2025届高三化学二轮复习 讲义 物质的量气体摩尔体积

物质的量　气体摩尔体积 复习目标　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.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。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。 知识点一　物质的量　摩尔质量 1.物质的量 (1)概念：表示含有一定数目________的集合体。 (2)符号为n，单位是________(mol)。 (3)使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。 (4)阿伏加德罗常数：指1 mol任何粒子的粒子数，符号为NA，NA≈___________________________________________。 (5)公式：n＝或N＝____________________或NA＝。 　 (1)1 mol氢和1 mol大米的说法是否正确？说出原因。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (2)6.02×1023和阿伏加德罗常数(NA)有怎样的关系？ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2.摩尔质量 (1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。 (2)符号为M，单位是___________________________________________。 (3)数值：1 mol任何粒子或物质以________为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。 (4)公式：M＝____________。 　 (1)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍吗？ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (2)a个X分子的总质量为b g，则X的摩尔质量为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 (一)物质的量及其相关概念 1.下列有关说法中正确的是(　　) A.原子、电子、质子、凳子等都可用物质的量来描述 B.青蒿素的分子式为C15H22O5，它的摩尔质量为282 C.1 mol CO2中含1 mol碳和2 mol氧 D.“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体，是七个基本物理量之一 (二)质量、物质的量与微粒数目之间的换算 2.CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注，我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)CH3OH的摩尔质量为_____________________ g·mol－1。 (2)0.2 mol H2O中所含原子的数目为________，所含质子数为________。 (3)________ g水中所含氢原子的数目与1 mol CH3OH所含氢原子数相同。 (4)含0.1NA个O原子的CO2中所含电子数为________。 3.(1)12.4 g Na2R中含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________。 (2)2.0 g重水(D2O)中含有质子数为____________，中子数为________，原子数为________(用NA表示阿伏加德罗常数)。 (3)1.7 g NH3所含的分子数与____ g氮气所含的分子数相同，所含原子数与____ g氮气所含的原子数相同。 计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧 弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(电子)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)中所含这种原子(电子)的个数 知识点二　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 1.影响物质体积大小的因素 2.气体摩尔体积 (1)概念：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)常用单位：L/mol(或L·mol－1)。 (3)数值：在标准状况下(指温度为0 ℃，压强为101 kPa)约为___________________________________________。 (4)计算公式：Vm＝____________。 　 (1)标准状况(0 ℃，101 kPa)下，不是气体而又常在题中出现的物质有：____________________________________________________________________ ___________________________________________，慎用22.4 L·mol－1。 (2)标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，那么Vm＝22.4 L/mol时也一定是标准状况吗？ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3.阿伏加德罗定律及推论 (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＝____________ 气体的摩尔质量之比等于密度之比：M1∶M2＝___________ 同温、同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比：p1∶p2＝____________ 　 应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出。(ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为气体体积，T为热力学温度，R为常数) (1)同温、同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为________。 (2)同温、同压下，同质量的氨气和H2S体积比为________，其中含有的氢原子数目比为________。 (3)同温、同压下，若氨气和H2S的氢原子数相等，则它们的体积比为________。 (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________。 (2)所含电子的物质的量为4 mol的H2，标准状况下的体积是________。 (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是________。 (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。 (6)标准状况下，若6.72 L O3含有m个氧原子，则阿伏加德罗常数的值可表示为________ mol－1(用含m的式子表示)。 (二)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。 (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是_________ g·L－1。 ②混合气体的平均摩尔质量是____________ g·mol－1。 计算气体摩尔质量“四”方法 (1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n。 (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＝NA·m/N。 (3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ(g·L－1)×22.4(L·mol－1)。 (4)根据同温同压下气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D。 (三)阿伏加德罗定律的应用 3.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)＜Mr(Y)＝0.5Mr(Z)，下列说法正确的是(　　) A.原子数目相等的三种气体，质量最大的是Z B.相同条件下，相同质量的三种气体，气体密度最小的是X C.若一定条件下，三种气体的体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol D.同温下，体积相同的两容器分别充入1 g Y气体和2 g Z气体，则其压强比为1∶2 4.(2023·扬州中学模拟)在体积相同的两个密闭容器中分别充满C2H4、C3H6气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是(　　) A.两种气体的压强是p(C2H4)<p(C3H6) B.C2H4 比C3H6的质量小 C.两种气体的分子数目相等 D.两种气体的氢原子数目相等 应用阿伏加德罗常数定律解题的一般思路 第一步，分析“条件”：分析题干中的条件，找出相同与不同。 第二步，明确“要求”：分析题目要求，明确所要求的比例关系。 第三步，利用“规律”：利用阿伏加德罗定律及其推论，根据条件和要求进行判断。 1.(2023·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是(　　) A.1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA B.1 mol NaHCO3完全分解，得到的CO2分子数目为2NA C.体积为1 L的1 mol·L－1 NaHCO3溶液中，HCO数目为NA D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl－，则混合物中质子数为28NA 2.(2023·海南卷)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.2.4 g镁条在空气中充分燃烧，转移的电子数目为0.2NA B.5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L－1的HCl的溶液充分反应，产生的气体分子数目为0.1NA C.标准状况下，2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应，生成的SO3分子数目为0.1NA D.1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液，NH3·H2O微粒数目为0.1NA 3.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA B.标准状况下，2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA C.1.0 L pH＝2的H2SO4溶液中H＋的数目为0.02NA D.1.0 L 1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液中CO的数目为1.0NA 4.(2022·河北卷)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.3.9 g Na2O2与足量水反应，转移电子个数为0.1NA B.1.2 g Mg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2，转移电子个数为0.1NA C.2.7 g Al与足量NaOH溶液反应，生成H2的个数为0.1NA D.6.0 g SiO2与足量NaOH溶液反应，所得溶液中SiO的个数为0.1NA 5.(2022·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A.25 ℃，101 kPa下，28 L氢气中质子的数目为2.5NA B.2.0 L 1.0 mol·L－1 AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NA C.0.20 mol苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NA D.