可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
[应用体验]
1.(1)标准状况下,任何气体的摩尔体积均为22.4 L/mol,能否说明气体的摩尔体积为22.4 L/mol时一定处于标准状况下?为什么?
(2)任何物质在同温同压下,1 mol物质所占的体积一定相同吗? [提示] (1)不一定。若升高温度增大压强,气体体积可能不变。 (2)不一定。
2.如图所示三只气球,其中A、B的体积均为1.12 L,则A、B中气体的物质的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”);标准状况下,A、B气球中的分子个数比是________;在相同温度和压强下,A、C气球中气体的质量相同,则两气球的体积之比是________。
[提示] 不一定 1∶1 2∶1
[考点多维探究]
角度1 气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的含义 1.下列说法正确的是________(填序号)。
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约为22.4 L ②标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约是22.4 L ③常温常压下,36.5 g HCl气体的物质的量为1 mol ④常温常压下,1 mol NH3的体积大于22.4 L
⑤同温同压下,11.2 L Cl2和11.2 L SO2气体含有的原子数相同 ⑥标准状况下,18 g H2O的体积为22.4 L
⑦同温同压下,5 L氧气与5 L氖气含有的原子数相同 ⑧同温同压下,质量相同的氧气和臭氧的体积相同
[解析] ①项,未指明气体;⑤项,Cl2与SO2分子中含有的原子数不同;⑥项,标况下,H2O为非气体;⑦项,O2与Ne含有的原子数不同;⑧项,氧气与臭氧的构成不同,质量相同时物质的量不同,体积不同。
[答案] ②③④
2.一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子构成,下列有关说法中不正确的是( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下,该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L C.该气体中每个分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L A [若为标准状况,6.02×1023个气态分子的体积应为22.4 L,不是30 L。]
(1)涉及体积数值时要注意气态、温度和压强(0 ℃、101 kPa)能否使用“22.4 L/mol”。
(2)涉及体积比时要注意同温同压条件。 角度2 阿伏加德罗定律及其推论的应用
3.(2017·长沙模拟)等温等压下,质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,下列叙述中正确的是( )
A.体积之比13∶13∶14 B.密度之比14∶14∶13 C.质量之比1∶1∶1 D.原子数之比1∶1∶1
B [质子数相等的CO、N2、C2H2的物质的量之比为1∶1∶1。]
4.(2017·哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )
A.充入的CO分子数比CO2分子数少 B.甲容器的体积比乙容器的体积小 C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小 D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
D [质量相同的CO和CO2的物质的量之比为11∶7,在温度和压强相同时体积比为11∶7,但摩尔体积相同。]
5.在一定温度下,向一固定容积的密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生反应,达到平衡时,N2的转化率为25%,则反应前后的压强之比为________。
[解析] N2 + 3H2
2NH3
起始: 1 mol 3 mol 0 转化: 0.25 mol 0.75 mol 0.5 mol 平衡: 0.75 mol 2.25 mol 0.5 mol p前n前1+38故:===7。
p后n后0.75+2.25+0.5[答案] 8∶7
角度3 以“物质的量”为核心的计算
6.NA代表阿伏加德罗常数。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为a g,则
该混合物( )
【导学号:95812001】
a
A.所含共用电子对数目为(7+1)NA aNA
B.所含碳氢键数目为7 33.6a
C.燃烧时消耗的O2一定是14L
aNA
D.所含原子总数为14 B [同质量的C2H4或C3H6中所含共用电子对数目或碳氢键数目相等,故可知14 g混合物中含有共用电子对数目、碳氢键数目分别为3NA、2NA。a g混合3a2aaNA物中含有共用电子对数目为14NA;a g混合物中含有碳氢键数目为14NA=7;不知反应所处的温度、压强,无法求算反应消耗氧气的体积;二者最简式相同,3aNA
均为CH2,因此a g混合物中所含原子总数为14。]
7.(1)设阿伏加德罗常数为NA,标准状况下,某O2和N2的混合气体m g含有b个分子,则n g该混合气体在相同状况下所占的体积是________L。
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为________。
(3)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
①若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。
②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________。
③在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________。
mmNA
[解析] (1)M=b g/mol=b g/mol,
NA
n22.4nb
V=mN×22.4 L=mN L。
A
A
b(2)M=
1.92 g
0.672 L=64 g/mol。 22.4 L·mol-1
(3)因为NH4HCO3(s)===NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) m
①M(混)=2d?n(混)=2d mol, ?M(NH4HCO3)=2d×3=6d g·mol-1。 ②M(混)=22.4ρ g·mol-1。
③n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%, M(混)=17a%+44b%+18c%。 22.4nb
[答案] (1)mN (2)64
Am
(3)①2d mol 6d g·mol-1 ②22.4ρ g·mol-1 ③17a%+44b%+18c%
求气体的摩尔质量M的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。 (2)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。 (3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%指混合物中各成