2022年高一化學(xué) 知識點精析精練 氣體摩爾體積知識歸納
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1、2022年高一化學(xué) 知識點精析精練 氣體摩爾體積知識歸納 知識網(wǎng)絡(luò) 氣體 摩爾 體積 氣體摩爾體積:單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積[在標準狀況下(STP)1 mol任何氣體 所占體積約為22.4L)。其單位為L/mol。注意: (1)強調(diào)l mo1只適用于氣體(任何氣體),不適用于固體或液體,只有氣體在同溫同壓下才占有相同體積; (2)強調(diào)標準狀況(273K,1.0lXl05Pa),因為在這一特定狀況下,測得的1mol任何氣體所占的體積約為 22.4 L; (3)強調(diào)22.4L為近似值。 知識網(wǎng)絡(luò) 阿氏 定律 阿伏加德羅定律:在同溫同壓
2、下,同體積的任何氣體所含的分子數(shù)相同。對這一定律理解要明確: (1)適用范圍為氣體(任何氣體),混合氣體同樣適用; (2)“五同”中只要有“三同”,另外兩同則必然“同”; (3)氣體摩爾體積是阿氏定律的特例。 阿氏 定律 推論 (1)同溫、同壓、同體積的氣體,其質(zhì)量之比等于其摩爾質(zhì)量之比,公式為m1/m2=M1/M2; (2)同溫、同體積下,其壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,公式為p1/p2=n1/n2; (3)同溫、同壓、氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比,公式為ρ1 /ρ2=M1/M2(還有若干推論,讀者自推)。 平均 摩爾 質(zhì)量 混合物的平均摩爾質(zhì)量()等于混合物的總
3、質(zhì)量(m總)和混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的總和(n總)之比,公式為=m總/n總=(n1M1+n2M2+…)/(n1+n2+…) 學(xué)法建議 1.“有比較才會有鑒別”,比較物質(zhì)在氣、液、固三種不同物態(tài)下的體積影響因素中的主要矛盾,主要影響因素有三條:(1)粒子數(shù)的多少;(2)粒子本身的大??;(3)粒子與粒子之間的平均距離。 2.固體或液體粒子之間的距離相對于粒子本身的大小小到可以忽略;氣體粒子間距離在通常情況下為其本身直徑的10倍,氣體體積主要取決于氣體粒子間平均距離,而氣體粒子間平均距離取決于其所在溫度、壓強。 3.氣體摩爾體積為溫度與壓強的函數(shù)。溫度、壓強一定,氣
4、體摩爾體積的數(shù)值即定。例如在0℃、1.01×105Pa下,Vm=22.4 L/mol。 4.阿伏加德羅定律的核心為分子間距離與粒子數(shù)或分子數(shù)、溫度、壓強的關(guān)系;阿伏加德羅定律還表現(xiàn)為不同的數(shù)學(xué)表達式,這不過是不同的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換而已,如下式: (T、P不變) 潛能開發(fā) [例1]下列敘述中,不正確的是 ( ) A.在標準狀況下,1 molH2O體積約是22.4 L B.在標準狀況下,0.5mol H2、0.5 mol N2組成的混合氣體的體積約為22.41。 C.在非標準狀況下,1mol任何氣體的體積不可能約為22.4L D.在同溫同壓下,氣體分子間平均距離幾乎相等
5、 思路分析 氣體體積大小相關(guān)量為氣體物質(zhì)的量(粒子個數(shù))、粒子間平均距離(溫度、壓強),相對來說,粒子本身的大小則是影響氣體體積的次要因素。 氣體摩爾體積址個嚴密定義,必須明確其內(nèi)容才能正確無誤地運用。氣體摩爾體積:(1)氣體、非液體、非固體但可以是混合氣體;(2)標準狀況(STP);(3)氣體體積標況近似值;(4)約22.4L/mol。 在此基礎(chǔ)上涉及有關(guān)氣體體積的計算則顯得有據(jù)可依。 [答案] AC 思維診斷 學(xué)生因?qū)怏w摩爾體積概念的理解不全面而錯選。 氣體摩爾體積是個從屬于物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)的概念。但又是一個相對獨立而完整的
