主题3 第1讲 物质的量 气体摩尔体积（Word教师用书）-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习（山东海南版）

　主题分层教学课时安排 基础落实 第一讲 物质的量　气体摩尔体积 第二讲 物质的量浓度及溶液的配制 综合应用 第三讲 守正出新的阿伏加德罗常数 第四讲 以物质的量为中心的化学计算常用方法 第一讲　物质的量　气体摩尔体积(基础落实课) |内|容|与|目|标|　 1．了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义和应用。 2．体会定量研究对化学科学的重要作用。 3．能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，并运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。 4．理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。 逐点清(一)　物质的量、摩尔质量 [再认再现·旧知新学] 1．物质的量 (1)概念：表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为摩尔(mol)。 (2)使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。 (3)阿伏加德罗常数：指1 mol任何粒子的粒子数，符号为NA，NA≈6.02×1023 mol－1。 (4)公式：n＝或N＝n·NA或NA＝。 2．摩尔质量 概念 单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M 公式 M＝；单位：g·mol－1 数值 当微粒的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量 注意 对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态而变化 [边练边学·实践提能] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)物质的量是表示微粒数目多少的物理量(×) (2)1 mol H2O中含有2 mol 氢和1 mol 氧(×) (3)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(×) (4)12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023(√) (5)氧化钙的摩尔质量为56 g(×) (6)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(×) 2．根据国际单位制及物质的量回答下列问题： (1)下列物质不能用摩尔做单位的是________。 A．食盐　　B．纯碱　　C．烧碱　　D．小米 (2)请你列举三种能够用物质的量来衡量的微粒：____________。 (3)3.01×1023个氯气分子的物质的量是________，0.5 mol H2O中含有的电子数为____________(用NA表示)。 (4)要使NH3与CH4含相同数目的氢原子，则NH3和CH4的质量之比为__________。 答案：(1)D　(2)原子、分子、离子、电子、中子、质子等(三个即可)　(3)0.5 mol　5NA (4)17∶12 3．硫酸钠可用来制硫化钠、纸浆、玻璃、水玻璃、瓷釉，也用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等，已知硫酸钠晶体(Na2SO4·10H2O)为1 mol，请计算填空： (1)所含钠离子的物质的量是________。 (2)所含硫酸根离子的物质的量是________，数目是________。 (3)所含结晶水的物质的量是________，所含氧原子的物质的量是________。 答案：(1)2 mol　(2)1 mol　NA (3)10 mol　14 mol 4．根据相关量的关系，完成下列填空。 (1)现有①22 g二氧化碳、②8 g氢气、③1.204×1024个氮气分子、④4 ℃时18 mL水四种物质，其中所含分子数最多的是________，所含原子数最多的是________，质量最大的是________，所含电子数最多的是________。(填序号) (2)12.4 g Na2R含Na＋ 0.4 mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________，含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。 答案：(1)②　②　③　③ (2)62 g·mol－1　16　0.1 mol 逐点清(二)　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 [再认再现·旧知新学] 1．