第一講 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積
【內(nèi)容與解析】
本節(jié)復習的內(nèi)容是物質(zhì)的量與氣體摩爾體積指的是摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)的含義以及相關的計算，其核心是物質(zhì)的量的概念與有關物質(zhì)的量的計算,理解它關鍵就是要物質(zhì)的量是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁摩爾質(zhì)量的單位，化學中的7個運算公式。本節(jié)是堂復習，所以以學生的自主學習為主。通過完成自主復習得出學生對這一講的一些印象，通過主要例題的講解讓學生的知識得到升華。
【目標與解析】
1．目標
（1）.了解物質(zhì)的量的單位——摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)的含義。
（2）．根據(jù)物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目、氣體體積(標準狀況下)之間的相互關系與有關計算。
2．目標解析
（1）.了解物質(zhì)的量的單位——摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)的含義。就是指這里出現(xiàn)的幾個物理量，以及它們的相關公式也就是他們間的相互聯(lián)系。
（2）．根據(jù)物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目、氣體體積(標準狀況下)之間的相互關系與有關計算。就是指微粒數(shù)、氣體的體積與物質(zhì)的量間的關系。
【問題診斷分析】
在本節(jié)的教學中，學生可能遇到的問題是公式的靈活運用，產(chǎn)生這一問題的原因是學生對有些思考難度的問題就不去理解它，也就不知道如何思考。要解決這一問題，就要在記住公式的基礎上再去更多的訓練運用這些公式，其中關鍵是通過做一些典型的例題與變式練習讓學生形成對這類問題的解題方式。
【教學過程】
學生前預習
一、物質(zhì)的量
1．物質(zhì)的量
物質(zhì)的量是國際單位制中7個基本物理量之一。
(1)符號：n。
(2)單位：摩爾，簡稱摩，用mol表示。
2．阿伏加德羅常數(shù)
(1)概念：把含有6.02×1023個粒子的任何粒子集體計量為1 mol,6.02×1023叫做阿伏加德羅常數(shù)。
(2)符號：NA。
(3)物質(zhì)的量(n)、阿伏加德羅常數(shù)(NA)與微粒數(shù)(N)間的關系為：n＝NNA。
3．摩爾質(zhì)量
(1)概念：單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。
(2)符號：。
(3)單位：g•mol－1或kg•mol－1。
(4)當摩爾質(zhì)量以g•mol－1為單位時，在數(shù)值上與物質(zhì)的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等。
(5)物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量間的關系為：n＝m。
二、氣體摩爾體積、阿伏加德羅定律
1．氣體摩爾體積
(1)定義：單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積。
(2)符號：Vm
(3)單位：L•mol－1或m3•mol－1
(4)氣體摩爾體積概念的要點
①物質(zhì)的聚集狀態(tài)必須是氣態(tài)，不適用于固體、液體。 ②物質(zhì)的量必須為1_mol。
③必須指明氣體所處的外界條，即溫度、壓強。
2．氣體摩爾體積大小的影響因素
決定氣體摩爾體積大小的主要因素是：氣體分子間的平均距離。其影響因素主要有溫度、壓強。
標準狀況下氣體摩爾體積概念剖析：
(1)四條溫度：273 壓強：1.01×105 Pa基準：1 mol物質(zhì)對象：氣體(任何一種單一組分的氣, 體或不相互反應的混合氣體)
(2)結論：約22.4_L•mol－1。 (3)單位：L•mol－1。
3．阿伏加德羅定律
當溫度和壓強一定時，氣體分子間平均距離一定，一定物質(zhì)的量的氣體的體積一定。所以在相同溫度和壓強下，相同體積的任何氣體，都含有相同數(shù)目的分子，這就是阿伏加德羅定律。