6、概念。在具體處理知識過程中,既要處理好概念本身的內(nèi)部邏輯關(guān)系,同時又要考慮概念間的上下關(guān)系。如此才能正確地運用概念。 [例2](xx年北京市、安徽省春季高考試題)常溫下,在密閉容器里分別充入兩種氣體各0.1 mol。在一定條件下充分反應(yīng)后,恢復(fù)到原溫度時,壓強降低為開始時的。則原混合氣體可能是 ( ) A.H2和O2 B.HCl和NH3 C.H2和C12 D.CO和O2 根據(jù)阿伏加德羅定律及其推論知:在一定的溫度和體積下,氣體的壓強比等于物質(zhì)的量比,對于A,反應(yīng)為:2H2+O22H2O,顯然 0.1molH2和0.05molO2反應(yīng)完全
7、,生成0.1molH2O,在常溫下是液態(tài)的,這時剩余0.05molO2,為原混合氣體的物質(zhì)的量(0.1molH2和0.1molO2)的,所以壓強降低為開始時的,因此A選項符合條件。 HCI+NH3=NH1Cl,0.1 mol HCl和0.1 mol NH3可以反應(yīng)完全,不余氣體(NH4Cl常溫時為固體),因此B選項不符合條件。 H2+Cl22HCl,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,即壓強不變, C選項也不符合條件。 2CO+O22CO2,顯然O2過量0.05mol,生成0.1molCO2,壓強為開始的,D選項也不符合條件。 [答案] A 思維診斷 應(yīng)用
8、阿伏加德羅定律和氣體摩爾體積等概念去解決密閉容器內(nèi)的混合氣體問題,首先必須考慮混合氣體之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只有互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的混合氣體才能適用阿伏加德羅定律和氣體摩爾體積。 [例3](典型例題5℃、101kPa條件下將15LO2通入10LCO和H2的混合氣中,使其完全燃燒,干燥后?;謴?fù)至原來的溫度和壓強。 (1)若剩余氣體的體積是15L,則原CO和H2的混合氣中,V(CO)=___________L,V(H2)=______________L。 (2)若剩余氣體的體積為aL則原CO和H2的混合氣中 V(CO):V(H2)=______________
9、___。 (3)若剩余氣體的體積為aL,則a的取值范圍是____________。 思路分析 據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓下的體積之比等于方程式化學(xué)計量數(shù)之比。 又∵反應(yīng)中2CO+O22CO2(g),2H2+O22H2O(1)化學(xué)計量數(shù)完全相同,得O2過量。 設(shè)CO為xL,H2為(10—x)L,剩余氣體的體積是15L,據(jù)體積變化列式: 解得x=5L 若剩余氣體的體積為aL,設(shè)CO為xL,H2為(10—x)L 思維診斷 本題考查阿伏加德羅定律的推論及有關(guān)計算,解法多種,關(guān)鍵以少量物質(zhì)為標準進行計算。 本題
10、采用體積差法,技巧性強,判斷剩余氣體的體積a的取值范圍,是挖掘題中隱藏條件,解不等式即可。 知能達標訓(xùn)練 1.設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的符號為NA,標準狀況下某種O2和N2的混合氣體mg含有b個分子,則ng該混合氣體在相同狀況下所占的體積(L)應(yīng)是 ( ) A. 答案:A 2.在相同的溫度下,相同質(zhì)量的下列氣體分別通入相同容積的容器中,容器內(nèi)的壓強最小的是 ( ) A.HF B.Ar C.SO2 D.Cl2 答案:D 3.在給定溫度和壓強下的理想氣體,影響其所占體積大小的主要因素是 ( ) A.分子直徑的大
