第2章 第6讲 物质的量 气体摩尔体积（Word教参）-【优化指导】2025年高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

高 考 命 题 研 究 考点分布 考情统计 (1)阿伏加德罗常数及应用 辽宁卷(2023，2022)，广东卷(2023)，河北卷(2022，2021)，重庆卷(2023，2022)，海南卷(2023，2022，2021)，天津卷(2021)，湖北卷(2021)，湖南卷(2021)，全国甲卷(2023，2022，2021) (2)一定物质的量浓度溶液配制及计算 广东卷(2023，2022)，全国甲卷(2023)，海南卷(2022)，河北卷(2021)，天津卷(2021)，北京卷(2021) (3)化学常用计算方法 湖北卷(2023)，山东卷(2023，2022，2021)，辽宁卷(2023，2022，2021)，浙江卷(2023，2021)，河北卷(2022，2021)，全国甲卷(2021) 第6讲　物质的量　气体摩尔体积 课标引领 1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 2．能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。 考点一　物质的量　摩尔质量 1．物质的量 (1)物质的量和阿伏加德罗常数 (2)物质的量、阿伏加德罗常数和粒子数(N)之间的关系 n＝⇒N＝n·NA，NA＝。 2．摩尔质量 2023年9月7日02时14分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭，成功将遥感三十三号03星送入预定轨道。火箭发射时，推进剂偏二甲肼(C2H8N2)与四氧化二氮发生反应：C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋3N2＋4H2O，NA表示阿伏加德罗常数的值。 (1)7.2 g水中含有H—O的数目为0.8NA。 (2)若反应中消耗6.0 g C2H8N2，则转移电子的物质的量为1.6_mol，生成N2分子数约为0.3NA。 考向一　质量、物质的量和粒子数之间的换算 [例1] (双选)《本草纲目》中记载：“(火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。”火药燃烧爆炸时发生反应：S＋KNO3＋CK2S＋N2↑＋CO2↑(未配平)。下列说法正确的是(　　) A．2 mol K2S的摩尔质量为220 g/mol B．10.1 g KNO3固体中含有阴离子数目为0.1NA C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2 D．若有1 mol S参加反应，则反应中转移电子的数目为2NA BC　解析： K2S的摩尔质量为110 g/mol，与其物质的量无关，A错误；KNO3固体由K＋、NO构成，10.1 g KNO3为0.1 mol，则含有阴离子数目为0.1NA，B正确；反应中，S和KNO3都是氧化剂，C是还原剂，则K2S、N2是还原产物，CO2是氧化产物，故氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2，C正确；若有1 mol S参加反应，同时消耗3 mol C，则反应中转移电子12 mol，D错误。 物质中所含指定粒子数目的计算方法 (1)分析物质的组成(或构成)，确定指定粒子与所给物质的关系。 (2)计算方法：原子(或离子)的物质的量＝分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含该原子(或离子)的个数。 例如，1 mol K2CO3中含有2 mol K＋和1 mol CO，含有3 mol氧原子。 [练1] 《南村辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫黄涂木片顶分许，名曰发烛。”文中的“发烛”就是原始的火柴。工业中制造火柴头的原料之一为K2Cr2O7，可发生反应：K2Cr2O7＋HCl(浓)―→KCl＋CrCl3＋Cl2↑＋H2O(未配平)，下列说法正确的是(　　) A．29.4 g K2Cr2O7中含有阳离子的数目为0.1NA B．1 L 10.0 mol/L 浓盐酸中含有氢原子为10 mol C．产生22.4 L Cl2，转移的电子数为1.204×1023 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6 D　解析：29.4 g K2Cr2O7的物质的量为0.1 mol，则含有阳离子的数目为0.2NA，A错误；1 L 10.0 mol/L 浓盐酸中含10 mol HCl，考虑溶剂水中含大量氢原子，故含有氢原子大于10 mol，B错误；产生标准状况下22.4 L Cl2，转移的电子数为1.204×1024，题目未指明Cl2是否处于标准状况，C错误；氧化剂是K2Cr2O7，还原剂是HCl，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6，D正确。 