发布时间 : 星期三 文章第一章化学计量在实验中的应用第1讲物质的量气体摩尔体积更新完毕开始阅读
T、p相同 T、V相同 ρ1M1＝ ρ2M2p1n1＝ p2n2同温同压下，两气体的__密度之比__等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比 同温同体积下，两气体的__压强之比__等于其物质的量之比 [对点检测] 1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L。( )
(2)标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L。( ) (3)标准状况下，1 mol O2与1 mol SO3的体积相同。( )
(4)标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，非标准状况下，1 mol气体的体积则一定不是22.4 L。( )
(5)同温同压同体积的 12C18O和 14N2具有相同的电子数。( ) (6)同温同体积条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为1∶2。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
2．设阿伏加德罗常数的值为NA，标准状况下，m g O2和N2的混合气体中含有b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(单位：L)应是( A )
22.4nbA. mNA22.4nNAC.
mb
22.4mb B.
nNAnbNA D. 22.4m
解题技巧
(1)气体的体积受温度和压强影响，和分子大小无关。
(2)标准状况(0 ℃，101 kPa)，水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等物质不是气体，慎用22.4 L·mol1。
－
mm
(2)应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出。
MV
[考法精讲]
考法一 阿伏加德罗定律及其推论的应用与技巧
1．求物质的摩尔质量(相对分子质量)：同温同压下，气体A的密度[ ρ(A)]与气体B的密度[ ρ(B)]之比称为气体A对气体B的相对密度(D)，即D＝ρ(A)/ρ(B)＝Mr(A)/Mr(B)。根据气体的相对密度(D)求：MA＝D·MB。
2．确定气体的分子组成及相关计算：根据阿伏加德罗定律，由气体的体积比推导出气体的分子个数比，再根据质量守恒定律确定化学式。
3．运用阿伏加德罗定律及其推论进行混合气体压强或体积等的大小比较时，需注意以下三个问题： (1)气体混合后是否发生了化学反应； (2)反应后物质的状态是否均为气态； (3)反应前后气体的总物质的量是否变化。
[例1](2019·武汉质检)某一反应体系中涉及的反应物和生成物共有4种物质：X、Cl2、NH3、N2。X可能是HCl、NH4Cl，为确定X的化学式，某同学取同温同压下体积分别为V1、V2的两种物质(氧化剂与还原剂)充入一恒压、容积可变的密闭容器中，在一定条件下反应完全并恢复到原温度后，再测出容器的容积(V3)。
(1)若实验结果是(用V1、V2与V3间关系来表示，下同)________________，则X的化学式一定为HCl，简要写出你作出此推断的依据是____________________________________；
(2)若实验结果是____________________________________，则X的化学式为NH4Cl。
解析 (1)当X为HCl时，V2体积的NH3肯定反应完毕，由方程式2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl知，反应中气体体积增加了V2，故反应结束时气体总体积为V3＝V2＋(V1＋V2)＝2V2＋V1。(2)当X为NH4Cl时，V110
体积的Cl2肯定反应完毕，由8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，知气体体积减小了V1，反应结束时气体总体
3107
积V3＝V1＋V2－V1＝V2－V1。
33
答案 (1)V3＝2V2＋V1 由2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl及此时NH3反应完全，根据阿伏加德罗定律可推7
出上述结论 (2)V3＝V2－V1
3
考法二 求气体摩尔质量的六种方法 m?一个分子?
1．定义法：Mr＝。
112m?一个C原子?×12
2．阿伏加德罗常数法：M＝m(一个原子或分子)×NA。 m
3．摩尔质量法：M＝。
n
4．标准状况下密度法：已知标准状况下气体的密度为ρ，则M＝ρ×22.4 L·mol1。 5．相对密度法：已知在同T、p下气体A对气体B的相对密度为D，由D＝M(B)·D。
6．体积分数法：混合气体的平均摩尔质量 M?A?·n?A?＋M?B?·n?B?M＝＝
n?A?＋n?B?M(A)·x(A)＋M(B)·x(B)＝ M(A)·φ(A)＋M(B)·φ(B)。
式中，x(A)、x(B)为气体A、B的物质的量分数，φ(A)、φ(B)为气体A、B的体积分数。如：M(空气)＝M(N2)·φ(N2)＋M(O2)·φ(O2)＋M(CO2)·φ(CO2)＝28×78%＋32×21%＋44×1%＝29(视空气中除N2、O2外的成分为CO2)。
[例2]在一定条件下，mgNH4HCO3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)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L1，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____________________________________________________。
MM
解析 (1)NH4HCO3=====NH3↑＋H2O↑＋CO2↑，M＝＝。依题意有＝d，则M＝2d＝
m3M?H2?×3M
△
－
－
ρ?A?M?A?
＝，得M(A)＝ρ?B?M?B?
m
Mmm－
，所以M(NH4HCO3)＝6d g·mol1。混合气体的n(混)＝×3＝ mol。 32dM?NH4HCO3?
(2)M＝ρ标V标＝22.4ρ g·mol1。
(3)M＝M(NH3)·φ(NH3)＋M(CO2)·φ(CO2)＋M(H2O)·φ(H2O)＝17a%＋44b%＋18c%。 m－－
答案 (1) mol 6d g·mol1 (2)22.4ρ g·mol1
2d(3)17a%＋44b%＋18c%
－
[递进题组]
1．(2019·唐山质检)肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料，常温常压下为液体。肼能与过氧化氢发生反应：N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( C )
A．11.2 L N2含电子总数为7NA
B．标准状况下，22.4 L N2H4中所含原子总数为6NA C．若生成3.6 g H2O，则上述反应转移电子数为0.2NA D．3.2 g N2H4中含有共用电子对总数为0.6NA
解析 未指出N2所处的温度和压强，不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，A项错误；N2H4在常温常压下为液体，故不能根据标准状况下的气体摩尔体积计算，B项错误；在题述反应中，氧元素的价态由－1变为－2，故当生成3.6 g(0.2 mol)水时，转移0.2 mol电子，C项正确；3.2 g N2H4的物质的量为0.1 mol，1 mol N2H4中含5 mol共用电子对，故3.2 g N2H4中含共用电子对的总数为0.5NA，D项错误。
2．(2019·永州质检)在一定条件下，某化合物X受热分解：2X=====A↑＋2B↑＋4C↑，测得反应后生成的混合气体是H2相对密度的11.43倍，则相同条件下，X的相对分子质量是( C )
A．11.43 C．80.01
B．22.86 D．160.02
△
2M
解析 根据质量守恒，m(X)＝m(A)＋m(B)＋m(C)，2M＝7×M混，则＝11.43×2?M＝80.01。
73．(2019·安阳调研)如图所示，分别向可移动活塞的密闭容器内充入空气(已知空气体积占整个容器容1
积的)、H2和O2的混合气体，在标准状态下，若将H2、O2的混合气体点燃引爆。活塞先左弹，恢复原温
4度后，活塞右滑停留于容器的中央。则原来H2、O2的体积之比可能为________。
解析 令空气的物质的量为1 mol，反应前，左右两室的体积之比为1∶3，反应前右室的物质的量为3 mol，反应后，活塞处于中央，两室体积相等，则两室中气体的物质的量相等，反应后右室气体物质的量为1 mol，发生反应2H2＋O2=====2H2O，设H2、O2的物质的量分别为x mol，y mol，若氢气过量，则：x－2y＝1 ①，x＋y＝3 ②，解①②得x∶y＝7∶2；若氧气过量，则：y－0.5x＝1 ①，x＋y＝3 ②，解①②
点燃