第8讲 物质的量 气体摩尔体积-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

第8讲 物质的量　气体摩尔体积 优化探究 大单元一　化学基本概念与化学实验基础 专题2　物质的量 考点1　物质的量　摩尔质量 考点2　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 课时作业8　物质的量　气体摩尔体积 考点1　物质的量　摩尔质量 1. 物质的量 (1)含义：表示含有一定数目粒子的集合体，是国际单位制中七个基本物 理量之一。 (2)符号： n 。 (3)单位：摩尔，简称摩，符号为mol，是国际单位制中七个基本单 位之一。 (4)物质的量的规范表示方法 掌握必备知识 筑牢应试根基 2. 阿伏加德罗常数 (1)定义： ⁠任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。 (2)含义：1 mol任何粒子集合体都约含有 ⁠个粒子。 (3)单位： ⁠。 (4)数值： ⁠。 (5)物质的量( n )、阿伏加德罗常数( N A)和粒子数( N )之间的关系为 n ＝ ⁠。 1 mol　 6.02×1023　 mol－1　 6.02×1023　 　 3. 摩尔质量 (1)含义：单位 ⁠的物质所具有的质量。 (2)符号为 ⁠。 (3)单位： ⁠。 (4)数值：当1 mol任何粒子或物质的质量以 ⁠为单位时，其数值都 与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。 (5)物质的量( n )、质量( m )和摩尔质量( M )之间的关系为 n ＝ ⁠。 物质的量　 M 　 g/mol(或g·mol－1)　 克　 　 　特别提醒：摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 mol物质的质量三者 的区别与联系： 三者是三个不同的物理量，具有不同的单位。其常用单位分别为 g·mol－1、1、g。若摩尔质量、1 mol物质的质量分别以g·mol－1、g为单位时，三者在数值上是相同的。 例如：钠的摩尔质量为23 g·mol－1，钠的相对原子质量为23，1 mol钠的 质量为23 g。 [正误判断] (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。 (　×　) × × × √ × 1. 下列叙述中正确的是(　D　) A. 二氧化硫的摩尔质量是64 g B. 一个镁原子的质量就是镁的相对原子质量 C. 水的相对分子质量等于18 g D. 一个16O的实际质量约等于 g D 提升关键能力 应对命题方式 二氧化硫的摩尔质量为64 g·mol－1，故A错误；镁的相对原子质量是一 个镁原子的质量与一个碳－12原子质量的1/12的比值，故B错误；水的 相对分子质量为18，故C错误；一个16O的实际质量约等于 ＝ g，故D正确。 2. (2023·重庆模拟)2.16 g X2O5中含有0.1 mol氧原子，则X的相对原子质 量为(　C　) A. 21.6 B. 28 C. 14 D. 31 设X的摩尔质量为 x ，则可依题意列式： ×5＝0.1 mol， 解得 x ＝14 g·mol－1，故C项正确。 C 考点2　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 1. 影响物质体积的因素 掌握必备知识 筑牢应试根基 　特别提醒：由阿伏加德罗常数的值( N A)、一个水分子的质量( m 水)和 一个水分子的体积( V 水)计算下列物理量的方法是 (1)1摩尔水的质量 m ＝ ⁠； (2)1摩尔水蒸气的质量 m ＝ ⁠； (3)1摩尔水蒸气的体积 V ＝nRT/p (填“＝”或“≠”) N A V 水。 N A m 水　 N A m 水　 ≠　 2. 气体摩尔体积 (1)含义：单位物质的量的气体所占的体积。 (2)符号： V m。 (3)单位：L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。 (4)标准状况下气体摩尔体积：标准状况是指 ⁠，此状 况下，气体摩尔体积约为 ⁠。 (5)物质的量( n )、气体摩尔体积( V m)和气体体积( V )之间的关系： n ＝ 。 0 ℃和101 kPa　 22.4 L·mol－1　 3. 阿伏加德罗定律 内容：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。 