考向二　物质的量和指定粒子数目的关系 [例2] (2024·广东省六校第一次联考)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．1.7 g NH3中所含电子的数目约为6.02×1022 B．标准状况下，36 g H2O中含有的原子总数约为6NA C．7.8 g Na2O2中含有的离子总数为0.4NA D．1 mol O2与Na反应生成Na2O或Na2O2，得到电子的物质的量均为4 mol B　解析：1个NH3中含10个电子，1.7 g NH3为0.1 mol，则所含电子的数目约为6.02×1023，A错误；36 g H2O为2 mol，则含有的原子总数约为6NA，B正确；Na2O2由Na＋和O构成，7.8 g Na2O2为0.1 mol，则含有的离子总数为0.3NA，C错误；O2→Na2O～4e－、O2→Na2O2～2e－，故1 mol O2得到电子的物质的量为4 mol或2 mol，D错误。 [练2] (双选)设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．2.3 g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.2NA B．0.2NA个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的氧原子数 C．28 g氮气所含的原子数为NA D．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为16∶1 BD　解析：2.3 g钠的物质的量为0.1 mol，变为Na＋时失去的电子数为0.1NA，A错误；磷酸的物质的量为＝0.2 mol，等物质的量的硫酸(H2SO4)与磷酸(H3PO4)中含有相同的氧原子数，B正确；28 g氮气的物质的量为＝1 mol，1 mol N2含2NA个氮原子，C错误；1 mol O2的质量为32 g，1 mol H2的质量为2 g，等物质的量的O2和H2的质量比为16∶1，D正确。 [练3] 下列叙述错误的是(　　) ①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一物质的量的单位； ②1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子； ③6.02×1023就是阿伏加德罗常数； ④氢原子的摩尔质量是1 g； ⑤HCl的摩尔质量不同于1 mol HCl分子的质量； ⑥1 mol CO2中含有NA个碳原子和2NA个氧原子 A．①②③ B．②③④ C．②③④⑥ D．全部 B　解析：摩尔是物质的量的单位，物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，①正确；1 mol任何物质都含有约6.02×1023个粒子，不一定是原子组成的物质，②错误；阿伏加德罗常数的近似值为6.02×1023，③错误；氢原子的摩尔质量是1 g/mol，④错误；HCl的摩尔质量与1 mol HCl分子的质量单位不同，数值一样，二者不相同，⑤正确；1 mol CO2中含有1 mol碳原子，个数为NA，含有2 mol氧原子，个数为2NA，⑥正确。 考点二　气体摩尔体积 1．气体摩尔体积 (1)影响物质体积的因素 (2)气体摩尔体积 2．阿伏加德罗定律及推论 (1)阿伏加德罗定律的内容 在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体，含有相同数目的粒子。概括为“三同”定“一同”： (2)阿伏加德罗定律的推论 相同条件 推论公式 文字叙述 同温同压 ＝ 同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比 同温同容 ＝ 同温、同容下，其压强与其物质的量成正比 同温同压 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比 SO2和SO3是硫元素形成的两种常见氧化物。同温同压下，容积相同的两个集气瓶分别盛有SO2(g)、SO3(g)，如图所示，结合阿伏加德罗定律及推论，回答问题： (1)SO2(g)和SO3(g)的分子数之比为1∶1，所含原子数之比为3∶4。 (2)SO2(g)和SO3(g)的质量之比为4∶5，其密度之比为4∶5。 (3)若SO2(g)和SO3(g)中所含氧原子数相同，则两者的物质的量之比为3∶2。 [例1] (双选)标准状况下，CH4和CO的混合气体8.96 L，总质量为7.60 g。下列说法不正确的是(　　) A．CO和CH4物质的量之比为3∶1 B．CO的质量分数约为36.8% C．