电解熔融CuCl2，阴极增重6.4 g，外电路中通过电子的数目为0.10 NA 6.(2022·海南卷)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol/L HCl，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 物质的量　气体摩尔体积 知识点一 自主梳理 1.(1)粒子　(2)摩尔　(4)6.02×1023 mol-1　(5)n·NA 2.(2)g/mol　(3)克　(4) 微思考 1.(1)摩尔后面应为确切的微粒名称，1 mol氢的说法不确切，大米为宏观物质，不是微粒。 (2)6.02×1023是个纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数，国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023，单位为mol-1。 2.(1)不是　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。H2O的摩尔质量都是18 g/mol。 (2) g/mol 对点练通 1.D　[A.凳子是宏观物质，不可用物质的量来描述，A错误；B.摩尔质量单位为g/mol，B错误；C.1 mol CO2中含1 mol碳原子和2 mol氧原子，C错误；D.“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体，是七个基本物理量之一，D正确。] 2.(1)32　(2)0.6NA　2NA　(3)36　(4)1.1NA 解析　(1)CH3OH的相对分子质量为12＋3＋16＋1＝32，其摩尔质量为32 g·mol-1；(2)1个H2O分子中含有3个原子，则0.2 mol H2O中所含原子的物质的量为3×0.2 mol＝0.6 mol，其数目为0.6NA；1个H2O中含有10个质子，则0.2 mol H2O中所含质子的物质的量为10×0.2 mol＝2 mol，其数目为2NA；(3)1 mol CH3OH所含氢原子的物质的量为4×1 mol＝4 mol，含4 mol氢原子的水的物质的量为2 mol，其质量为2 mol×18 g·mol-1＝36 g；(4)1个CO2分子含有22个电子，含0.1NA个O原子的CO2的物质的量为0.05 mol，则含有1.1 mol电子，故所含电子数为1.1NA。 3.(1)62 g·mol-1　16　0.1 mol 　(2)NA　NA　0.3NA　(3)2.8　5.6 解析　(1)据电离方程式：Na2R===2Na＋＋R2-，得1 mol Na2R电离生成2 mol Na＋，题目中有0.4 mol Na＋，则有0.2 mol Na2R。M(Na2R)＝＝＝62 g·mol-1，由Mr(Na2R)＝62，求得Ar(R)＝62-2×23＝16。已知m(R)，根据n＝，得n(R)＝0.1 mol，则n(Na2R)＝0.1 mol。(2)M(D2O)＝20 g·mol-1，n(D2O)＝ mol＝0.1 mol，含质子数为0.1×10NA＝NA，含中子数为0.1×10NA＝NA，含原子数为0.1×3NA＝0.3NA。(3)1.7 g的NH3的物质的量为n(NH3)＝＝＝0.1 mol，所含分子数为0.1NA，原子数为0.4NA，分子数为0.1NA的N2物质的量也为0.1 mol，所以0.1 mol N2的质量为m(N2)＝n·M＝0.1 mol×28 g/mol＝2.8 g，原子数为0.4NA的N2物质的量为0.2 mol，所以0.2 mol 的N2质量为m(N2)＝n·M＝0.2 mol×28 g/mol＝5.6 g。 知识点二 自主梳理 1.大小　数目　距离 2.(3)22.4 L·mol-1　(4) 3.(3)N1∶N2　ρ1∶ρ2　n1∶n2 微思考 1.(1)水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等 (2)在标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，若在非标准状况下，气体摩尔体积也可能是22.4 L/mol，因此Vm＝22.4 L/mol时不一定是标准状况。 2.(1)1∶2　(2)2∶1　3∶1　(3)2∶3 对点练通 1.(1)3NA　(2)44.8 L　(3)6.72　13.44　(4)22.4 L　(5)4.5　15　33.6　(6) 解析　(1)1个氢气分子中含有2个质子，标准状况下33.6 L H2的物质的量为1.5 mol，则标准状况下33.6 L H2中，所含质子个数是3NA；(2)1个H2分子含2个电子，所含电子的物质的量为4 mol的H2物质的量为＝2 mol，标况下的体积为2 mol×22.4 L/mol＝44.8 L；(3)在标准状况下，4.8 g甲烷(CH4)物质的量＝＝0.3 mol，所占的体积＝0.3 mol×22.4 L/mol＝6.72 L；1 mol甲烷分子中含有4 mol的氢原子，而2 mol H2S中含有4 mol的氢原子，所以H2S的物质的量是甲烷的2倍，为0.6 mol，故体积为0.6 mol×22.4 L/mol＝13.44 L；(4)16 g O2与14 g N2的混合气体中n(O2)＋n(N2)＝＋＝1 mol，在标况下的体积为1 mol×22.4 L/mol＝22.4 L；(5)9.03×1023个NH3的物质的量为＝1.5 mol，含4.5 mol氢原子； 1个NH3分子中有10个质子，则9.03×1023个NH3中含有15 mol质子；在标准状况下的体积约为1.5 mol×22.4 L/mol＝33.6 L；(6)N(O)＝3N(O3)＝3n(O3)NA＝3×NA，则NA＝＝＝ mol-1。 2.(1)64　SO2　(2)①1.61　②36 解析　(1)M＝ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1，可能为SO2气体。 (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：M＝ρ·22.4 L·mol-1＝1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1； 解法二：M＝＝36 g·mol-1； 解法三：M＝28 g·mol-1×50%＋44 g·mol-1×50%＝36 g·mol-1。 