優(yōu)化設(shè)計(jì)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第一輯考點(diǎn)02氣體摩爾體積阿伏加德羅定律及推論含解析

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考點(diǎn)02 氣體摩爾體積 阿伏加德羅定律及推論 聚焦與凝萃 1．掌握物質(zhì)的量、氣體摩爾體積在化學(xué)反應(yīng)和計(jì)算中的應(yīng)用； 2．掌握物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目、氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)之間的相互關(guān)系。 解讀與打通 常規(guī)考點(diǎn) 4．氣體摩爾體積 （1）定義：單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所占的體積 （2）符號(hào)：Vm （3）單位：Lmol－1、m3mol－1 （4） 物質(zhì)的量(n)、氣體摩爾體積(Vm)、氣體體積(V)的關(guān)系：V＝nVm （5）標(biāo)準(zhǔn)狀況數(shù)值：22.4 Lmol－1 即在標(biāo)準(zhǔn)狀況（1.01Pa， 273K），1 mol任何氣體體積約為22.4L。 5．阿伏加德羅定律 （1）阿伏加德羅定律： 同溫同壓下相同體積的任何氣體都具有相同的分子數(shù)。 （2）克拉珀瓏方程：又稱為理想氣體的狀態(tài)方程，它同樣忽略了氣體分子本身的大小。 變形： 克拉珀瓏方程比阿伏加得羅定律更準(zhǔn)確的描述了氣體的壓強(qiáng)、體積、物質(zhì)的量和溫度之間的關(guān)系，其應(yīng)用范圍更廣：可以做單一氣體的計(jì)算；可以做不同氣體的比較計(jì)算；計(jì)算以及比較計(jì)算的條件還可以不同。 （3）阿伏加德羅定律的重要的四個(gè)推論 ①壓強(qiáng)之比 A．算式推導(dǎo)： B．語言表達(dá)：同溫同體積時(shí)，任何氣體的壓強(qiáng)之比都等于其物質(zhì)的量之比，也等于其分子數(shù)之比 ②體積之比 A．算式推導(dǎo)： B．語言表達(dá)：同溫同壓時(shí)，任何氣體的體積之比都等于其物質(zhì)的量之比，也等于其分子數(shù)之比 ③質(zhì)量之比 A．算式推導(dǎo)： B．語言表達(dá)：同溫同壓同體積時(shí)，任何氣體的質(zhì)量之比都等于其摩爾質(zhì)量之比，也就是其式量之比 ④密度之比 A．算式推導(dǎo)：①；② B．語言表達(dá)： ① 相同質(zhì)量的任何氣體的密度之比都等于其體積的反比； 同溫同壓下等質(zhì)量的任何氣體的密度之比都等于其物質(zhì)的量的反比，也就是其分子個(gè)數(shù)之比。 ② 同體積的任何氣體的密度之比都等于其質(zhì)量之比； 同溫同壓同體積時(shí)，任何氣體的密度之比都等于其摩爾質(zhì)量之比，也就是其式量之比。 隱性考點(diǎn) 1．構(gòu)成物質(zhì)的微粒間的距離的特點(diǎn) （1）固體或液體構(gòu)成它們的微粒間的距離是很小的，這些微粒只在平衡位置振動(dòng)或在一定范圍內(nèi)流動(dòng)，它們的體積是由構(gòu)成它們的微粒的多少?zèng)Q定的。 （2）氣體構(gòu)成氣體的分子在做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。分子自身的大小與分子間的距離甚至可以忽略不計(jì)（一般氣體的分子直徑約是4m，而分子間的平均距離約是4m）。氣體的體積主要決定于微粒的多少和分子間的平均距離。在相同的溫度和壓強(qiáng)下氣體分子間的平均距離是相同的，一定數(shù)目氣體分子的體積也是相同的。） 2．氣體摩爾體積 ①氣體摩爾體積的數(shù)值與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)； ②溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，1mol任何氣體的體積都約為一個(gè)定值； ③說明了溫度和壓強(qiáng)以及氣體的物質(zhì)的量共同決定了氣體的體積，而氣體分子本身的大小對(duì)氣體體積的影響很?。? ④氣體摩爾體積比標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積的范圍廣； 3．標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積 ①該物質(zhì)必須是氣態(tài)的，而不是固態(tài)或液態(tài)的； ②不論是純凈氣體，還是混合氣體； ③“約是”由于氣體分子間的作用力即使是在相同條件下也有所不同，分子間的平均距離就會(huì)有所不同，1mol氣體在相同狀況下的體積當(dāng)然會(huì)有所不同； ④標(biāo)準(zhǔn)狀況下任何氣體的氣體摩爾體積為22.4 Lmol－1； ⑤非標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積可能是22.4 Lmol－1，也可能不是22.4 Lmol－1。