:n=VVm=mM=NNA
(4)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。
4.阿伏加德罗定律及其推论
(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
相同条件 结论公式 语言叙述
T、p相同 n1n2=V1V2
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同 p1p2=n1n2
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同 ρ1ρ2=M1M2
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
提醒 对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积概念的理解
(1)2 g氦气所含的原子数目约为0.5×6.02×1023( )
(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子( )
(3)在标准状况下,1 mol O2 与1 mol SO3的体积相同( )
(4)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( )
(5)标准状况下,O2和O3中氧原子的摩尔质量均为16 g•mol-1( )
(6)常温常压下,14 g N2与7 g乙烯(C2H4)所含原子数相同( )
(7)22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl所含的分子数相同( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√
题组一 有关n=mM=NNA=VVm的计算
1.(1)含6.02×1023个中子的73Li的质量是________g。
(2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成_________________________________gD2 18O。
(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子,Na2X的摩尔质量是________,X的相对原子质量是________。
答案 (1)74 (2)22 (3)62 g•mol-1 16
解析 (1)根据n=NNA计算中子物质的量,73Li的中子数为7-3=4,进而计算Li的物质的量,再根据m=nM计算。
(2)根据不足量的物质计算生成D2 18O的质量;18O2过量。
(3)1 mol Na2X中含有2 mol钠离子,0.2 mol Na2X中含有0.4 mol钠离子,则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)=12.4 g0.2 mol=62 g•mol-1;X的相对原子质量=62-46=16。
2.CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),
(1)混合气体中CO的质量是________g。
(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L。
(3)混合气体在标准状况下的密度是________g•L-1。
(4)混合气体的平均摩尔质量是________g•mol-1。