02 考点一 物质的量、气体摩尔体积-2025年高考化学一轮复习基础知识讲义（新高考通用）

化学upupup 高考化学讲义 《专题三 化学基本理论与概念》 02 【基础知识】物质的量及计算 【基础知识】物质的量及计算 考点三　物质的量、气体摩尔体积 【必备知识】 一、物质的量 1、物质的量(n) 表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，符号为n，单位是摩尔(mol)。 适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。 2、阿伏伽德罗常数(NA) 1 mol粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg 中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023，阿伏伽德罗常数。单位为 。 3、摩尔质量(M) 单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是 。 任何粒子的摩尔质量在 上都等于该粒子的相对分子（原子）质量。 4、气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。常用单位：L/mol(或L·mol－1)。 在标准状况下( ℃， kPa)约为22.4 L·mol－1。 使用对象必须是 ，可以是单一气体，也可以是混合气体。 【拓展】影响气体体积大小的因素 ①粒子的大小(物质的本性)； ②粒子间距的大小(由 与 共同决定)； ③粒子的数目 二、以物质的量为中心计算式 三、阿伏伽德罗定律及其推论 1、阿伏伽德罗定律：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(或气体的物质的量相同)。（三同定一同） 理想气体状态方程：pV=nRT。 2、阿伏伽德罗定律的推论 条件 语言叙述 T、p相同 同温、同压下，气体的体积与其物质的量成 比 T、V相同 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成 比 T、p相同 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成 比 四、求气体的摩尔质量M的常用方法 (1)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ (g·mol－1)。 (2)根据气体的相对密度：＝ 。 (3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝ 。 (4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝ 。 (5)对于混合气体，M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋…(a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数或体积分数)。 【概念辨析】 1、物质的量是表示微粒数目多少的物理量(　　) 2、2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍(　　) 3、1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(　　) 4、12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023(　　) 5、1 mol OH－的质量为17 g·mol－1(　　) 6、22 g CO2气体的体积为11.2 L(　　) 7、标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(　　) 8、同温、同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1(　　) 9、标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023(　　) 10、相同体积的CO和N2，二者含有的原子数相同(　　) 11、物质的量是国际单位制的基本单位之一（ ） 12、在非标准状况下，1 mol N2的体积可能为22.4 L。(　　) 【跟踪练习】 1、据央视新闻报道，在政府工作报告中指出，建设一批光网城市，推进5万个行政村通光纤，让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是(　　) A．6 g光缆由0.1 mol SiO2分子构成 B．标准状况下，15 g SiO2的体积为5.6 L C．SiO2中Si与O的质量之比为7∶8 D．相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同 2、中国药学家屠呦呦因发现青蒿素荣获了诺贝尔奖。青蒿素的分子式为C15H22O5。下列说法正确的是(　　) A．青蒿素的摩尔质量为282 g·mol－1 B．青蒿素中C、H、O的质量之比为15∶22∶5 C．1 mol青蒿素的体积为22.4 L D．1 mol青蒿素中含11 mol H2 3、某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，若NA表示阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是(　　) ①该硫原子的相对原子质量为　②m g该硫原子的物质的量为 mol　③该硫原子的摩尔质量是aNA g　④a g该硫原子所含的电子数为16NA A．①③ B．②④ C．①② D．②③ 4、月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个 12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是(　　) A.He比He多一个中子 B．氦元素的近似相对原子质量为3.5 C.He的相对原子质量为 D.He的摩尔质量为bNA 5、设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(　　) A. B. C. D. 6、下列判断正确的是(　　) A．同温、同压下，相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等 B．标准状况下，5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA C．1 mol氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA D．常温、常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子 7、(2023·杭州模拟)下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是(　　) A．二者碳元素的质量分数相同 B．在标准状况下，等体积的两种物质含有的分子数相等 C．等物质的量时，二者质量之比为＝ D．等质量时，二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等 8、按要求回答问题 （1）“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等，则该“可燃冰”的摩尔质量为______________，x的值为______________。 （2）最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数约为__________，氢原子的物质的量约为________mol。 (3)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为________，可能是______气体。 (4)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况)，则 ①混合气体在标准状况下的密度是________g·L－1。 ②混合气体的平均摩尔质量是________g·mol－1。 (5)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，若所得气体对H2的相对密度为d，则该混合气体的平均相对分子质量为______，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)。 （6）三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为M(X)<M(Y)＝0.5M(Z)。按要求回答下列问题。 ①当三种气体的分子数相同时，质量最大的是________。 ②同温同压下，同质量的三种气体，气体密度最小的是________。 ③同温下，体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体，则压强p(Y)∶p(Z)＝________。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$化学upupup 高考化学讲义 《专题三 化学基本理论与概念》 02 【基础知识】物质的量及计算 【基础知识】物质的量及计算 考点三　物质的量、气体摩尔体积 【必备知识】 一、物质的量 1、物质的量(n) 表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，符号为n，单位是摩尔(mol)。 适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。 2、阿伏伽德罗常数(NA) 1 mol粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023，阿伏伽德罗常数。单位为mol－1。 3、摩尔质量(M) 单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是 g·mol－1。 任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子（原子）质量。 4、气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。常用单位：L/mol(或L·mol－1)。 在标准状况下(0℃，101kPa)约为22.4 L·mol－1。 使用对象必须是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 【拓展】影响气体体积大小的因素 ①粒子的大小(物质的本性)； ②粒子间距的大小(由温度与压强共同决定)； ③粒子的数目 二、以物质的量为中心计算式 三、阿伏伽德罗定律及其推论 1、阿伏伽德罗定律：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(或气体的物质的量相同)。（三同定一同） 理想气体状态方程：pV=nRT。 2、阿伏伽德罗定律的推论 条件 语言叙述 T、p相同 同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比 T、V相同 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比 T、p相同 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 四、求气体的摩尔质量M的常用方法 (1)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4(g·mol－1)。 (2)根据气体的相对密度：＝D。 (3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。 (4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·。 (5)对于混合气体，M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋…(a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数或体积分数)。 【概念辨析】 1、物质的量是表示微粒数目多少的物理量(　　) 2、2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍(　　) 3、1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(　　) 4、12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023(　　) 5、1 mol OH－的质量为17 g·mol－1(　　) 6、22 g CO2气体的体积为11.2 L(　　) 7、标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(　　) 8、同温、同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1(　　) 9、标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023(　　) 10、相同体积的CO和N2，二者含有的原子数相同(　　) 11、物质的量是国际单位制的基本单位之一（ ） 12、在非标准状况下，1 mol N2的体积可能为22.4 L。(　　) 【答案】　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.×　7.×　8.×　9.√　10.×　11.√　12.√ 【跟踪练习】 1、据央视新闻报道，在政府工作报告中指出，建设一批光网城市，推进5万个行政村通光纤，让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是(　　) A．6 g光缆由0.1 mol SiO2分子构成 B．标准状况下，15 g SiO2的体积为5.6 L C．SiO2中Si与O的质量之比为7∶8 D．相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同 【答案】　C 【解析】　光缆中的二氧化硅是由原子直接构成的，不含分子，A项错误；标准状况下SiO2为固体，B项错误；SiO2中Si与O的质量之比为28∶32＝7∶8，C项正确；SiO2和CO2的摩尔质量不同，D项错误。 2、中国药学家屠呦呦因发现青蒿素荣获了诺贝尔奖。青蒿素的分子式为C15H22O5。下列说法正确的是(　　) A．青蒿素的摩尔质量为282 g·mol－1 B．青蒿素中C、H、O的质量之比为15∶22∶5 C．1 mol青蒿素的体积为22.4 L D．