可概括为“三同”定“一同”。 　知识拓展：气体的 n (物质的量)、 V (体积)、 T (温度)、 p (压强)之间的 关系气体状态方程： pV ＝ nRT ； pM ＝ρ RT 。 　特别提醒：(1)上述两个公式只要求利用公式讨论相关物理量间的比例 关系，不要求进行计算。 (2)上述公式只适用于气体(纯净气体、混合气体均可)。 [正误判断] (1)气体的体积在任何条件下都像质量一样具有大小比较的意义。 (　×　) (2)标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2 N A。 (　×　) (3)同温、同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1。 (　×　) (4)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。 (　√　) × × × √ 命题方式1　 n ＝ ＝ ＝ 的应用 1. (2023·黑龙江牡丹江市月考)在标准状况下，对下列四种气体的描述正 确的是(　D　) ①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 D ③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3 a.体积：②＞③＞①＞④ b.密度：②＞③＞④＞① c.质量：②＞③＞①＞④ d.氢原子个数：①＞③＞④＞② A. abc B. bcd C. abd D. abcd 提升关键能力 应对命题方式 在标准状况下，①6.72 L CH4的物质的量为 n ＝ ＝ ＝0.3 mol，质量为 m ＝ nM ＝0.3 mol×16 g/mol＝4.8 g，所含氢原子的个数为 N ＝0.3×4× N A＝1.2 N A；②3.01×1023 个HCl分子的物质的量为 n ＝ ＝0.5 mol，质量为 m ＝ nM ＝0.5 mol×36.5 g/mol＝18.25g，所含氢原子的个数为 N ＝0.5 N A； ③13.6 g H2S的物质的量为 n ＝ ＝ ＝0.4 mol，所含氢原子的个 数为 N ＝0.4×2 N A＝0.8 N A；④0.2 mol NH3的质量为 m ＝nM＝0.2 mol×17 g/mol＝3.4 g，所含氢原子的个数为 N ＝0.2×3 N A＝0.6 N A。a. 在标准状况下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故四种气体的体 积由大到小的顺序为②＞③＞①＞④，故a正确；b.在标准状况下，密度 之比等于其相对分子质量之比，故四种气体的密度由大到小的顺序为② ＞③＞④＞①，故b正确；c.由上述分析可知，四种气体的质量由大到小 的顺序为②＞③＞①＞④，故c正确；d.由上述分析可知，四种气体的氢 原子个数由大到小的顺序为①＞③＞④＞②，故d正确；故选D。 命题方式2　阿伏加德罗定律的应用 2. 等物质的量的C2H4和C3H6中： (1)所含的分子数目之比为 ⁠； (2)相同条件下体积之比为 ⁠； (3)所含的原子总数目之比为 ⁠； (4)相同条件下的密度之比为 ⁠。 1∶1　 1∶1　 2∶3　 2∶3　 命题方式3　相对分子质量(或摩尔质量)的计算 3. 已知在标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体完全燃烧后测得CO2体 积为11.2 L。 (1)混合气体在标准状况下的密度是 g·L－1。 1.61　 CO燃烧发生反应：2CO＋O2 2CO2，CO的体积与生成的CO2的体 积相等，燃烧后CO2的总体积为11.2 L，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，18 g CO和CO2的混合气体的物质的量 为0.5 mol，设CO的物质的量为 x ，CO2的物质的量为 y ，则 解得 x ＝0.25 mol， y ＝0.25 mol。 (1)混合气体在标准状况下的密度＝ ≈1.61 g·L－1。 (2)混合气体的平均摩尔质量是 g·mol－1。 36　 (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； 故混合气体的平均摩尔质量是36 g·mol－1。 4. (1)在标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分 子质量为 ⁠。 (1) n ＝ ＝0.03 mol，则此气体的相对分子质量为 ＝64。 64　 (2)在25 ℃、101 kPa的条件下，相同质量的CH4和A气体的体积之比是 15∶8，则A的摩尔质量为 ⁠。 (2)设CH4和A气体的质量都为 m g。温度、压强相同时，气体体积之 比等于其物质的量之比，则15∶8＝ ∶ ， M (A)＝ 30 g·mol－1。 30 g·mol－1　 (3)两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入 a g B气体，Y 中充入 a g CH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则B的摩尔质量 为 ⁠。 (3)温度、体积相同时，气体压强之比等于其物质的量之比，4∶11＝ ∶ ， M (B)＝44 g·mol－1。 44 g·mol－1　 　反思归纳：求算气体摩尔质量的五种方法 (1)根据物质的质量( m )和物质的量( n )： M ＝ 。 (2)根据标准状况下气体的密度(ρ g·L－1)： M ＝ρ×22.4 g·mol－1。 (3)根据气体的相对密度 ： ＝ D 。 (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( N A)： M ＝ N A· 。 (5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述算式仍然成立；还可以用下 式计算： ＝ M 1 a ％＋ M 2 b ％＋ M 3 c ％＋…， a ％、 b ％、 c ％指混合 物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 课时作业8　物质的量　气体摩尔体积 一、选择题 1. 双酚基丙烷(BPA，分子式为C15H16O2)是一种酚类有机化合物。下列 有关判断不正确的是(　D　) A. BPA的摩尔质量是228 g·mol－1 B. 1 mol BPA中约含有6.02×1023个分子 C. BPA属于有机化合物 D. 1 mol BPA在标准状况下的体积约为22.4 L BPA在标准状况下不是气体。 D 2 3 4 5 6 7 1 2. 偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天 运载火箭的推动力。下列叙述正确的是(　B　) A. 偏二甲肼的摩尔质量为60 g B. 6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g C. 1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1 D. 6 g偏二甲肼含有1.2 N A个偏二甲肼分子 B 2 3 4 5 6 7 1 A项，摩尔质量的单位为g·mol－1，错误；B项，6.02×1023个偏二甲肼分 子的物质的量为1 mol，质量为60 g，正确；C项，1 mol物质的质量在数 值上等于该物质的摩尔质量，质量的单位为g，错误；D项，6 g偏二甲 肼的物质的量为 ＝0.1 mol，分子数为0.1 N A，错误。 2 3 4 5 6 7 1 3. 如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强( p )与温度 ( T )的关系，则X气体可能是(　C　) A. C2H4 B. CH4 C. CO2 D. NO 由题图可知，相同温度时， p (O2)＞ p (X)，在同质量、同体积、同 温度条件下，气体的相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量 越大，压强越小。题中四个选项中，只有CO2的相对分子质量大于 O2，故C正确。 C 2 3 4 5 6 7 1 4. 某硫原子的质量是 a g，12C原子的质量是 b g，若 N A只表示阿伏加德 罗常数的值，则下列说法中不正确的是(　D　) A. 该硫原子的相对原子质量为 B. m g该硫原子的物质的量为 mol C. 该硫原子的摩尔质量是 aN A g·mol－1 D. a g该硫原子所含的电子数为16 N A D 2 3 4 5 6 7 1 该硫原子的相对原子质量 M r(S)＝ ＝ ，A正确； m g该硫原子的 物质的量 n (S)＝ ＝ mol，B正确；该硫原子的摩尔质量 M (S)＝ a g× N A mol－1＝ aN A g·mol－1，C正确； a g硫原子即1个硫原子， 所含电子数为16个，D错误。 