題目列表(包括答案和解析)
6.在密閉容器中盛有H2、O2、Cl2的混合氣體,通過電火花使這三種氣體恰好完全反 應(yīng),冷卻得到的溶液,其溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.9%,則容器內(nèi)H2、O2、Cl2的體積比為 ( )
A.9:4:1 B.9:2:4
C.11:5:1 D.9:4:2
答案:[C提示:因發(fā)生反應(yīng):H2+Cl2= 2HCl,2H2+O2=2H2O,由于氣體體積比等于反應(yīng)的化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)比,由恰好完全反應(yīng)可知,有n(H2)=n(Cl2)+2n(O2)成立,故A、C兩項可能滿足題意,排除B、D兩項.A項中產(chǎn)生的HCl與H2O的物質(zhì)的量之比為1:4,形成的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
>28.9%;而C項中產(chǎn)生的HCl與H2O的物質(zhì)的量比為1:5,形成的溶液中溶質(zhì) 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
×100%=28.9%,故C項正確]
5.將H2、O2、N2三種氣體分別充入三個相同的密閉容器中,當(dāng)它們的溫度、密度完全相同時,這三種氣體的壓強(p)大小順序為 ( )
A.p(H2):p(O2)=p(N2) B.p(O2)>p(N2)>p(H2)
C.p(H2)>p(N2)>p(O2) D.無法判斷
答案:C[提示:由于同溫且密度相同,由密度定義ρ=mV可知,當(dāng)容器容積相等時,氣體質(zhì)量相等,則氣體物質(zhì)的量關(guān)系為:n(H2)>n(N2)>n(O2),由阿伏加德羅定律的推論可知C項正確]
4.在一定條件下,Cl2與NH4Cl發(fā)生反應(yīng):xCl2+yNH4Cl=yNClx+(x+y)HCl.已知當(dāng)消耗6.72L Cl2時(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),生成0.1mol氮的氯化物,則該氯化物的化學(xué)式為 ( )
A.NCl2 B.NCl3 C.NCl4 D.NCl5
答案:B[提示:當(dāng)消耗0.3mol Cl2時生成0.1mol氮的氯化物,由阿伏加德羅定律可知,有反應(yīng)關(guān)系:3Cl2+yNH4Cl=NClx+(x+y)HCl;由N元素守恒可知y=1;由H元素守恒可知x=3,故B項正確]
3.下列說法中,正確的是 ( )
A.1 mol CO和1 mol N2所含分子數(shù)相等,質(zhì)量也相等,所以它們所占的體積相同
B.22.4L H2和71 gCl2,恰好完全反應(yīng)生成HCl
C.1 mol H2S和1 molH2O在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都約為22.4 L
D.非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol某氣體的體積可能是22.4L
答案:D[提示:因為A項中沒有指明條件是否相同,故不正確,B項中沒有指明H2的狀態(tài),故不能判定22.4 L H2是否為1 mol,故不一定恰好完全反應(yīng);在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,H2O為液態(tài),故C項也不正確;由氣體的摩爾體積可知,非標(biāo)準(zhǔn)狀況下1 mol氣體的體積可能為22.4 L,也可能不是22.4 L,故D項正確.本題會因沒有注意氣體的條件和H2O在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的狀態(tài)而出錯]
2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,m g氣體A與n g氣體B所含分子數(shù)相同,下列說法中,不正確的 是 ( )
A.氣體A與氣體B的式量之比為m:n
B.同質(zhì)量氣體A與氣體B的分子數(shù)之比為n:m
C.同溫同壓下,氣體A與氣體B的密度之比為n:m
D.相同狀況下,同體積氣體A與氣體B的質(zhì)量之比為m:n
答案:C[提示:因m gA與n g B的分子數(shù)相等,由n=
,可知
=
,故A項正確;同質(zhì)量A、B的分子數(shù)之比等于式量的反比,故B項正確;由阿伏加德羅定律的推論可知C項不正確,而D項正確。本題會因粗心或急于求成而出錯]
阿伏加德羅定律及其推論
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隨堂練習(xí) 知識鞏固
1.下列各物質(zhì)的物質(zhì)的量不能肯定是1 mol的是( )
A.23 g金屬鈉中所含的鈉原子數(shù)
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下17g氨氣
C. 22.4 LNO氣體
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下10 L氧氣和12.4 L氮氣的混合物
答案:C[提示:Na的摩爾質(zhì)量為23 g/mol,故23 gNa的物質(zhì)的量為1 mol;同理17 g NH3的物質(zhì)的量也為1 mol;22.4L NO氣體沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,故不能肯定其物質(zhì)的量為1 mol;10 L O2與12.4 L N2的混合物體積為22.4 L,故在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其物質(zhì)的量為1 mol]
物質(zhì)的體積![]()
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5.00mol O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
V(O2)=n(O2)×Vm=5.00 mol×22.4 L/mol=112 L.
答:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,含分子數(shù)是3.01×1024的氧氣的體積為112 L.
0.5 (116-114)g
M=28.
解法3:因同溫同壓下,同體積的容器中所盛氣體的物質(zhì)的量相等,所以氣體的質(zhì)量越小,其相對分子質(zhì)量就越小.由題意知氣體X的質(zhì)量小于O2的質(zhì)量,故氣體X的相對分子質(zhì)量也應(yīng)小于O2的相對分子質(zhì)量,故不必計算可知答案為A.
答案:A
又如:相同條件下,由H2、N2、CO2等體積混合得到的混合氣體中,CO2的質(zhì)量為W g,這種混合氣體的質(zhì)量為 ( )
A.
B.
C.
D. ![]()
(分析)
由阿伏加德羅定律的推論可知,同溫、同壓、同體積時,氣體質(zhì)量與式量成正比,即![]()
,故m(N2)=
同理,m(H2)=
g,所以總質(zhì)量為:![]()
答案:A
(4)推論Ⅳ:同溫、同壓、同質(zhì)量時,氣體的體積與式量成反比.
數(shù)字表達(dá)式:
物理模型:同溫、同壓下,兩個裝有相同質(zhì)量的不同氣體的集氣瓶(如圖3-11所示).
例如:1體積SO2和3體積空氣混合后,在450℃以上通過催化劑V2O5,發(fā)生如下反應(yīng):
若同溫、同壓下測得反應(yīng)前后混合氣體的密度之比為0.9:1,則反應(yīng)消耗的 SO2是原有SO2的______.
(分析) 對純氣相反應(yīng)來說,反應(yīng)前后的總質(zhì)量是相同的,故此題為同溫、同壓、同質(zhì)量的情況,由阿伏加德羅定律的推論應(yīng)有:
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設(shè)反應(yīng)消耗的SO2的體積為x,則
ΔV
2 1 2 3-2=1
X
x
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x=0.8.
故
100%=80%.
答案:80%
又如:O2和O3的混合氣體2 L,若在同溫、同壓下,O3全部轉(zhuǎn)化為O2后體積變?yōu)?.2 L,則原混合氣體的平均式量為 ( )
A.40 B.36.7 C.35.2 D.43.7
(分析) 由阿伏加德羅定律的推論可知,同溫、同壓、同質(zhì)量時,氣體的體積與式量成反比. ![]()
答案:C
[說明] 以上阿伏加德羅定律的推論完全不必死記硬背,都可以從理想氣體狀態(tài)方程(pV=nRT=
RT)推導(dǎo),將化學(xué)和物理知識綜合運用,不過此方程目前可只作了解,待高二物理講完再用.