三、網(wǎng)絡構建

問題1、以物質(zhì)的量為核心的計算

注意：①突出物質(zhì)的量這一核心，它是其他物理量之間換算的紐帶和橋梁，通常模式是：一個物理量物質(zhì)的量另一個物理量。
②注意換算過程中各物理量的單位要對應準確。
③n、Vm、V(g)之間換算時，氣體摩爾體積務必明確是何種狀況下的，不可一律取22.4 L•mol－1(除非標準狀況)。
④不同狀況下，相同物質(zhì)，狀態(tài)可能不同。
【例1】　設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，如果a g某氣態(tài)雙原子分子的分子數(shù)為p，則b g該氣體在標準狀況下的體積V(L)是(　　)
A.22.4apbNA　 B.22.4abpNA C.22.4NAbbNA D.22.4pbaNA
[解析]　a g該氣態(tài)雙原子分子的分子數(shù)為p，則b g該氣態(tài)雙原子分子的分子數(shù)為bpa，b g該氣態(tài)雙原子分子的物質(zhì)的量為bpaNA(mol)，則b g該氣體在標準狀況下的體積為22.4pbaNA(L)。
[答案]　D
[點評]　本類計算題往往以物質(zhì)的量為中心展開，而且一般涉及到兩個或三個基本公式聯(lián)合應用才能解答出，故一定要熟知n＝NNA＝m＝c×V，并能夠熟練使用其變式。
變式1　下列選項中所涉及的兩個量一定相等的是(　　)
A．11.2 L Cl2與4.25 g NH3所含有的原子數(shù) B．18.0 g重水(D2O)與20 g Ne所含有的電子數(shù)
C．標準狀況下36 g H2O與1.204×1024個O2分子所占的體積
D．等物質(zhì)的量的Al分別與足量的鹽酸、NaOH溶液反應轉(zhuǎn)移的電子數(shù)
解析：A項中11.2 L Cl2是什么條下的體積并未說明，所以無法確定Cl2的物質(zhì)的量；B項中D2O的相對分子質(zhì)量為20,18.0 g D2O的物質(zhì)的量為18.0 g20.0 g•mol－1＝0.9 mol，所含電子數(shù)為0.9×10NA＝9NA，而20 g Ne中所含電子數(shù)為10NA；C項中兩物質(zhì)的物質(zhì)的量雖然相等，但在標準狀況下狀態(tài)不同。
答案：D
問題2、阿伏加德羅定律及其推論
1.阿伏加德羅定律
同溫同壓同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。
注意：對阿伏加德羅定律的理解要明確三點：①使用范圍：氣體；②三個“同”條下，才能分子數(shù)相同；③氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的特例。
2．阿伏加德羅定律的重要推論
根據(jù)阿伏加德羅定律及氣態(tài)方程，限定不同的條，便可得到阿伏加德羅定律的多種形式，熟練掌握它們，在解答有關問題時，可達到事半功倍的效果。
(1)同溫同壓下，氣體的分子數(shù)與其體積成正比：T、p相同，n1n2＝V1V2。
(2)溫度、體積相同的氣體，壓強與其分子數(shù)成正比：T、V相同，p1p2＝n1n2。
(3)同溫同壓下，氣體的密度與其相對分子質(zhì)量成正比：T、p相同，ρ1ρ2＝12。
【例2】　在三個密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體，當它們的溫度和密度都相同時，這三種氣體的壓強(p)從大到小的順序是(　　)
A．p(Ne)>p(H2)>p(O2) B．p(O2)>p(Ne)>p(H2) C．p(H2)>p(O2)>p(Ne) D．p(H2)>p(Ne)>p(O2)
[解析]　解法一：根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知，當氣體的溫度和密度都相同時，氣體的壓強和摩爾質(zhì)量成反比，因摩爾質(zhì)量(H2)<(Ne)<(O2)，故有p(H2)>p(Ne)>p(O2)。
解法二：根據(jù)氣體定律pV＝nRT＝mRT/，變形為p＝ρRT。當它們的溫度和密度都相同時，壓強(p)與摩爾質(zhì)量成反比。已知Ne、H2、O2的摩爾質(zhì)量依次是20 g/mol、2 g/mol、32 g/mol，故壓強(p)從大到小的順序是p(H2)>p(Ne)>p(O2)。
[答案]　D
[點評]　阿伏加德羅定律的推論可由氣體狀態(tài)方程和相關概念推導，不必死記。
變式2　(2010•江蘇口岸中學月考)在兩個密閉容器中，分別充有質(zhì)量相同的甲、乙兩種氣體，若兩容器的溫度和壓強均相同，且甲的密度大于乙的密度，則下列說法正確的是(　　)
A．甲的相對分子質(zhì)量比乙的相對分子質(zhì)量小 B．甲的摩爾體積比乙的摩爾體積小
C．甲的分子數(shù)比乙的分子數(shù)少 D．甲中所含的原子數(shù)比乙中所含的原子數(shù)少
答案：C
備選習題
1.下列說法中，正確的是(　　)
A．硫酸的摩爾質(zhì)量是98 g B．1 mol水的質(zhì)量是18 g•mol－1
C．氯化氫的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于它的相對分子質(zhì)量 D．22 g二氧化碳的物質(zhì)的量是0.5 mol
解析：摩爾質(zhì)量的單位是g•mol－1，質(zhì)量的單位是g，故選項A、B都是錯誤的；氯化氫的摩爾質(zhì)量，以g•mol－1為單位時，才在數(shù)值上等于它的相對分子質(zhì)量，選項C也是錯誤的。
答案：D
2．(2010•江西師大附中)如圖所示，兩個連通容器用活塞分開，左右兩室(體積相同)各充入一定量NO和O2，且恰好使兩容器內(nèi)氣體密度相同。打開活塞，使NO與O2充分反應。下列判斷正確的是(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)(　　)