11、小 B.分子間距離的大小 C.分子間引力的大小 D.分子數(shù)目的多少 答案:D 4.1mol氧氣在放電的條件下,有30%轉(zhuǎn)化為臭氧(O3),則放電后所形成的混合氣體對氫氣的相對密度是 ( ) A.16 B.17.8 C.18.4 D.35.6 答案:B 5.將m1g鋅加到m2g 20%的HCl溶液中,反應(yīng)結(jié)果共放出nL,氫氣(在標準狀況下),則被原的HCl的物質(zhì)的量是 ( ) A.m1/65 mol B.5m2/36.2mol C.m2/36.5mol D.n/11.2mol 答案:D 6.在一定
12、的溫度和壓強下,1LX氣體和1LY氣體反應(yīng)后生成1L。水蒸氣和1L氮氣,則X,Y分別為 ( ) A.H2和N2O4 B.H2和N2O3 C.和N2O D.H2和NO2 答案:C 7.依照阿伏加德羅定律,下列敘述中正確的是 ( ) A.同溫、同壓下,兩種氣體的體積之比等于摩爾質(zhì)量之比 B.同溫、同壓下,兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于密度之比 C.同溫、同壓下,兩種氣體的摩爾質(zhì)量之比等于密度之比 D.同溫、同體積下,兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強之比 答案:CD 8.(全國高考題)常溫下有A和B兩種氣體組成的混合物(A
13、的相對分子質(zhì)量小于B)。經(jīng)分析,混合氣體中只含有氮和氫兩種元素,而且不論A和B以何種比例混合,氮和氫元素的質(zhì)量比總大于14/3。 (1)由此可以確定A為_________________,B為_________________,理由是_______________________。 答案: NH3;N2;其中N和H的質(zhì)量比總大于14/3 (2)若上述混合氣體中氮和氫的質(zhì)量比為7:1,則在混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之比為___________________,A在混合氣體中的體積分數(shù)為__________________。 答案: 設(shè):體積分數(shù)為NH3:x;N2:1-x
14、 [14x+28(1-x)]/3x=7/1 解得x=0.8 0.8:0.2=4:1 A、B的物質(zhì)的量比為:4:1;A的體積分數(shù)為80%。 9.(浙江省聯(lián)考題)30mL某氣體NxHy全部分解生成30mLN2和60mLH2,上述氣體的體積均在同溫、同壓的條件下測定,由此推斷該氣體的相對分子質(zhì)量是__________________。 答案:32 10.在標準狀況下,有氫氣和一氧化碳的混合氣體7L,質(zhì)量為2.25g,則混合氣體中H2的質(zhì)量分數(shù)為_________,CO的體積分數(shù)為_________________。 答案: 22.2%;20% 11.(廣西省競
15、賽題)在一定溫度和壓強下,H2、O2、Cl2按體積比10:4:l混合,將此混合氣體在密閉容器內(nèi)用電火花引燃,待反應(yīng)完全后冷卻到室溫,容器內(nèi)產(chǎn)生了鹽酸,則鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為______________________。 答案: 33.6% 12.每升天然水中通入0.002g氯氣就達到消毒作用,可供飲用。0.002 g氯氣在標準狀況下的體積為___________________mL。 答案: 0.63 13.(河北省測試題)在同溫、同壓下,測得氫氣密度為0.089 g/L,某種有刺激性的氣體X密度為2.848g/L。又知氣體X是三原子分子并由兩種元素組成,兩種元素的質(zhì)量比為1:1