知識點2 關(guān)于氣體摩爾體積的計算(重點)
重要公式及解析
Ⅰ單一公式
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該公式表達(dá)了任意狀況下,任意種類的氣體的體積、物質(zhì)的量、摩爾體積三者之間的換算關(guān)系,但在應(yīng)用時,V和Vm必須是在同溫、同壓下的值,且氣體體積的單位要相同.由于Vm的值不確定,該公式用處不大.
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該公式是公式(1)的特定情況,它適用于標(biāo)準(zhǔn)狀況下的任意種類的氣體的體積和物質(zhì)的量之間的換算,在應(yīng)用時,V和Vm必須是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的值,且氣體體積的單位要相同.
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該公式適用于任意狀況下任何種類的物質(zhì)的質(zhì)量、體積和密度三者之間的換算,在中學(xué)化學(xué)中,主要用于氣體和液體的相關(guān)計算.
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該公式是公式(3)的一種特定情況,它適用于標(biāo)準(zhǔn)狀況下的任意種類的氣體的摩爾質(zhì)量和密度二者之間的換算.
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該公式表達(dá)的是任意狀況萬的任意種類的兩種氣體的密度之比.
混合氣體本來無相對分子質(zhì)量可言,但對組成一定的混合氣體來說,可以根據(jù)各組分的摩爾質(zhì)量來計算平均摩爾質(zhì)量;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量在數(shù)值上等于混合氣體的平均摩爾質(zhì)量(g/mol).
例如:某常見氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g/L,填寫下列空白:
(1)該氣體的相對分子質(zhì)量為________.
(2)若氣體的化學(xué)式為A2,其名稱為________;若該氣體的化學(xué)式為AB,其名稱為______.
(分析) 根據(jù)式ρ=
,得M=28 g/mol,對應(yīng)的常見氣體有 N2和CO.
答案:(1)28 (2)氮氣;一氧化碳
又如:1 mol氧氣(O2)在放電后有30%轉(zhuǎn)化為臭氧(O3),則放電后的混合氣體對氫氣的相對密度是 ( )
A.16.0 B.17.8 C.18.4 D.35.6
(分析) 根據(jù)阿伏加德羅定律可以推出:相對密度D=
,若能把放電后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量求出,則此題就迎刃而解了.
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3 2
1 mol×30% n(O3)
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未反應(yīng)的n(O2)=1 mol-1 mol×30%=0.7 mol,
反應(yīng)后,混合氣體的物質(zhì)的量n(混)=0.2mol+0.7mol=0.9mol,
所以
(混)=
35.6g/mol,
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答案:B
再如:空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)是:N2為78%,O2為21%,CO2為1%,求空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度.
(分析)可先計算出空氣的平均摩爾質(zhì)量,在特定條件--標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol混合氣體的體積為22.4L,則可計算混合氣體的密度.
解:
(空氣)=28g/mol×78%+32g/mol×21%+44g/mol×1%=29g/mol.
標(biāo)準(zhǔn)狀況下,ρ(空)= ![]()
答:空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.29g/L.
[說明]在標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的密度,這實際隱含了兩層意思:一是空氣的體積為22.4L;二是要求1 mol空氣(22.4L)的平均摩爾質(zhì)量.求氣體平均摩爾質(zhì)量的公式為
=M1×V1%+M2×V2%+…+Mi×Vi%.
Ⅱ復(fù)合公式
的復(fù)合:
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常用于標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的質(zhì)量和體積之間的換算.
的復(fù)合:
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常用于標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的分子數(shù)和體積之間的換算.
例如:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,測得1.92g某氣體的體積為672mL,計算此氣體的相對分子質(zhì)量.
(分析)本題在課本中是應(yīng)用公式
和
求解的,實際上,該題還可以應(yīng)用復(fù)合公式
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解:標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mL氣體的物質(zhì)的量為:
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該氣體的摩爾質(zhì)量為:M=
=64.0g/mol,
即該氣體的相對分子質(zhì)量為64.0.
答:此氣體的相對分子質(zhì)量為64.0.