A．開始時左右兩室分子數(shù)相同 B．反應前后NO室壓強相同
C．最終容器內(nèi)密度與原相同 D．最終容器內(nèi)無O2存在
解析：由左右兩室體積相同，兩容器內(nèi)氣體密度相同可知，兩容器中氣體的質(zhì)量一定相等，而NO和O2的摩爾質(zhì)量不相等，故其物質(zhì)的量不相等，開始時左右兩室分子數(shù)不相同，故A錯誤。由于反應前后NO室的氣體物質(zhì)的量要減小，故壓強要減小，B錯誤。由于NO與O2反應，O2過量，故最終容器內(nèi)有O2存在，D錯誤。
答案：C
3．(2010•長春市調(diào)研)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(　　)
A．1 mol Na2O2與水完全反應時轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為NA
B．標準狀況下，22.4 L水中含有水分子的數(shù)目為NA
C．將0.1 mol FeCl3水解制成膠體，所得膠體粒子數(shù)為0.1NA
D．1 L 0.1 mol•L－1乙酸中H＋數(shù)為0.1 NA
解析：1 mol Na2O2與水完全反應時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA，A對；標準狀況下水為液體，22.4 L水的物質(zhì)的量不為1 mol，B錯；由0.1 mol FeCl3制得的膠體所含膠體粒子數(shù)小于0.1NA，C錯；乙酸為弱電解質(zhì)，只能部分電離，1 L 0.1 mol/L乙酸中H＋數(shù)小于0.1NA，D錯。
答案：A
4．1 g N2中含有x個原子，則阿伏加德羅常數(shù)是(　　)
A．x/28 mol－1　 B．x/14 mol－1 C．14x mol－1 D．28x mol－1
解析：N2的摩爾質(zhì)量為28 g/mol,1 g N2的物質(zhì)的量為n(N2)＝1 g28 g/mol＝1/28 mol，N的物質(zhì)的量為：n(N)＝2n(N2)＝2×128 mol＝1/14 mol，阿伏加德羅常數(shù)為：NA＝N(N)n(N)＝x÷114 mol＝14x mol－1。
答案：C
5．只給出下列甲中和乙中對應的量，可以組成一個求物質(zhì)的量的公式的是(　　)
①②③④⑤
甲物質(zhì)粒
子數(shù)標準狀況下氣
體摩爾體積固體
體積非標準狀況下
物質(zhì)的質(zhì)量溶質(zhì)質(zhì)
量分數(shù)
乙 阿伏加德
羅常數(shù)標準狀況下
氣體體積固體
密度物質(zhì)的摩
爾質(zhì)量溶液
體積
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②⑤
解析：①中n＝NNA正確；②n＝VVm也正確；③中由固體的ρ和V只能求得固體的質(zhì)量；④中n＝m正確；⑤由w和V(aq)無法求n，因為n＝cV(aq)。
答案：C
6．(1)0.3 mol NH3分子中所含氫原子數(shù)與________個H2O分子中所含氫原子數(shù)相等。
(2)含0.4 mol Al3＋的Al2(SO4)3中所含的SO2－4的物質(zhì)的量是________。
(3)已知16 g A和20 g B恰好完全反應生成0.04 mol C和31.76 g D，則C的摩爾質(zhì)量為________。
(4)2.3 g Na中含________mol e－，在跟足量水反應中失去________mol e－。
(5)如果a g某氣體中含有的分子數(shù)為b，則c g該氣體在標準狀況下的體積是(設NA為阿伏加德羅常數(shù))________。
解析：(1)0.3 mol NH3含氫原子0.9 mol，與0.45 mol H2O分子所含氫原子數(shù)相同，其個數(shù)為0.45×6.02×1023＝2.709×1023。(2)含0.4 mol Al3＋的Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為0.2 mol，含SO2－4 0.6 mol。(3)0.04 mol C的質(zhì)量為16 g＋20 g－31.76 g＝4.24 g，故C的摩爾質(zhì)量為4.24 g0.04 mol＝106 g/mol。(4)2.3 g Na的物質(zhì)的量為0.1 mol，含1.1 mol e－，與足量水反應失去0.1 mol e－。
(5)a g氣體所占的體積為bNA×22.4 L，則c g該氣體所占的體積為22.4bcaNAL。
答案：(1)2.709×1023　(2)0.6 mol(3)106 g/mol　(4)1.1　0.1　(5)22.4bcaNAL

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