1 mol氣體的體積若為22.4 L，它所處的狀況不一定是標(biāo)準(zhǔn)狀況，如氣體在273℃和202 kPa時(shí)，Vm為22.4 Lmol－1。 4．阿伏加德羅定律 ①阿伏加德羅定律依然是忽略了氣體分子本身的大小； ②阿伏加德羅定律比氣體摩爾體積的關(guān)系：氣體摩爾體積是阿佛加德羅定律的一種特殊情況；主要是應(yīng)用于不同氣體之間的比較，也可以同一種氣體的比較；被比較的氣體既可以是純凈氣體又可以是混合氣體。 融合與應(yīng)用 例1．(2010四川高考)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(　　) A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L二氯甲烷的分子數(shù)約為NA個(gè) B．盛有SO2的密閉容器中含有NA個(gè)氧原子，則SO2的物質(zhì)的量為0.5 mol C．17.6 g丙烷中所含的極性共價(jià)鍵為4NA個(gè) D．電解精煉銅時(shí)，若陰極得到電子數(shù)為2NA個(gè)，則陽極質(zhì)量減少64 g 解析：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氯甲烷為液體，A錯(cuò)誤；1個(gè)SO2分子中含有的氧原子數(shù)為2個(gè)，故氧原子的物質(zhì)的量為1 mol時(shí)，SO2的物質(zhì)的量為0.5 mol，B正確；17.6 g丙烷的物質(zhì)的量為0.4 mol，而一個(gè)丙烷分子中含有8個(gè)C—H極性共價(jià)鍵，故17.6 g丙烷中含有的極性共價(jià)鍵為3.2 mol，即3.2NA個(gè)極性共價(jià)鍵，C錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)，陽極粗銅中往往含有鐵、鋅等雜質(zhì)，故陽極質(zhì)量減少量小于64 g，D錯(cuò)誤． 答案：B 例2．一定質(zhì)量的液態(tài)化合物XY2與標(biāo)準(zhǔn)狀況下的一定質(zhì)量的O2恰好完全反應(yīng)，化學(xué)方程式為：XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)，冷卻后，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得生成物的體積是672 mL，密度是2.56 g/L，則： （1）反應(yīng)前O2的體積是________． （2）化合物XY2的摩爾質(zhì)量是________． （3）若XY2分子中X、Y兩元素的質(zhì)量比是3∶16，則X、Y兩元素分別為________和________(寫元素符號(hào))． （3）由＝，Mr(X)＋2Mr(Y)＝76， 解得Mr(X)＝12，Mr(Y)＝32，即X為C，Y為S. 答案：(1)672 mL　(2)76 g/mol　(3)C　S 例3．某同學(xué)設(shè)計(jì)了測定氣體摩爾體積的探究實(shí)驗(yàn)，利用氯酸鉀分解制。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻，放入干燥的試管中，準(zhǔn)確稱量試管和藥品的總質(zhì)量為15.95 g； ②連接好實(shí)驗(yàn)裝置，檢查裝置的氣密性； ③加熱，開始反應(yīng)，直到不再有氣體產(chǎn)生為止； ④測量排入量筒中水的體積為285.0 mL，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為279.7 mL； ⑤準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為15.55 g； 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)過程，回答下列問題： （1）如何檢查裝置的氣密性？ 。 （2）以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個(gè)步驟： ①調(diào)整量筒的高度使廣口瓶和量筒內(nèi)的液面高度相同 ②使試管和廣口瓶內(nèi)氣體都冷卻至室溫 ③讀取量筒內(nèi)液體的體積 這三步操作的正確順序是 (請(qǐng)?zhí)顚懖襟E代碼)。 進(jìn)行③的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，若仰視讀數(shù)，則讀取氧氣的體積 (填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。 （3）實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是 mol；實(shí)驗(yàn)測得氧氣的摩爾體積是 (保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。 （3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，產(chǎn)生的質(zhì)量為15.95 g－15.55 g＝0.4 g；)＝＝0.012 5 mol，的摩爾體積為≈22.38 L/mol。 答案： （1）往廣口瓶中注滿水，塞緊橡膠塞，按裝置圖連接好裝置，用手將試管底部焐熱，若觀察到廣口瓶中長玻璃管內(nèi)液面上升，松開手后，過一會(huì)兒長玻璃管內(nèi)的液面下降，則證明該裝置不漏氣 （2）②①③ 偏小 （3）0.012 5 22.38 L/mol 掃描與矯正 【正誤判斷】(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)（每個(gè)判斷2分，共40分） （ ）1．若氣體積摩爾體積為22.4L/mol，則所處條件一定為標(biāo)準(zhǔn)狀況 （ ）2．同溫、同壓下，相同體積的氯氣和氬氣所含的原子數(shù)相等 （ ）3．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L以任意比例混合的氮?dú)夂脱鯕馑脑訑?shù)為NA （ ）4．在一定的溫度和壓強(qiáng)下，各種氣體摩爾體積相等 （ ）5．同種氣體的摩爾體積總是相同的 （ ）6．不同的氣體，若體積不同，則它們所含的分子數(shù)一定不同 （ ）7．在一定的溫度和壓強(qiáng)下，各種氣態(tài)物質(zhì)體積的大小由構(gòu)成氣體的分子數(shù)決定 （ ）8．相同條件下，1 L CO和H2的混合氣體完全燃燒消耗0.5 L O2 （ ）9．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L NO與11.2 L O2充分反應(yīng)后得到的氣體分子數(shù)為NA （ ）10．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.8 g N2和2.8 g CO所含電子數(shù)均為1.4NA （ ）11．常溫常壓下，22.4 L O2所含的原子數(shù)為2NA （ ）12．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24 L H2和C2H2的混合氣體所含分子數(shù)約為0.1NA （ ）13．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L HF所含分子數(shù)為NA （ ）14．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 L辛烷完全燃燒生成CO2 8 L （ ）15．同溫、同壓、同體積的兩種氣體，分子個(gè)數(shù)一定相同，原子個(gè)數(shù)也一定相同 （ ）16．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.12 L16O2和1.12 L 18O2含有相同數(shù)目的氧原子 （ ）17．同溫、同壓、同體積的12C18O和14N2質(zhì)子數(shù)相等，質(zhì)量不等 （ ）18．同溫、同壓下，同體積的任何氣體的質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比也等于密度之比（＝＝） （ ）19．同溫同壓下，任何氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比（＝） （ ）20．任何氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比（＝） 實(shí)訓(xùn)與超越 【7+1模式】 一、選擇題（76分=42分） 1．同溫同壓下，等質(zhì)量的SO2和CO2相比較，下列敘述中正確的是 (　　) A．體積比1∶1 B．體積比16∶11 C．密度比16∶11 D．密度比11∶16 2．下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24 L C6H14中含有的共用電子對(duì)數(shù)為1.96.021023 B．同溫同壓下，原子數(shù)均為6.021023的氫氣和氦氣具有相同的體積 C．0.50 mol的亞硫酸鈉中含有的鈉離子數(shù)為6.021023 D．常溫下，7.1 g Cl2與足量NaOH溶液作用，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.26.021023 3．【2010江蘇，5】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是 (　　) A．常溫下，1 L 0.1 molL－1的NH4NO3溶液中氮原子數(shù)為0.2NA B．1 mol羥基中電子數(shù)為10NA C．在反應(yīng)KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3 mol I2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NA D．常溫常壓下，22.4 L乙烯中C—H鍵數(shù)為4NA 4．NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是 (　　) A．常溫常壓下，46 g的NO2和N2O4混合氣體含有的分子數(shù)為NA B．1 mol Fe粉與1 mol水蒸氣充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 L乙醇完全燃燒產(chǎn)生CO2分子的數(shù)目為2 D．1 mol CH中含有電子數(shù)為10NA 5．設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說法正確的是 (　　) A．78 g過氧化鈉晶體中，含2NA個(gè)陰離子 B．25 ℃時(shí)，1 L pH＝12的Na2CO3溶液中含有Na＋的數(shù)目為0.02NA C．常溫常壓下，28 g CO和N2的混合氣體中含有的分子總數(shù)為NA D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L H2S和SO2的混合氣體中含有的分子總數(shù)為NA 6．NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法正確的是 (　　) A．1 mol Cl2參加的任何反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)都是2NA B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 mL水中含有的分子數(shù)目約為1.24NA C．常溫常壓下，29 g乙基(—C2H5)所含電子數(shù)為13NA D．0.1 mol Na2O2中含有離子總數(shù)為0.4NA 7．NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法不正確的是 (　　) A．將1 mol NH4NO3溶于一定濃度的稀氨水中，溶液呈中性，若不考慮揮發(fā)，溶液中一定含有NA個(gè)NH B．1 molL－1 CH3COOH與1 molL－1CH3COONa溶液等體積混合，溶液中CH3COOH和CH3COO－的總數(shù)為2NA C．常溫常壓下，3.6 g H2O中含有電子數(shù)為2NA D．含有2NA個(gè)氧原子的氧氣與臭氧的混合氣體的質(zhì)量為32 g 二、填空（18分） 8．某學(xué)生利用高錳酸鉀分解制氧氣的反應(yīng)，測定室溫下的氣體摩爾體積，實(shí)驗(yàn)裝置如下。 部分實(shí)驗(yàn)步驟：①裝好實(shí)驗(yàn)裝置；②________________________________________； ③把適量的高錳酸鉀粉末放入干燥的試管中，準(zhǔn)確稱量試管和高錳酸鉀粉末的質(zhì)量為a g；④加熱，開始反應(yīng)，直到產(chǎn)生一定量的氣體；⑤停止加熱；⑥測量收集到的氣體的體積；⑦準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為b g；⑧測量實(shí)驗(yàn)室的溫度?；卮鹣铝袉栴}。 （1）實(shí)驗(yàn)步驟的第②步是________________________________________________________。 （2）以下是測量收集到的氣體的體積時(shí)必須包括的幾個(gè)步驟：①調(diào)整量氣管高度，使其液面高度與水準(zhǔn)管液面高度相平；②使裝置內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；③讀取量氣管中氣體的體積。這三步操作的正確順序是__________(請(qǐng)?zhí)顚懖襟E代號(hào))。 （3）如果實(shí)驗(yàn)中得到的氧氣體積是c L，水蒸氣的影響忽略不計(jì)，則室溫下氣體摩爾體積的計(jì)算式為______________(含a、b、c)。 （4）分析下列因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響(假定其他操作均正確)，并在橫線上填“偏大”、“偏小”或“無影響”。 ①高錳酸鉀未完全分解：__________________________________________________； ②實(shí)驗(yàn)前未將裝置內(nèi)的空氣排出：__________________________________________； ③未恢復(fù)至室溫就讀數(shù)：__________________________________________________。 考點(diǎn)二 氣體摩爾體積 阿伏加德羅定律及推論（答案） 【正誤判斷】 題號(hào) 正誤 解析 1 若氣體積摩爾體積為22.4L/mol,則所處條件不一定為標(biāo)準(zhǔn)狀況，如壓強(qiáng)為大氣壓的2倍，溫度（T）也變?yōu)樵瓉淼?倍，1mol氣體的體積仍為22.4L。 2 氬氣是單原子分子 3 √ 氮?dú)夂脱鯕饩鶠殡p原子分子 4 √ 根據(jù)克拉珀瓏方程進(jìn)行判斷，就可以得出結(jié)論。 