[注意]該題的計算結(jié)果應(yīng)保留3位有效數(shù)字.
又如:含分子數(shù)是3.01×1024的氧氣,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少?
解:3.01×1024個O2的物質(zhì)的量為
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3.歸納1mol不同固態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)體積的特點并分析其形成差異的主要原因
Ⅰ對于固態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)來說,1 mol不同物質(zhì)的體積一般是不同的(如圖3-2所示).
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Ⅱ決定物質(zhì)的體積大小有三大因素.
(1)物質(zhì)粒子數(shù)的多少.
(2)物質(zhì)粒子之間距離的大小.
(3)物質(zhì)粒子的大小(直徑為d).
Ⅲ形成差異的主要原因.
構(gòu)成液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)的粒子間的距離是很小的,在粒子數(shù)相同的條件下,固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于原子、分子或離子本身的大。挥捎跇(gòu)成不同,物質(zhì)的原子、分子或離子的大小也是不同的,所以它們1 mol的體積也就有所不同(如圖 3-3所示).
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知識詳解
知識點1 氣體摩爾體積(重點、難點)
Ⅰ決定氣體體積大小的主要因素
(1)決定氣體所含有的分子數(shù)(或氣體的物質(zhì)的量).
在一定溫度,一定壓強下,氣體中所含的分子數(shù)目(或物質(zhì)的量)越多,氣體的體積就越大.
(2)分子的直徑和分子之間的距離.
一般來說,氣體分子的直徑約為0.4 nm,而分子之間的距離則約為4 nm,即分子之間的距離約是分子直徑的10倍.因此,當(dāng)分子數(shù)目相同時,氣體體積的大小主要決定于氣體分子之間的距離,而不是分子本身體積的大小(如圖3-4所示).
思維拓展 如圖3-5與圖3-6所示,討論氣體分子之間的距離受哪些因素的影響?是怎樣影響的?
點撥 受溫度和壓強的影響。一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度升高時,氣體分子之間的距離增大,體積變大,當(dāng)溫度降低時,氣體分子之間的距離減小,體積變;當(dāng)壓強增大時,氣體分子之間的距離減小,體積變小,當(dāng)壓強減小時,氣體分子之間的距離增大,體積變大;當(dāng)溫度和壓強一定時,氣體分子之間的平均距離大小幾乎是一定值,故粒子數(shù)是一定值,其體積是一定值.
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[注意]要比較一定質(zhì)量氣體的體積,就必須要在相同的溫度和壓強下進(jìn)行才有意義.
、1 mol不同氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積(見下表)
1 mol不同氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積
|
物質(zhì) |
1 mol該物質(zhì)的質(zhì)量 |
密度 |
1 mol該物質(zhì)所具有的體積 |
|
H2 |
2.016g |
0.0899g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) |
22.4L |
|
O2 |
32.00g |
1.429g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) |
22.4L |
|
CO2 |
44.01g |
1.977g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) |
22.3L |
結(jié)論:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1
mol任何氣體所占的體積都約為22.4 L.
Ⅲ氣體摩爾體積
(1)概念:單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積.
(2)符號:Vm.
(3)計算關(guān)系式:Vm=
.
(4)單位:L/mol或m3/mol.
(5)特定條件(標(biāo)準(zhǔn)狀況)下的數(shù)值22.4 L/mol或2.24×10-2m3/mol(如圖3-7所示).
(6)對象:氣體中任何一種單一組分的氣體或不相互反應(yīng)的混合氣體.
(7)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積,與常溫、常壓下固、液體摩爾體積的比較與分析(見下表).