影响物质体积大小的因素 2．气体摩尔体积 (1)定义：在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。 (2)计算公式：Vm＝。 (3)常用单位：L/mol(或L·mol－1)。 (4)数值：在标准状况(指温度为0 ℃，压强为101 kPa)下约为22.4 L·mol－1。 (5)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。 3．阿伏加德罗定律及其推论 (1)阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 (2)适用范围：单一气体或相互不反应的混合气体。 (3)阿伏加德罗定律的推论 同温、同压下 气体的体积之比等于分子数之比：V1∶V2＝N1∶N2 气体的摩尔质量之比等于密度之比：M1∶M2＝ρ1∶ρ2 同温、同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比：p1∶p2＝n1∶n2 微点澄清训练 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)14 g CO气体的体积为11.2 L(×) (2)含有6.02×1023个He原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L(×) (3)某混合气体摩尔体积为22.4 L·mol－1 ，则该气体一定处于标准状况(×) (4)标准状况下，11.2 L HF中含有的原子数为2NA(×) (5)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(√) (6)同温、同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1(×) 2．在标准状况下有①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl分子，③3.4 g NH3。下列对这三种气体的相关量的大小进行比较。 (1)质量：________________(按由小到大的顺序排列，下同)。 (2)氢原子数：________________ 。 (3)体积：________________ 。 (4)密度：______________。 答案：(1)③<①<②　(2)②<③<① (3)③<①<②　(4)①<③<② [边练边学·实践提能] 一、n＝＝＝关系的应用 1．回答下列问题： (1)标准状况下33.6 L H2中，所含质子个数是________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 (2)所含电子的物质的量为4 mol的H2，标准状况下的体积是________ L。 (3)标准状况下，4.8 g甲烷(CH4)所占的体积为________L，它与标准状况下________L硫化氢(H2S)含有相同数目的氢原子。 (4)标准状况下，16 g O2与14 g N2的混合气体所占的体积为________ L。 (5)9.03×1023个NH3含__________mol氢原子，__________mol质子，在标准状况下的体积约为__________L。 解析：(3)标准状况下，4.8 g CH4的物质的量为＝0.3 mol，所占的体积为0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L，其所含氢原子个数是0.3 mol×4＝1.2 mol,1个硫化氢分子中含有2个氢原子，含1.2 mol氢原子的硫化氢的物质的量为＝0.6 mol，标准状况下的体积为0.6 mol×22.4 L·mol－1＝13.44 L。 (4)16 g O2与14 g N2的混合气体中，n(O2)＋n(N2)＝＋＝1 mol，在标准状况下的体积为1 mol×22.4 L·mol－1＝22.4 L。 (5)9.03×1023个NH3的物质的量为 mol＝1.5 mol，含4.5 mol氢原子，1个NH3分子中含有10个质子，则9.03×1023个NH3含15 mol质子，在标准状况下的体积约为1.5 mol×22.4 L·mol－1＝33.6 L。 答案：(1)3NA　(2)44.8　(3)6.72　13.44　(4)22.4　(5)4.5　15　33.6 思维建模|以物质的量为中心计算的思维流程 二、相对分子质量、气体摩尔质量的计算 2．按要求解答下列问题。 (1)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(填化学式)。 (2)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为____________ g·L－1。 ②混合气体的平均摩尔质量为________________ g·mol－1。 (3)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__________，物质的量为__________；NH4HCO3的摩尔质量为__________。(用含m、d的代数式表示) 解析：(1)M＝ρ×Vm＝2.875 g·L－1×22.4 L·mol－1≈64 g·mol－1。 (2)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×Vm＝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。 (3)根据气体的密度之比等于相对分子质量之比，则该混合气体的平均相对分子质量为2d，根据质量守恒定律，所得气体的质量等于NH4HCO3的质量，为m g，则该混合气体的物质的量为 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。 答案：(1)64　SO2　(2)①1.61　②36 (3)2d　 mol　6d g·mol－1 思维建模|求气体摩尔质量M的常用方法 (1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。 (2)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＝。 (3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4 L·mol－1。 (4)根据气体的相对密度：＝D。 (5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 　三、阿伏加德罗定律的应用 3．(2024·齐齐哈尔市部分学校期中)由CO2、H2和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同，则该混合气中CO2、H2和CO的体积比可能为(　 ) A．26∶16∶47　　　　　　 B．8∶13∶21 C．13∶9∶22 D．34∶14∶25 解析：选A　同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比，由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同，又CO的摩尔质量与N2的相同，所以只要求出CO2和H2的平均摩尔质量是28 g·mol－1即可，＝28，＝＝。 4．[双选]已知：HCl与NH3反应生成固态NH4Cl，CH4不与HCl反应。相同条件下，向如图所示的密闭容器的左边通入1 mol NO，右边通入CH4和HCl的混合气体使挡板停在2处，若CH4和HCl的物质的量之比为1∶4，下列说法错误的是(　 ) A．左边与右边的原子个数比为2∶3 B．右边混合气体中CH4的物质的量为0.3 mol C．向右边通入0.5 mol NH3时，可移动挡板将移到3刻度处 D．右边 CH4和HCl的混合气体的平均摩尔质量为32.4 g·mol－1 解析：选AC　同温同压下，气体的体积比等于气体的物质的量之比，由题图可知，左边NO与右边CH4和HCl的混合气体的体积比是2∶3，左边气体物质的量为1 mol，则右边气体物质的量为1 mol× ＝1.5 mol，若CH4和HCl的物质的量之比为1∶4，则n(CH4)＝×1.5 mol＝0.3 mol，n(HCl)＝×1.5 mol＝1.2 mol，故左边与右边的原子个数比为(1 mol×2)∶(0.3 mol×5＋1.2 mol×2)＝20∶39，A错误；由A项分析可知，右边混合气体中CH4的物质的量为0.3 mol，B正确；向右边通入0.5 mol NH3时，发生反应：NH3＋HCl===NH4Cl,0.5 mol NH3反应消耗0.5 mol HCl，反应后右侧气体含n(CH4)＝0.3 mol，n(HCl)＝1.2 mol－0.5 mol＝0.7 mol，右边混合气体的总物质的量为1 mol，与左边NO的物质的量相等，两边气体的体积应该相等，故可移动挡板将移到2.5刻度处，C错误；右边CH4和HCl的物质的量之比为1∶4，则该混合气体的平均摩尔质量为＝32.4 g·mol－1，D正确。 考教衔接——由教材导向看命题趋向 |教|材|导|向| (鲁科版必修1P24“迁移·应用”栏目) 学习了物质的量这一物理量之后，某同学想用下图表示自己对水的组成的进一步认识。请你协助他完成这幅关系图。并由此建立起“物质的量”为桥梁的相关计算的思维模型。 |发|掘|训|练|　 1．[原创命题](1)计算图中的括号内的各个物理量(写计算过程)。 提示：每个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子，6.02×1023个水分子中所含氢原子数为6.02×1023×2＝1.204×1024，含氧原子数为6.02×1023×1＝6.02×1023。