2 3 4 5 6 7 1 5. 以天然气为主要原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化 利用的主要技术路线。制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设 N A为 阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　D　) A. 用1 mol CH4 理论上能生产标准状况下的CH3OH 22.4 L B. 等物质的量的CH3OH和CH4，CH3OH的质子数比CH4多8 N A C. 44 g CO2气体和22 g CH4与 CO的混合气体，所含C原子数一定为 N A D. 用CH4制备合成气的过程中，每生成1 mol CO转移电子总数为3 N A D 2 3 4 5 6 7 1 标准状况下 CH3OH是液体，而气体摩尔体积只适用于气体，A项错误； 等物质的量的CH3OH和CH4，物质的量不确定，所以质子数无法计算， B项错误；44 g CO2气体是1 mol，22 g CH4与 CO的混合气体，由于平均 分子量不确定，所含C原子数也不确定，C项错误；根据题图可知，每 生成1 mol CO，需要0.5 mol C，制备0.5 mol C需要0.5 mol CH4分解，制 备0.5 mol C转移2 mol电子，生成1 mol CO转移1 mol电子，总共转移3 mol电子，D项正确。 2 3 4 5 6 7 1 6. (2024·广东广州高三月考)处于室温时，两个容积相同的烧瓶中分别盛 有M和N两种气体(同温同压)，取下弹簧夹A，使两烧瓶内的气体充分混 合后，容器内的压强由大到小的顺序是(　A　) 编号 ① ② ③ ④ 气体M H2S H2 NH3 NO 气体N SO2 Cl2 HCl O2 A A. ②④①③ B. ①②③④ C. ④①②③ D. ①④③② 2 3 4 5 6 7 1 ①发生反应：2H2S＋SO2 3S↓＋2H2O，②发生反应：H2＋Cl2 2HCl，③发生反应：NH3＋HCl NH4Cl(s)，④发生反应：2NO＋O2 2NO2，设两烧瓶中气体的总物质的量为2 mol，由上述反应可知， ①中反应后有0.5 mol气体，②中反应后有2 mol气体，③中反应后无气 体，④中反应后有1.5 mol气体(0.5 mol O2、1 mol NO2)，若考虑2NO2 N2O4，则④中反应后气体的物质的量介于1 mol～1.5 mol之间，故容器 内压强由大到小的顺序为②④①③。 2 3 4 5 6 7 1 二、非选择题 7. (1)含6.02×1023个中子的 Li的质量是 g。 (2)4 g D2和20 g 18O2化合时最多能生成 g O。 (3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子，Na2X的摩尔质量是 ，X的相对原子质量是 ⁠。 (4)标准状况下，15 g CO与CO2的混合气体的体积为11.2 L。则： ①混合气体的密度是 ⁠。 ②混合气体的平均摩尔质量是 ⁠。 ③CO2和CO的体积之比是 ⁠。 　 22　 62 g·mol－1　 16　 1.339 g·L－1　 30 g·mol－1　 1∶7　 2 3 4 5 6 7 1 ④CO的体积分数是 ⁠。 ⑤CO2和CO的质量之比是 ⁠。 ⑥CO的质量分数是 ⁠。 ⑦混合气体中所含氧原子的物质的量是 ⁠。 ⑧混合气体中所含碳原子的物质的量是 ⁠。 87.5％　 11∶49　 81.7％　 0.562 5 mol　 0.5 mol　 2 3 4 5 6 7 1 (4)①ρ＝ ＝ ≈1.339 g·L－1。 ②解法一： n ＝ ＝0.5 mol， M ＝ ＝ ＝30 g·mol－1。 解法二： M ＝ρ· V m＝1.339 g·L－1×22.4 L·mol－1≈30 g·mol－1。 2 3 4 5 6 7 1 ③由题意可列方程组： ​ 解得 ＝ ，则 ＝ ＝ 。 ④CO的体积分数＝ ×100％＝87.5％。 ⑤ ＝ ＝ ＝ 。 ⑥CO的质量分数＝ ×100％≈81.7％。 2 3 4 5 6 7 1 ⑦ n (O)＝2 n (CO2)＋ n (CO)＝2×0.5 mol× ＋0.5 mol× ＝0.562 5mol。 ⑧ n (C)＝ n (CO2)＋ n (CO)＝0.5 mol。 2 3 4 5 6 7 1 $$