5 同種氣體的摩爾體積是否相同，和兩者存在的條件有關(guān)。 6 根據(jù)克拉珀瓏方程進(jìn)行判斷，所含的分子數(shù)可能不同 7 √ 略 8 √ 1 L CO或H2完全燃燒消耗0.5 L O2，所以混合氣體中無論兩者以何比例混合氧氣的體積仍為0.5 L O2。 9 22.4 L NO與11.2 L O2恰好完全反應(yīng)生成22.4LNO2，但NO2部分會(huì)轉(zhuǎn)化為N2O4。 10 √ 略 11 條件若為標(biāo)準(zhǔn)狀況，結(jié)論正確。 12 √ 略 13 HF標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液體 14 標(biāo)準(zhǔn)狀況下辛烷為液體 15 同溫、同壓、同體積的兩種氣體，分子個(gè)數(shù)一定相同，原子個(gè)數(shù)不一定相同， 16 √ 略 17 √ 略 18 √ 略 19 √ 略 20 只有在體積、溫度不變時(shí)氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比。 【7+1模式】 題號(hào) 答案 解 析 1 C 設(shè)SO2和CO2的質(zhì)量各為1 g，則其物質(zhì)的量分別為n(SO2)＝ mol，n(CO2)＝ mol，根據(jù)同溫同壓下，兩種氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，得＝＝∶＝11∶16；根據(jù)同溫同壓下，等質(zhì)量的SO2與CO2的密度與體積成反比，即＝＝16∶11. 2 C A選項(xiàng)中標(biāo)準(zhǔn)狀況下，C6H14為液態(tài)；B選項(xiàng)氫氣為雙原子分子，氦氣為單原子分子；D選項(xiàng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.16.021023。 3 A 1 mol羥基中的電子數(shù)為9NA，B選項(xiàng)不正確；每生成3 mol I2，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5NA，C選項(xiàng)不正確；常溫常壓下，22.4 L乙烯中C—H鍵數(shù)小于4NA，D選項(xiàng)不正確。 4 B A選項(xiàng)中分子數(shù)應(yīng)介于0.5NA～NA之間；B項(xiàng)，3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2,1 mol Fe和1 mol H2O(g)反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e過量，所以1 mol H2O(g)參與反應(yīng)應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol e－；C選項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，乙醇為液體；D選項(xiàng)1 mol CH含有電子數(shù)為8NA。 5 C A選項(xiàng)中78 g Na2O2中應(yīng)含NA個(gè)陰離子；B選項(xiàng)由于c(Na＋)遠(yuǎn)大于c(OH－)，所以1 L pH＝12的Na2CO3溶液中含有Na＋的數(shù)目遠(yuǎn)大于0.02NA；D選項(xiàng)由于2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L H2S和SO2的混合氣體中含有的分子總數(shù)不是NA。 6 B A選項(xiàng)中1 mol Cl2參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)可以為2NA、NA或小于NA；B選項(xiàng)N＝NA≈1.24NA正確；C選項(xiàng)1 mol —C2H5中含有電子數(shù)為17NA； D選項(xiàng)0.1 mol Na2O2中含有離子總數(shù)為0.3NA。 7 B A選項(xiàng)根據(jù)電荷守恒可以判斷NH數(shù)目與NO數(shù)目相等；B選項(xiàng)等體積混合并不一定是得到2 L溶液；C選項(xiàng)質(zhì)量與狀況無關(guān)。 8 （1）檢查裝置氣密性　 （2）②①③ （3） Lmol－1　 （4）①無影響　 ②無影響　 ③偏大 （1）實(shí)驗(yàn)之前要檢驗(yàn)裝置氣密性； （3）設(shè)室溫下的氣體摩爾體積為Vm，由反應(yīng)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑可知，生成的O2的質(zhì)量為(a－b) g，則＝，故Vm= Lmol-1。 （4）①因?yàn)橛?jì)算式中運(yùn)用的是反應(yīng)前后的質(zhì)量差，因此高錳酸鉀是否完全分解對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響；③未恢復(fù)至室溫，則氣體體積偏大，即c偏大，故Vm偏大。 10