1 mol H2O所含H原子的物质的量为1 mol×2＝2 mol，含O原子的物质的量为1 mol×1＝1 mol。 (2)通过这幅图得到的启示是什么？ 提示：任意一种微粒，其微粒数(N)与物质的量(n)之间可以应用n＝N/NA进行换算，例如1.204×1024个氢原子的物质的量为1.204×1024÷(6.02×1023 mol－1)＝2 mol，对于任意物质MxNy，当N(MxNy)＝b时，N(M)＝bx，N(N)＝by；当n(MxNy)＝a mol时，n(M)＝ax mol，n(N)＝ay mol。 (3)宏观物质的计量(如质量、体积)与微观粒子的计量(如数目)间可通过物质的量联系在一起，请根据所学知识，绘出合理关系图(答案合理即可)。 提示： 2．(变式升维)常温下ClO2为气体，具有强氧化性，易溶于水且不与水反应，可作为自来水的消毒剂与食品漂白剂。ClO2可通过如下反应制备：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。现往足量NaClO3中通入56 L HCl(标准状况下)气体制ClO2，请计算： (1)通入HCl气体的物质的量为________mol。 (2)充分反应后，转移电子的数目为________。 (3)将生成的混合气体通过装有亚氯酸钠(NaClO2)的干燥管，Cl2被吸收生成ClO2，则通过两步制备共产生ClO2的质量为________g。 解析：(1)通入HCl气体的物质的量为＝2.5 mol。(2)NaClO3中氯元素化合价由＋5价降低至＋4价，由化学方程式可得2NaClO3～2e－，故充分反应后，转移电子的物质的量为×2＝1.25 mol，数目为1.25NA。(3)由化学方程式可知该反应生成1.25 mol ClO2、0.625 mol Cl2，亚氯酸钠(NaClO2)可吸收Cl2并生成ClO2，反应为2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl，又生成1.25 mol ClO2，故共生成2.5 mol ClO2，质量为2.5 mol×67.5 g·mol－1＝168.75 g。 答案：(1)2.5　(2)1.25NA　(3)168.75 [课时跟踪检测] A级——强基训练 1．下列物质中，与0.3 mol H2O含有相同氢原子数的物质是(　 ) A．18.9 g HNO3 B．0.1 mol NH4HSO4 C．3.612×1023个HCl分子 D．4.48 L CH4(标准状况) 解析：选C　0.3 mol H2O中含有0.6 mol氢原子，A项为0.3 mol HNO3，含有0.3 mol氢原子，B项含有0.5 mol氢原子，C项为0.6 mol HCl，含有0.6 mol氢原子，D项为0.2 mol CH4，含有0.8 mol氢原子。 2．硫单质的同素异形体有多种，比如S2、S4、S6、S8，其中S8的下列有关说法正确的是(　 ) A．该物质的摩尔质量为256 g B．1 mol该分子中含有8NA个质子 C．0.5 mol该分子的质量为128 g D．在标准状况下，0.5 mol S8的体积为11.2 L 解析：选C　A项，摩尔质量单位为g·mol－1，错误；B项，1 mol该分子中含有8×16NA个质子，错误；D项，S8在标准状况下为固体，错误。 3．某硫原子的质量是a g,12C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该硫原子所含电子数为16NA A．①③　　　　　　　　 B．②④ C．①② D．②③ 解析：选C　该硫原子的相对原子质量为＝，①对；该硫原子的摩尔质量为a g×NA mol－1＝aNA g·mol－1，③错；m g该硫原子的物质的量为＝ mol，②对；a g硫原子即1个硫原子，其所含电子数为16，④错。 4．我国宇航员成功实现在太空泡茶，茶装在特制包装袋中，注水后用加热器进行加热就可以饮用，但要插上吸管以防止水珠飘起来。下列说法正确的是(　 ) A．宇航员喝茶时注入的2 mol H2O的摩尔质量是36 B．1 mol水的质量是18 g C．1 mol H2O含有3 mol电子 D．在标准状况下，1 mol冰水混合物的体积约是22.4 L 解析：选B　A项，H2O的摩尔质量应为18 g·mol－1；C项，1个水分子中含有10个电子，1 mol H2O含有10 mol电子；D项，冰水混合物不是气态，不能用22.4 L·mol－1计算体积。 5．(2024·临川第一中学及实验学校联考)下列物质中的氢原子数与1 mol超导材料Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8Fe2Se2中所含氢原子数相同的是(　 ) A．22.4 g SiH4 B．3.01×1023个H2S分子 C．11.2 L(标准状况下)CH4 D．1 L 2.8 mol·L－1HCl溶液 解析：选A　1 mol超导材料Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8Fe2Se2中含氢原子2.8 mol。