竞赛辅导5物质的量气体摩尔体积.docVIP

物质的量 气体摩尔体积 美国＜科学＞评出2001年十大科技成就之一是：当年科学家发现了临界温度更高的新型超导材料，使人类朝着开发室温超导材料领域迈出了一大步。我国科学家也开发出了新的超导材料因此走在世界前列。超导材料为具有零电阻及反磁性的物质，有一类超导材料以Y2O3、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结可合成一种高温超导物质YBa2Cu3Ox。现欲合成0.5mol此高温超导物质，依化学剂量比例，须取Y2O3、BaCO3和CuO的物质的量分别为（ ） A．0.50，0.50，0.50 B．0.25，1.0，1.5 C．0.50，1.0，1.5 D．1.0，0.25，0.17 有关以物质的量为中心的计算，是高中阶段化学计算的核心，本讲开始学习这一内容。 假若原料经研磨烧结制成高温超导物质过程中关键元素原子不损失，根据原子守恒，原料中关键元素一原子和超导物质YBa2Cu3Ox中关键原子（Y、Ba、Cu）守恒，得： 2YBa2Cu3Ox Y2O3 ～ 4BaCO3 ～ 6CuO 2 1 4 6 0.50mol 0.25mol 1.0mol 1.5mol 物质的量 1．物质的量的概念 物质的量（n）：物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，单位是摩尔，简称摩，符号为mol。它是沟通微观和宏观的桥梁。摩尔是以0.012kg 12C含有的原子个数为计量基准，0.012kg 12C所含的原子个数叫阿伏加德罗常数。含阿伏加德罗常数个粒子的集合就是1mol，6.02×1023只是阿伏加德罗常数的近似值。 2．摩尔质量的概念 摩尔质量（M）：单位物质的量物质所具有的质量叫做该物质的摩尔质量，单位是“g/mol”。各种微粒的相对质量在数值上与其摩尔质量相等。 3．阿伏加德罗常数（NA） 阿伏加德罗常数的基准是1mol，即指1mol的任何粒子的粒子数，它不是一个纯数，它的单位为“1/mol”。 1mol 12C中的碳原子数是一个确切的数，因此，阿伏加德罗常数有确切值，这个确切值用符号“NA”表示。随着实验仪器和实验方法的不断改进，所测定的值越来越精确，大多数情况下取它的近似值6.02×1023，所以，用6.02×1023mol－1表示阿伏加德罗常数的近似值。NA与6.02×1023的关系相当于π与3.14的关系。 气体摩尔体积 1．气体摩尔体积（Vm） 气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。 （1）在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L。 （2）非标况下，1mol气体的体积可能为22.4L，也可能不为22.4L。 （3）应用此概念时应注意：①气态物质；②物质的量为1mol；③Vm的单位为L/mol。 2．阿伏加德罗定律及其应用 在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子，这就是阿伏加德罗定律。 理想气体的状态方程为： （R为常数） 推论如下： 同温、同压下： ； 同温、同压下： ； 同温、同体积下： ； 同温、同压、同体积下： ； 同温、同压、同质量下： ； 同温、同体积、同质量下： 。 3．气体密度（）和相对密度（d）的计算 （1）标况：＝ ； 非标况： （2）气体的相对密度： 4．求气体相对分子质量的几种方法 （1）已知标况下气体的密度，M＝22.4； （2）已知非标况下气体温度、压强、密度， ； （3）已知两气体的相对密度d，MA＝dMB； （4）混合气体的平均式量。混合气体本无式量可言，但对组成一定的混合气体来说，可以根据其各组分的组成和式量来计算所谓的平均式量。它在数值上等于混合气体的平均摩尔质量，其表达式为： =M1V1%＋M2V2%＋…＋MiVi% 气体扩散定律 英国物理学家拉格罕姆指出：在同温同压下，气体的扩散速率v与其密度的平方根成反比，即。因为同温同压下，气体的密度与其相对分子质量M成正比，所以上式可以写成：，即同温同压下气体的扩散速率与其相对分子质量的平方根成反比。这些计算公式可通过建立数学模型推导求得，如果那位同学有此兴趣，可一试身手。 例1．下列说法正确的是（ ） A．28g氮气所含原子数目为NA B．4g金属钙变成钙离子时失去的电子数目为0.1NA C．1mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和相等 D．标准状况下，22.4L