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標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積(L/mol) |
常溫、常壓下,固、液體摩爾體積(cm3/mol) |
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體積比較 |
體積近似,約為22.4
L/mol |
體積各異 |
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分析 |
特點 |
氣體粒子大小<粒子間平均距離 |
固、液體粒子大小>粒子間平均距離 |
|
影響體積的因素 |
粒子間的平均距離 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,各種氣體的粒子間平均距離近似,故體積近似 |
粒子的大小 常溫、常壓下,各固、液態(tài)的粒子的大小各異,故體積各異 |
思維誤區(qū) 氣體摩爾體積的特定值約是22.4L/mol,該數(shù)值與氣體物質(zhì)的量、溫度和壓強三者的任意一項都有直接的關(guān)系,觀察下表中的數(shù)值并思考整理,正確理解“22.4 L/mol”的含義.
|
氣體物質(zhì)的量 |
氣體溫度 |
氣體壓強 |
氣體體積 |
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1 mol |
0℃ |
101 kPa |
22.4L |
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1 mol |
40℃ |
101 kPa |
25.7L>22.4L |
|
1 mol |
0℃ |
2×101kPa |
11.2L<22.4 L |
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2 mol |
0℃ |
101 kPa |
44.8L>22.4L |
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1 mol |
40℃ |
116 kPa |
22.4L |
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0.5mol |
0℃ |
50.5kPa |
22.4L |
點撥 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol任何氣體的體積都(約)為22.4 L,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積(約)為22.4 L/mol;在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol任何氣體的體積不一定為22.4 L,但也有可能為22.4 L的氣體摩爾體積(約)為22.4 L/mol;在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol任何氣體的體積不一定為22.4L,但也有可能為22.4 L.
[說明]在回答有關(guān)概念性的問題時,“22.4L”或“22.4L/mol”之前要加一個“約”字,在解答有關(guān)計算的問題時,這個“約”字可以略去.氣體摩爾體積描述的對象,可以是任何一種單一組分的氣體或不相互反應(yīng)的混合氣體.
例如:下列說法中,正確的是 ( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的體積都約為22.4 L
B.H2的氣體摩爾體積約為22.4 L
C.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol H2和1 mol H2O所占的體積都約為22.4L
D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L由N2和N2O組成的混合氣體中所含有的N的物質(zhì)的量約為2 mol
(分析) 本題主要考查對氣體摩爾體積的理解和應(yīng)用能力.
A項中沒有明確溫度和壓強,無法比較,無法確定氣體的體積;B項中氣體摩爾體積的單位不是“L”,而是“L/mol”或“m3/mol”;C項中在標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2O為冰狀,1 mol冰的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于22.4 L;D項中該氣體的物質(zhì)的量約為1 mol,再結(jié)合N2、N2O的分子組成可知,N的物質(zhì)的量約為2 mol.
答案:D
又如:下列敘述中,不正確的是 ( )
A.1 mol任何氣體所占的體積,都約為22.4L.
B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,任何氣體的摩爾體積都約為22.4 L
C.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 L任何氣體所含該氣體的粒子數(shù)約為
×6.02×1023
D.0.1 mol CO,0.2mol CO2,0.3 molO2,0.4 mol N2組成的混合氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,占有的體積約為22.4 L
(分析) A項沒指明“標(biāo)準(zhǔn)狀況”;B項中氣體摩爾體積的單位應(yīng)是L/mol.
答案:AB
再如:0.17g某氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是100 mL,這種氣體的相對分子質(zhì)量是_____.
(分析) 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,設(shè)22.4 L某氣體的質(zhì)量為x,得0.17 g:0.1 L=x:22.4L,x=38.08g,即標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L某氣體的質(zhì)量為38.08g,該氣體的摩爾質(zhì)量為38.08g/mol,它的相對分子質(zhì)量是38.08.
答案:38.08
還如:下列數(shù)量的各物質(zhì)中所含的原子數(shù)按由大到小的順序排列,正確的是 ( )
①0.5mol氨氣;②標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氦;③4℃時9mL水;④0.2mol磷酸鈉
A.①④③② B.④③②①
C.②③④① D.①④②③
(分析) 本題把氣體摩爾體積、物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量等物理量融合在一起考查,解題步驟是:①把所有物理量換算戍物質(zhì)的量;②計算每摩爾物質(zhì)所含的原子數(shù);③求出題中每種物質(zhì)所含的原子數(shù).