22.4 g SiH4中氢原子的物质的量为×4＝2.8 mol，故选A；3.01×1023个H2S分子中氢原子的物质的量为×2＝1 mol，故不选B；11.2 L(标准状况下)CH4中氢原子的物质的量为×4＝2 mol，故不选C；1 L 2.8 mol·L－1HCl溶液中，HCl、H2O中都含氢原子，氢原子的物质的量大于1 L×2.8 mol·L－1×1＝2.8 mol，故不选D。 6．(2024·盐城市阜宁县期中)下列关于物质的相对分子质量的说法不正确的是(　 ) A．某气体在常温常压下的密度为1.429 g·L－1，则该气体的相对分子质量为32 B．同温同压下，某气体的密度是氢气密度的22倍，则该气体的相对分子质量为44 C．在一定条件下，16 g某双原子分子中含有原子数为NA，其相对分子质量为32 D．假设空气只由氮气和氧气组成且二者体积比为4∶1，则空气的平均相对分子质量约为29 解析：选A　常温常压下，1 mol气体的体积大于22.4 L，则该气体的摩尔质量M>22.4 L·mol－1×1.429 g·L－1≈32 g·mol－1，其相对分子质量大于32，故A错误；同温同压下，气体密度之比等于气体摩尔质量之比，则该气体的摩尔质量为22×2 g·mol－1＝44 g·mol－1，其相对分子质量为44，故B正确；该双原子分子的物质的量为0.5 mol，所以其摩尔质量为＝32 g·mol－1，相对分子质量为32，故C正确；由氮气和氧气的体积之比可以求出氮气和氧气的体积分数分别为80%、20%，所以空气的平均相对分子质量＝28×80%＋32×20%≈29，故D正确。 7．填写下列空白： (1)含有3.01×1023个Cl的Cl2的物质的量为________。 (2)________mol H2O中含有的氧原子数与标准状况下33.6 L CO2中含有的氧原子数相等。 (3)同温同压下，O2和O3的体积比为3∶2，则它们的物质的量之比为____________，质量之比为____________。 (4)已知a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和d g D，则C的摩尔质量为________。 解析：(1)3.01×1023个Cl的物质的量n(Cl)＝＝0.5 mol,1个Cl2分子中含有2个Cl，则含有0.5 mol Cl的Cl2的物质的量n(Cl2)＝n(Cl)＝0.25 mol。(2)标准状况下33.6 L CO2的物质的量n(CO2)＝＝1.5 mol,1个CO2分子中含有2个O，则1.5 mol CO2中含有O的物质的量n(O)＝2n(CO2)＝3 mol，1个H2O分子中含有1个O，因此若含有3 mol O，则水的物质的量为3 mol。(3)同温同压下，气体的体积比等于气体的物质的量之比。同温同压下，O2和O3的体积比为3∶2，则它们的物质的量之比为3∶2，质量之比为(3 mol×32 g·mol－1)∶(2 mol×48 g·mol－1)＝1∶1。(4)已知a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和d g D，根据质量守恒定律，可知反应生成C的质量为(a＋b－d)g，故C的摩尔质量为＝5(a＋b－d)g·mol－1。 答案：(1)0.25 mol　(2)3 (3)3∶2　1∶1　(4)5(a＋b－d)g·mol－1 B级——对标高考 8．(2024·沧州市期中)氨气可用来检验氯气是否泄漏，现象是产生大量白烟，反应的化学方程式为3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2，下列有关该反应的叙述正确的是(　 ) A．常温常压下，氯气和氨气的密度之比为3∶8 B．常温常压下，消耗的氨气和生成的氮气的体积之比为8∶1 C．常温常压下，恰好反应的氨气和氯气的原子数之比为3∶16 D．产生224 mL N2时，消耗NH3的质量为1.36 g 解析：选B　同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比，则常温常压下，氯气和氨气的密度之比＝＝＝，A错误；同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，由化学方程式知，消耗的氨气和生成的氮气的物质的量之比为8∶1，B正确；由化学方程式知，恰好反应的氨气和氯气的物质的量之比为8∶3，原子数之比为(8×4)∶(3×2)＝16∶3，C错误；没有指明是否为标准状况，不能进行相应计算，D错误。 9．一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球(如图)，下列说法正确的是(　 ) A．气球②中装的是O2 B．气球①和气球③中气体分子数相等 C．气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1 D．