1 mol青蒿素中含11 mol H2 【答案】　A 3、某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，若NA表示阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是(　　) ①该硫原子的相对原子质量为　②m g该硫原子的物质的量为 mol　③该硫原子的摩尔质量是aNA g　④a g该硫原子所含的电子数为16NA A．①③ B．②④ C．①② D．②③ 【答案】　C 【解析】　该硫原子的相对原子质量为＝，①对；该硫原子的摩尔质量M(S)＝a g× NA mol－1＝aNA g·mol－1，③错；m g该硫原子的物质的量n(S)＝＝ mol，②对；a g硫原子即1个硫原子，其所含电子数为16个，④错。 4、月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个 12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是(　　) A.He比He多一个中子 B．氦元素的近似相对原子质量为3.5 C.He的相对原子质量为 D.He的摩尔质量为bNA 【答案】　C 【解析】　He比He少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量，因此He的相对原子质量为，C正确；He的摩尔质量为bNA g·mol－1，D错误。 5、设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(　　) A. B. C. D. 【答案】　D 【解析】　a g气态双原子分子的物质的量为 mol，摩尔质量为＝ g·mol－1，所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol－1＝ L。 6、下列判断正确的是(　　) A．同温、同压下，相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等 B．标准状况下，5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA C．1 mol氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA D．常温、常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子 【答案】　B 【解析】　同温、同压下，相同体积的氮气和氦气的物质的量相同，而氮气分子为双原子分子，稀有气体分子为单原子分子，所以二者含有的原子数不相等，A错误；标准状况下5.6 L任意气体的物质的量为＝0.25 mol，氯气分子和氧气分子都是双原子分子，所以以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子的物质的量为0.5 mol，含有的原子数为0.5NA，B正确；1 mol氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成1 mol氯化钠和1 mol次氯酸钠，转移1 mol电子，转移的电子数为NA，C错误；不是标准状况，不能使用22.4 L·mol－1计算混合气体的物质的量，D错误。 7、(2023·杭州模拟)下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是(　　) A．二者碳元素的质量分数相同 B．在标准状况下，等体积的两种物质含有的分子数相等 C．等物质的量时，二者质量之比为＝ D．等质量时，二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等 【答案】　B 【解析】　C2H2与C6H6的最简式均为CH，故二者碳元素的质量分数相同，A正确；标准状况下，C6H6为非气体，等体积的两种物质的物质的量不相等，所以含有的分子数也不相等，B错误；等物质的量时，二者质量之比为＝＝，C正确；二者的最简式相同，则等质量的两种物质完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等，D正确。 8、按要求回答问题 （1）“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等，则该“可燃冰”的摩尔质量为______________，x的值为______________。 （2）最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数约为__________，氢原子的物质的量约为________mol。 (3)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为________，可能是______气体。 (4)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况)，则 ①混合气体在标准状况下的密度是________g·L－1。 ②混合气体的平均摩尔质量是________g·mol－1。 (5)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，若所得气体对H2的相对密度为d，则该混合气体的平均相对分子质量为______，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)。 （6）三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为M(X)<M(Y)＝0.5M(Z)。按要求回答下列问题。 ①当三种气体的分子数相同时，质量最大的是________。 ②同温同压下，同质量的三种气体，气体密度最小的是________。 ③同温下，体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体，则压强p(Y)∶p(Z)＝________。 【答案】　（1）160 g·mol－1　8 （2）0.33NA　0.26　(3)64　SO2　(4)①1.61　②36　(5)2d　 mol　6d g·mol－1（6）①Z　②X　③4∶1 【解析】　(3)M＝ρ×22.4 L·mol－1≈64 g·mol－1。 (4)2CO＋O22CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，在标准状况下，该混合气体的物质的量为0.5 mol，设CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol， 则，解得x＝0.25，y＝0.25。 ①混合气体的密度为≈1.61 g·L－1。 ②解法一：＝ρ·22.4 L·mol－1＝1.61 g·L－1×22.4 L·mol－1≈36 g·mol－1； 解法二：＝＝36 g·mol－1； 解法三：＝28 g·mol－1×50%＋44 g·mol－1×50%＝36 g·mol－1。 (5)根据密度之比等于相对分子质量之比，NH3、CO2、H2O(g)的平均相对分子质量为2d，由n＝得n混＝ mol，根据化学方程式NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O↑，NH4HCO3的物质的量为× mol＝ mol，所以NH4HCO3的摩尔质量为 g·mol－1＝6d g·mol－1。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$