①0.5 molNH3中所含的原子的物質(zhì)的量:0.5mol×4=2 mol;
②22.4L氦中所含的原子的物質(zhì)的量:
×1=1 mol;
③9 mL水中所含的原于的物質(zhì)的量:9 mL×1 g/ml÷18 g/mol×3=1.5 mol;
④0.2 mol磷酸鈉(Na3PO4)中所舍的原子的物質(zhì)的量:0.2 mol×8=1.6 mol.
比較①②③④的計算結(jié)果可得答案.
答案:A
[說明] 物質(zhì)的量是計算中心,解題比較關(guān)鍵的一步是先把微粒數(shù)、氣體的體積、物質(zhì)的質(zhì)量等有關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物質(zhì)的量,然后再進(jìn)行比較.
Ⅳ阿伏加德羅定律(難點)
通過學(xué)習(xí)氣體摩爾體積的概念可知,氣體的體積主要決定于組成氣體的分子數(shù)目和分子之間的平均距離,而分子之間的平均距離又受氣體的溫度和壓強的直接影響.所含分子數(shù)日相同的氣體,在同溫、同壓下,分子之間的平均距離基本相等,因此,在相同溫度和相同壓強下,所含分子數(shù)目相同的任意氣體的體積相同.同理,在相同 溫度和相同壓強下,相同體積的任意氣體都含有相同數(shù)目的分子,這個規(guī)律叫做阿伏加德羅定律.
[說明] ①阿伏加德羅定律適用于任何氣體,包括混合氣體,不適用于非氣體.
②同溫、同壓、同體積和問分子數(shù)。四“同”共同存在,相互制約,只要有三個“同”成立,第四個“同”必定成立,稱作“三同定一同”.
③標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的一個特例.(明確規(guī)定了溫度為0℃和壓強為101 kPa)
Ⅴ阿伏加德羅定律的推論(難點)
根據(jù)阿伏加德羅定律,限定不同的條件。便可得到阿伏加德羅定律的多種形式(推論),熟練地掌握它們,在解答有關(guān)問題時,可達(dá)到事中功倍的效果.
(1)推論Ⅰ:同溫、同壓下,氣體體積與物質(zhì)的量成正比;或氣體密度與式量成正比.
數(shù)學(xué)表達(dá)式:
.
物理模型:同溫、同壓下,兩個體積不同且裝有兩種不同氣體的集氣瓶(如圖3-8所示).
例如:關(guān)于a g H2和b g He,下列說法中,正確的是 ( )
A.同溫、同壓下。H2與He的體積比為a:2b
B.同溫、同壓下,若a=b,則H2與He的物質(zhì)的量之比為2:1
C.體積相同時,He的質(zhì)量一定大于H2的質(zhì)量
D.同溫、同壓下,若二者的物質(zhì)的量相同,其體積也相同
(分析) A項中兩種氣體的體積比等于它們的物質(zhì)的量之比,即
=2a:b,B項正確;C項中如果僅知道兩種氣體的體積相同,無法判斷出
二者的物質(zhì)的量的多少,也就很難判斷出質(zhì)量的大小,因為兩種氣體所處的溫度、壓強不一定相等,因而體積相同時,物質(zhì)的量不一定相同;D項中相同溫度、相同壓強、相同物質(zhì)的量的氣體,體積一定相同.
