第4讲 物质的量 气体摩尔体积-【名师大课堂】2025年高考化学艺术生总复习必备（word教师用书）

第4讲　物质的量　气体摩尔体积 考点一　物质的量、摩尔质量 1.物质的量、阿伏加德罗常数 (1)基本概念间的关系 　(2)物质的量的规范表示方法 (3)阿伏加德罗常数的理解 阿伏加德罗常数与6.02×1023 mol-1是常数与近似值的关系，不能将阿伏加德罗常数与6.02×1023mol-1等同，就像不能将π与3.14等同一样。 (4)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系为__n＝__。 2．摩尔质量(M) (1)摩尔质量指__单位物质的量的物质所具有的质量__，其符号为M，单位为__g·mol-1__。 (2)数值：以__g·mol-1__为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上等于该微粒的__相对分子(或原子)质量__。 (3)摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系为n＝____。 1.理清物质的量、质量和微粒数目之间的换算关系 (1)n、NA、N之间的关系：n＝。 (2)n、m、M之间的关系：n＝。 2．明确摩尔质量、相对分子质量及质量的异同 (1)摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18 g·mol-1，H2O的相对分子质量为18，1 mol H2O的质量为18 g。 (2)当摩尔质量以g·mol、质量以g为单位时，三者在数值上相等。 (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　) 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 解析：异丁烷的结构简式是HC(CH3)3，含13个共价键，故0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为13×0.5NA＝6.5NA，A正确；标准状况下SO3为固体，不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量，B错误；1.0 L pH＝2的H2SO4溶液中n(H＋)＝1.0 L×10-2 mol·L-1＝0.01 mol，H＋的数目为0.01NA，C错误；Na2CO3溶液中CO部分水解，故1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目少于1.0NA，D错误。 (2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物)，羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺{[NH3OH]Cl}广泛用于药品、香料等的合成。已知25 ℃时，Ka(HNO2)＝7.2×10-4，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10-5，Kb(NH2OH)＝8.7×10-9。 NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　A　) A．标准状况下，2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA B.1 L 0.1 mol·L-1NaNO2溶液中Na＋和NO数均为0.1NA C．3.3 g NH2OH完全转化为NO时，转移的电子数为0.6NA D．2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA 解析：NO中N的化合价为＋3价，被还原得到X，X继续被还原得到Y，Y继续被还原得到N2，由题目信息得X、Y均为氮氧化物，则X中N元素为＋2价，Y中N元素为＋1价，所以X为NO，Y为N2O，标准状况下，2.24 L的X、Y混合气体的物质的量为0.1 mol，氧原子的数目为0.1NA，A正确；NaNO2溶液中NO会发生水解反应，数目小于0.1NA，B错误；NH2OH转化为NO，N的化合价由－1价升高到＋3价，3.3 g NH2OH的物质的量为0.1 mol，转移电子数目为0.1 mol×4NA mol-1＝0.4NA，C错误；N的价电子排布式为2s22p3，价电子数为5，2.8 g N2的物质的量为0.1 mol，价电子总数为0.1 mol×5×2NA mol-1＝NA，D错误。 考点二　气体摩尔体积、阿伏加德罗定律 1．气体摩尔体积(Vm) (1)影响物质体积大小的因素 (2)含义：单位物质的量的气体所占的体积，单位为__L·mol-1__，标准状况下，Vm约为__22.4_L·mol-1__。 (3)基本关系式：n＝＝＝。 (4)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__。 2．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，含有__相同__数目的粒子(或气体的物质的量相同)。 (2)阿伏加德罗定律的推论 相同条件 推论公式 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 [注意]　对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比例关系。 1.气体体积与气体摩尔体积 (1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念，使用时要避免混淆。如标准状况下，1 mol O2的体积是22.4 L，O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1。 (2)使用22.4 L·mol-1时应该注意的问题： ①条件必须是标准状况(0℃，101 kPa)。 ②物质必须是气体，可以是单一气体也可以是混合气体。 (3)条件对气体摩尔体积的影响 温度与压强都影响气体的体积，不同温度和压强下，气体摩尔体积的数值可能不同。改变温度和压强，在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1。 2．气体摩尔质量计算的五种常用方法 (1)根据标准状况下气体的密度(ρ)：M＝ρ×22.4 L·mol-1。 (2)根据气体的相对密度(D＝)：＝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＝。 (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＝×a%＋×b＋×c%＋……，其中a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 3．阿伏加德罗常数考查中的5个关注点 关注点 具体阐释 反应环境及物质状态 在涉及用n＝进行计算时，一要看气体是否在标准状况下，不在标准状况下无法直接使用该公式；二要看物质在标准状况下时是否为气态，若不为气态也无法使用该公式，如HF、CCl4、己烷等在标准状况下为液态，常作为命题的干扰因素迷惑考生 微观 结构 注意考查的微粒类型，熟悉物质的微观结构，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数等)之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等。还要注意对化学键数目的考查，如1 mol石墨、金刚石、SiO2、P4中的共价键数目分别是1.5NA、2NA、4NA、6NA 溶液中粒子数目 注意：(1)是否有离子的水解；(2)是否有弱电解质的电离；(3)是否知道溶液的体积；(4)考虑水的电离；(5)考虑水分子的存在 氧化还原反应 (1)同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。 ①Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只作氧化剂，则Cl2和NaOH(或H2O)反应，Cl2既作氧化剂，又作还原剂。Cl2与H2O反应可逆，与NaOH反应不可逆。 ②Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只作氧化剂。 (2)量不同，所表现的化合价不同。如Fe和HNO3反应，Fe不足时，生成Fe3+，Fe过量时，生成Fe2+。 (3)氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。 (4)注意氧化还原的顺序。如Cl2通入FeI2溶液中，Cl2应先氧化I－ 下列有关叙述正确的是(　C　) ①标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同　②标准状况下，1 g H2和22 g CO2的体积相同　③标准状况下，28 g NO的体积约为22.4 L　④两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同　⑤在同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大　⑥同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比 A．①③④　　　　　　 B．③⑤⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑤ 解析：标准状况下，1 L HCl的物质的量为，但标准状况下水为液体，不能利用气体摩尔体积来计算其物质的量，①错误；标准状况下，1 g H2的物质的量为＝0.5 mol，22 g CO2的物质的量为＝0.5 mol，气体的物质的量相同，其体积也相同，②正确；标准状况下，28 g NO的体积为×22.4 L·mol-1≈20.9 L，③错误；两种物质只有都是气体且物质的量相同时，它们在标准状况下的体积才相同，即物质的状态不确定，体积可能相同，也可能不同，④错误；由pV＝nRT可知，同温同体积时，气体的压强与物质的量成正比，即气体的物质的量越大，压强越大，⑤正确；由pM＝ρRT可知，同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比，⑥正确。 (双选)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，当左边充入l mol N2，右边充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)。下列说法正确的是(　BC　) A．右边与左边分子数之比为4∶1 B．右侧CO的质量为7 g C．右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍 D．若改变右边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 解析：左、右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左、右体积之比为4∶1，则左、右气体物质的量之比为4∶1，所以右侧气体物质的量＝mol＝0.25 mol，质量为7.0 g，故A错误，B正确；相同条件下气体密度与其摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的＝14倍，故C正确；相同条件下气体体积与物质的量成正比，隔板处于容器正中间时，左右两侧气体的物质的量相等，则需要充入CO的物质的量为：1 mol－0.25 mol＝0.75 mol，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$