氢原子和碳原子个数之比为1∶3 D．混合气体的密度约为0.848 g/L 解答本题的思路如下： AC　解析：设CO、CH4的物质的量分别为n(CO)、n(CH4)，则有n(CO)×22.4 L/mol＋n(CH4)×22.4 L/mol＝8.96 L…①；根据质量关系可得：n(CO)×28 g/mol＋n(CH4)×16 g/mol＝7.60 g…②，联立①②解得：n(CO)＝0.1 mol，n(CH4)＝0.3 mol，则有n(CO)∶n(CH4)＝1∶3，A错误；n(CO)＝0.1 mol，则m(CO)＝2.8 g，故CO的质量分数为×100%≈36.8%，B正确；0.1 mol CO和0.3 mol CH4共含有1.2 mol 氢原子和0.4 mol 碳原子，故氢原子和碳原子个数比为3∶1，C错误；CH4和CO的混合气体8.96 L，总质量为7.60 g，则混合气体的密度为≈0.848 g/L，D正确。 有关气体摩尔体积的计算 (1)气体的物质的量：n＝； (2)气体的密度：ρ＝＝＝； (3)气体的分子数：N＝n·NA＝·NA； (4)气体的质量：m＝n·M＝·M。 [练1] (教材改编题)已知14.4 g CO和CO2的混合气体在标准状况下所占的体积为8.96 L，下列说法不正确的是(　　) A．其中所含CO2共有电子数为2.8NA B．标准状况下混合气体的密度约为1.61 g/L C．其中含有CO的质量为5.6 g D．混合气体的平均摩尔质量为36 g/mol A　解析：14.4 g CO和CO2的混合气体在标准状况下所占的体积为8.96 L，设CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol，列出方程组： ，解得。CO2的物质的量为0.2 mol，其中所含CO2共有电子数为0.2 mol×22×NA mol－1＝4.4NA，A错误；标准状况下混合气体的密度约为≈1.61 g/L，B正确；含有CO的质量为0.2 mol×28 g/mol＝5.6 g，C正确；混合气体的平均摩尔质量为＝36 g/mol，D正确。 考向二　阿伏加德罗定律及推论的应用 [例2] (2024·重庆市名校联盟联考)一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左侧充入1 mol N2，右侧充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是(　　) A．右侧与左侧分子数之比为4∶1 B．右侧CO的质量为5.6 g C．右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍 D．若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入0.2 mol CO 解答本题的思路如下： (1)分析体系条件：隔板自由滑动左右两侧气体的压强相同体系条件是恒温恒压。 (2)根据阿伏加德罗定律、左侧充入1 mol N2右侧CO的物质的量。 (3)结合阿伏加德罗定律的推论气体的密度关系，及充入CO的物质的量等。 C　解析：左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，两种气体的体积之比等于其物质的量之比，左右体积之比为4∶1，则左右气体物质的量之比为4∶1，则右侧气体物质的量为0.25 mol。相同条件下密度之比与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的＝14倍。 [练2] 甲、乙两容器中分别装有N2和O2，且气体的温度、压强均相同，下列判断正确的是(　　) A．若V(甲)＝V(乙)，则ρ(N2)＝ρ(O2) B．若V(甲)＝V(乙)，则m(N2)＝m(O2) C．若V(甲) ≠V(乙)，则气体分子数可能相等 D．若V(甲) ≠V(乙)，则n(N2) ≠n(O2) D　解析：若V(甲)＝V(乙)，根据阿伏加德罗定律推知，两种气体的物质的量相同，根据ρ＝＝，ρ(N2)∶ρ(O2)＝28∶32，A错误；若V(甲)＝V(乙)，则物质的量相同，根据m＝nM，m(N2)∶m(O2)＝28∶32，B错误；同温同压下，相同体积的气体具有相同的分子数，故若V(甲) ≠V(乙)，则气体分子数一定不相等，C错误；同温同压下，相同体积的气体具有相同的分子数，即物质的量也相同，若V(甲) ≠V(乙)，则n(N2) ≠n(O2)，D正确。 1．下列关于阿伏加德罗常数和气体摩尔体积的说法正确的是(　　) A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L B．H2的气体摩尔体积约为22.4 L C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L D．