答案:BD
又如:在相同溫度和壓強下,1體積氯化氫和9體積水蒸氣組成的混合氣體,完全冷凝后所得鹽酸中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 ( )
A.10% B.18.4% C.4.9×10-4% D.80.2%
(分析) 根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知,同溫、同壓下氣體體積比等于其物質(zhì)的量之比,設(shè)HCl、H2O(氣)的物質(zhì)的量分別為1 mol,9 mol,然后將物質(zhì)的量換算成質(zhì)量,則可求出鹽酸中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
W(HCl)=
![]()
答案:B
[說明] 阿伏加德羅定律及其推論在解答有關(guān)氣體的化學(xué)計算題日寸特別有用,不過千萬要注意使用的條件.
(1) 推論Ⅱ:同溫、同體積時,氣體壓強與物質(zhì)的量成比.
數(shù)學(xué)表達(dá)式:![]()
物理模型:給足球打氣,進(jìn)氣越多.足球內(nèi)壓強越大(如圖3-9所示).
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例如:一定溫度下,在兩個大小相同的密閉容器中分別盛放16 g X氣體和56g N2,測得兩個容器內(nèi)的壓強分別為1.01×105 Pa和4.04×105 Pa,則X可能是什么氣體?
解:因為兩個容器的溫度、體積分別相同,由阿伏加德羅定律的推論可知:
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M(X)=32.X可能為O2,或某混合氣體.
答:X氣體可能為O2或平均式量為32的混合氣體.
又如:適量的氯氣與氨氣先后通入一真空的密閉容器里,在一定溫度下完全反應(yīng)后.容器中只有氮氣和氯化銨,則容器里反應(yīng)前后的壓強之比為 ( )
A.1:2 B.11:1 C.1:7 D.2:1
(分析) 本題涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl.根據(jù)題意,假設(shè)3 mol Cl2與8 mol NH3反應(yīng),那么反應(yīng)后生成的氣體物質(zhì)只有N2,且為 1 mol,由阿伏加德羅定律推論可知,同溫、同體積時,氣體壓強與物質(zhì)的量成正比,即![]()
答案:B
(3)推論Ⅲ:同溫、同壓、同體積時,氣體的質(zhì)量與式量成正比.
數(shù)學(xué)表達(dá)式:
物理模型:同溫、同壓下兩個體積相同的集氣瓶中裝有不同的氣體(如圖3-10所示).
例如;某恒容容器的質(zhì)量為50.0 g,當(dāng)它充滿CO2氣體時,質(zhì)量為58.8g,如果改裝甲烷,在相同條件下,當(dāng)充滿甲烷時,質(zhì)量為_____g.
(分析) 因為是同一恒容容器,所以體積不變,又已知兩次操作是在相同條件下進(jìn)行,故可理解為同溫、同壓、同體積,由阿伏加德羅定律的推論知:
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總質(zhì)量:50.0 g+3.2 g=53.2 g.
答案:53.2
同類變式 在同溫同壓下,某瓶充滿O2質(zhì)量為116 g,充滿CO2質(zhì)量為122 g,充滿氣體X質(zhì)量為114 g,則X的相對分子質(zhì)量為 ( )
A.28 B.60 C.32 D.44
(分析) 解法1:設(shè)瓶的質(zhì)量為m,根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓同體積的容器所盛氣體的物質(zhì)的量相等,可得:
(116 g-m)/32 g·mol-1=(122 g-m)/44 g·mol-1,
m=100 g.
則所盛氣體的物質(zhì)的量(按CO2算):
(122 g-100 g)/44 g·mol-1=0.5 mol.
再設(shè)氣體X的相對分子質(zhì)量為M,則有
(114g-100g)/Mg·mol-1=0.5 mol,解得 M=28.
解法2:因1 mol CO2與1 mol O2的質(zhì)量之差為44 g-32 g=12 g,
所以瓶中O2的物質(zhì)的量為:(122 g-116 g)/12 g·mol-1=0.5 mol.
即:CO2-O2 △m-
1 mol 12 g
n 122 g-116 g
n(O2)=0.5 mol.
根據(jù)阿伏加德羅定律,氣體X的物質(zhì)的量也為0.5 mol.
O2-X △m-
1 (32-M)g
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