16、。則氣體X的化學(xué)式為______________________。 答案: SO2 14.(南昌市測試題)計算11.2 L下列氣體在標準狀況下的質(zhì)量: (1)N2和O2體積比為4:1的混合氣體; 答案: 14.4g (2)N2的質(zhì)量分數(shù)為20%的N2和O2的混合氣體。 答案: 15.56g 綜合能力訓(xùn)練 1.(重慶市診斷題)將H2、O2、N2三種氣體分別放入不同容器中,當(dāng)其溫度、密度完全相同時,三種氣體壓強(P)的大小關(guān)系是 ( ) A.p(H2)=p(02)=p(N2) B.p(H2)>P(N2)>P(O2) C.P(O2)>P(N2)>P(H2
17、) D.P(O2)>P(H2)>P(N2) 答案:B 2.(上海市模擬題)在273℃、1.01×105Pa條件下,將1.40g氮氣、1.60g氧氣和4.00g氬氣混合;該混合氣體的體積是 ( ) A.3.36 L 13.6.72 L C.8.96 L D.4.48 L 答案:D 3.設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是 ( ) A.2.7g金屬鋁變?yōu)殇X離子時失去的電子數(shù)目為0.3NA B.在常溫、常壓下,11.2LN2含有的分子數(shù)為0.5NA C.在常溫、常壓下,1molNe(氖氣)含有的原子數(shù)為NA
18、D.汞在標況下的體積約為22.4L 答案:AC 4.在體積為1 L的干燥燒瓶中,用排空氣法充入HCI氣體后,測得燒瓶中氣體對氧氣的相對密度為1.082,以此氣體進行噴泉實驗,當(dāng)噴泉停止后,進入燒瓶中的液體體積為 ( ) A.全滿 B.3/4L C.1/2L D.1/4L 答案:B 5.(xx年廣東省高考試題)同溫同壓下兩個容積相等的貯氣瓶,一個裝有C2H4,另一個裝有C2H2和C2H6的混合氣體,兩瓶內(nèi)的氣體一定具有相同的(提示:C2H2和C2H6不發(fā)生反應(yīng)) ( ) A.質(zhì)量 B.原子總數(shù) C.碳原子數(shù) D
19、.密度 答案:C 6.在標準狀況下,容積為1L的密閉容器中剛好可以盛放a個N2分子和b個H2分子組成的混合氣體,則阿伏加德羅常數(shù)的近似值可以表示為 ( ) A.a(chǎn)+b B.22.4(a+b) C. D.22.4(a+b)×6.02×1023 答案:B 7.在一個密閉容器中盛有11gX氣體(X的摩爾質(zhì)量為44g·mol-1)時,壓強為1×104Pa,如果在相同溫度下,把更多的氣體X充入容器,使容器內(nèi)壓強增至5×104pa,這時容器內(nèi)氣體X的分子數(shù)約為 ( ) A.3.3×1025 B.3.3×1024 C.7.5×1023
20、 D.7.5×1022 答案:C 提示:起始條件下氣體的物質(zhì)的量容易求出,即=0.25mol,則終態(tài)的物質(zhì)的量為:×0.25mol=1.25mol。X的分子數(shù)為1.25 mol×6.02×1023mol-1=7.5×1023。 8.(福建省質(zhì)檢題)某種物質(zhì)A在一定條件下加熱分解,化學(xué)反應(yīng)方程式為:2A B(g)+2C(g)+2D(g),測得生成物混合氣體對氫氣的相對密度為d。則A的相對分子質(zhì)量為多少? 答案: 解:根據(jù)阿氏定律:M(混)/M(H2)=d M=2d,由質(zhì)量守恒定律:2M(A)=M(B)+2M(C)+2M(D), M(混) 2M(A)/(1+2
21、+2)=2/5M(A),M(A)=5d。 9.在標準狀況下,aLH2和Cl2的混合氣體經(jīng)光照反應(yīng)后,所得氣體恰好使bmolNaOH完全轉(zhuǎn)化為鹽,試確定a、b之間的關(guān)系。 解:(1)H2+Cl2恰好反應(yīng),H2+Cl2=2HCl n(HCl)=a/22.4mol HCl+NaOH=NaCl+H2O b=a/22.4mol (2)H2過量,n(HCl)b> (通過元素守恒也可理解)。綜合:>b>0。
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