3.B　[A.原子数相等，但不能确定每种分子含有原子数的关系，即不能确定其物质的量的关系，不能确定其质量的大小，A错误；B.由公式ρ＝可知相同条件下，气体摩尔质量越小，其密度越小，故X的密度最小，B正确；C.在一定条件下，三种气体的体积均为2.24 L，则其物质的量相等，但不一定是0.1 mol，因为没有说明是否在标准状况下，C错误；D.1 g Y气体和2 g Z气体的物质的量相等，在相同的温度和体积下，其压强也相同，D错误。] 4.D　[C2H4和C3H6的体积相同，密度相等，则C2H4和C3H6的质量相等；C2H4、C3H6的摩尔质量依次为28 g/mol、42 g/mol，C2H4和C3H6的物质的量之比为3∶2，所含分子数目之比为3∶2；所含氢原子数之比为(3×4)∶(2×6)＝1∶1，即所含氢原子数目相等；同温度同体积，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，C2H4与C3H6的压强之比为3∶2，p(C2H4)>p(C3H6)；正确的为D。] 集训真题　走进高考 1.D　[A.铵根中存在4个N-H共价键，1 mol NH4Cl 含有的共价键数目为4NA，A错误；B.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，1 mol NaHCO3完全分解，得到0.5 mol CO2分子，B错误；C.NaHCO3===Na＋＋HCO，HCO会发生水解和电离，则1 mol NaHCO3溶液中HCO数目小于NA，C错误；D.NaCl 和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-，则混合物总的物质的量为1 mol，质子数为28NA，D正确。] 2.A　[A.2.4 g镁条在空气中充分燃烧，镁被氧化为＋2价，故转移的电子数目为0.2NA，故A正确；B.5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl的溶液充分反应，产生的氢气的分子数目为0.05NA，故B错误；C.标准状况下，2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应，该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故生成的SO3分子数目无法计算，故C错误； D.1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液，发生反应：NH3＋H2ONH3·H2O，生成的NH3·H2O微粒数目小于0.1NA，故D错误。] 3.A　[A.异丁烷的结构式为，1 mol异丁烷分子含有13NA共价键，所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA，A正确；B.在标准状况下SO3为固态，不能计算出2.24 L SO3物质的量，故无法求出其电子数目，B错误；C.pH＝2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H＋)＝0.01 mol/L，则1.0 L pH＝2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA，C错误；D.Na2CO3属于强碱弱酸盐，在水溶液中CO会发生水解，所以1.0 L 1.0 mol/L的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA，D错误。] 4.B　[A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，则3.9 g过氧化钠与足量水反应，转移电子个数为×1×NA mol-1＝0.05NA，故A错误；B.镁在空气中燃烧无论生成氧化镁，还是氮化镁，镁均转化为镁离子，则1.2 g Mg在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁时，转移电子个数为×2×NA mol-1＝0.1NA，故B正确；C.铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，则2.7 g铝与足量氢氧化钠溶液反应生成氢气的个数为××NA mol-1＝0.15NA，故C错误；D.二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠在溶液中发生水解反应，则由原子个数守恒可知，6.0 g二氧化硅与足量氢氧化钠溶液反应所得溶液中硅酸根离子的个数小于×NA mol-1＝0.1NA，故D错误。] 5.C　[25 ℃、101 kPa不是标准状况，不能用标况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量，故A错误；Al3＋在溶液中会发生水解生成Al(OH)3，因此2.0 L 1.0 mol·L-1的AlCl3溶液中Al3＋数目小于2.0NA，故B错误；苯甲酸燃烧的化学方程式为C6H5COOH＋O27CO2＋3H2O，1 mol苯甲酸燃烧生成7 mol CO2，则0.20 mol苯甲酸完全燃烧生成1.4 mol CO2，数目为1.4 NA，故C正确；电解熔融CuCl2时，阳极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，阴极反应为Cu2＋＋2e-===Cu，阴极增加的重量为Cu的质量，6.4 g Cu的物质的量为0.10 mol，根据阴极反应可知，外电路中通过电子的物质的量为0.20 mol，数目为0.20 NA，故D错误。] 6.A　[2.8 g Fe的物质的量为0.05 mol；100 mL 3 mol·L-1 HCl中H＋和Cl-的物质的量均为0.3 mol，两者发生反应后，Fe完全溶解，而盐酸过量。A.Fe完全溶解生成Fe2＋，该反应转移电子0.1 mol，A正确；B.HCl溶液中Cl-的物质的量为0.3 mol，因此，Cl-数为0.3NA，B错误；C.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，因此，2.8 g 56Fe含有的中子数为1.5NA，C错误；D.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。] 学科网（北京）股份有限公司 $$