气球③和气球④中气体密度之比为2∶1 解析：选D　m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体的物质的量分别为 mol、 mol、 mol、 mol。根据阿伏加德罗定律及其推论可知，同温同压下，气体的体积与其物质的量成正比，结合四个气球的体积推知，①是SO2，②是CO2，③是O2，④是CH4，A项错误；气球①和气球③中气体分子数之比为∶＝1∶2，B项错误；气球①和气球④中气体物质的量之比为∶＝1∶4，C项错误；同温同压下，气体密度之比等于气体摩尔质量之比，则气球③和气球④中气体摩尔质量之比为(32 g·mol－1)∶(16 g·mol－1)＝2∶1，D项正确。 10．(2024·湘豫名校联考)下列叙述正确的是(　 ) A．同温同压下，等体积的氦气和氘气所含中子数之比为2∶1 B．等质量的葡萄糖和乳酸[CH3CH(OH)COOH]所含原子总数相等 C．5 g铁粉分别与稀硫酸、浓硫酸完全反应，失去的电子数一定不相等 D．等物质的量的乙烷、丙酸在纯氧气中完全燃烧消耗O2的分子数之比为1∶2 解析：选B　同温同压下，等体积的气体物质的量相同，1 mol He的中子数为2 mol,1 mol氘气(H2)的中子数为2 mol，二者所含中子数之比为1∶1，故A错误；葡萄糖和乳酸的最简式均为CH2O，二者质量相等时，所含原子总数也相等，故B正确；未说明稀硫酸与浓硫酸的用量，即可能存在失去电子数相等的情况，例如生成等量的硫酸亚铁，故C错误；由CxHyOz＋O2xCO2＋H2O可知，1 mol乙烷(C2H6)完全燃烧消耗的O2为3.5 mol，1 mol丙酸(C3H6O2)完全燃烧消耗的O2为3.5 mol，二者消耗O2的分子数之比为1∶1，故D错误。 11．(2024·青岛质检)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个氧原子 解析：选B　同温同压下，相同体积的氮气和氦气的物质的量相同，因氮气分子为双原子分子，稀有气体分子为单原子分子，所以二者所含的原子数不相等，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，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。 12．[双选](2024·山东省实验中学月考)如图所示，气缸的总体积一定，内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分，活塞可以自由移动，也可以固定，25 ℃时向Ⅰ中充入8 g SO2，向Ⅱ中充入22 g CO2，则下列说法正确的是(　 ) Ⅰ Ⅱ A．当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积之比为1∶4 B．当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分密度之比为11∶16 C．当活塞固定在气缸正中间，Ⅰ、Ⅱ两部分压强之比为4∶1 D．若活塞移动到气缸正中间，Ⅰ中气体需再通入24 g SO2 解析：选AD　8 g二氧化硫的物质的量为＝ mol,22 g二氧化碳的物质的量为＝ mol。由阿伏加德罗定律可知，当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积之比为 mol∶ mol＝1∶4，故A正确；由理想气体状态方程可知，当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分密度之比等于二氧化硫和二氧化碳的摩尔质量之比，则密度之比为64∶44＝16∶11，故B错误；同温同体积，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，当活塞固定在气缸正中间，Ⅰ、Ⅱ两部分压强之比为 mol∶ mol＝1∶4，故C错误；由阿伏加德罗定律可知，活塞移动到气缸正中间说明Ⅰ、Ⅱ两部分中气体的物质的量相等，则Ⅰ中需再通入二氧化硫的质量为mol×64 g·mol－1＝24 g，故D正确。 13．(2024·株洲市炎陵县月考)如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体时温度的变化曲线，其中四个容器均密闭、体积相等且初始压强均为101 kPa。 　 下列说法错误的是(　 ) A．实验开始时，四种气体密度相同 B．若容器的容积为22.4 L,13：00时N2所在容器内的原子个数少于2NA C．12：30～13：30时间范围内，CO2所在容器内的压强最大 D．CO2是四种气体中温室效应最显著的 解析：选A　实验开始时，四个容器均密闭、体积相等且初始压强均为101 kPa，则气体的物质的量相同，由于四种气体的相对分子质量不等，所以质量不等，密度不等，A错误；若容器的容积为22.4 L，由图可知，初始时压强为101 kPa，温度大于0 ℃，气体的摩尔体积大于22.4 L·mol－1，N2的物质的量小于1 mol，则N2所在容器内的原子个数少于2NA，B正确；12：30～13：30时间范围内，CO2所在容器内的温度最高，又气体的物质的量、体积均相同，所以CO2所在容器内的压强最大，C正确；四种气体中，光照时间相同，CO2所在容器内的温度变化最大，则CO2是四种气体中温室效应最显著的，D正确。 