标准状况下，22.4 L乙烷、丙烷的混合气体，所含的分子数为NA D　解析：没有明确温度和压强，无法确定气体的体积，A错误；气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“L/mol”或“m3/mol”，另外未指明气体所处的温度和压强，H2的气体摩尔体积不一定为22.4 L/mol，B错误；在标准状况下，水不为气态，C错误。 2．下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是(　　) A．同质量、不同密度的N2和O2 B．同温度、同体积的H2和N2 C．同体积、同密度的C2H4和C3H6 D．同压强、同体积的N2O和CO2 C　解析：N2和O2的摩尔质量不同，同质量时其物质的量不同，则所含原子数不同，A不符合题意；由于压强未知，同温度、同体积的H2和N2的物质的量不一定相等，则所含原子数不一定相等，B不符合题意；同体积、同密度的C2H4和C3H6的质量相等，由于二者的最简式均为“CH2”，则“CH2”的物质的量相等，故所含原子数相等，C符合题意；由于温度未知，同压强、同体积的N2O和CO2的物质的量不一定相等，则所含原子数不一定相同，D不符合题意。 3．(双选)(2024·福建漳州第一次质检)NH4N3 (叠氮化铵)易发生分解反应生成N2和H2，且两种气体的物质的量相等。若得到NH4N3的分解产物(简称a) 28 g，则下列说法错误的是(　　) A．叠氮化铵中氮元素不止一种价态 B．a中两种气体的质量比为14∶1 C．a的平均摩尔质量为14.5 g/mol D．同温同压下，a中两种气体的体积比为2∶1 CD　解析：NH4N3中NH 的氮元素的化合价为－3，N的氮元素的化合价为－，A正确；两种气体的物质的量相等，则其质量比等于摩尔质量比，即为28 g/mol∶2 g/mol＝14∶1，B正确；分解产物质量为28 g，两种气体的物质的量相等，则n总＝2×＝mol，＝＝15 g/mol，C错误；同温同压下，气体体积与物质的量成正比，则两种气体的体积比为1∶1，D错误。 4．氢能是一种绿色能源，利用的关键是氢气的制取和储存。利用太阳能分解水可制得氢气，若分解0.02 mol水，下列说法正确的是(　　) A．可生成H2的质量为0.02 g B．可生成氢气的原子数为2.408×1023个 C．可生成H2的体积为0.224 L(标准状况) D．生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量 D　解析：根据化学方程式2H2O2H2↑＋O2↑，分解0.02 mol水，可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2，结合n＝＝＝解答此题。 5．(2022·海南卷)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol/L HCl溶液，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．反应转移电子为0.1 mol B．HCl溶液中Cl－数为3NA C．2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA D．反应生成标准状况下气体3.36 L A　解析：2.8 g Fe的物质的量为0.05 mol，100 mL 3 mol/L HCl溶液中Cl－的物质的量为0.3 mol，HCl过量，Fe完全溶解。Fe完全溶解生成Fe2＋，该反应转移电子0.1 mol，A正确；HCl溶液中Cl－的物质的量为0.3 mol，Cl－数为0.3NA，B错误；56Fe的质子数为26、中子数为30，2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol，所含有的中子的物质的量为0.05 mol×30＝1.5 mol，含有的中子数为1.5NA，C错误；反应生成H2的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L，D错误。 6．(2022·重庆卷)工业上用N2和H2合成NH3，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．消耗14 g N2生成NH3分子数为2NA B．消耗1 mol H2，生成N—H数为2NA C．生成标准状况下22.4 L NH3，电子转移数为2NA D．氧化1 mol NH3生成NO，需O2分子数为2NA B　解析：消耗14 g氮气生成氨的分子数为 ×2×NA mol－1＝NA，A错误；消耗1 mol氢气生成N—H数为1 mol××3×NA mol－1＝2NA，B正确；生成标准状况下22.4 L氨，反应电子转移数为 ×3×NA mol－1＝3NA，C错误；由得失电子守恒可知，1 mol氨与氧气反应生成一氧化氮，需氧气分子数为1 mol××NA mol－1＝1.25NA，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$