14．合成氨工业生产中所用的α­Fe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。 (1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧原子的物质的量之比为4∶5，其中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为__________。 (2)当α­Fe催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化活性最高，此时混合物中铁的质量分数为________。 (3)为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向480 g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为________，生成实验条件下CO2的体积为________(假设此实验条件下，气体摩尔体积为24 L·mol－1)。 解析：(1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol，根据铁、氧原子物质的量之比得(x＋2y)∶(x＋3y)＝4∶5，x∶y＝2∶1，则Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为x∶2y＝1∶1。(2)当催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，则混合物中铁的质量分数为×100%≈72%。(3)480 g Fe2O3的物质的量为＝3 mol，由(2)题分析可知，当催化剂活性最高时，反应后的混合物中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，由Fe2O3粉末和炭粉发生反应：2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑可知，有1 mol Fe2O3参加反应，理论上要有0.5 mol C反应，即加入炭粉的质量为6 g，生成CO2为0.5 mol，在该实验条件下的体积为0.5 mol×24 L·mol－1＝12 L。 答案：(1)1∶1　(2)72%　(3)6 g　12 L 15．(2024·鄂州市期中)根据要求，回答下列问题： (1)同质量的NH3和H2S中所含氢原子个数比为________。 (2)现有12.8 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下所占的体积约为8.96 L。 Ⅰ.该混合气体的平均摩尔质量为________。 Ⅱ.混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 Ⅲ.将混合气体依次通过如图装置，最后收集在气球中。 ①气球中收集到的气体的质量为________。 ②气球中收集到的气体在标准状况下的体积为________。 ③气球中收集到的气体的电子总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 解析：(1)设NH3和H2S的质量都为a g，则所含氢原子个数比为∶＝3∶1。 (2)Ⅰ.8.96 L混合气体在标准状况下的物质的量为＝0.4 mol，又混合气体的质量为12.8 g，故该混合气体的平均摩尔质量为＝32 g·mol－1。 Ⅱ.每个CO、CO2分子中都含1个碳原子，又混合气体的物质的量为0.4 mol，则混合气体中碳原子的物质的量为0.4 mol，个数为0.4NA。 Ⅲ.①该混合气体通过NaOH溶液时CO2被吸收，通过浓硫酸时水蒸气被吸收，最后气球中收集到的气体为CO。根据题意可列式：n(CO)＋n(CO2)＝0.4 mol,28 g·mol－1×n(CO)＋44 g·mol－1×n(CO2)＝12.8 g，解得n(CO)＝0.3 mol，n(CO2)＝0.1 mol，故气球中收集到的CO的质量为0.3 mol×28 g·mol－1＝8.4 g。 ②根据气球中收集到的CO的物质的量为0.3 mol，其在标准状况下体积为0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。③每个CO分子中含14个电子，又气球中收集到的CO的物质的量为0.3 mol，则其中所含电子的物质的量为0.3 mol×14＝4.2 mol，电子总数为4.2NA。 答案：(1)3∶1 (2)Ⅰ.32 g·mol－1　Ⅱ.0.4NA Ⅲ.①8.4 g　②6.72 L　③4.2NA 学科网（北京）股份有限公司 $$